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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 육묘 용기의 용적과 차광수준에 따른 갯기름나물 종자의 발아특성과 육묘단계에서 육묘 용기의 용적별 갯기름나물 유묘의 초기 생장과 뿌리 발달 특성을 조사 하여 갯기름나물의 적정 생육환경을 구명하고자 하였다. 또한, 본 실험의 결과를 통해 앞으로 육묘 용기에 생육시킨 유묘를 노지에 이식하여 보다 높은 생산성 향상을 위한 기초자료로 활용되고자 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 육묘 용기의 용적과 차광수준에 따른 갯기름나물 종자의 발아특성과 육묘단계에서 육묘 용기의 용적별 갯기름나물 유묘의 초기 생장과 뿌리 발달 특성을 조사 하여 갯기름나물의 적정 생육환경을 구명하고자 하였다. 또한, 본 실험의 결과를 통해 앞으로 육묘 용기에 생육시킨 유묘를 노지에 이식하여 보다 높은 생산성 향상을 위한 기초자료로 활용되고자 하였다. 재료 및 방법
제안 방법
- 2014년 5월 19일에 차광 및 육묘 용기별 초장, 근원직경 및근장 생장을 조사하고 지상부 (잎 + 줄기)와 지하부 (뿌리)로 분리하여 각각 생중량을 측정하였다. 생중량 측정 후 Drying Oven (DS-80-5, Dasol Scientific Co.
- 실험은 국립산림과학원 남부산림자원연구소 내 가좌 묘포장의 비닐온실에서 실시하였으며, 차광율 35%, 50%, 75%의 차광망을 이용하여 무차광을 포함한 총 4수준으로 처리하였다. 24시간동안 수침 처리된 종자를 2014년 2월 19일에 128구 Tray와 200구 Tray의 각 구마다 1립씩 파종 후 차광수준별로 3개씩 배치하였다.
- WinRhizo 프로그램 (2009 Version, Regent Instrument Inc., Quebec, Canada)을 이용하여 전체 뿌리의 영상 분석 (root image analysis) 뿐만 아니라 전체뿌리길이 (total root length), 뿌리투영단면적 (total projected root area), 뿌리표면적 (total root surface area), 전체뿌리부피 (total root volume), 평균뿌리직경 (average root diameter) 등을 측정 • 분석하였으며, 뿌리의 직경등급별로도 전체뿌리길이, 뿌리투영단면적, 뿌리표면적, 뿌리부피 등을 분석하였다 (Arsenault et al., 1995; Bouma et al., 2000; Wang and Zhang, 2009).
- 광도는 2014년 5월 2일에 Portable Photometer (LI-250 Light meter, LI-COR, Inc., Lincoln, NE, USA)를 이용하여 각차광처리구 내 여섯 지점에서 측정하였다. 차광처리구의 평균 광도는 각각 무차광에서 690.
- 또한, T50 (Days to 50% of germination of final germination rates = Ti + (Tj-Ti) × (N/2-Ni)/(Nj-Ni)), 평균발아일수 (Mean germination time = Σ(Tx • Nx)/N), 발아균일도 (Germination uniformity = Σ[(MGT-Tx)2 • Nx]/(N-1)), 발아속도 (Germination speed = Σ(Nx/Tx))를 구하였다 (Coolbear et al., 1984; Edwards, 1934; Gordon, 1971).
- 매일 발아된 종자 개수를 조사하여 발아율을 조사하였다. 또한, T50 (Days to 50% of germination of final germination rates = Ti + (Tj-Ti) × (N/2-Ni)/(Nj-Ni)), 평균발아일수 (Mean germination time = Σ(Tx • Nx)/N), 발아균일도 (Germination uniformity = Σ[(MGT-Tx)2 • Nx]/(N-1)), 발아속도 (Germination speed = Σ(Nx/Tx))를 구하였다 (Coolbear et al.
- 2014년 5월 19일에 차광 및 육묘 용기별 초장, 근원직경 및근장 생장을 조사하고 지상부 (잎 + 줄기)와 지하부 (뿌리)로 분리하여 각각 생중량을 측정하였다. 생중량 측정 후 Drying Oven (DS-80-5, Dasol Scientific Co. Ltd, Hwaseong, Korea) 에서 105℃로 72시간 건조하여 건중량을 측정하였고 S/R율 (leaf + stem/root ratio)을 구하였다.
- 실험은 국립산림과학원 남부산림자원연구소 내 가좌 묘포장의 비닐온실에서 실시하였으며, 차광율 35%, 50%, 75%의 차광망을 이용하여 무차광을 포함한 총 4수준으로 처리하였다. 24시간동안 수침 처리된 종자를 2014년 2월 19일에 128구 Tray와 200구 Tray의 각 구마다 1립씩 파종 후 차광수준별로 3개씩 배치하였다.
대상 데이터
- 공시 육묘 용기는 모종생산용으로 많이 사용되는 플라스틱 Tray로, 구당 용적이 약 14 ㎖ 인 128구 Tray (128 cavities, L54.0 × W27.5 × H5.0, ㎝)와 약 10 ㎖ 인 플라스틱 200구 Tray (200 cavities, L54.0 × W27.5 × H4.5, ㎝)를 사용하였다.
- 본 실험의 공시식물은 갯기름나물 (Peucedanum japonicum Thunberg)로 종자는 강원도 인제에서 구입하였으며, 이 종자의 품질은 Table 1과 같다.
- 5, ㎝)를 사용하였다. 상토는 유기물질이 포함되지 않은 원예용 상토 (Horticulture nurserymedia, Punong Co., Ltd., Korea)를 시중에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 갯기름나물 유묘의 차광 및 육묘용기별 각각의 결과 값에 대한 분석은 SPSS version 20을 이용하여 분산분석 (ANOVA) 을 실시하였으며, 통계적으로 차이가 유의한 경우 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)를 실시하였다.
- 분석 과정은 물을 채운 투명 트레이에 불순물을 제거한 뿌리를 넣은 후 뿌리가 겹치지 않게 펼치고 스캐너 (Epson Expression 10000XL, Seiko Epson Corporation, Tokyo, Japan)를 이용하여 스캔한 후 WinRhizo 프로그램으로 분석을 실시하였다 (Kim et al., 2010).
성능/효과
- S/R율은 128구 Tray에서 4.7 ~ 9.0으로, 200구 Tray에서 3.7 ~ 5.8로 각각 조사되었으며, 각 육묘 용기 모두 차광수준이 높아질수록 S/R율이 유의적으로 높아지는 경향을 보였다. 또한, 128구와 200구 트레이의 75% 차광에서 가장 높은 것으로 조사되었는데, 이러한 결과는 각 육묘 용기에서 뿌리 건중량이 75% 차광에서 가장 낮은 것과 부합되는 것으로 생각된다.
- 갯기름나물의 생중량 중 지상부의 경우에는 128구 Tray의 50% 차광에서 1.46 g으로 유의성을 보이며 가장 높게 조사되었고 지하부인 뿌리와 전체 생중량의 경우에는 128구 Tray의 무차광에서 각각 0.34 g과 1.73 g으로 가장 높게 조사되었다. 건중량의 경우, 지상부와 전체는 128구의 50% 차광에서 각각 0.
- 73 g으로 가장 높게 조사되었다. 건중량의 경우, 지상부와 전체는 128구의 50% 차광에서 각각 0.15 g과 0.17 g으로 가장 높은 것으로 조사되었으며, 뿌리는 무차광에서 0.03 g으로 가장 높게 나타났다 (Table 4). 특히, 뿌리의 생중량과 건중량을 살펴보면, 큰 용적을 가진 육묘 용기인 128구 Tray의 경우, 건중량과 생중량 모두 차광수준이 높아질수록 유의적으로 낮아지는 경향을 보인 것으로 조사되었는데, 이는 부족한 광도를 극복하기 위해 지상부에 보다 많은 산물을 투입하여 뿌리로 분배되는 광합성 산물이 감소되었기 때문으로 생각되며, 이러한 영향으로 차광수준이 높아질수록 건중량과 생중량이 낮아진 것으로 판단된다 (Kim, 2000).
- 이러한 갯기름나물의 차광수준별 초장의 생장 결과는 종자의 T 50과 평균발아일수가 50% 차광율 이상의 처리구에서 낮아 상대적으로 발아가 빨리 진행되었기 때문으로 생각된다. 근원직 경의 경우, 모든 처리구 중에서 128구 Tray의 무차광에서 2.86 ㎜ 로 가장 크고 200구 Tray의 75% 차광에서 가장 작게 조사되었다. 뿌리길이의 경우, 128구 Tray의 무차광, 35%, 50% 차광에서 긴 것으로 조사되었으며, 이들 간의 유의적 차이는 보이지 않았다.
- 따라서 본 실험결과를 종합적으로 살펴보면, 본포 이식을 위한 갯기름나물 유묘의 생산은 35% 차광을 유지하는 것이 이식묘 생산에 보다 효과적일 것으로 생각된다. 그리고 이러한 재배 방법을 이용하여 지상부와 뿌리가 건전하게 생장한 갯기름나물의 유묘를 본포에 이식한다면 추후 생산량 증대에 있어서도 효과적일 것으로 생각된다.
- 8로 각각 조사되었으며, 각 육묘 용기 모두 차광수준이 높아질수록 S/R율이 유의적으로 높아지는 경향을 보였다. 또한, 128구와 200구 트레이의 75% 차광에서 가장 높은 것으로 조사되었는데, 이러한 결과는 각 육묘 용기에서 뿌리 건중량이 75% 차광에서 가장 낮은 것과 부합되는 것으로 생각된다.
- 육묘 용기에 따른 차광수준별로는 50%와 75% 차광에서 상대적으로 저조한 뿌리 생장을 한 것으로 나타났다. 또한, 전체뿌리길이를 128구 Tray에서 차광수준별로 살펴보면, 차광율이 높아질수록 길이가 짧아지는 것으로 조사되었으며, 뿌리의 생장량 (생중량과 건중량)과 정의 상관관계를 보이는 것으로 나타났다.
- 발아균일도의 경우, 128구 Tray에서는 50% 차광에서 가장 낮았으며, 200구 Tray에서는 50% 차광에서 가장 높았다. 발아속도는 128구 Tray의 50% 차광에서 가장 빨랐으며, 발아율이 상대적으로 높은 처리구에서 빠르게 나타났다 (Table 2). Park 등 (1995)의 보고에 따르면, 포지에서 무피복, 흑색 비닐 피복, 투명 비닐 피복으로 각각 처리한 갯기름나물 종자의 발아율은 무차광에서 가장 높은 것으로 나타나 본 실험과 동일한 결과를 보였다.
- 5 ㎝로 가장 길게 조사되었으며, 그 다음은 128구의 35%, 200구의 무차광, 200구의 35% 순으로 나타났다. 뿌리투영단면적과 뿌리표면적도 128구 Tray의 무차광에서 각각 6.6 ㎠ 과 20.8 ㎠ 로 가장 높은 값을 보였으며, 그 다음으로 유의성을 보이며 높은 것으로 조사된 처리구는 전체뿌리길이와 동일한 경향을 보인 것으로 나타났다. 평균뿌리직경의 경우, 200구와 128구 Tray에서 모두 75% 차광에서 가장 높은 것으로 조사되었는데, 이는 전체뿌리길이가 짧아 세근의 발달이 저조했기 때문으로 생각된다.
- 6배 좋은 생장을 보인 것으로 나타났다. 육묘 용기에 따른 차광수준별로는 50%와 75% 차광에서 상대적으로 저조한 뿌리 생장을 한 것으로 나타났다. 또한, 전체뿌리길이를 128구 Tray에서 차광수준별로 살펴보면, 차광율이 높아질수록 길이가 짧아지는 것으로 조사되었으며, 뿌리의 생장량 (생중량과 건중량)과 정의 상관관계를 보이는 것으로 나타났다.
- 육묘 용기에서 생육된 갯기름나물을 대상으로 육묘 용기에 따른 차광수준별 초장을 조사한 결과, 128구 Tray의 50% 차광에서 14.7 ㎝ 로 가장 크게 조사되었다. 그 다음은 128구 트레이의 75% 차광과 200구 Tray의 50% 차광에서 13.
- 일반적으로 식물을 고정시키고 수분과 무기영양분을 흡수하며, 탄수화물을 저장하는 기능을 가지고 있는 뿌리는 일부 식물의 경우 약용으로 이용되기도 하는데, 뿌리를 약용으로 이용하는 본 실험의 갯기름나물은 상대적으로 지하부의 생장이 더 중요하다고 할 수 있다. 육묘 용기의 용적을 달리하여 차광시설에서 생육된 갯기름나물의 뿌리는 128구와 200구 Tray 모두 차광율이 높은 75%에서 가장 저조한 생장을 한 것으로 나타났다 (Fig. 1).
- 한편, Yoo 등 (2013)은 백수오 종자의 경우에 광조건 보다 암조건에서 평균발아일수가 빠르고 발아균일도가 높은 것으로 보고하여 50% 차광에서 낮은 값을 보인 본 실험의 갯기름나물과는 다른 경향을 보였다. 이러한 결과를 통해 종자의 발아는 광도의 영향을 받으며, 식물에 따라 발아를 위한 적정 광환경이 다르다는 것을 알 수 있다.
- 전체뿌리길이를 직경 등급별로 조사한 결과, 세근으로 판단되는 0.2 ㎜ 이하의 뿌리 직경등급에서는 128구 Tray의 75% 차광에서 70.0%로 가장 높은 비율을 차지하였으며, 0.6 ㎜ 이상의 뿌리직경 등급에서도 17.5%로 가장 높은 비율을 보였는데, 이는 75% 차광에서 전체뿌리길이가 유의적으로 낮게 나타났기 때문으로 생각된다. 또한, 이는 차광수준별 전체뿌리길이와 음의 상관관계를 보이는 것으로 나타났다.
- 차광수준별 갯기름나물 종자의 발아 조사결과, 발아율의 경우 전체적으로는 58.3 ~ 71.9%로 조사되었으며, 모든 처리구간 유의성은 보이지 않았다. 발아율은 128구 Tray의 무차광에서 가장 높았고 128구 Tray의 75% 차광에서 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 뿌리부피는 128구 Tray의 무차광에서 가장 높았고 그 다음은 200구 Tray의 무차광에서 가장 높은 것으로 조사되었다 (Table 5). 특히, 모든 처리구에서 전체뿌리길이, 뿌리투영단면적, 뿌리표면적이 유의적으로 높게 나타난 128구 Tray의 무차광과 35% 차광의 경우, 뿌리 생장이 가장 저조한 처리구 보다 각각 약 1.82.1배, 1.41.6배, 1.41.6배 좋은 생장을 보인 것으로 나타났다. 육묘 용기에 따른 차광수준별로는 50%와 75% 차광에서 상대적으로 저조한 뿌리 생장을 한 것으로 나타났다.
- , 1995;). 평균발아일수도 128구와 200구 Tray의 무차광에서 각각 36.8과 36.4일로 높았으며, 광수준이 높아질수록 낮아지다 다시 증가하여 T50 과 유사한 경향을 보였다. 발아균일도의 경우, 128구 Tray에서는 50% 차광에서 가장 낮았으며, 200구 Tray에서는 50% 차광에서 가장 높았다.
- 한편, 200구 Tray의 경우 전체의 생중량과 건중량이 모두 50% 차광에서 가장 높게 조사되었고 지상부와 전체의 생중량과 건중량 대부분은 128구 Tray 보다 상대적으로 낮은 값을보였는데, 이는 128구 보다 200구의 생육 용적이 더 작아 뿌리의 생장이 저조하였으며, 지상부 또한 좁은 생육 면적으로 인해 생장이 원활하지 못했기 때문으로 생각된다.
- 또한, 이는 차광수준별 전체뿌리길이와 음의 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 한편, 전체뿌리길이가 유의적으로 높게 나타난 두 처리구 (128구 Tray의 무차광과 35% 차광) 중에서는 35% 차광에서 상대적으로 높은 비율을 보였으며, 0.6 ㎜ 이상의 뿌리직경 등급에서도 무차광 보다 비율이 약 2.7배 더 높게 조사되었다 (Table 6).
후속연구
- 따라서 본 실험결과를 종합적으로 살펴보면, 본포 이식을 위한 갯기름나물 유묘의 생산은 35% 차광을 유지하는 것이 이식묘 생산에 보다 효과적일 것으로 생각된다. 그리고 이러한 재배 방법을 이용하여 지상부와 뿌리가 건전하게 생장한 갯기름나물의 유묘를 본포에 이식한다면 추후 생산량 증대에 있어서도 효과적일 것으로 생각된다. 이를 위해서는 이식 후 지속적인 생육특성 조사를 통해 수확시기의 생장 비교 또한 필요할 것으로 판단된다.
- 그리고 이러한 재배 방법을 이용하여 지상부와 뿌리가 건전하게 생장한 갯기름나물의 유묘를 본포에 이식한다면 추후 생산량 증대에 있어서도 효과적일 것으로 생각된다. 이를 위해서는 이식 후 지속적인 생육특성 조사를 통해 수확시기의 생장 비교 또한 필요할 것으로 판단된다.
- 한편, 육묘 용기별로는 200구 Tray 보다 용적이 큰 128구 Tray에서 생육된 갯기름나물의 뿌리 발달이 상대적으로 더 좋은 것으로 나타났는데, 육묘한 갯기름나물을 본포에 이식 후장기간 생장량을 조사한다면 보다 정확한 결과가 나타날 것으로 판단된다.
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