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문제 정의
- 따라서 본 연구는 국내에서 주로 재배되는 강원재래종 곰취 종자와 한라산 자생 곰취 종자를 대상으로 전처리와 차광처리가 발아율, 유묘 특성 및 분화묘의 활착률에 미치는 영향을 분석하고 비교하는데 목적이 있다.
제안 방법
- 곰취 유묘의 특성은 각각의 조건 및 처리별로 묘고(苗高, 유묘의 높이), 엽수(葉數, 잎의 개수), 엽폭(葉幅, 잎의 너비) 엽장(葉長, 잎의 길이), 근장(根長, 뿌리의 길이), 생중량(生重量, 지상부, 지하부) 및 건중량(乾重量, 지상부, 지하부)을 각각 조사하였으며, 파종 45일 후 3개체를 선정하여 3반복으로 총 9개체를 대상으로 실시하였다.
- 곰취 종자의 발아율은 전처리와 차광처리를 각각 실시한 후 조사하였다. 전처리는 저온습윤처리와 증류수 및 GA3 침지처리로 달리하였으며, 저온습윤처리는 petridish에 여과지(Whatman, No.
- 분화묘의 활착률 조사를 위해 곰취 발아 후 정상적으로 생육한 유묘를 클라스만 토양으로 채워진 플라스틱 포트(직경 13 cm, 높이 10 cm)에 각각 9개씩 2반복으로 이식하였다.
- 비닐온실 내 온도와 습간격으로 측정 자료를 수집하였고, 매일 평균값과 최고값, 최저값을 구하였다(Figure 1 and 2).
- 이식된 유묘는 비닐온실 내의 차광처리(50%, 80%, 대조구) 조건에서 2개월 간 생육시킨 후 활착률을 조사하였다.
- 증류수 및 GA3 침지처리는 증류수와 GA3 용액에 곰취 종자를 각각 24시간 침지 처리한 처리구와 처리하지 않은 대조구이며, GA3 용액 침지처리는 100 ppm 농도(Cho et al., 2013)에서 실시하였다.
- 차광비율은 광합성광양자량(PPFD: Photosynthetic Photon Flux Density)으로 구분하였으며, 휴대용 광합성 측정 장치(LCi Portable Photosynthesis System, ADC, UK)를 이용하여 각각 측정하였다.
- 특히 지상부와 지하부의 건중량은 선정된 시료를 15일간 음지에서 충분히 자연건조를 실시한 후 전자저울을 이용하여 측정하였다.
- 파종은 각각 처리된 종자를 대상으로 클라스만 토양(potgrond H, Klasmann-Deilmann, Germany)으로 채워진 72구 플러그 셀 트레이(plug cell tray; 이하 트레이)의 각 구마다 한 립씩 파종하여 각 처리구당 곰취 종자를 24립씩 3반복으로 실시하였다.
대상 데이터
- 강원 재래종 종자는 해발 690 m에 위치한 강원도농업기술원 특화작물시험장 산채연구분소의 시험포장(노지재배)에서 채취한 종자(이하 강원곰취)이며, 한라산 자생 곰취의 종자는 한라산 해발 1,085 m 지점의 습한 음지(N 33° 21' 54", E 126° 28' 05")에서 채취한 종자(이하 한라곰취)이다.
- 곰취 종자의 발아율 및 유묘특성 조사는 비닐온실(경기도 양평군 용문면 소재, 해발 65 m) 내에서 실시되었다. 습도는 75~85%로 유지될 수 있도록 자동관수시스템을 가동하였으며, 온도는 30℃이상 상승되는 것을 방지할 수 있는 자동 개방장치와 순환식환기처리기(Air cool, TCS-700s, Paru, Korea)를 가동하였다.
- 본 연구에 사용된 공시재료는 강원 재래종과 한라산 자생의 곰취 종자이다. 강원 재래종 종자는 해발 690 m에 위치한 강원도농업기술원 특화작물시험장 산채연구분소의 시험포장(노지재배)에서 채취한 종자(이하 강원곰취)이며, 한라산 자생 곰취의 종자는 한라산 해발 1,085 m 지점의 습한 음지(N 33° 21' 54", E 126° 28' 05")에서 채취한 종자(이하 한라곰취)이다.
데이터처리
- yMeans within columns followed by the same letters are not significantly different at the 5% level by Duncan’s multiple range test.
- zMeans within a column followed by the same letters are not significantly different at the 5% level by Duncan’s multiple range test.
- 또한 통계적으로 유의성이 있는 경우, Duncan multiple range test(P=0.05)로 2차 검증을 추가적으로 실시하였다.
- 본 연구의 조사된 자료에 대한 통계분석은 SPSS(ver. 12.0 Kor) 프로그램을 이용하여 다변량 분산분석(Multivariate ANOVA: MANOVA)을 실시하였다.
이론/모형
- 비닐온실 내 온도와 습간격으로 측정 자료를 수집하였고, 매일 평균값과 최고값, 최저값을 구하였다(Figure 1 and 2). 또한 곰취 종자의 채종지역의 평균 온도는 Table 2와 같으며, 기상청 국내기후자료 분포도(KMA, 2014)를 이용하였다.
- 또한 종자의 발아율과 유묘 특성 등을 종합하여 유묘의 활력을 나타내는 지표(Afrakhteh et al., 2013)로 사용되는 유묘활력지수(Seedling Vigor Index, SVI)는 식 1에 의해 산출되었으며, 곰취 종자의 발아와 유묘생육에 적합한 전처리 및 차광처리 효과 구명의 고찰자료로 활용하였다.
성능/효과
- 또한 엽장은 저온습윤처리와 GA3 100 ppm 침지처리 후 80% 차광처리 조건에서 4.3 cm로 가장 우수하였다.
- 생중량과 건중량은 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 차광처리 대조구에서 가장 우수하였으며, 이는 지상부와 지하부 생중량의 경우 각각 1,077.5 mg와 426.7 mg, 지상부와 지하부 건중량의 경우 각각 74.6 mg와 21.4 mg으로 가장 높았다.
- 저온건조처리 종자를 GA3 100 ppm 용액에 침지처리 후 차광처리 대조구와 50% 차광처리의 경우, 발아율은 종자 전처리 대조구보다 10~17% 향상되는 경향을 보였으나 80% 차광처리에서는 전처리 대조구가 저온건조처리 중에서 가장 높은 발아율(24.9%)을 나타냈다.
- 1. 곰취 종자의 발아율 범위는 6.9~75.5%이었으며, 강원 곰취와 한라곰취의 발아율 범위는 각각 6.9~32.8%와 22.2~75.5%인 것으로 나타났다.
- 2. 발아율은 강원곰취의 경우, 저온습윤처리와 증류수 24시간 침지처리 후 차광처리 대조구에서 32.8%로 가장 높았으며, 한라곰취의 경우, 저온습윤처리와 GA3 100 ppm 침지처리 후 80% 차광처리 조건에서 75.5%로 가장 높았다.
- 3. 유묘특성인 유묘활력지수는 강원곰취와 한라곰취 모두 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 묘고(5.0 cm 이상), 엽폭(3.9 cm), 엽장(3.2 cm 이상), 근장(9.0 cm 이상), 지상부 및 지하부의 생중량과 건중량(각각 600 mg, 150 mg과 49 mg, 7 mg) 이상으로 가장 우수한 결과를 나타내었다.
- 4. 분화묘의 활착률을 조사한 결과, 한라곰취는 차광처리에 상관없이 모든 조건에서 100% 활착을 보였으나 강원곰취는 차광처리 무처리, 50%와 80%처리에서 각각 22.2%, 38.9%, 44.4%로 고사하고 생육상태도 불량하였다.
- 강원곰취와 마찬가지로 저온건조처리 한라곰취 종자를 GA3 100 ppm 침지처리시 발아율이 18~30% 이상 현저히 향상되어 저온습윤처리 대조구와 유사한 발아율을 보였다.
- 강원곰취와 한라곰취 종자의 발아율에 있어 채종지역(P<0.001)과 전처리(P<0.05)에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다.
- 강원도에서 수집한 재래종 곰취 종자(이하 강원곰취)의 발아율의 범위는 6.9~32.8%로 나타났으며, 저온습윤처리 종자를 증류수에 24시간 침지처리 후 차광처리 대조구에서 가장 높은 발아율(32.8%)을 보였다.
- 곰취 종자의 수집지역별 전처리 및 차광처리에 따른 발아율의 범위는 6.9~75.5%로 나타났다. 강원도에서 수집한 재래종 곰취 종자(이하 강원곰취)의 발아율의 범위는 6.
- 4 mg으로 가장 높았다. 그 다음으로 저온습윤처리와 GA3 100 ppm침지처리 후 차광처리 대조구에서 지상부와 지하부 생중량이 각각 928.2 mg와 401.3 mg, 지상부와 지하부 건중량이 각각 71.3 mg와 17.7 mg으로 양호하였다. 발아율과 유묘의 생육특성을 나타낼 수 있는 유묘활력지수는 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 1379.
- 그러나 80% 차광처리에서는 대조구의 발아율이 45.8%로 저온습윤처리 중 가장 저조하였으나 증류수 및 GA3 100 ppm 침지처리에 의해 26~30% 이상 향상됨을 알 수 있었다.
- 따라서 강원곰취와 한라곰취의 발아율을 향상시키기 위해서는 전처리가 필요한 것으로 나타났으며, 특히 한라곰취는 저온습윤처리를 통해 발아율을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
- 2 cm 순으로 우수하였다. 또한 근장은 저온건조처리와 무처리(대조구) 후 차광처리 대조구에서 11.0 cm로 길게 생장해 가장 우수하였다. 그러나 엽수는 강원곰취와 마찬가지로 처리간 1.
- 8%)을 보였다. 또한 동일 전처리 종자를 50% 차광처리에서 발아시켰을 때 29.2%의 발아율을 보였다(Table 3). 저온건조처리 종자를 GA3 100 ppm 용액에 침지처리 후 차광처리 대조구와 50% 차광처리의 경우, 발아율은 종자 전처리 대조구보다 10~17% 향상되는 경향을 보였으나 80% 차광처리에서는 전처리 대조구가 저온건조처리 중에서 가장 높은 발아율(24.
- 또한 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 75.0%의 발아율을 보인 반면, 차광처리 대조구에서는 최대 발아율이 61.6%였다.
- 묘고 생장은 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 7.2 cm로 가장 우수하였고, 엽폭과 근장에서도 각각 4.8 cm와 10.1 cm로 길게 생장해 가장 우수하였다.
- 묘고 생장은 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 80% 차광처리에서 6.3 cm로 가장 우수하였으며, 동일한 전처리 후 차광처리 대조구에서 6.1 cm 순으로 우수하였다.
- 7 mg으로 양호하였다. 발아율과 유묘의 생육특성을 나타낼 수 있는 유묘활력지수는 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 1379.3으로 가장 우수하였다.
- 생중량과 건중량은 저온습윤처리와 모든 침지처리 후 차광처리 대조구에서 가장 우수하였으며, 지상부와 지하부의 최소 생중량은 각각 630 mg와 330 mg, 지상부와 지하부의 최소 건중량은 각각 51 mg와 17 mg으로 우수한 생육특성을 보였다.
- 엽폭과 엽장은 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 차광처리 대조구에서 각각 4.0 cm와 3.2 cm로 가장 우수하였고, 동일한 전처리 후 50% 차광처리 조건에서 각각 3.9 cm와 3.2 cm 순으로 우수하였다.
- 유묘활력지수는 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 2921.9으로 가장 우수하였으며, 강원곰취의 유묘활력지수에 비해 2배 이상 높은 수치를 나타내었다(Table 5).
- 이상의 결과로 강원곰취와 한라곰취의 발아율 차이는 곰취 종자의 수집지역에 따라 모수가 적응한 환경의 차이로 인해 발생된 것으로 판단된다.
- 이상의 결과를 통해 곰취의 경우, 모수가 적응한 환경정보는 식물의 유묘를 키우고 적응시키는데 매우 중요한 기초자료가 됨을 확인하였다.
- 이상의 결과에서 증류수 침지처리된 곰취 종자의 경우, 유묘특성이 대조구에 비해 뚜렷하게 우수한 생장을 보였다.
- 하지만 종자 발아와 유묘 특성의 전반적인 특성을 나타내는 유묘활력지수는 강원곰취와 한라곰취 모두 저온습윤처리와 증류수 침지처리 후 50% 차광처리에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 한라곰취는 차광처리와 상관없이 모든 조건에서 100%적응하여 활착된 반면, 강원곰취는 차광처리 무처리, 50%와 80%처리에서 각각 22.2%, 38.9%와 44.4% 순으로 높은 고사율을 보여 차광처리 정도와 활착률과는 부(−)의 상관관계를 보였다.
- 한라산에서 수집한 종자(이하 한라곰취)의 발아율 범위는 22.2~75.5%로 나타났으며, 저온습윤처리와 GA3 100 ppm 침지처리 후 80% 차광처리에서 가장 높은 발아율(75.5%)을 보였다.
후속연구
- 본 연구에서도 온실 내에서 발아율, 분화묘 활착률 등의 환경 적응성은 강원곰취보다 한라곰취가 높았으며, 이는 모수가 적응한 자생환경조건인 온도와 관련이 있는 것으로 판단됨에 따라 채종지역에 따른 적응 및 생육특성에 대한 추가적인 연구가 필요함을 시사하였다.
- 이에 따라 강원도 이외의 곰취 자생종에 대한 정보는 제한적이며, 강원도 이외의 지역에서 곰취 재배와 활용을 촉진시키기 위한 기초연구가 필요한 시점이다.
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