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문제 정의
- 따라서, 본 연구는 환경조절이 참나물의 종자발아와 유묘의 생장에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다.
- 본 연구는 온도와 차광이 참나물 종자의 발아와 유묘의 생장에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 실험은 온도별(5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃) 발아 시험과 차광별(무차광, 35% 차광, 50% 차광, 75% 차광) 생육 시험의 두 종류로 실시되었으며, 발아실험 전 종자는 0일, 20일, 40일로 각각 저온습윤 처리를 하였다.
제안 방법
- Table 1. Characteristics of seed length, width, weight of 1,000 seeds, seed weight per liter, and seed number per kg and per liter of P. brachycarpa seed used in this experiment.
- 생체중은 지상부(잎+줄기)와 지하부(뿌리)로 분리하여 각각 측정하였다. 건물중은 생체중을 측정한 시료를 drying oven (DS-80-5, 다솔과학(주), 한국)에서 105℃로 72시간 건조하여 구하였고, S/R율(leaf+stem/root ratio)을 산출하였다.
- 저온습윤 처리는 정선된 종자를 흡습지에 싸서 지퍼백에 넣은 후 증류수로 지퍼백 내부를 습윤 처리하여 4℃의 저온저장고에 각각 저장하였다. 대조구(저온습윤 저장 0일) 종자는 2013년 12월 16일에 상기 온도로 조절된 항온기에서 발아실험을 하였다. 항온기 발아실험은 각 온도별로 filter paper를 2장씩 깐 petri dish (Ø90×H15, mm)에 증류수를 흐르지 않을 정도로 넣은 후 종자를 40립씩 3반복으로 실시하였다.
- 뿌리는 생장조사를 마친 취나물 유묘를 대상으로 전체 뿌리의 영상 분석(root image analysis), 전체뿌리길이 (total root length), 뿌리투영단면적(total projected root area), 뿌리표면적(total root surface area), 뿌리부피(total root volume), 평균뿌리직경(average root diameter) 등을 조사하기 위해 WinRhizo 프로그램(2009 버전, Regent Instrument Inc., Canada)을 이용하여 차광별로 조사하였으며(Arsenault 등, 1995; Bouma 등, 2000; Wang과 Zhang, 2009), 스캐너(Epson Expression 10000XL, Seiko Epson Corp., Japan)를 이용하여 스캔한 후 그 이미지를 WinRhizo 프로그램으로 분석하였다(Kim 등, 2010b).
- 생육실험은 남부산림자원연구소 플라스틱하우스에서 차광수준을 달리하여 무차광(대조구), 35% 차광, 50% 차광, 75% 차광 시험을 실시하였다. 종자를 상온에서 24시간동안 수침 처리 후 2014년 2월 19일에 128구 tray에 1셀당 1립씩 파종하여 3반복으로 시험하였다.
- 차광수준별 파종 후 90일 뒤에 차광별 15개체를 대상으로 초장과 줄기직경 생장을 조사하였다. 생체중은 지상부(잎+줄기)와 지하부(뿌리)로 분리하여 각각 측정하였다. 건물중은 생체중을 측정한 시료를 drying oven (DS-80-5, 다솔과학(주), 한국)에서 105℃로 72시간 건조하여 구하였고, S/R율(leaf+stem/root ratio)을 산출하였다.
- 본 연구는 온도와 차광이 참나물 종자의 발아와 유묘의 생장에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 실험은 온도별(5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃) 발아 시험과 차광별(무차광, 35% 차광, 50% 차광, 75% 차광) 생육 시험의 두 종류로 실시되었으며, 발아실험 전 종자는 0일, 20일, 40일로 각각 저온습윤 처리를 하였다. 발아율은 20일 저온습윤 처리의 5℃에서 48.
- , Japan)로 세 지점을 측정하여 평균값을 산출하였다. 엽록소 함량은 chlorophyll meter (SPAD-502, Minolta Co. Ltd., Japan)로 처리당 10개의 잎을 측정하여 평균 내었으며, 엽면적비(leaf length/leaf width, leaf index)와 엽면적율(leaf area/total dry weight, leaf area ratio)을 각각 구하였다.
- 저온습윤 처리기간별 및 온도별 발아실험을 실시한 후, 매일 발아 종자 개수를 조사하여 GR (germination rate), T50 (days to 50% of germination of final germination rates), MGT (mean germination time), GU (germination uniformity)를 아래의 식을 이용하여 구하였다 (Coolbear 등, 1984; Gordon, 1971).
- 본 실험은 2개의 실험으로 구성되어 있다. 종자 발아 온도 실험은 국립산림과학원 남부산림자원연구소에서 저온 습윤 처리기간(0일, 20일, 40일)과 온도(5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃)를 각각 달리하여 실시하였다. 저온습윤 처리는 정선된 종자를 흡습지에 싸서 지퍼백에 넣은 후 증류수로 지퍼백 내부를 습윤 처리하여 4℃의 저온저장고에 각각 저장하였다.
- 생육실험은 남부산림자원연구소 플라스틱하우스에서 차광수준을 달리하여 무차광(대조구), 35% 차광, 50% 차광, 75% 차광 시험을 실시하였다. 종자를 상온에서 24시간동안 수침 처리 후 2014년 2월 19일에 128구 tray에 1셀당 1립씩 파종하여 3반복으로 시험하였다.
- 차광수준별 파종 후 90일 뒤에 차광별 15개체를 대상으로 초장과 줄기직경 생장을 조사하였다. 생체중은 지상부(잎+줄기)와 지하부(뿌리)로 분리하여 각각 측정하였다.
- 참나물의 엽면적은 휴대용엽면적 측정기(LI-3000C, Li-Cor Inc., USA)를 이용하여 측정하였으며, 엽두께는 Digimatic Caliper (Mitutoyo Co., Japan)로 세 지점을 측정하여 평균값을 산출하였다. 엽록소 함량은 chlorophyll meter (SPAD-502, Minolta Co.
- 항온기 발아실험은 각 온도별로 filter paper를 2장씩 깐 petri dish (Ø90×H15, mm)에 증류수를 흐르지 않을 정도로 넣은 후 종자를 40립씩 3반복으로 실시하였다.
대상 데이터
- 0, cm)를 사용하였으며, 이 tray의 하나 cell 용량은 14mL이었다. 상토는 시중에서 판매되고 있는 것으로 유기물질이 포함되지 않는 원예용 상토(부농, 한국)를 사용하였다.
- 시험작물은 참나물(Pimpinella brachycarpa (Kom) Nakai)로 종자는 강원도 영월에서 2013년 10월에 구입하였으며, 본 실험에 사용된 종자의 길이와 폭은 각각 4.4mm와 3.1mm이고, 품질은 Table 1과 같다.
- 재배용기는 육묘용 128구 tray (L27.5×W54.0×H5.0, cm)를 사용하였으며, 이 tray의 하나 cell 용량은 14mL이었다.
데이터처리
- yDifferent letters in each column indicate significant differences according to Duncan's multiple range test (p=0.05).
- 통계 분석은 SPSS version 20을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 통계적으로 차이가 유의한 경우 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.
성능/효과
- 지상부의 생체중은 50% 차광과 75% 차광에서 가장 높았으며, 건물중은 35% 차광과 50% 차광에서 높았다. 본 실험결과를 종합적으로 살펴보면, 참나물 유묘는 50% 차광을 유지하여 생육하는 것이 이식용 유묘 생산에 효과적일 것으로 판단된다.
- 뿌리의 경우에는 생체중 및 건물중이 모두 35%와 50% 차광에서 유의성을 보이며, 각각 0.394g, 48mg과 0.344g, 52mg으로 컸는데 이것은 뿌리가 35%와 50% 차광에서 상대적으로 좋은 생장을 보인 것에 기인한 결과로 판단된다.
- 엽면적율 LAR (leaf area ratio)은 75% 차광에서 유의적으로 가장 높게 조사되었다. 엽두께는 전체에서 0.09~0.15mm로 차광율에 따른 일정한 경향을 나타내지 않았으며, 엽수는 반음지성 식물인 참나물의 생육기간이 짧아 처리에 따라 2.8~3.3개로 처리간에 유의성을 나타내지 않았다.
- 참나물의 잎 생육은 차광처리구에서 초장과 동일한 경향을 보였는데 이식 후에도 차광을 통해 유입되는 광량을 조절한다면 생산량 증대에 효과적일 것으로 생각된다. 엽면적 지수인 L/W율은 전체가 2.3~3.2였으며, 차광율이 증가할수록 작아지는 경향을 보였다. 엽면적이 큰 50%와 75% 차광에서는 각각 2.
- 엽면적, 엽장 및 엽폭은 대조구 보다 차광처리구에서 증가하였으나, 차광처리구간에는 유의성을 나타내지 않았다. 차광처리구에서 유의적으로 높은 엽생장을 보인 것은 참나물에 유입되는 광량이 감소하여 잎의 생산에 상대적으로 동화산물을 더 사용하였기 때문으로 생각된다(Kuroiwa 등, 1964).
- 엽면적율 LAR (leaf area ratio)은 75% 차광에서 유의적으로 가장 높게 조사되었다. 엽두께는 전체에서 0.
- 특히, 뿌리는 35%와 50% 차광에서 생장이 좋았다. 지상부의 생체중은 50% 차광과 75% 차광에서 가장 높았으며, 건물중은 35% 차광과 50% 차광에서 높았다. 본 실험결과를 종합적으로 살펴보면, 참나물 유묘는 50% 차광을 유지하여 생육하는 것이 이식용 유묘 생산에 효과적일 것으로 판단된다.
- 참나물 유묘의 뿌리는 35%와 50% 차광에서 상대적으로 생육이 왕성하며, 75% 차광처리구에서 뿌리 생육이 현저히 감소하였다(Fig. 1).
- 참나물 유묘의 전체뿌리길이, 뿌리투영단면적, 뿌리표면적, 뿌리부피는 35% 차광에서 각각 240.4cm, 9.5cm2, 29.7cm2, 0.29cm3로 가장 컸으며, 그 다음은 50% 차광에서 각각 203.3cm, 8.3cm2, 26.2cm2, 0.27cm3로 커 대조구 및 75% 차광처리구와는 통계적인 유의성을 나타냈다. 이는 35%~50% 차광을 통해 유입되는 광량이 반음지성 식물인 참나물의 생장환경에 적합하여 지상부의 생장뿐만 아니라 뿌리 또한 좋은 생장을 한 것으로 생각된다.
- 참나물 종자가 5℃ 저온습윤 처리구의 T50 (days to 50% of germination of final germination rates)과 평균 발아일수는 저온습윤 처리기간이 늘어날수록 짧아지는 경향을 보였고 발아균일도는 저온습윤 처리기간이 늘어날수록 좋아지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 저온습윤 처리를 통해 발아억제물질이 제거되었기 때문으로 판단된다(Schopmeyer, 1974).
- 참나물의 발아율은 5℃에서 20일간 저온처리구에서 48.3%로 가장 높았으며(Table 3), 온도가 높아질수록 유의적으로 낮아지는 경향을 보였다. 온도별로는 20일 저온습윤 처리에서 가장 높은 발아율을 보였고 40일 저온습윤 처리에서는 낮아지는 경향을 보였는데 이러한 결과를 통해 참나물은 저온습윤 처리가 발아율과 직접적인 관련됨을 알 수 있었으며, Bonner (1988)는 온도가 발아에 영향을 주는 중요한 환경요인이라고 보고하였다.
- 참나물의 초장은 50% 차광에서 7.3cm로 가장 컸으며, 그 다음은 75%, 35% 차광 순으로 크게 나타났다(Table 4). 줄기직경은 전체가 1.
후속연구
- 참나물 유묘의 생산은 저온습윤 처리하여 파종 후 50% 차광을 유지하는 것이 보다 좋은 유묘의 생산에 유리할 것으로 생각되며, 유묘를 이식한다면 생산량 증대에도 보다 효과적일 것으로 생각되며, 이식 후의 생장을 지속적으로 모니터링하는 것이 필요할 것으로 생각된다.
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