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국화과의 식물은 아시아, 아프리카 등 북반구에 200여종 이 자생하고 있으며, 최근 개화 양상이나 형태적으로 차이 가 있는 종들을 별도로 구분, 크게 5속으로 재분류 하고 있으며, 그 중 재배국화는 Dendranthema 속의 grandiflora 종으로 분류되기도 하나, 이러한 분류체계는 최근 보고되 는 많은 문헌에서 종래의 학명(Chrysanthemum × morifolium Ramat.)을 대체하거나 병행하여 사용되고 있다(Anderson 1987; KSHS 2003).
국내의 분화 국화는 주로 포트멈을 위주로 생산하여 왔 으나 최근 들어 가든멈의 생산과 소비가 점차 증가하고 있으며 종묘회사 추산으로는 연간 약 100만주 정도의 생 산이 이루어지고 있다(Yao 2012). 이로 인해 새로운 가 든멈 품종의 도입이 활발히 이루어지고 있으며, 국내의 경우 20여년 전부터 충남농업기술원 화훼연구소 등지에서 육종이 활발히 진행되어 현재 많은 품종이 육종되었다.
일반적으로 가든멈 품종은 화분 재배시 초장이 너무 길 어져 관상가치를 저하시키기에, 이러한 문제점을 해결하 기 위한 방안으로 일반적으로 적심 처리나 생장조절제 처 리로 초장을 조절하여 관상가치 및 상품성을 높인다(Dole and Wilkins 2005). Starman and Faust(1999)는 적심이 노지 재배 가든멈의 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 적심이 국화의 개화를 지연하였으나 초장과 초폭에는 큰 영향을 미치지 않았다고 하였으며, 적심 없이도 우수한 가든멈을 생산할 수 있다고 하였다. 식물생장억제제 중 의 하나인 daminozide는 식물의 생장을 억제하기 위해 오래 전부터 상업적으로 사용된 왜화제 중 하나로(Cathey 1975), 성분의 높은 이동성으로 인해 빠른 시간 안에 식 물의 모든 부분에 이동되고, 선선한 온도에서 가장 효과가 크다(Nelson 2011). 처리농도는 일반적으로 1250mg • L−1에 서 5000mg • L−1까지가 적정 농도이며, 백합을 제외한 대 부분의 식물에는 daminozide가 초장 억제효과가 있다 (Whipker et al. 2011). 국화의 경우에는 daminozide를 엽면살포 하는 것이 토양관주로 처리하는 것보다 효과적 이라고 보고되었다(Sanderson et al. 1994). 국화 ‘백광’ 품종의 정식시기별 생장억제제(daminozide와 cycocel) 처 리 연구에서는 두 생장억제제의 처리 농도가 높을수록 화 경장 단축효과가 크고 daminozide 처리로 초장 및 화폭 이 작아지는 경향이 있다고 하였다(Kim et al. 2004).
식물생장억제제를 이용한 초장조절법 외에도 왜성품종 의 이용, 적심을 통한 줄기 생장의 억제 등의 방법이 있 으나, 식물생장억제제를 이용한 생장억제 방법이 가장 손 쉬운 수단으로 여러 작물에 적용되고 있다(Nelson 2011). 특히 국화는 품종이 다양하고 적심, 생장조절제 등에 대 한 반응도가 품종에 따라 크게 차이가 있으므로 품종에 따른 적정 관리 방법을 준수해야 고품질의 상품을 생산 할 수 있다.
본 연구에서는 충남농업기술원 화훼연구소에서 새롭게 육종한 가든멈 두 품종 ‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’을 대상으로 1) 적심 처리횟수와 2) daminozide의 처리 농 도가 두 가든멈 품종의 생육과 개화에 미치는 영향을 조 사하여 두 품종의 고품질 생산을 위한 적정 적심횟수 및 daminozide 적정 농도에 대하여 알아보고자 일련의 연구 를 수행하였다.
재료 및 방법
실험 재료 및 재배 방법
본 실험에는 충청남도농업기술원 화훼연구소에서 교배 육성한 가든멈 2품종(Chrysanthemum × morifolium ‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’)을 실험재료로 사용하였다. 128공 플 러그 트레이에 삽목한 묘를 분양받아 원형 플라스틱 화 분(직경 20cm, 높이 16cm)에 6월 25일 정식하였다. 용 기 재배에 사용한 배양토는 피트모스(Jiffy Tref, Jiffy Products Intl., Holland) 225L : 펄라이트 200L : 퇴비 20kg :복합 비료(13-8-8, 엔피코, 풍농) 2kg을 혼합하여 사용하였다. 2개의 가든멈 품종을 처리구별(적심 4개 처 리구, 생장조절제 농도 4개 처리구) 10개체 반복으로 총 160개 화분을 배재대학교 부설 농장의 유리온실에서 4개 월간 재배하였다. 개화 조절을 위한 보광 전조조명 장치 는 온실 내 3열로 전등간격은 2m로 설치하였으며 7월 18일부터 9월 9일까지 야간전조(18:00-20:00)를 통하여 보 광하였다. 관수는 점적 관수시설을 이용하였으며 무기양분 의 시비를 위하여 관수시에 액비 hyponex(20-20-20 + ME, 동아원예자재)를 2000배로 희석하여 사용하였다. 국화 재 배기간 중 병충해 방제 및 일반 관리는 일반적인 국화 재배 기준을 따랐다. 생육 조사는 초장, 초폭 등의 생육 특성을 농촌진흥청의 연구조사기준(RDA 2012)에 준하여 하였다.
적심횟수에 따른 가든멈의 생장과 개화
적심횟수가 가든멈의 생장과 개화에 미치는 영향을 조 사하기 위하여 적심 처리를 하지 않은 대조구와 세 개의 적심 처리구(1, 2, 3회 적심)를 두었다. 첫 번째 적심 처 리는 정식 1주 후에 하였고, 처리구에 따라 적심 처리 후 2주 간격으로 2회 적심(정식 3주 후), 3회 적심(정식 5주 후) 처리하였다. 1회 적심은 토양에서 3-4cm 높이 에서 상단부를 적심하였고, 2회 적심은 1회 적심 후 발 생한 측지를 두 마디만 남기고 적심하였다. 3회 적심 처리는 2회 적심 이후에 발생한 측지를 2마디 남기고 적 심하였다.
생육조사는 국화의 개화 최성기로 판단되는 10월 28 일에 초장, 초폭, 화경장, 화수, 화폭 등을 조사하였다. 화 경장은 개체내에서 화경이 가장 긴 것의 길이를 측정하 였고 화폭은 가장 큰 꽃의 폭을 측정하였다. 개화수는 꽃 을 수확한 다음에 각각의 모든 꽃 수를 세어 측정하였 다. 건물중은 지상부의 영양생장 부분과 꽃을 구분하여 각각 일주일 간 음건한 후에 60℃ 건조오븐에서 충분히 건조한 후 조사하였다.
Daminozide 농도에 따른 가든멈의 생장과 개화
Daminozide의 농도에 따른 가든멈의 생장과 개화특성을 알아보기 위해 생장억제제인 daminozide(B-9 daminozide 85%, YouWon EcoScience, Yongin)를 처리하였다. 처리구는 1000, 2500, 5000mg • L−1의 세 농도 처리구와 daminozide 를 처리하지 않은 대조구를 두었으며, 처리 시기는 정식 후 20, 40, 60일에 처리구별로 화분당 약 5mL의 양을 엽면살 포하였다. Daminozide 처리 농도에 따른 생육조사는 10월 28일에 초장, 초폭, 화경장, 개화수, 화폭, 생체중, 건물중 을 측정하였다. 초장 등의 조사방법은 적심횟수 처리 실 험과 동일하게 하였다.
통계처리
적심횟수와 daminozide 처리 농도에 따른 영향을 알아 보기 위하여 각 처리구당 10개체 반복 완전임의배치법으 로 실시하였다. 통계 분석은 SAS 통계 프로그램(SAS 9.1, SAS Institute lnc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산 분석(ANOVA; Analysis of Variance)을 실시하였으며 각 처 리 간 사후검정은 P=0.05에서 Duncan 다중검정(Duncan’s Multiple Range Test)으로 분석하였다. Daminozide의 처리 농도에 따른 가든멈의 생육 변화에 있어서는 회귀분석 (regression analysis)을 이용하여 통계 처리하였다.
결과 및 고찰
적심횟수가 가든멈의 생장과 개화에 미치는 영향
두 개의 가든멈 신품종의 초장, 초폭의 외형적 생육특 성을 보면 ‘Candy Ball’ 품종(초장 35.8cm, 초폭 47.8cm) 보다 ‘Fancy Ball’ 품종(초장 59.4cm, 초폭 51.2cm)이 더 큰 것으로 나타났으며(P < 0.001), 두 품종 모두 적심 처 리로 인해 초장이 짧아지는 결과를 나타냈다(Table 1, Fig. 1). ‘Candy Ball’ 품종의 경우 적심횟수에 상관없이 적심에 의하여 초장이 짧아진 결과가 나타났으나, ‘Fancy Ball’ 품종의 경우 1회 적심 처리가 2, 3회 적심 처리보 다 초장이 짧은 경향(P = 0.07)을 보이기는 하였으나, 분 산 분석 결과 통계적으로 유의한 차이는 나타내지 않 았다. 가든멈의 초폭 변화에 있어서는 초장과는 다르게 두 품종 모두 적심 처리에 따른 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 1). Lee and Kwack(1994)의 연구에 의하 면 분화용 무궁화 ‘화랑’은 적심횟수가 많을수록 초장이 짧아졌고, 개화수가 현저히 감소하였으나 측지 수는 차 이가 없었다고 하였으며, Starman(1991)은 Kientzler New Guinea Impatiens의 경우 적심의 영향이 초장에는 별다 른 효과가 없었다고 하였다. 본 실험에서는 1회 적심 처 리로 초장을 유의하게 짧게 하였으나, 초폭은 적심횟수 에 따라 유의한 차이를 나타내지 않았으며, 이는 적심이 초장에 미치는 영향이 식물에 따라 그 반응의 차이가 있 기 때문인 것으로 판단된다. 본 실험에서는 실험장소의 공간적인 한계로 인하여 화분 간격이 충분하지 못하여 적 심에 의한 초장과 초폭의 차이가 크게 나지 않았으나, 화 분 간격이 충분한 곳에서는 다른 효과가 나타날 수 있 으므로 추후 다른 외부 환경조건에 따른 적심 효과 연 구도 필요할 것으로 판단된다.
두 품종 간 개화의 차이에 있어서 ‘Candy Ball’ 품종 이 ‘Fancy Ball’ 품종에 비하여 개화수가 많았으며, 꽃 의 크기는 ‘Fancy Ball’ 품종이 ‘Candy Ball’ 품종보다 2배 이상 큰 것으로 나타났다(Table 1). 주 당 개화수는 ‘Candy Ball’ 품종은 227.8개, ‘Fancy Ball’은 80개로 ‘Candy Ball’이 ‘Fancy Ball’보다 3배 가량 더 많이 개 화하였다. ‘Fancy Ball’ 품종은 대조구에 비해 모든 적 심 처리구에서 적심횟수와 상관 없이 개화수가 많아진 결 과를 나타냈으나, ‘Candy Ball’ 품종의 경우 2회 적심까 지는 개화수가 증가하다가 3회 적심시 개화수가 감소하 였다(Table 1). 이는 ‘Candy Ball’ 품종의 경우 마지막 적심 처리가 너무 늦어져 수확시 개화수가 적게 나타난 것으로 판단된다. 그러나, 두 품종 모두 적심 처리에 따 라 꽃의 크기에는 변화가 없는 것으로 나타났다. 기존의 감국(Chrysanthemum indicum)의 연구에서는 적심이 화아 분화 수를 증가시켰다고 하였으나(Jung 1998), 낙동구절 초 연구에서는 적심 처리구에서 신초수와 개화수가 대조 구보다 오히려 감소하는 현상을 나타내었다(Yoo et al. 1999). 이상과 같이 적심이 화아분화 수에 미치는 영향 은 식물에 따라 서로 다른 결과가 나타나는 것으로 보 여지며, 본 실험에서도 적심에 의한 개화수의 변화도 품 종간의 차이가 있는 것으로 나타났다.
‘Candy Ball’ 품종의 경우, 대조구에 비해 적심 처리 구에서 화경장이 유의하게 길게 나타났으나, 그 차이가 0.3cm 미만으로써 외관상 큰 차이는 없는 것으로 보였 다(Table 1). 그러나 ‘Fancy Ball’ 품종은 대조구에 비해 적심 처리구에서 화경장이 유의하게 길게 나타났으며, 특 히 3회 적심 처리구에서는 대조구에 비해 외관상으로도 유의한 차이(1.6cm)가 있는 것으로 나타났다.
전체 화기 건물중의 경우 ‘Candy Ball’ 품종은 대조구 에 비해 적심 처리구에서 대체적으로 높은 경향을 나타 냈으나, 2회 적심 처리구에서만 대조구와 유의한 차이를 보였다. ‘Fancy Ball’ 품종 역시 대조구에 비해 적심 처 리구에서 화기 건물중이 높게 나타났으며, 2, 3회 적심 처리구에서는 대조구에 비해 각각 3.7, 5.8g 더 높은 것 으로 나타났다. 이러한 결과는 적심 처리로 인한 개화수 의 증가로 인하여 화기 건물중이 증가한 것으로 판단된다.
‘Candy Ball’ 품종의 경우 적심 처리를 통해 초장이 줄 어들었고 개화수가 증가하였으며, ‘Fancy Ball’ 품종의 경 우 적심횟수에 상관없이 적심에 의한 개화수 및 지상부 건물중 증가로 인해 우수한 가든멈을 생산할 수 있으리 라 판단된다. 그러나 적심 처리는 많은 노동력이 요구되 고, 적심 처리만으로 국화의 품질을 향상시킬 수 없으므 로 식물생장조절제를 병행 처리하는 것이 더 적절할 것 으로 판단된다.
농도별 Daminozide 처리가 가든멈의 생장과 개화에 미치는 영향
‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’ 두 품종 모두 daminozide 처리에 의하여 초장이 짧아졌으며, 초장이 짧아지는 정도 는 daminozide 처리 농도가 높아짐에 따라 더 많이 짧아 지는 것으로 나타났다(Table 2, Fig. 2). 두 품종 모두 daminozide 처리 농도가 증가함에 따라, 초장이 2차 곡선 회귀식으로 감소하였으며(Fig. 3), 이러한 결과는 Nam et al.(1995)의 연구에서 daminozide, uniconazole, flurprimidol 및 maleic hydrazide를 이용한 국화 생장 조절 결과와 비 슷한 양상을 보였다.
‘Fancy Ball’ 품종의 경우 무처리구에 비해 daminozide 1000mg • L−1 처리구에서 초폭이 약간 증가하는 경향을 보 였으나, ‘Candy Ball’ 품종의 경우 daminozide 농도에 따 른 초폭의 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 2). 기존의 코스모스(Cosmos bipinnatus)의 daminozide의 농 도별 처리 실험에서도 농도가 증가할수록 초장이 감소하 는 경향을 보였으나 초폭에서는 유의한 변화가 없었다고 보고하였다(Lee 2010).
Daminozide 농도별 처리에 의한 가든멈의 개화수의 변 화에 있어서 ‘Fancy Ball’ 품종에서는 daminozide 처리 구와 무처리구간에 큰 차이가 나타나지 않았으나, ‘Candy Ball’ 품종에서는 daminozide를 처리했을 때 개화수가 증 가하는 것으로 나타났다(Table 2). 특히, 최고 농도였던 5000mg • L−1 처리구에서는 대조구에 비해 개화수가 1.4 배 증가한 것으로 나타났다(Table 2, Fig. 3). 반면 꽃의 크기에 있어서는 ‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’ 두 품종 모두 daminozide 처리에 의한 변화가 없는 것으로 나타 났다.
Daminozide 농도에 따른 화경장의 변화에서는 ‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’ 두 품종 모두 daminozide 처리 농 도가 증가함에 따라 화경장이 짧아졌다(Table 2, Fig. 3). 특히 ‘Fancy Ball’ 품종의 경우 대조구의 화경장에 비해 1000mg • L−1 처리구에서는 1.12cm, 2500mg • L−1 처리구 에서는 1.45cm, 5000mg • L−1 처리구에서는 1.87cm 짧게 나타났다. Nam et al.(1995)은 daminozide의 처리로 인 하여 분화국화의 절간신장이 현저히 억제되었다고 보고 하였으며, Yoo(2010)는 스탠다드 국화 ‘백마’와 ‘백선’ 품 종의 daminozide 처리구에서 꽃목길이가 감소되었으며, 농 도가 높은 처리구에서 초장신장 억제가 높아졌다고 보고 하였다. 본 연구의 결과도 기존의 연구 결과와 유사하였 으며, 이는 daminozide의 절간 신장 억제 작용으로 인하 여 화경장의 신장이 감소한 것으로 판단된다.
‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’ 두 품종 모두 daminozide 처리 농도가 높아짐에 따라 전체화기 건물중이 유의하게 증가하였으며(Table 2, Fig. 3), 이는 daminozide 처리 농도 증가에 의하여 개화수가 증가하였던 결과와 비슷한 경향 을 보였다. Fig. 2에서 보이는 바와 마찬가지로, daminozide 처리 농도가 증가함에 따라 ‘Fancy Ball’ 품종의 화색이 붉은 색을 잃었으며, 이는 Roepke et al.(2013)의 연구결 과와 같이 daminozide의 안토시아닌 합성 억제 기작과 관 련이 있는 것으로 보이며, 추후 daminozide 처리 실험 시 화색의 측정도 필요할 것으로 판단된다.
지상부 건물중의 경우 ‘Candy Ball’ 품종은 대체적으로 daminozide 농도가 높아질수록 지상부 건물중이 증가하는 경향을 보였으나(Fig. 3), 분산분석 결과 5000mg • L−1 처 리구에서만 유의한 차이가 나타났다. ‘Fancy Ball’ 품종 역시 daminozide 농도가 증가함에 따라 지상부 건물중이 증가하는 결과가 나타났으며, 이는 daminozide 처리로 인 하여 초장은 감소하였으나 분지수와 개화수가 증가하여 지상부의 생체중과 건물중이 증가한 것으로 판단된다. 이 러한 결과로 미루어 daminozide는 초장의 신장을 억제하 였으나, 개화수를 증가하여 국화의 품질향상에도 효과가 있다고 판단된다.
위의 결과를 종합해 본 결과 가든멈 신품종 ‘Candy Ball’과 ‘Fancy Ball’의 고품질 생산을 위한 생장조절제 daminozide 처리 시, 효과적으로 초장을 낮추고 개화수 를 증가시키기 위해서는 2500-5000mg • L−1의 농도로 처 리하는 것이 효과적일 것으로 판단되며, 이를 통해 적절 한 초장과 개화수를 가진 고품질의 가든멈을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.
