우리나라의 간척지 면적은 약 135.천 ha으로 현재까지 준 공면적은 90.7천 ha이며 나머지 44.4천 ha가 조성단계에 있다 (Lee et al., 2012). 간척지 조성 초기에는 토양유기물 함량이 대부분 0.5% 이하로 매우 낮으며, 가용성 염류 및 치환성 나 트륨 등이 많이 함유되어 있어 염분농도가 높아 작물생육의 저 해요인이 된다(Kim et al., 2011). 그러나 토양의 염분농도는 간척기간이 경과되면서 강우 등에 의해 낮아져 일부 지역을 중 심으로 식생이 발생되어 천이(Succession)가 이루어진다(Kim et al., 2013). 이러한 곳의 식생분포는 마지막에 나타나는 갈대로 써 토양 Na 함량의 지표로 이용되고 있으며, 높은 바이오매스 로 인하여 유기물 공급원으로 유망한 자원이다(Lee, 2000; 2003). 그러나 탄질률이 높기 때문에 콩과식물 같은 질소 공급 원이 필요하다고 하였다(Kim and Min, 1983).

간척지 같은 토양물리화학성이 불량한 토양자원을 농업적인 목적으로 활용하기 위해서는 중장기적으로 유기자원의 투입이 필요하다. 그리고 간척지의 유기자원 투입 측면에서 풋거름 작 물의 도입은 매우 유용한 방법으로 판단된다. 그러나 대규모 간척지의 유기물 함량을 높여 토양물리화학성을 개선하기 위해 대량의 풋거름 자원의 투입이 필요하다. 그러나 높은 경제적 부 담이 발생할 것으로 예상된다. 따라서, 풋거름 자원의 발굴은 매우 중요하다. 현재 새만금 간척지는 자귀풀, 갈대, 산조풀, 미 국가막사리, 갯강이지풀, 바랭이 등 다양한 자생식물자원들이 분포하고 있다. 특히 자귀풀은 간척지와 같은 지하수위가 높은 저지대의 과습한 토양조건과 고온다습한 기후환경에서도 왕성 한 생장을 하는 것으로 알려져 있다(Liu et al., 1979; 1988).

그러나 자귀풀 종자는 높은 휴면성을 가지고 있어 발아를 위 해서는 온도, 빛, 토양염분, pH, 수분 등에 의한 휴면타파처리 가 필요하고(Chauhan and Johnson, 2008 a,b), 환경이 좋은 조건에서도 수분의 흡수를 억제하는 외종피에 의해서 휴면이 진행되는 것으로 알려져 있다(Kyoung et al., 2002). 이러한 휴면을 타파에 관한 연구는 주로 온도, 빛, 화학물질, 호르몬 처리 등의 방법 등이 사용되고 있다(Bewley, 1983; Ku et al., 1996; Kim et al., 1989; Cho et al., 1987). 현재까지 국내에서 자귀풀은 주로 논, 습지 등에서 자라는 일년생 콩과 잡초로 알려져 있으며 종자휴면, 생리 및 생태특성과 관련된 잡초 방제가 주로 연구되어 풋거름 자원으로 활용하고자 하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 간척지에서 자생하고 있으나 종자의 휴면성이 높아 풋거름자원으로 이용이 어려운 콩과식 물인 자귀풀 종자의 휴면타파 방법을 구명하고 새만금간척지 등 국내 간척지의 효과적인 토양을 개선을 위해 풋거름 자원 으로써 활용하고자 본 연구를 수행하였다.

재료 및 방법

시험재료는 전북 부안군 계화면 국립식량과학원 간척지 시 험포장에서 각각 2013, 2014 년도에 채종한 종자를 이용하였 다. 발아시험을 위하여 종자는 인습기를 이용하여 꼬투리 부 분을 제거한 자귀풀 종자를 이용하였다. 종자발아 시험을 위 한 전 처리는 농황산(98.08%)과 증류수를 1:1 (v:v)로 혼합한 50% 농도와 농황산(98.08%)을 100% 농도로 처리하여 10 분 간 침지하였다. 온도조건은 dry oven (DS-80-3)을 이용하여 90℃에서 각각 20, 30, 40 분 동안 처리하였다.

종피 파상 실험은 종자량의 2, 4, 6배의 모래를 자귀풀 종 자와 혼합하여 인위적으로 종피에 상처가 나게 하였다. 전 처 리한 종자의 발아시험은 자귀풀 종자를 50립씩 선발하여 4반 복으로 살균 Petri-dish 900 × 15 mm에 여과지(Filter Pater #2) 1매를 깔고 10 ml 증류수를 주입한 뒤 Incubator(VS- 1203P4S) 25℃에서 동일한 시간대에 유근이 2 mm 이상 신장 한 것을 발아한 것으로 간주하여 발아세 및 발아율을 5일간 조사하였다. 발아세는(Germinative energy)는 최고 발아까지의 종자수를 전체 종자수로 나눈 것이며, 발아율은(Germination rate) 발아종자수를 전체종자수로 나눈 것이다. 통계 처리는 R (version, 3.11) 프로그램을 이용하여 분산분석을 실시하였다.

결과 및 고찰

종자의 형태적 특성 및 채종연도별 발아율

자귀풀은 7 ~ 9월 사이에 개화 후 결실하며, 열매형태는 협 과이며 꼬투리는 털이 없고 납작한 선형으로 길이는 3 ~ 5 cm, 너비는 대략 5 mm이고 6 ~ 8 개의 마디에 씨가 들어 있 으며, 9월에 열매가 성숙되어 분리된다. Fig. 1의 (A)는 간척 지에서 채종한 자귀풀 종자의 모습이고, Fig. 1의 (B)는 자귀 풀 종자의 꼬투리를 인습기를 이용하여 자귀풀 종자의 꼬투리 를 제거한 것이며 제거한 것이며, Fig. 1의 (C)는 꼬투리를 제거한 종자를 현미경(Olympus SZ61)을 이용하여 20배율로 확대하여 촬영한 모습이다.

또한, 새만금 간척지에서 2013년과 2014년에 채종한 자귀풀 종자를 이용하여 각 연도별 발아세 및 발아율을 조사하였다 (Table 1). 발아세는 2013년에 채종한 종자는 18.0%, 2014년 에 채종한 종자는 15.8%로 저장기간이 긴 2013년에서 약간 높았으나, 채종년도에 따른 통계적 유의성은 인정되지 않았다. 발아율은 2013년에 채종한 종자가 27.0%로 2014년에 채종한 종자 21.5% 보다 높은 발아율을 보였으나, Kim et al. (2010)의 보고에서는 42%이나, 본 시험에서는 연차에 관계없 이 낮은 발아율을 나타내었다. 이러한 결과는 생육환경이 다 른 수집 장소의 차이로 생각되며 자귀풀 종자는 저장기간이 길어짐에 따라 발아율이 증가한다는 Kim et al. (2010)의 보 고와는 같은 경향을 보였다.

황산처리 효과

자귀풀과 같은 콩과식물들은 두꺼운 종피를 가지고 있어 기 계적인 휴면성이 높아 자연적인 발아율이 매우 낮다. 따라서 종자의 휴면을 타파를 위해 황산, 염산, 수산화나트륨, 저온, 건열, 습열, 아세톤, 알코올, 이산화탄소 등의 방법이 있으며 그 중 황산에 의한 휴면타파의 효과가 가장 크다고 보고되었 다(Cho, 1993). 본 시험에서는 2013년도와 2014년도에 채종한 자귀풀 종자를 황산용액 50, 100% 농도에 10분간 침지 처리 한 결과는 Fig. 2와 같다. 황산용액 100% 농도에 10분간 침 지처리 시 채종 연도별 발아율은 2013년 채종 종자의 경우 73.0%, 2014년 채종 종자는 71.0%을 보여 2013년도 채종한 종자가 발아율이 약간 높게 나타났다. 황산용액 50% 농도에 10분간 침지처리 시에는 2013년도와 2014년도 채종종자는 각 각 약26.0%, 약20.0%을 보였다. 따라서 자귀풀 종자의 황산처 리에 의한 휴면타파는 채종연도별 차이보다 황산용액의 처리 농도에 따른 차이가 더 컸으며, 황산용액 농도와 종자의 침지 시간과는 밀접한 관련성이 있는 것으로 생각되며 이에 대한 연구는 앞으로 검토가 필요할 것으로 사료된다.

온도처리 효과

간척지에서 채종한 자귀풀 종자를 90℃에서 각각 20, 30, 40분 동안 처리한 결과는 Fig. 3과 같다. 온도처리 90℃의 고 온에서 20분간 처리구의 발아율은 2013년 수집 종자 71.0%, 2014년 수집종자 68.0%로 나타났고, 30분간 처리에서는 각각 77.3%, 78.3%의 발아율을 나타내었다. 특히, 40분간 처리에서 2013년 수집 종자는 91.2%, 2014년 수집종자는 89.8%의 발 아율을 나타내어 온도처리 기간이 길어 질 수록 발아율은 높 게 나타났으나, 채종 시기에 따른 발아율의 차이는 연차간 통 계적 유의성이 나타나지 않았다. 따라서 자귀풀 종자의 저장 기간을 확보하기 어려울 때에는 90℃의 고온에서 처리시간을 길게 하여 발아율을 높일 수 있을 것으로 사료되며, 이러한 결과는 자귀풀 종자를 90℃ 고온에서 40분간 처리한 경우 발 아율이 94.5% 높은 발아율을 나타내었다는 Kim et al. (2010)의 보고와도 일치하였다.

종피파상 효과

모래를 이용한 종피파상법은 콩과 등의 소립종자를 섞어 비 비거나 흔들어 주어 종피에 상처를 내어 휴면을 타파하는 방 법으로 많이 활용되고 있다. 본 시험에서도는 자귀풀 종자의 휴면을 타파하기 위하여 간척지 주변의 모래를 활용하여 종피 파상 시험을 수행하였다(Table 2). 2013년도 자귀풀 종자의 발 아율은 종자량과 모래의 비율이 2배 처리에서 83.3%, 4배 처 리에서 78.3%, 6배 처리에서 68.0%을 보였으며, 2014년에 채 종한 자귀풀 종자의 발아율은 종자량과 모래의 비율을 이 2배 처리에서 80.8%, 4배 처리에서 94.0%로 가장 높았으며, 6배 처리에서 79.3%을 나타냈다. 자귀풀 종자의 채종연도에 따른 발아세는 2013년도 수집 종자의 경우는 종자량과 모래의 비 율이 1:2 처리에서 75.5%로 높게 나타났으며, 2014년도는 1:4 처리에서 87.3%로 높게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 간척 지에서 채종한 자귀풀 종자량의 2배에서 4배 정도의 모래를 이용하여 종피에 상처를 내어주면 높은 발아율을 보일 것으로 판단된다. 본 시험에서도 2년산(2013년 채종) 종자는 종자량 의 2배 모래 처리시 90% 이상, 1년산(2014년 채종) 종자는 종자량의 4배 모래 처리시 80% 이상의 높은 발아율을 나타내 었다. 따라서 온도처리나 황산처리의 휴면타파 방법은 많은 노 력이나 시설 및 비용이 추가되기 때문에 간척지 재배농가에서 는 모래를 섞은 종피파상법이 쉽게 이용 될 수 있을 것으로 생각된다.

적 요

간척지에서 자생하는 자귀풀은 콩과잡초로서 휴먼성이 강하 고 종피가 딱딱한 껍질에 싸여있어 채종한 종자는 발아율이 저조하므로 발아율을 높이기 위하여 황산, 온도 및 모래를 을 이용한 종피파상 방법을 이용한 휴면타파 효과를 구명하기 위 하여 본 시험을 수행하여 그 결과는 다음과 같다.