서언

대부분의 관엽식물은 열대 및 아열대 원산으로 낮은 광도에서도 잘 자라기 때 실내 식물로 많이 이용되고 있다. 오래 전부터 식물은 음이온을 방출하기 경을 쾌적하게 유지할 수 있다는 연구결과들이 발표되었으며(Cha, 1995; Kim et al., 2012; Lee, 2003; Park et al., 1998), 최근에는 실내공기의 오염물질인 휘발성유기화합물(volatile organic compounds, VOC)을 비롯한 미 세먼지를 흡수하여 공기를 정화하는 기능이 있다는 결과들(Giese et al., 1994; Jung and Oh, 2013; Park et al., 2008; Yang et al., 2009; Yoo et al., 2006)이 발표되면서 소비자들의 관심이 크게 증가하고 있다. 그러나 급증하는 소비자들의 관심에도 불구 하고 관엽식물 소비가 그만큼 증가하지 못하고 있는 것이 현실이다. 그 주된 이유로 소비자들이 식물관리를 어려워하기 때문 인 것으로 보고 있다(Son, 2014). 특히 물관리를 어려워하며, 많은 경우 물을 너무 많이 주거나 반대로 물을 너무 주지 않아서 식물을 죽이는 경우가 많다. 또한 화분에 있는 용토로부터 소동물이나 벌레가 발생하는 것도 깨끗한 주거 생활에만 익숙한 도 시 소비자들이 식물을 실내에 도입하는 것을 꺼려하게 되는 요인이 된다고 보고 있다So(n, 2014).

근래에 이러한 문제를 제거하고 좀 더 많은 식물을 사무실이나 가정에 도입하려는 노력이 시도되고 있다(Son, 2004; Park et al., 2010). 즉, 배수공이 없는 화분에 일반용토 대신 하이드로볼(hydroball)을 채우고 외부에서 육안으로 수위를 확인할 수 있도 록 수위계를 설치하여 관엽식물을 수경재배로 관리하는 것이다. 이 방식은 물관리가 편리하고 청결성이 뛰어나기 때문에 소비 자들의 관심이 높아지고 있다. 동시에 배수공이 없는 다양한 화분 용기들을 이용할 수 있기 때문에 일반 가정에 뿐만 아니라 회 사 사무실이나 큰 빌딩의 현관과 같은 곳에도 이용이 가능하다

다만, 현재까지 이러한 시스템을 활용하기 위해서는 일반용토에서 재배된 관엽식물을 하이드로볼에 이식해서 뿌리를 내리 는 절차가 필요하다. 이때 기존의 뿌리를 그대로 둘 경우, 뿌리가 부패된다고 여겨지고 있어 현재로서는 2-3cm 정도의 뿌리만 남기고 모두 잘라서(단근) 이식하고 있는 실정이다. 그러나 관엽식물의 뿌리를 모두 남겼을 때 부패가 되거나 발근에 부정적인 영향을 미치는지는 아직 보고된 바 없다. 또한 하이드로볼에 이식했을 때 발근되고 활착되는 데는 식물 종에 따라 달라지긴 하 나 4주에서 8주 정도의 시간이 소요되고 있다. 이식 시 발근과 활착 기간을 단축시킬 수 있다면 농장 경영면에서 매우 유리해지 며 관엽식물의 소비 촉진에 크게 도움이 될 것으로 보인다 .

부정근 발생을 촉진시키기는 대표적인 물질로 식물호르몬인 옥신(auxin)이 알려져 있다(Kwack and Chung, 1980). 옥신류 의 이런 기능 때문에 관상수 삽목 번식 시 많이 이용되고 있으며, 그중에서도 IBA(indolebutyric acid)와 NAA(naphthalene acetic acid)가 가장 많이 이용되고 있다(Chadwick and Kiplinger, 1983; Fretz and Davis, 1971; Hartman and Kester, 1983). 특히 IBA는 향나무(Yun et al., 2001), 카네이션(Ku and Kwuon, 2007), 홍가시나무(Lim, 2003), 복숭아(Issell and Chalmers, 1979), 포도나무(Chapman and Hussay, 1980) 등 많은 식물에서 발근을 크게 촉진하는 효과가 있음이 밝혀진 바 있다

한편 삽목번식 시 광도도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 지나치게 높은 광도는 삽수의 증산작용을 촉진하여 삽수 가 위조되기 때문에 이를 막기 위해 차광을 적당히 해주는 것이 좋다고 한다(Park and Lee, 2006). 그러나 장미(Choi et al., 2000) 와 카네이션(Ku and Kwuen, 2007), 그리고 골담초와 애기기린초(Kim and Kim, 2015)에서는 광도가 높을수록 삽수의 발근이 촉진되고 뿌리의 생육도 좋다고 하였다. 이와 같이 삽수의 광도에 대한 발근 반응은 식물 종에 따라 달라지는 것을 알 수 있기 때문에 식물 종별로 발근에 유효한 적정 광도를 찾아낼 필요가 있다

따라서 본 연구에서는 일반용토에서 재배 중인 관엽식물을 하이드로컬쳐 하이드로볼에 이식할 때 발근을 촉진시켜 조기에 활착시킬 목적으로 옥신, 광도 그리고 단근 정도에 대한 주요 관엽식물들의 발근 반응을 알아보고자 실험을 수행하였. 다

재료 및 방법

식물재료 및 삽목상 환경

식물재료는 경기도에 있는 관엽식물 전문 재배 농가(다인팜)로부터 직경 10cm 플라스틱 분에 재배 중인 식물을 구매하여 이 용하였다. 하이드로볼에 이식하기 위해 관엽식물 분으로부터 일반상토를 수돗물로 깨끗이 제거한 다음, 관행처럼 기저부로부 터 약 2-3cm 정도만 뿌리를 남기고 잘라서 이식하였다. 필요에 따라 옥신(IBA)과 루톤을 처리한 후 독일로부터 수입한 hydroball (직경 7mm, Liaflor, Fleur ami, Willich, Gemany)를 이용하여 직경 8cm 플라스틱 내분(하이드로컬쳐)에 정식하고 저면관수용 연결트레이에 올려놓았다. 저면관수용 연결트레이는 플라스틱 하우스 내의 삽목용 베드 위에 배치되었고 수분 공 급은 저면관수 연결트레이(관수부 높이 1.3cm)에 항상 물이 차 있도록 관리하였다. 실험이 주로 가을에서 겨울 동안에 수행되 었으므로 지하부 온도를 유지하기 위해 삽목상 위에는 열선을 설치하여 최저온도를 20°C 이상으로 유지되도록 하였다. 습도 유지를 위하여 비닐 한 겹을 덮어주고 낮에만 양쪽 끝을 조금 걷어주어 온도가 너무 올라가지 않도록 하였으며, 비닐 위로 50% 의 차광망을 한 겹 씌워주었다.

옥신(IBA)에 대한 관엽식물의 발근 반응

본 실험은 경남과학기술대학교 실습 플라스틱 하우스 내에서 2014년 9월 27일부터 11월 17일까지 총 6주 동안 수행되었다. 옥신 용액은 분말 옥신(IBA, indole-3-butyric acid, Duchefa Biochemie, the Netherlands)을 95% 에틸알콜로 용해하여 500, 1,000, 2,000mg·L^-1 농도가 되게 준비하였다. 뿌리 2-3cm만 남기고 정리된 뿌리 절단부로터 약 3cm를 3초간 IBA 용액에 순간 침지하였다. 기존에 시판되고 있는 발근촉진제와 비교하기 위해 루톤[Dongbu Rootone, Ishihara 산교(주), Japan] 분말을 절단 부로부터 약 3cm를 도포하여 이식하였다. 식물재료로는 현재 시중에서 많이 이용되고 있는 6종의 관엽식물을 실험에 이용하 였다. 6종의 관엽식물은 아글라오네마(Aglaonema brevispatha ‘Thai Snowflakes’), 산호수(Ardisia pusilla), 크로톤(Codiaeum variegatum ‘Punctatum Aureum’), 드라세나(Dracaena sanderiana ‘Victoria’), 나한송(Podocarpus macrophyllus var. maki), 홍 콩야자(Schefflera arboricola ‘Hongkong’)이다. 이식 후 7주가 경과하였을 때 생존율, 발근율, 뿌리수, 뿌리 생체중 및 건물중, 뿌리 수분함량 등을 조사하였다. 뿌리수는 기존에 있었던 뿌리는 제외하고 0.5cm 이상 새롭게 자란 뿌리만을 대상으로 조사하 였다. 뿌리 건물중은 80°C 건조기(dry oven, VS-4150ND,Vision scientific Co., Ltd., Daejeon, Korea)에서 72시간 건조시킨 후 측정하였다.

광도에 대한 관엽식물 발근 반응

본 실험은 경남과학기술대학교 실습 플라스틱 하우스 내에서 2015년 2월 5일부터 3월 22일 까지 총 6주 동안 수행되었다. 삽목상의 광도 조건에 따른 관엽식물들의 발근 반응을 보기 위해 차광망을 이용하여 50, 70, 90% 차광이 되도록 하였다. 휴대 용 광도계(HD 9021, Delta OHM, Italy)로 측정한 광도는 각 160 ± 46.2, 96 ± 27.7, 32 ± 9.2μmol∙m^-2∙s^-1이었다. 식물재료는 상기 옥신 실험에서 사용했던 6종의 관엽식물 외에 스킨답서스 ‘엔조이’(E. aureus ‘Enjoy’)와 스킨답서스(E. aureus Engl.)를 추 가하여 총 8종의 관엽식물을 이용하였다. 식물 이식 및 삽목상 관리 등은 상기 옥신 실험과 동일하게 하였다. 발근정도 조사는 이식 후 6주가 경과하였을 때 수행하였으며 방법은 상기 옥신 실험과 동일하게 하였다

단근 정도에 대한 관엽식물 발근 반응

본 실험에서는 단근 정도에 따라 관엽식물들의 발근 반응이 어떻게 달라지는지를 알아보기 위해 1) 모든 뿌리 제거, 2) 뿌리 2-3cm만 남김, 3) 무처리(뿌리를 제거하지 않음) 등 총 3처리구를 설정하였다. 본 실험을 위해 상기 차광정도 실험에서 사용했던총 8종의 식물을 이용하였다. 식물 이식 요령 및 식물 관리, 삽목상 관리 등은 상기 옥신 실험과 동일하게 하였다. 이식 6주 후 뿌리수 및 발근율 등 발근 정도를 조사하였으며 방법은 상기 옥신 실험과 동일하게 하였다.

생육조사 및 통계 처리

모든 실험은 각 처리당 10분씩 3반복 난괴법으로 배치하였다. 생육조사를 통해 수집된 데이터는 SPSS 12.0 프로그램(IBM, New York, USA)을 이용하여 분산분석하였고, 던컨다중검정에 의해 p < 0.05 유의수준에서 처리평균 간 유의성을 검정하였다.

결과 및 고찰

옥신 순간침지에 대한 관엽식물의 발근 반응

6종의 관엽식물을 고농도의 옥신과 루톤에 처리하고 하이드로볼에 이식한 후6주 후에 발근 반응을 조사한 결과는Table 1, Figs. 1, 2와 같다. 대부분의 식물은 모든 처리구에서 100% 생존율을 보였으며, 발근율도 산호수를 제외한 모든 식물에서 90% 이상으로 나타났다. 이로써 대부분의 관엽식물들이 하이드로볼에 이식했을 때 대체적으로 발근이 잘 되고 있음을 알 수 있었 다. 그러나 뿌리수나 뿌리 발육에서는 처리구 간, 그리고 식물종 간 발근 반응에 뚜렷한 차이가 나타났다. 6종의 식물 중 IBA 처 리에 의해 발근이 크게 촉진된 식물은 산호수, 크로톤, 및 홍콩야자였다(Figs. 1 and 2). 특히 산호수와 크로톤의 뿌리수는 IBA 1,000-2,000mg·L^-1의 고농도에서 각각 18-21개와 55-70개로 무처리구에 비해 약 3배나 증가되었다(Figs. 1B, C and 2B, C). 그러나 이와는 반대로 아글라오네마와 드라세나는 IBA와 루톤 처리에 의해 무처리보다 뿌리수가 감소하는 결과를 보였다 (Figs. 1A, D and 2A, D). 아글라오네마는 대조구에서 뿌리수가 약 10.5개였으나 IBA 농도가 높아질수록 뿌리수가 감소하여, 2,000mg·L^-1에서는 6.5개가 되었다. 드라세나의 경우도 무처리에서는 75개였으나 모든 발근촉진제 처리에서 40개 이하로 뿌 리수가 감소하였다. 나한송만은 매우 특이한 변화를 보였다. IBA 처리에 의한 발근 촉진 효과는 보이지 않은 반면, 루톤에 의해 뿌리수가 크게 증가하여, 대조구 2.2개에 비해 루톤처리구에서는 10개가 넘었다(Figs. 1E and 2E). 또한 특이한 반응으로는 산 호수와 홍콩야자에서 루톤에 의한 발근 촉진 효과는 없는 것으로 나타났다. 관엽식물들의 IBA와 루톤에 대한 발근 반응은 뿌 리수만큼 뚜렷하지 않았으나 뿌리 생체중과 건물중에서도 비슷하게 나타났다(Table 1). 뿌리의 함수율과 뿌리 발생과는 아글 라오네마를 제외하고 뚜렷한 상관관계는 없어 보였다.

IBA는 식물로부터 부정아를 발생시키는 대표적인 식물호르몬으로 그 동안 많은 식물에서 발근을 촉진시키는 연구결과가 있었다. 숙근 안개초는 삽수를 IBA 2,000-3,000mg·L^-1에 1분간 침지 처리했을 때 발근력이 좋은 것으로 보고되었으며(Han et al., 1992), 복숭아는 IBA 1,000mg·L-1 농도에서 10초간 처리했을 때(Issell and Chalmers, 1979), 향나무는 NAA 500mg·L^-1에 서 1시간과 IBA 200mg·L^-1에서 1시간 침지 처리했을 때 뿌리 발육이 가장 좋다고 하였다(Yun et al., 2001). 또한 미선나무는 NAA 500mg·L^-1에서 1시간 처리했을 때 발근이 가장 좋았다고 하였다(Yoo and Kim, 1996). Guo et al.(2009)도 작약에서 2,000mg∙L^-1 IBA는 최대의 발근 효과를 보였지만 그 이상의 농도에서는 오히려 발근이 억제되었다고 하여, 식물에 따라 IBA 농도에 대한 발근 반응이 달라진다는 것을 알 수 있다

본 연구에서는 IBA가 산호수나 크로톤, 홍콩야자와 같은 식물에서는 발근을 크게 촉진시키지만 아글라오네마와 드라세나 에서는 오히려 발근을 억제시키는 효과도 있음을 알게 되었다. 또한 나한송과 같은 식물에서는 발근 촉진효과가 없는 경우도 있음을 알게 되었다. 지금까지 옥신은 식물에서 부정근 발생을 촉진시킨다는 보고는 많으나 반대로 부정근 발생을 억제시켰다 는 보고는 거의 없다. 단, 옥신(IAA)의 농도를 25nM까지 높였을 때는 Arabidopsis에서 발근이 억제되었다고 보고되었다 (Ivanchenko et al., 2010). 그러나 본 연구에서 사용된 옥신 농도가 Arabidopsis에서 발근을 억제시켰던 정도의 높은 농도는 아 니었기 때문에 같은 이유로 해석하기에는 무리가 있다. 아글라오네마와 드라세나에서는 왜 다른 식물과는 달리 옥신에 의해 발근이 억제되었는지는 금후 추가 실험이 필요하다고 생각된다 .

Table 1. Rooting response of six foliage plants affected by IBA dipping treatment during transplanting to hydroball for hydroculture

zMeans with the same letter in a column are not significantly different according to Duncan’s multiple range,p = 0.05. ns, not significant; *, **, ***, significant apt ≤ 0.1, 0.05, and 0.01, respectively

광도에 대한 관엽식물의 발근 반응

삽목 후 광도를 달리했을 때 8종의 관엽식물의 발근 반응은 식물 종에 따라 크게 다르게 나타났다. 이식 6주 후 모든 식물종 이 거의 100% 살아있었으며, 발근도 나한송을 제외하면 모든 식물에서 100% 발근되는 것으로 나타났다(Table 2). 그러나 발 근 정도를 가장 잘 나타내는 뿌리수와 뿌리 생체중의 경우 광도에 따라, 그리고 식물 종에 따라 크게 달라졌다(Fig. 3 and Table 2). 아글라오네마 한 종을 제외한 7종의 식물들은 삽목상의 광도가 높을수록 즉, 차광정도가 적을수록 뿌리수가 많아지고 뿌리 생체중은 증가하는 것을 볼 수 있었다(Fig. 3 and Table 2). 특히, 홍콩야자, 스킨답서스, 스킨답서스 ‘엔조이’는 이러한 경향이 뚜렷하여 50% 차광(160 ± 46.2μmol∙m^-2∙s^-1)의 경우 70, 90% 차광(96 ± 27.7, 32 ± 9.2μmol∙m^-2∙s^-1)보다 뿌리수가 2-3배나 증가하였다(Fig. 3F, G, H). 산호수, 크로톤, 드라세나의 경우는 차광 70%와 90% 간에는 차이가 없었으며, 50% 차광에서는 뿌 리수가 다른 차광구보다 1.5-2배 증가하였다(Fig. 3B, C, D). 아글라오네마는 차광 정도에 상관없이 모든 처리구에서 비슷한 정도의 뿌리수를 보였다(Fig. 3A). 나한송은 일부 식물에서만 1-2개의 뿌리가 보였을 뿐 대부분의 식물에서 아직은 발근이 되 지 않았다(Fig. 3E). 이러한 경향은 뿌리 생체중에서도 나타났다(Table 2). 지상부 생체중도 차광률이 가장 낮은 처리구에서 가 장 높고 70, 90% 차광에서 약간 낮아지는 경향이 보이긴 하였으나, 뿌리에서 보였던 차이만큼은 보이지 않았다. 초장에서는 모 든 처리구에서 처리간 유의적인 차이가 인정되지 않았고, 초폭에서는 생체중과 비슷한 정도의 차이가 인정되었다. 이는 실험 기간 동안 지상부 생육은 극히 미미한 수준에 머물렀기 때문이라고 생각되며, 실험기간을 좀 더 길게 할 경우, 뿌리의 생육 차 이에 의해 지상부 생육도 달라질 수 있다고 생각되었다 .

Fig. 1.

Fig. 2.

Park(2007)은 아프리칸 바이올렛(Saintpaulia ionantha)에서 엽병삽을 할 경우, 차광을 달리하였을 때 차광을 전혀 하지 않거 나 차광을 지나치게 많이 한 경우보다는 차광을 반 정도 한 경우에 발근이 가장 좋았다고 하였다. Hwang et al.(2015)은 한국자 생 만병초 삽목시 60% 차광했을 때보다는 30% 차광했을 때 발근율이 높았으며 LED 등으로 보광을 했을 때는 발근율이 더 높 아졌다고 하였다. 더욱이 골담초와 애기기린초는 차광을 전혀 하지 않았을 때 발근이 가장 좋은 결과를 얻었다(Kim and Kim, 2015). 이런 결과들은 본 연구의 결과와 마찬가지로 다수의 식물들은 삽목상의 광도가 지나치지 않는다면 높을수록 삽수의 발 근이 촉진된다고 볼 수 있다. 그러나 Kim et al.(2003)은 가시오갈피에서 75% 차광에서 발근이 가장 양호하였다고 보고하여, 식물종에 따라서 광도에 대한 발근 반응이 달라짐을 알 수 있다 .

본 연구에서도 아글라오네마를 제외한 7종의 관엽식물들은 삽목상의 광도가 높을수록, 즉 차광률이 낮아질수록 발근이 좋 아지는 것을 나타나, 관엽식물의 삽목 또는 단근 후 이식 시 차광은 엽소현상이 나타나지 않는 범위에서 최소한으로 하는 것이 발근에는 좋을 것으로 판단되었다. 단 본 연구를 위한 실험이 동계, 즉 일조량이 적은 기간에 수행된 점을 고려해야 할 것으로, 일조량이 많은 여름에 이식할 때는 차광률을 더 높여 주어야 할 필요가 있을 것으로 생각된 다.

단근 정도에 대한 관엽식물의 발근 반응

Table 2. Rooting response of eight foliage plants affected by shading degree during transplanting to hydroball for hydroculture

zMeans with the same letter in a column are not significantly different according to Duncan’s multiple range,p = 0.05. ns, not significant; *, **, ***, significant apt ≤ 0.1, 0.05, and 0.01, respectively

단근 정도에 따른 관엽식물들의 발근 정도는 식물종에 따라 크게 다르게 나타났는데, 관행대로 일부만 남기고 단근(2-3cm) 했을 때 발근이 좋은 종류, 전부를 단근했을 때 발근이 좋아지는 종류, 단근 정도와 상관이 없이 발근정도가 비슷한 종류, 반대로 단근을 전혀 하지 않았을 때 발근이 더 좋아지는 종류로 구분되었다(Fig. 4 and Table 3). 관행대로 2-3cm만 남기고 단근했 을 때 발근 정도가 가장 좋았던 식물은 아글라오네마 한 종뿐이었다. 아글라오네마는 모든 뿌리를 제거했을 때와 전혀 제거하 지 않았을 때 뿌리수가 5-8개인 반면, 2-3cm 처리구에서는 18개 이상으로 크게 증가하여, 관행 처리가 효과적임을 알 수 있었 다. 그러나 단근 정도에 상관없이 발근 정도가 비슷한 종류에는 드라세나, 홍콩야자, 스킨답서스 ‘엔조이’ 3종이나 되었다. 이 종 들은 모든 처리구에서 뿌리수와 뿌리 생체중 및 뿌리 건물중 등에서 유의적인 차이가 보이지 않았다. 반면, 뿌리를 전혀 절단하 지 않거나 일부를 남겼을 때, 발근이 오히려 좋아졌던 식물종은 나한송과 스킨답서스 2종이었다. 특히 나한송은 생존율에서 단 근을 전혀하지 않은 구에서 83%로 2-3cm 처리구나 완전 단근 처리구 63-67%보다 훨씬 높게 나타났다(Table 3). 이러한 결과 는 이들 식물종들은 하이드로볼에 이식할 때는 단근을 하지 않는 것이 생존율을 높이고 발근율도 높일 수 있을 것이라는 것을 말해 준다. 반대로 모든 뿌리를 단근했을 때 발근이 좋았던 식물은 산호수 1종이었다(Fig. 3B). 완전 단근 처리구에서 뿌리수가 13개 였으나 2-3cm 단근과 무처리구에서는 8개로 크게 감소하였다.

Fig. 3.

목본성 식물을 이식할 때 단근 처리가 이식 후 활착에 미치는 영향에 관한 연구결과는 일부있지만(Carlson, 1974; Gilman and Yeager, 1988; Gilman and Kane, 1990), 초본성 식물의 이식 시 단근 처리에 대한 연구결과는 찾을 수 없었다. 다만 Baik et al.(2003)은 관엽식물들을 수경재배하기 위해 물로 옮길 때 Zebrina, Peperomia 및 Hedera는 모든 뿌리를 절단하는 것이 생육에 좋았지만, 드라세나는 뿌리를 절단하지 않는 것이 좋다고 하여 식물종 간에 차이가 있음을 시사하였다. 본 실험결과에서도 나한송과 스킨답서스는 단근을 하지 않는 것이 발근에 더 좋았던 것으로 나타났으며, 드라세나, 홍콩야자, 스킨답서스 ‘엔조이’ 3종은 단근 정도에 상관없이 발근이 양호하게 나타나, 금후 이들 식물들을 하이드로컬쳐 하이드로볼에 이식하고자 할 때는 단 근처리를 하지 않아도 되는 것으로 확인되었다

Fig. 4.

Table 3. Rooting response of eight foliage plants affected by root pruning degree during transplanting to hydroball for hydroculture

zMeans with the same letter in a column are not significantly different according to Duncan’s multiple range,p = 0.05. ns, not significant; *, **, ***, significant apt ≤ 0.1, 0.05, and 0.01, respectively.

Fig. 5.

이상의 결과들을 종합해 보면, 관엽식물을 일반토양에서 수경용 하이드로볼로 이식할 때 나한송과 스킨답서를 제외한 다른 관엽식물들은 단근처리를 하지 않고 일반상토만 잘 씻어내고 식재하면 되고, 가을에서 겨울 사이의 삽목상 광도는 자연광을 50% 정도 차광해 주는 것이 발근에 가장 효율적일 것으로 판단되었다. 그러나 단근처리를 할 경우는 IBA 1,000-2,000mg·L-1 농도로 순간침지하여 식재하는 것이 발근과 활착에 가장 효율적이라고 판단되었다