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Received: March 30, 2023
Revised: June 11, 2023
Accepted: June 28, 2023
OPEN ACCESS
HORTICULT URAL SCIENCE and TECHNOL OGY
42(1):94-103, 2024
URL: ht tp://www.hst-j.or g
pISSN : 1226-8763
eISSN : 2465-8588
This is an Open Access article distributed
under the terms of the Creative Commons
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Copyrightⓒ2024 Korean Society for
Horticultural Science.
This paper was supported by the Sahmyook
Universi ty Research Fund in 2023.
94 Horticultural Science and Technology
RESEARCH ARTICLE https: //doi .org/10.7235/HORT.20240008
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간
온도의 실험적 제어
김은아1,2† · 이재환1,2† · 남상용1,2*
1삼육대학교 환경원예학과, 2삼육대학교 자연과학연구소
Experimental Control of Day and Night
Temperatures to Improve the Growth and External
Quality of Salvia miltiorrhiza Bunge
Eun A Kim1,2† , Jae Hwan Lee1,2† , and Sang Yong Nam1,2*
1Department of Environmental Horticulture, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea
2Natural Science Research Institute, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea
*Correspondi ng author: namsy@syu.ac.kr
†
These authors contributed equally to this work.
Abstract
Salvia miltiorrhiza is a medicinal crop belonging to the Lamiaceae family. It is commonly used in
China as an ingredient in health-promoting teas that enhance immunity and prevent diseases.
Although some Korean local farmers have reported that S. miltiorrhiza grows vigorously in high
temperatures and produces roots with a deep red color, there is no clear evidence or literature to
confirm this. Therefore, this study investigated the growth and external quality of S. miltiorrhiza in
response to different day and night temperature levels. Day and night temperature treatments were
designed into four levels: 20/15, 24/19, 28/23, and 32/27°C, respectively. Among the parameters
related to plant sizes, the shoot height and number of roots showed the highest values in the 32/27°C
treatment, while other parameters, particularly the shoot width and root length exhibited the highest
values in the 28/23°C treatment. In contrast, the majority of parameters, including the fresh weight
and dry weight, which are indicative of root biomass, were lowest in the 20/15°C treatment,
suggesting that S. miltiorrhiza, a species that prefers relatively high temperatures, thrives in warmer
conditions. Importantly, the root fresh and dry weights, which are likely to be correlated with the
market valu e o f S. miltiorrhiza, showed the same significance levels within the temperature range of
24/19–32/27°C, but not in the relatively low-temperature treatment of 20/15°C. Thus, cultivation
of S. miltiorrhiza is deemed feasible within all temperature ranges except for 20/15°C, with optimal
conditions falling within the temperature range of 24/19–32/27°C. The CIELAB a* value,
associated with red color, was highest in the comprehensive assessment of the 32/27°C treatment.
Moreover, in the 32/27°C treatment, the Royal Horticultural Society (RHS) color chart values were
found to indicate a deep reddish or brown-red color, with readings of 166B and 174A. Additionally,
the root color obtained the highest visual score in the 32/27°C treatment. Based on previous studies,
a* is considered to be related to the content and quantities of tanshinones and other hydrophilic
Horticultural Science and Technology 95
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
phenolic compounds, which are effective components associated with the orange-red color. Therefore, it is recommended
to cultivate S. miltiorrhiza at a high temperature of 32/27°C to achieve high growth rates, excellent external quality, and
produce superior S. miltiorrhiza plants.
Additional key words: CIELAB, danshen, growth evaluation, high temperature, medicinal crop
서 언
단삼
(Salvia miltiorrhiza)
은 꿀풀과
(Lamiaceae)
에 속한 약용작물의 일종이다
.
붉은색 뿌리를 가진 단삼은 중국에서 붉은
뿌리를 뜻하는
‘danshen’
으로 불리며
,
영미권에서는
‘red sage’
로 알려져 있다
.
단삼의 뿌리는 약간의 쓴 맛이 나고 특유의
냄새가 나는 것이 특징이며
(Mok et al., 1995),
중국에서 대중적으로 사용되는 전통약초로써 인체 면역력을 강화시켜 질병을
예방하는 건강증진용 차
(tea)
로 활용되고 있다
(Wei et al., 2017).
단삼은 중국에서 약
2000
년 전부터 사용되어져 왔으며 근대
에 들어
1953
년에 공식적으로 중국약전
(Chinese pharmacopoeia)
에 기록되었을 뿐만 아니라
(Zhou et al., 2005; Guo et al.,
2014; Wang et al., 2017), 2012
년에는 대한민국약전
(Korean pharmacopoeia)
에도 기록되었다
(KFDA, 2012).
단삼은 탄시
논
I(tanshinone I),
밀티론
(miltirone),
살비아놀산
(salvianolic acid)
및 다양한 생리활성 화합물
(bioactive compounds)
의 풍
부한 공급원으로 활용 가능하며
(Wang, 2010),
특히 단삼의 추출물은 항산화
(Cao et al., 1996; Peng et al., 2019),
항미생물
(Zhao et al., 2011),
항바이러스
(Wu et al., 2007),
항암
(Franek et al., 2005; Dong et al., 2011; Jiang et al., 2017),
항염증
(Qi
et al., 2019),
심혈관 질환
(Liu et al., 2016),
뇌세포 보호
(Zhang et al., 2009),
간세포 보호
(Yin et al., 2009)
등 다양한 증상과
질환에 폭 넓게 활용이 가능하다
.
이처럼 단삼이 약용작물로써 유용하다는 점을 들어 효과적인 재배 생산을 위한 다각도의 연
구가 필요하다
.
더욱이
2012
년 단삼의 국내 생산이 본격적으로 시작됨에 따라 중국산에 비해 더 나은 품질의 단삼을 생산하기
위한 연구가 시급한 실정이다
(Kim et al., 2015a). 2015
년에 조사된 바에 따르면 국내 단삼의 재배면적은 약
4ha
로 그 생산량
이
41
톤에 이르며
‘
다산
’, ‘
고산
’
과 같은 다양한 품종들이 출원되고 있으나
(RDA, 2018),
단삼의 효율적인 재배방법에 대한 연
구는 다소 제한적이다
.
최적의 생장온도는 식물 종에 따라 다르며
,
토양의 양분 흡수와 활용
,
광합성 및 탄소분할
(carbon partitioning)
에 이르기까
지 저온과 고온의 비생물적 스트레스 환경은 식물에게 다양한 영향을 미친다
(Mc Michael and Burke, 2002).
일부 호냉성 채
소작물인 무
(Raphanus sativus var. hortensis)(Oh et al., 2022),
배추
(Brassica rapa ssp. pekinensis)(Oh et al., 2014),
라디
치오
(Cichorium intybus var. foliosum)(Kim et al., 2022b),
비트
(Beta vulgaris)(Lee et al., 2015)
및 한지형 마늘
(Allium
sativum)(Oh et al., 2017)
의 적정 재배 온도에 대한 연구는 다양하게 수행된 반면
,
단삼의 경우 여름철 고온기에 생장이 왕성해
지고 뿌리 색상이 상대적으로 짙은 붉은 빛을 나타낸다는 일부 국내 농가의 증언이 있었을 뿐 이를 확인할 수 있는 명확한 근거
나 문헌을 찾아볼 수 없었다
.
단삼의 주요 소비국인 중국에서 단삼의 품질은 뿌리가 얼마나 진한 붉은색을 띄는가에 따라 결정되며
,
이는 단삼의 유효성분
함량과 연관되어 있다
(Wang et al., 2016; Chen et al., 2018; Liu et al., 2020).
단삼은 상대적으로 주황색
-
적색의 색소량이 많
아질수록 상대적으로 탄시논 함량 또한 많아지는 것으로 알려져 있으며
(Wang et al., 2016; Chen et al., 2018),
크립토탄시논
(cryptotanshinone),
탄시논
I,
탄시논
IIA(tanshinone IIA)
및 탄시논
IIB(tanshinone IIB)
가 뿌리 색상이 붉은색으로 변하는
것에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다
(Shi et al., 2005; Wang et al., 2016; Chen et al., 2018).
여기에 더해 프로토카테츄익
알데히드
(protocatechuic aldehyde),
살비아놀산
B(salvianolic acid B),
로즈마린산
(rosmarinic acid)
및 기타 친수성 페놀류
또한 뿌리 색상에 영향을 미치는 것으로 추정된다
(Chen et al., 2018).
따라서 뿌리의 색상이 적색에 가까울수록 유효성분의 함
량이 증가함을 유추할 수 있으며
,
이에 따라 단삼의 지하부 외적품질 향상에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다
.
향후 단삼이
국내에서 대량으로 유통될 경우 중국과 마찬가지로 뿌리의 색상이 시장가격을 결정짓는 중요한 요인이 될 것으로 판단된다
.
96 Horticultural Science and Technology
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
한편
,
단삼의 생장과 외적품질 향상을 위한 적정 온도수준에 대해서는 아직 알려진 바가 없다
.
따라서 주야간 온도수준에 따른
단삼의 품질 향상에 대한 해답이 있다면 국내 농가들로 하여금 고품질의 단삼을 생산하는 것에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대
된다
.
이에 따라 본 연구에서는 단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 최적의 주야간 온도를 구명하기 위해 식물생장상
(growth chamber)
을 이용하여 주야간 온도를 실험적으로 제어하여 단삼을 재배하였으며
,
이와 관련된 기초자료를 제시하였다
.
재료 및 방법
식물재료
주야간 온도수준의 영향을 받은 단삼
(Salvia miltiorrhiza)
의 생장과 외적품질의 비교를 위해 경기도 양평군에 위치한 단삼
농장인 양평우뚝약선농원으로부터
3
주간 육묘된 단삼 묘를 분양받아 활용하였다
.
이때
,
식물의 크기는 초장과 초폭이 각각
2, 3cm
수준이었다
.
실험환경
실험은 서울특별시 노원구에 위치한 삼육대학교 환경원예학과 실험온실 내 식물생장상
(KGC-175VH, KOENCON, South
Korea)
에서
3
개월 동안 수행하였다
.
주야간 온도 처리는 주간
/
야간의 온도를
20/15, 24/19, 28/23, 32/27°C
의 네 가지 수준으
로 설계하였으며
,
명기를
14
시간
,
암기는
10
시간이 되도록 설정하였다
.
생장상 내부의 광원으로는 적색
:
청색
:
백색
:
원적외선
의 비율이
4:2:8:2
인 식물생장용
LED
를 내장하였다
.
추가로 생장상 내 광도는 휴대용 분광복사계
(SpectraPen mini, Photon
Systems Instruments, Czech Republic)
를 활용하여 광합성 광량자속밀도
(photosynthetic photon flux density)
가
500µmol·
m-2·s-1
이 되도록 식물과
LED
의 거리를 조절하였다
.
준비된 단삼묘는 원예용 유비상토
(Hanareumsangto, Shinsung Mineral,
South Korea)
가 충진 된 가로
×
세로
×
높이가
48.5 × 33 × 8cm
인 직사각형 화분에서 완전임의배치법
(completely randomized
design)
으로 화분 하나당
10
개체를
1
반복으로 하여 총
3
개의 화분 내에
3
반복 배치하였다
.
관수는 매주 마다
2L
씩
3
회 두상관
수 하였다
.
생장과 외적품질 평가
각기 다른 주야간 온도 차이에 따른 단삼의 생장과 외적품질을 평가하기 위해 생존율
,
초장
,
초폭
,
줄기의 지름
,
근장
,
피복면
적
,
분지의 개수
,
뿌리의 개수
,
정규식생지수
(normalized difference vegetation index; NDVI),
엽록소 수치
(SPAD units),
지
상부의 생체중과 건물중
,
지하부의 생체중과 건물중
,
지상부와 지하부의 수분함량
,
각각 엽색과 뿌리의 색상을 비교하기 위한
CIELAB L*, a*, b*
값
, RHS
값
,
변환색상
,
시각점수
(visual score)
를 조사하였다
.
초장은 지면으로부터 식물의 가장 높은 부위
를 기준으로 측정하였으며 초폭은 식물을 위에서 바라볼 때 가장 넓은 부위를 기준으로 측정하였다
.
근장은 뿌리 중 가장 긴 뿌리
의 길이를 기준으로 측정하였다
.
정규식생지수는 휴대용 식물생리지수 측정계
(PolyPen RP410, Photon Systems Instruments,
Czech Republic)
를 활용해 측정하였으며 그 식
(1)
은 다음과 같다
(Rouse et al., 1973).
(1)
엽록소 수치는 휴대용 엽록소계
(SPAD-502Plus, Konica Minolta, Japan)
를 활용하여 측정하였다
. CIELAB
값의 측정은
Lee et al.(2022a)
의
CIELAB
측정 방식을 참조하여 분광광도계
(CM-2600d, Konica Minolta, Japan)
를
CIELAB D65/10°
Horticultural Science and Technology 97
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
로 설정한 뒤 정반사광
(specular component included, SCI)
이 포함된
CIELAB L*, a*, b*
값을 얻었다
.
공통적으로 정규식생
지수
,
엽록소 수치
, CIELAB L*, a*, b*
값은 식물의 엽 중앙부에서 엽맥이 지나지 않는 부분을 무작위로 선별하여
10
회씩
3
회
반복 측정하였으며
,
뿌리의 경우 무작위로 선정된 뿌리의 측면 색상을
10
회씩
3
회 반복 측정하였다
.
생체중은 식물체를 흐르
는 물에 씻은 후
12
시간 동안 밀폐된 공간에서 자연건조 시킨 후 측정하였으며
,
건물중은 열풍건조기
(HK-DO135F,
HANKUK S&I, South Korea)
를 이용하여
85°C
로
12
시간 동안 열풍건조시킨 후 측정하였다
.
추가적으로 생체중과 건물중
을 대조하여 수분함량에 대해
2
차 분석하였으며 그 식
(2)
는 다음과 같다
.
⁄⋅ (2)
(
는 수분함량
,
는 생체중
,
는 건물중을 나타낸다
)
Royal Horticultural Society(RHS)
값은 각각의
L*, a*, b*
값을
RGB
값으로 환산한 뒤
ASA(2023)
의
RHS Color Fan
에서
제시하는
RHS
색상 차트에 대조하여 각 처리구 마다
RHS
값을
2
개씩 선정하여 평가하였다
.
추가로 각 처리별 식물의 엽색은
Zettl(2023)
이 설계한
Converting Colors
를 활용하여 엽색과 뿌리 색상의
CIELAB L*, a*, b*
값을 변환색상
(converted color)
으로 변환하였다
.
마지막으로 시각점수는 교수
,
전문농업인
,
연구원
,
대학원생 등
12
인이 평가한
0
–
10
사이의 평가점수를 통
계분석 하였다
.
통계처리
실험 결과의 분석은
SAS 9.4(SAS Institute, USA)
를 사용하여 분산분석
(ANOVA)
을 수행하였다
.
평균간 비교는
p < 0.05
수준의 던컨의 다중검정
(Duncan’s multiple range test)
으로 통계분석 하였다
.
결과 및 고찰
생장에 관한 매개변수
3
개월 동안 주야간 온도수준의 영향을 받은 단삼
(Salvia miltiorrhiza)
의 생장평가에서 다양한 결과를 나타내었다
(Fig. 1
and Table 1).
식물의 생육발달에 있어 온도는 매우 중요한 환경인자이며 생육적온을 벗어난 고온 및 저온은 식물의 생산성에
큰 영향을 미칠 수 있다
(Oh et al., 2022).
결과에서 생존율은 주야간 온도에 따라 평균값이 최소
93.3%(20/15°C)
에서 최대
100%(
각각
24/19, 28/23°C)
로 나타났으나 통계적으로 유의미한 차이는 없는 것으로 나타났다
.
단삼의 초장은
28/23,
32/27°C
처리구에서 각각
8.28, 9.25cm
로 높게 나타났으며
,
본 실험에서 상대적으로 저온 처리구였던
20/15°C
처리구 비해
28/23
–
32/27°C
범위의 고온 처리구에서는 초장이
311
–
347%
더 높게 나타나 고온에서는 단삼의 초장이 매우 유의미하게
증가하는 것으로 판단된다
.
양파
(Allium cepa)
의 경우 시설재배시 외기온에 비해 상대적으로
3
–
6°C
가량 더 높은 경우 초장
과 엽장
,
잎의 개수가 유의미하게 증가되는 것으로 보고되었으며
(Lee et al., 2019),
단삼을 재배하는 경우에도 양파의 경우와
유사하게 지상부의 신장을 유도하기 위해서는 상대적으로 고온의 생장환경에서 재배하는 것이 유리함을 알 수 있었다
.
한편
,
초폭은
28/23°C
처리구에서
22.80cm
로 가장 높게 나타났다
.
단삼은
10
월 상
,
중
,
하순으로부터 온도가 급격히 낮아지는
11
월
상순까지 수확시기가 늦어질수록 초폭
,
엽장
,
엽폭 등의 식물체 크기와 관련된 매개변수의 평균 값이 유의미하게 낮아지는 경
향이 있는 것으로 나타나
(Kim et al., 2015b),
재배온도가 하락하는 것에 대해 부정적인 영향을 받는 것으로 보인다
.
던컨의 다
중검정
(Duncan’s multiple range test)
결과에서 줄기의 지름은
24/19, 28/23, 32/27°C(
각각
0.83, 0.86, 0.73cm)
처리구에서
동등한 유의수준으로 나타났다
.
그러나
20/15°C
처리구에서는
0.55cm
로 가장 낮게 나타나 상대적으로 저온수준의 재배온도
에서는 줄기 비대에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보인다
.
근장은
28/23°C
처리구에서
21.10cm
로 가장 높았으며 이는 다른
98 Horticultural Science and Technology
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
처리구들에 비해 상대적으로
124
–
133%
더 높은 수치로
,
뿌리의 신장을 유도하기 위해서는
28/23°C
의 재배온도가 유리함을
알 수 있었다
.
이후 분지의 개수는 통계분석상 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다
.
한편
,
뿌리의 개수는
32/27°C
처리구에
서
9.1
개로 가장 높게 나타났다
.
정규식생지수
(normalized difference vegetation index; NDVI)
를 나타내는
NDVI
는
24/19°C
처리구에서
0.561
로 가장
높게 나타났으며 지상부 생장과 관련된 매개변수들과 일부 상반된 결과를 나타내었다
(Table 2).
한편
,
엽록소 수치
(SPAD
units)
는
28/23°C
처리구에서
23.42
로 가장 높게 나타나 초폭의 결과와 유사하였으며
,
속리기린초
(Sedum zokuriense)(Lee et
Fig. 1. Plant shape of Salvia miltiorrhiza as affected by different day and night temperatures for three months.
Table 1. Changes in survival rate and plant sizes of Salvia miltiorrhiza grown under different day and night temper atures for
three months
Temperatures
(day/night)
Survival rate
(%)
Plant sizes (cm) No. of shoots No. of roots
Shoot height Shoot width Stem diameter Root length
20/15°C 93.3 az2.66 c 10.01 c 0.55 b 15.86 b 1.7 a 6.6 b
24/19°C 100.0 a 5.74 b 16.22 b 0.83 a 15.97 b 1.8 a 8.0 ab
28/23°C 100.0 a 8.28 a 22.80 a 0.86 a 21.10 a 1.5 a 8.6 ab
32/27°C 96.7 a 9.25 a 19.15 b 0.73 a 16.95 b 1.6 a 9.1 a
Significance yNS *** *** ** * NS *
zMeans separation within columns by Duncan’s multiple range test (DMRT) at p < 0.05, same lowercase letters indicate no significant
difference (n = 3).
yNS, *, **, and ***: non-significant or significant at p < 0.05, 0.01, or 0.001, respectively.
Table 2. Changes in the normalized difference vegetation index (NDVI), chlorophyll content (SPAD units), shoot and root
weights and moisture content of S. miltiorrhiza grown under different day and night temperatures for three months
Temperatures
(day/night) NDVI Chlorophyll content
(SPAD units)
Shoot weight (g) Root weight (g) Moisture content (%)
Fresh weight Dry weight Fresh weight Dry weight Shoot Root
20/15°C 0.473 c z20.24 ab 1.82 b 0.37 b 5.63 b 1.54 b 78.9 a 71.8 c
24/19°C 0.561 a 21.91 ab 6.03 a 1.32 a 11.95 a 3.09 a 80.7 a 75.7 b
28/23°C 0.524 b 23.42 a 7.14 a 1.50 a 14.03 a 3.19 a 79.1 a 78.1 a
32/27°C 0.499 bc 17.51 b 7.50 a 1.73 a 14.97 a 3.95 a 77.0 b 74.2 b
Significance y*** *** *** *** *** ** *** ***
zMeans separation within columns by DMRT at p < 0.05 (n = 3).
y** and ***: significant at p < 0.01 or 0.001, respectively.
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단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
al., 2021b),
호야
(Hoya carnosa)
와 스파티필름
(Spathiphyllum wallisii)(Lee et al., 2021a),
자주꿩의비름
(Hylotelephium
telephium)(Nam et al., 2022)
이 큰 초폭으로 넓은 수광면적을 나타낼 때 엽록소 수치도 함께 증가하였다는 결과와 일치하였
다
.
따라서 적정 재배온도에서는 초장과 초폭의 증가와 동시에 동일 면적 대비 엽록소 함량의 증가를 기대할 수 있을 것으로 판
단된다
.
지상부 생체중과 건물중은
24/19, 28/23, 32/27°C
처리구 모두 던컨의 다중검정 결과에서 동등한 유의수준을 나타냈
다
.
한편
,
지상부의 생체중 및 건물중과 동일하게 지하부 생체중과 건물중 또한
24/19, 28/23, 32/27°C
처리구에서 동등한 유
의수준을 나타냈다
.
식물의 동화산물 축적량
,
건물중과 같은 매개변수의 변화는 온도 변화가 큰 영향을 미치는데
(Heuvelink,
1989; Grimstad and Frimanslund, 1993; Gruda, 2005),
고온성 작물 중 하나인 파프리카
(Capsicum annuum var. angulosum)
묘는
15°C
의 저온수준에서 상대적으로 생체중
,
건물중 등의 생장량이 현저히 낮아지는 것으로 조사되어 본 실험의 결과와 유
사하였으며
(Cho et al., 2016),
단삼의 경우 상대적으로 재배온도가 높아질수록 지상부와 지하부의 무게가 증가하는 경향이 있
었던 것을 볼 때
,
단삼은 상대적으로 고온성 작물에 속한다는 것을 알 수 있었다
.
수분함량 분석에서는 지상부 수분함량은
20/15
–
28/23°C
의 주야간 온도 범위에서
78.9
–
80.7%
수준이었으며
, 32°C
처리구에서는
77.0%
로 가장 낮았던 것으로 조
사되었다
.
한편
,
지하부 수분함량의 경우
28/23°C
처리구에서
78.1%
로 가장 높게 나타나
,
초폭
,
근장
,
엽록소 수치의 결과와
유사하였다
.
단삼의 생장에 관한 매개변수를 종합하여 판단한 결과
,
단삼의 지상부 생장 매개변수 중 초폭과 근장은
28/23°C
처리구에서
높게 나타났으나
,
이와 다르게 뿌리의 개수는
32/27°C
처리구에서 가장 높았던 것으로 나타나났다
.
한편
,
시장가격에 가장 큰
영향을 미칠 것으로 판단되는 지하부 생체중과 건물중이
24/19
–
32/27°C
범위에서 높게 나타나
,
상대적으로 저온 처리구였
던
20/15°C
를 제외한 나머지 주야간 온도 내에서 단삼의 재배가 가능할 것으로 판단된다
.
외적품질에 관한 매개변수
주야간 온도 차이의 영향을 받은 단삼의 지상부 엽색은 다양한 차이를 나타내었다
(Fig. 2).
식물의 색상은 소비자로 하여금
직관적인 평가가 가능하도록 하는 요소이므로 충분히 고려되어야한다
(Lee and Nam, 2023).
식물의 색상을 평가할 때
,
Hunter Lab, CIELAB, RGB
등 다양한 매개변수가 사용되는데
,
이 중
CIELAB
는
1976
년에 만들어진 색공간으로
L*
은 명도
(lightness)
를 나타내고
a*
는 적색과 녹색
, b*
는 황색과 청색의 색좌표를 나타내며
(Kim et al., 2022a),
과거 다양한 연구에서 식
물의 외적품질을 평가하는데 활용되었다
(Belal et al., 2022; Win et al., 2022; Habibi et al., 2023; Park et al., 2023; Wang
et al., 2023). CIELAB
색공간 좌표에서 명도를 나타내는
L*
은
32/27°C
처리구에서
58.20
으로 가장 높은 것으로 나타났다
(Fig. 2A).
그러나
32/27°C
처리구에서 식물이 상대적으로 건실하게 생장한 것과 엽록소 수치가 가장 낮았던 것을 종합적으로
Fig. 2. Leaf color reading values of CIELAB (L*
, a*
, and b*
) of S. miltiorrhiza as affected by different day and night temperatures
for three months. Vertical bars indicate the standard error and asterisks (** and ***) indicate significance at p < 0.01 or
0.001, respectively. Different lowercase letters indicate significant differences at p < 0.05 based on Duncan's multiple
range test (DMRT) (n = 3).
100 Horticultural Science and Technology
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
고려했을 때 식물체 크기가 커짐에 따라 세포의 크기가 커지고 동일 단위 면적 대비 엽록소의 함량이 낮아졌기 때문인 것으로
추정된다
.
적색과 녹색을 나타내는 색공간 좌표인
a*
는
20/15°C
처리구에서 –
4.74
로 가장 높게 나타났으며
, 28/23°C
처리구
에서는 –
8.86
으로 가장 낮게 나타나 다른 처리구에 비해 상대적으로 엽색이 짙은 녹색에 가까운 것으로 평가되었다
(Fig. 2B).
한편
,
황색과 청색을 나타내는 색공간 좌표
b*
는
32/27°C
처리구에서
37.75
로 가장 높게 나타났는데
(Fig. 2C),
이러한 경향은
L*
의 결과와 유사하였다
.
과거 연구에서 바위솔국
(Delosperma cooperi)(Lee et al., 2022c)
이나 바위솔
(Orostachys
japonica)
은 생장수준이 낮을수록
b*
값이 증가한 것으로 나타났으며 음의 상관관계를 나타내어 본 연구의 결과와 상반된 경
향을 나타냈는데
(Lee et al., 2022b),
이는 식물의 형태나 잎의 두께에 따라 각기 다른 잎의 엽록소 함량 차이를 나타내기 때문
인 것으로 판단된다
.
단삼의 뿌리 색상에서 명도
L*
은
20/15, 24/19°C
처리구에서 동등한 유의수준으로 각각
44.77, 43.19
로 나타나
(Fig. 3A),
비교적 저온인 생장온도에서는 뿌리의 명도가 높아지는 것으로 분석되었다
. a*
는
32/27°C
처리구에서
18.10
으로 가장 높게
나타났으며
(Fig. 3B),
온도가 낮아질수록
a*
값이 낮아지는 것으로 나타나 짙은 적색의 뿌리 색상을 가진 단삼을 생산하고자
하는 경우 상대적으로
32/27°C
수준의 생장온도에서 재배하는 것이 유리할 것으로 판단된다
.
단삼의 주황색
-
적색에 미치는
뿌리 색상은 탄시논이나 살비아놀산
(salvianolic acid),
로즈마린산
(rosmarinic acid)
및 기타 친수성 페놀류의 농도와 일부 관
계가 있다
(Wang et al., 2016; Chen et al., 2018).
따라서 온도가 높아질수록 높아지는
a*
값의 증가와 더불어 앞서 언급된 유효
성분들의 함량 또한 높아질 수 있음을 추정할 수 있다
.
이
a*
값의 증가는 단삼 뿌리의 외적품질과 관련되어 있는 적색의 색상과
직접적인 연관이 있으며
,
해당 매개변수는 시장가격과 양의 상관관계를 가질 것으로 예상된다
.
한편
, b*
는
20/15°C
처리구에
서
23.89
로 가장 높게 나타나
,
상대적으로 생장온도가 낮아질수록 뿌리의 색상이 황화되어 외적품질이 저하되는 것으로 보인
다
(Fig. 3C).
단삼의 엽색과 뿌리의 외적품질에 영향을 미친 주야간 온도 차이는 다양한 결과를 나타내었다
(Table 3).
잎의 경우에는
Royal Horticultural Society(RHS)
값이
146D, 148C
로 모든 처리구가 동일한 색상 값을 가지는 것으로 평가되었다
.
그러나
한편
,
시각점수
(visual score)
에서는
24/19°C
처리구에서
7.4
점으로 가장 높게 평가되어
24/19°C
에서 단삼의 지상부 품질 선
호도가 상대적으로 우세하였다
.
한편
,
뿌리의
RHS
값은
20/15, 24/19°C
처리구가
199B, 199C
로 평가되어 밝은 갈색계통의
색상을 띄는 것으로 평가되었으나
28/23°C
처리구에서는 이 보다 조금 더 짙은 갈색인
172B, 174B
로 평가되었다
. 32/27°C
처리구에서는 매우 짙은 갈색 계통인
166B, 174A
로 평가되어 가장 짙은 암적색의 뿌리색상을 나타내는 것으로 분석되었다
.
뿌리의 시각점수에서는
32/27°C
처리구에서
8.9
점으로 가장 높았으며 재배온도가 높아질수록 상대적으로 시각점수가 비례
하여 높아지는 경향을 보였다
.
앞서 설명된 것과 같이 단삼의 뿌리는
32/27°C
처리구에서 가장 높은 시각점수를 얻어 실제 시
장에서도 고온의 재배온도에 생산한 단삼의 선호도가 가장 높을 것으로 예측된다
.
Fig. 3. Root color reading values of CIELAB (L*
, a*
, and b*
) of S. miltiorrhiza as affected by different day and night temperatures
for three months. Vertical bars indicate the standard error and asterisks (***) indicate significance at p < 0.001. Different
lowercase letters indicate significant differences at p < 0.05 based on DMRT (n = 3).
Horticultural Science and Technology 101
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
식물의 생장과 외적품질에 관한 매개변수의 결과를 종합적으로 판단할 때
,
시장가격에 가장 많은 영향을 미칠 것으로 판단되
는 지하부 생체중과 건물중은
24/19
–
32/27°C
수준에서 동등한 유의수준을 나타내어
,
상대적으로 저온 처리구였던
20/15°C
처리구를 제외한 모든 처리구 온도 범위에서 재배가 가능할 것으로 판단되었다
.
한편
,
지하부 생체중
,
건물중과 마찬가지로 시
장가격에 영향을 미칠 것으로 판단되었던
a*
값은
32/27°C
처리구에서 가장 높게 나타났으며
, RHS
값 또한
166B, 174A
로 평
가되어 짙은 암적색 계통을 나타내는 것으로 평가되어 소비자의 선호도가 가장 높을 것으로 예상된다
.
이에 따라 단삼을 재배
하는 경우 높은 생장수준과 외적품질을 나타내는 우수한 단삼을 생산하기 위해
32/27°C
의 고온에서 재배하는 것이 가장 적합
한 것으로 판단된다
.
추가로 본 연구에서는 단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 적정 주야간 온도를 구명하는 것에 일
부 기여하였으나 주야간 온도처리에 따른 유효성분 함량에 대한 조사가 이루어지지 않았기 때문에 온도처리에 따른 유효성분
함량 차이를 분석한 후속연구가 필요할 것으로 판단된다
.
초 록
단삼
(Salvia miltiorrhiza)
은 꿀풀과
(Lamiaceae)
에 속한 약용작물의 일종이다
.
단삼은 주로 중국에서 면역력을 증진시키고
질병을 예방하는 건강증진용 차
(tea)
의 재료로 사용된다
.
단삼은 고온기에 생장이 왕성하고 뿌리의 색상이 짙은 붉은색을 띈다
는 일부 국내 농가의 증언이 있었지만 이를 확인할만한 명확한 근거나 문헌은 찾아볼 수 없었다
.
이에 따라 본 연구에서는 주야
간 온도수준에 따른 단삼의 생장과 외적품질에 대해서 조사하였다
.
온도처리는
20/15, 24/19, 28/23, 32/27°C
로 총 네 가지 처
리구로 나누어 설계하였다
.
식물체 크기의 매개변수에서 초장
,
뿌리의 개수는
32/27°C
처리구에서 가장 높은 것으로 나타났으
나 다른 매개변수인 초폭
,
근장은
28/23°C
처리구에서 가장 높은 것으로 나타났다
.
반면에
20/15°C
처리구에서는 생체중과 건
물중을 포함한 대부분의 매개변수가 가장 낮게 나타나 단삼은 상대적으로 고온을 선호하는 식물임을 나타냈다
.
가장 중요한
점은 단삼의 시장가격과 상관관계가 있을 것으로 판단되는 지하부 생체중과 건물중은
24/19
–
32/27°C
범위의 온도수준에서
동등한 유의수준을 나타내어
,
상대적으로 저온처리구였던
20/15°C
처리구를 제외한 온도 범위 내에서 재배가 가능할 것으로
판단된다
.
붉은색과 관련이 있는 매개변수인
CIELAB a*
는 종합적으로
32/27°C
처리구에서 가장 높은 것으로 나타났다
.
그뿐
만 아니라
32/27°C
처리구에서는
RHS
값이
166B, 174A
로 나타나 뿌리가 짙은 암적색인 것으로 평가되었으며
,
시각점수가
가장 높게 나타났다
. a*
는 과거 연구에 따라 주황색
-
적색과 관련있는 유효성분인 탄시논
(tanshinone)
및 기타 친수성 페놀류의
함량과 양의 상관관계를 가질 것으로 추정되어
32/27°C
의 온도수준에서 단삼을 재배하는 것이 가장 유리할 것으로 판단된다
.
Table 3. Changes in the external quality of leaf and root of S. miltiorrhiza grown under different day and night temperatures
for three months
Temperatures
(day/night)
Leaf external quality Root external quality
RHS val ueszConverted color y
(color chip)
Visual score
(0 ‒10) RHS val ues Converted color
(color chip)
Visual score
(0 ‒10)
20/15°C 146D, 148C 6.8 ab x199B, 199C 6.4 c
24/19°C 146D, 148C 7.4 a 199B, 199C 7.2 b
28/23°C 146D, 148C 7.0 ab 172B, 174B 8.1 ab
32/27°C 146D, 148C 6.4 b 166B, 174A 8.9 a
Significance w** ***
zRoyal Horticultural Society (RHS) color charts values referenced from the ASA (2023).
yColors converted using CIELAB L*, a*, and b*
values.
xMeans separation within columns by DMRT at p < 0.05 (n = 12).
w** and ***: significant at p < 0.01 or 0.001, respectively.
102 Horticultural Science and Technology
단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어
따라서 단삼을 재배하는 경우 높은 생장수준과 외적품질을 나타내는 우수한 단삼을 생산하기 위해
32/27°C
의 상대적 고온조
건에서 재배할 것을 권고한다
.
추가 주요어 : CIELAB,
생장평가
,
고온
,
약용작물
,
단삼
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