저장온도 및 삽목용토가 감국 삽수 생육에 미치는 영향
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Abstract
Planting vigorous cuttings that quickly develop shoots and roots is essential to the biological and economic success of producing medicinal flowers. The present study aimed to evaluate the effect of storage temperature and duration on seedling capacity in the propagation of Chrysanthemum indicum L. and to investigate the effect of rooting media on the growth of C. indicum L. after cutting.
Returning cuttings to supplemental cold storage (2.0 ± 1.0°C) may extend duration of cutting viability 6 weeks, returning cuttings to supplemental warm storage (25.0 ± 1.0°C) is not recommended. The treatment of the growing media experiments, which were conducted in the 2014 planting seasons, included sawdust, river sand, topsoil + sawdust, topsoil + poultry manure, sawdust + river sand, river sand + poultry manure, topsoil + river sand + poultry manure, topsoil + poultry manure + river sand + sawdust. Result indicated that the topsoil + poultry manure media performed best and supported the highest number of branches (3.47), branch length (26.39), and number of leaves (88.63).
The results of the present study suggest that cold storage and the topsoil + poultry manure growth media was superior in supporting the early establishment of C. indicum cutting, this result will have a tremendous influence on propagation of this species.
Keywords:
Chryasnthemum indicum L., Cutting Propagation, Storage Temperature, Rooting Media서 언
감국 (Chrysanthemum indicum L.)은 국화과 (Compositae) 에 속하는 다년생 초본으로 감국의 꽃봉오리는 현기증, 해열, 염증, 고혈압, 호흡계 질환, 급성 인플루엔자 감염에 사용하여 왔을 뿐 아니라 종기인후염에 효과가 있는 것으로 알려져 있 다 (Collins et al., 1997; Choi et al., 2012). 감국의 생리활 성 연구로는 항균활성 (Shunying et al., 2005), 항바이러스 활성 (Sassi et al., 2008), 항염 (Lee et al., 2009), 면역조절 (Lee et al., 2002), 항산화 (Yoshikawa et al., 2000), 항암 (Li et al., 2009) 활성 등이 보고되어 있다. 주요성분으로 플 라보노이드화합물인 luteolin, apigenin, apigenin 7-O-β-Dglucoside 및 luteolin 7-O-β-D-glucoside 등과, sesquiterpene lactone 화합물인 cumambrin A, cumambrin B, arteglasin A 및 angeloyljadin 등이 알려져 있다 (Ryu et al., 1994). 특히 꽃 추출물에 포함되어 있는 pyrethrins 활성 성분은 성분에 접 촉하는 해충의 신경계에 영향을 미쳐 천연의 살충제로서 활용 이 기대되는 경제적으로 중요한 약용작물이다 (Marongiu et al., 2009).
감국의 국내 재배법은 개발되어 있지 않아 기존 산국 (Dendranthema boreale)의 재배법을 적용하고 있으나 Song 등 (2012)이 보고한 바와 같이 산국과 감국 두 작물은 자생지 환경 및 식생 특성에 차이가 크고 작물의 특성이 달라 감국 재배에 알맞은 재식방법 개발이 절실히 필요한 실정이다.
감국의 번식은 주로 영양번식 중 삽목번식을 이용하고 있으 며 4 - 5월에 줄기를 잘라 비료분이 적고 보수성이 뛰어난 용 토를 10㎝ 두께로 묘상을 만든 후 삽수의 길이를 8 - 9㎝로 하고 잎은 2 - 3매를 붙여 둔 상태에서 삽목하여 재배하는 영 양번식이 진행되고 있으나 (GARES, 2008; Oh et al., 1998) 저장성 및 발근 촉진 향상을 위한 삽목 용토의 조건 등은 연 구되고 있지 않다.
삽목 시 성공적인 발근을 위한 가장 중요한 기준 중 하나는 발근에 적합한 삽목용토 선정이고 삽목 이후에는 작물의 생장 에 적합한 수분과 통기의 균형적인 토양과 유사한 용토를 선 정하는 것이 중요하다 (Ossom and Kunene, 2010).
토양의 물리적 화학적 특성은 작물 생장의 영향을 주는 매 우 중요한 요소이며 용토를 구성하는 조성과 영양상태는 작물 생산에 큰 영향을 미친다고 보고되어 있다 (Carlile, 2008). 삽 목 시 발근 비율과 형성된 뿌리의 건전성은 삽목에 사용된 용 토와 연관이 매우 높기 때문에 작물 생산을 위한 용토의 선정 은 매우 중요하며 삽목에 사용할 수 있는 용토의 조건으로는 식물체를 물리적으로 잘 지지할 수 있어야 하며 용토 자체가 수분과 영양성분을 양호한 수준으로 보유하고 공급할 수 있는 능력과 작물의 뿌리에 충분한 양의 산소를 공급할 수 있어야 한다고 보고되어 있다 (Ingram et al., 1993).
삽목 시 서로 다른 용토를 어느 비율로 혼합하여 사용하는 가는 작물 생산에 중요한 역할을 하며 삽목 이후 작물이 지속 적인 성장을 유지할 수 있도록 하는 영양적 상태를 결정할 수 있다고 보고하고 있다 (Gabriels et al., 1986). 또한 삽목 시 일반적으로 많이 사용하는 표토 (topsoil)를 단독으로 지속 사 용할 경우 포토의 손실로 인해 토지의 황폐화가 유도되어 환 경적으로 지속가능한 작물 생산에 위협이 될 수 있으며 삽목 시 여러 가지의 용토를 혼합하여 사용하는 경우 용토의 원천 이 대부분 농가의 부산물이며 풍부하게 존재하기 때문에 유용 하고 쉽게 사용할 수 있을 것으로 생각되어진다.
따라서 본 연구는 감국을 삽목으로 번식하는 경우 최적의 삽수 저장온도 및 저장기간을 구명하고 서로 다른 종류와 비 율로 제조된 삽목용토에 감국 삽수를 삽목한 후 감국 삽수의 생육조사를 실시하여 최적 혼합 삽목용토의 조건을 구명하고 자 하였다.
재료 및 방법
1. 공시재료
공시재료는 전남생물산업진흥원 한방산업진흥원에서 2013 년 11월 14일에 채종한 감국 (Chrysanthemum indicum L.) 종자를 분양받아 사용하였다. 감국종자를 2013년 12월 6일에 강원대학교 온실에 파종하여 발아시킨 후 23℃가 유지되는 조 건에서 약 60㎝까지 생육시킨 것을 모주로 하였으며 각 삽 수는 저장기간을 고려하여 10㎝의 길이로 절단한 후 잎을 2 - 3매 붙여 둔 상태에서 채취하였다.
2. 저장온도 및 저장기간에 따른 묘 소질 특성조사
채취된 감국 삽수를 2.0 ± 1.0, 5.0 ± 1.0, 25.0 ± 1.0℃로 저 장온도를 달리하여 3, 4, 5, 6 주간 저장하였다. 삽수 저장을 위하여 모주에서 채취한 후 저장기간 중 부패를 방지하기 위 하여 약간 건조시킨 뒤 각 200본 씩 종이에 싸서 저장온도 및 저장기간별로 보관하였다. 저장온도 및 저장기간별로 저장 이 완료된 감국삽수를 하루 동안 수침시킨 후 2014년 5월 25 일에 삽목을 실시하였다. 삽목용토는 최적 삽목용토 확립시 험에서 가장 높은 잎 수와 꽃 수를 나타낸 표토 (topsoil, Sunshine Mix #1, SunGro, Agawam, MA, USA)와 계분을 4 : 1의 비율로 혼합한 용토를 사용하였다. 삽목상은 53 × 34 × 8㎝로 하여 전광의 약 49% (473.3 μmol • m−2 • s−1)인 반음 지가 되도록 차광망을 설치한 후 삽목하였다. 감국 삽수의 저 장온도 및 저장기간에 따른 생존률, 초장, 경경, 엽수, 근장, 생체중, 건물중을 2014년 10월 26일에 조사하였으며 저장하지 않고 바로 삽목한 감국 삽수를 대조군으로 하였다.
3. 삽목 용토의 혼합 비율
삽목 용토의 구성은 표토 (T, Sunshine Mix #1, SunGro, Agawam, MA, USA)를 기본으로 하여 홍천산립조합 (Hongcheon National Forestry Cooperatvie Federation, Hongcheon, Korea)에서 20년 이상의 낙엽송으로부터 조제한 톱 밥 (S)과 미농휴머스 (MinongHumus, Cherwon, Korea)에서 구 입한 계분 (P) 및 강모래 (RS)를 비율별로 혼합하였다. 각 삽목 용토의 구성은 표토와 톱밥을 4 : 1, 표토와 계분을 4 : 1, 톱밥 과 강모래를 3 : 1, 강모래와 계분을 3 : 1, 표토, 강모래, 계분 을 2 : 1 : 1, 표토, 계분, 강모래, 톱밥을 2 : 1 : 1 : 1로 비율을 조정하여 삽목 실험에 사용하였다. 단독 및 혼합한 삽목용토 의 물리 화학적 성분분석을 위해 N, P, Ca, Mg, K, Na, Fe, Zn, Mn의 함량을 분석하였다 (IITA, 1979).
4. 삽목용토에 따른 감국삽수의 생육
2.0 ± 1.0℃에서 5주간 저장된 삽수를 대상으로 하여 1일간 수침시킨 뒤 서로 다른 삽목 용토가 포함된 삽목상에 전광의 약 49%인 반음지가 되도록 차광망을 설치한 후 삽목하였다. 삽목 2주 후부터 삽수의 생장을 잎 수, 분지 수, 분지길이, 꽃 수로 나누어 2주 간격으로 10주간 조사하였다.
5. 통계처리
모든 분석은 statistical analysis system (SAS v9.2 SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석 (ANOVA) 을 실시한 후 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 유 의성을 p < 0.05 수준에서 검증하였다.
결과 및 고찰
1. 저장온도 및 저장기간에 따른 묘 소질 특성 조사
감국 삽수를 2.0 ± 1.0, 5.0 ± 1.0, 25.0 ± 1.0℃로 나누어 3, 4, 5, 6주 동안 저장하고 삽목한 삽수를 대상으로 저장온도 및 저장기간에 따른 묘 소질 특성 중 생존률을 조사한 결과 2.0 ± 1.0와 5.0 ± 1.0℃의 저온에서 저장하는 경우에는 6주 까 지 모두 생존하였으나 25.0 ± 1.0℃의 고온에 저장하는 경우 3주 동안 저장하였을 때 47%, 4주 동안 저장하였을 때 13% 가 생존하였고 5주 이상 저장한 경우에는 100% 생존하지 못 하였다.
삽수의 저장온도 및 기간에 따른 묘 소질 특성 중 초장의 경우 저장을 하지 않은 대조구의 경우 12.6㎝를 나타낸 것에 비하여 2.0 ± 1.0℃에서 4 주간 저장하는 경우가 15.3㎝로 가 장 긴 초장을 나타내었으며 저장기간이 증가함에 따라 초장은 점차 감소하는 경향을 나타내었다. 5.0 ± 1.0℃의 온도에 저장 한 경우에는 모든 저장기간에서 유사한 초장을 나타내었고 25.0 ± 1.0℃의 온도에서 저장한 경우에서의 초장은 저장기간 이 증가할수록 짧아지는 경향을 나타내었다.F1
Growth characteristics of storage cuttings by different temperatures at 2.0 ± 1.0℃ (A) and 25.0 ± 1.0℃ (B) in Chrysanthemum indicum L. after six weeks.
삽수저장 온도 및 기간에 따른 묘 소질 중 경경, 엽수 등은 초장과 비슷한 경향을 나타내었으나 근장의 경우 2.0 ± 1.0℃ 에서 6주간 저장하는 경우 가장 길었고 5.0 ± 1.0℃에서 저장하 는 경우 시간이 경과함에 따라 짧아지는 결과를 나타내었다. T1-T2
The effect of storage temperatures on seedling capacity by periods in Chrysanthemum indicum L.
Analysis of rooting media utilized cutting propagation in Chrysanthemum indicum L.
생체중 및 건물중은 2.0 ± 1.0℃에서 저장하였을 때 저장기간 이 늘어남에 따라 점차 증가하여 6주간 저장하는 경우 식물체 당 각각 1.88 g과 0.33 g을 나타내어 가장 높았으나 5.0 ± 1.0℃ 에서 저장하였을 때는 저장기간이 늘어남에 따라 생체중 및 건 물중이 점차 감소하는 경향을 나타내었다. 25.0 ± 1.0℃의 온도 에서 저장한 경우 저온에서 저장하는 경우보다 더 낮은 수준의 생체중과 건물중을 나타내었다.
이상의 결과에 따라 감국의 삽수 채취 후 삽수의 저장이 필 요한 경우 저온저장이 필요하며 묘 소질을 비롯한 작물의 수 확량을 증대시키기 위하여 5.0 ± 1.0나 25.0 ± 1.0℃에서 저장하 는 것 보다는 2.0 ± 1.0℃에서 저장하는 것이 필요하다고 생각 된다. 감국 삽수를 2.0 ± 1.0℃에 저장하는 경우 6주 이상 저 장하여도 그 활력이 감소하지 않는 것을 확인한 결과와 작물의 체내 양분 소비 속도의 지표가 되는 삽수의 호흡량에서 5℃에 서의 삽수 호흡량은 0℃에서의 삽수 호흡량의 약 2배가 되어 증가된 호흡량에 의해 저장물질의 소모가 심하여 장기저장이 불가능하다는 보고 (Rinaldi et al., 2010)를 볼 때감국 삽수를 2.0 ± 1.0℃에 저장하는 것이 체내 양분 소비속도를 더욱 낮추 어 호흡량을 감소시킬 수 있을 것으로 생각되어지며 삽수가 얼지 않는 범위에서 그 저장온도를 낮추는 것이 바람직하다고 생각된다.
2. 혼합 삽목용토의 무기물 함량
2.0 ± 1.0℃에서 5주간 저장한 감국 삽수의 최적 삽목용토를 구명하기 위하여 서로 다른 삽목 용토에 삽목한 후 삽수의 생 육을 조사하기에 앞서 삽목용토에 기본적으로 사용된 표토 (T) 에 대한 무기물을 조사한 결과 pH는 7.7을 나타내었으며, 가 용화 질소는 0.04%, 인 8.2%, 칼륨 9.68 cmol •㎏−1, 나트륨 32.1 cmol •㎏−1, 칼슘 41.0 cmol •㎏−1, 마그네슘 5.12 cmol •㎏−1, 철 0.62㎎•㎏−1, 아연 2.83㎎•㎏−1, 망간 58.6㎎•㎏−1을 나 타내었다.
표토를 기본으로 하여 제조된 단독 및 혼합 삽목용토의 영 양 구성 차이에 있어 표토와 계분을 혼합한 용토 (T + P = 4 : 1)가 0.61%로 가장 높은 가용성 질소 함량을 나타내었으며, 그 다음으로 톱밥과 강모래 혼합 용토 (S+RS = 3 : 1)가 0.38%를 나타내었고 표토와 톱밥 혼합 용토 (T+ S = 4 : 1)와 강모래 (RS)가 각각 0.03%로 가장 낮은 함량을 나타내었다.
인의 함량에 있어서는 표토, 계분, 강모래, 톱밥 혼합 삽목 용토 (T + P+RS + S = 2 : 1 : 1 : 1) 가 가장 높은 함량을 나타 내었으며 (21.22%) 그 다음으로 강모래와 계분 (RS + P = 3 : 1)가 19.14%를 나타내었고 표토, 강모래, 계분 혼합 용토 (T +RS + P = 2 : 1 : 1)와 표토, 계분 혼합 용토 (T+ P = 4 : 1)은 각각 18.21%, 18.16%로 유사한 경향을 나타내었다. 인의 함 량에서 가장 낮은 값을 나타낸 것은 표토와 톱밥 혼합 용토 (T + S = 4 : 1)와 강모래 (RS)로서 각각 5.30%, 4.27%의 값을 나타내었다.
가장 높은 칼륨 함량을 나타낸 것은 강모래 단독으로 구성 된 삽목 용토 (RS)로 69.22 cmol •㎏−1 였으며 표토 단독 (T) 및 표토와 계분 혼합 용토 (T+ P = 4 : 1)는 유사한 수준으로 나타내었고 가장 낮은 칼륨 함량을 나타낸 것은 톱밥과 강모래 혼합 용토 (S+RS)로 0.87 cmol •㎏−1의 함량을 나타내었다. T3
Effect of rooting media on growth characteristics in cutting propagation of Chrysanthemum indicum L.
3. 혼합 삽목 용토에 따른 감국삽수의 생육
감국삽수의 최적 삽목 용토를 구명하기 위하여 서로 다른 삽목 용토에 삽목 후 생육을 조사한 결과 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)가 2주 부터 10주 까지 가장 높은 분지수 를 나타내었으며 (10주, 3.47개) 분지 길이에 있어서는 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)와 표토, 강모래, 계분 혼합 용 토 (T +RS + P = 2 : 1 : 1)에서 다른 혼합 용토를 사용하였을 경우보다 분지 길이가 길었다. 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)를 사용한 경우 잎 수, 분지 수, 분지 길이, 꽃 수 모 두에서 가장 높은 값을 나타내는 것을 확인하였다.F2
Growth characteristics of cutting propagation on different media in Chrysanthemum indicum L. after six weeks.Cuttings storaged at 2.0 ± 1.0℃ for six weeks. A; topsoil + river sand + poultry manure (T + RS + P = 2 : 1 : 1), B; topsoil + saw-dust (T + S = 4 : 1), C; topsil + poultry manure (T + P = 4 : 1), D; saw-dust only (S).
이상의 결과를 통하여 감국을 삽목하는 경우 표토와 계분 혼합 용토 (T+ P = 4 : 1)를 사용하는 것이 가장 왕성하고 빠른 식물체의 발달을 유도할 수 있다는 것을 확인하였으며 가장 높은 가용성 질소 및 인 함량을 나타낸 결과와 비교하여 볼 때 이러한 삽목 용토가 가지는 질소 성분이 작물의 생존률과 생장을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였으며 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)는 삽수의 분지수와 분지길이를 증가 시킬 수 있으며 더 많은 잎 수와 꽃 수를 확보할 수 있음을 확인하였다.
이러한 결과는 삽목 용토를 표토 (topsoil)만을 사용한 경우 모든 다른 삽목 용토와 비교하여 낮은 영양분을 가지게 된다 는 보고 (Bulut and Gcl, 1995; Sahin et al., 1998)와 비교 하여 삽목 시 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)은 매우 높은 수준의 영양성분을 가지고 있음을 나타낸다. Akanbi와 Togun (2002)에 의하면 용토에 포함된 영양성분의 유용성 특 히 질소 성분은 작물의 영양생장을 결정하는 주요한 요인이라 고 하였다 또한 계분 (poulty manure)은 유기물질의 주요한 공급원으로서 삽목 시 다른 삽목 용토 보다 더 높은 생장률과 활력을 지니게 할 수 있다고 하였는데 (Ahmad and Qasim, 2003) 본 실험에서 사용한 표토와 계분 혼합 용토 (T+P=4 : 1) 는 첨가되는 계분을 통하여 질소 0.61%, 인산 18.16%, 칼륨 56.33 cmol •㎏−1의 높은 수준의 함량을 가지고 있기 때문에 감 국의 영양 생장에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
톱밥 (saw-dust)의 사용은 삽목 초기에 잎의 생장에 좋은 효과를 나타내었으나 감국이 지속적으로 성장하고 성숙됨에 따라 삽수의 생존률이 점점 낮아지는 경향을 나타내었다. 표 토의 경우 수분 보유력이 60 - 100%이나 목질 섬유인 톱밥은 수분 보유력이 47.1 및 56.2% (Jung et al., 2015)로 표토에 비하여 낮아 작물이 생육하는데 필요한 수분을 충분히 공급하 지 못할 것으로 생각되며 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 높아 (Ossom and Kunene, 2010) 삽수의 생육이 충분한 질소원을 공급하기에 적합하지 않은 것으로 판단된다.
삽수의 생육을 위하여 수분 유지가 되어야 활착 및 생육이 이루어짐으로 보수력은 생육에 아주 중요한 요인이다 (Kim et al., 2015). 톱밥과 강모래 혼합 용토 (S +RS = 3 : 1)의 경우 보다 낮은 잎 수와 분지 수를 나타내었기 때문에 감국 삽수의 생존과 성장에는 적합하지 않은 것으로 생각되어지는데 삽목 용토로서 강모래는 관수와 통기가 원활하지 않으며 톱밥은 부 적절한 분해에 의해 질소에 대한 탄소의 비율이 높고 톱밥 자 체에 작물의 생장을 억제하는 성분이 존재할 뿐만 아니라 (Olosunde et al., 2008) 매우 낮은 영양적 비효를 가지기 때 문에 감국의 삽목 용토로 활용하기 어려울 것으로 생각된다.
표토, 강모래, 계분 혼합 용토 (T +RS + P = 2 : 1 : 1)의 경 우 분지 길이가 삽목 후 2, 4, 6, 8, 10주까지 가장 길었으나 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)와 큰 차이를 나타내지 않았으며 톱밥만을 삽목 용토로 사용한 경우 다른 삽목 용토 에 비교하여 분지 길이가 가장 짧게 나타났다.
이상의 결과를 통하여 감국을 대상으로 한 삽목 시 채취된 삽수를 저장하고자 할 경우에는 2.0 ± 1.0℃에서 저장하는 것 이 좋으며 감국 삽수 생육에 적합한 영양분을 공급할 수 있도 록 삽목 용토를 표토와 계분 혼합 용토 (T + P = 4 : 1)로 하는 것이 적합할 것이라는 결론을 얻었다.
또한 이와 같이 감국을 대상으로 한 삽목 번식을 위한 삽 수 저장 조건 및 삽목 용토 조건의 확립은 번식의 준비와 과 정의 간소화를 통해 농가뿐만 아니라 육묘장에서 쉽게 이용할 수 있는 방법이 되리라 생각된다.
감사의 글
본 연구는 2015학년도 건국대학교 연구년 교원의 지원과 농 촌진흥청 공동연구사업(사업번호: PJ00856705)의 지원에 의해 이루어진 결과로 이에 감사드립니다.
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