서 언
우리나라의 화훼수출액은 2010년 10,306만$에서 2015년 2,845만$로 지속적으로 감소(KITA 2015)하고 있는 현실에서 수출증대를 위하여 물류비 및 수송기간이 짧은 근접국가인 일 본 및 중국 등을 대상으로 선호하는 식물을 도자기에 식재 후 수출을 시도하고 있다. 식물 재료로 사용한, 호랑가시나무(Ilex cornuta Lindl. & Paxton)는 감탕나무과(Aquifoliaceae) 감탕 나무속(Ilex)의 상록활엽 소교목으로(Galle 1997) 흰색 꽃이 4-5월에 개화하고, 풍매 혹은 충매에 의해 수정된 종자는 10월 경 성숙하며(Knight et al. 1993; Koh et al. 2005) 열매는 일 반적으로 붉은색으로 구형이다(Hume 1953). 산호수(Ardisia pusilla)는 포복성 식물로써 보통 5 ~ 6월 산형으로 개화하여 9월에서 이듬해 3 ~ 4월까지 오랜 기간 동안 붉은 열매를 관 상할 수 있다(Conover and Poole 1989). 산호수는 번식이 용 이하고 실내 베란다 등에서 월동이 가능하여 실내 분화식물로 많이 선호되고 있다. 그러나 산호수는 영양생장 기간이 길고, 개화 1 ~ 3주 후 약 60% 이상이 낙화될 뿐만 아니라 수분 수 정이 되어도 대부분 성숙한 열매로 되지 못하는 등 개화수에 비해 착과율이 현저히 낮아 상품가치가 절하되는 단점이 있다 (Lee et al. 2006). 백자단(Cotoneaster dammeri)은 장미과의 반상록성 활엽관목으로 6월에 개화하고 붉은 열매가 겨울에 달려 관상가치가 높으며(Ju et al. 2013) 내한성, 내음성 및 내 건성이 강한 편이다(Kim 2004). 수태에 식재한 식물의 생존율 을 높이기 위한 순화과정에서 단근을 하지 않고, 수태 양을 화 분 용량의 2/3로 하여 심고, 밀폐상에서 온도 및 습도를 유지 시키는 것이 바람직하다(Song et al. 2016). 이와 같이 순화 시킨 식물을 실내에서 오래 관상하기 위해서는 식물이 요구하 는 광 및 온도 조절이 필요할 것이다. 근권 온도는 작물의 생 육과 양·수분의 흡수, 생리장해 등에 많은 영향을 미치는 것 으로 알려져 있으며 실제적으로 식물체 내에서 동화산물 이동 에 관여하는 근권 온도가 지나치게 높거나 낮으면 뿌리의 활 력 저하로 지상부의 생육 불량을 초래하게 된다(Bowen 1991). 이와 같이 근권 온도가 지상부 생육과 밀접한 관계가 있다는 것은 이미 여러 작물에서 알려져 있다(Merritt and Kohl 1982; Moss 1983; Gosselin and Trudel 1986). 25°C기온 에서 유채를 양액재배할 때 근권 온도는 10°C에 비하여 30°C 에서 근장 및 근중이 현저하게 증가하였으며(Cumbus and Nye 1982), 근권부의 온도에 따라 작물의 수분 흡수와 광합성 이 민감하게 반응한다(Janes 1982, 1983)고 하였다. 한편 목본 및 초본식물 생산농가에서 식물의 생장 조절, 및 개화조절 등 의 목적으로 차광을 한다(Kwon et. al. 2002; Lee et. al. 2005). 식물에 따른 적당한 차광은 식물의 개화 촉진 및 잎의 색을 선명하게 하여 화훼의 관상가치를 높일 수 있다(Kim et al. 2003). 본 연구는 수출 대상국인 일본 및 중국이 선호하는 열매가 맺히거나 무늬가 있는 목본 식물을 선택하여 도자기분 에 수태로 식재, 순화 후 식물의 관상가치를 높이기 위한 온도 및 차광 정도를 알아보고자 수행되었다.
재료 및 방법
식물재료 및 도자기분 이식 후 순화 조건
실험에 사용한 식물은 호랑가시나무(Ilex cornuta Lindl. & Paxton), 무늬호랑가시나무(Ilex aquifolium ‘Silver Queen’), 백자단(Cotoneaster dammeri) 및 무늬산호수(Ardisia pusilla ‘Variegata’)이다. 각각의 식물은 부피가 300mL인 항아리 모양 의 도자기 분에 배양토로 수태(Sphagnum moss, Soc. Com. Y de inv. Lonquen Ltda., Chile)를 사용하여 식재하였다. 호 랑가시나무의 초장은 8.4cm, 엽수는 200개, 생체중은 10.5g이 고, 무늬호랑가시나무의 초장은 9.5cm, 엽수는 40개, 생체중 은 7.5g이였고 백자단의 초장은 7.9cm, 엽수는 180개, 생체중 은 8.4g이였으며 무늬산호수는 초장이 8.2cm, 엽수는 20개, 생체중이 4.8g인 것을 선별하여 이용하였다. 수태는 물에 1시 간 정도 충분히 담근 후 수분을 적당히 제거한 후 사용하였 다. 식물이 심겨져 있던 뿌리의 토양은 물로 깨끗하게 씻어내 고, 식물의 뿌리는 수태로 감싸고 도자기 화분 속에 넣어 식물 의 모양을 잡아주었다. 도자기 분에 심겨진 식물은 비닐로 완 전 밀폐되고 30%차광된 시설에서 2주간 순화시켰다. 순화과 정에서 확실하게 생존한 식물체만을 선발하여 실험 대상으로 하였으며 관수는 3일 간격으로 실시하였다. 식물의 온도 및 차광실험은 2016년 1월 2일부터 2016년 5월 30일까지 150일 간 실시하였다.
온도처리
지온 처리
도자기 분 식물 식재 후 지온이 생육에 미치는 영향을 알아보기 위하여 무늬호랑가시나무, 호랑가시나무와 무늬산호수를 무차광 환경에서 지온 15 ± 3.5°C, 20 ± 3.1°C, 25 ± 3.4°C 및 30 ± 2.4°C로 2016년 1월 2일부터 2016년 5월 30일까지 150일간 처리하였으며 처리별로 매일 온도조사를 하였다. 모든 식물은 주간 실내온도 24.8 ± 6.5°C, 야간온도 15.9 ± 1.8°C가 유지되는 유리온실에서 재배하면서 처리 후 30일 간격으로 생육을 조사하였고, 각 처리 별로 5개를 기준 으로 3반복하였다. 지온계(Dial Thermometer TC-100, Young Nong Sa, 온도 -10 ~ 100°C)를 이용하여 온도를 유지하였으며 실제 온도는 Fig. 1과 같았다. 지온 유지를 위하여 배드에 전 열온상선 매트(RGHM-1×5M500W, Raonsystem, Korea)를 깔 고 그 위아래에 보온덮개를 올려 주었다.
실온처리
도자기 분 식물 식재 후 야간온도가 생육에 미치 는 영향을 알아보기 위하여 무늬호랑가시나무 및 백자단을 야 간최저온도가 각각 4°C, 8°C, 12°C 및 15°C로 유지되는 서로 다른 비닐온실 4곳에서 실시하였으며 각 처리 별로 10개를 기 준으로 3반복하였다. 모든 식물은 처리 후 30일 간격으로 생 육을 조사하였다.
차광처리
도자기 분에 생장이 균일한 무늬호랑가시나무, 호랑가시 나무와 무늬산호수를 도자기 분 식재 후 순화 시킨 식물체 를 주간 실내온도 23°C, 야간온도 15°C가 유지되는 유리온 실에서 무처리(자연광), 차광 30%, 차광 60%로 처리하였다. 차광 처리에 따른 광도를 측정한 결과 맑은 날의 무처리의 광도는 1,013μmol･m−2･s−1이며, 차광 30%의 처리의 광도 가 612μmol･m−2･s−1이고 차광 60% 차광처리시의 광도는 414μmol･m−2･s−1이었다(Table 3). 차광 처리에 따른 실제적 인 광도는 Table 3과 같으며 실험 후 30일 간격으로 생육을 조사하였고, 각 처리 별로 10개를 기준으로 3반복하였다.
식물 생장조사 및 통계 분석
초장은 지제부에서 식물체 상단까지의 길이이며, 엽수는 완 전히 펼쳐진 잎의 수를 측정하였다. 엽면적은 휴대용 엽면적 계(Portable Laser Leaf Area Meter, CID Bio-Science, Inc., USA)를 이용하여 완전히 전개된 모든 잎을 측정하였으며, 생 체중은 도자기분에서 생육한 식물 전체를 채취하여 무게를 측정하였다. 분산분석과 처리간 유의성 분석은 SAS package (statistical analysis system, version 9.2, SAS Institute Inc.)를 이용하여 실시하였으며 각 처리간의 유의성은 DMRT(Duncan’s new multiple range test) 5% 수준에서 실시하였다.
결과 및 고찰
온도 처리에 따른 도자기분 식물 생육
지온처리
수태에 심은 도자기 분 무늬호랑가시나무, 호랑 가시나무와 무늬산호수의 지온 15°C, 20°C, 25°C, 30°C에서 4개월간 처리하였을 때, 무늬호랑가시나무는 지온 25°C에서 생존율은 100%, 초장 16.8cm, 엽수 75개, 엽면적 256.5cm2, 생체중 18.9g으로 생체중의 생장율이 80%로 가장 생육이 빨 랐다. 지온을 15°C로 처리하였을 때 생존율은 100%, 초장 12.3cm, 엽수 58개, 엽면적 171.2cm2, 생체중 15.7g으로 생체 중의 생장율이 50%로 가장 생육이 느린 것으로 나타났다. 호 랑가시나무와 무늬산호수도 무늬호랑가시나무의 생육과 같은 경향으로 지온이 25°C일 때 생존율 100%로 생육이 가장 빨랐 으며 지온이 15°C일 때 생존율은 100%였으며 생육이 가장 부 진하였다(Table 1, Fig. 2). 지온처리에 따른 배양토(수태)의 온도 변화는 15°C와 20°C일 때 온실 온도에 따라 배양토의 온 도에 변화가 있었으나 25°C와 30°C는 온실 온도 변화에 영향 이 없는 것으로 나타났다(Fig. 1). 지온이 낮을수록 식물의 생 장이 다소 늦을지라도 관상가치에 문제가 없다면 지온이 낮아 도 상관없을 것이다. 생육을 증진시키기 위해서는 25°C로 유지하는 것이 가장 좋은 것으로 나타났으므로 30°C 이상으로 지온을 높일 필요가 없는 것으로 보인다. 생육 적온 이외의 온도에서는 뿌리의 신장과 세근의 발달이 억제된다고 하며 (Gregory et al. 1986), 작물의 종에 따라 크게 차이가 있으나 뿌리의 생육온도는 최저 5°C, 최고 30 ~ 40°C이며 적정온도는 20 ~ 25°C라고 하였다(Copper 1973). 지온이 낮아지면 토양 수분의 점도가 높아지고 염류 집적에 따른 대사활동의 저하에 의하여 수분 흡수가 저하된다고 하였다(Kramer 1983). 본 실 험에서도 25°C에서의 식물 생육이 15°C보다 양호한 것으로 조 사되었다. 하지만 도자기에 식재한 식물의 경우 도자기 화분 의 구조상 도자기 측상향의 구멍으로 식물의 뿌리를 식재하는 것으로 식재 후 이식이 쉽지 않아 생육이 빠른 것이 반드시 좋다고 볼 수는 없으므로 일반적인 재배시 지온이 높을 필요 가 없으나 출하시기를 앞당기기 위해서는 지온을 25°C로 높이 는 것이 방법이 될 수 있다.
실온처리
수태에 심은 도자기 분 무늬호랑가시나무와 백자 단의 야간온도를 4°C, 8°C, 12°C, 15°C로 4 개월간 처리하였을 때, 무늬호랑가시나무를 야간온도 15°C에서 생존율은 100%, 초장 14.1cm, 엽수 70개, 엽면적 221.1cm2, 생체중 18.9g이며 생체중의 생장율이 152%로 가장 생육이 빨랐고, 야간온도를 4°C로 처리하였을 때 생존율 100%, 초장 11.0cm, 엽수 41개, 엽면적 125.4cm2, 생체중 14.6g이며 생체중의 생장율이 94% 로 가장 생육이 부진하였다. 백자단도 무늬호랑가시나무의 생 육과 같은 경향으로 야간온도가 15°C일 때 생존율은 100%로 생육이 가장 빨랐으며 야간온도가 4°C일 때 생존율이 100%였 으며 생육이 가장 부진하였다(Table 2, Fig. 3). 모든 식물은 생장과 발달에 필요한 최적 온도를 가지고, 한계 온도에 가까 워지면 생장이 감소하고, 그 한계를 넘어서면 고사하게 된다 (Kratsch and Wise 2000). 일반적으로, 식물은 생육 적온 범 위에서 온도의 증가는 질소의 무기물화 증가와 함께 광합성 속도를 증가시켜 식물의 생장을 촉진시키는 것으로 알려져 있 다(Kilpeläinen et al. 2003). 그러나 온도 증가에 의한 식물의 생장 속도는 식물의 종류에 따라 다르게 나타날 수 있다 (Barber et al. 2000; Danby and Hik 2007; Volder et al. 2004). 본 실험에서도 식물 생장의 적온 범위에서 온도가 증 가할수록 식물의 생육이 촉진되는 것으로 나타났다. 식물의 출하시기에 따라 생장을 빠르게 하기 위해서는 야간 온도를 15°C로 관리하는 것이 좋으나 생산비를 절감하기 위해서 야간 온도를 4°C이상으로 관리할 수 있다. 생장이 빠른 것이 분화 에서는 반드시 좋은 것은 아니며 생존율이 유지되는 범위 내 에서 온도조절로 식물의 생장을 조절하여 관상가치를 유지하 는 것이 중요할 것이다.
차광 처리에 따른 도자기분 식물 생육
수태에 심은 도자기 분 무늬호랑가시나무, 호랑가시나무와 무늬산호수의 차광을 무처리, 30%, 60%로 4 개월간 처리하였 을 때, 무늬호랑가시나무를 차광 60%에서 생존율 100%, 초장 14.5cm, 엽수 50개, 엽면적 140.3cm2, 생체중 17.3g이며 생체 중의 생장율이 131%로 가장 생육이 빨랐다. 무 차광 처리는 생존율 100%, 초장 11.3cm, 엽수 54개, 엽면적 157.6cm2, 생 체중이 14.5g이며 생체중의 생장율이 93%로 가장 생육이 부 진하였다. 호랑가시나무와 무늬산호수도 무늬호랑가시나무의 생육과 같은 경향으로 차광 60%에서 생존율 100%로 생육이 가장 빨랐지만 무차광 처리일 때 생존율은 100%였으며 생육 이 가장 부진하였다(Table 4, Fig. 4). 실험에서와 같이 차광 처리에 따라 생존율의 차이도 있지만 식물 종류에 따라 차광 적응력의 차이도 크다는 것을 알 수 있었다. 차광은 지온, 엽 온 및 광도를 낮추는 효과가 있어(Brand 1997) 백합과 유색칼 라는 절간 신장 촉진으로 초장과 절화장이 증가되었고, 국화 는 수량이 증가되었다(Heins 1982; Kim et. al. 2003). 하지만 지나친 차광은 광도가 낮아져 광합성량의 감소로 영양생장이 부족하여 초장, 측지수, 엽장, 엽면적 및 건물중 등의 감소가 심하며, 결국에는 수량의 감소까지도 영향을 미친다(Brand 1997; Hong et. al. 1996; Kim and Sang 1982; Russo 1993; Son and Chae 2003). 본 실험에서 60%차광은 가지의 신장이 촉진되어 생체중은 증가하였지만 엽수 및 엽면적은 감소하여 식물의 관상가치가 하락함으로 지나친 차광은 피하는 것이 바 람직할 것으로 본다.
