서 언
우리나라에 자생하는 만병초는 상록 활엽관목으로 분 화 또는 조경 등의 관상용으로 활용되고 있는데(Brickell 1990; Phillips and Rix 1989) 백두대간을 따라 해발고도 1,000m 이상의 고지대에 분포하는 멸종위기의 희귀식물 로 보존가치가 높다(Hong et al. 1984b; Lee 1999). 고 산형 상록식물인 만병초는 내한성이 강한 편이지만, 해 발이 낮은 지역에서 조경용 또는 분화용으로 재배할 경 우 여름철 더위에 취약하여 각별한 환경관리가 요구된다 (Lee et al. 2011; Shim et al. 2011; Shim et al. 2012).
만병초는 대부분 종자 또는 삽목으로 번식을 한다(Lee et al. 2014; Lee and Perwin 1979). 일반적으로 종자발아 의 경우 발아율이 20 ~ 30%로 낮고, 삽목에 의한 증식은 발근이 더디고 효율이 낮은 편이다(Hong et al. 1984a; Hong et al. 1984b; Lee et al. 1982). 삽목 번식 시 발 근에는 여러 가지 요인들이 영향을 미치지만 삽목 시기 에 따라 삽수의 생장이 다르고 온도 및 광의 조건을 달 리하기 때문에 삽목 시기는 발근에 중요한 요인으로 작 용하고 수종마다 삽목 적기가 다르다(Spethmann 1986). 한국 자생의 철쭉과 진달래는 삽목 시기에 따라 발근력 의 차이가 매우 크며(Hong 1984), 개나리 및 산개나리 는 4-6월의 봄철에서 이른 여름까지의 기간에(Um and Yeam 1987), 미선나무는 7월과 8월 사이(Yoo and Kim 1996)에 발근이 잘된다고 하였다.
한편 생장조절제도 삽수의 발근에 영향을 미치는 중요 한 요인이며 화목류의 발근 촉진을 위해서는 흔히 auxin 계의 호르몬이 이용되고 있다(Shim et al. 1985; Yoo and Kim 1996; Lee et al. 1999). IBA와 NAA는 산철 쭉(Shim et al. 1985), 미선나무(Yoo and Kim 1996) 및 왜성종 라일락 ‘Miss Kim’(Lee et al. 1999)의 발근 촉진에 효과가 있다고 하였으나 동일한 삽목 시기에도 IBA 및 NAA의 처리농도 및 방법에 따라 삽수의 발근 이 확연하게 달랐다고 하였다.
또한 삽목시 차광과 보광으로 광조건을 조절할 수 있 으며 과도한 차광은 차광을 하지 않거나 적정 차광한 것보다 발근율 및 생장이 현저히 낮아진다(Lee et al. 2012; Lee et al. 2008). 보광시 광질 환경 제어기술의 하나인 LED(발광다이오드, light-emitting diode)를 이용 한 식물 생장에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 LED 광은 발근 촉진, 광합성 촉진, 개화 조절 및 착색 증진 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Bula et al. 1991; Lee 2010; Yeh and Chung 2009).
본 실험에서는 만병초의 대량 영양 번식의 가능성을 검 토하기 위하여 신초를 시기별로 삽목하고, 삽수의 발근 촉진제 처리, 삽목 후 차광 및 LED 보광처리를 하여 삽 수의 발근에 미치는 영향에 대해서 조사하였다.
재료 및 방법
삽목 시기가 삽수의 발근에 미치는 영향
삽목 시기가 발근에 미치는 영향을 알아보기 위하여 2013년 5월부터 9월까지 매월 27일에 삽목을 10개씩 3 반복하였다. 삽목은 한국농수산대학 유리온실(설정온도: 최 고 27 ± 5°C, 최저 19 ± 5°C)에서 하였으며 주간 고온 시 차광 및 환기 팬을 가동하고 야간에는 최저온도 유지를 위하여 난방을 하였다.
삽수의 기부에는 루톤(1-Naphthylacetamide 0.4%, Agrotech, Korea)을 분의 처리하였다. 유리온실내의 삽목 시설은 상 단부에 비닐을 씌워 습도를 유지하고(평균온도: 25 ± 5°C, 평균습도: 70 ± 10%) 한낮에는 터널의 입구를 열어 온도를 조절하였다. 비닐 위에 30% 차광막을 씌워 주었으며, 관 수는 자동 분무 시설을 하여 1일에 2회(9시, 14시)에 걸 쳐 각각 5분씩 분무하였다. 삽목 90일 후에 발근율, 근 장 및 근폭을 조사하였다.
발근 촉진제 처리가 삽수의 발근에 미치는 영향
삽수의 발근 촉진제 처리가 발근에 미치는 영향을 알 아보기 위하여 한국농수산대학 유리온실에서 2013년 7월 27일에 무처리(증류수)를 기준으로 루톤(1-Naphthylacetamide 0.4%, Agrotech, Korea)분의 및 IBA(3-Indole Butyric Acid 98.1%, Samchun Pure Chemical Co.) 125mg • L–1, 250mg • L–1, 500mg • L–1, 그리고 NAA(1-Naphthalene Acetic Acid 98.0%, Samchun Pure Chemical Co.) 125mg • L–1, 250mg • L–1, 500mg • L–1 등 8개 처리를 하 였다. 처리방법은 삽수의 기부를 용액에 1시간 정도 침지 후 삽목하였으며 각 처리별로 10개씩 3반복으로 실시하 였다. 삽목 시설은 자동 분무 장치 하에 위의 ‘삽목시 기가 삽수의 발근에 미치는 영향’과 같이 하였으며 삽 목 90일 후에 발근율, 근장 및 근폭을 조사하였다.
LED 보광 및 차광이 삽수의 발근에 미치는 영향
삽목 시험을 위한 광 처리는 2013년 9월 27일에 삽수 를 채취하여 유리온실에서 30%, 60% 차광처리(Table 1) 및 LED 보광처리를 하여 처리 별로 10개씩 3반복으로 삽 목하였다. LED 광(발광다이오드, light-emitting diode, 적청 혼합광 고휘도 LED, 파장: 적색 630nm +청색 460nm, PPFD값(100mm 거리): 290μmol • m2 • s, Flux: 5,400lm, 규격: 950W × 80D × 30Hmm)의 처리는 오전 4시부터 7시 까지, 오후 7시부터 10시까지 두 차례 하였다. 분무기 로 1일 2회(9시와 14시) 관수하고 삽목 90일 후에 발근 율, 근장 및 근폭을 조사하였다.
삽수 조제 및 조사 방법
울릉도에 자생하는 만병초(Rhododendron brachycarpum) 5년생을 2012년 공주의 재배농가에서 500주를 구입하여 한 국농수산대학 무가온 온실에서 재배하면서 2013년에 자란 녹지를 채취하여 삽수로 이용하였다. 삽수의 길이는 10cm 정도로 제조하고 상부의 잎은 3매를 유지하였으며 삽수 기부를 45° 절단하였다. 삽목 용토는 인공배양토(Sunshine #4, SunGro Co. U.S.A.)에 버미큘라이트를 30%씩 혼합 하였으며 삽목용 상자(30 × 55 × 12cm)에 1/2을 채운 후 5cm 깊이로 삽목하였다.
삽목 90일 후에 삽목묘를 꺼내 발근의 유무를 조사하 고 근폭 및 근장을 조사하였다. 발근율은 전체 삽목수 에 발근된 삽목수를 나누어 조사하고 근장은 기부에서 뿌리 끝까지의 길이, 근폭은 뿌리의 가로 폭을 측정하 였다. 발근율과 발근 특성에 대하여 통계 분석용 프로그 램인 SAS package(statistical analysis system, version 9.2, SAS Institute Inc.)를 이용하여 ANOVA(analysis of variance) 분석 하였으며 각 처리간의 유의성은 DMRT (Duncan’s new multiple range test) 5% 수준에서 실시 하였다.
결과 및 고찰
삽목 시기가 삽수의 발근에 미치는 영향
5월 27일부터 9월 27일까지의 매월 삽목에 따른 만병 초 삽수의 발근율은 5월과 6월은 63.3%와 53.3%로 높 았으나 7월과 8월은 26.7%와 19.8%로 낮아졌다. 발근율 이 높을수록 근장이 길고, 근폭도 넓어서 5월 27일에 삽 목한 삽수의 근장은 15.5cm으로 가장 길었고, 근폭도 13.8cm이었으나 8월 27일처리의 근장은 5.9cm이고, 근폭 은 3.9cm이었다. 한편 9월 27일에 삽목한 삽수의 발근율 은 41.8%로 양호하고, 근장은 7.8cm이고, 근폭은 8.1cm 이었다(Table 2, Fig. 2).
이와 같이 만병초는 5월에 생성된 신초를 삽목하여 여 름(7월)이 되기 전에 발근이 이루어질 경우 발근율이 높 고 근장 및 근폭이 양호하게 생장되었다. 그러나 온도가 높은 시기인 7월부터 8월까지(Fig. 1)의 삽목에 의한 만 병초 발근율은 낮게 나타났고, 선선해지는 9월에는 발근 율이 높게 나타났다. 만병초의 발근이 잘 되는 5월 하 순은 녹지가 경화되고 주간과 야간의 최고/최저 온도가 25 ± 3/15 ± 3°C로 유지되는 시기이다(Fig. 1). 하지만 7월 과 8월의 주야간 최고/최저 온도가 33 ± 3/24 ± 3°C로 되 는 고온에서는 발근율이 현저히 낮았다. 따라서 만병초 의 삽목은 줄기가 경화되고 발근에 적당한 온도가 유 지되는 5월에 하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.
조팝나무(Spiraea prunifolia)의 녹지삽 발근율은 6월 부터 8월까지 여름에는 낮다가 신초가 경화된 9월부터 높 아졌다(Jo et al. 1995; Lee et al. 2011). 또한 미선나무 의 녹지 삽목도 신초의 형성시기인 5월과 6월에는 발근 이 잘되지 않았으나, 신초가 왕성하게 생육하여 양분이 축적되고 줄기가 어느 정도 단단해진 8-9월에 발근이 잘 되었다(Yoo and Kim 1996). 이와 같이 삽수의 발근은 삽 수의 경화 정도와 온도가 크게 작용하는 것으로 보인다. 본시험에서 5월 27일에 삽목한 것이 발근율이 가장 양 호한 이유는 만병초를 온실에 재배하여 3월초에 개화되 고 신초 발생을 조기에 발생시켜 어느 정도 신초가 경 화된 6월의 온도가 발근에 양호하게 작용한 결과로 판 단한다. 8월은 줄기가 경화되었다 하더라도 여름철에 온 도가 너무 높아 삽수의 활력이 떨어져 발근율이 저조했 던 것으로 생각되었다. 하지만 온도가 선선해지는 9월 삽 목이 발근에 양호한 이유는 삽목상의 최고/최저 온도가 24 ± 4°C/15 ± 4°C로 비교적 삽수의 발근에 적당하게 유 지되었기 때문으로 생각된다. 개나리 및 산개나리는 년 중 발근력이 높은 편이지만 가을철 삽목보다는 봄철(4-6월) 삽목이 발근 및 지상부 생육에 양호하였다고 보고(Um and Yeam 1987)하였는데, 본 시험의 만병초와 같이 신 초가 조기에 경화되어 발근이 잘된 것으로 판단된다.
발근 촉진제 처리가 삽수의 발근에 미치는 영향
발근율이 낮은 여름철(7월27일)에 발근촉진제 처리에 따 른 삽수의 발근율은 무처리의 경우 23.3%로 낮았으나 루 톤을 분의한 것은 33.3%로 상승하였고, IBA 250mg • L–1 처리는 46.7%와 NAA 125mg/L처리는 53.3%로 양호하 였다. 발근율이 높았던 처리는 근장도 길고 근폭도 넓었 다(Table 3, Fig. 3). 이와 같이 만병초의 7월 삽목은 발근 율이 23.3%로 낮았지만 IBA와 NAA를 각각 250mg • L–1, 125mg • L–1 처리하여 발근율을 2배이상 상승시키는 효과 를 얻을 수 있다. 화목류를 삽목할 때NAA및 IBA 처리 에 의한 발근촉진 효과에 대한 보고는 쉽게 찾아볼 수 있다. 조팝나무(Spiraea salicifolia)의 삽수 발근은 무처리 6.0%보다 IBA 125mg • L–1 처리는 21.3%로 상승하였고 (Lee et al. 2011; Jo et al. 1995), 왜성종 라일락 ‘Miss Kim’의 녹지 삽목 시 IBA는 100 ~ 2,000mg • L–1에서 3시간 처리한 것은 다른 처리구에 비해 뿌리수가 월등히 증가하였다(Lee et al. 1999). 또한 미선나무 녹지 삽목 은 NAA 500mg • L–1에 1시간동안 침지 처리한 것의 발 근율이 90%까지 높았다(Yoo and Kim 1996). 본 연구 결과와 이와 같은 결과를 비교할 때 화종 별 처리 농도 및 처리방법에 따라 다소 차이는 있지만 NAA와 IBA 처 리에 의한 삽수의 발근 증진 효과는 유사하였다.
차광 및 LED 보광 처리가 삽수의 발근에 미치는 영향
차광 및 LED 보광처리에 따른 삽수의 발근율은 대조 구(차광을 하지 않았을 경우) 23.3%에 비하여 LED광 처리는 66.7%로 가장 높았고, 다음은 30% 차광 처리가 43.3%이었고 60% 차광 처리는 30.0%를 나타냈다. 근장 과 근폭은 발근율이 양호한 LED 보광처리 및 30% 차 광처리는 양호하게 생장하였으나 대조구 및 60% 차광처 리는 유사하게 생장이 저조하였다(Table 4, Fig. 4).
삽목 시 발근에 미치는 광은 중요한 환경으로 버드나무 와 포플러 (Eriasson and Brunes 1980) 및 철쭉 (Davis and Potter 1981)은 광도가 높으면 발근이 늦어지고 뿌리 의 생육이 감소하였고, 가시오갈피는 75% 차광(Kim et al. 2003)에서 발근이 가장 양호한 것으로 조사되었다. 삽 목에 양호한 차광 정도는 본 실험에서와 같이 30% 차 광이 양호하였으나 작물에 따라 75%가 양호하게 나타나 작물에 따라 차이는 있다. 본 실험에서 LED 혼합광의 보광처리가 발근율이 양호한 것은 LED 등에서 방출되 는 적색광과 청색광이 삽수의 발근 생장에 영향을 미치 는 것으로 볼 수 있다. LED 적색광은 광합성률의 증가 에 의해서 식물체의 생장을 촉진시키고(Choi 2003), 청 색광은 형태적으로 식물의 건전한 생장에 필수적이다 (Okamoto et al. 1996). 관엽식물 온실 재배시 보광 광 원으로 LED 적 + 청색 혼합광은 인도고무나무의 체내전 분 함량을 증가시켰고, 디펜바키아는 분지수를 증가(Heo et al. 2010) 시키는 등 식물의 생육을 촉진시킨다. 본 실 험에서도 LED 보광처리는 발근 및 뿌리 생장이 양호하 게 나타났다.
