본 시험의 재료는 충청북도 음성군에 소재한 농촌진흥청 국 립원예특작과학원 인삼특작부 인삼 육종포장에서 재배된 고려 인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)의 재래종과 천풍 (농업 유전자원센터 국가등록자원 IT No. 239663), 연풍 (IT No. 239664), 금풍 (IT No.239667) 품종의 4년생에서 수확한 종 자를 이용하였다. 수확시기별, GA₃ 농도에 따른 개갑률 조사 를 위해서는 재래종, 천풍, 연풍을 이용하였고, 성숙 정도에 따 른 개갑률 조사는 천풍, 품종별 배와 배유 측정을 위해서는 천풍, 연풍, 금풍을 이용하였다.

인삼 종자 수확시기별 개갑률을 조사하기 위해서 채종 시기 는 종자 성숙기인 2012년도 7월 20일부터 5일 간격으로 8월 5일까지 수확하였다. 시기별로 500립을채종하여 개갑을 실시 하였다. 한편, 종자의 배와 배유의 생장 추이를 조사하기 위해 서 6월 16일부터 미성숙된 종자를 최초 수확하였으며, 6월 26일, 7월 16일, 마지막으로 7월 26일 수확을 하였다.

수확한 인삼 종자는 과육을 제거한 후 흐르는 물에 24시간 세척하였으며, 종자를 꺼내어 음건 후 GA₃를 1, 10, 50, 100, 200, 300 ppm으로 구분하여 처리당 300립씩 나누어 24시간 침지하였다. 침지한 종자는 바로 개갑을 실시하였고 개갑률은 개갑 시작 90일 경과 후 조사하였다.

침지한 종자는 모래와 종자를 3 : 1의 부피비로 혼합한 후 층적처리를 하였다. 관수 횟수 및 양 등 기타 관리는 인삼 GAP 표준재배지침서에 준하였다 (RDA, 2012). 개갑 여부는 붙어 있는 종피가 분리되면 개갑이 된 것으로 간주하여 개갑 률을 조사하였다.

수확한 종자는 수확 시기 및 개갑 단계별 배와, 배유의 길 이, 폭을 조사하였다. 공시 품종은 천풍, 연풍, 금풍을 이용하 였으며, 배와 배유의 생장은 종자 중간을 칼로 가른 후 현미 경 (Olymups, SZ61, Tokyo, Japan)으로 15일 간격으로 조사 를 하였다

통계프로그램 SAS (version 9.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 유의성 검정을 실시하였고, p < 0.05값인 경우 통계 적으로 유의성이 있는 것으로 인정하였다.

인삼 품종 중 천풍은 일반 품종보다 개화 및 출아가 5 ~ 7일 정도 늦어 종자 성숙도 그만큼 늦어진다. 하지만, 일반 농가에 서는 대부분 성숙이 어느 정도 진행되었으면 품종에 관계없이 일정 시기에 수확을 함으로 인해 미성숙 종자를 개갑하는 경 우가 많아져 개갑률이 떨어지는 경향이 빈번히 발생한다. 본 시험에서 품종별 최초 7월 20일 동시에 수확했을 때 개화 후부터 수확까지 일수는 재래종 65일, 천풍 59일, 연풍 64일 이 소요되었으며, 이 때 바로 개갑을 실시한 결과, 재래종은 94.1%, 연풍은 93.1%, 천풍은 82.6%로 천풍 품종은 재래종보 다는 11.5%, 연풍보다는 10.5% 개갑률이 더 낮은 것으로 나 타났다 (Table 1). 5일 후인 7월 25일 수확했을 때도 천풍의 개갑률은 84.7%로 연풍이나 재래종보다 개갑률이 각각 10.6%, 9.5% 낮게 나타났다. 한편, 최초 수확 10일 후인 7월 30일에 수확한 종자의 개갑률은 재래종이 95.5%, 연풍이 94.8%, 천풍이 90.4%로 천풍이 가장 낮게 나타났으나 품종간 의 유의한 차이는 나타나지 않았으며 15일 후 수확했을 때도 품종간 차이가 나타나지 않았다. 재래종과 연풍은 개화 후부 터 수확까지 일수가 65일과 64일에 93% 이상이 개갑이 되었 으나 천풍은 이들 품종보다 4 ~ 5일 후인 개화 후 69일에 90.4%, 9 ~ 10일 후인 74일에 93.5%를 나타내었다. 이와 같은 결과를 볼 때 천풍 종자는 개화 후 70일 정도 이후에 수확하 는 것이 적당하며, 일반적으로 재배 농가에서는 다른 품종에 비해 10 ~ 15일 정도 늦게 하여 개갑을 하면 개갑률을 높일 수 있다는 것이 확인되었다.

우리나라에서는 일반적으로 인삼 종자를 7월 중• 하순경에 수확을 하는데 최근 지구 온난화로 인한 기후 변화로 과육의 숙기가 빨라져서 수확 시기도 점차 빨라지는 경향이 있다. 인 삼 재배농가에서는 개갑률을 높이기 위한 일환으로 개갑기간 을 길게 유지하고 있는데, 이를 위해서 대부분이 7월 중순경 에 종자 수확을 한다. 또한, 일손을 줄이기 위해서 인삼 종자 의 성숙 여부에 관계없이 어느 정도 성숙이 되면 한꺼번에 수 확을 하는 것이 보편적이다. 인삼은 과육이 성숙하였더라도 종 자내 배가 미성숙이기 때문에 배를 형성하고 성숙시키기 위한 최소한의 기간의 필요하다. 특히, 천풍 품종의 경우 과육이 일 반 품종보다 늦게 성숙함으로써 개갑률을 높이기 위해서는 종 자 과육이 완전히 성숙할 수 있는 충분한 기간을 확보해야 할 것으로 판단된다.

수확 시기와 과육의 성숙 정도에 따른 개갑률을 조사하기 위해서, 과육이 붉은색으로 되었을 때를 성숙, 녹색일 때를 미 성숙으로 구분하여 수확시기별 개갑률을 조사하였다 (Table 2). 본 시험에서는 개갑이 될 수 있는 인삼 종자의 성숙 정도를 파악하기 위하여 과육의 성숙 정도가 가장 늦은 천풍 품종을 이용하였다.

성숙된 인삼 종자는 과육을 제거한 후 물에 띄우면 가라 앉 지만 미성숙 종자는 물에 뜬다. 시기별로 수확한 종자를 물에 띄웠을 때, 과육이 미성숙된 처리구에서는 개화 후 45일인 7월 5일 수확 한 것이 71.8%, 개화 후 60일인 7월 20일 수 확한 것은 80.7%로 수확시기가 늦을수록 종자가 가라앉는 비 율이 높았으며, 과육이 성숙된 처리구에서도 7월 5일 수확한 것은 74.7%, 7월 20일 수확한 것은 81.5%로 미성숙된 처리 구와 마찬가지로 수확시기가 늦을수록 가라앉는 비율이 높 았다. 과육이 미성숙시 수확한 종자와 성숙시 수확한 종자의 가라앉는 비율을 보았을 때는 성숙시 수확한 종자가 평균 2.4%가 높았다.

과육이 미성숙 되었을 때 수확한 종자와 성숙되었을 때 수 확한 종자의 개갑률을 비교해 보면, 수확 시기가 이른 7월 5일 수확했을 때 미성숙 종자는 7.2%, 성숙 종자는 16.3%로 성숙 된 종자에서 개갑률이 9.1% 높게 나타났으며, 농가에서 일반 적인 수확시기인 7월 20일 수확했을 때는 미성숙 종자는 37.8%, 성숙 종자는 92.3%로 성숙된 종자에서 개갑률이 54.5% 높게 나타났다. Table 2에서 개화 후 60일인 7월 20일 에 성숙된 종자를 수확했을 때 개갑률이 92.3%로 높게 나타 나 인삼 종자의 수확 시기는 개화 후 60일, 7월 중순 이후가 적당한 것으로 나타났다. 종자의 수확 시기는 그 해의 기상에 영향을 많이 받는데, 가뭄이 지속되거나 성숙기 때 고온이 지 속되면 종자 성숙이 빨라지며, 강우나 저온이 계속되면 종자 성숙기가 늦어진다. 일반적으로 종자의 성숙은 수정 후 50일 정도면 성숙을 하는데 (Ahn et al., 1986), 앞에서 기술한 바 와 같이 기상 여건에 따라 종자의 성숙 정도가 달라지므로 이 에 따라 종자 수확기를 결정하는 것이 적정하다고 본다. 최근 우리 종자의 우수성이 알려지고 중국내 재배 면적 확대에 따 른 종자 부족으로 인해 우리나라 인삼 종자가 중국으로 반출 이 많이 되고 있는 실정이다 (KCS, 2014). 재배용으로는 인삼 종자가 반출이 승인되지 않기 때문에 과육이 덜 성숙된 상태 로 수확하여 밀반출하는 경우가 발생할 수 있을 것으로 본다. 이를 막기 위해서는 품종별로 개갑이 가능한 개화 후 최단 기 간의 수확 시기와 과육의 성숙 정도를 구명하여, 개갑 능력이 있는 시기에 수확한 미성숙 과육이 포함된 종자는 반출을 금 해야 할 것으로 판단된다.

인삼 종자가 식물체에서 성숙하고 수확 후 후숙을 하는 동 안 생장 추이를 조사한 결과는 Fig. 1과 같다. 인삼 종자의 배의 생장 추이를 조사한 결과 (Fig. 1; A, B), 최초 측정한 6월 16일의 3개 품종의 평균 배의 평균 길이는 564.1㎛, 폭 은 305.0㎛였으며, 종자를 채종한 후 바로 측정한 7월 25일 은 길이와 폭이 각각 566.6㎛, 352.4㎛를 나타내어 배의 길 이나 폭은 점진적으로 생장하였으나 거의 차이가 나타나지 않 았다. 한편, 배의 길이는 개갑 시작 15일 후인 8월 16일까지 도 거의 차이가 나타나지 않았으나, 이후 9월 2일까지 점진적 생장을 보였고, 개갑 45일 후인 9월 16일은 977.4㎛였고, 10월 2일은 1,566.5㎛, 10월 17일은 3,380㎛로 이는 전 측 정일에 비해 33.4%, 60.3%씩 급격한 생장을 나타내었다. 배의 폭은 조사한 6월 16일부터 9월 2일까지 점진적 생장을 보였 으나 큰 차이를 나타내지는 않았다. 개갑 45일 후인 9월 16일 은 442.0㎛로 전 측정일인 9월 2일보다 27.4% 생장을 하였 고 이후부터 급격한 생장을 나타내어 10월 2일은 559.9㎛, 15일 후인 10월 17일은 854.5㎛로 전 측정일보다 각각 26.7%, 52.6% 이상씩 증가하였다.

Fig. 1.  Growth changes of endosperm and embryo by the time.

A, B: length and width of embryo; C, D: length and width of endosperm.

시기별 배유의 생장 추이를 보면 (Fig. 1; C, D) 최초 측정 한 6월 16일의 3개 품종의 평균 배유의 길이는 3.8㎜, 폭은 3.1㎜였으며, 6월 21일은 길이는 4.4㎜ 폭은 3.6㎜를 나타 내었다. 종자를 채종한 후 바로 측정한 7월 25일은 길이와 폭 이 각각 4.8㎜와 3.8㎜를 나타내었으며, 개갑을 완료한 후 배유를 측정한 결과 길이가 5.4㎜, 폭이 4.1㎜를 나타냈다. 배유의 생장 추이를 조사한 결과, 종자 수정 30일 후인 6월 21일까지 가장 크게 생장을 하였으며, 수확 후부터 개갑 완료 시까지는 점진적으로 증가는 하였으나 큰 변화가 없었다. 따 라서, 인삼 종자 배유의 생장은 과육이 붉게 혹은 노랗게 성 숙하는 시기에 거의 완성이 되는 것을 확인할 수 있었다.

배유의 생장은 6월 초순부터 6월 중순까지 급격한 생장을 하였으며, 이후에는 생장이 완만히 진행되었다. 배는 생성 후 부터 8월 중순 후숙 과정까지 거의 생장을 하지 않았으며, 9월 초순부터 본격적으로 생장하여 10월 하순까지 빠른 속도 로 진행되었다. 따라서 이 시기에 배의 생장을 촉진시키기 위 한 개갑 관리가 매우 중요할 것으로 생각된다. 배와 배유가 큰 변화가 없다가 어떤 시기에 급격한 변화를 보인 원인은 개 갑에 유리한 큰 일교차와 호르몬 변화 등으로 사료되며, 향후 종자 생장과의 상관관계를 검토해 볼 필요가 있을 것으로 본다.

천풍뿐만 아니라 다른 인삼 품종의 개갑률을 높이기 위해서 GA₃ 농도별 개갑률을 조사한 결과는 Table 3과 같다. 품종별 로 GA₃의 농도가 증가할수록 개갑률은 향상되었으나, 50 ppm 까지는 농도간의 개갑률은 유의성을 나타내지 않았다. 하지만, GA₃의 농도가 100 ppm 처리에서는 개갑률이 재래종 95.0%, 천풍 95.3%, 연풍이 96.5%로 무처리에 비해 각각 5.9%, 10.0%, 8.0% 더 높은 것으로 나타났다. 200 ppm, 300 ppm 처리구에서도 100 ppm 처리구보다 개갑률이 향상은 되었으나, 100 ppm 처리구와 유의한 차이가 나지 않았다. 품종별 50 ppm 처리구에서의 개갑률도 재래종, 천풍, 연풍이 각각 91.2%, 91.1%, 92.4%로 높은 수준이었지만, 개갑률이 95.0% 이상이 되는 100 ppm 처리구가 개갑률을 높이는데 적당한 농 도라고 여겨진다. 한편, GA₃ 농도가 300 ppm에서는 저온 처 리없이 휴면이 타파되어 파종 전에 조기 발아가 되는 개체들 이 발생했다 (Fig. 2). 일반적으로 농가에서는 개갑 후 10월 중순 ~ 11월 중순까지 파종을 하여 겨울 동안 저온을 거치게 함으로써 자연적으로 휴면을 타파하도록 한다. 하지만, 파종 전에 발아가 되면 파종을 할 때 유근이 탈락될 우려가 있고, 겨울 동안 동사를 하게 됨으로 파종 전 발아가 되는 것은 농 가에 큰 의미가 없다. 이상의 결과를 볼 때 인삼 종자의 개갑 률 향상을 위한 GA₃의 농도는 100 ppm이 적당하다고 판단 된다. 한편, 300 ppm 이상의 고농도는 조기 발아하는 개체들 이 발생함으로써 발아를 위해 소요되는 90 ~ 100일 정도의 휴 면 기간을 단축시킬 수 있으므로 우량 계통 증식과 세대 단축 을 위해 용이하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

Fig. 2.  The stratification degree according to the GA₃ concentration before fall sowing.

A, B: 100 and 300 ppm of GA₃.