Original Articles

Journal of Bio-Environment Control. 30 April 2024. 99-106
https://doi.org/10.12791/KSBEC.2024.33.2.099

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 재료 및 방법

  •   1. 파종과 재배관리

  •   2. 조사 방법과 통계 분석

  • 결과 및 고찰

  •   1. 휴면 단계

  •   2. 맹아 출현 단계

  •   3. 초기 생육 단계

  •   4. 입경 단계(주 양성기)

서 론

국내에서 재배되는 아스파라거스(Asparagus officinalis L.)는 주로 봄에 맹아 출현 후 생장된 순을 25cm 전·후 길이로 수확하여 식용하는 채소로, 정식 후 1년차부터 순을 수확할 수 있고 최대 15년 이상까지 장기적인 재배가 가능하다. 또한, 아스파라거스는 강력한 항산화 능력과 인체에 유익한 기능성과 약리성 성분이 다량으로 함유되어 암세포 생장의 억제, 콜레스테롤 감소, 비만 같은 만성질환을 억제하는 탁월한 효과가 알려져 소비가 증가하고 있다(Jang 등, 2021; Lee 등, 2015; Cha와 Cho, 2001; Kawaguchi 등, 1997; Kim 등, 2016).

우리나라는 아스파라거스를 1966년부터 재배하기 시작했으며(Kwon 등, 1979), 현재는 제주도, 전라도, 충청도, 경상도, 경기도, 강원도 등 전국 지역에서 재배되고 있다. 국내 재배면적은 2005년 30ha에서 2009년 60ha로 증가하였고(Benson, 2012), 2018년에는 강원도에서 35ha, 전남지역 11.5ha, 기타 지역을 포함하여 총 재배면적은 100ha 정도이었고, 2022년에는 국내 아스파라거스 재배 면적은 189ha으로 증가하고 있는 추세이다(RDA, 2024).

아스파라거스의 소비 증가에 따라 다수확 생산 기술이 요구되고 있다. 아스파라거스는 파종 후 1년 내지 2년부터 수확이 가능한 작물로, 육묘 단계 초기 생육이 왕성하여 지상부와 뿌리의 개수가 많은 묘는 생장이 불량한 묘보다 버드(芽, bud) 생성과 생장이 유리하기 때문에(Fisher, 1982) 육묘 단계의 묘 생장은 아스파라거스 산업에 매우 중요하다. 육묘 단계에서 생육이 왕성한 아스파라거스는 이듬해 지상부 개수가 2배 이상 증가하고 크라운(crown)의 생체중이 10배 정도 증가한다(Haynes, 1987). 여기서 크라운은 지하부에 버드 클러스터(bud cluster), 지하경(rhizome), 저장근과 흡수근으로 구성되어 있다. 맹아 출현은 저장근의 탄수화물을 이용하므로 크라운 크기와 버드 클러스터 위에 있는 버드의 직경이 커지고, 아스파라거스의 수량에 긍정적인 영향을 미친다(Gąsecka 등, 2009; Woolley 등, 2008). 국내에서 재배되고 있는 아스파라거스의 맹아 출현과 유묘기 생장은 아스파라거스의 생산량과 밀접한 관련이 있다. 본 연구는 국내에서 재배되고 있는 녹색과 자색 품종인 ‘Apollo’, ‘Atlas’, ‘Grande’, ‘Purple Passion’, ‘UC157’, ‘Walker Deluxe’의 휴면 단계, 맹아 출현 단계, 초기 생육 단계 및 입경 단계의 생육과 맹아 출현에 관한 기초적인 정보를 얻고자 수행되었다.

재료 및 방법

1. 파종과 재배관리

본 실험은 전북특별자치도에 속해 있는 원광대학교 내 무가온 비가림하우스에서 수행하였다. 9월 중순에 50공 플러그 트레이에 재배용 상토(Alpha-Plus, Sanglim, KimJe city, Korea)를 충진 후 녹색 품종인 ‘Apollo’, ‘Atlas’, ‘Grande’, ‘UC157’, ‘Walker Deluxe’와 자색 품종인 ‘Purple Passion’ 종자를 파종하였다. 종자 파종 후 33일째에 아스파라거스 유묘를 플라스틱 포트(직경 10cm × 높이 8cm)에 재배용 상토(Alpha-Plus, Sanglim, KimJe city, Korea)를 충진 후 정식하였고 비가림하우스 내에서 주기적으로 관수하였다. 정식 후 100일(1월 말)에 아스파라거스의 지상부 전체가 황화된 상태를 나타내어 휴면에 들어간 것으로 간주하여 지상부를 모두 제거하였다.

아스파라거스의 생육은 휴면 단계, 맹아 출현 단계, 초기 생육 단계, 입경 단계(주 양성기)로 구분하였다. 휴면 단계는 정식 후 100일(1월 말)에 아스파라거스의 지상부가 황화되어 휴면에 들어간 시기를 기준으로 설정하였다. 맹아 출현 단계는 정식 후 135일(3월 초)에 비가림하우스 내부 기온이 상승함에 따라 아스파라거스의 맹아가 출현한 시기를 기준으로 하였다. 초기 생육 단계는 정식 후 150일(3월 중순)에 아스파라거스의 지상부 생장이 초기에 활발한 시기를 기준으로 하였으며, 맹아의 출현 후 지상부 생장이 왕성하게 자라는 건전한 묘와 겨울철 동사로 인해 맹아 출현이 확인되지 않는 묘를 구분하여 생장 특성을 조사하였다. 입경 단계(주 양성기)는 정식 후 214일(5월 하순)을 기준으로 입경에 따른 아스파라거스 품종별 지상부와 지하부의 생육상태를 파악하기 위해 생장 조사를 진행하였다.

비가림하우스 내부의 온도는 Hortplus datalogger(Micro Logger, Dallas Semiconductor, USA) 기기를 작물체의 상단부가 위치한 60cm 높이에 설치하였고, 30분 간격으로 주·야간 평균온도를 측정하였다(Fig. 1). 비가림하우스 내부의 평균온도는 주간 11.5℃, 야간 –0.6℃로 측정되었고, 아스파라거스 묘는 야간온도가 0℃ 이하로 하강함에 따라 지상부가 황화되었다.

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Fig. 1.

Temperature of rain-shelter house during the winter season.

2. 조사 방법과 통계 분석

맹아 출현 시기는 아스파라거스의 첫 번째 순이 출현하여 포트 내 상토 위로 1cm 이상 올라온 날을 1일로 계산하였다. 1블록(육묘용 상자) 18주 포트에서 순이 모두 올라온 날까지 측정하여 맹아 출현 일수를 산정하였다. 아스파라거스 묘의 지상부와 지하부의 생장특성을 파악하기 위해 아스파라거스의 뿌리 부근에 있는 상토를 물로 제거하고 지상부와 지하부 생장 특성을 조사하였다. 순(Spear)의 개수, 지상부(Shoot)의 개수, 뿌리의 개수, 뿌리의 길이, 버드의 개수, 뿌리의 무게를 조사하였다. 순의 개수는 토양에서 1cm 이상 출현한 순을, 지상부의 개수는 입경 시 줄기의 개수를, 버드의 개수는 버드 클러스터 위에 있는 버드의 개수를 측정하였다. 뿌리의 개수는 저장근 뿌리를 조사하였고 그 중 가장 긴 뿌리를 기준으로 길이를 측정하였다. 뿌리의 생체중은 식물체의 물기를 제거 후 전자저울(HS210A, Hansung, Korea)을 사용하여 조사하였고, 건물중은 열풍건조기(VS-1202D2, Vision Scientific, Korea)에 생체중 뿌리를 넣고 60℃에서 3일간 건조한 후 측정하였다.

실험 디자인과 통계 분석은 다음과 같다. 아스파라거스는 6품종을 사용하였고 맹아 출현은 비가림하우스에 1블록에 1품종당 18주, 3블록에 총 54주를 조사하였고 다른 지상부와 지하부 생장 특성 조사는 7주를 조사하였다. 실험 디자인은 완전임의배치로 설정하였고 데이터는 SPSS 프로그램(Version 24.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 95% 신뢰수준에서 Duncan’s multiple range test(DMRT)로 유의성 분석을 하였다.

결과 및 고찰

1. 휴면 단계

정식 후 100일, 휴면 상태인 아스파라거스 묘의 뿌리를 관찰하였을 때 녹색 품종인 ‘Apollo’와 ‘UC157’은 뿌리의 생장이 촉진된 결과를 보인 반면에, 자색 품종인 ‘Purple Passion’은 뿌리의 생장이 저조하였다(Fig. 2). ‘Apollo’와 ‘UC157’ 품종은 다른 품종들보다 뿌리의 개수, 뿌리의 길이, 뿌리의 무게 및 버드의 개수가 유의하게 높았으며, ‘Purple Passion’은 전체적인 생육이 저조하였다(Table 1). 국내에서 주로 재배되는 녹색 품종은 ‘Grande’와 ‘UC157’으로, Cueto와 Lesnick (1999)에 따르면 열대지역에서 재배한 ‘UC157’은 ‘Apollo’보다 1년차 생산량이 1.14배 많은 것으로 나타났다. 아스파라거스의 뿌리와 버드는 지상부 생장과 연관이 있으며, 크라운 크기가 클수록 지상부의 생장을 촉진시키고 버드의 개수가 많을수록 수량이 증가한다(Gąsecka, 2009; Krzesiński 등, 2008; Woolley 등, 2008). 휴면 단계에서 ‘UC157’이 다른 품종들보다 뿌리의 개수와 버드의 개수가 많아 이듬해 생산량이 높을 것으로 추정된다.

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Fig. 2.

Photos of root growth characteristics of six asparagus cultivars during the dormancy stage.

Table 1.

Crown growth parameters of six asparagus cultivars during the dormancy stage grown in a rain-shelter house.

Cultivars Root number Root length (cm) Bud number Root fresh weight (g) Root dry weight (g)
Apollo 5.6z aby 15.81 a 1.9 ab 1.82 ab 0.33 a
Atlas 4.6 c 12.35 ab 1.7 ab 1.00 c 0.18 b
Grande 4.0 c 10.34 b 1.9 ab 0.87 c 0.18 b
Purple Passion 3.4 c 8.61 b 1.3 b 0.88 c 0.20 b
UC157 6.3 a 15.50 a 2.4 a 1.93 a 0.39 a
Walker Deluxe 4.1 c 12.20 ab 2.0 ab 1.32 bc 0.16 b
Significance ***x ** * *** **

zEach value is the mean of seven replications per treatment.

yMeans within each cultivar sharing the same letter are not significantly different based on Duncan’s multiple range test at p ≤ 0.05.

x*,**,*** Significant at p ≤ 0.05, 0.01, or 0.001, respectively.

2. 맹아 출현 단계

휴면 경과 후 봄철 아스파라거스 6품종의 맹아 출현 시기를 조사하였다(Fig. 3). 녹색 품종인 ‘UC157’과 ‘Atlas’ 품종은 맹아 출현이 빠른 반면에 ‘Grande’, ‘Purple Passion’은 맹아 출현이 다른 품종에 비해 약 10-20일 정도 더 늦었다. 녹색 품종인 ‘Apollo’, ‘Walker Deluxe’의 맹아 출현은 7-8일이 소요되어 중간 값을 나타냈다. 아스파라거스는 품종에 따라 맹아 출현 시기가 달라지며, ‘Atlas’, ‘UC157’은 다른 품종들보다 맹아 출현 시기가 더 촉진되었다(Fig. 3). 아스파라거스의 맹아 출현을 위해 저온이 필수적이고 저온 처리 후 재배 온도가 상승하면 맹아가 출현된다. 아스파라거스는 맹아 출현을 위해 휴면 단계에서 일정기간의 0-5℃의 저온처리가 요구된다(Ku 등, 2007; Nie 등, 2016). Ku 등(2008) 연구에 의하면 재배 온도가 20℃ 이상 일 때 저온처리 기간에 상관없이 맹아가 출현된 반면 재배 온도가 15℃ 이하일때 저온처리 기간에 따라 맹아 출현 시기가 달라졌다. 맹아 출현에 적합한 저온처리 온도와 저온처리 기간은 5℃에서 3주, 10℃에서는 6주의 처리 기간이 적합하다고 보고되어 있다(Ku 등, 2007; Ku 등, 2008).

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Fig. 3.

Bud break of six asparagus cultivars grown in the rain-shelter house at the spear sprouting stage. Each point represents the mean of 54 plants. Different letter above each bar is significantly different by Duncan’s multiple range test at p ≤ 0.05.

실험기간 비가림하우스 내부의 평균 온도는 주간 11.5℃, 야간 –0.6℃(Fig. 1)로 이러한 조건에서 ‘Purple Passion’은 유묘기의 지하 근권부 생장상태가 저조하여 맹아 출현이 지연되고 순의 생장이 늦어졌다. 아스파라거스는 맹아 출현 시기에 먼저 나온 순을 수확하지 않고 입경시키면 correlative inhibition 현상으로 인해 옆에 있는 맹아 출현과 순의 생장이 지연된다(Feller 등, 2012; Ku 등, 2017). 맹아 출현이 조기에 이루어지면 빠른 수확이 가능하고 다음 순의 생장이 촉진되어 생산량이 증가하기 때문에(Lee 등, 2015; Nie 등, 2016) 아스파라거스의 품종 선택 시 맹아 출현이 빠른 품종을 선택할 필요가 있다. 아스파라거스 품종에 따른 순의 개수는 ‘Purple Passion’을 제외한 품종 간 통계적 유의성이 없었다(Fig. 4). ‘UC157’의 평균 순의 개수는 2.5개, ‘Purple Passion’는 1개로 나타났는데, 순의 개수가 3개 이하로 확인된 것은 생육 특성을 조사한 시기가 정식 5개월 후로 아스파라거스의 생장 기간이 짧았기 때문으로 판단된다.

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Fig. 4.

Spear number of six asparagus cultivars grown in the rain- shelter house at the spear sprouting stage. Each point represents the mean of 54 plants. Different letter above each bar is significantly different by Duncan’s multiple range test at p ≤ 0.05.

3. 초기 생육 단계

맹아 출현 후 각 품종의 아스파라거스를 2주간 재배 후 ‘Purple passion’와 ‘UC157’ 에서 뿌리의 개수, 뿌리의 길이 및 버드의 개수가 모두 다른 품종에 비해 생장이 촉진되었으나, 맹아 출현이 되지 않은 묘는 겨울의 저온으로 인해 뿌리의 생장 억제가 발생하고 버드 생성 및 생장 과정에서 피해를 받았을 것으로 추측된다(Table 2Fig. 5). 휴면 단계는 ‘UC157’의 뿌리 생장 특성이 우수하였지만, 맹아 출현 단계에서 ‘Atlas’와 ‘UC157’의 생장 특성들이 우수한 것으로 나타났다. ‘Atlas’, ‘Apollo’ 및 ‘UC157’은 맹아 출현이 10일 이내로 다른 품종보다 맹아 출현이 빨랐고, ‘Purple Passion’은 24일 정도로 맹아 출현이 현저하게 늦었다(Fig. 3). Cantaluppi(2012)에 의하면 아스파라거스가 저온 피해를 받았을 때 ‘Grande’, ‘UC157’이 ‘Purple Passion’보다 맹아 출현이 더 촉진되었다. 순의 개수와 무게는 생산량에 중요한 영향을 미치며 아스파라거스에서 생산되는 순의 개수가 많고 무게가 무거울수록 생산량이 높아진다(Gąsecka 등, 2009; Lee 등, 2013; Seong 등, 2001). ‘Purple Passion’은 ‘Apollo’, ‘Atlas’, ‘Grande’, ‘UC157’과 비교할 때 순의 개수가 적었다(Benson 등, 1996; Cantaluppi, 2012; Cermeňo 등, 2008). 이러한 원인으로 따뜻한 지중해성 기후에 적응한 품종인 ‘Purple Passion’은 온대성 기후 조건에서 겨울철 재배 시 저온 피해를 받았을 것으로 추정된다(Brian 등, 1996). Siomos(2018)에 의하면 아스파라거스 순의 생장과 수확량은 온도와 품종에 의해 영향을 받는다. 맹아가 출현하지 않은 묘의 뿌리 길이를 조사한 결과 ‘Atlas’와 ‘UC157’의 뿌리 길이는 10-13cm 범위 내로 측정되었으며 ‘Purple Passion’은 7.6cm로 다른 품종들에 비해 더 짧았다(Table 2). 맹아가 출현되지 않은 묘는 지하부에 있는 버드가 겨울철 영하의 기온에 피해를 받아 동사로 인해 맹아 출현이 이루어지지 않는 것으로 확인되었다. 이런 결과에 따라 겨울철에 포트로 묘를 육묘할 경우 저온에 강한 내한성 품종을 이용하거나 저온 피해를 방지할 대책이 필요하다.

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Fig. 5.

Shoot and root growth 15 days after bud break in six asparagus cultivars at the early fern establishment stage. A, Emerged shoots; B, Not emerged shoots.

Table 2.

Spear number and crown growth parameters of six asparagus cultivars with shoot emerged during the early fern establishment stage grown in a rain-shelter house.

Shoot emerged Cultivars Spear
number
Root
number
Root length
(cm)
Bud
number
Root fresh weight
(g)
Root dry weight
(g)
Emerged Apollo 3.0zaby 9.2 bc 17.2 ab 4.4 ab 1.54 bcd 0.15 bc
Atlas 3.8 a 12.0 ab 18.8 a 5.6 a 3.08 a 0.24 a
Grande 2.6 b 6.4 cde 17.3 ab 2.8 c 1.32 bcd 0.15 bc
Purple Passion 1.6 bc 4.2 def 11.6 a-d 1.4 c 1.23 bc 0.14 bc
UC157 3.2 ab 14.6 a 16.6 abc 6.0 a 3.42 a 0.38 a
Walker Deluxe 3.0 ab 7.8 cd 13.8 abc 2.8 bc 1.98 b 0.20 ab
Not emerged Apollo - 3.0 f 11.3 bcd - 0.73 d 0.10 c
Atlas - 4.2 def 13.8 bcd - 0.94 bcd 0.11 c
Grande - 3.2 def 8.5 cd - 0.59 cd 0.08 c
Purple Passion - 3.2 def 7.6 d - 0.58 d 0.14 c
UC157 - 4.0 def 13.2 a-d - 0.79 cd 0.10 c
Walker Deluxe - 4.2 def 12.3 a-d - 0.85 bcd 0.13 bc
Shoot emerged (A) ***x *** *** *** *** ***
Cultivar (B) NS *** NS NS * NS
A × B * *** NS * NS NS

zEach value is the mean of seven replications per treatment.

yMeans within each cultivar sharing the same letter are not significantly different based on Duncan’s multiple range test at p ≤ 0.05.

xNS,*,*** Non significant or significant at p ≤ 0.05, or 0.001, respectively.

4. 입경 단계(주 양성기)

아스파라거스 재배 시 입경 단계는 봄 수확 후 지상부와 엽상지에서 광합성 작용으로 동화산물을 생산하고 근권에 있는 저장근으로 양분을 이동하여 버드 생성, 저장근 및 흡수근의 생장에 영향을 준다(Daningsih, 2004; Downton과 Torokfalvy, 1975). 입경 단계에서 아스파라거스의 지상부와 지하부를 육안으로 확인 시 ‘Purple Passion’ 을 제외한 다른 품종들의 생장 상태는 유사하였다(Fig. 6). 아스파라거스 6품종의 생장 조사 결과를 살펴보면, ‘Apollo’와 ‘UC157’은 다른 품종들에 비해 뿌리와 버드의 개수가 현저하게 많았다. 반면 ‘Purple Passion’은 ‘Apollo’와 ‘UC157’과 비교하여 뿌리의 개수, 버드의 개수가 감소하였다(Table 3). ‘Apollo’는 순, 뿌리 및 버드의 개수에서 가장 많은 개수를 나타내 다른 품종들에 비해 양호한 생육을 보였으며, Ku 등(2008)Nie 등(2016)의 보고에 의하면 재배 지역의 온도가 20℃ 이상 시 맹아 출현이 촉진되고 특히 온대기후 조건인 국내에서 재배가 적합할 것으로 판단된다.

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Fig. 6.

Shoot and root growth at 79 days after bud break of six asparagus cultivars at the vigorous fern establishment stage.

Table 3.

Shoot number and crown growth parameters of six asparagus cultivars during the vigorous fern establishment stage grown in a rain-shelter house.

Cultivars Shoot
number
Root
number
Root length
(cm)
Bud
number
Root fresh weight
(g)
Root dry weight
(g)
Apollo 16.8z ay 45.8 a 22.4 a 23.2 a 15.21 a 2.55 a
Atlas 13.4 a 33.2 b 21.3 a 15.6 b 15.91 a 3.03 a
Grande 14.4 a 31.2 c 18.8 a 13.4 b 8.63 a 1.43 a
Purple Passion 4.4 b 17.2 c 25.6 a 9.6 b 10.14 a 1.85 a
UC157 16.4 a 42.6 a 19.9 a 22.8 a 9.60 a 2.15 a
Walker Deluxe 11.2 a 26.0 b 18.8 a 15 b 9.36 a 1.61 a
Significance ***x *** NS ** NS NS

zEach value is the mean of seven replications per treatment.

yMeans within each cultivar sharing the same letter are not significantly different based on Duncan’s multiple range test at p ≤ 0.05.

xNS,**,*** Non significant or significant at p ≤ 0.01, or 0.001, respectively.

‘UC157’은 일반적으로 맹아 출현이 빠르고 초기 생장이 촉진되며, 순의 개수가 많았다(González, 2007; Haihong 등, 2018; Pertierra 등, 2006). 버드의 개수와 지상부 개수(R2 = 0.46), 뿌리의 개수와 지상부 개수(R2 = 0.53) 상관 관계가 나타났다(Shawon 등, 2021). 또한, Woolley 등(2008)에 의하면 버드의 개수와 생산량은 밀접한 관련이 있다. 따라서 아스파라거스의 버드 개수와 뿌리의 개수는 다음 해 생산량에 중요한 요소이다.

‘UC157’은 정식 후 첫해에 생산량이 높게 나타나지만 재배 기간이 경과함에 따라 점차 생산량이 감소한다(Kirschenbilder 등, 2015). 본 연구에서는 정식 후 7개월까지 초기 생육 단계에 해당하는 시기에 아스파라거스의 생장 특성을 조사하였기 때문에 ‘UC157’의 생육 결과가 우수했던 것으로 판단된다.

자색 아스파라거스 품종은 녹색 아스파라거스 품종보다 생산량이 낮지만 순의 두께가 굵기 때문에 개당 생체중이 높아 아스파라거스의 상품이 우수하고(Benson 등, 1996; Cantaluppi, 2012; Cermeňo 등, 2008; O’Malley와 Pecinovsky, 2017), 기능성 성분인 폴리페놀, DPPH 소거능 및 루틴 성분이 녹색 아스파라거스 품종에 비해 더 높았다(Maeda 등, 2005). 아스파라거스 재배 농가는 재배 목적에 따라 아스파라거스의 품종 선택하는 것을 추천하며 초기 생산성을 위해서는 ‘UC157’, 인체에 유익한 기능성 성분을 위해서는 ‘Purple Passion’을 선택하는 것이 적합하다고 사료된다.

Acknowledgements

본 논문은 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호: RS-2023-00231192)의 지원에 의해 이루어진 것임.

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