농촌 지도사, 농업직 9급 등 필독 재배학 요약 정리 11강. 상적발육과 환경

11. 상적발육과 환경

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■ 주요용어

춘화처리 : 작물의 개화를 유도하기 위해 생육의 일정시기에 일정한 온도로 처리하는 것을 춘화처리라고 한다.

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종자춘화형식물 : 춘화처리에 알맞은 시기는 작물에 따라 다르다. 최아 종자때부터 온도에 반응하는 식물을 말한다.

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일장효과 : 일장이 식물의 개화ㆍ화아분화 및 그 밖의 발육에 영 향을 미치는 현상을 일장효과 또는 광주기효과라고 한다.

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야간조파 : 단일식물의 연속암기 중간에 광을 조사하여 암기를 요 구도 이하로 분단하면 암기의 합계가 아무리 길다 하더라도 단일효과가 발생하지 않는데 이것을 야간조파 (광조사)라고 한다.

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1. 상적발육과 환경

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1) 상적발육의 개념

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* 작물이 순차적인 몇 개의 발육상을 거쳐서 발육이 완성되는 현상

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- 발육상 : 작물의 생육에 있어서 아생(芽生).ㆍ화성(花成).ㆍ개화(開花)ㆍ

결실(등숙 登熟) 등과 같은 작물의 단계적 양상

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- 화성 : 영양생장에서 생식생장으로의 이행을 말함

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- 상적발육설 - 생장은 발육과 다르다. 일년생 종자식물의 전 발육과정은 개개의 단계에 의하여 성립되고 발육상은 접속해서 발생하고 있으며, 발육상을 완료하는 데는 서로 다른 환경조건이 필요함

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2) 화성유도의 주요요인

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* 내적요인 : C/N율, 호르몬

• C/N율(탄질률) : 식물체 내의 탄수화물(C)과 질소(N)의 비율

• C/N율설 : C/N율이 식물의 생육ㆍ화성 및 결실을 지배한다고 생각하는 견해

• C/N율이 높은 조건 : 고구마순을 나팔꽃에 접목 - 개화ㆍ결실.

• 과수재배에서 환상박피., 각절(刻截). 등은 C/N율과 관련됨

식물호르몬 : 옥신과 지베렐린의 체내 수준관계.

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* 외적요인 : 광조건(일장효과), 온도조건(춘화처리)

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2. 춘화처리의 개념과 조건ㆍ종류ㆍ농업적 이용

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1) 춘화처리(vernalization)의 개념

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* 온도유도

식물들에 있어서 생육의 일정한 시기에 일정한 온도에

처하여 개화를 유도하는 것

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* 춘화처리

작물의 개화를 유도하기 위해 생육의 일정한 시기에 일정한

온도(주로 저온) 처리를 하는 것

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2) 종자춘화형식물과 녹식물춘화형식물

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* 종자춘화형 식물

최아(催芽)종자 때부터 저온에 감응하는 작물.

(예) 추파맥류ㆍ완두ㆍ잠두ㆍ봄무 등

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* 녹식물춘화형식물

녹체기 때부터 저온에 감응하는 작물

(예) 양배추ㆍ히요스 등

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3) 춘화처리에 관여하는 조건

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최아 - 최아종자는 처리기간이 길어지면 부패하거나 유근이 도장될 우려가 있음.

처리온도와 기간 - 일반적으로 겨울작물은 저온, 여름작물은 고온이 효과적임

산소 - 산소가 부족하여 호흡이 불량하면 춘화처리의 효과가 지연됨

광선 - 온도를 유지하고 건조를 방지하기 위하여 암중에 보관하는 것이 좋음

건조 - 고온과 건조는 저온처리의 효과를 경감 또는 소멸시킴

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4) 춘화의 감응부위와 종류

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자극의 감응부위 : 생장점

이춘화와 재춘화

• 이춘화(離春化) : 저온 춘화처리를 실시한 직후에 35℃의 고온에서 춘화처리효과가 상실된다.

• 재춘화(再春化): 가을호밀에서 이춘화 후에 저온 춘화처리를 하면 다시 춘화처리가 되는 것을 말한다.

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5) 춘화처리의 이용

재배상의 이용 - 추파성과 춘파성을 알면 파종기나 재배적지 등의 선택에 도움이 되며, 추파맥류라도 춘화처리하여 춘파할 수 있음.

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- 채종 : 월동하는 작물을 봄에 심어도 저온 처리하면 출수ㆍ개화하므로 채종재배에 이용

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육종에 이용 - 춘화처리를 이용하여 육종연한을 단축시킬 수 있음

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촉성재배 - 꽃의 촉성재배에 이용 예) 여름철 딸기묘

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수량의 증대 - 예) 추파맥류를 춘화처리 후 춘파

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종 또는 품종의 감정 - 예) 라이그래스류

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재배법의 개선 - 추파성 정도가 낮은 품종은 월동 전에 생식생장이 유도되므로 비교적 만파(晩播)하는 것이 안전함

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3. 일장효과의 뜻과 일장형

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1) 일장효과의 개념과 조건 ㆍ일장형

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* 일장효과

일장이 식물의 개화와 화아분화(花芽分化) 및 그 밖의 발육에 영향을 미치는 현상으로 일장효과 또는 광주기효과라고도 함

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일장효과는 가너(Garner)와 앨러드(Allard, 1920)에 의해 발견됨

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- 유도일장 - 식물의 화성을 유도할 수 있는 일장

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- 비유도일장 - 식물 개화를 유도하지 못하는 일장

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- 한계일장 - 유도일장과

비유도일장의 경계가 되는 일장

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광주기 특히 밤의 길이가 식물의 계절적 행동을 결정하며, 이러한 특성에는 피토크롬(phytochrome) 이라는 빛을 흡수하는 색소단백질이 관련되어 있음

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2) 일장효과에 영향을 미치는 조건

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광질 - 최대의 효과를 가지는 광은 600~680㎚의 적색광, 다음이 자색광인 400㎚의 파장 부근, 480㎚ 부근의

청색광이 가장 효과가 적음.

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광의 강도 - 대체로 광도가 증가할수록 일장효과가 큼

온도의 영향 - 일장효과의 발현에는 어느 한계의 온도가 필요

발육단계 - 식물은 어느 정도 발육단계가 진전되어야 감응하나 발육단계가 더욱 진전되면 점차 감수성이 없어짐

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연속암기 - 단일식물에 있어서는 개화유도에 일정한 시간 이상의 연속암기가 절대로 필요

야간조파(night break, 광조사) - 단일식물의 연속암기 중간에 광을 조사하여 암기를 요구도 이하로 분단하면 암기의 합계가 아무리 길다고 해도 단일효과가 발생하지 않음

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질소의 시용

질소가 부족한 경우 장일식물은 개화가 촉진되나 단일식물은 질소가 풍부하여야 단일효과가 잘 나타남

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3) 일장효과의 기구

- 일장처리에 감응하는 부위

→ 잎(나팔꽃은 완전 전개한 자엽)

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- 일장처리에 의한 자극의 전달

잎에서 생성되어 줄기의 체관부 또는 피층을 통해 화아가 형성되는 정단분열조직으로 이동

- 화학물질과 일장효과

장일식물은 옥신 시용으로 화성이 촉진되나 단일식물은 옥신에 의해 화성이 억제되는 경향이 있음

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4) 작물의 일장형

* 장일식물 - 장일상태(보통 16~18시간)에서 개화가 유도되고 촉진되는 식물 (예) 추파맥류ㆍ완두ㆍ박하ㆍ아주까리ㆍ시금치 등

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* 단일식물 - 단일상태(보통 8~10시간)에서 화성이 유도되고 촉진되는 식물 (예) 늦벼ㆍ조ㆍ기장ㆍ피ㆍ콩 등

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* 중성식물 - 개화에 일정한 한계일장이 없고 대단히 넓은 범위의 일장에서 개화하는 식물 (예) 가지ㆍ토마토ㆍ강낭콩ㆍ당근 등

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* 정일식물(중간식물) - 좁은 범위의 일장에서만 화성이 유도되고 촉진되며 2개의 한계일장이 있음 (예) 사탕수수의 ‘F 106’

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장일식물의 개화

단일식물의 개화

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5) 개화 이외의 일장효과

수목의 휴면

어느 수종이든지 15~21℃에서는 일장의 여하에 관계없이 휴면함

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등숙ㆍ결협

단일성인 콩이나 땅콩의 경우 등숙ㆍ결협은 단일조건에서 조장됨

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영양번식기관의 발육

• 고구마의 덩이뿌리, 봄무나 마의 비대근, 감자와 돼지감자의 덩이줄기, 달리아의 알뿌리 등

: 단일에서 비대가 조장

• 양파의 비늘줄기 : 장일에서 발육이 조장

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영양생장

일반작물에서 단일식물이 장일에 놓일 때에는 거대형이 되고,

장일식물이 단일에 놓일 때 근출엽형식물이 됨

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성의 표현

모시풀은 8시간 이하의 단일에서는 자성(雌性), 14시간

이상의 장일에서는 웅성(雄性)으로 표현

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6) 일장효과의 이용

* 재배상의 이용 - 단일성 국화는 단일처리에 의해 촉성재배를 하고 장일처리로 억제

재배를 하여 연중 어느 때나 꽃을 피우게 할 수 있음(주년재배)

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* 육종상의 이용 - 고구마를 나팔꽃에 접붙히고 8~10시간의 단일처리를 하면 개화가

유도되어 교배육종이 가능

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* 성전환에 이용 - 삼은 단일에 의해 성전환이 되므로 이를 이용해 암그루만을 생산할

수 있음

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수량증대 - 북방형목초(장일식물) - 야간조파 - 일장효과발생 - 절간신장

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4. 품종의 기상생태형

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1) 기상생태형의 개념과 분류

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생육온도 및 일장에 대한 출수ㆍ개화반응을 기초로 하여

작물의 품종군을 나누어 구분한 것

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감광형(bLt형)

기본영양생장기간이 짧고 감온성은 낮으며 감광성만이

커서 생육기간이 감광성에 지배되는 형태의 품종

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감온형(blT형)

기본영양생장성과 감광성이 작고 감온성만이 커서

생육기간이 감온성에 지배되는 형태의 품종

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기본영양 생장형(Blt형)

기본영양생장성이 크고 감온성ㆍ감광성이 작아서

생육기간이 주로 기본영양생장성에 지배되는 형태의 품종

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blt형 어떤 환경에서도 생육기간이 짧은 형의 품종

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2) 기상생태형의 지리적 분포

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저위도 지대 - 기본영양생장성이 크고 감온성ㆍ감광성이 작아서 고온 단일인

환경에서도 생육기간이 길어 수량이 많은 기본영양생장형(Blt형)이

재배 (예) 대만ㆍ미얀마ㆍ인도 등

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고위도지대 - 여름의 고온기에 일찍 감응되어 출수ㆍ개화하여 서리가 오기 전에

성숙할 수 있는 감온형(blT형)이 재배

(예) 일본의 홋카이도ㆍ만주ㆍ몽골 등

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중위도지대 - 위도가 높은 곳에서는 감온형이 재배되며 남쪽에서는 감광형이 재배

(예) 우리나라와 일본..

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3) 기상생태형과 재배적 특성

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조만성 - blt형ㆍ감온형은 조생종, 기본영양생장형ㆍ감광형은 만생종

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묘대일수감응도(苗垈日數感應度) - 감온형이 높고, 감광형ㆍ기본영양생장형이 낮다

(* 못자리기간(묘대기간)을 길어지면게 할 때 모가 노숙하고, 모낸 뒤 생육에 난조가 생기는

정도로 못자리 때 이미 생식생장의 단계로 접어들기 때문에 생기는 것이다.)

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만파만식할때 - 출수기 지연은 기본영양생장형과 감온형이 크고, 감광형은 작다.

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만식적응성 - 감광형은 만식을 해도 출수의 지연도가 적다.

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4) 우리나라 작물의 기상생태형

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- 감온형 품종은 조생종, 감광형 품종은 만생종

- 우리나라는 북부 쪽으로 갈수록 감온형인 조생종, 남쪽으로 갈수록 감광성의 만생종이 재배

- 감온형은 조기파종으로 조기수확, 감광형은 윤작관계상 늦게 파종

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우리나라 주요작물의 기상생태형

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■ 핵심요약정리

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- 작물이 영양생장단계로부터 생식생장단계로 이행하는데 가장 크게 관여하는 외부환경 요인은

온도와 일장이다.

- 작물의 개화 · 결실에 C/N율이 적용되는 예

① 과수재배에서 환상박피 또는 각절(刻截)을 하여 그 윗부분에 탄수화물 축적을 유도 ·

촉진함

② 고구마 순을 나팔꽃 대목에 접목하여 덩이뿌리의 형성 · 비대를 막고 지상부의 탄수화물

축적을 조장하면 개화 · 결실이 조장됨

- 종자춘화형식물로 분류되는 작물은 추파맥류 · 완두 · 잠두 · 봄무 등이 있고 녹식물춘화형은

양배추 · 히요스 등이 있다.

- 추파맥류는 종자춘화형식물로서, 최아종자를 저온처리하면 봄에 파종하여도 좌지현상이

방지되고 정상적으로 출수하게 된다.

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- 저온처리의 자극 감응부위는 생장점이고 일장에 감응하는 부위는 잎이다.

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- 춘화처리의 농업적 이용은 재배, 채종, 육종에 이용, 촉성재배, 수량증대, 종 또는 품종의 감정,

재배법 개선 등이 있다.

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- 장일식물 에는 추파맥류 , 완두 , 박하 , 아주까리 , 시금치 , 양딸기 , 해바라기 등이 있고

단일식물에는 늦벼, 조, 기장, 피, 옥수수, 콩, 아마, 담배, 호박, 오이 등이 있다.

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- 야간조파(night break)란 연속암기의 중간에 광을 조사하여 암기를 요구도 이하로 분단하는

것이다.

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- 자웅동주식물인 모시풀은 8시간 이하의 단일조건에서는 완전히 자성이고 14시간 이상의

장일에서는 모두 웅성이다. 자웅이주식물인 삼의 경우 일장의 길이에 따라 암그루와 수그루가

달라지는 성전환을 조장한다.

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- 감온형(blT형)은 기본영양생장성과 감광성이 작고 감온성만이 커서 생육기간이 감온성에

지배되는 형태의 품종이다

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- 감광형(bLt형) 은 기본영양생장기간이 짧고 감온성은 낮으며 감광성만이 커서 생육기간이

감광성에 지배되는 형태의 품종이다.

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- 우리나라 북부지방은 감온형인 조생종이 재배되고 조기파종해 조기수확한다.

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- 우리나라 남부지방은 감광성인 만생종이 재배되며 윤작관계상 늦게 파종하는 것이 보통이다

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- 감온형 품종을 일찍 이앙하여 조기에 수확재배하는 방식을 조기재배라 하고, 감광성 품종을 일찍

육묘 · 이앙하여 영양생장기간을 연장시켜 다수확을 목적으로 재배하는 양식을 조식재배라 한다.

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■ 정리하기

- 작물은 화아분화를 기준으로 하여 영양생장에서 생식생장으로 전환한다. 화아분화는 내적으로 C/N율과 식물호르몬, 외적으로 일장의 길이와 온도 등의 환경이 관여한다.

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- 작물의 개화를 유도하기 위해 생육의 일정한 시기에 일정한 온도(주로 저온)를 처리하는 것을 춘화처리(Vernalization)라고 한다. 춘화처리에는 종자춘화형식물과 녹식물춘화형식물이 있다. 종자춘화형식물은 최아종자 때 감응이 되지만 녹식물춘화형식물은 식물체가 일정 크기에 도달해야 저온에 감응한다.

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- 일장의 길이가 작물의 개화에 미치는 현상을 일장효과라고 한다. 식물은 일장반응에 따라 장일식물ㆍ단일식물ㆍ중성식물로 구분된다.

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- 저온처리의 감응부위는 생장점이고, 일장의 감응부위는 충분히 전개된 잎이다. 춘화처리는 촉성재배ㆍ채종ㆍ육종 등에 실제 이용되고 있다.

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- 기상환경 조건에 대한 품종들의 반응을 기초로 하여 분류한 품종군을 기상생태형이라고 한다. 작물의 기상생태형은 온도와 일장에 따른 개화반응을 기준으로 하여 감온형ㆍ감광형ㆍ기본영양생장형ㆍblt형으로 분류한다.

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