서 언

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• 재료 및 방법
• 실험재료
• 관수량에 따른 절화의 생육과 품질
• 급액농도에 따른 절화의 생육과 품질
• 결과 및 고찰
• 관수량에 따른 절화의 생육과 품질
• 급액 EC에 따른 절화의 생육과 품질

 우리나라 국화의 재배면적과 판매량은 2011년에 각각 575ha와 292백만 본으로 절화류 중에서 가장 많으며, 판매액도 734억 원으로 화훼류 중에서 장미에 이어 두 번째로 많다. 국화 수출은 2001년에 7,252천불에서 2011년에는 11,192천불로 지난 10년간 수출액이 약 1.5배 증가하였고, 주요 수출국은 일본이다. 특히 스탠다드 국화는 전체 국화 중에서 재배면적, 판매량, 판매액이 각각 82.4, 82.3 및 76.7%를 차지할 정도로 비중이 크다(MIFAFF, 2012). 우리나라와 일본에서 스탠다드 국화는 장례용이나 불단용으로 사용되고 있고, 품질에 따라 가격 차이가 심화되고 있다. 우리나라에서 재배하고 있는 스탠다드 국화 중 ‘백마(Baekma)’는 국립원예특작과학원 에서 2004년에 출시한 품종으로 9월 하순에 개화하는 순백색의 대형 품종으로 꽃잎수가 많아 노심 현상이 발생하지 않으며, 꽃의 중앙부가 녹색을 나타내어 깨끗한 이미지를 제공한다(Shin et al., 2005). 이러한 ‘백마’의 우수한 형질때문에 일본으로 수출량이 증가하고 있다.

 스탠다드 국화의 품질은 절화장, 절화중, 화경장, 꽃수, 상위엽 크기, 병충해 감염정도 등에 의해 결정되는데, 고품질의 국화를 산하기 위해서는 다양한 환경요인들을 최적의 상태로 관리하는 것이 중요하다. 특히, 토양수분과 양분관리는 식물의 생육뿐만 아니라 품질에 영향을 미치는 중요한 요인으로 알려져 있다(Kang and Choi, 2009). 토양수분이 부족하여 수분 포텐셜이 낮아지면 식물은 세포의 생장이 현저히 줄어 줄기와 뿌리의 생육이 지연되어 수확량이 감소한다(Blackman and Davies, 1985; Jon and Christopher, 1998). Ryu et al.(1996)은 콩 ‘Tachinagaha’에서 함수율이 낮은 건조구에 비해 적습구에서 건물중이 높고, 엽면적이 월등히 증가하였다고 보고하였다. 마늘의 경우에도 대조구에 비해 수분포텐셜이 낮은 -0.6과 -0.8MPa 처리에서 초장과 뿌리의 생장이 감소한다고 하였다(Nam et al., 2005).

 관비재배에서 공급하는 양액의 강도는 작물의 생육과 품질에 큰 영향을 미치기 때문에 적정 농도의 양분을 공급하면서 생육을 최적화하고, 과다하게 토양에 염류가 집적되지 않도록 관리해야 한다. 오이의 적정배양액 강도는 EC 1.3 ~ 1.8dS · m^-1이고, 생육초기에는 낮게 관리하고 중기에는 높여주다가 후기에는 염류집적을 예방하기 위해 낮추어 공급한다고 하였다(Lim, 1998). 고추 플러그묘의 생육은 관비농도가 높을수록 양호하였고, 광합성은 EC 1.5dS · m^-1에서 높았다(Choi et al., 2003). 착색단고추 관비재배시 급액농도를 EC 2.0dS · m^-1로 공급했을 때, 초장, 줄기직경, 생체중 등 생육이 양호하였고, 과일의 생체중과 건물중도 가장 무거워 효과적이었다(Bae and Kim, 2004). 관비를 이용한 장미재배시 원시표준용액 0.6배의 양액을 공급하였을 때 생육이 양호하였고, 생육단계에 따른 각 양분별토양 중 최적 농도를 유지하기 위해서는 처방을 달리해야 한다고 하였다(Choi and Noh, 2002).

 이와 같이 원예작물의 생육과 고품질 생산을 위해서는 생육단계에 따라 수분과 양분 공급량을 달리하여 처리해 주어야 하는데, 스탠다드 국화의 경우에도 화아분화기의 수분과 양분공급량에 따라 절화의 품질이 달라진다(Choi and Shin, 2002). 특히 ‘백마’는 상위엽이 작아 품질저하의 원인이 되고 있으나 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 스탠다드 국화 ‘백마’의 상위엽 크기가 결정되는 단일처리 기간중에 관수량 조절과 무기양분 공급량에 따른 절화의 생육과 품질의 차이를 조사하기 위해 수행되었다.

재료 및 방법

실험재료

 본 실험은 전북 전주시 소재 국화 재배농가에서 생육하고 있는 ‘백마’ 품종에서 삽수를 채취하여 7.0 ± 0.5cm 크기로 조제하였고, 삽수를 NAA 100mg · L^-1 용액에 1시간 침지하여 162공 플러 그판에 삽목한 후 15일된 발근묘를 실험 재료로 이용하였다. 삽목묘를 990m² 크기의 단동형 플라스틱 하우스에 1m 폭의 이랑에 10 × 10cm 간격으로 8줄로 5월 31일에 정식하였다. 본포의 토양 물리성과 화학성은 Table 1에 나타냈다.

Table 1. Physico-chemical properties of the soil used in this study.

관수량에 따른 절화의 생육과 품질

 ‘백마’의 삽목묘를 정식한 후 관수량을 -20kPa로 관리하였고, 관수시 NO₃-N 5.5kg, NH₄-N 3.6kg, CO(NH₂)₂-N 9.9kg, P₂O₅ 19kg, K₂O 19kg, MgO 1kg, SO₃ 1.9kg, BO₃ 0.01kg, Fe 0.05kg, Zn 0.0075kg, Mn 0.025kg, Cu 0.0055kg, Mo 0.0035kg의 복합비료(Poly- Feed, Haifa chemicals LTD., Israel)를 사용하여 EC 0.8dS · m^-1로 급액하였다. 정식 후 45일째(7월 15일)부터 수확시기인 9월 10일까지 단일처리를 실시하였고, 흑색비닐을 이용하여 오후 7시부터 오전 7시까지 차광해 주었다. 단일처리 시부터 화아분화가 완료되는 8월 14일까지 한달 동안 관수량을 전자식 토양수분 장력센서(SKM850C2, SDEC France, France)를 이용하여 - 10 ± 5kPa, -20 ± 5kPa, -30 ± 5kPa, -40 ± 5kPa 등 4처리로 관수하였다.

 단일 처리 10일 후인 7월 25일부터 5일간 야간에 4시간(22:00-02:00) 동안 250W 백열등을 이용하여 전조하였고, 7월 30일과 8월 11일에 succinic acid-2,2,-dimethyl-hydrazide(daminozide) (85%, 유원에코사이언스㈜, 한국) 567mg · L^-1를 2회 살포하였다. 시설 내온도는 주간에 30^˚C 이상 올라갔을 때 차광 및 환기팬을 이용하여 관리하였고, 야간온도는 자연상태로 유지하며 관리하였는데, 시설 내 최고, 최저 및 평균 온도는 Fig. 1과 같다. 8월 31일에 봉오리 상태에서 수확하여 초장, 무게, 엽수, 줄기직경, 상위엽면적을 조사하였고, 9월 10일에는 개화한 상태에서 수확하여 정식 후 개화까지의 일수, 화경, 설상화수, 꽃의 무게 등 생육 특성을 조사하였다.

Fig. 1. Temperature in the plastic house during the experimental period.

급액농도에 따른 절화의 생육과 품질

 ‘백마’의 삽목묘를 정식 후부터 단일전리 실시 전까지 NO₃-N 5.5kg, NH₄-N 3.6kg, CO(NH₂)₂-N 9.9kg, P₂O₅ 19kg, K₂O 19kg, MgO 1kg, SO₃ 1.9kg, BO₃ 0.01kg, Fe 0.05kg, Zn 0.0075kg, Mn 0.025kg, Cu 0.0055kg, Mo 0.0035kg의 복합비료(Poly-Feed, Haifa chemicals Ltd., Israel)를 사용하여 0.8dS · m^-1로 급액하였다. 정식 후 45일째부터 수확시기인 9월 10일까지 단일처리를 실시하였고, 흑색비닐을 이용하여 오후 7시부터 오전 7시까지 차광해 주었다. 단일처리부터 화아분화가 완료되는 8월 14일까지 한달 동안 위의 복합 비료를 사용하여 EC를 0.0, 0.8, 1.2, 1.6, 2.0, 2.4dS · m^-1로 처리하였다. 이후 생장후기에는 EC 1.2dS · m^-1로 조절하여 수확 시까지 급액하였고, 재배기간 동안 토양수분을 -20kPa가 유지되도록 관리하였다. 단일처리, 재전조, daminozide 처리, 시설 내 환경 관리 및 절화의 생육과 품질 조사 등은 위의 실험과 동일하게 실시하였다.

결과 및 고찰

관수량에 따른 절화의 생육과 품질

 국화 ‘백마’의 단일처리기간 중에 관수량을 -10kPa, -20kPa, -30kPa, -40kPa로 처리하여 생육을 조사한 결과는 Table 2과 같다. 절화장은 관수량을 -10kPa로 처리했을 때 107.5cm로 가장 길었으며, 관수량이 적을수록 절화장이 감소 하였다. 절화의 줄기직경과 엽수는 처리간 차이가 없었다. 그러나 절화무게는 -10kPa 처리구에서 84.3g으로 가장 무거웠으며, -40kPa 처리구에서 75.3g으로 가장 가벼운 것으로 나타났다. 첫 번째와 두번째 상위엽의 면적은 모두 -10kPa 처리구에서 넓었으며, 관수량이 적을수록 엽면적이 감소하였다(Fig. 2).

Table 2. Growth characteristics of cut flower as affected by irrigation level during short day treatment at 102 days after planting in Dendranthema grandiflorum ‘Baekma’.

Fig. 2. Growth of cut flower (A), flower bud, and upper leaf (B) as affected by soil moisture content at 102 days after planting in Dendranthema grandiflorum ‘Baekma’.

 개화소요일수는 관수량이 적을수록 짧아졌는데, -40kPa 처리에서 112일로 나타나 -10kPa 처리에 비해 4일정도 단축되었다. 화경은 관수량 -10 ~ -30kPa 처리에서 10.9 ~ 11.0cm로 길었으며, -40kPa 처리에서 10.1cm로 가장 짧았다. 설상화수는 관수량 4처리에서 385 ~ 390개로 나타나 처리간의 통계적인 차이는 나타나지 않았다. 꽃의 전체무게는 관수량 -10kPa에서 24.3g으로 가장 무거웠으며, 관수량이 적어질수록 감소하여 -40kPa 처리에서는 20.7g을 나타냈다(Table 3).

Table 3. Flowering characteristic as affected by irrigation level during short day treatment at 102 days after planting in Dendranthema grandiflorum 'Baekma'.

 묘삼이나 마늘의 생장에 있어서도 토양수분이 각각 200mbar와 -0.05MPa 수준에서 초장이 길었으며, 이 처리보다 수분함량이 적어짐에 따라 감소하였다(Lee et al., 2007; Nam et al., 2005). 토마토의 시설재배에 있어서도 -15kPa 처리구에 비해 -30kPa 처리구에서 식물체 건물중과 과실 평균무게가 각각 34.0%와 20.9% 감소하였다고 하였다(Kang and Choi, 2009). 콩 품종인 ‘Tachinagaha’의 경우에는 건조구에 비해 적습구에서 재배시 식물체당 엽면적이 3.5배 이상 증가하였고, 수분이 부족할 경우 잎의 신장이 억제된다고 하였다(Ryu et al., 1996). 토양수분이 부족하면 잎의 수분 포텐셜이 낮아지고, 기공전도도와 엽록체의 활성이 저하될 뿐만 아니라 광합성 속도가 감소되고 호흡량이 증가하여 식물의 생장이 억제된다(Bennett et al., 1987; Boyer and Bowen, 1970; Lee et al., 2007; Pulupol et al., 1996; Rao et al., 1987).

 본 연구에서 국화 ‘백마’의 경우에도 단일처리기간 중에 관수량을 -40kPa로 처리 했을 때 수분 부족으로 인하여 절화장과 절화무게가 감소하였고, 상위엽이 왜소하여 품질이 떨어졌다. 스탠다드 국화의 상위엽은 클수록 볼륨감을 높여주어 품질이 향상되는데, 상위엽을 크게하는 방법으로 재전조와 daminozide 처리법이 사용되고 있다(Kim et al., 2000). 본 연구를 통해 단일처리기간 중에 관수량을 -10kPa로 공급하면 상위엽이 커짐을 알 수 있었고, 절화 생육과 품질을 향상시킬 수 있었다.

급액 EC에 따른 절화의 생육과 품질

 국화 ‘백마’의 단일처리기간 중에 급액의 EC를 달리하여 급액 처리한 후 절화의 생육 특성을 조사한 결과는 Table 4와 같다. 절화장은 EC 0.8dS · m^-1로 처리하였을 때 107.6cm로 가장 길었고, EC가 높아질수록 짧아지는 경향을 보여 주었다(Fig. 3A). 절화의 줄기직경은 EC 0.8 ~ 2.4dS · m^-1 처리 간에는 통계적인 차이가 없었고, 무처리 구에서 가장 가늘었다. 엽수는 EC 0.8 ~ 1.6dS · m^-1 처리시 47.6-50.8개로 많았으며, 무처리 구와 고농도인 EC 2.4dS · m^-1 처리구에서 적었다. 절화의 무게는 EC 0.8과 1.6dS · m^-1 처리에서 74.1g과 75.2g으로 무거웠으며, 무처리구에서 가장 가벼웠다. 절화의 상위엽은 다른 처리에 비해 EC 0.8dS ·m^-1 처리에서 첫 번째와 두 번째 잎 모두 가장 넓었으며, 무처리구에서 가장 좁은 것으로 나타났다(Fig. 3B).

Table 4. Growth characteristics of cut flower as affected by nutrient solution concentration during short day treatment at 102 days after planting in Dendranthema grandiflorum ‘Baekma’.

Fig. 3. Growth of cut flower as affected by nutrient solution concentration (dS · m^-1) at 102 days after planting in Dendranthema grandiflorum ‘Baekma’.

 국화 ‘백마’의 개화 시 꽃의 생육 특성을 조사한 결과는 Table 5와 같다. 정식 후 개화까지의 소요일수는 EC가 높아질수록 길어졌는데, EC 0 ~ 1.2dS · m^-1 처리는 115일 인데 비하여 EC 2.4dS · m^-1 처리에서는 124일로 9일이 지연되었다. 국화의 개화소요 일수는 다양한 요인에 의해 좌우되는데, Kang et al.(1995)도 국화의 분무경재배에서 표준양액 농도 처리보다 1/4배액이나 1/2배액 등의 낮은 농도로 처리했을 때 개화 소요일수가 단축된다고 하였다. 이와 같은 현상을 통해 단일처리기간 중에 시비량을 적게 했을 경우에는 화아분화가 빨리 진행됨을 알 수 있었다.

Table 5. Flowering characteristic as affected by nutrient solution concentration during short day treatment at 102 days after planting in Dendranthema grandiflorum ‘Baekma’.

 화경은 대조구와 EC 2.4dS · m^-1 처리구에서 10.0과 10.1cm로 가장 작았으며, 다른 처리 들에 있어서는 유의성이 없었다. 설상화수는 EC 0.8 ~ 1.6dS · m^-1 처리에서 392.5 ~ 403.3개로 다른 처리들보다 많았다. 꽃의 무게는 EC 0.8dS · m 처리에서 20.3g으로 가장 무거웠으며, 대조구에서 14.7g으로 가장 가벼운 것으로 나타났다.

작물의 생육과 품질 향상을 위해서는 생육단계에 따라 급액농도를 다르게 처리하는 것이 효과적이다(Kim et al., 2004; Lim, 1998). 국화의 양액재배에 있어서 생육단계별 양액 조성과 농도의 합리적 관리가 중요한데, 하추국인 ‘정운’과 ‘백마’의 양액재배에서 생육 전반에 걸쳐 일정하게 표준농도로 공급하는 것보다 생육단계별로 달리 처리하는 것이 절화품질을 향상 시켰다고 하였다(Hwang et al., 2003, 2009). 토경재배에서도 국화의 양분흡수는 생육초기에는 적고, 중기와 후기에는 많기 때문에 생육 단계에 따라 시비의 조절이 필요하고, 적정 EC는 0.6dS · m^-1 이하이나 개화시기에는 이보다 더 높아야 한다고 하였다(Hosoya and Miura, 1992). 그러나 Boodley and Mayer(1965)는 영양생장기에 정상적인 양분흡수가 이루어져 생육이 양호하였다면, 생식생장기에는 양분을 공급하지 않더라도 고품질의 절화국화를 생산할 수 있다고 하였다. 또한 화아발달기 이후에는 질소 흡수가 감소하고, 질소를 계속 시비하면 꽃의 품질이 떨어지고 줄기가 연약하게 된다고 하였다(Joseph et al., 1995). 본 연구에서는 국화 ‘백마’의 단일처리기간 중에 급액 농도를 EC 0.8dS · m^-1로 처리했을 때 절화장이 길었고 상위엽이 증가하여 절화의 품질이 향상된 반면, 물만 공급하거나 급액농도가 증가할수록 절화의 품질이 떨어짐을 알 수 있었다.