서 언
수국(Hydrangea macrophylla)은 범의귀과(Saxfragaceae) 에 속하는 낙엽관목성 화목류로 영명은 hydrangea로 원산 지는 남북 아메리카와 아시아 일대에 약 30여종이 분포 하며 국내에는 3개의 자생종이 있다(Ku and Cho 2014). 수국은 청색과 백색 그리고 분홍색 등의 여러 화색을 가 지고 있으며 토양산도에 따라서 색상이 변하여 관상가치 가 뛰어나고, 내음성과 내병성 및 내공해성이 좋아 도시 조경용 및 정원수로 개발할 가치가 높다(Armitage and Laushman 2008). 절화 수국은 주요 틈새 화훼작목 중의 하나로 대일 수출 주력 화훼 작물이다(MIFAFF 2012). 절화 수국의 수입은 2006년 163천 본에서 2011년 1,720 천 본으로 약 10배 이상 상승되어 수입의존도가 여전히 높은 품목으로 국내생산력 향상을 위한 화분용기와 양액 공급 방법 개선과 같은 기술개발 등이 요구되고 있다 (MIFAFF 2012).
일반적인 녹지삽목묘의 순화와 생장에는 화분 종류(Choi et al. 2000; Kreen et al. 2002)와 삽수의 길이 및 굵기 (Jung et al. 2008) 등의 다양한 요인들이 작용하며 식물 종류에 따라 다양한 특징을 가진다. 예를 들어 플러그묘 를 이용한 삽목묘는 물론 실생묘에서 플러그의 셀 크기가 토마토(Kemble et al. 1994; Kim et al. 1999; Weston and Zandstra 1986), 오이(Yu et al. 2002), 고추(Lee et al. 2001), 콜리플라워(Csizinszky and Schuster 1988), 배 추(Csizinszky and Schuster 1993; Marsh and Paul 1988), 상추(Nicola and Cantliffe 1996), 브로콜리 (Dufault and Waters 1985), 수박(Hall 1989; Liu and Latimer 1995), 멜론(Maynard et al. 1996) 등의 식물생장 에 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 화훼작물에서도 포 트묘에서의 식물 생장과 발육에 관하여 메리골드(Latimer 1991)나 샐비아(van Iersel 1997)에 대한 보고는 있으나 아직까지 절화 수국에 대해서는 연구가 미미한 실정이다.
시설재배에서 양액의 공급량 증감이 식물 스트레스 요 인으로 알려지면서 절화류나 과채류의 품질을 향상시키 기 위해 양액공급 횟수에 관한 많은 연구들이 진행되었 다(Araki 1994; Hwang et al. 2009; Li et al. 2001). 최근 작물의 양분이용효율을 높이면서도 환경오염을 막 기 위한 친환경적 재배방법이 요구됨에 따라 작물별 근 권 환경개선과 함께 적정 양액공급 횟수를 구명하는 연 구가 필요하다고 판단된다. 본 실험은 최근 국내외적으 로 절화 수요가 크게 증가한 절화 수국에 대하여 생산 농가 환경에서 적용 가능한 양액공급 기준의 하나인 적 정 공급 횟수를 화분 크기에 따라 구명함으로써 규격품 생산에 기초자료로 활용하고자 실시했다.
재료 및 방법
시험재료 및 처리내용
전라남도 나주시에 소재한 전남농업기술원 무가온 플 라스틱 단동 하우스(330m2)에서 수국 ‘아드리아’와 ‘로지 타’를 대상으로 시험을 수행하였다. 삽목하여 발근된 녹지 삽목묘를 2011년 5월 4일에 정식하였고, perlite와 cocopeat 를 1 : 1(v : v)로 혼합한 배지를 이용하였다. 양액은 화 란 장미처방액을 이용하였는데 각 용액간의 침전을 방 지하기 위하여 A액과 B액 그리고 미량요소액으로 나 누어 녹였다[처방액 A: 630.0mg • L−1 5{Ca(NO3)2 • 2H2 O} • NH4 NO3, 87.2mg • L−1 KNO3, 35.0mg • L−1 NH4 NO3, 19.1mg • L−1 HNO3, 11.2mg • L−1 FeEDTA(12.5%), 처방액 B: 312.8mg • L−1 KNO3, 300.0mg • L−1 MgSO4 • 7H2O, 140.0mg • L−1 KH2PO4, 29.6mg • L−1 H3PO4, 미량요소: 1.26mg • L−1 H3PO3, 1.01mg • L−1 ZnSO4 • 7H2O, 0.83mg • L−1 MnSO4 • H2O, 0.20mg • L−1 CuSO4 • 5H2O, 0.13mg • L−1 N2MoO4 • 2H2O]. A액과 B액을 100배액으로 희석하여 시 비하였다.
온도관리는 9월부터 화아 분화가 이루어지도록 야간온 도는 13 ~ 18℃로 유지해 주었고 주간온도가 30℃가 넘 지 않도록 환기장치를 작동하여 온도를 조절해주었다. 익 년(2012년) 2월8일부터 휴면이 타파되도록 최저온도가 야 간에 5℃ 이상이 되도록 유지해 주었다.
시험처리는 화분크기 3수준과 양액공급 횟수 3수준을 교호처리하는 방식으로 설계하였다. 화분크기 처리는 원 형 플라스틱 화분을 이용하여 7호분(5L), 9호(10L), 11 호(20L), 양액공급 횟수 처리는 화분 당 점적 버튼(drip button) 4개를 설치하여 일일 4회(480mL), 8회(960mL), 12 회(1,440mL)로 각각 공급하였다. 작물은 2012년 7월20일 (삽목정식 63주 후)에 모두 수확하여 조사하였다.
조사방법
양액 공급량과 용탈량(배액량)을 측정하였고 생장(초장, 경경, 마디수, 엽수, 엽장, 엽폭, 생체중)과 개화(화경수, 화장, 화폭) 특성도 함께 조사하였다. 용탈량은 양액공급 후 배출되는 양을 기록하여 평균값을 구하여 용탈율[(용 탈량/공급량) × 100]을 계산하였다.
작물의 양분이용효율(Nutrient Use Efficiency, NUE) = 작물생체중(g)/총양액투입량(L)으로 계산하였다.
작물체의 영양분 상태를 확인하기 위하여 잎을 대상으 로 다량무기원소를 농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA 2011)에 의거하여 분석하였다. 잎을 모두 채취하여 건조 기에 65℃에 3일간 건조하여 마쇄하였다. 이후 황산으로 식 물체를 분해하여 Kjeldahl법으로 전질소를 측정하였고 ammonium vanadate법으로 인산을 조사하였다. 잎의 칼륨과 칼슘 및 마그네슘은 Mehlich-3 방법으로 ICP(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer, Pyeunicam PU 9000, England)를 이용하여 분석하였다. 작 물의 엽중 양분함량(양분흡수량)은 엽농도 ×엽건물중으로 계산하여 구하였다.
자료분석
각각의 포트를 1반복으로 하여 처리당 10반복의 요인실 험법(factorial experiment)이었고 실험결과의 통계분석을 위 하여 SAS 프로그램(SAS version 8.2, Cary, NC, USA)을 이용하였다. 평균간 분산분석으로 조사자료의 유의성 분석 을 하였고 95% 수준에서 Duncan’s multiple range test 로 수행하였다.
결과 및 고찰
절화 수국의 생장 비교
양액공급량과 배출되는 용탈량은 화분의 크기에 관계 없이 양액공급 횟수를 늘릴수록 증가하였다(Table 1). 화 분의 용량이 5L, 10L 그리고 20L에 양액 4회 공급 시 용탈율은 각각 31.3%, 33.3%, 33.3%로 다른 양액공급 횟수에 비하여 낮았으며, 화분 용량이 동일한 경우에는 양액공급 횟수가 많을수록 용탈율이 높게 나타났다. 5L 화분에 12회 양액공급 시 가장 높은 용탈량(1,060mL)과 용탈율(73.6%)이 관찰되었다.
수국 ‘아드리아’의 생육은 10L 화분에 12회 양액공급 처리에서 초장(61.6cm)과 경경(9.4mm), 절간수(5.9), 엽수 (11.8), 엽폭(13.0cm), 화장(15.4cm)과 화폭(25.6cm) 등을 보여 가장 양호하였으며 5L 화분의 4회 양액공급 처 리에서 가장 낮은 수준이 관찰되었다(Table 2). 화분의 용량별 수국 ‘아드리아’의 생육은 5L 화분에서 가장 낮 았으며 10L와 20L 화분에서 높은 생육상을 보였다. Cantliffe(1993)는 화분크기가 커질수록 채소작물의 엽면 적이나 신초와 뿌리 생장량이 향상되었다고 하여 본 시 험결과와 일치하였다. 양액 4회 공급처리에서 전반적으로 ‘아드리아’의 생육이 낮은 결과는 총 양분 공급량(480L) 이 수국 ‘아드리아’의 생육을 위하여 충분하지 않았던 것 으로 판단된다.
수국 ‘로지타’의 생육은 10L와 20L 화분이 5L 화분 에 비하여 양호하였으나 두 화분크기 간에는 큰 차이를 보이지 않으며 양액 4회 공급 시 생육이 저조한 경향을 보였다(Table 3). 수국 ‘로지타’의 생육은 ‘아드리아’와 마 찬가지로 5L 화분의 4회 양액공급에서 가장 낮았다. 국 화 양액재배에서 공급 횟수를 4, 8, 12, 18회로 달리하 면서 총 공급량을 동일하게 맞추어 주었을 때도 4회 공 급 시 생장이 가장 감소하였는데, 공급 횟수를 줄일수록 뿌리에 의한 양수분 이용율이 제한되어 생장 감소에 영 향을 주었던 것으로 추정된다(Hwang et al. 2009). 하지 만 양분이용율은 두 품종에서 4회 양액공급 시 0.56- 0.92g • L−1으로 높은 수준을 보였으며, 12회 공급시 0.24- 0.31g • L−1으로 크게 감소하였다(Fig. 1). 양분이용율에 관 한 결과는 지하부의 뿌리 생장과 관련되어 관련된 추가 시험이 필요할 것으로 생각된다.
절화 수국의 생체중과 무기성분 함량 비교
‘아드리아’의 전체생체중(잎 +줄기 +꽃)은 20L 화분의 12회 양액공급 시 159g으로 가장 높았고 10L화분-12회 공급과 20L 화분-8회공급에서도 각각 147g과 146g으로 높은 수준을 보였다(Table 4). 한편 5L와 10L 화분으로 4회 양액공급 시 전체생체중은 각각 106g과 102g으로 가 장 낮았다. 또한 5L 화분에서 전체생체중이 낮아지는 경 향을 보였다. 이는 화분크기가 커지면 충분한 공간의 근 권을 제공해 주어 생장량 향상에 기여했을 것으로 생각 된다(Cantliffe 1993). 양액의 공급 횟수간 비교에서는 공 급량이 적었던 4회 공급에서 낮은 생체중을 보였다.
‘로지타’의 잎과 꽃의 생체중은 화분크기와 양액공급 횟 수간 교호작용이 관찰되지 않았고, 주효과에서도 통계적 으로 유의성 있는 차이가 없었다(Table 5). 줄기의 생체 중은 10L 화분에 4회와 8회 양액공급 시 35.1g으로 가 장 높았고, 전체 생체중은 5L화분-4회공급에서 133g으로 가장 낮은 것을 제외하고 처리 간에 차이가 없었다. 이 는 ‘로지타’는 ‘아드리아’에 비하여 기본 생육이 좋아서 화분크기와 공급 횟수 처리에 영향을 받지 않은 것으로 추정된다.
‘아드리아’ 잎의 무기성분 함량(흡수량: 엽농도 ×엽건물 중)은 마그네슘을 제외하고는 처리 간에 통계적으로 유 의성 있는 차이가 관찰되었다(Table 6). 전질소 함량은 잎 의 생체중을 증가시켰던 10L 또는 20L 화분에 12회 양 액공급 시 각각 0.150mg과 0.145mg으로 가장 높았고, 5L화분-4회와 -8회공급 시 또는 10L화분-4회공급에서 0.100mg 이하의 낮은 수준을 보였다. 인산은 10L화분- 12회공급 시 높은 수준(0.044mg)을 보였다. 엽내 칼륨과 칼슘함량은 5L화분-4회공급과 20L화분-8회공급에서 가장 낮았다. 화분크기 별 비교에서 엽중 전질소가 높았던 20L 화분에서 낮은 칼륨함량이 관찰되었다. 공급횟수간 비교 에서는 12회 양액공급 처리가 비교적 높은 전질소, 인 산, 칼륨, 그리고 칼슘함량을 보였다. 높은 생체중을 생 산하였던 20L 화분 또는 12회 양액공급 처리에서 대량 무기원소 함량이 일괄적으로 높지 않았던 이유는 작물체 가 생장하면서 무기성분 농도의 희석효과(dilution effect; Faust 1989)가 발생된 것으로 생각된다.
‘로지타’의 엽내 전질소와 마그네슘함량은 교호작용이 관 찰되지 않았고, 20L화분-12회공급 시 인산과 칼륨 그리 고 칼슘함량이 가장 높았다(Table 7). 5L-4회 처리 시 생 체중이 가장 낮았음에도 불구하고 전질소 함량의 차이가 없었던 이유는 엽내 전질소 농도가 높았기 때문으로 풀 이된다. 화분크기와 공급횟수 별 비교에서 인산은 5L 화 분과 4회 양액공급 처리에서 가장 낮았다.
이상의 결과로 보아 20L 화분에 4회나 8회 양액공급 으로 처리하였을때 ‘아드리아’ 수국의 영양생장과 생식생 장을 증가시키면서 양분용탈량을 50%이하로 억제하여 환 경오염을 경감시킬 수 있을 것으로 판단된다. ‘로지타’는 5L화분-4회양액 처리가 가장 낮은 생체중을 보인 것을 제 외하고 처리 간에 일괄성 있는 차이가 없었다. 따라서 양 분이용 효율 측면에서 10L화분/20L화분-4회 양액공급 시 가장 효과적일 것으로 판단된다. 본 연구는 ‘아드리아’와 ‘로지타’의 시험연구 사업에 대한 국내 첫 보고사례로서 양분용탈량을 줄인 친환경적인 절화 수국 생산과 수출활 성화의 기초자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.
