2012년 나주지역에서 채종한 황금 (Scutellaria baicalensis Georgi) 종자를 사용하였고 상온에 보관한 종자를 무처리 (대 조구)로 하고, 2일간 흐르는 물에 종자를 수세 처리한 종자, 2 일간 흐르는 물에 종자를 수세 처리하여 4℃ 15일간 냉장 처 리한 종자, 종자소독약으로 2 - 3시간 침지하여 4℃ 15일간 냉 장 처리한 종자, 종자를 GA₃ 100 ppm 1시간 침지한 후 4℃ 15일간 냉장 처리한 종자를 사용하였으며, petri dish에 Whatman No. 2 (Whatman Ltd., Maidstone, Kent, England) 1매를 깔고 100립씩 치상하여 완전임의배치 3반복으로 처리하 였다. 온도별 처리는 20℃, 25℃ 2수준으로 다중 항온기에서 하였고 광조건은 1,500 Lux로 1일 12시간 명조건과 24시간 암조건을 두어 암처리는 0.03㎜ 흑색비닐, 알루미늄 호일로 petridish를 밀봉하여 항온기에서 실시하였다.

종자에 대한 발아조사는 종자의 어린뿌리가 1㎜내외로 자 랐을 때를 발아로 보았으며 암조건의 경우 매일 오전 10 - 11 시 사이에 실시하였고, 암 처리는 빛의 투과를 방지하기 위하 여 시험이 끝나는 시기에 조사하였으며 발아력, 발아율, 평균 발아 일수는 농촌진흥청 조사기준 (RDA, 1995)에 준하여 계 산하였다.

본 시험은 2011년부터 2012년까지 2년간 반천통 토양인 전 남농업기술원 특용작물 포장에서 수행하였고 종자는 나주지역 에서 채종한 종자로 파종 전에 2일간 흐르는 물에 침지 후 4 - 5℃ 저온에서 15일간 냉장 처리하였다. 두둑은 120 ㎝로 만 들어 10 a당 2㎏ 정도로 하여 파종 시기를 2011년 4월 25일, 5월 16일, 6월 7일, 6월 27일, 20일 간격으로 4시기를 4열 점파하였다. 재배유형은 노지 고휴에 흑색비닐피복 재배를 대 비구로 하고, 흑색 부직포로 피복재배에 비닐 터널은 6월 20 일 - 7월 30일 설치하였으며, 하우스는 흑색 부직포로 피복재 배로 하였다. 한편, 시비방법은 10 a당 성분량으로 질소 18㎏, 인산 15㎏, 가리 15㎏을 시용하였으며 질소와 가리질 비료의 분시 방법은 기비 :추비 비율을 50% : 50%로 하여 5 월 중순과 7월 중순에 각각 25%씩 2회 나누어 추비로 시용 하였고 인산질 비료와 발효계분 퇴비 600㎏/10 a을 기비로 전 량 시용하였다. 병충해 방제와 기타 재배 관리는 농촌진흥청 표준 재배법에 준하여 실시하였다 (RDA, 1995). 종실생육 및 수량조사는 10월 하순에 생육이 균일한 20주를 선정하여 3반 복으로 수확한 다음 개화기, 화경장, 화경수, 화축수, 착삭수, 종실수, 성숙기, 결실율, 1,000립중, 발아율, 10 a당 종실수량 등을 조사하였다. 생육특성 및 지하부 수량은 출현기, 출현율, 경장, 경태, 주당 분지수, 주당 생경엽중, 주근장, 주근경, 상근 중 비율 (주당 생체 3 g이상인 뿌리의 무게), 건조비율, 10 a당 건근 수량 등을 농촌진흥청 농사 시험연구 조사기준에 준하여 조사하였으며, 채종한 다음 종자 100립씩 치상하여 다중 항온 기에서 발아율을 조사하였다 (RDA, 1995).

황금 뿌리에 baicalin을 비롯한 baicalein, wogonin, wogoninglucuronide, oroxylin A, skullcapflavon I, II 등의 flavonoid계 화합물이 있다. 특히 flavonoid계인 baicalin, baicalein, wogonin 들이 황금 뿌리에서만 그 존재가 확인된 약효성분이다. 이러한 성분들은 황금의 품질을 좌우하는 지표물질이 될 수 있다. 본 실험에 사용한 baicalin 표준품은 Wako pure chemical Ltd. (Osaka, Japan)로부터 구입하였고 추출용 phosphoric acid 은 GR급으로 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA), HPLC 분석 및 추출 용매로 사용한 acetonitrile (CH₃CN), distilled water (H₂O), methanol (CH₃OH)은 HPLC급으로 Sigma- Aldrich (St. Louis, MO, USA)을 사용하였으며 사용한 기기 는 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC, Aglient 1260 series, Aglient Technologies, Santa clara, CA, USA), 원자흡광 spectrophotometer (UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan), 교반기 (150 rpm, HY-HS11, Hanyang Science, Seoul, Korea), 회전진공농축기 (EYELA N-1100, EYELA, Tokyo, Japan)을 사용하였다.

황금 뿌리의 약효성분은 Ryuk 등 (1992)의 방법으로 분석 하였으며 열풍 건조 후 마쇄한 가루 0.5 g을 captube에 넣고 0.1 M H₃PO₄: CH₃CN (72 : 28 v/v) 7.5㎖를 넣어 회전진공 농축기 부착된 가열추출기에서 30분 동안 3회 추출하였다. 원 심분리한 상등액을 50㎖ 정용 flask에 옮겨 잔류물은 0.1M H₃PO₄: CH₃CN (72 : 28 v/v) 7.5㎖씩을 2회 넣고 50㎖ 정 용 flask에 정량한 다음에 이 액 0.1㎖를 취해 추출액을 가하 여 10㎖로 정량하였으며 이 액 20㎕로 HPLC 분석을 하였 다. 표준물질 정량은 standard baicalin 5㎎을 10㎖ mess flask에 10㎖ HPLC급 CH₃OH을 넣은 다음에 10㎖ 표준용 액을 만들었다. 분석을 위하여 column은 Jasco C₁₈ (Jasco Co., Tokyo, Japan)을 사용하였으며 0.1M H₃PO₄과 MeOH (40% : 60%)을 이동상으로 사용하였고, 검출기의 파장은 UV 280㎚로 고정하고 flow rate는 1㎖/min, 온도 40℃, 시료주 입량은 20㎕로 하여 분석하였다. 황금 뿌리의 약효성분인 baicalin의 머무름 시간 (Retension Time, RT)은 3분에서 확인 되었다.

나주지역 재배기간의 기상은 광주기상청 자료를 활용하였고 2013년도 3월부터 10월까지 평균 기온, 최고 기온, 최저 기온 월 평균이었고 일조 시수와 강수량은 월 누계로 산정하였으며 평년의 3월부터 10월까지 평균 기온, 최고 기온, 최저 기온, 일조 시수 및 강수량은 1983년부터 2013년까지 30년간의 평 균으로 산정되었다.

황금 (Scutellaria baicalensis Georgi) 종자의 발아기간 중 명, 암조건을 달리하여 광반응을 검토한 결과는 Table 1과 같 다. 암조건에서 발아력, 발아율 및 발아 소요일수는 명조건보 다 무처리가 각각 0.5 - 0.9, 2.2 - 6.5%, 0.5 - 0.6일, 수세처리 에서 각각 0.7 - 0.9, 18.6 - 24.7%, 0.5 - 0.6일, 저온냉장 처리 에서 각각 0.6 - 1.0, 26.0 - 32.3%, 0.5 - 0.6일, 종자소독 +저온 냉장 처리에서 각각 0.5 - 1.1, 22.8 - 30.0%, 0.5 - 0.6일, 종자 GA₃ 침지 +저온 냉장처리에서는 각각 0.7 - 1.2, 24.7 - 34.5%, 0.5 - 0.6일로 높은 발아력, 발아율과 약간 빠른 발아 소요일수 를 보였다. 한편, 무처리한 종자에 비하여 종자 소독처리하거 나 종자 GA₃ 침지처리하여 4℃ 저온에 15일간 냉장처리할 경 우 발아율과 발아 소요일수는 명조건에서 각각 13.6 - 20.2%, 6.3 - 7.0일로 발아율은 34.3 - 36.5%, 34.4 - 37.3%, 발아 소요 일수는 2.5 - 2.7일, 2.3 - 2.7일이였지만 암조건에서는 발아율이 15.8 - 26.7%에 비하여 각각 54.9 - 59.0%, 60.9 - 65.3%일로 가장 높았고, 발아 소요일수는 5.8 - 6.4일에 비해 각각 2.4 - 2.6일, 2.5 - 2.8일로 가장 짧아지는 경향이었다.

다중 항온기를 이용하여 발아 온도를 20℃, 25℃로 각각 조 절한 다음 종자의 발아특성을 조사한 결과는 Table 1과 같다. 온도별 종자의 발아력과 발아율 및 발아 소요일수는 20℃처리 에서 명조건과 암조건 공히 무처리에서 각각 3.4 - 4.3, 13.6 - 15.8%, 6.4 - 7.0일, 수세처리에서 각각 4.5 - 5.2, 19.4 - 38.0%, 5.3 - 5.9일로 가장 낮은 발아력과 발아율이었고 발아 소요일수 가 길어졌으나 종자소독 후 저온냉장 처리에서 각각 5.3 - 5.8, 47.9 - 70.7%, 4.0 - 4.6일과 GA₃ 침지, 저온냉장처리에서 각각 5.5 - 6.2, 50.1 - 74.8%, 3.8 - 4.3일로 가장 높은 발아력, 발아율 과 발아 소요일수가 빨라지는 경향을 보였다. 반면에 25℃ 수 준의 수세처리 및 저온냉장처리 조건에서 발아력, 발아율과 발 아 소요일수는 암조건이 명조건보다 발아력은 각각 0.9, 1.0, 발아율은 각각 24.7%, 32.3%로 높아졌으며 발아일수도 각각 0.5일, 0.6일 정도로 단축되었고 25℃ 수준의 종자소독 및 GA₃침지 저온냉장 처리조건에서 암조건이 명조건보다 각각 1.1 - 1.2, 33.0 - 34.5%, 0.5 - 0.5일로 가장 높은 발아력, 발아율 과 빠른 발아 소요일수를 보였다.

따라서 종자소독처리와 GA₃침지 처리한 저온 냉장처리에서 발아율은 20℃ 수준 무처리 14.7%보다 25℃ 수준에서 44.6 - 47.8% 높았고, 명조건 13.6%보다 암조건에서 발아율은 57.1 - 61.2% 높아졌으며 무처리한 종자에 비하여 종자 소독처리와 GA₃ 침지 처리한 저온냉장 조건에서 발아 소요일수는 20℃ 수 준에서 6.7일보다 2.4 - 2.6일, 25℃ 수준에서 6.1일보다 2.5 - 2.8일, 명조건에서 6.3일보다 2.5 - 2.7일, 암조건에서 5.8일보다 2.5 - 2.8일정도로 단축되어 종자의 발아온도는 25℃가 적합하 였다. 이상의 결과를 종합하여 보면 황금종자를 안전하게 발아 시키기 위해서 종자소독약으로 2 - 3시간 침지하였고, GA₃ 100 ppm 1시간 침지한 후 15일간 냉장저장 한 다음 25℃내에 파종하였을 경우가 유리한 조건이었다. 황금 종자를 침지 처 리하거나 GA₃ 종자침지 처리한 다음에 저온 냉장처리, 암조 건에서 발아율이 높았고 발아소요일수가 짧아 발아에 적합한 조건으로 인해 암발아성 종자로 추정되었으며, 발아율을 향상 시키기 위하여 종자 침지처리하거나 GA₃ 침지처리 후 4℃에 서 15일간 냉장처리한 다음 파종하였을 때 효과적일 것으로 판단되었다. 이와 같은 점에서 볼 때 암발아성 종자의 발아에 서 저온 냉장처리한 후 20 - 25℃ 온도처리 조건이 발아율이 높았고, 발아 소요일수가 짧아진다는 효과가 있다는 기존의 보 고 (Ahn et al., 2012; Cho and Kim, 1993; Kim et al., 1995, 2001, 2012; Lee et al., 2013; Park et al., 1998)와 일치하였다.

황금 재배기간을 보면 생육 초기 및 중기 (4월 상순 - 6월 하순)의 기상은 평년에 비하여 평균 기온은 17.9℃보다 1.1℃, 최고 기온은 23.8℃보다 1.4℃, 최저 기온은 12.9℃보다 0.9℃ 대체적으로 기온이 높았고 일조 시수는 604.6시간보다 61.5시 간이 길었으며 강수량은 362.5㎜보다 154.3㎜ 적었지만 적 절한 포장 관수로 생육이 양호하였다. 한편, 2012년 8월 28일 부터 8월 30일 사이에 태풍 (볼라벤, 덴빈)피해, 241㎜ 집중 호우로 인해 비가림 하우스 시설물 85% 정도 피해로 식물체 지상부가 좌절되거나 절단되는 상태가 발생하여 식물체를 지 주대에 세워주었고 적절한 배수로 정비작업으로 습해가 최소 화되도록 조치하였다. 따라서 황금재배 기간의 기상 (3월 - 10 월)을 보면 평년 대비 본년의 평균 기온, 최고 기온 및 최저 기온이 각각 20.4℃, 25.8℃, 16.1℃보다 각각 0.8℃, 0.9℃, 0.6℃ 정도로 높았고 일조 시수는 1,301.3 시간에 비하여 148.3시간 길었고 강수량은 1180.2㎜보다 207.1㎜가 많았으 며, 대체적으로 온도가 높았고 일조량이 길어져 강우량도 많 아지는 상태로 경과되었다 (Table 2).

재배유형별 황금의 개화특성 및 생육을 보면 노지 고휴 부 직포재배에서 개화기는 7월 22일 및 성숙기는 10월 4일에 비해 노지 터널재배와 비가림 하우스 재배에서 개화기는 2 - 4일, 성 숙기는 4 - 6일 정도 빨라졌다. 재배형별 개화 생육특성은 노 지 고휴 부직포재배에 비하여 노지 터널재배와 비가림 하우스 재배에서 화경장 19.7㎝보다 1.1 - 2.3㎝ 길었고 주당 화경수 14.8개, 주당 화축수 39.8개 보다 각각 0.8 - 1.3개, 1.7 - 3.9개 많아지는 경향을 보였다. 한편, 파종시기별 개화생육 특성은 6 월 하순에 비하여 6월 상순 < 5월 중순 < 4월 하순 파종구 순 으로 개화기는 4 - 7일, 성숙기가 3 - 11일 정도로 빠른 편이었 고 개화 양상을 살펴보면 빠른 개체가 7월 10일에 개화가 시 작하여 늦은 개체는 7월 28일이었으며 개화기는 7월 20일로 조사되었다. 개화 종기는 10월 8일었는데 개화 기간은 78일이 었으며 화경장은 3.5 - 7.6㎝ 길었고 주당 화축수 0.2 - 1.5개, 화축당 착과수 1.2 - 4.5개가 많아 지상부 생육량이 증가되었다 (Table 3).

황금의 재배유형별 파종시기간 결실특성 및 종실수량을 Table 4에서 살펴보면 노지 고휴 부직포재배에 비해 노지 터 널재배와 비가림 하우스재배에서 화축당 착삭수 10.8개, 착삭 당 종실수 3.4개 보다 각각 0.1 - 0.5개, 0.2 - 0.4개로 약간 많 았고 노지 고휴 부직포재배에서 결실율은 75.3%, 발아율은 84.8%에 비해 노지 터널재배와 비가림 하우스재배에서 각각 1.4 - 2.1%, 2.0 - 4.1%로 높았으며 천립중은 1.69 - 1.71 g으로 약간 무거워 10 a당 채종 수량은 노지 부직포 재배 3.21㎏보 다 노지 터널재배에서 1.01㎏, 비가림 하우스 재배에서 0.74㎏ 더 많아지는 경향을 보였다. 또한, 파종시기별 결실 특 성 및 채종 수량은 6월 하순에 비하여 6월 상순 < 5월 중순 < 4월 하순 파종구 순으로 화축당 착삭수는 0.3 - 0.8개, 1착삭 당 종실수는 0.1 - 0.3개로 약간 많았고 결실율과 발아율은 각 각 2.2 - 8.4%, 2.3 - 7.9%정도 더 높았으며 천립중도 0.01 - 0.04 g으로 약간 무거워 채종 수량은 6월 하순 파종 (3.18㎏/ 10 a)에 비하여 6월 상순 파종에서 10%, 5월 중순 파종에서 26%, 4월 하순에서 42% 증수하여 지상부 결실 생육 및 종실 수량이 증가되었다.

한편, Kim 등 (2002)은 참깨 비가림 재배조건에서 5월 상 순 파종구는 개화 30일 후, 6월 상순 파종구는 개화 35일 후 에 적심하였을 때 무적심에 비해 경장과 착삭 부위장이 짧은 반면 주당 삭수가 비슷하였고 천립중이 무거워 수량이 각각 12, 14%씩 많았다고 보고하였다. 이상의 결과에서 재배 유형 별 결실 특성을 살펴보면 노지 고휴 재배보다 노지 터널재배 와 비가림 하우스 재배에서, 6월 하순 파종구 보다 5월 중순 과 4월 하순 파종구에서 주당 화축수, 화축당 착삭수 및 1삭 당 종실수 등 개화 특성 및 결실의 지상부 생육이 양호하여 종실 수량도 증가되었다는 보고 (Choi et al., 1998; Kim et al., 1997, 1999, 2001, 2012; Lee et al., 2013; Yu et al., 1996)와 비슷한 결과를 얻었다.

Table 5와 같이 재배유형별 파종기간 황금의 지상부 생육특 성을 살펴보면 재배유형별 지상부 생육에서 노지고휴 부직포 재배에 비해 노지 터널, 비가림 재배에서 출현기는 5월 8일 대비 각각 2 - 4일로 빠른 편이었고 출현율은 93%보다 2 - 3%로 약간 높았다. 노지고휴 부직포재배에 비하여 노지 터널 재배와 비가림 하우스재배에서 경장과 경태는 45.8㎝, 4.25㎜ 대비 각각 2.4 - 8.3㎝, 2.6 - 7.0㎜로 더 길었으나 가늘어졌고 주당 분지수 및 생경엽중은 10.8개, 18.2 g 대비 각각 0.7 - 1.5개, 1.2 - 2.0 g개로 적었지만 더 무거워지는 경향을 보였다. 한편, 파종 시기별 출현기 및 출현율에서 6월 하순 파종에 비 하여 5월 중순과 4월 하순 파종에서 출현기는 5월 8일 대비 15 - 27일로 빠른 편이었고 출현율은 92%보다 3 - 5% 정도로 약간 높았다. 파종 시기별 지상부 생육 특성을 살펴보면 6월 하순 파종에 비해 6월 상순 파종 < 5월 중순 파종 < 4월 하순 파종구 순서로 경장 42.1㎝와 경태는 3.61 ㎜보다 각각 5.3 - 14.3㎝, 0.26 - 0.76㎜로 길어졌고 굵어졌으며 주당 분지수 및 생경엽중은 9.1개, 17.9 g 대비 각각 0.6 - 2.0개, 0.8 - 2.9 g 개로 더 많았고 무거워지는 경향을 보였다. 따라서 6월 하순 파종, 노지 고휴 부직포 재배에 비해 4월 하순 - 5월 중순 파 종의 노지 터널재배와 비가림 하우스재배에서 파종 시기가 빠 를수록 경장, 경태, 주당 분지수, 주당 생경엽중 등 지상부 생 장량이 증가되어 작물 생육이 촉진되었다는 보고 (Ahn et al., 2012; Choi et al., 1998; Kim et al., 1997, 1999, 2012; Park et al., 1995, 1997)와 일치되었다.

황금의 재배유형별 파종기 지하부 수량 구성요소 및 수량성 은 Table 5와 같다. 재배유형별 지하부 생육특성에서 노지 고 휴 부직포재배에 비해 노지 터널재배와 비가림 하우스재배에 서 주근장이 11.7㎝에 비해 각각 0.6 - 1.5㎝ 더 길어졌고 주 근경은 9.95㎜보다 0.43 - 0.85㎜ 더 커졌다. 상근중 비율이 노지 고휴 부직포재배 64.3%보다 노지 터널재배와 비가림 하 우스재배에서 각각 3.1 - 6.8%로 높아 품질도 양호한 편이였으 며 건근 수량도 노지 고휴 부직포재배 (163.9㎏/10 a)대비 노지 터널재배에서 7%, 비가림 하우스 재배에서 17% 증수하였다. 한편, 파종기별 지하부 생장량은 6월 하순 파종에 비하여 6월 상순 파종 < 5월 중순 파종< 4월 하순 파종구 순서로 주근장 이 11.4㎝에 비해 각각 0.5 - 2.3㎝ 더 길어졌고 주근경은 9.37㎜보다 0.55 - 2.26㎜ 더 커졌으며 상근중 비율이 64.7% 보다 1.6 - 5.8%정도로 높아 품질도 양호한 편이였고 건근 수 량도 6월 하순 파종 (165.7㎏/10 a)에 비해 6월 하순 파종에 서 3%, 5월 중순 파종에서 10% 증수, 4월 하순 파종에서 15% 증수하는 경향을 보였다. 이상의 결과에서 6월 하순 파 종, 노지 고휴 부직포 재배에 비해 4월 하순 - 5월 중순 파종 의 노지 터널재배와 비가림 하우스재배에서 파종 시기가 빠를 수록 주근장, 주근경, 상근중 비율 등의 지하부 생장량이 증가 하였고 건근 수량도 증수되는 결과를 보였다. 약용작물 4월 하 순 - 5월 중순 파종의 일찍 파종하거나, 노지터널 재배와 비가 림 하우스 재배에서 지하부 수량증대에 양호한 결과를 보였는 데, 황금과 우슬에서 4월 20일 파종, 흑색 P.E 피복재배에서 지상 및 지하부 생장량이 가장 증가하여 건근 수량은 각각 13%, 20% 증수되었다고 보고하였다 (Kim et al., 1997; JARES, 2000; Park et al., 1995).

따라서 본 시험의 결과는 4월 하순 파종의 노지 터널과 비 가림 하우스재배에서 결과와 일치되는 것을 보여 지상부 및 지하부 생장을 유리하게 하였고 수량을 증수시켜 상근중 비율 등 상품성이 향상된다는 결론을 얻을 수 있었다. Table 6

또한, 황금 뿌리에 baicalin을 비롯한 baicalein, wogonin 등 의 flavonoid계 화합물이 있는데 이러한 성분들은 황금의 품질 을 좌우하는 지표물질이었다. 황금 뿌리의 baicalin 함량은 6 월 하순파종 9.51%보다 4월 하순 - 5월 중순 파종구에서 3.11% - 3.38% 높았으며 노지 부직포재배의 10.91%에 비해 노지 터널재배와 비가림 하우스재배에서 0.82% - 1.27% 정도 로 높은 함량을 보였다. Lee 등 (1998)은 황금의 지역별 뿌리 의 baicalin, baicalein, wogonin 함량을 보면 나주지역 (11.82%, 3.21%, 2.02%)에 비해 여천지역이 각각 1.47%, 0.63%, 0.40% 높았고, 재배 년수에서는 1년생 (11.16%, 2.96%, 1.98%)에 비하여 2년생이 각각 2.78%, 1.23%, 0.48% 높았다.

황금 뿌리의 baicalin 함량은 피복 재배구가 무피복 재배구 에 비해 3.60% 높았고 퇴비 +계분 +깻묵의 복합 처리구에서 뿌리의 baicalin 함량이 피복 재배에서 14.81%, 무피복 재배에 서 11.82%로 가장 높은 경향이었다고 보고하였다 (Kim, 1996). Chang 등 (1989)은 황금 근중의 baicalin 함량은 안동 산이 11.41 - 13.76%, 의성산이 13.67 - 16.31% 수준으로 나타 났다고 보고하였으며, 3요소 (N-P-K = 6-9-6㎏/10 a) 시용에서 의 평균 baicalin 함량은 13.1% 수준을 보였다고 보고하였다. 생약재의 상품성을 판단하기 위해서 지표성분 함량이 기준치 에서 보면 황금의 파종기는 6월 상순 파종에서 10.94%로 기 준치 이상이지만, 6월 하순 파종에서 9.51%로 기준치 이하로 나타났다. 반면에, 4월 하순 - 5월 중순 파종의 일찍 파종하였 을 경우 12.62% - 13.34%로 가장 높은 함량을 보였고, 노지터 널 재배와 비가림 하우스 재배에서 11.73% - 12.18% 정도로 높았으며 품질도 향상되는 결과를 얻었다.