서 언

장미는 우리나라에서 국화와 더불어 화훼류 중 비중이 큰 작목으로 전체 절화재배면적 1,205ha 중에 255ha로 21.2%, 전체 절화생산액 174,021 백만원 중 53,633 백만원으로 30.8%를 차지하는 중요한 화훼 품목이다(MAFRA 2022). 장 미 재배는 토양재배와 양액재배로 구분하며, 토양에서 재배된 절화장미는 줄기가 가늘고 키가 작은 반면, 양액재배로 키운 장미는 상대적으로 줄기가 굵고 꽃이 크고 균일하고 생장 속 도가 빠르고 수량이 많은 것으로 알려져 있다(Son et al. 1998). 양액재배는 연작장해를 피할 수 있고, 지하부 환경을 최적화하여 생산성 향상과 토양 전염성 병해충 예방을 가능하 게 하며, 재배 중 환경 개선으로 고품질 생산과 다수확에 용이 하다(Kim and Kim 2012;RDA 2021). 그러나 양액재배의 생산성을 높이기 위해서 많은 투자를 해야 하는 단점으로 인 해, 기존 시설에서 효과적으로 생산을 향상시킬 수 있는 방법 이 모색되고 있다. 장미 생산성 향상을 위한 연구로 근권부의 냉·난방(Chung et al. 1997;Kim et al. 2022), 양액재배용 배지 개발(An et al. 2003), 재식밀도 조절(Lim et al. 2020) 등이 이루어졌으나, 시설 투자와 장치의 설치를 병행해야 한 다. 따라서 효과적으로 장미의 수량과 품질 향상을 위하여 비 교적 적은 비용으로 생산성 향상을 시킬 수 있는 식물생장조 절제의 도입을 모색할 필요가 있다. 식물생장조절제는 유기합 성물질로 식물 발육을 조절하거나, 생장에 영향을 주는 물질 로써(Flint 2015;PHRI 2002), 화훼류에서 생장조절제를 이 용하여 수량 증수나 품질 향상을 위하여 많이 사용되고 있다. 생장조절제 중에 Cytokinin류는 줄기의 발생(Sebanek, 1992) 과, 노화에 관계된 단백질의 분해 방지(Kim 1986;Kishimoto et al. 1994) 등의 효과가 있어 많이 사용되고 있으며, BA (Benzylamine)는 기관형성이나 휴면아 신장의 효과(Parups 1971)가 있어 많이 사용되고, CCC(chlormequat chloride)은 분지수 증가(Kim et al. 2004), 4-CPA(4-chlorophenoxy acetic acid)는 측지 발생 촉진(Shin et al. 1996), Kinetin 은 화경수 증가(Lee et al. 1999), TDZ(Thidiazuron)는 자 구 발생 촉진 등의 효과(Choi et al. 2008;Kim and Ahn 2003)가 보고되어 있다. Lee(1990)와 Kim(1986)는 생장조 절제를 사용하기 위해서는 작물에 따라 종류와 농도를 달리하 여야 한다고 보고하였다. 그러나 국내에서 절화장미에 대해서 생장조절제를 통한 생육에 나타나는 반응에 대해 많은 연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 동절기 생산성이 감소되는 시기에 생장조절제를 통한 상품성 및 품질 향상의 가능성을 검토하고자 수행하였다.

재료 및 방법

장미(Rosa hybrida) 품종 중 충청북도 농업기술원에서 육종 한 ‘수려’를 실험재료로 충청북도농업기술원의 온실에서 실시 하였다. 연구에 이용한 모주는 지름 0.5㎝ 이상 줄기를 6∼7㎝ 길이와 줄기 하단면을 30° 각도로 비스듬하게 잘라 암면 큐브 (10×10㎝)에 꽂은 삽목묘를 이용하였다. 정식은 삽목 후 50 일 경과한 묘 중 발근수가 2~4개로 뿌리 및 지상부 활력이 좋 은 삽목묘를 골라 코이어 슬라브 배지 위에 2열식으로 20 주·3.3m^-2로 정식하였다. 시설 내 양액재배용 베드는 하우스 파이프(Ø 25㎜)를 이용하여, 높이 1m, 길이 30m, 너비 70㎝ 의 길이로 제작하여 1/500의 경사도를 주었으며, 성형 스티로 폼베드 100×37×19㎝를 베드 위에 안착시키는 방법으로 베 드를 만들어 사용하였다. 양액은 일본 아이찌 원시 장미표준양 액(NO₃^- 11.0me·L^-1, NH₄⁺ 2.0me·L^-1, H₂PO₄^- 1.2me·L^-1, K⁺ 4.5me·L^-1, Ca²⁺ 6.5me·L^-1, Mg²⁺ 2.0me·L^-1, SO₄^2- 2.0me·L^-1, Fe 2.0mg·L^-1, Mn 0.5mg·L^-1, B 0.25mg·L^-1, Zn 0.2mg·L^-1, Cu 0.05mg·L^-1, Mo 0.05mg·L^-1)을 사용하 였다. 양액공급은 자동양액 공급기(Netajet, Netafim, Israel) 를 이용하여 장미 개체당 1개의 점적핀을 꽂아 정식 후 1주일 은 지하수를 공급하고 1주일 후부터 생육전기(절곡 전)까지 EC 1.2∼1.5dS･m^-¹, pH 5.8로 조정 1일 8회 관수하였으며, 생육중기(절곡 후)부터는 EC 1.6∼2.0dS･m^-¹, pH 5.8로 1일 9∼12회 생육단계에 따라 차등적으로 1회당 15분씩 점적 관 수하였다. 생장조절제 처리는 종류와 농도를 달리하여 처리하 였으며, 처리 시간은 기온이 낮아지는 저녁 무렵에 살포하였 다. 생장조절제 종류와 농도는 4-CPA(4-chlorophenoxy acetic acid), BA(Benzylamine)과 Kinetin은 50, 100, 200mg·L^-1으로 CCC(Chlormequat chloride)은 500, 1,000, 2,000mg·L^-1로 TDZ(Thidiazuron)는 5, 10, 20mg·L^-1으로 절화 수확 2일 후와 9일 경과 후 1주일 간격으로 분무기를 이 용하여 2회에 걸쳐 5cc를 살포해주었다. 수형은 정식 4개월 후 모든 줄기를 아칭하였고, 수확 이후 상품성이 없는 가지 또 한 아칭하여 동화 전용지로 활용하였다. 재배 시 온도는 야간 16 ℃, 주간 28℃로 관리했다. 생육 시 조사 내용은 농업과학 기술연구 조사 기준(RDA 2012)을 참고하여 절화장은 채화된 길이를 측정하였고 엽수는 절화 후 줄기 당 부착엽을, 경경은 절단면에서 상부로 0.5cm이내의 두께를 측정하였다. 가시수 는 줄기 중간부분 10cm 내에 있는 가시 수를 헤아렸으며 절화 수는 본당 1회 채화한 줄기 수를 조사하였고, 개화소요일수는 절화 직후부터 다음 개화까지 기간을 조사하였다. 또한 화수장 은 꽃 밑부분부터 제 1상위엽까지 길이를, 화수장은 꽃목아래 두께를 mm 단위로 측정하였고, 화고는 꽃 아래 부분부터 맨 위까지의 길이를 조사하였다. 수확량은 수확한 모든 장미를 10a 기준으로 산출하였으며 상품수량은 생리장해 발생 개체수 와 비상품성 절화를 제외한 개체수에서 10a를 기준으로 환산 하여 산출하였다. 실험처리 시 조사는 완전임의 3반복으로 하 였으며, 분석은 SAS(Version 9.2, SAS Inc., Cary USA) 프로 그램을 이용하여 평균간 유의차 검증을 Duncan’s multiple range test로 유의수준 p<0.05에서 하였다.

결과 및 고찰

장미 양액재배 시 생육은 생장조절제 처리에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 1). 장미 ‘수려’의 동절기 양액 재배 시 생장조절제 처리는 절화장을 비롯한 생육 측정 항목 에서 유의차를 보였다. Table 1에서 장미 ‘수려’의 절화장에 서 생장조절제 종류에 따라 유의차를 보였는데, Kinetin 처리 에 의해 증가를 보인 반면 TDZ 처리는 감소하는 것으로 나타 났다. 절화장은 무처리 61.1cm일 때 Kinetin 처리는 농도별 모두 증가하는데, Kinetin 100mg·L^-1 처리가 74.9cm로 가 장 길었다. TDZ 처리는 생육이 억제되어 절화장이 감소하는 데, TDZ 20mg·L^-1 처리에서 37.8cm로 가장 짧은 것으로 나 타났다. 생장조절제에 따른 꽃수는 BA 처리에서 증가하는 반 면에, TDZ 처리는 생육이 억제되어 절화장이 감소하는 것으 로 나타났다. 꽃수는 무처리가 3.7개였으며, BA 처리시 꽃수 는 무처리에 비해 증가했으며, BA 200mg·L^-1 처리시 5.9개 로 가장 많았다. 꽃수는 TDZ 처리가 무처리에 비해 감소하는 데 TDZ 20mg·L^-1가 2.0개로 가장 많이 감소하였다. Han et al.(1999)은 동계재배 시 저온 및 짧은 일장으로 절화수 감소 를 우려한 반면, 본 연구에서는 TDZ를 제외한 생장조절제 처 리에서 절화수가 증가하는 경향을 보였는데, 이중 BA 처리에 서 꽃수가 유의적 차이로 증가했다. 엽수는 생장조절제 처리 로 증가하지 않았으며, 반대로 TDZ 처리시 꽃수가 감소하는 경향을 보였으며 특히 TDZ 20mg·L^-1에서 11.6개로 가장 적 었다. 줄기 두께(경경)는 생장조절제 처리에 따라 영향을 받 아, Kinetin과 4-CPA 처리에 의해 증가하는 경향을 보였다. 경경은 Kinetin 처리시 100mg·L^-1농도에서 5.9㎜로 가장 굵 은 것으로 나타났다. 가시수는 생장조절제 처리에 의해 모두 증가하는 것으로 나타났는데, 특히 Kinetin 처리에서 줄기 당 8.3개로 가장 많았다. 생장조절제 처리에 따른 개화 소요일수 에 영향이 있었으며, 특히 BA 처리에 의해 빨라졌지만, TDZ 처리로 지연되는 것으로 나타났다(Table 1). 개화 소요일수는 무처리 47.9 기준 BA 처리시 짧아지는 경향을 보였으며, 특 히 BA 200mg·L^-1처리시 43.0일로 4.9일 단축되는 것으로 나타났다. 생장조절제 TDZ 처리시 개화소요 일수가 증가하는 경향을 보였으며, 특히 TDZ 20mg·L^-1처리에서 50.7일 소요 되어 2.8일 늦어지는 것으로 나타났다. 생장조절제 종류에 따 라 생육에 미치는 효과가 달랐으며 Kinetin 처리시 절화장과 경경, 가시수가 증가하는 것으로 나타났고, BA 처리는 꽃수와 경경이 증가하고 개화소요 일수가 단축되며, 4-CPA 처리는 경경이 증가하였다. 이에 반해 TDZ 처리는 생육이 억제되어 절화장, 꽃수, 엽수는 감소하고, 개화소요일수는 증가하였다. Goh(1979)는 BA나 Kinetin 등과 같은 Cytokinin류가 많 은 식물에 생육 촉진 효과가 있다고 하였다. 그리고 Ohkawa (1984)는 BA 처리에 의해, Carpenter(1972)는 Kinetin에 처리로 상품성과 개화수를 향상시켰다고 보고하였다. 본 실험 결과에서도 장미 ‘수려’는 생장조절제 중에 Kinetin과 BA 처 리에 의해 효과가 나타났는데, BA는 꽃수와 경경이 증가하고 Kinetin 처리에서는 절화장이나 경경의 생육이 증가하였으며 TDZ 처리는 생육이 감소하고 개화가 지연되었다. 그 외의 4-CPA나 CCC의 생장조절제는 장미 ‘수려’의 생육에 영향 이 크지 않은 것으로 보인다. Kang et al.(1995)와 Hayashi (1991)은 BA 처리시 개화기간 단축에 대하여 BA 처리는 뿌 리의 일시적 생장을 억제하여 수체의 생육 불량이 나타나는 것으로 보고하였다. 장미 ‘수려’도 개화 소요일수에서 BA 처 리에 의해 단축되었다. BA 처리시 개화 소요일수는 짧아지고 꽃수는 증가하는 효과를 보였다. 이에 반해 TDZ 처리시는 개 화 소요일수가 지연되는 것으로 나타났다. Yu et al.(1994)와 Park and Choi(1994)는 Aloe vera와 왕자귀나무에서 TDZ 처리로 왜화를 유도하는데 유효하였다고 하였다. 장미에서도 TDZ 처리는 초장이 짧아져 절화로써 상품성 향상에는 효과 적이지 못한 것으로 판단된다.

장미 양액재배 시 동절기 생장조절제 처리는 수확 시 절화 의 품질에 영향을 미치는 것으로 나타났다(Table 2). 장미 ‘수 려’는 동절기 양액재배 시 생장조절제 처리에 의한 절화 품질 차이를 보면, Kinetin 처리시 화수고와 화수경, 화경, 화고, 화중, 꽃잎수가 증가하고, TDZ 처리는 화수장과 화중이 감소 하여 왜소화되는 것으로 나타났다. Table 2에서 생장조절제 에 따라 장미 ‘수려’의 절화 품질은 화수경을 비롯한 절화의 모든 항목에서 영향을 받았다. 화수장은 Kinetin처리에 의해 증가하는데 반해, TDZ나 BA처리로는 감소하였다. 화수장은 무처리가 6.6cm로 Kinetin 50mg·L^-1처리가 8.8cm로 생장 이 증가하였고, TDZ 20mg·L^-1처리가 4.2cm로 가장 작았다. 화수경은 4-CPA와 Kinetin 처리로 두꺼워졌으며, BA 처리 는 얇아지는 것으로 나타났다. 화수경에서 무처리는 3.0mm 였으며 4-CPA 200mg·L^-1처리시 4.1mm로 가장 두꺼웠으며 BA 200mg·L^-1처리는 2.2mm로 가장 가늘었다. 화고는 생장 조절제에 의해 증가하는데, 4-CPA와 Kinetin, CCC 처리에 서 차이를 나타냈으며, 무처리 3.7cm에 비해 Kinetin 50mg·L^-1처리시 4.3cm로 가장 컸다. 화폭은 Kinetin을 비 롯하여 모든 생장조절제 처리에서 증가하였는데 무처리 7.8에 비하여 Kinetin 200mg·L^-1처리에서 13.5cm로 가장 컸다. 화중은 생장조절제 처리 중 Kinetin처리시 화중이 증가하였 으며, TDZ와 BA는 감소하였다. 생장조절제 처리에서 화중은 Kinetin 100mg·L^-1처리에서 13.7g으로 가장 무거웠으며, BA 200mg·L^-1처리가 8.0g으로 가장 가벼웠다. 꽃잎수는 Kinetin 및 4-CPA, CCC, TDZ와 같은 생장조절제 처리에서 많았고, BA 처리는 적었다. 꽃잎수는 Kinetin 100mg·L^-1처 리가 56.8개로 무처리 42.5개에 비해 가장 많았으며, BA 200mg·L^-1가 38.1개로 가장 적었다. 생장조절제에 따른 ‘수 려’의 절화 품질과 관련된 항목에서 Kinetin은 화수장을 비 롯해 화수경, 화고, 화중, 절화수와 같은 모든 측정 항목에 서 증가하는 것으로 나타났고 화수경, 화고, 화폭, 절화수는 4-CPA처리시 증가하였다. 화고, 화폭, 화수는 CCC처리시 증 가하는 경향을 보였으며, 화폭은 BA처리에서 증가하나 화수 장, 화경, 화중, 절화수에서는 감소하였다. 그러나 TDZ 처리 는 절화수가 많으나 화수장과 화중에서 감소하였다. Hwang et al.(2004)는 국화에서 BA 처리 시 생장에 대해 식물호르몬 간 농도에 따라 화아분화가 달라지고 절화의 품질이 달라진다 고 하였는데, 장미 ‘수려’도 BA 처리 외에 Kinetin과 TDZ 처 리시 생육에 영향을 주어 절화장이 길어졌다. 장미 ‘수려’는 Kinetin 처리에 의한 절화장, 절화경, 화중 및 꽃잎수가 증가 하는 것으로 나타났으며, TDZ 처리시 꽃잎 수를 제외하고 화 훼 품질 관련 항목 요소에서 감소하였다. 절화장미에서 수경 재배 시 재배 조건에 따라 절화품질 차이가 나타난다 하였는 데(Lee et al. 2004), 겨울철 저온과 짧은 일조와 같은 불안 정한 재배환경으로 장미 절화 품질이 낮아지는 것으로 알려졌 다(Yeon and Kim 2017). 본 실험에서는 동일 재배조건에서 재배하더라도 생장조절제 처리에 의해 절화 품질이 개선되는 것을 확인하였다.

장미의 생장조절제 처리는 생육뿐만 아니라 절화수량에도 영향을 미쳤다(Table 3). 생장조절제 처리에 따른 절화수량은 Kinetin과 BA에서 증가하였으나, TDZ 처리시 감소하는 것 으로 나타났다. 장미 ‘수려’는 동절기 양액재배시 생장조절제 종류와 농도에 따라 절화수량에 차이는 무처리 2,394ea·10a^-1 에 비해 Kinetin 50~100mg·L^-1처리 시 증가하는 경향을 보 였으며, 특히 Kinetin 100mg·L^-1 처리에서 3,420ea·10a^-1으 로 가장 많았다. 또한 생장조절제 BA와 CCC 처리에서도 절화 수량이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 생장조절제 농도에 따라 처리 효과가 달리 나타났으며 절화수량은 BA 50~100mg·L^-1 처리에서 수량이 다소 증가하나 유의적 차이는 없었다. 그러 나 BA 200mg·L^-1농도에서 3,425ea·10a^-1로 절화수량이 가 장 많았다. CCC 처리도 비슷한 경향이었으며 CCC 2,000mg ·L^-1에서 수량이 2,802ea·10a^-1로 증가하는 것으로 보였다. TDZ 처리는 절화수량이 감소하는 경향을 보였으며, 특히 TDZ 20mg ·L^-1가 1,085ea·10a^-1로 가장 적었다. 절화의 비 상품화율은 Kinetin과 CCC 처리에 의해 낮아지나, TDZ와 BA 처리시에는 높아지는 것으로 나타났다(Table 3). 장미 ‘수려’는 생장조절제 처리에 의해 비상품성에 차이를 보였 다. 무처리시 7.2%의 비상품화율을 보인 반면 Kinetin 100~200mg·L^-1처리시 1.8%와 CCC 처리에서 4.5~5.4% 정 도로 비상품화율을 보였다. 생장조절제 CCC와 Kinetin 처 리에 의한 비상품화율은 감소하는데 반해 TDZ와 BA처리 는 비상품화율이 높아지는 경향을 보였는데 TDZ 처리시 22.7~35.5%, BA처리시 14.5~21.0%로 처리농도가 높아짐 에 따라 비상품화율이 증가하는 것으로 나타났다. 상품화율이 변화하는 원인을 보면(Table 3), 블라인드가 0.9~10.9%로 가장 많았으며 특히 Kinetin처리는 블라인드 발생을 낮추어 비상품율을 낮추는데 도움이 되는 것을 알 수 있다. 블라인드 는 Kinetin 처리시 0.9%로 무처리 2.7%에 비해 낮았으며, TDZ와 BA 처리시에는 증가하는 것으로 나타났으며, TDZ 처 리는 7.2~10.9%, BA 처리는 4.5~6.4%로 블라인드 발생이 많은 것을 알 수 있었다. 장미의 블라인드 현상은 동절기 저온 조건에서 광량이 부족시 많이 발생하는 것으로 알려져 있는데 (Choi et al. 2008), 본 연구를 통해 동절기 절화장미의 수량 및 상품화율을 생장조절제 처리로 개선할 수 있는 것으로 나 타났다(Table 3). 절화장미 ‘수려’의 생장조절제 처리 후 비상 품율에 따른 상품수량 변화는 Table 3과 같다. 절화장미 ‘수 려’ 상품수량은 무처리에 비해 Kinetin처리시 증가하였으며, 다른 생장조절제인 BA와 CCC는 처리농도에 따라 효과가 달 라졌으며, TDZ처리는 상품수량이 감소하였다. 생장조절제인 Kinetin처리에 의해 상품수량이 증가하는 것을 알 수 있으며, Kinetin 50~100mg·L^-1처리 시 2,997~3,203ea·10a^-1까지 증가하였으며, 특히 Kinetin 200mg ·L^-1처리는 3,203ea·10a^-1 로 무처리 대비 2,352ea·10a^-1보다 상품수량이 증가했다. 이 는 Kinetin 처리로 절화 수량 증가와 비상품율이 낮아져 상품 수량이 증가한 것으로 보인다. BA는 절화 수량이 높아지나 처 리농도에 따라 효과 차이가 달라지고, 비상품율도 높았다. BA 50~100mg ·L^-1농도에서 비상품화율은 2,744~3,156ea·10a^-1 로 무처리에 비해 높았으며, BA 200mg ·L^-1처리에서는 비상 품율이 높았으나 상품수량도 높은 것을 알 수 있었다. BA처리 는 절화 수확량이 많아지나, 비상품화율 또한 증가하여 처리 시 유의해야 할 것으로 판단된다. CCC 500~1,000mg ·L^-1 처리 시 2,634~2,754ea·10a^-1로 약간 증가하는 경향을 보였 으며 4-CPA 처리는 상품수량 증가는 확연히 볼 수 없었다. TDZ처리는 절화 상품수량이 가장 낮았는데, 이는 수확할 수 있는 절화 수량이 적었고 비상품율 또한 높아서 상품수량이 더욱 낮아졌다. 본 연구를 통해 절화장미 ‘수려’의 동절기 양 액재배시 생장조절제 종류와 처리 농도에 따라 절화의 수량, 비상품화율, 상품수량이 차이를 보이는 것으로 나타났다. 생 장조절제에서 Kinetin의 500~100mg ·L^-1는 무처리에 비해 절화의 수량은 높이고 장미의 블라인드 발생은 낮추어 비상품 화율이 낮아져 상품수량이 많아졌다. BA 처리는 절화 수량이 증가하나 농도에 따라 정도 차이가 나타나고 비상품율도 높았 으며, CCC처리는 절화수량이 무처리에 비해 증가정도가 크 지 않았으나, 다소 비상품율을 낮춰 상품수량이 약간 증가하 는 경향을 보였다. 4-CPA는 절화수량 증가 정도가 대조구와 효과를 언급하기도 어렵고, 비상품율도 높아 상품수량에 차이 가 없는 것으로 보였다. TDZ 처리는 절화 수확량을 낮추고 비상품화율을 높이며, 비상품화 장미 중에서 블라인드 발생을 높여 절화수량이 더욱 감소하였다. TDZ 처리는 Park and Choi(1994)가 목본성 식물 재분화에 효과적이라고 한 보고와 같이 Fig. 1과 같이 많은 신초 발생을 유도하여 좋은 결과를 기대하였지만, 다발성 신초가 줄기로 신장하지 않고 고사하여 결국 수량 감소로 이어졌다. 향후 TDZ 처리로 발생한 신초가 고사되지 않고 원활히 생장할 수 있는 연구가 이루어진다면, 수량을 크게 늘릴 수 있을 것으로 생각되었다. Ibrahim et al.(2019)와 Zahid et al.(2021)은 절화장미에 생장조절제 처 리시 대사작용에 영향을 받아 생육과 수량에 차이가 나타난다 고 하였는데, 본 연구에서도 Kinetin과 같은 생장조절제 처리 는 생육과 절화수량을 증가시킬 뿐만 아니라 블라인드와 같은 생리장해 발생도 낮추어 상품수량을 증가시켰다. 장미 생장조 절제 처리는 분화장미에서 Kwon et al.(2009)이 처리하여 효과를 검증하고, 절화장미는 Lee and Kim(1994)의 보고와 같이 주로 수확 후 절화수명 연장에 관한 연구가 주로써, 앞으 로 실제 적용 가능한 결과를 위해 생장조절제 활용으로 절화 장미 수확량 및 품질개선에 관한 연구결과가 다양하게 이루어 져야 할 것으로 판단된다.