인삼 종자의 개갑률 향상을 위한 적정 수확시기 및 GA3 처리 효과 Optimal Harvesting Time of Ginseng Seeds and Effect of Gibberellic Acid (GA3) Treatment for improving Stratification Rate of Ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) Seeds원문보기
This study was performed to identify optimal harvesting time of ginseng seeds and to examine the effect of $GA_3$ treatment for improvement of seed stratification rate. Ginseng seeds harvested from Land race, Chunpoong and Yunpoong cultivar in July 20 were tested for stratification rate. ...
This study was performed to identify optimal harvesting time of ginseng seeds and to examine the effect of $GA_3$ treatment for improvement of seed stratification rate. Ginseng seeds harvested from Land race, Chunpoong and Yunpoong cultivar in July 20 were tested for stratification rate. It was shown that stratification rates of land race, Yunpoong and Chunpoong cultivar were 94.1%, 93.1%, and 82.6%, respectively. Seeds of Chunpoong cultivar harvested 10-15 days later showed a comparable stratification rate to that of Land race, indicating that late harvest of Chunpoong seeds is beneficial for the increase of stratification rate. The higher stratification rate was found in mature seeds (92.3%) than immature seeds (37.8%), both of which were harvested in July 20. Stratification rate of mature seeds harvested in July 15 was 87.5%, demonstrating optimal harvesting time of ginseng seeds with higher stratification rate is after mid-July. An exponential growth of endosperms of ginseng seeds was observed from early June to mid-June and then slow growth was observed. There was no obvious growth of embryos from fertilization to mid-August. After the this time, embryos quickly grew until late October. Thus, appropriate stratification control is essential during the period (from early September to late October) in order to optimize embryo growth and development. While no increase of stratification rate was observed in seeds treated with 50 ppm of $GA_3$, significant increases were observed in seeds treated with 100 ppm of $GA_3$. At this concentration of $GA_3$, the stratification rate of Land race, Chunpoong and Yunpoong cultivar was 95.0%, 95.3%, and 96.5%, respectively.
This study was performed to identify optimal harvesting time of ginseng seeds and to examine the effect of $GA_3$ treatment for improvement of seed stratification rate. Ginseng seeds harvested from Land race, Chunpoong and Yunpoong cultivar in July 20 were tested for stratification rate. It was shown that stratification rates of land race, Yunpoong and Chunpoong cultivar were 94.1%, 93.1%, and 82.6%, respectively. Seeds of Chunpoong cultivar harvested 10-15 days later showed a comparable stratification rate to that of Land race, indicating that late harvest of Chunpoong seeds is beneficial for the increase of stratification rate. The higher stratification rate was found in mature seeds (92.3%) than immature seeds (37.8%), both of which were harvested in July 20. Stratification rate of mature seeds harvested in July 15 was 87.5%, demonstrating optimal harvesting time of ginseng seeds with higher stratification rate is after mid-July. An exponential growth of endosperms of ginseng seeds was observed from early June to mid-June and then slow growth was observed. There was no obvious growth of embryos from fertilization to mid-August. After the this time, embryos quickly grew until late October. Thus, appropriate stratification control is essential during the period (from early September to late October) in order to optimize embryo growth and development. While no increase of stratification rate was observed in seeds treated with 50 ppm of $GA_3$, significant increases were observed in seeds treated with 100 ppm of $GA_3$. At this concentration of $GA_3$, the stratification rate of Land race, Chunpoong and Yunpoong cultivar was 95.0%, 95.3%, and 96.5%, respectively.
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문제 정의
일반적으로 농가에서는 개갑 처리 후 10월 중순에서 11월 중순까지 파종을 하는데, 개갑이 덜 되게 되면 적기에 파종을 못할 뿐만 아니라, 파종을 하더라도 배가 미성숙 되었기 때문에 발아가 되지 않아 출현율이 현저히 저하되는 경우가 많이 발생하고 있다. 이에 천풍 품종뿐만 아니라 다른 인삼 품종 종자의 개갑률 향상을 위한 최적 수확시기를 구명하고 적합한 생장조절제 처리로 개갑률을 높이고자 본 시험을 실시하였다.
제안 방법
관수 횟수 및 양 등 기타 관리는 인삼 GAP 표준재배지침서에 준하였다 (RDA, 2012). 개갑 여부는 붙어 있는 종피가 분리되면 개갑이 된 것으로 간주하여 개갑률을 조사하였다.
수확한 종자는 수확 시기 및 개갑 단계별 배와, 배유의 길이, 폭을 조사하였다. 공시 품종은 천풍, 연풍, 금풍을 이용하였으며, 배와 배유의 생장은 종자 중간을 칼로 가른 후 현미경 (Olymups, SZ61, Tokyo, Japan)으로 15일 간격으로 조사를 하였다.
수확 시기와 과육의 성숙 정도에 따른 개갑률을 조사하기 위해서, 과육이 붉은색으로 되었을 때를 성숙, 녹색일 때를 미성숙으로 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.
239667) 품종의 4년생에서 수확한 종자를 이용하였다. 수확시기별, GA3 농도에 따른 개갑률 조사를 위해서는 재래종, 천풍, 연풍을 이용하였고, 성숙 정도에 따른 개갑률 조사는 천풍, 품종별 배와 배유 측정을 위해서는 천풍, 연풍, 금풍을 이용하였다.
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.
수확한 종자는 수확 시기 및 개갑 단계별 배와, 배유의 길이, 폭을 조사하였다. 공시 품종은 천풍, 연풍, 금풍을 이용하였으며, 배와 배유의 생장은 종자 중간을 칼로 가른 후 현미경 (Olymups, SZ61, Tokyo, Japan)으로 15일 간격으로 조사를 하였다.
침지한 종자는 모래와 종자를 3:1의 부피비로 혼합한 후 층적처리를 하였다. 관수 횟수 및 양 등 기타 관리는 인삼 GAP 표준재배지침서에 준하였다 (RDA, 2012).
를 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.
시기별로 500립을 채종하여 개갑을 실시하였다. 한편, 종자의 배와 배유의 생장 추이를 조사하기 위해서 6월 16일부터 미성숙된 종자를 최초 수확하였으며, 6월 26일, 7월 16일, 마지막으로 7월 26일 수확을 하였다.
대상 데이터
수확 시기와 과육의 성숙 정도에 따른 개갑률을 조사하기 위해서, 과육이 붉은색으로 되었을 때를 성숙, 녹색일 때를 미성숙으로 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.
본 시험의 재료는 충청북도 음성군에 소재한 농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 인삼 육종포장에서 재배된 고려인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)의 재래종과 천풍 (농업유전자원센터 국가등록자원 IT No. 239663), 연풍 (IT No.239664), 금풍 (IT No.239667) 품종의 4년생에서 수확한 종자를 이용하였다. 수확시기별, GA3 농도에 따른 개갑률 조사를 위해서는 재래종, 천풍, 연풍을 이용하였고, 성숙 정도에 따른 개갑률 조사는 천풍, 품종별 배와 배유 측정을 위해서는 천풍, 연풍, 금풍을 이용하였다.
인삼 종자 수확시기별 개갑률을 조사하기 위해서 채종 시기는 종자 성숙기인 2012년도 7월 20일부터 5일 간격으로 8월 5일까지 수확하였다. 시기별로 500립을 채종하여 개갑을 실시하였다. 한편, 종자의 배와 배유의 생장 추이를 조사하기 위해서 6월 16일부터 미성숙된 종자를 최초 수확하였으며, 6월 26일, 7월 16일, 마지막으로 7월 26일 수확을 하였다.
인삼 종자 수확시기별 개갑률을 조사하기 위해서 채종 시기는 종자 성숙기인 2012년도 7월 20일부터 5일 간격으로 8월 5일까지 수확하였다. 시기별로 500립을 채종하여 개갑을 실시하였다.
데이터처리
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 통계적으로 유의성이 있는 것으로 인정하였다.
이론/모형
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 개갑률을 조사하였다.
성능/효과
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.
5% 개갑률이 더 낮은 것으로 나타났다 (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% 높게 나타났다. Table 2에서 개화 후 60일인 7월 20일에 성숙된 종자를 수확했을 때 개갑률이 92.3%로 높게 나타나 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 지속되면 종자 성숙이 빨라지며, 강우나 저온이 계속되면 종자 성숙기가 늦어진다.
배의 폭은 조사한 6월 16일부터 9월 2일까지 점진적 생장을 보였으나 큰 차이를 나타내지는 않았다. 개갑 45일 후인 9월 16일은 442.0 ㎛로 전 측정일인 9월 2일보다 27.4% 생장을 하였고 이후부터 급격한 생장을 나타내어 10월 2일은 559.9 ㎛, 15일 후인 10월 17일은 854.5 ㎛ 로 전 측정일보다 각각 26.7%, 52.6% 이상씩 증가하였다.
과육이 미성숙 되었을 때 수확한 종자와 성숙되었을 때 수확한 종자의 개갑률을 비교해 보면, 수확 시기가 이른 7월 5일 수확했을 때 미성숙 종자는 7.2%, 성숙 종자는 16.3%로 성숙된 종자에서 개갑률이 9.1% 높게 나타났으며, 농가에서 일반적인 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 20일에 성숙된 종자를 수확했을 때 개갑률이 92.
5%로 미성숙된 처리구와 마찬가지로 수확시기가 늦을수록 가라앉는 비율이 높았다. 과육이 미성숙시 수확한 종자와 성숙시 수확한 종자의 가라앉는 비율을 보았을 때는 성숙시 수확한 종자가 평균 2.4%가 높았다.
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. 따라서, 인삼 종자 배유의 생장은 과육이 붉게 혹은 노랗게 성숙하는 시기에 거의 완성이 되는 것을 확인할 수 있었다.
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. 따라서, 인삼 종자 배유의 생장은 과육이 붉게 혹은 노랗게 성숙하는 시기에 거의 완성이 되는 것을 확인할 수 있었다.
하지만, 일반 농가에서는 대부분 성숙이 어느 정도 진행되었으면 품종에 관계없이 일정 시기에 수확을 함으로 인해 미성숙 종자를 개갑하는 경우가 많아져 개갑률이 떨어지는 경향이 빈번히 발생한다. 본 시험에서 품종별 최초 7월 20일 동시에 수확했을 때 개화 후부터 수확까지 일수는 재래종 65일, 천풍 59일, 연풍 64일이 소요되었으며, 이 때 바로 개갑을 실시한 결과, 재래종은 94.1%, 연풍은 93.1%, 천풍은 82.6%로 천풍 품종은 재래종보다는 11.5%, 연풍보다는 10.5% 개갑률이 더 낮은 것으로 나타났다 (Table 1). 5일 후인 7월 25일 수확했을 때도 천풍의 개갑률은 84.
성숙된 인삼 종자는 과육을 제거한 후 물에 띄우면 가라앉지만 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 수확한 것은 80.7%로 수확시기가 늦을수록 종자가 가라앉는 비율이 높았으며, 과육이 성숙된 처리구에서도 7월 5일 수확한 것은 74.7%, 7월 20일 수확한 것은 81.5%로 미성숙된 처리구와 마찬가지로 수확시기가 늦을수록 가라앉는 비율이 높았다. 과육이 미성숙시 수확한 종자와 성숙시 수확한 종자의 가라앉는 비율을 보았을 때는 성숙시 수확한 종자가 평균 2.
하지만, 파종 전에 발아가 되면 파종을 할 때 유근이 탈락될 우려가 있고, 겨울 동안 동사를 하게 됨으로 파종 전 발아가 되는 것은 농가에 큰 의미가 없다. 이상의 결과를 볼 때 인삼 종자의 개갑률 향상을 위한 GA3의 농도는 100 ppm이 적당하다고 판단된다. 한편, 300 ppm 이상의 고농도는 조기 발아하는 개체들이 발생함으로써 발아를 위해 소요되는 90 ~ 100일 정도의 휴면 기간을 단축시킬 수 있으므로 우량 계통 증식과 세대 단축을 위해 용이하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
5%를 나타내었다. 이와 같은 결과를 볼 때 천풍 종자는 개화 후 70일 정도 이후에 수확하는 것이 적당하며, 일반적으로 재배 농가에서는 다른 품종에 비해 10 ~ 15일 정도 늦게 하여 개갑을 하면 개갑률을 높일 수 있다는 것이 확인되었다.
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 ㎛, 폭은 305.0 ㎛였으며, 종자를 채종한 후 바로 측정한 7월 25일은 길이와 폭이 각각 566.6 ㎛, 352.4 ㎛를 나타내어 배의 길이나 폭은 점진적으로 생장하였으나 거의 차이가 나타나지 않았다. 한편, 배의 길이는 개갑 시작 15일 후인 8월 16일까지도 거의 차이가 나타나지 않았으나, 이후 9월 2일까지 점진적 생장을 보였고, 개갑 45일 후인 9월 16일은 977.
4%로 천풍이 가장 낮게 나타났으나 품종간의 유의한 차이는 나타나지 않았으며 15일 후 수확했을 때도 품종간 차이가 나타나지 않았다. 재래종과 연풍은 개화 후부터 수확까지 일수가 65일과 64일에 93% 이상이 개갑이 되었으나 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 수확하는 것이 적당하며, 일반적으로 재배 농가에서는 다른 품종에 비해 10 ~ 15일 정도 늦게 하여 개갑을 하면 개갑률을 높일 수 있다는 것이 확인되었다.
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 농도라고 여겨진다. 한편, GA3 농도가 300 ppm에서는 저온 처리없이 휴면이 타파되어 파종 전에 조기 발아가 되는 개체들이 발생했다 (Fig.
품종별로 GA3의 농도가 증가할수록 개갑률은 향상되었으나, 50 ppm까지는 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.
4 ㎛를 나타내어 배의 길이나 폭은 점진적으로 생장하였으나 거의 차이가 나타나지 않았다. 한편, 배의 길이는 개갑 시작 15일 후인 8월 16일까지도 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 측정일에 비해 33.4%, 60.3%씩 급격한 생장을 나타내었다. 배의 폭은 조사한 6월 16일부터 9월 2일까지 점진적 생장을 보였으나 큰 차이를 나타내지는 않았다.
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 품종간의 유의한 차이는 나타나지 않았으며 15일 후 수확했을 때도 품종간 차이가 나타나지 않았다. 재래종과 연풍은 개화 후부터 수확까지 일수가 65일과 64일에 93% 이상이 개갑이 되었으나 천풍은 이들 품종보다 4~5일 후인 개화 후 69일에 90.
후속연구
따라서 이 시기에 배의 생장을 촉진시키기 위한 개갑 관리가 매우 중요할 것으로 생각된다. 배와 배유가 큰 변화가 없다가 어떤 시기에 급격한 변화를 보인 원인은 개갑에 유리한 큰 일교차와 호르몬 변화 등으로 사료되며, 향후 종자 생장과의 상관관계를 검토해 볼 필요가 있을 것으로 본다.
재배용으로는 인삼 종자가 반출이 승인되지 않기 때문에 과육이 덜 성숙된 상태로 수확하여 밀반출하는 경우가 발생할 수 있을 것으로 본다. 이를 막기 위해서는 품종별로 개갑이 가능한 개화 후 최단 기간의 수확 시기와 과육의 성숙 정도를 구명하여, 개갑 능력이 있는 시기에 수확한 미성숙 과육이 포함된 종자는 반출을 금해야 할 것으로 판단된다.
이상의 결과를 볼 때 인삼 종자의 개갑률 향상을 위한 GA3의 농도는 100 ppm이 적당하다고 판단된다. 한편, 300 ppm 이상의 고농도는 조기 발아하는 개체들이 발생함으로써 발아를 위해 소요되는 90 ~ 100일 정도의 휴면 기간을 단축시킬 수 있으므로 우량 계통 증식과 세대 단축을 위해 용이하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인삼 품종 중 천풍의 단점은?
현재 많이 재배되고 있는 품종 중 천풍은 적변에 강하고 (Lee et al., 2014) 체형이 우수하여 원형홍삼을 생산하기 위해 농가에서는 선호하나, 종자 성숙이 일반 품종보다 느려 다른 품종과 동시에 수확하면 개갑률이 떨어지는 경향이 있다 (RDA, 2009). 일반적으로 농가에서는 개갑 처리 후 10월 중순에서 11월 중순까지 파종을 하는데, 개갑이 덜 되게 되면 적기에 파종을 못할 뿐만 아니라, 파종을 하더라도 배가 미성숙 되었기 때문에 발아가 되지 않아 출현율이 현저히 저하되는 경우가 많이 발생하고 있다.
현재 인삼 품종은 어떤 것들이 있는가?
현재 인삼 품종은 천풍, 연풍, 고풍, 선풍, 금풍, 선운, 선원, 청선, 선향, 천일, 케이원, 천량, 금선, 선일, 고풍1호, 고풍2호, 금풍1호, 선운1호, 선운2호 등 19개 품종이 개발되었으며 (KSVS, 2014) 품종마다 고유의 특성을 보유하고 있어, 농가는 재배 목적에 따라 품종을 선택하여 재배하고 있다. 현재 많이 재배되고 있는 품종 중 천풍은 적변에 강하고 (Lee et al.
인삼 출아율을 높이기 위해서는 배가 완전히 성숙된 종자를 확보한 후 파종을 해야하는 이유는?
2012). 개갑 도중 배의 생장이 덜 되어 종피가 벌어지지 않은 종자를 파종할 경우 이듬해 발아 하지 않으며 18개월 후인 그 다음해에 출아하기 때문에 시간적으로나 경제적으로 농가에 많은 피해를 입힌다. 따라서, 출아율을 높이기 위해서는 배가 완전히 성숙된 종자를 확보한 후 파종을 해야 한다.
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