서 론
재료 및 방법
1. 시험개요
2. 처리 방법
3. 조사 항목 및 방법
4. 통계분석
결과 및 고찰
1. 트레이 규격에 따른 참당귀 묘의 생육 특성
2. 트레이 규격에 따른 참당귀 묘의 정식 후 생육특성
서 론
참당귀(Angelica gigas Nakai)는 중국 동북부지역, 일본, 한반도 전역에 분포하는 산형과(Umbelliferae) 당귀속(Angelica L.)의 다년생 초본류이다(Lee, 2003; Lee, 2006; Jeong et al., 2021). 참당귀는 고온조건에서 재배되면 스트레스로 인한 생육량이 감소하고(Jeong et al., 2021), 추대 및 뿌리가 목질화되는 생리적 특성으로 인하여 국내에서는 고랭지 지역인 강원특별자치도 평창군, 경상북도 봉화군이 주산지이며(Yu et al., 2003; Park et al., 2014), 2023년 기준 재배면적은 472ha, 총 생산량은 1,291톤으로 보고되었다(MAFRA, 2024). 참당귀는 Coumarin 계열의 decursin, decursinol angelate 및 nodakenin을 주성분으로 하는(Yim et al., 2005; Wan et al., 2007) 국내 주요 대표 약용작물로 해열 작용(Ahn et al., 2011), 진통작용(Tanaka et al., 1971), 혈소판 응집 억제 작용(Toriizuka et al., 1986; Shimizu et al., 1991), 항산화, 항암(He et al., 2023; Jo et al., 2024)등의 효과가 있는 것으로 알려져있다.
최근 건강기능식품에 대한 관심이 늘어나고 산업이 확산되며 약용작물의 재배기술 표준화에 대한 현장에 요구가 증가하고 있는 상황이다. 특히, 묘 소질은 정식 후 생육향상에 큰 영향을 미치는 요인으로(Buwalda et al., 2006), 균일한 참당귀 우량묘를 안정적으로 생산할 수 있는 육묘기술 개발이 요구된다. 관행의 참당귀 묘 생산은 가을에 직파하여 2년 후 봄까지 육성하는 방식으로 약 1년 6개월의 긴 기간이 소요되며 별도의 육묘 공간이 필요하다(RDA, 2018). 플러그 트레이를 활용한 육묘는 이와 같은 애로기술을 해소할 수 있는 가장 효율적인 대안이다. 플러그 트레이를 이용한 참당귀 육묘에서 트레이 규격에 따라 육성된 묘의 소질에서 유의한 차이가 있으며(Oh et al., 2014), 플러그 묘 활용 시 묘의 균일화와 생산량 증대에 효과가 있다고 보고되었다(Lee et al., 2024). 하지만 이러한 연구들은 연구수준에 한정되어 있거나 묘 소질 연구에만 집중되어 실제 현장에서 재배를 통한 검증까지는 확장되지 못하고 있는 실정이다.
본 연구는 관행방식으로 생산된 참당귀 묘를 대조구로 하고, 참당귀의 육묘기 생육특성을 고려하여 적정한 트레이를 선발 후 참당귀의 묘를 육성하고 이를 국내 참당귀 주산지인 평창군 재배 농가에서 실증 실험 통한 효과를 검증하여 향후 참당귀 육묘의 기반 기술로 활용하고자 수행되었다.
재료 및 방법
1. 시험개요
본 연구에 사용된 참당귀 종자는 강원특별자치도 평창군 소재 참당귀 재배 농가에서 채종 된 종자를 이용하였다. 육묘는 원광대학교 원예산업학과 실습 포장 내 플라스틱 필름 하우스에서 수행되었으며, 실증재배 시험은 강원특별자치도 평창군 진부면에 소재한 참당귀 농가에서 실시되었다.
2. 처리 방법
묘의 육성은 10월경에 노지에 파종해 약 1년6개월 방치한 후 채취한 관행 방식의 묘를 대조구로 하여 채소용 트레이(50공)와 임업용 트레이(35공)이 활용되었다(Fig. 1). 파종 후 발아하여 자엽이 전개된 묘를 각 트레이에 이식하였다. 사용된 상토는 육묘에 활용되는 원예용상토(Sanlimyangmyo, Sung Hwa Co., Bosung, Korea)를 활용하였으며 육묘일수는 예비시험을 통해 도출된 임업용 트레이를 기준으로 지하부의 포트가 깨지지 않을 정도 수준인 80일로 설정하였다. 관수 관리는 토양이 마르지 않을 정도로 하였으며 재배 환경은 조건을 특정하지 않고 관리하였다. 정식은 참당귀가 재배되는 노지포장의 일부구간을 활용하여 2025년 4월 말에 난괴법으로 배치, 정식하여 동년 10월 말까지 약 6개월동안 재배 후 수확하였다. 재배 중 작물의 관리는 농가의 관행 방식에 따랐다.
3. 조사 항목 및 방법
3.1 묘의 소질
묘의 소질은 처리별 10주씩 무작위로 선발하여 지상부 및 지하부의 길이, 두께, 생체중, 건물중을 조사하였다. 길이는 줄자를 이용하여 가장 긴 지점을 기준으로 측정하였고, 두께는 가장 두꺼운 지점을 측정하였다. 생체중을 전자저울을 이용하여 측정 후 80°C로 설정된 건조기 72시간동안 완전히 건조시킨 후 건물중을 측정하였다.
3.2 정식 후 생육특성
정식 후 생육은 지하부의 길이, 생체중 및 건물중을 묘의 소질과 동일한 방법으로 측정하였다. 조사된 값을 기준으로 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA, 2012)에 따라 건물률, 상대생장률을 산출하였다.
Dry Matter Ratio (%)
Relative Growth Rate (RGR)
3.3 주요 성분 측정
주요 성분 측정은 참당귀의 지표성분이되는 Dercursin, Dercusinol angelate 및 nodakenin의 단위중량 당 함량을 측정하였다. 지표성분 분석에 사용된 표준물질은 ㈜코아사이언스(Coresciences Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 구입하였다. 시료는 분말 상태의 참당귀 20mg을 취하여 80% 메탄올 1mL에 현탁한 뒤, 초음파 추출기에서 15분간 진탕 추출하였다. 추출액은 0.45µm 멤브레인 필터(syringe filter, Whatman, Maidstone, England)로 여과한 후 HPLC 분석에 이용하였다.
성분 정량은 Agilent 1100 Series HPLC 시스템(Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, USA)과 YMC-Pack ODS-AM 컬럼(4.6mm×250mm, 5µm; YMC Co., Ltd., Kyoto, Japan)을 사용하여 수행하였다.
표준용액은 표준품을 메탄올에 용해하여 6.25－200µg·mL-1의 농도로 제조하였고, 각 농도별 피크 면적을 기준으로 검량선을 작성하였다. Decursin의 검량식은 Area = 41.8441x + 0.0519(r2 = 0.999**), Decursinol angelate의 검량식은 Area = 41.8693x + 0.4877(r2 = 0.999**)로 나타났다.
4. 통계분석
조사된 데이터는 SPSS 통계프로그램(12.0Version, IBM Co., USA)과 엑셀 소프트웨어(MS OFFICE 2019, Microsoft Co., USA)를 사용하여 분석되었다. 처리 간 유의차는 95% 신뢰수준에서 Duncan 다중 검정(Duncan’s multiple range test)를 이용하여 분석하였다.
결과 및 고찰
1. 트레이 규격에 따른 참당귀 묘의 생육 특성
채소용 50공트레이 및 임업용 트레이를 이용하여 참당귀 묘를 60일동안 육묘하였을 때 묘의 생육특성을 살펴보면(Fig. 2, Fig. 3), 지상부의 초장은 채소용 트레이에서 21.5cm/plant, 임업용 트레이에서 27.4cm/plant로 셀당 부피가 큰 임업용 트레이에서 유의하게 길었으며, 지상부 경경도 초장이 가장 길었던 임업용 트레이에서 육성된 묘에서 유의하게 굵었다. 생체중 및 건물중도 동일한 경향이었으며, 생체중은 채소용 트레이와 임업용 트레이에서 각각 3.36g/plant, 8.23g/plant를 나타내었고, 건물중은 각각 0.67g/plant, 1.05g/plant를 나타내어 처리 간 차이가 약 2배 수준으로 뚜렷하였다. 이는 작물간 차이는 고려되어야 하겠지만 보편적으로 플러그 셀당 부피가 클수록 지상부 생육량이 높다는 다양한 선행연구 결과에 부합하였다(Jeong et al., 2019; Young et al., 2004). 대조구로 사용 된 관행방식으로 육성 된 묘는 육묘포장에서 지하부만 채취 후 바로 사용되어 지상부 생육이 진행되기 전 정식되었다. 지하부의 길이는 관행묘에서 16.1cm/plant, 채소용 트레이묘에서 7.6cm/plant, 임업용 트레이묘에서 16.2cm/plant로 셀당 부피가 작은 채소용트레이 묘에서 나머지 묘들과 비교하여 유의하게 짧았다. 뿌리의 굵기는 관행묘에서 12.5cm/plant로 채소용 및 임업용 트레이에서 육성된 묘보다 2배이상 뚜렷하게 굵었다. 트레이 종류에 따른 참당귀 묘의 지하부의 생체중 및 건물중을 살펴보면, 지하부의 셀당 부피가 가장 작았던 채소용 50공 트레이 묘가 3.3g/plant 수준으로 가장 가벼웠고 관행묘와 임업용 트레이묘는 각각 5.3g/plant, 5.2g/plant로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 하지만 건물중은 관행묘에서 1.3g/plant로 임업용 트레이묘보다 약 1.6배 무거웠는데 이는 관행묘가 장기간(약 1년 6개월) 육묘되는 동안 지하부의 생장이 충분히 진행되어 조직의 성숙도가 높아지고 충분한 광합성을 통한 동화산물 축적이 충실히 이루어졌기 때문에 비중(Specific Gravity)이 높았던 것으로 판단된다. 다만, 비중에 대한 직접적인 측정이 이루어지지 않아 향후 이를 검증하기 위한 보완시험이 필요할 것으로 생각된다. 반면, 임업용 트레이에서 육성 된 묘는 생체중은 관행묘와 유사한 수준을 보였으나, 육묘기간이 짧아 아직 조직이 연약하고 고형물 보다는 수분 함량이 높은 단계에 머물러 있어 건물중 축적은 상대적으로 제한되었기 때문에 비중이 낮았던 것으로 생각된다. 결과를 종합하면, 플러그 트레이를 이용한 참당귀 육묘 시 묘 소질을 지상부와 지하부로 구분하면, 지상부 및 지하부의 생육은 플러그 셀 부피와 정의 관계성을 갖는 것으로 보여지며, 지하부는 관행묘에서 가장 길고 굵었으나, 육묘기간과 묘 소질을 동시에 고려할 때, 셀 당 부피가 큰 임업용 트레이 활용 시 단기간에도 충분히 관행 묘 소질 수준의 묘를 육성할 수 있을 것으로 보여지며, 이는 육묘기간 단축, 토지활용도 증가, 농가의 경제성 등 다양한 측면에서 유리하게 작용될 수 있을 것으로 생각된다.
2. 트레이 규격에 따른 참당귀 묘의 정식 후 생육특성
관행묘를 대조구로 한 트레이 셀 부피에 따른 참당귀 묘의 정식 후 약 6개월동안 재배 후 수확 된 작물의 생육특성을 살펴보면(Table 1), 지상부 초장은 채소용 및 임업용 트레이 묘에서 각각 49, 48cm/plant로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 이는 관행묘와 비교하여 약 1.3배 길었으며, 지하부 길이는 모든 처리에서 유의한 차이를 나타내지 않았다. 지하부의 생체중은 채소용 및 임업용 트레이 묘에서 관행묘와 비교하여 유의하게 무거웠으며, 트레이 묘간에는 정식 전 묘소질과 동일한 경향으로 셀당 부피가 큰 임업용 트레이에서 지상부 및 지하부 모두 생체중이 무거운 경향이었다. 지상부 및 지하부의 길이, 그리고 생체중을 고려할 때, 참당귀 작물의 생육단계가 길이 생장, 특히 지하부의 길이는 일정 수준까지 신장 후 비대에 동화산물의 분배 순으로 진행되는 것으로 생각된다(Lee et al., 2024). 트레이 종류에 따른 참당귀의 수확 시 건물중은(Table 2), 생체중과 동일한 경향으로 채소용 및 임업용 트레이에서 육성 된 참당귀 묘를 정식한 것이 지상부와 지하부 모두 관행묘와 비교하여 유의하게 무거웠으며, 트레이 묘간 지상부 건물중은 유의한 차이를 나타내지 않았으나, 지하부의 건물중은 셀당 부피가 큰 임업용 트레이 묘에서 26.7g/plant로 유의하게 무거웠다. S/R율은 트레이 묘가 정식 된 식물체가 다소 높은 경향을 보였으며, 트레이 묘간에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 건물중 및 S/R율을 고려하면, 트레이 묘를 정식한 식물체가 관행묘와 비교하여 정식 단계에서 지상부의 전개, 엽면적의 확보가 이루어져 광합성이 빠르게 진행되었고, 이를 통한 정식 후 동화산물이 지하부로 보다 빠르게 분배될 수 있어 생육이 한단계 빠르게 진행되었기 때문으로 생각된다. 트레이 셀 부피에 따른 참당귀의 수확 후 건물률은(Fig. 4) 지상부 및 지하부의 건물률 모두 채소용 트레이 묘 > 임업용 트레이 묘 > 관행묘 순으로 높았다. 생육단계가 다소 늦은 것으로 판단되었던 관행묘의 경우 이로 인하여 나머지 처리와 비교하여 동화산물 생성이 충분하지 않았고, 트레이 간 비교에서는 지상부 건물률은 생육량이 가장 많았던 임업용 트레이에서 다소 노화가 진행되었던 것으로 보여진다. 지하부 건물률의 차이는 채소용 트레이 묘의 경우 육묘 단계에서 셀 부피가 작아 지하부 비대를 위한 수분이 충분하지 않아 정식 후에도 영향을 미쳤기 때문으로 생각된다. 지상부와 지하부를 합한 식물체 전체의 건물률은 채소용 트레이 묘에서 뚜렷하게 높았는데, 이는 평균적인 참당귀의 지상부 건물률(약 10%)과 지하부 건물률(약 20%)을 고려하면, S/R율이 높았던(Table 2) 채소용 트레이 묘를 정식한 식물체에서 전체 건물률이 뚜렷하게 높았던 것으로 생각된다. 트레이 종류에 따른 참당귀의 상대생장률은(Fig. 5), 지상부에서는 관행묘를 정식한 식물체에서 가장 높았으며, 트레이 묘간에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 이는 관행묘의 경우 정식 시 지상부가 발생되지 않은 상태에서 정식되었기 때문으로 생각된다. 지하부의 상대생장률은 트레이묘를 정식 한 식물체에서 관행묘와 비교하여 높은 경향이었다. 트레이 묘 간에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 지상부와 지하부를 더한 식물체 전체의 상대생장률은 채소용 및 임업용 트레이묘를 정식한 식물체에서 관행묘와 비교하여 다소 높은 경향이었는데, 이는 육묘단계에서 충분한 엽의 생성과 확장이 이루어져 정식 후 광합성을 빠르게 시작하여 생육 단계가 한단계 빨랐기 때문으로 생각된다. 트레이 종류에 따른 참당귀의 주요 성분 3종 Decursin, Decursin angelate 및 Nodakenin의 단위 무게 당 함량을 살펴보면(Fig. 6), 주요 성분 3종 모두 모든 처리에서 유의한 차이를 나타내지 않았다. 재배 농가를 대상으로 한 참당귀 트레이 육묘 필요성에 대한 조사에서 일부 참당귀 재배 농가에서 트레이 묘를 사용할 경우 육묘기간이 충분하지 않아 Decursin등 주요 성분 함량이 관행묘와 비교하여 현저히 낮다는 의견이 제시되었으나(data not shown), 본 연구결과 유의한 차이가 없는 것으로 조사되었다. 이는 단위 무게당 함량이 유의한 차이가 없다는 점을 고려하면 지하부 생육량이 높았던 트레이 묘, 특히 임업용 트레이 묘에서 식물체당 주요 성분 3종이 모두 가장 높은 것을 의미한다.
Table 1.
Growth characteristics of ‘Angelica gigas’ according to tray cell size after harvest
| Plug tray | Length (cm/plant) | Fresh weight (g/plant) | |||
| Shoot | Root | Shoot (A) | Root (B) | Total (A+B) | |
| Con. | 35 bz | 22 a | 59 c | 87 c | 146 c |
| Vegetables | 49 a | 23 a | 76 b | 97 b | 173 b |
| Forestry | 48 a | 24 a | 90 a | 129 a | 219 a |
Table 2.
Dry weight and S/R raito of ‘Angelica gigas’ according to tray cell size after harvest
| Plug tray | Dry weight (g/plant) | S/R ratio (A/B) | ||
| Shoot (A) | Root (B) | Total (A+B) | ||
| Con. | 6.5 bz | 17.7 c | 24.2 c | 0.34 b |
| Vegetables | 9.6 a | 23.8 b | 33.4 b | 0.45 a |
| Forestry | 10.8 a | 26.7 a | 37.5 a | 0.40 a |
결과를 종합하면, 플러그 트레이를 이용하여 참당귀 육묘 시 본 연구에서 사용된 트레이 셀 사이즈 내에서는 셀의 부피와 묘의 생육량이 정의 관계성을 갖는 것으로 보여지며, 특히 육묘 단계에서 엽의 생성 및 전개 유무가 정식 초기 광합성량에 큰 영향을 주는 것으로 판단된다. 또한 참당귀의 주요 성분은 육묘 방식에 따른 유의한 차이를 나타내지 않는 것으로 판단됨에 따라 참당귀 재배에서 생산물의 질을 평가할 때, 수확 시의 생육량만 고려되면 될 것으로 생각된다. 따라서 참당귀 재배 시 본 시험의 설계 범위 내에서는 셀당 부피가 가장 큰 임업용 트레이를 사용하는 것이 생육측면에서 유리한 것으로 보여지며, 참당귀의 트레이묘 활용 시 생산성 뿐만 아니라, 토지이용효율, 투여되는 노동력 등의 측면에서도 효과적일 것으로 판단된다.
