실험에 사용된 긴산꼬리풀 (Pseudolysimachion longifolium) 종자는 2018년 11월에 경기도 양평군 용문면에 위치한 유용식물증식센터 내 온실 (37˚28’45.2”N 127˚35’51.4”E)에서 채종하여 정선 후 4℃에서 27 개월 동안 건조 보관 중이던 종자를 사용하였다.

플러그 트레이 셀 크기에 따른 긴산꼬리풀의 생육을 파악하기 위하여 셀 크기가 W × L × H : 280 × 540 × 45 ㎜로 규격이 동일한 34 ㎖/cell (72 구), 21 ㎖/cell (128 구), 그리고 10 ㎖/cell (200 구) 플러그 (Bumnong Co., Ltd, Jeongeup, Korea)를 사용하였다. 각각의 셀에는 원예상토(Baroker, Seoulbio, Eumseong, Korea)를 충진 하였고 셀 당 2 - 3 립씩 파종하였다. 파종 후 10 일째에 솎아내기를 통하여 셀내의 식물이 균일하게 자라도록 했으며, 관수는 배지가 마르지 않게 일주일에 1 - 2 번 저면관수 하였다.

실험은 온도, 습도, 광량이 25 ± 1℃, 70 ± 5%, 100 ± 10 µmol/㎡·s로 유지되고 광주기가 9/15 (h, day/night)로 설정되어 있는 phytotron system (Phyto-tron, Dooyoung E&C Co., Ltd., Yangju, Korea)에서 6 주간 진행하였으며, 광원은 white light emitting diode (LED) (HT400-White, ESLEDs, Seoul, Korea)를 사용하였고 파장은 406 ㎚ - 770 ㎚이며, 최대 파장은 458 ㎚이였다.

광조건의 차이가 유묘의 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 셀 크기에 따른 실험 결과에 따라서 10 ㎖/cell의 플러그 트레이를 이용했으며 파종 및 솎아내기는 셀 크기에 따른 실험과 동일하게 하였다.

광원은 셀 크기 실험과 동일한 장소에서 광량을 각각 50, 100, 200, 300, 400 µ㏖·m^-2·s^-1로 설정했으며, 광량은 광센서를 이용하여 측정하였다.

비료 농도가 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 10 ㎖/cell의 플러그 트레이를 이용했으며 파종 및 솎아내기는 셀 크기, 광도에 따른 실험과 동일하게 하였다. 시비는 Peters (Peters professional, ICL Specialty Fetilizers, Summerville, SC, USA)를 사용하였으며, 성분 조성은 질소 20%, 인산 20%, 칼리 20%, 마그네슘 0.05%, 붕소 0.0125%, 철 0.05%, 망간 0.025%, 구리 0.0125%, 아연 0.025%, 몰리브덴 0.005%이다.

처리 별 농도는 무처리, 500, 1,000, 2,000 ㎎·ℓ^-1으로 설정하였고, 식물 개체는 솎아내기 후 4 일째에 진행했으며, 시비는 토양이 희석된 비료를 충분히 흡수할 수 있도록 주 1회, 한 시간씩 저면관수 하여, 5 주간 진행하였다.

긴산꼬리풀의 측정은 초장, 초폭, 엽면적, 근장, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 그리고 최대양자수율을 측정하였다. 초장은 지제부에서 식물의 가장 높은 부위까지 측정하였으며, 초폭은 식물의 가장 큰 폭을 측정하였다. 엽면적은 Image-J 프로그램 (National Institute of Health, Bethesda, MD, USA)을 이용하여 측정했다.

지상부와 지하부의 생체중은 전자저울 (Shimadzu Analytical Balance AUW2200, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)을 이용하여 측정하였으며, 건물중은 70℃의 항온 건조기에서 72 시간 동안 건조 후 측정하였다.

통계분석은 SPSS (version 20, IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하여 분산분석 했으며, 통계적인 차이가 유의한 경우에는 Tukey’s HSD (honestly significant difference) test (p = 0.05)로 사후 검정하였다. 그래프는 Sigma plot 12.5 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 작성하였다.

플러그 트레이의 셀 사이즈에 따른 긴산꼬리풀의 생육을 확인해 보았을 때, 전체적인 측정 항목에서 통계적인 유의성은 나타나지 않았지만 초장은 10 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 4.7 ㎝로 3.9, 4.5 ㎝의 초장을 나타낸 34, 21 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 더 높은 평균값을 나타났으며 초폭은 10, 21 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 7.2 ㎝로 34 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우보다 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다(Table 1).

엽면적은 4.7 ㎝로 10 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 가장 크게 나타났고 뿌리 길이 또한 10 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 11.4 ㎝로 가장 길게 나타난 반면 34, 21 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 뿌리 길이는 각각 9.7, 9.5 ㎝를 나타내어 10 ㎖의 셀 사이즈에서 약 2 ㎝ 정도가 길게 나타났다. 또한, 셀의 부피가 줄어들수록 생체중과 건물중의 무게가 늘어나는 것을 확인할 수 있었다.

일반적으로 플러그 트레이의 셀 사이즈에 따른 유묘 재배를 할 경우, 셀의 크기가 클수록 배지의 양이 많아져 충분한 영양분의 공급으로 생육이 증진된다는 연구들이 있으나 (Shin et al., 2000; Jeong et al., 2020), Kim 등 (2019)은 작은 크기의 셀에서 육묘를 할 경우 뿌리돌림이 빠르게 진행되어 정식가능한 기간이 단축된다고 하였다. 또한, 같은 속 식물인 큰구와꼬리풀과 부산꼬리풀의 경우에도 셀 부피 차이에 따른 통계적인 유의성은 나타나지 않았지만 경제적인 부분을 생각했을 때, 대량으로 생산하기 위해서는 10 ㎖ 트레이를 이용하는 것이 효과적일 것이라고 보고한 바 있다.

긴산꼬리풀의 경우에서도 전체적인 생육에 있어서 통계적인 유의성은 나타나지 않았지만, 10 ㎖의 셀 사이즈를 적용한 경우 평균적으로 지상부와 지하부의 생장이 높게 나타났고 뿌리 길이 또한 가장 길게 나타난 것으로 보아 정식 후 우수한 생육을 기대할 수 있으며, 한 번에 많은 양의 유묘를 얻을 수 있어 경제적으로도 효과적인 증식을 가능하게 할 것으로 판단된다.

광조건에 따른 긴산꼬리풀의 생육은 초장이 50, 100, 200, 300, 400 µ㏖·m^-2·s^-1의 광량에서 각각 2.3, 3.1, 4.7, 3.6, 3.0 ㎝로 나타나 200 µ㏖·m^-2·s^-1에서 가장 높았으며, 초폭 역시 광량별로 각각 2.9, 4.4, 7.2, 5.0, 4.6 ㎝로 200 µ㏖·m^-2·s^-1의 광량에서 가장 우수하게 나타났다. 엽면적은 50, 100, 200, 300, 400 µ㏖·m^-2·s^-1 에서 각각 0.7, 2.2, 4.7, 4.3, 3.1 ㎠로 나타났고 뿌리 길이는 5.3, 5.8, 11.4, 8.4, 7.8 ㎝로 나타났다(Table 2).

전체적으로 긴산꼬리풀의 생육은 50 µ㏖·m^-2·s^-1에서 200 µ㏖·m^-2·s^-1까지 광량이 높아짐에 따라 증가하는 것으로 나타났지만 µ㏖·m^-2·s^-1 이상의 광량에서는 오히려 생장이 억제되는 것을 확인할 수 있었으며, 생체중과 건물중에서도 비슷한 양상을 보였다.

광량에 따른 생육은 식물의 종에 따라 차이가 있는데, 상추의 경우 white LED에서 광주기에 상관없이 100, 200, 300 µ㏖·m^-2·s^-1의 광량을 조사하였을 때, 지상부와 지하부의 생육이 200 µ㏖·m^-2·s^-1에서 우수했고 300 µ㏖·m^-2·s^-1에서는 상대적으로 생육이 억제되는 것으로 보고되었다 (Park et al., 2013).

또한, Lee 등 (2015)은 0, 35, 55, 75% 차광에 따른 Thalictrum rochebrunianum와 T. uchiyamai의 유묘 생육을 측정한 결과, T. rochebrunianum는 35%에서 생육이 우수하게 나타났고 55, 75%의 차광에서는 생육이 억제된 반면에 T. uchiyamai는 55%에서 생육이 우수하게 나타났으며 35, 75%의 차광에서는 생육이 억제되는 것으로 보고하였다. 이처럼 같은 속 식물일지라도 종에 따라서 광을 받아들이는 정도가 다르게 나타나며 긴산꼬리풀의 경우에는 광량이 200 µ㏖·m^-2·s^-1일 때 생육이 가장 좋을 것으로 판단된다.

시비는 토양 내 유기물 함량, 미생물 특성, 효소 활성 등에 영향을 주기 때문에 식물의 생육에 영향을 미치는 것으로 알려져있다 (Thirukkumaran and Parkinson, 2002; Compton et al., 2004; Frey et al., 2004).

본 연구 결과, 긴산꼬리풀은 500, 1,000, 2,000 ㎎·ℓ^-1의 수준으로 시비를 한 처리구들이 무처리 보다 전체적인 생육이 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 특히, 2,000 ㎎·ℓ^-1에서 초장이 7.8 ㎝, 초폭이 8.9 ㎝, 엽면적이 9.9 ㎝로 생육이 가장 우수하게 나타났으며, 생체중과 건물중에서도 지상부와 지하부 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타난 것을 확인할 수 있었다 (Table 3).

지하부 건조 biomass는 2,000 ㎎·ℓ^-1에서 높게 나타난 것을 확인할 수 있었으나, T/R ratio를 계산해 본 결과 무처리, 500, 1,000 ㎎·ℓ^-1에서 각각 4.8, 4.1, 4.0의 값이 나온 것에 비해 2,000 ㎎·ℓ^-1에서는 4.9의 높은 값이 확인되었다 (Fig. 1). 이는 고농도의 시비로 인하여 지상부가 도장하여 나타난 결과로 보여지며, 무처리에서 T/R ratio가 4.8로 높게 나온 것을 볼 때 적절한 시비 처리가 긴산꼬리풀의 지하부 생장에 도움이 되는 것으로 판단된다. 또한 건물율을 계산해 봤을 때, 무처리는 4.71로 나왔지만 500, 1,000, 2,000 ㎎·ℓ^-1에서는 6.88, 6.78, 6.44로 무처리 보다 높게 나타났다 (no data). 시비 농도별 건물율의 통계적인 유의성은 나타나지 않았지만, 평균적인 값을 보았을 때 500 ㎎·ℓ^-1가 충실도가 높은 것으로 보여진다.

Fig. 1.  The T/R ratio of Pseudolysimachion longifolium under different fertilization levels. Vertical bars represent SE (n = 3).

^*Mean values with different letters are significantly different according to Tukey’s honestly significant difference (HSD) test at 5% (p = 0.05).

시비 농도에 따른 유묘의 생장반응은 같은 속 식물일지라도 종에 따라 차이가 나타나는 것으로 알려져 있는데, 큰구와꼬리풀은 500 ㎎·ℓ^-1 이상의 농도에서 유의미한 차이가 나타나지 않는다고 하였고 (Kwon et al., 2021), 부산꼬리풀과 산꼬리풀은 1,000 ㎎·ℓ^-1에서 생육이 가장 우수하게 나타났다고 보고하였다 (Lee et al., 2020; Oh et al., 2022). 긴산꼬리풀의 경우에 전체적인 생육은 2,000 ㎎·ℓ^-1에서 가장 높게 나타났지만, T/R ratio 값을 비교하면 500, 1,000 ㎎·ℓ^-1 처리구에서 무처리와 2,000 ㎎·ℓ^-1 처리구 대비 유의적으로 차이가 있는 우수한 값을 보였다. 이는 고농도의 시비 조건에 의하여 과대 생장이 나타난 것으로 판단된다. 또한 유묘의 지하부 건물율을 비교해 보면 500, 1,000, 2,000 ㎎·ℓ^-1 처리구에서 무처리 대비 높은 6.88, 6.78, 6.44의 우수한 값을 보였고 통계적인 유의성은 나타나지 않았지만 평균값을 보았을 때 500 ㎎·ℓ^-1이 가장 효과적인 것으로 보여진다. 따라서 긴산꼬리플의 경우에는 시비 처리에 의한 과대 생장을 막고 지하부의 생육이 우수한 유묘를 만들기 위해서 500 - 1,000 ㎎·ℓ^-1의 농도가 생육에 적당한 것으로 보여지며, 특히 500 ㎎·ℓ^-1의 농도를 이용하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

또한, 본 연구에서는 육묘를 시작한지 14 일이 경과된 시기부터 시비를 시작했지만 경제적인 측면을 고려하여 시비 주기를 14 일 이후로 달리하는 추가적인 연구를 진행하게 되면 비료 사용량을 줄이는데 도움이 될 수 있을 것으로 여겨진다.