서 언
수선화과(Amaryllidaceae) 부추속(Allium)의 참두메부추 (A. spirale Willd.)는 강원도 해안가 모래땅 인근 일조량이 많은 곳을 중심으로 자생하는 다년생 초본식물이며, 8월말에서 9월 사이에 산형화서의 보랏빛 꽃이 피어 관상식물로 이용이 가능하다(Park et al. 2023). 또한, 참두메부추는 두메부추 (A. dumebuchum H.J. Choi)와 유사하게 1개의 구근이 분구의 증식을 통해서(KNA 2023) 시간이 지남에 따라 식재 형태가 원형으로 형성되기 때문에 관상 가치가 인정되며 두메 부추와 함께 정원식물로의 활용도가 높다(Guh et al. 2015). 최근 나고야의정서의 발효 및 생물 유전자원의 가치 제고로 인해 자생식물 활용 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 자생식물의 관상소재 활용 및 산업화를 위해 산마늘(A. microdictyon Prokh.), 정향풀(Amsonia elliptica (Thunb.) Roem. & Schult.), 그리고 좀향유(Elsholtzia minima Nakai) 의 시비처리, 파종립수, 차광정도 등 처리조건에 따른 초기 생육 반응에 대한 결과가 보고되었다(Kim et al. 2015;Lee et al. 2021;Park and Bae 2012). 자생 부추속 육묘에 관한 선행연구로는 육묘일 수와 플러그 셀의 크기가 생장 및 수량에 미치는 영향(Kim et al. 2001), 용기 크기와 차광처리에 따른 유묘 뿌리발달(Jeon et al. 2015)이 있으며, Ku et al.(2019)는 토양배지의 pH가 자생 부추류의 양분 흡수에 미치는 영향에 대해 보고하였다. 참두메부추는 관상 및 정원 소재식물로써 이용가치가 높으나 육묘를 위한 생육환경조건 구명 및 고품질 유묘 생산에 관한 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 참두메부추를 관상식물로 이용하고 산업화하기 위해서는 적정 육묘조건에 관한 연구가 필요하다.
재료 및 방법
식물재료
본 연구에 사용된 참두메부추는 2019년 9월 자생지인 강원도 강릉시에서 채집한 후(Fig. 1), 경기도 양평군 소재의 국립수목원 유용식물증식센터 부속 시험포장에서 보전하면서 2020년 10월에 채종하였다. 이후 종자를 정선하여 종자저장고(4℃)에 저온저장한 후 2021년 4월에 파종하였다.
플러그 셀 크기 조건
플러그 셀 크기에 따른 실험은 105, 128, 162셀(부피 30, 21, 15cm3/셀)(Bumnong Co., Ltd., Jeongeup, Korea) 플 러그 트레이를 사용하였으며 상업용 원예상토(Hs, Hanareum No.2, Shinsung Mineral Co., Ltd., Goesan, Korea)를 채 워 처리하였다. 실험은 플러그 트레이 처리구 당 10셀, 3반복으로 총 30셀이 사용되었다.
차광 조건
차광실험은 파종 후 발아하기 시작한 일주일 이후에 국립수목원 유용식물증식센터 내 차광율이 0, 30, 60%로 설정된 Shading plot에 차광수준별로 배치하여 수행하였다. 사용된 파종 플러그는 105셀 트레이였으며, 각 셀 당 1립씩 파종하 여 처리구별 30셀을 이용하였다.
시비 조건
양분처리를 위해 1,000mg·L-1 농도의 액상 Peters(Peters professional, ICL Specialty Fertilizers, USA, N:P:K=20:20:20) 를 처리하였으며, 파종 4주부터 주 1회, 2회 엽면 시비로 진행하였다. 또한, 수용성 칼슘을 함유하고 있는 과립형 복합 비료 DO-PRO(DO-PRO 2023, DO-PRO 12, Yara, Norway, N:P:K = 12:8:12+6CaO)를 셀 당 0.1g, 0.2g 시비하였다. 처리구는 10셀씩 3반복으로 총 30셀이 사용되었다. 대조구는 105셀 플러그 트레이에 원예상토를 채워 넣은 후 1셀당 1립의 종자를 파종한 것으로 하였다.
조사방법 및 통계처리
참두메부추를 75일간 육묘한 후 플러그 셀 크기, 차광율, 시비처리에 따른 초장(cm), 엽수(ea), 근수(ea), 근장(cm)을 조사하였고 지상부와 지하부로 나누어 생중량(g)과 건중량(g) 을 측정하였다. 초장은 하배축에서 신초의 최상단을 기준으로 측정하였고 Drying Oven(OF-02G, Jeio Tech Co. Ltd., Daejeon, Korea)에서 75℃, 72시간 건조된 시료의 건물중을 측정하였다. 수집된 발아 및 생장 데이터는 SAS 9.4(SAS Inst. Inc., Cary, NC. USA)를 이용하여 분석하였고, 처리 평균 간의 통계적인 유의성은 Duncan’s multiple range test(p≤0.05)를 사용하여 비교하였다.
환경조건
참두메부추의 육묘에 미치는 플러그 셀 크기, 차광율, 시비 처리의 영향을 확인하기 위해 2021년 4월 8일 참두메부추 종자를 파종하여 6월 21일까지 75일간 실험을 수행하였다. 차광처리를 제외한 다른 처리조건들은 55% 흑색 차광막이 설치 된 재배플롯에서 수행되었으며 data logger(Watchdog 1000 Series Micro Stations, Spectrum Tech. Inc., USA)를 통해 온도, 상대 습도, 광량을 수집하였다. 이후 실험이 수행된 기간 동안의 최고, 최저, 그리고 평균값을 산출하였다(Fig. 2).
결과 및 고찰
플러그 셀 크기에 따른 육묘기 생육
플러그 셀 크기에 따라 참두메부추를 육묘한 결과, 162셀 대비 105셀에서는 초장 23.6%, 엽수 12.9%, 근수 10.9%, 근장 108.3%로 증가하여 근수를 제외한 나머지 생육지표에서 유의적 차이를 나타냈고 128셀 대비 105셀에서는 초장 19.2%, 엽수 12.9%, 근수 5.8%로 증가폭의 차이가 162셀 보다 크지 않았다(Table 1, Fig. 3). 근수는 플러그 셀 크기에 따른 유의성이 없었고, 근장은 105셀(7.5cm)과 128셀(7.8cm) 이 비슷한 수준으로 측정되어 162셀(3.6cm) 처리보다 유의 하게 높았다. 지상부와 지하부의 생중량과 건중량은 각각 105셀(0.2, 0.1, 0.03, 0.01g/plant), 128셀(0.3, 0.1, 0.01, 0.01g/plant), 162셀(0.1, 0.1, 0.02, 0.01g/plant)이었고 처리당 유의성은 나타나지 않았다. 플러그 셀 크기에 따른 162셀의 플러그 트레이 환경에서 참두메부추는 초장(5.5cm), 엽수(3.1ea), 근장(3.6cm)의 생육지표가 가장 낮게 조사되었다. 부추(A. tuberosum Rottler ex Spreng.) ‘그린벨트’는 셀 크기가 클수록 초장 및 근장이 길었으며 엽수, 근수, 생체중도 높게 조사되었고 또한 육묘일수가 늘어남에 따라 증가하는 경 향이 뚜렷하였다(Kim et al. 2001). 두메부추와 산부추(A. thunbergii G.Don)는 뿌리의 투영단면적과 표면적이 용적이 큰 128구에서 더 발달했으며 뿌리의 평균 직경은 200구에서 유의적으로 높게 조사됐는데, 이는 상대적으로 세근의 발달이 저조하여 나타난 결과였다(Jeon et al. 2015). 좀향유는 플러그 트레이의 셀 용적량이 증가할수록 유묘의 생육도 비례 하여 증가하는 경향을 나타냈고(Lee et al. 2021), 자생 약용 식물인 차조기(Perilla frutescens var. acuta Kudo), 산두근 (Sophora tonkinensis Gagnep.), 그리고 참당귀(Angelica gigas Nakai) 또한 플러그 셀 크기가 커질수록 생육지표가 우 수하였다(Oh et al. 2014). 선행연구와 유사하게 참두메부추 또한 처리 중 용적이 가장 큰 105셀 플러그 트레이에서 육묘 하는 것이 초기 생육에 효과적이라 판단된다.
차광율에 따른 육묘기 생육
참두메부추를 차광율에 따라 육묘한 결과, 무차광 대비 60% 차광처리에서 초장 87.7%, 엽수 5.5%, 근장 26.0%로 생육지표가 증가하였고 초장과 근장이 다른 처리구에 비해 유의하게 높게 조사되었다. 무차광 대비 30% 차광처리에서는 초장과 근장이 각각 28.0, 9.5%로 증가하였으나 엽수와 근수 는 3.8, 8.0개로 동일하였다(Table 2). 차광율에 따른 생중량 과 건중량의 차이는 나타나지 않았다. 참두메부추의 자생지는 주로 해안가 인근의 양지바른 모래땅이며 그 밖의 척박한 환 경에서도 잘 자란다는 특징이 있다(Park et al. 2022). 차광율에 따른 참두메부추의 생육지표를 살펴보면 차광율이 증가 할수록 초장과 근장의 수치가 높아지는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 따라서 참두메부추의 초장 및 뿌리의 길이생장을 위해서는 60% 차광처리가 초기 육묘환경으로 효과적이라 할 수 있다. 비교적 산속이나 산기슭의 그늘진 곳에서 자생하는 자주꿩의다리는 75% 차광처리 보다 55% 차광처리 시 신초길이가 가장 많이 증가하였으며 전체적인 생육이 우수하였다(Lee et al. 2015). 산마늘은 80% 차광 처리구에서 엽장이 무처리구보다 약 3cm 이상 높게 측정되었고 엽폭 또한 무처리구의 7.3cm 보다 80% 차광 처리구에서 10.1cm로 조사되어 차광율이 증가할수록 유의한 결과를 나타냈다(Park and Bae 2012). 반면, 뿌리를 약용으로 이용하는 갯기름나물(Peucedanum japonicum Thunb.)은 75%의 높은 차광처리에서 지하부의 생장이 가장 저조하였고(Song et al. 2014) 산부추와 두메부 추는 참두메부추와는 다르게 전체 뿌리길이가 모든 용기에서 차광율이 높아질수록 짧아지는 경향을 보였다(Jeon et al. 2015). 이를 미루어 보아, 동일한 부추속 식물이라도 뿌리생 장과 식물체가 요구하는 적정 광조건이 각기 다르다는 것을 알 수 있으며 적절한 차광조건이 참두메부추의 우수한 초기 생육을 위해 필수적이라 할 수 있다.
시비처리에 따른 육묘기 생육
시비처리에 따라 참두메부추를 육묘한 결과 속효성인 고형 비료(DO-PRO) 0.1, 0.2g 처리는 각각 초장(9.9, 9.9cm), 엽수(4.6, 4.8ea), 지상부 생체중(0.4, 0.4g/plant)이 다른 처리구보다 높게 측정되었고 초장과 지상부 생체중은 고형비료 두 처리에서 측정값이 각각 9.9cm, 0.4g으로 동일하였다. 속효 성인 액체비료(Peters)를 8mL씩 주 1회, 2회 엽면시비한 처리구는 각각 초장(8.5, 9.2cm), 엽수(3.8, 4.2ea)로 조사되어 대조구의 초장(5.5cm)과 엽수(3.5ea)보다는 상대적으로 높았 고 액체비료 시비처리 중에서 비교했을 때, 주 2회 시비한 처리구의 지상부 생육이 더 높게 측정되었다. 하지만 액체비료 시비횟수에 따른 참두메부추의 생육지표에 관한 유의적 차이는 없는 것으로 확인되었다. 참두메부추의 시비처리에 따른 결과로 근수, 근장, 그리고 지하부 생중량과 건중량은 처리 당 유의성이 나타나지 않았다(Table 3). 본 실험에 사용한 고형비료는 과채류 및 과수류에 적합한 복합비료로서 흡수 이용률이 높은 수용성 칼슘을 함유하고 있다는 특징이 있다 (DO-PRO, 2023). 또한, 속효성 비료이지만 코트비료 제형이므로 시비처리 시 간편하다는 장점이 있다. 참두메부추 유묘에 고형비료를 셀 당 0.1, 0.2g 시비했을 때 초장과 엽수는 비슷한 수준이었지만, 근수와 근장이 0.1g 시비처리에서 각각 9.8개, 8.2cm로 높게 측정되었다. 능유바위솔(Orostachys ‘Nungyu bawisol’)은 분화재배를 위해 육묘 시, 육묘기간에 따라 Hyponex 육묘용(N:P:K, 15:30:15)과 생장용(N:P:K, 20:20:20)을 1,000배 또는 2,000배 시비하였고 그 결과, 액비농도가 높고 처리횟수가 많을수록 생육이 촉진되는 현상이 나타났다(Chon et al. 2011). 털부처꽃(Lythrum salicaria L.) 은 Hyponex 미분(N:P:K, 6.5:6:19) 시비 처리에서 대조구 (500배)와 250배 액비처리 시 생육지표상 뚜렷한 차이가 없 었으며 1,000배 Hyponex 시비처리를 하였을 때 초장, 줄기 직경, 그리고 근장의 수치가 유의하게 높게 측정되었다(Jang et al. 2022). 부산꼬리풀(Veronica pusanensis Y.N.Lee) 과 큰구와꼬리풀(V. pyrethrina Nakai)은 액체비료(Peters professional)를 시비처리하여 육묘할 때, 초장과 초폭을 비롯한 생육지표가 대조구보다 높게 조사되었다(Kwon et al. 2021;Oh et al. 2022). 참두메부추는 1,000mg･L-1 농도의 액체비료 8mL를 주 2회 엽면시비 했을 때 초장이 9.2cm, 엽수가 4.2개로 대조구보다 높았으며 지상부 생중량은 0.3g 으로 조사되어 고형비료를 셀 당 0.1g 시비한 처리구 다음으로 생육이 양호했다.
마늘(A. sativum L.)에서 질소(200kg･ha-1)의 시비는 구근 당 clove의 수, 무게 그리고 수확량 등을 향상시켰고 추가적으로 황(60kg･ha-1)을 조합하여 시비처리 했을 때 20개의 clove 생체중과 같은 수확량 매개변수를 상당히 높게 나타 냈다(Farooqui et al. 2009). 칼륨의 경우, 마늘의 영양소 (N, P, K, S, Ca, Mg, B, Na) 함량을 증가시켰으며 200kg･ ha-1 시비처리 시, 최대 구근 생산량이 나타났다(Jiku et al. 2020). 양파(A. cepa L.)에 질소비료 시비(>115kg･ha-1) 할 경우, 구근 길이에 영향 없이 추대를 늦추고 구근 직경 및 바이오매스 수율을 향상시킨다고 보고되었다(Abdissa et al. 2011). 칼륨비료의 시용은 양파의 초장과 엽장을 비롯한 평균 구근 무게 및 길이 등에 긍정적 영향을 끼친 것으로 보고되었다 (Bekele 2018). 부추를 노지 이식 재배할 때에는 중성비료를 시 비해야 하며, 추비는 100m2당 질소 4.6kg, 칼륨 5.0kg를 2∼3 회 나누어 시용하는 것이 알맞다고 알려져 있다(Nongsaro, 2023). 한편, 세포의 신장과 분얼에 필요한 원소인 칼슘은 비독성 무기영양 성분이며 다른 무기원소의 고농도 독성을 제거 하는데 매우 효과적이다(GNARES 2020). 선행 연구를 바탕으로 참두메부추의 최적 시비 권장량 구명을 위해서는 필수원 소 함량을 보다 다양하게 조합하여 시용하고, 재배토양에 관한 연구 또한 필요하다.
참두메부추 유묘는 105셀 플러그 트레이 처리에서 초장과 엽수가 증가하였고 60% 차광처리 시 초장과 근장이 높게 조사되었다. 시비처리에서는 속효성 고형비료를 셀 당 0.1g 처 리 또는 1,000㎎·L-1 농도의 속효성 액체비료를 8mL씩 주 2 회 시비처리 하였을 때 근수와 근장이 높게 측정되어 참두메 부추 유묘의 뿌리발달에 효과적인 것으로 판단된다. 따라서 참두메부추를 관상식물로 활용하고 산업화에 기여하기 위해서는 105셀 플러그 트레이에 파종한 묘를 60% 차광조건 아래에서 속효성 고형비료 0.1g 또는 속효성 액체비료 8mL를 주 2회 시비하여 육묘하는 것이 적정 조건이라고 할 수 있다.
