서 언
절화장미는 세계 3대 화훼 작물로 계절과 특정시기에 상관 없이 연중 소비되고 있다(MAFRA 2022;Park et al. 2022). 그러나 국내 절화 소비량은 감소하고 있으며, 국민 1인당 화 훼 소비액이 2005년 20,870원에서 2020년 12,386원으로 대폭 하락했다(MAFRA 2022). 절화 소비량 감소에 영향을 미 치는 요인은 짧은 수명이 35.0%로 가장 큰 비중을 차지했다 (KREI 2019). 특히 장미는 다른 절화에 비해 수분의 흡수가 원활하지 못하며 품종에 따라 꽃목굽음(Bent neck)이 많이 발생하고, 절화를 물속에 꽂아 놓았을 때 미생물이 절화의 줄 기 절단면으로 침입하여 도관을 폐쇄시켜 수분이동을 억제하 여 품질을 저하시킨다(Zieslin 1989). 절화수명을 연장시키기 위해서 수확 직후 수분과 당 에너지를 충족시키는 전처리를 하거나 영양제 또는 살균제 등을 보존용액으로 처리하는 등 절화보존제에 대한 연구가 수행되었다(Lee 2008). 절화의 수 명을 연장시키기 위해 가정에서 흔히 사용되는 차아염소산나 트륨(NaOCl)과 같은 염소계 살균제가 있지만, 사용 및 폐기 시에 발암물질인 trihalomethane(THM)이나 염화페놀 등 독 성물질을 생성하여 환경오염의 우려가 있다(Goo et al. 2020).
한편, 미산성 차아염소산수(HOCl)는 무격막 전해조에서 공 급하는 희석염산이 전해에 의해서 양극에서 염소가 음극에서 수소를 발생시켜 생성되며, 생성된 염소는 물에 녹아 차아염 소산용액을 연속적으로 생성한다(Xiong et al. 2010). 이를 원수에 희석하면 유효염소농도 20~30μL･L-1, pH 5.0~6.5의 미산성 차아염소산수가 생성된다(Song et al. 2013). 미산성 차아염소산수는 세균의 세포막이나 세포벽을 파괴시키고, 소 독과정에서 잔류물이 남지 않아 인체에 무해하며, 시간 경과 에 따라 물로 환원되어, 차아염소산나트륨에 비하여 안전하고 강 력한 살균력을 가지고 있다(Goo et al. 2020). 미산성 차아염소 산수에 관한 기존 연구에 따르면, 20~30μL･L-1(pH 5.0~6.5) 미산성 차아염소산수가 식물병원균인 Colletotrichum acutatum, Botrytis cinereal, Penicillium hirsutum에 강하고 광범위한 살균력이 확인되었으며, 차아염소산나트륨으로 1분 처리한 것 에 비해 미산성 차아염소산수 30초 처리가 살균력이 뛰어났 다(Song et al. 2013;Yoon 2006;Yoon et al. 2021). 또 한 염화칼슘의 전기분해수를 보존용액으로 사용했을 때, 전기 분해수의 살균력이 미생물로 인한 도관막힘을 억제하여 HOCl 수용액을 사용했을 때와 유사하게 장미의 절화수명이 연장된 것을 알 수 있었다(Ohta et al. 2000). 따라서 본 연 구는 절화장미에 대한 미산성 차아염소산수의 침지처리 효과 를 알아보고, 절화 보존제로써의 적용 가능성을 구명하고자 수행되었다.
재료 및 방법
식물 재료 및 처리 내용
식물재료는 광주광역시 소재 화훼단지 내 장미생산농가에 서 절화장미(Rosa hybrida) ‘Bubble Gum’ 품종을 상업적 수 확단계(Kumar et al. 2008)에서 수확한 것을 사용하였다. 수 확 후 전남대학교 원예품질관리연구실로 운송하여 줄기를 40cm 길이로 재절단하고, 절단된 부위부터 하위 15cm까지 의 잎을 제거하여 평균 중량이 29.5g인 것을 사용하였다(Lee 2008;Park et al. 2021). 침지 용액은 씨앤케이라이프코리 아에서 제조된 미산성 차아염소산수를 구매하여 사용하였고, 실험 직전 측정한 미산성 차아염소산수의 잔류염소 농도는 30μL･L-1(HI96771 Chlorine, Ultra High Range ISM, Hanna instruments Inc., USA), pH 6.26(Orion Star A211 pH Benchtop Meter, Thermo Scientific, USA)이었다. 침지 처리는 미산성 차아염소산수(HOCl)를 0, 0.5, 1, 3, 5분간 처 리 침지 처리 후 300mL의 수돗물(Tap water)이 담긴 1L 유 리 용기에 절화를 9반복으로 임의 배치하였다(Song et al. 2013). 실험환경은 기온 24.0°C, 상대습도 54±5%, 광도 15.4μmol･m-2･s-1 일장 12시간으로 조절하였다(Fanourakis et al. 2013). 절화수명 종료시점은 꽃잎 및 잎이 30% 이상 시들고(Wilting flower), 꽃목이 30°이상 굽거나(Bent neck) 잿빛곰팡이병 발병(Botrytis cineria) 등 관상가치가 떨어지는 시점으로 정하였고, 절화수명 종료 증상을 전체 절화 대비 백분 율로 나타냈다(Fanourakis et al. 2013;Lee and Kim 2020). 수 분흡수율과 상대생체중은 Chamani and Esmaeilpour(2007) 의 식을 이용하여 이틀 간격으로 측정하여 계산하였다. 꽃잎 의 화색 변화를 관찰하기 위해 하나의 꽃잎을 고정적으로 정 해놓고 모든 개체를 색채색차계(CR-20, MINOLTA, Japan) 를 이용하여 L*(darkness-brightness), a*(green-red), b*(blue-yellow)를 측정하였다. 미산성 차아염소산수의 처리 후 화색의 차이를 수치화하여 비교하기 위해 ΔE = [(L2-L1)2 + (a2-a1)2 + (b2-b1)2] 1/2식에 대입하여 산출하였다(Oh et al., 2015), 잎의 엽록소 변화를 분석하기 위하여 Chlorophyll 함량(SPAD-502Plus, MINOLTA, Japan)을 측정하였고, 화 폭은 꽃의 화폭이 가장 긴 부분을 mm자로 측정하여 수확직 후 대비 처리 6일 후를 백분율로 나타냈다(Kim and Lee 2022).
통계분석
통계분석용 프로그램인 SAS package(statistical analysis system, version 9.4, SAS Institute Inc., USA)를 이용하여 ANOVA(analysis of variance) 분석을 실시하였으며 각 처 리간의 유의성은 DMRT(Duncan’s new multiple range test) 5% 수준으로 하였다.
결과 및 고찰
미산성 차아염소산수가 장미의 절화수명 연장제로써의 가 능성과 절화수명연장효과를 알아보고자 HOCl를 침지처리를 한 결과, 대조구의 절화수명은 8.7일인데 비해 5분 침치 처리 시 10.8일로 대조구보다 2.1일 수명을 연장시켰다(Table 1). 이는 NaOCl 50~200μL·L-1와 ClO2 0.5~1μL·L-1가 대조구보 다 절화수명이 연장된 결과와 유사하였다(Roh et al. 2018). 이산화염소 보존용액 처리(ClO2 4μL·L-1)와 침지처리(ClO2 50μL·L-1, 60sec) 시 세균축적을 억제하여 절화수명이 연장 되었는데(Lee and Kim 2014), 미산성 차아염소산수의 침지 처리 시 보존용액의 살균력으로 인해 수분흡수를 용이하게 하 여 절화수명을 연장시킨 것으로 보인다. 절화수명을 단축시키 는 주요 원인으로는 꽃목굽음과 잿빛곰팡이인데(Muñoz et al. 2019) 절화수명 종료 증상의 경우, 대조구는 꽃목굽음 44%, 잿빛곰팡이병 33%, 꽃잎 위조 22%으로 나타났으며, 차 아염소산수 침지처리 시 모든 처리에서 잿빛곰팡이 발병률이 감소하였다(Fig. 1). 특히 미산성 차아염소산수의 3분 이상 침 지처리는 꽃목굽음 증상을 감소시켰으며, 이는 줄기도관을 살 균함으로써 도관 내 세균 증식을 억제시켜 꽃목굽음을 억제시 킨 것으로 판단된다(van Doorn and Whitte 1994;Lee and Kim 2019). 미산성 차아염소산수는 세균의 세포벽을 파 괴시켜 대사작용을 억제하며, 세균 및 진균에 효과적인 살균 작용을 한다(Yoo et al. 2021). 상대생체중은 모든 처리구에 서 2일까지 증가 후 감소하였다(Fig 2A). 수확 후 장미의 절 화수명은 수분흡수가 중요한 요인이다(Fanourakis et al. 2013). 특히 수분흡수율은 모든 처리가 초기에는 증가 후 6일 부터 감소하는 경향을 보였다(Fig. 2B). 수분흡수율은 보존용 액 및 줄기도관 내 미생물 증식과 음의 상관관계를 가지며 (Edrisi et al. 2015), 증류수 및 수돗물에 절화 장미를 꽃아 두었을 때, 보존용액 내 세균이 증식한다(Lee and Kim 2019). 따라서 시간 경과에 따라 보존용액 내 세균이 증식하 고, 절화수명이 종료되는 시점인 6일차에 수분흡수율이 감소 된 것으로 보인다. 미산성 차아염소산수 처리구 중 1분 침지 처리구에서 수분흡수율과 상대생체중은 빠르게 감소하여 대 조구와 큰 차이를 보이지 않았으며, 대조구인 수돗물 또한 염 소의 살균력으로 짧은 미산성 차아염소산수 침지처리 시간과 차이가 없었다(Table 1; Fig 2;Lee and Kim 2014). 화색 변화율은 ΔE값이 낮을수록 변화율이 낮은 것을 의미한다(Oh et al., 2015). 처리 6일 후 화색 변화율은 ΔE값이 3분과 5 분 침지처리구에서 가장 낮았고, 대조구는 초기 화색과 가장 큰 차이를 보였다(Table 2). 미산성 차아염소산수 침지 처리 구는 대조구에 비해 ΔE값이 낮아, 화색 변화율이 낮은 것을 알 수 있었다(Table 2). 절화수명 종료 시점에 개화율은 중요 한 절화 품질 요소 중 하나이다(Lee et al. 2005). 처리 6일 후 상대화폭증가율은 처리간 차이가 없었으나, 5분 침지 처리 구에서 145%로 개화를 촉진시켰다(Table 3). 잎의 엽록소함 량은 3분 이상 침지처리시 감소하였지만 통계적으로 차이가 없었다(Table 3).
결론적으로 미산성 차아염소산수(HOCl) 30μL·L-1(pH 6.26) 5분 침지 처리는 대조구에 비해 꽃목굽음과 잿빛곰팡이 발병을 감소시키고, 장미의 절화수명을 연장시켜 절화장미의 전처리제로써의 가능성을 확인할 수 있었다.
