11. F12-25_20(3)159-166.pdf1.16MB

• 서 언
• 재료 및 방법
• 결과 및 고찰
• 배지의 물리성과 화학성
• 개화특성과 절화수량

서 언

  2010년 우리나라 숙근 안개초 재배면적은 67.4 ha이며, 그 중 경남이 53 ha로서 전체의 약 79%를 차지하고 있고 그 대부분은 숙근 안개초 주산지인 창원과 김해지역에서 생산되고 있다(MFAFF, 2010). 남부 평난지 작형인 이 지역에서는 7월~8월 고온기에 묘를 정식하여 11월부터 이듬해 6월까지 수확하는 시설내 전조 가온재배가 일반적이다(Hwang et al., 2003a). 그러나 이 지역 안개초 재배 농가 대부분은 10년 이상 장기재배를 하고 있고 남부평난지 작형 특성상 휴작 기간이 짧아 적절한 토양만들기와 염류제거를 위한 처리가 이루어지지 않은 상태에서 연작이 반복되고 있다. 또한 7월~8월 고온기에 정식하기 때문에 묘의 뿌리 활착이 더디고 이 과정에 토양전염성 병원균의 감염 등으로 결주가 많이 발생하고 있다(Gamaliel et al., 1989). 활착이 된다하더라도 고온조건에서 생장하는 안개묘는 품종의 저온요구도(Doi et al., 1991a, 1991b) 양수분 결핍(Sakamoto, 1994) 등에 의해 생육 지연 및 로제트현상이 나타나기도 한다. 따라서 연작 장해 경감을 위한 기술개발과 함께 장기적으로는 근본적인 연작회피 방법으로서 수경재배 기술개발이 요구된다. 숙근안개초 수경재배에 관한 연구는 1998년 이스라엘에서 Pumice와 펄라이트 배지를 이용한 순환식 수경재배시 절화생산성을 유지할 수 있는 배양액의 이온조성 및 농도의 기준점을 제시하고자 수행된 바 있고(Bar-Yosef et al., 2001) 국내에서도 배지의 종류와 적심처리가 수경재배 안개초의 생육과 수량에 미치는 연구가 수행된 바 있으나(Park et al., 1999), 양적으로 매우 부족한 실정이다. 수경재배 배지로는 암면이나 펄라이트가 장미를 비롯한 몇몇 작물에서 널리 이용되고 있는데(Kim et al., 2002; Lee et al., 2003) 최근에는 친환경배지인 코코피트 배지 사용이 늘어가고 있다(An et al., 2009). 따라서 남부평난지 주산지에서 재배되고 있는 주요품종과 코코피트 배지 등을 이용하여 수경재배에 적합한 품종과 배지를 선발하고자 본 시험을 수행하였다.

재료 및 방법

 실험재료로 사용한 품종 ‘Mirbella’와 ‘Inbal’은 한국화훼종묘로부터, ‘Casiopeia’, ‘Ginga’, ‘Bristol Fairy’는 한국휴바스부터 50일된 배양묘를 구입하여 72공트레이에 이식한 후 1회 적심하고 신초가 1 cm 정도 생장할 무렵 베드에 정식하였으며, 정식은 2011년 7월 28일 배지에 관계없이 30 cm 간격 2줄로 식재하였으며 정식시 묘소질은 Table 1과 같다. 배지는 입 자구성이 다른 코코피트 배지 2종과 혼합상토(토실이, 신안그로)를 사용하였다. 코코피트 배지는 코코칩과 분말 비율이 50 : 50인 ‘Cocomix’(Cocoslab, Marisha cocoproduct Ltd. Srilanka)와 코코피트 분말(Cocodust, Marisha cocoproduct Ltd, Srilanka)을 플라스틱 상자에 충진한 ‘Cocodust’, 혼합상토를 원형 플라스틱화분(20 × 30 cm)에 충진한 ‘Mixture’를 사용하였으며(Fig. 2), 배지의 물리성과 화학성은 Table 3, 4와같다. 배지물리성은 농촌진흥청 ‘작물재배생리의 이해와 실험’ Core 측정법을 이용하여 측정하였으며(RDA, 1997), 배지화학성 조사는 농촌진흥청 상토의 표준분석법에 준하여 실시하였다(RDA, 2002). 치환성양이온은 ICP(Optima 5300 DV, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 분석하였으며, 유효인산은 Lancaster법(UV-2450, SHIMADZU, Japan)으로, 질소는 Kjeldahl증류법(B-324, BUCHI, Switzerland)으로 분석하였다. 수경재배시스템은 일반적으로 사용하는 비순환식 시스템을 이용하였고 배양액은 일본 원시 배양액을 이용하였으며 (Table 2), 배양액공급은 양액기(SU-1004, Shin HanA-Tec)를 이용하여 EC 1.0 dS ·m^-1, pH 6.0으로 조절하여 7월~9월 중순까지는 하루 1회, 9월 중순 이후는 2일에 1회 공급하였고, 1회 공급시 주당 700 mL씩 공급하였다. 첫 번째 개화기인 11월 중순경에 초장 및 지상부생체중, 적심후 발생한 분지수, 로제트율를 조사하였다. 절화수량은 첫 번째 수확이 시작된 11월 중순부터 수확이 종료된 이듬해 5월 30일까지 수확된 절화의 총 수량으로 계산하였고 수확은 원대절화방식이 아닌 개화한 측지를 순차적으로 절화하는 국내 관행방법을 적용하였다. 숙근안개초는 12-18시간의 한계일장을 가진 장일식물로 알려져 있어(Kusey et al., 1981) 9월부터 이듬해 3월까지 저녁 8시부터 다음날 아침 6시까지 백열등으로 전조하였고, 동계 온실최저 온도는 12^οC, 하계 환기는 28^οC로 설정하여 관리하였으며 휴대용 온습도계(TR-72U, T & D)를 이용하여 온실 최고 및 최저 온도를 측정하였다(Fig.1). 실험은 난괴법 3반복으로 배치하였으며 통계처리는 SAS(Statistical Analysis System, Ver. 9.1, Cary, NC, USA)를 이용하였으며, Dancan 다중검정으로 처리 평균 간 유의성을 분석하였다.

Table 1. The seedling quality of five cultivars at planting for hydroponic culture of Gypsophila paniculata.

Fig. 1. Changes of temperature in greenhouse and drain water EC of each substrate in hydroponic culture of Gypsophila paniculata.

Fig. 2. Growth of five cultivars hydroponically grown Gypsophila paniculata according to substrates at 15 weeks after transplanting. Cocomix was a mixture of cocochip and cocodust with 50 : 50 ratio, Cocodust was only cocodust, and Mixture was a mixture of several substrates such as peatmoss, perlite, cocopeat etc. Transplanting day of ‘Mirabella’ and ‘Inbal’ was at July 27 and other cultivars were at July 30.

Table 2. Composition of nutrient solution used for hydroponic culture of Gypsophila paniculata.

Table 3. Physical characteristics of substrates used for hydroponic culture of Gypsophila paniculata.

Table 4. Chemical characteristics of substrates before and after experiment for hydroponic culture of Gypsophila paniculata.

Table 5. Growth characteristics of Gypsophila paniculata five cultivars in hydroponic culture 15 weeks after transplanting.

결과 및 고찰

배지의 물리성과 화학성

 숙근안개초 수경재배에 사용한 배지의 공극률과 수분함유율은 각각 평균 86.2%과 75.4%로 배지간 차이가 없었으나 기상 비율은 Mixture가 14.0%로 가장 높았고, 다음으로 Cocodust 9.7%, Cocomix가 8.8%로 가장 낮았다. 고상 비율은 Cocodust가 15.8%로 가장 높았고, Mixture가 13.3%였으며, Cocomix가 12.2%로 가장 낮았다(Table 3). Cocodust는 성형화된 건조 배지로 물을 흡수시키면 팽창되는 배지이고, Cocomix와 Mixture는 용기에 배지를 충진하였기 때문에 담아 넣은 정도에 따라 배지의 물리성이 달라질 수 있어 가능한 식물체당 배지량을 9,500 cm³  정도로 조절하여 사용하였다(Table 3).

 숙근안개초 수경재배에 사용한 배지들은 유기배지들로서 시험전 배지를 분석한 결과, pH는 5.0-6.1로 약산성을 띠었고, EC는 1.21-1.45 dS · m^-1 로 비슷하였다. 그러나 칼슘치환용량은 Mixture에 비해 Cocomix와 Cocodust가 현저히 떨어졌으며, 질소함량은 Mixture에서 암모니아태질소와 질산태질소가 각각 25.5, 16.5 mg · kg^-1 인데 비해 Cocomix와 Cocodust에서는 전혀 검출되지 않았다. 인산(P₂O₅)함량은 Mixture가 310mg · kg^-1 으로 가장 높았고, Cocomix와 Cocodust가 각각 84, 74mg · kg^-1 로 Mixture에 비해 현저하게 낮았다

개화특성과 절화수량

 공시한 5품종 중 ‘Cassiopeia’가 Cocodust와 Mixture 배지에서 11월 16일에 가장 먼저 개화하였다. 'Cassiopeia’의 개화시를 기준으로 배지별, 품종별 생육특성을 조사한 결과 대부분의 품종에서 화경이 추대하지 않는 로제트 현상이 나타났다(Table 4). 특히 Cocomix에서는 모든 품종에서 로제트 현상이 확인되었는데 ‘Mirabella’와 ‘Bristol Fairy’의 로제트 발생율은 100%, ‘Inbal’은 88%, ‘Ginga’ 55.5%, ‘Cassiopeia’는 5.6%의 개체에서 나타났다. Cocodust에서는 ‘Mirabella’와 ‘Bristol Fairy’, ‘Ginga’에서 각각 100%, 83%, 35%의 개체에서 로제트 현상이 나타났으나 Mixture에서는 ‘Bristol Fairy’를 제외한 모든 품종이 정상적으로 추대 개화 하였다(Table 5). 품종별로 보면 ‘Cassiopeia’는 거의 모든 배지에서 정상적으로 추대, 개화하였고, ‘Inbal’은 Cocomix를 제외한 다른 배지에서는 정상적으로 추대 개화를 하였다. 반면에 ‘Bristol Fairy’는 모든 배지에서 50% 이상 로제트 현상이 나타났다(Table 3 and Fig. 2) 지상부 생체중은 거의 모든 배지에서 정상생육을 보였던 ‘Cassiopeia’의 경우 Mixture에서 170 g/plant로 가장 무거웠고, Cocodust 152 g/plant, Cocomix 122.5 g/plant 순이었다. 로제트 발생율과 생장량을 고려해볼 때 정식후 초기생장은 배지별로는 Mixture, Cocodust, Cocomix 순으로 우수하였고, 품종별로는 ‘Cassiopeia’, ‘Inbal’, ‘Ginga’, ’Mirabella’, ‘Bristol Fairy’ 순이었다.

 ‘Bristol Fairy’는 저온요구도가 높은 품종으로 알려져 있는데 (Doi et al., 1991a) 본 시험에서도 공시한 종가운데서 로제트가 가장 심하였다. (Doi et al., 1991b)은 숙근안개초의 생육과 개화에 미치는 저온요구성은 품종이나 계통간에도 차이가 있는데, 영양 생장 기간에 주간 30^o C, 야간 25^o C 온도를 11일간 처리한 결과 저온요구성이 큰 품종이나 계통 중 상당수가 형태적으로 로제트가 되었다고 하였다. 또한 포트묘를 본포에 정식하고 나서 영양생장단계에 양수분이 결핍되면 뿌리와 신초의 생육이 지연되고 로제트가 형성되기도 하는데(Warechima and Tenmei, 1986) 본 시험에서 로제트가 나타나는 경향을 보면 품종별 저온요구성의 차이에 기인한 것도 있지만, 수경재배 기술이 확립되어 있지 않은 상태에서 배지별부분도 있는 것 같다. 배양액은 초기생장기간 동안 모든 처리구에 동일하게 EC 1.0 dS · m^-1 으로 관리하였는데 배액의 EC를 5일 간격으로 조사한 결과 Cocomix와 Cocodust에서는 정식초기 EC 0.3 dS · m^-1  정도로 매우 낮았고 ‘Cassiopeia’가 개화한 11월 16일 경까지도 EC 1.0 dS · m^-1 을 넘지 않았다. 반면에 Mixture에서는 같은 기간 Cocomix와 Cocodust 보다 EC 0.5~0.8 dS · m^-1 정도 높게 유지되었다(Fig. 1). 코코피트를 이용한 장미 수경재배에서도 양분흡착에 의해 정식 후 22일까지는 배액농도가 공급 EC의 1/3 수준, 90일 후에야 공급 EC와 같은 수준이 된 사례가 있다(Choi, 2012). Park et al.(1999)은 코코피트를 비롯한 몇가지 배지를용한 수경재배에서 공급 EC를 2.1 dS ·m^-1로 조절하였고, Bar-Yosef et al.(2001)은 Pumice와 펄라이트를 이용한 순환식 수경재배에서 첫 번째 수확무렵 EC가 2.3~2.9 dS · m-1이었던 것과 비교해보면 본 시험에서는 급액 EC와 배액 EC가 모두 낮아 충분한 영양공급이 되지 않았던 것 같다. 코코피트 배지에서 심한 로제트 현상이 나타난 것은 이와 같은 배지의 양분흡착에 의한 생장기 영양 공급부족이 어느 정도 영향을 미친 것으로 생각된다. 안개초 생육에 미치는 토양수분의 영향은 영양생장기에 강하게 나타나는데 화경이 신장하기 시작하는 생육초기에는 다른 화훼류에 비해 많은 토양 수분을 필요로 하는 반면 출뢰기 이후 생육 후반까지 지나치게 많은 토양수분은 오히려 줄기를 연약하게 만든다(Sakamoto, 1994). Cheong et al.(2002)은 고품질 생산을 위한 관수개시점으로 영양생장기는 -10.0 kPa, 출뢰기 이후에는 -79.4 kPa을 제시하였다. 그러나 토경재배에 비해 수경재배는 근권의 수분함량이 높을 수 밖에 없기 때문에 안개초 수경재배를 위한 생장단계별 적정 양수분 관리에 대한 연구가 필요하다.

 남부 평난지 작형에서 7월~8월 포장에 정식된 안개초는 품종과 적심횟수에 따라 개화에 소요되는 시간이 다르지만, Hwang et al.(2003b)의 보고에 의하면 7월 15일과 8월 15일에 정식하여 12일 후 적심하였을 경우 개화소요일수가 각각 50일과 62일이었다. 본 시험에서는 품종별로 묘상에서 적심한 후 신초가 1 cm 정도 생장하였을 무렵인 7월 27일과 30일에 수경재배용 베드에 정식하여 이듬해 5월 중순까지 생장과 수량을 조사하였는데 Cocodust와 Mixture에 정식한 ‘Cassiopeia’가 11월 16일로 가장 먼저 개화하였고 Cocomix에 정식 한 ‘Bristol Fairy’가 이듬해 2월 11일로 가장 늦게 개화하였다. 품종별 평균 개화소요일수는 ‘Cassiopeia’가 111일로 가장 짧았고, ‘Mirabella’, ‘Bristol Fairy’가 각각 166일, 167일로 가장 길었다(Table 6). 배지별 평균 개화소요일수는 Mixture에서 117일로 가장 짧았고, Cocodust에서 152일, Cocomix에서는 164일로 가장 길었다. 그러나 Mixture에 식재한 ‘Cassiopeia’가 처리중 가장 빨리 개화하였음에도 불구하고 토경재배에 비해 개화소요일수가 두 배 이상 개화가 늦었다. 이는 전체적으로 품종에 따라 차이는 있었지만 로제트 현상이 많이 나타난 것으로 보아 고온에 의한 묘의 생리활성이 떨어졌거나(Shillo and Halevy, 1982) 신초의 영양생장이 충분하지 않은 상태에서 생식생장으로 이행되어 뿌리와 신초의 생육이 지연되고 로제트가 형성되는 것과 관련이 있는 것으로 생각된다(Warechima and Tenmei, 1986).

Table 6. The times of planting, flowering date, days to flowering and cut flower yield of five cultivars of hydroponically grown Gypsophila paniculata as influenced by substrates.

 배지별 평균 절화수량은 Cocodust에서 28.2본으로 가장 많았고, Mixture에서 26.4본, Cocomix에서 22.5본으로 가장 적었다. 품종별 평균 절화수량은 ‘Cassiopeia’와 ‘Ginga’가 각각 36.5, 33.0본으로 가장 많았고, ‘Mirabella’가 14.3본으로 가장 적었다. 그러나 시기별 절화수량은 로제트 현상이 거의 나타나지 않았던 Mixture 경우 정식한 당해 연도에 전체 수량의 17.5%, 그리고 이듬해 나머지 73.5%였지만, 나머지 대부분 품종들은 이듬해 4월을 중심으로 대부분의 절화 수량이 집중되었다(Fig. 3). Hwang et al.(2003)은 남부 평난지 작형에서 숙근안개초 ‘Bristol Fairy’의 정식시기별 생육 및 개화특성을 조사한 결과 7월과 8월 정식은 당해년 1회 수확이 가능하였지만, 고온기 정식할 경우 기형화 발생으로 인해 절화품질이 떨어지고 절화수량도 감소한다고 하였다. Park et al.(1999)은 코코피트와 암면, 펄라이트, 버뮤클라이트 등을 이용한 안개초 수경재배 시험에서 코코피트와 펄라이트 배지에서 생장한 안개초가 광합성과 증산율이 가장 높았고, 특히 코코피트 배지에서 액아수와 신초생장이 가장 좋았다고 보고하였다. 본 시험에서도 생장초기(당해년)에는 Mixture에 비해 Cocomix와 Cocodust에서 로제트 발생이 많고 개화도 늦었지만, 후기 생장(2012년 3월)에서는 절화수량이 오히려 Cocodust에서 Mixture보다 더 많았다. 이는 생장초기 배지에 적합한 양분조절을 통해 Cocomix와 Cocodust 또한 수경재배 배지로서 충분히 활용가능성의 여지가 있음을 보여주었다. 이상의 결과를 종합해볼 때 Cocomix와 Cocodust에서는 품종에 따라 차이는 있었지만 모든 품종에서 로제트 현상이 심하게 나타난 반면 Mixture에서는 비록 품종에 따라 생장 차이는 있었으나 대부분 정상 추대, 개화하여 배지는 Mixture가 안개초 수경재배에 적합하고, 품종은 ‘Cassiopeia’와 ‘Ginga’가 고온기에도 추대 개화가 대체로 잘 되어 절화수량도 많은 편이어서 수경재배에 적합한 품종으로 생각된다.

Fig. 3. Seasonal variation of cut flower yield in five cultivars of Gypsophila paniculata in hydroponically grown in different substrates. Cocomix was a mixture of cocochip and cocodust with 50 : 50 ratio, Cocodust was only cocodust, and Mixture was a mixture of several substrates such as peatmoss, perlite, cocopeat etc. Transplanting day of ‘Mirabella’ and ‘Inbal’ was at July 27 and other cultivars were at July 30.