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앵초과 갯까치수염은 다육성의 2년생 초본으로, 잎은 어긋나며 두터운 육질로 광택이 많이 나고, 7~8월에 아름다운 흰색 꽃이 피는 관상가치가 우수한 자생식물이다(KPNI 2023). 제주도, 울릉도를 비롯하여 남해안 지역에서 자라며 자생지의 환경에 맞게 내염성이 크다는 특징이 있으며 우리나라 뿐만 아니라, 일본, 대만, 필리핀과 태평양, 인도양 인근의 군도지 역에도 넓게 분포하고 있다(Kono et al. 2013). 바위틈이나 사면에서 잘 자라 암석원, 노지정원, 실내정원 등에 이용할 수 있어 조경용으로도 활용 가치가 높다.
국내에서 자생식물에 대한 관심이 커지면서 화훼시장에서 야생화에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며(Im et al. 2020), 갯까치수염의 경우 식물구계학적 특정식물 1등급이라 (Oh et al. 2011) 국내에서 이용가능지역이 넓은 편이다. 갯까치수염은 고농도 염 조건에서 생존을 위해 자기방어물질 등 을 생성하게 됨에 따라, 다양한 천연 생리활성물질을 함유하 며, 갯까치수염 추출물에서는 항산화, 항암, 항균활성 및 항바이러스 효과가 있다는 연구가 발표되었으며(Ahn et al. 1998;Bae and Song 2017;Jin et al. 2017; Kim et al. 2003; Ko. 2017), 엽록체 유전자를 통한 계통발생학적 연구 (Lee et al. 2022) 등 여려 연구들이 발표되었다.
육묘는 조기수확 및 증수효과를 얻을 수 있으며, 경지 이용도 향상과 함께 소요량을 절감할 수 있어(Park et al. 2011) 작물 생산에 있어 중요한 요소이며 공정육묘방법에는 육묘일 수, 셀 크기, 관수, 시비 등 다양한 영향요인을 통해 식물의 생산 시기를 조절하고, 적절한 종자 사용과 균일한 묘의 생장 속도를 높일 수 있고, 대량생산이 가능해져 그 수요가 증가하고 있다(Calson et al. 1992; Kim et al. 2015; Kim et al. 2019). 종묘 크기와 양액의 종류가 하수오 생육에 미치는 영향(Lee et al. 2017), 토양종류, 플러그 트레이 셀 크기, 파종 립수, 액비 차광수준에 따른 털부처꽃의 생육(Jang et al. 2022), 플러그 셀 크기, 차광율, 시비처리에 따른 참두메부추의 효과적인 생육환경조건(Park et al. 2023) 등이 보고된 바 있어 신규 식물의 공정묘 생산을 위해서는 적정 육묘조건에 관한 연구가 반드시 필요하다. 자생 까치수염속 육묘에 관한 선행연구로는 광과 온도처리 및 저장기간과 프라이밍처리에 따른 종자발아에 미치는 영향 및 생식특성(Ahn et al. 1998;Josep et al. 2002), 일장과 저온처리에 따른 개화반응(Im et al. 2020)에 대해 보고된 바 있으나, 산업적으로 대량 생산하기 위한 적정 육묘 관련 연구는 부족한 실정이다.
이처럼 북반구 대부분의 국가에서 넓게 이용가치가 있는 갯까치수염의 건전한 육묘를 생산하여 대량증식법을 개발하는 것은 매우 중요한 과정이다. 식물의 활용 목적에 따른 육묘법에 대한 연구는 이루어지지 않아서, 사용자의 필요에 맞게 식물을 생산할 수 있는 육묘법 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 플러그묘 생산에 있어서 적정 셀 크기와 양액농도가 갯까치수염의 육묘기 생육에 미치는 영향을 조사하고자 수행하였다.
재료 및 방법
실험재료 및 처리방법
본 연구에 사용된 갯까치수염은 2021년 10월 경상북도 포항시 이가리(36°11'22.0"N 129°22'37.4"E)에 있는 자생지에서 채종하였다. 수집 후 2주간 건조한 종자를 정선하여 종자 저장고(4℃)에 저온저장한 후, 경기도 양평군 용문면 국립수 목원 유용식물증식센터 플라스틱 온실 내에서 2022년 8월 17일에 파종하여 9월 6일에 자엽과 유근이 발달한 1cm 전후의 묘를 사용하였다. 적정 플러그 트레이 셀 크기와 양액농도 구명을 위해 용기는 50구(73cm3/cell), 128구(17.5cm3/cell), 200구(10cm3/cell) (Bumnong Co., Ltd, Jeongeup, Korea)의 플러그 트레이를 사용하였으며, 모든 실험에서는 상업용 원예상토(Hs, Hanareum No.2, Shinsung Mineral Co., Ltd., Goesan, Korea)를 사용하였다. 실험은 플러그 트레이 처리구 당 9개체 3반복으로 이식 후 한국 원시표준액(N-P-K-Ca-Mg, 15-3-6-8-4, Kim et al. 2010)을 휴대용 EC 측정센서(HANNA instruments inc., H198131, Japan)를 통해 권장 EC농도 의 0, 0.5배, 1.0배, 2.0배 농도로 4단계 처리하여 매일 5분씩 순환식 저면 관수방식으로 6주간 재배하였다.
결과측정방법
갯까치수염을 63일간 육묘한 후 플러그 셀 크기, 양액농도에 따른 초장, 근장, 엽수, 뿌리수, 엽록소함량(SPAD-502, Konica Minolta Inc., Osaka, Japan)을 조사하였고 지상부와 지하부로 나누어 생체중, 건물중을 측정하였다. 초장은 하 배축에서 신초의 최상단까지의 높이를 측정하였고, 엽수는 떡잎을 제외한 모든 잎의 수를 측정하였다. 지상부와 지하부의 생체중과 건물중은 전자저울(PAG213, Ohaus Co, Parsippany, USA)을 이용하여 측정하였다. 건물중은 시료를 건조기(OF-02G, Jeio Tech Co. Ltd., Daejeon, Korea)에서 항온 70℃, 72시간 완전건조한 후 측정하였다. 측정된 지표를 활용하여 지상부건중비(TWR, top dry weight ratio), 뿌리건중비(RWR, root dry weight ratio), T/R율, 조직의 충실도(CI, Compactness index, Jeong et al. 2020)를 아래의 식으로 구하여 기본 생육조사를 실시하였다.
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TWR (mg･mg-1) = Top dry weight (mg) / Total dry weight (mg)
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RWR (mg･mg-1) = Root dry weight (mg) / Total dry weight (mg)
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T/R ratio (mg･mg-1) = Top dry weight (mg) / Root dry weight (mg)
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CI (mg･cm-1)= Top dry weight (mg) / Height (cm)
통계분석
모든 실험의 시험구 배치는 완전임의배치법으로 처리당 1 트레이씩을 3반복으로 배치하였으며, 묘의 생육은 처리당 10 개체씩을 선발하여 조사하였다. 모든 생육데이터는 평균과 표준오차 값을 구하고 SAS version 9.4(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 분석하였고, 처리 평균의 차이가 실제로 유의미한 것인지 알기 위해서 이원배치분산분석(Two-way ANOVA)하여, 유의할 때 5% 유의수준에서 Duncan’s MRT (Duncan’s multiple range test)를 통해 사후검정하였다.
결과 및 고찰
식물생장
파종 후 플러그 셀 크기와 양액농도에 따라 6주간 육묘하여, 초장, 근장, 엽수, 근수, SPAD, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중을 측정하였다(Fig. 1). 초장의 경우 양액농도에 상관없이 200셀에서 50셀과 128셀에 비해 초장이 큰 것으로 나타났으며, 셀 크기에 상관없이 대조구와 0.5배 농도에서 다른 처리에 비해 큰 것으로 나타났다. 근장의 경우 양액을 사용하지 않은 대조구와 0.5, 1배액 처리에서는 128셀에서 가장 긴 것으로 나왔으나, 2배액에서는 128셀에서 가장 짧게 나타났다. 모든 셀 크기에서 0.5배액 처리에서 근장이 가장 길게 나타났으나, 50셀와 128셀의 경우는 1배액 처리에서도 0.5배 양액농도 처리구와 유사하게 근장이 길게 나타났다(Table 1). 양액의 농도 처리에 따른 실험 결과 200셀에서 0.5, 1, 2배액 처리는 각각 근장(6.6, 4.8, 4.3cm), 엽수(4.9, 4.2, 3.9개), 지하부 생체중(26.1, 9.5, 11.7mg)으로 조사되었다(Table 1, 2). 50셀에서는 각각 엽수(5.5, 4.6, 3.8개), 지상부 생체중 (152.2, 85.4, 48.5mg) 지하부 생체중(24.2, 9.3, 9.1mg), 지상부 건물중(6.4, 4.1, 2.2mg), 지하부 건물중(0.7, 0.4, 0.4mg)으로 조사되었으며, 이 결과를 보면 0.5배액에서 다른 처리에 비해 유의미하게 높은 것을 알 수 있다(Table 1, 2). 일반적으로 농가에서는 제한적인 재배면적에 따른 공간 효율성을 이유로 작은 크기의 플러그 셀을 사용하지만 도장의 위험으로 지나치게 작은 셀은 지양하는 편(Hwang et al. 2006) 이므로 갯까치수염은 200셀보다는 가장 좋은 생육을 보인 50 셀에서 육묘하는 것이 적절하다고 판단된다.
근장과 엽수의 경우 대조구(4.0cm, 3.6개)보다 0.5배액 (6.5cm, 4.2개)에서 높은 수치를 보였으나, 농도가 가장 높은 2배액 처리(3.0cm, 3.7개)에서는 오히려 수치가 감소하는 경향을 보였다. SPAD값은 대조구에 비해 양액이 투입된 모든 처리구에서 향상되는 경향을 보였으며, 0.5배액에서 가장 높은 값(20.7)을 나타냈다(Table 1, 2). 이처럼 양액의 EC값이 증가함에 따라 생육이 촉진되는 결과를 보였으나 일정 수준이 넘어가면 과번무와 농도장해를 보여서 적정한 농도의 양액의 공급은 식물의 생리활성에 효과적임을 알 수 있었다(Hwang et al. 2006).
0.5배액 처리구에서는 50셀 처리의 지상부 생육이 우수한 것으로 나타났으나, 다른 농도 처리구에서는 셀 수에 따른 차이가 유의하게 나타나지 않은 것으로 나타났다. 이와 유사하게 대조구를 보면 셀 크기와 상관없이 초장이 다른 처리구들에 비해서 유의적으로 가장 높았다. 1, 0.5배액의 경우 셀수와 상관없이 초장이 다른 처리에 비해 낮은 경향을 보이나 오히려 근장과 근수, 그리고 지상부 건물중에서 높은 값을 보였다(Table 1, 2).
셀 크기와 묘의 생육에 관한 몇몇 연구사례를 보면 양파자구 생산 시 셀 크기가 클수록 자구의 생육이 좋아지고 수확시기도 앞당겨졌으며 크기가 큰 자구의 비율이 높아진다는 연구보고가 있었고(Ahn et al. 2012), 거베라(Cho et al. 2003), 시금치 (Yeoung et al. 2004), 비타민나무(Lee et al. 2020), 황기 (Jeong et al. 2020), 파(Lee et al. 2021)에 관한 연구에서 셀 크기가 크고 숫자가 작을 때 생육지표가 높은 값을 보인다고 언급하였다. 반면에 국화 육묘 실험에서 셀크기가 가장 큰 처리에서 생육이 가장 양호하였으나 셀 크기가 작아도 우량묘 생산에 문제가 없었고, 시금치 육묘 시 배지 종류에 따른 입모율과 유묘의 생육에는 차이가 있었으나 셀 크기에 따른 차이는 없었고(Seo et al. 2007), 애호박의 경우 관행적으로 이용하던 32셀 트레이보다 105셀와 162셀에서 육묘일수가 단축되고 과실의 생육이 좋아진다는 보고도 있었다(Kim et al. 2019).
플러그 트레이의 셀 크기를 기준으로 농도처리와의 연관성을 분석하였을 때 일정한 경향이 나타나지 않아서 처리농도를 기준으로 셀 크기에 따른 분산분석을 하였을 때 초장과 뿌리 수를 제외한 지표에서 0.5배액에서 가장 높은 수치를 보이다가 농도가 높아질수록 전반적인 생장이 억제되는 경향이 나타났다(Table 1).
T/R율 및 조직충실도
일반적으로 과채류의 육묘 시 T/R률이 낮고, 조직 충실도가 높을수록 묘의 품질이 우수하다고 평가하며 대량생산을 위해 트레이 셀 수의 증가에 의한 밀식으로 도장이 빈번하게 발생하여 묘의 신장을 억제하는 방법에 대한 연구가 활발히 수행되었다(Lee et al. 2016;Zhang et al. 2003). 갯까치수염의 TWR은 모든 농도의 양액처리구에서 대조구보다 높게 조사되었으며, RWR은 양액 농도 처리 간의 일부 미미한 차이를 제외하고 셀 크기에 따른 차이는 없었다(Table 3). T/R률 만을 놓고 봤을 때 대조구의 200셀에서 3.87으로 가장 낮은 값을 보이나, 조직의 충실도는 1.37로 모두 낮고 Table 3의 결과값과 연관 지었을 때 건전묘라고 판단하기 어렵다. 반면 에 0.5, 1, 2배액의 경우 T/R율이 높은 다른 농도처리보다 높은 값을 보이지만, 조직의 충실도 면에서 특히 0.5, 1, 2배액의 200셀에서 2.6, 2.4, 2.2로 가장 높은 결과값들이 나왔다 (Table 3). 조직의 충실도는 유묘의 건중량과 초장의 비율이며, 높을수록 묘목의 품질이 도장하지 않고, 튼튼하다는 것을 의미한다(Lee et al. 2016). 이러한 결과는 오이묘의 초기생육에서 고농도의 양액농도에서 과번무한 경향을 보였고 (Hwang et al. 2006), 팔레놉시스(Yang et al. 2005)의 경우 2, 3, 4배액 보다 1배액 수준에서 재배하는 것이 최소배지 내의 염류 집적을 줄이면서 식물체 생육에 가장 적절한 것으로 보았다.
결과적으로, 본 연구결과에서 갯까치수염 묘는 0.5배액 양 액농도에서 초장을 제외한 대부분의 생육지표에서 가장 우수한 상태로 나타났으므로, 육묘비용 등을 고려하면 0.5배액 양 액농도에서 육묘 트레이 50셀에서 육묘하는 것이 초기 생육에 유리할 것으로 판단된다.
