본 연구는 강원도 평창군 진부면에 있는 시험포장의 비닐하 우스에서 수행하였다. 비닐하우스는 2 연동으로써 측고 2.3 m, 동고 4.3 m, 폭 6 m, 길이 52 m이었으며 피복자재는 투광률이 10%인 청색필름을 사용하였다.

2012년 3월 수단그라스를 파종하여 재배한 후 8월 중순 유 박과 함께 토양에 혼입하여 예정지관리를 하고 2013년 3월 중 순에 인삼 종자를 파종하였다. 종자는 2012년 8월에 채종한 자경종 (재래종)으로 개갑 후 −2 ± 1℃ 범위로 온도가 유지되 는 저온저장고 ((주)화인테크)에 저장해오던 것을 꺼내어 직경 4㎜ 이상의 건실한 종자를 골라 상온에서 24시간 동안 순화 시킨 후 파종하였다. 재식밀도는 이랑면적 1.62㎡ 당 90주 (9행 × 10열), 108주 (9행 × 12열), 135주 (9행 × 15열) 및 162 주 (9행 × 18열)로 하였으며 재식밀도별 파종립수는 혈당 1, 2, 3립으로 하였고, 파종 후 점적관수 시설을 설치하여 정기적으 로 관수하였다. 시험포장의 토성은 사질토양이었으며 병해충 방제 및 재배관리 등은 농촌진흥청 표준 인삼재배 지침서 (RDA, 2011)에 준하여 실시하였고 시험구 배치는 난괴법 3반 복으로 하였다.

입모율은 파종 후 60일에, 지상부 생육은 지상부의 생장이 정점에 도달한 2013년 6월 20일에, 뿌리의 생육은 수확 시기 인 10월 18일에 반복별로 20개체의 시료를 채취하여 각각 조 사하였다. 지상부는 초장, 경장, 경경, 엽장, 엽폭 등을, 뿌리는 근장, 근중, 잠아폭, 잠아길이, 근경, 지근수 등을 각각 조사하 였고, 엽록소 함량은 엽록소 측정기 (SPAD-502Plus, Konica Minolta Inc., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다.

지하부의 사포닌 분석을 위해 10월에 1년생 묘삼을 채굴하 여 9종의 Ginsenoside를 분석하였다. Ginsenoside 표준품 9종은 Rg₁, Re, Rf Rb₁, Rg₂, Rc, Rb₂, Rb₃, Rd (Chroma Dex Inc., Santa Anna, CA, USA)이고 분석을 위한 용매는 GR-grade였다. Ginsenoside의 분석을 위해 2㎖ tube에 인삼 분말시료 0.2g과 70% MeOH 1㎖를 넣고 잘 혼합한 후 ultrasonic bath에 넣고 50℃에서 30분 동안 초음파 추출한 뒤 원심분리 (4℃, 13000 rpm, 15 min.)하여 얻은 상등액을 2㎖ tube에 취한 후 1㎖를 Sep-Pak C₁₈ cartridge (Waters Corp., Miford, MA, USA)를 이용하여 정제하였다 (Kim et al., 2008). 정제한 추출액은 0.45㎛ membrane filter (Waterman No.2)로 여과하여 분석시료로 사용하였고, ginsenoside 함량은 Agilent 1100 series HPLC system (Agilent Technologies Inc, Waldronn, Germany)을 이용하여 측정하였다. 칼럼은 Halo RP-amide column (4.6 × 150㎜, 2.7㎛, Advanced Materials Technology Inc, Wilmington, DE, USA)을 사용하 였으며, 이때 인삼 뿌리 추출액은 10㎕씩 주입 하였고 이동 상의 유속 0.5㎖/min., 칼럼온도 50℃, UV 검출기의 파장 203㎚에서 분석하였다.

비가림 하우스 직파재배에서 인삼 종자의 파종밀도에 따른 입모율과 생존주수는 Table 1과 같다. Lee 등 (1998)과 Seong 등 (2010)에 의하면 생존주수는 파종밀도에 비례하여 증가한다고 보고하였는데, 본 연구에서도 파종밀도가 높을수 록 입모율은 감소하지만 생존주수는 증가하는 경향을 보였다. 90립 파종구와 108립 파종구는 가장 높은 입모율을 보인 반면 결주율은 가장 낮았고, 파종밀도가 높은 162립 파종구의 결주 율은 21.1%로 높았으나 파종량이 많기 때문에 생존주수도 138주로 타 처리에 비하여 많았다. 해가림 재배 시 인삼 종자 를 고밀도로 파종할 경우 과번무에 따른 엽면적지수의 과도한 증가로 인한 수광량 감소와 광합성의 저해로 식물체가 연약하 게 자라 병 발생이 급증한다 (Lee et al., 1998; Won and Jo, 1999). 비가림 하우스재배는 빗물에 의해 전파되는 탄저병 과 점무늬병의 방제에는 효과적이지만 (Madden, 1992; Kim et al., 2006; Lee et al., 2011) 기온 및 습도가 높아서 모잘 록병이나 역병과 같은 토양전염병에 쉽게 감염되어 결주율이 높아진다 (Kim et al., 2014; Lee et al., 2011). 그러나 본 연구에서는 모잘록병이나 역병과 같은 토양전염성 병에 의한 결주는 발생하지 않았고, 미개갑 종자가 있거나 밀식에 따른 생육불량에 기인된 결주가 대부분이었다.

혈당 파종립수가 증가할수록 인삼의 입모율도 높아졌다 (Fig. 1). Won과 Jo (1999)는 관행 해가림 시설에서 직파재배 1년생의 생존율은 67%라고 하였는데, 본 연구에서는 1립 파 종 시 85% 이하, 2립과 3립 파종에서는 94% 이상의 높은 생존율을 보였다. 이러한 결과는 관행 해가림 시설보다 하우 스 직파재배를 할 경우 생존율을 높일 수 있고 또한 파종립수 가 2립 이상일 때 안정적으로 입모를 확보 할 수 있음을 보 여주는 것이다.

Fig. 1.  Comparison of emergence rate according to the number of seeds sown per hole under direct sowing cultivation of ginseng.

Vertical vars represent mean ± standard error (n = 90).

본 실험 결과 파종밀도에 따른 1년생 인삼의 초장, 경장, 경경, 엽폭, 엽록소함량 (SPAD 값) 등은 차이가 없었다 (Table 2). 혈당 파종립수는 파종밀도보다 생육에 더 큰 영향 을 주었지만 기대한 만큼 큰 영향을 미치지는 못했다. 인삼은 다른 작물에 비해 내비성이 약해서 생장속도가 느리고 (Lee et al., 1978) 연생별로 볼 때 3년생 이후부터 지상부와 지하 부 생장이 현저하게 증가하면서 양분흡수 또한 급증한다 (Jin et al., 2009; Lee et al., 1978). 본 연구에서 파종밀도에 따 른 생육의 차이가 크지 않았던 것은 1년생 인삼의 지상부 생 육은 고년근과 같이 급속히 이루어지지 않아 개체간의 경쟁이 심하지 않았을 것으로 판단된다. 따라서 파종밀도에 따른 연 생별 생육특성을 좀 더 면밀하게 검토할 필요가 있다. 이식재 배 인삼보다 현저히 밀식된 상태인 직파재배에서는 지상부가 과번무하고 웃자라서 초장이 길어진다는 보고 (Won and Jo, 1999)와 같이 혈당 파종립수가 증가할수록 초장과 경장은 길 어지는 경향을 보였다. 3년생의 경우 파종밀도가 높으면 인삼 의 엽장은 길어지고 엽폭은 좁아지는 경향을 보인다고 했지만 (Won and Jo, 1999) 본 실험의 1년생에서는 파종밀도와 파종 립수에 따른 엽장과 엽폭은 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 엽록소 함량은 (SPAD)은 파종밀도가 증가할수록 많아지는 경 향을 보였다. 반면 혈당 파종립수에 따른 엽록소 함량은 차이 가 없었다. Cheon 등 (1991)은 해가림 내 광 투과율이 증가 할수록 인삼 잎의 엽신을 제외한 엽맥의 무게가 증가하고 엽 록소 함량은 감소한다고 보고하였는데, 파종밀도가 높아질수 록 엽면적지수도 높아지고 수광량은 감소된다. 따라서 수광량 과 부의 상관이 있는 엽록소의 함량은 증가한 것으로 판단된 다 (Cheon et al., 1991).

파종밀도 및 파종립수별 인삼의 지하부 생육 및 수량은 Table 3과 같다. 근장과 근경은 파종밀도가 높아질수록 작아졌 고 근중 또한 감소하는 경향을 보였다. Lee 등 (1998)은 파종 밀도가 높으면 개체 간 경합이 심하여 뿌리 생장이 억제된다 고 하였는데, 본 연구에서도 유사한 경향을 보였다. 인삼은 재 식밀도가 낮을수록 좋은 체형의 인삼 생산비율이 높아진다고 하였는데 (Park et al., 2013), 본 실험에서도 파종밀도가 낮아 질수록 지근의 분지수가 증가하여 주근의 비율이 낮아지고 체 형이 좋아질 수 있는 조건이 갖추어지는 것으로 나타났다. 인 삼의 뿌리는 분지성이 강한 식물학적 특성을 가지고 있지만 (Lee, 1996) 밀식을 하면 개체간 경합과 광합성의 저하로 인 한 생육 부진으로 인삼 뿌리의 분지성이 억제된다는 것을 본 실험을 통하여 확인할 수 있었다. 전체적으로 볼 때 인삼 뿌 리의 생육은 파종밀도의 영향을 크게 받았다. 1 ~ 2년생 인삼 은 고년근에 비해 생장속도가 느리고 양분 흡수량이 상대적으 로 적어서 뿌리의 생육 차이가 현저하지 않았지만, 3년생 이 후부터 급격하게 지하부 생장이 이루어지기 때문에 (Jin et al., 2009; Lee et al., 1978) 수확 시에는 생육 차이가 더 크 게 나타날 것으로 생각된다.

종자 파종밀도별 인삼의 ginsenoside 함량을 Table 4에 나 타내었다. 총 사포닌 함량은 135립 파종구에서 가장 많았다. Seong 등 (2010)은 파종밀도가 증가할수록 사포닌 함량은 적 어진다고 보고했지만 본 실험에서는 135립 파종구까지 총 사 포닌 함량은 증가하다가 162립 파종구에서 감소하는 경향을 보였다. 또한 Rb₁, Rb₂ Rc, Rd의 protopanaxadiol (PD)계와 Re, Rf, Rg₁, Rh₁의 protopanaxatriol (PT)계 사포닌의 비율 (PD/PT)도 총사포닌 함량과 같은 경향을 나타내었다. 파종밀 도가 높아지면 상대적으로 양분경합이 커져서 생육이 제대로 이루어지지 않기 때문에 1차 대사산물이 제대로 생성되지 못 하고 (Lee et al., 2008), 사포닌이 가장 많이 분포되어 있는 세근과 지근이 (Han et al., 2013) 제대로 발달하지 못하여 이와 같은 결과가 나타난 것으로 생각된다. 특히 지근은 PD 계열의 사포닌인 Rb₁, Rb₂, Rb₃, Rc, Rd을 가장 많이 함유 하고 있다 (Hong and Eom, 2012). 투광량과 PD 계열의 사 포닌은 긴밀한 관계가 있다는 Yu 등 (2014)의 보고와 같이 인삼이 심하게 밀식되면 투광량이 적어 PD 계열의 사포닌이 감소 한 것으로 생각된다. Ginsenoside 중에서 Re와 Rg₁은 파종밀도가 증가할수록 감소하였고, Rb₁, Rc, Rd는 135립 파 종구까지는 증가하였지만 162립 파종구에서 다시 감소하는 경 향을 보였다. Ginsenoside Rb₂, Rb₃, Rg₂는 파종밀도에 관계 없이 비슷한 함량을 나타내었다. Ginsenoside Rb₁, Rc, Rd, Rg₂의 함량은 135립 파종구에서 많았고 Re와 Rg₁의 함량은 파종밀도가 가장 낮은 90립 파종구에서 많았다. Seong 등 (2010)은 파종밀도가 높아지면 ginsenoside Rg₁의 함량은 적어 지고 Rc와 Rb₂의 함량은 많아진다고 하였는데, 본 실험에서 ginsenoside의 종류는 앞의 보고와 일치하지 않지만 파종밀도 는 ginsenoside의 조성 및 함량에 영향을 미친다는 것이 확인 되었다.

연생별 입모율 및 생육을 포함한 ginsenoside 함량의 변화에 대하여 추후 수확시 까지 지속적으로 수행하여 비닐하우스에 서 직파재배시 파종립수와 밀도가 수량 및 사포닌 함량에 미 치는 영향을 구명할 계획이다.