인삼(panax ginseng C.A. Meyer)은 서늘한 기후와 약광을 선호하는 생리적 특성을 갖고 있는 호냉성 작물로서 태양광 선을 직접 받게 되면 엽소현상이 발생되어 해가림이라는 특 수한 시설아래에서 재배하고 있다. 해가림시설은 과거에는 볏짚이엉을 만들어 사용하였으나, 트랙터로 생산되는 볏짚 의 길이가 짧아지고, 농촌의 노동력 부족 및 가축사료의 이 용 등으로 1980년대 이후부터는 폴리에틸렌 필름을 이용한 차광망을 해가림자재로 사용하고 있다(Cheon, 1989). 그러 나 Polyethylene film 차광망은 관행 볏짚해가림에 비해 생 산비가 크게 절감되고 수량이 증가되는 장점이 있으나, P.E 차광망 해가림을 잘못 설치하거나 관리가 불량했을 경우에 는 반점병 발생 및 태풍피해 등으로 인하여 오히려 큰 손실 을 가져올 수 있다(Mok et al., 1994). 또한 청색 차광망은 황색 차광망보다 투광량이 23% 더 많았으며, 기온도 0.3°C 더 높았고, 여름철 투광량 증가로 인한 기온상승으로 황색 차광망보다 지상부 생육이 억제되고 고온장해 발생도 심하 다 했다(Lee et al., 2007).
최근 지구온난화에 따라 기상이변이 자주 발생되고, 이로 인해 고온, 폭우, 태풍 및 폭설 등의 피해가 급격히 증가되 고 있어 지역실정에 맞는 적정 해가림자재의 선정이 절실히 요구되고 있는 실정이다(Lee et al., 1987; Lee et al., 2013). 해가림 유형 및 농자재 종류에 따라 군락의 미기상과 토양 의 수분함량 등에 있어 차이가 있고, 해가림의 색상, 유형 및 투광율의 차이에 따라 인삼의 생장반응, 수량 및 사포닌 람량이 차이가 있는 것으로 알려져 있다(Mok et al., 1994; Lee et al., 2007).또한 전국에서 생산되는 해가림자재 종류 는 수십 여종에 이르고, 농가마다 사용하는 해가림자재가 달라 지역적인 해가림자재의 표준화작업이 필요하며, 해가 림자재마다의 효과 및 미기상 변화에 대한 연구가 되어있지 않아, 많은 농가들이 잘못된 자재선정 및 설치로 인해 피해 를 보고 있다.
해가림종류에 따른 인삼의 생육반응에 대한 연구는 일부 연구자들에 의해 시도되었는데, Lee (1997)는 해가림 종류 에 따라 해가림 내 환경은 광량, 온도 및 습도의 차이를 가 져온다고 하였고, 저온일 경우 수광량이 많을수록 수량증가 에 효과적이라고 하였으며(Cheon et al., 1991; Cheon et al., 2003; Cheon et al. 2004), 해가림 자재는 투광량에 영 향을 미치는데 특히 여름철 고온기에는 인삼의 생육에 고온 stress를 준다고 하였다(Lee et al., 1987). 따라서 지역적인 특성을 고려하지 않고 설정된 표준해가림 시설의 올바른 사 용과 기상 및 해가림 자재별 인삼생육 효과를 분석하고자 본 과제를 수행하였다.
재료 및 방법
묘삼이식 및 해가림 설치
본 시험은 2006년부터 2007년까지 2년간 벼를 재배하던 논을 인삼재배를 위한 예정지관리를 실시한 밭전환 논에서 충청남도 금산군 부리면에서 2008년부터 2010년까지 3년 간 실시하였다. 시험전 토양의 화학성은 농촌진흥청 토양화 학분석법에 의해 분석한 바 Table 1과 같다. 시험에 사용된 묘삼은 재래종이었고, 개체당 평균 약 750 g정도의 묘삼을 2008년 3월에 이식한 후 4월 중순에 차광판, 차광지 및 차 광망의 3종류 자재를 이용하여 해가림을 설치하였고, 표준 인삼경작방법으로 관리하여 시험하였다.
생육, 미기상 및 통계분석
해가림자재를 달리하여 재배된 인삼의 생육은 2008~2010 년 3년동안 6월 20일경에 지상부를, 10월 하순에 지하부를 조사하였고, Data logger (testo 175)를 이용하여 해가림 아 래의 온·습도를 6월 상순부터 10월 상순까지 조사하였고, LI-1400을 이용하여 해가림 밑의 두둑 중앙지면에서 55 cm 높이의 광량을 측정하였으며, 각각의 형질은 처리구마다 10 개체씩 표본을 채취하여 조사하였고, 통계분석은 통계처리 프로그램인 SAS 9.2를 이용하여 분산분석 후 평균값 비교 (DMRT)를 하였다.
진세노사이드 함량 및 색도조사
진소노사이드 분석은 해가림자재별로 생산된 인삼의 수 분함량은 AOAC법(1995)에 준하여 측정하였으며, 성분분 석을 위한 건조처리는 Lee et al. (2008)의 방법에 따라 70°C 의 온도에서 열풍건조한 인삼을 100mesh 입자의 크기로 분 쇄한 것을 이용하였다. 진세노사이드는 Ando et al. (1971) 의 수포화부탄올 추출법에 의해 추출된 조사포닌을 HPLC 용 MeOH에 용해한 후 이를 membrane filter (0.20 μm pore size)로 여과, HPLC (Agilent 1200, USA)에 10 μL씩 주입 하여 진세노사이드 조성 및 함량을 구하였다. 인삼의 색도 는 4년근 인삼을 대상으로 색차계(Konica Minolta, CM-3600d, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 L값(Lightness), a값(redness) 및 b값(yellowness)으로 측정하였다.
결과 및 고찰
차광재료별 미기상 변화
우리나라 중남부지역의 시기 및 해가림자재별 온도와 투 광량을 조사한 결과 인삼 엽부위의 6월∼8월까지 해가림자 재별 온도는 차광지>차광판>차광지 순이었고, 투광량도 차 광지가 8월에 381.7 μmol/s/m2로 가장 높아 이로 인하여 인 삼포내 온도가 높은 원인으로 생각되었다(Table 1).
해가림 유형별 3년근 포장에서의 고온기 인삼포 온도는 차광지>차광망>차광판 순이었고, 습도는 차광망 해가림구 가 다소 높았으며, 4년근 포장에서의 삼포온도는 차광지> 차광판>차광망 순으로 높아 3년근 포장에서와 상이한 결과 를 보여 온도 측정위치가 높아질수록 차광지와 차광판 처리 구의 온도가 높아짐을 알수 있었고, 습도는 차광망 해가림 구가 높아 3년근 포장의 결과와 유사하였다(Table 3).Table 2
Table 2.
Quantum and air temperature for monthly by different shading materials.
| Shade materials | Air temperature (°C) | Quantum (μmol/s/m2) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| June | July | August | June | July | August | |
| TBOBPN† | 25.2 | 25.3 | 26.5 | 89.5 | 101.6 | 112.4 |
| ACPS | 25.3 | 25.3 | 26.6 | 167.8 | 188.9 | 194.3 |
| BPS | 25.5 | 25.6 | 26.8 | 341.5 | 368.6 | 381.7 |
Table 3.
Temperature & humidity of high-temperature period by different shading materials.
| Shade materials | Date & time of measurement | 2009 (3 year old) | 2010 (4 year old) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Temperature (°C) | Humidity (%) | Temperature (°C) | Humidity (%) | ||
| TBOBPN† | 7.15.14:00 | 27.6 | 71.0 | 31.2 | 57.4 |
| 7.30.14:00 | 29.1 | 68.2 | 31.9 | 68.1 | |
| 8.15.14:00 | 34.3 | 47.0 | 28.8 | 90.3 | |
| 8.30.14:00 | 22.6 | 70.4 | 25.8 | 97.2 | |
| ACPS | 7.15.14:00 | 27.9 | 70.3 | 32.5 | 58.1 |
| 7.30.14:00 | 28.9 | 66.5 | 33.8 | 67.5 | |
| 8.15.14:00 | 33.5 | 48.9 | 27.4 | 91.8 | |
| 8.30.14:00 | 22.6 | 68.8 | 27.9 | 84.3 | |
| BPS | 7.15.14:00 | 27.8 | 69.1 | 32.9 | 54.9 |
| 7.30.14:00 | 29.4 | 66.9 | 32.7 | 65.2 | |
| 8.15.14:00 | 34.6 | 45.2 | 29.5 | 87.0 | |
| 8.30.14:00 | 22.6 | 69.6 | 27.5 | 87.1 | |
차광재료별 인삼생육특성
2~3년 저년근 인삼의 지상부 생육은 차광망>차광판μ차 광지 순으로 양호하였고, 고년근인 4년근에서는 차광판=차 광지μ차광망 순으로 양호하여 저년근에서는 광량이 적게 들어가는 차광망 처리구가, 고년근에서는 광이 많이 들어가 는 해가림자재에서의 생육이 양호한 결과를 나타내었는데, 엽장 및 엽폭의 생육은 저년근인 2~3년근에서는 차광망μ차 광판μ차광지 순으로 생육이 좋았지만, 고년근인 4년근에서 는 차광판μ차광지μ차광망 순으로 생육이 양호하였다(Table 4). 이러한 결과는 경장의 생육에 있어서는 Park et al. (1987) 의 고광도는 경장을 줄인다는 보고와 및 Lee et al. (2007) 의 비누수차광판이 차광망에 비해 경장이 줄었다는 결과와 비슷한 결과를 얻었다.
Table 4.
Growth characteristics of ginseng by different shading materials.
| Shade materials | Leaf length (cm) | Leaf width (cm) | Stem length (cm) | Stem diameter (mm) | Chlorophyll contents (SPAD) | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | |
| TBOBPN† | 6.13b | 11.7a | 18.0a | 2.9a | 5.4a | 7.7a | 5.51a | 18.4a | 35.8b | 2.6a | 3.5a | 7.8a | 25.9a | 32.7a | 34.2a* |
| ACPS | 5.76c | 11.6a | 18.6a | 2.9a | 5.0a | 7.7a | 5.28a | 14.7b | 38.2a | 2.3a | 3.7a | 8.0a | 23.2a | 31.0a | 36.9a |
| BPS | 6.21a | 10.2a | 18.1a | 3.1a | 4.4a | 7.9a | 4.97a | 13.2c | 31.2c | 2.1a | 2.8a | 8.3a | 25.9a | 32.9a | 32.9a |
해가림자재별 지하부 생육은(Table 5, Fig. 1), 년근에 관 계없이 차광판>차광지>차광망 순으로 좋았는데 근장은 차 광판이 2년근 23.2 cm, 3년근 28.3 cm 및 4년근 29.3 cm로 좋았으며, 동체장도 차광판>차광지>차광망 순이었으며, 4 년근의 근직경은 해가림자재간 큰 차이가 없었으나 차광판 자재가 상대적으로 두꺼웠다. 또한, 년근별 인삼의 근중변 화는 해가림자재간 큰 차이를 보이지 않았지만, 차광판자재 처리구가 2년근 4.8 g, 3년근 29.3 g 및 4년근 56.4 g으로 상대적으로 높은 근생체중을 보여 단위면적당 4년근 인삼 은 896 g으로 가장 높은 수량을 보여 차광망자재보다 약 8%의 높은 수량성을 보였다. 이와 같은 결과는 2년생 수량성은 차광망μ차광판μ차광지 순으로 높았다는 Lee et al. (2008) 의 결과와, 6년생 지하부 수량은 차광지μ차광판μ차광망 순 으로 높았다는 Lee et al. (2013)의 결과와 일치하였다.
Table 5.
Growth characteristics in underground part of ginseng by different shading materials.
| Shade materials | Root length (cm) | Root diameter (mm) | Fresh weight (g) | Dry weight (g) | Root yield (g/m2) | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | 2 yr | 3 yr | 4 yr | |
| TBOBPN† | 25.6a | 29.1a | 28.2a | 11.1a | 18.1b | 22.1a | 2.4b | 29.1a | 48.9c | 8.8a | 9.45a | 16.0c | 58b | 657b | 827c* |
| ACPS | 20.8b | 28.2a | 29.3a | 9.5c | 18.4a | 22.7a | 4.8a | 29.3a | 56.4a | 6.0c | 9.23b | 17.8a | 115a | 667a | 896a |
| BPS | 23.4b | 27.3a | 30.9a | 9.8b | 15.3c | 22.2a | 2.4b | 26.2a | 53.4b | 6.8b | 7.21c | 16.4b | 54b | 533c | 879b |
차광재료별 인삼의 유효성분 및 색도 변화
4년근의 진세노사이드 총함량은 해가림내 삽입되는 광이 많은 차광판>차광지>차광망 순으로 많은 경향을 보여 은박 차광판 아래에서 자란 인삼의 기공전도도가 향상되어 광합 성속도도 상승된다는 Won et al. (2008)의 결과와 유사한 경향을 보였다(Table 6). 또한 진세노사이드 Rg2, Rf, Re 및 Rd 등은 차광판 해가림자재구가 차광지 및 차광망 자재 구보다 높은 함량을 보였고, Rb3와 RB1은 차광지자재구가 높은 함량을 보였다.
Table 6.
Ginsenoside content of 4-year-old ginseng by different shading materials.
| Shade materials | Ginsenosides concentration (mg/g DM) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rg2 | Rg1 | Rf | Re | Rd | Rc+Rb2 | Rb3 | Rb1 | Total | |
| TBOBPN† | 0.28 | 4.78 | 1.43 | 4.30 | 0.41 | 1.58 | 0.24 | 2.87 | 15.89 |
| ACPS | 0.57 | 4.18 | 2.79 | 5.40 | 1.48 | 2.18 | 0.35 | 3.96 | 20.92 |
| BPS | 0.35 | 4.56 | 1.27 | 5.13 | 1.42 | 2.39 | 0.37 | 4.89 | 20.38 |
해가림자재별 수삼의 L값은(Table 7) 차광망>차광판>차 광지 순으로 높았고, 적색도(a)와 황색도(b)는 차광지>차광 판>차광망 순으로 높은 경향을 보였고, 차광망자재구에서는 중행이, 차광판과 차광지 자재에서는 전행의 L값이 높았다.
Table 7.
Color in 4-year-old fresh ginseng by shading materials and planting position.
| Shade materials | SCI | SCE | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| L | a | b | L | a | b | |
| TBOBPN† | 81.7±1.9 | 1.1±1.2 | 29.6±2.5 | 81.6±1.9 | 1.2±1.2 | 29.6±2.5 |
| ACPS | 79.3±2.8 | 2.8±1.6 | 32.6±2.9 | 79.2±2.8 | 2.8±1.6 | 32.6±2.9 |
| BPS | 77.9±3.1 | 3.8±2.1 | 33.7±3.4 | 77.8±3.0 | 3.8±2.1 | 33.7±3.4 |
적 요
고품질 우량인삼 생산을 위한 해가림자재별 인삼의 생육 상황과 해가림 아래의 미기상 변화를 조사하였고, 각각의 해가림자재에서 생산된 수삼의 유효성분들을 조사 분석한 결과, 6~8월까지의 해가림자재별로 온도는 차광지μ차광판μ 차광지 순이었고, 투광량도 차광지가 8월에 381.7 μmol/s/m2 로 인삼포내 온도가 가장 높은 원인이었다. 2~3년 인삼의 지상부 생육은 차광망μ차광판μ차광지 순이었으며, 4년근은 차광판=차광지μ차광망 순으로 좋았다. 4년근 인삼의 진세 노사이드 총함량은 차광판μ차광지μ차광망 순으로 많았으 며, 수삼의 색도는 차광망μ차광판μ차광지 순으로 높았다.
