Inhibition of Shoot Growth in the Kentucky Bluegrass by Application of Mepiquat-Chloride

Research Article
김 영선  Young-Sun Kim12*허 혁재  Hyeok-Jae Heo1윤 정호  Jeong-Ho Youn3이 긍주  Geung-Joo Lee4*

Abstract

This study was conducted to evaluate the inhibition effect of mepiquat-chloride (MC) on the growth of Kentucky bluegrass (Poa pratensis) by investigating visual quality indices, shoot length and clipping yield. As compared with control, turf color index, chlorophyll index and visual quality in the Kentucky bluegrass treated with MC was not significantly different, meaning those was not affected on the damage of Kentucky bluegrass by MC application. While the shoot length of MC treatments was decreased by 11.7-13.4% on 28 day after treatment than that of control, clipping yield not significantly different. Compared with trinexapac-ethyl (RT), shoot length and clipping yield of MC treatments were not significantly different. The applying amount of MC was correlated with shoot length negatively (p<0.05). These results indicated that the MC application was inhibited the shoot elongation of Kentucky bluegrass, and that MC might be chosen another plant growth regulator applying to Kentucky bluegrass in the turfgrass management.

Keyword



서 언

잔디관리에서 생장조정제는 잔디의 예고와 예지물을 조절하기 위해 이용해 왔다(Lee et al., 2010; Tae et al., 2010). 현재 잔디관리를 위해 등록된 생장조정제는 trinexapac-ethyl, prohexadione-calcium 및 paclobutrazol 등이며(RDA, 2021) 지베렐린 생합성을 억제하여 잔디 지상부 생장을 억제한다(March et al., 2013). Trinexapac-ethyl과 prohexadione-calcium은 cyclohexadione계 생장조정제이고, paclobutrazol은 triazole계 생장조정제이다(March et al., 2013).

국내에서 생장조정제 처리 시 잔디 생장 및 생육에 관한 연구는 한지형 잔디에서 trinexapac-ethyl을 중심으로 진행되었으며(Tae et al., 2010), 약제 처리량(Kim et al., 2019), 약제 처리 농도(Kim et al., 2019) 및 살포 방법 개선(Cho et al., 2019) 등에 관한 연구가 진행되었다. Trinexapac-ethyl은 처리량에 따라 생장억제 정도가 인정되었으며(Kim et al., 2019), 골프장의 한지형 잔디에 생장조정제 처리 시 잔디 생육과 품질 등에 영향을 미치지 않아 약제 처리에 의한 약해는 발생하지 않았다(Tae et al., 2010). Trinexapac-ethyl의 처리 시 잔디의 엽면적과 증산량의 감소로 내건성이 증대된다(McCann and Huang, 2007). Paclobutrazol은 시간의 경과와 그늘 조건에 따라 잔디 생육이 감소되었으며(Ryu and Kim, 2010), prohexadione-calcium은 한국잔디(Zoysia japonica) 및 크리핑 벤트그래스(Agrostis palustris)에서 생장억제효과를 나타냈다(Kim and Park, 2020; Lim et al., 2011).

Mepiquat-chloride는 quarternary ammonium계열의 지베렐린 생합성 억제제(Wang et al., 1995)로서 지베렐진 생성을 저해하여 세포와 절간의 신장을 억제한다(Gu et al., 2014). Mepiquat-chloride의 처리는 목화(Gossypium hirsutum)에서 엽면적과 절간 생육을 억제하고(Rosolem et al., 2013), 목화의 생산과 품질 향상을 위해 사용하고 있다(Zhao and Oosterhuis, 2000). 작물보호제 지침서에 따르면 국내에서는 포도(Vitis vinifera)의 착립 증진과 적심노력 절감을 위해 사용하고 있다. Heo et al. (2020)은 mepiquat-chloride의 처리가 크리핑 벤트그래스에서의 생장억제효과를 나타내며, trinexapac-ethyl과 유사한 특성을 나타낸다고 보고한 바 있다. 그러나 잔디의 생육은 초종과 생육환경 등에 따른 효과가 차이를 나타내고 있으므로 mepiquat-chloride의 처리에 따른 다양한 잔디의 생육과 품질에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 켄터키 블루그래스에 mepiquat-chloride 처리에 따른 잔디품질, 생육 및 초장 신장 등을 조사함으로써 잔디관리 시 생장조정제로서 활용성 여부를 평가하고자 수행되었다.

재료 및 방법

시험 기간 및 공시 재료

포트시험은 경상남도 합천읍 소재의 H사의 시험포장에서 2019년 5월부터 3개월 동안 수행되었고, 공시잔디는 2018년 파종하여 약 1년간 관리한 켄터키 블루그래스(Poa pratensis) ‘Midnight’ 품종을 이용하였다. 시험에 사용한 토양은 미국골프협회(United States Golf Association, USGA) 규격에 적합한 입경분포를 갖는 모래를 상토로 이용하였고, 잔디 생육을 위해 요소(N 46%, Namhae Chemical Co., Ltd., Yeosu, Korea)를 이용해 전층시비하였다. 공시약제는 메피쾃클로라이드 액제(mepiquat-chloride 44%, Taejun Agrotech Co., Ltd., Seongnam, Korea)와 트리넥사팍에틸 미탁제(trinexapac-ethyl 26.6%, Syngenta Koera Co., Ltd., Seoul, Korea)를 이용하였다.

처리구 설정 및 잔디관리

토양 개량제를 처리하지 않은 공시 모래를 시험용 포트(diameter 25 cm, depth 15 cm)에 충진한 후 수돗물을 이용하여 5시간 동안 물다짐 후 처리구 상토를 조성하였다. H사의 증식 포장에서 홀커터(diameter 10.8 cm)를 이용하여 채취된 켄터키 블루그래스를 5 cm 깊이로 절단한 후 시험용 포트에 5월 31일에 이식하였다. 시비는 포트 조성 시 요소 8.7 g m-2 (4 N a.i. g m-2)를 1회 전층 시비하였다.

처리구는 mepiquat-chloride와 trinexapac-ethyl을 처리하지 않은 대조구(control; non-treatment of growth retardant), 대조약제로서 trinexapac-ethyl을 처리한 관행 대조약제 처리구(RT; reference treatment, 0.01 a.i. mL m-2), mepiquat-chloride의 처리량에 준하여 추천량의 반량을 처리한 반량 처리구(HM; half dose of mepiquat-chloride, 0.033 a.i. mL m-2), 추천량을 처리한 정량 처리구(RM; recommendation dose of mepiquat-chloride, 0.066 a.i. mL m-2) 및 추천량의 2배를 처리한 배량 처리구(DM; double dose of mepiquat-chloride, 0.132 a.i. mL m-2)를 설정하였고, 수돗물에 150 mL에 희석하여 희석액 150 mL m-2을 휴대용 압축 분무기(Trigger sprayer 700, Apollo Industrial Co., Ltd., Siheung, Korea)로 6월 11일에 엽면처리하였다. 실험구 배치는 완전임의배치법으로 하였고, 처리당 4반복으로 하였다. 시험 기간 동안 병해충은 발생하지 않아 작물보호제는 처리하지 않았으며, 관수는 스프링클러를 이용하여 1일 2회 총 30분간 실시하였다.

잔디 생육 조사

잔디 생육 조사는 처리구별 엽색 지수, 엽록소 지수, 가시적 잔디품질, 잔디 초장 및 잔디 예지물을 조사하였다. 엽색 지수와 엽록소 지수는 각각 turf color meter (TCM 500, Spectrum Technologies, Inc., Plainfield, IL, USA)와 chlorophyll meter (CM 1000, Spectrum Technologies, Inc., Plainfield, IL, USA)를 이용하여 측정하였고, 가시적 잔디품질은 National Turfgrass Evaluation Program (NTEP)에서 제시한 방법에 준하여 조사하였다(1=worst, 9=best and 6=acceptable). 잔디 초장은 측정용 자를 이용하여 토양표면으로부터 경엽의 길이를 측정하였다. 엽색 지수, 엽록소 지수, 가시적 잔디품질 및 잔디 초장은 6월 11일부터 7일간격으로 5회 조사하였다. 잔디 예지물 채취는 시험이 종료된 7월 10일에 수행하였고, 70% 에탄올로 잘 소독된 가위를 이용하여 채취한 후 70°C 건조기(VS-1203PJ-300, Vision Scientific Co., Ltd., Daejeon, Korea)에서 24시간 건조하여 건물중을 측정하였다.

통계분석

통계처리는 SPSS (ver. 12.1, IBM, New York, USA)를 이용하여 Duncan 다중검정과 T-검정을 통해 처리구간 평균값의 유의차를 검정하였고, 단순상관을 통해 요인별 상관성을 분석하였다.

결과 및 고찰

Mepiquat-chloride 처리 후 잔디품질 변화

생장조정제 처리 전인 6월 11일 조사에서 대조구(control), 대조약제 처리구(RT) 및 mepiquat-chloride 처리구들(HM, RM, DM)의 엽색 지수, 엽록소 지수 및 가시적 잔디품질은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 시험을 수행하기에 적합하였다(Table 1).

엽색 지수, 엽록소 지수 및 가시적 잔디품질 조사결과, mepiquat-chloride 처리 후 7일이 경과한 후 대조구나 RT와 비교할 때, mepiquat-chloride 처리구들은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 시험 종료 후 생육 기간 동안 조사된 엽색 지수, 엽록소 지수 및 가시적 품질의 평균은 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 켄터키 블루그래스에서 mepiquat-chloride 처리에 의한 약해는 발생하지 않았음을 알 수 있었다. 이는 trinexapac-ethyl, prohexadione-calcium 및 mepiquat-chloride 처리 후 크리핑 벤트그래스에서 약해가 발생하지 않았던 선행연구와 유사한 결과이다(Heo et al., 2020; Kim and Park, 2020).

Table 1. Growth and quality of Kentucky bluegrass after application of mepiquat-chloride in pot experiment.

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Z Treatments were as follows; Control (non-treatment of plant growth regulator), RT (TE 0.01 a.i. g m-2; 2,500 fold dilution), HM (MC 0.033 a.i. g m-2; 2,000 fold dilution), RM (MC 0.066 a.i. g m-2; 1,000 fold dilution), DM (MC 0.132 a.i. g m-2; 500 fold dilution). TE and MC mean trinexapac-ethyl and mepiquat-chloride, respectively. TE and MCs were applied on Kentucky bluegrass on June 11 in 2019.

a: Means with the same letters within column are not significantly different by Duncan’s multiple range test at P≤0.05 level.

Mepiquat-chloride 처리 후 생장억제효과

생장조정제 처리 전인 6월 11일 처리구의 초장은 32.0-35.0 mm로 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 생장조정제의 처리효과를 평가하기에 적합하였다(Table 2). Mepiquat-chloride 처리 4주 경과 후에는 대조구, RT, HM, RM 및 DM 처리구에서 각각 51.5, 44.3, 45.5, 44.6, 44.8 mm을 나타내어 생장조정제 trinexapac-ethyl와 mepiquat-chloride의 처리구에서 잔디 초장은 유의적으로 감소함을 알 수 있었다. 생장조정제를 처리한 RT, HM, RM 및 DM 처리구의 잔디 초장은 대조구보다 각각 14.0, 11.7, 13.4, 13.1%씩 감소하였고, 생장조정제의 비교 처리를 위해 이용된 RT와 HM, RM 및 DM 처리구 간의 잔디 초장 비교에서는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다.

시험 기간 동안 잔디의 초장의 변화에 대한 처리구별 회귀식 및 결정계수를 조사한 값은 Table 3과 같다. 1차함수로 나타낸 각 처리구별 회귀식의 결정계수는 처리구에 따라 0.75-0.98의 범위를 나타냈고, 고도의 정의 상관성을 나타냈다(p<0.01). 생장조정제의 처리효과를 추론하기 위해 4주동안 대조구에서 자란 잔디의 초장 값을 대입하여 약효 지속 추정 기간을 예측하였을 때, HM, RM 및 DM 처리구의 소요일수는 각각 40.8, 44.9, 40.1일로 조사되어 43.8일을 나타낸 대조약제 처리구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 크리핑 벤트그래스에서 trinexapac-ethyl (Kim et al., 2021a)과 prohexadione-calcium (Kim and Park, 2020) 처리 시 약효 지속 추정 기간(기준량 기준)은 각각 43일과 47일이었고, 켄터키 블루그래스에서 trinexapac-ethyl 처리 시 약효 지속 추정 기간은 약 51일(Kim et al., 2021b)로 생장조정제의 종류와 잔디 종류에 따라 차이를 보여 한지형 잔디에서 생장조정제의 약효 추정 기간은 45±5일의 범위로 추론되었다. Mepiquat-chloride (기준량 기준)는 크리핑 벤트그래스(Heo et al., 2020)와 켄터키 블루그래스에서 각각 45일과 44.9일로 잔디용 생장조정제의 약효 추정 범위와 일치하였고, 한지형 잔디의 생육억제 및 조절을 위해 사용이 가능한 것으로 판단되었다.

v

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ZTreatments were as follows; Control (non-treatment of plant growth regulator), RT (TE 0.01 a.i. g m-2; 2,500 fold dilution), HM (MC 0.033 a.i. g m-2; 2,000 fold dilution), RM (MC 0.066 a.i. g m-2; 1,000 fold dilution), DM (MC 0.132 a.i. g m-2; 500 fold dilution). TE and MC mean trinexapac-ethyl and mepiquat-chloride, respectively. TE and MCs were applied on Kentucky bluegrass on June 11 in 2019.

a, b: Means with the same letters within column are not significantly different by Duncan’s multiple range test at P≤0.05 level.

* and ** represent significant at the 0.05 and 0.01 probability level by correlation coefficient, respectively, and NS not significant.

Table 3. Correlation coefficient and regression formula between application amount of mepiquat-chloride and plant height with time.

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y Treatments were as follows; Control (non-treatment of plant growth regulator), RT (TE 0.01 a.i. g m-2; 2,500 fold dilution), HM (MC 0.033 a.i. g m-2; 2,000 fold dilution), RM (MC 0.066 a.i. g m-2; 1,000 fold dilution), DM (MC 0.132 a.i. g m-2; 500 fold dilution). TE and MC mean trinexapac-ethyl and mepiquat-chloride, respectively. TE and MCs were applied on Kentucky bluegrass on June 11 in 2019.

zand x in regression formula represent plant height and days after treatment, respectively. ** represent a significance at the 0.01 probability level.

Mepiquat-chloride 처리 후 켄터키 블루그래스의 생장억제효과를 평가하기 위해 시험 종료 후 수거된 잔디 예지물의 건물중을 조사하였다(Fig. 1). 생장조정제 처리 후 4주 경과하였을 때, 대조구, RT, HM, RM 및 DM 처리구의 잔디 예지물은 각각 112.1, 87.6, 99.6, 103.8, 116.1 g m-2으로 조사되어 처리구간 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 대조구와 RT 처리구의 T-검정 결과, RT 처리구의 예지물량은 약 22% 감소하여(p<0.05) trinexapac-ethyl의 처리 시 잔디의 예지물과 양분흡수를 감소시킨다는 선행연구결과와 유사한 결과를 나타냈다(Kim et al., 2021a). 반면에 mepiquat-chloride 처리구들에서는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 크리핑 벤트그래스에서 mepiquat-chloride 처리 시 잔디 예지물이 약 39-56% 정도 감소한다는 선행연구결과와 다소 차이를 나타냈다(Heo et al., 2020). 또한, 대조약제 처리구와 mepiquat-chloride 처리구와의 T-검정 결과에서 HM과 RM 처리구는 RT 처리구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 DM 처리구의 예지물량은 RT 처리구보다 증가하여 mepiquat-chloride 처리 시 trinexapac-ethyl와는 통계적인 차이를 나타내지 않는다는 Heo et al. (2020)의 결과와 다소 차이를 나타냈다. 이는 잔디 초종에 따라 생장조정제의 처리에 따른 생장억제 정도가 다르기 때문으로 판단되며, 선행연구에서도 trienexapac-ethyl 처리 시 크리핑 벤트그래스(Kim et al., 2019)는 켄터키 블루그래스(Kim et al., 2021b)보다 낮은 처리량에서 생장억제효과가 나타난다고 보고된 바 있다.

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Fig. 1. Clipping yield of Kentucky bluegrass after application of mepiquat-chloride in pot experiment. zTreatments were as follows; Control (non-treatment of plant growth regulator), RT (TE 0.01 a.i. g m-2; 2,500 fold dilution), HM (MC 0.033 a.i. g m-2; 2,000 fold dilution), RM (MC 0.066 a.i. g m-2; 1,000 fold dilution), DM (MC 0.132 a.i. g m-2; 500 fold dilution). TE and MC mean trinexapac-ethyl and mepiquat-chloride, respectively. TE and MCs were applied on Kentucky bluegrass on June 11 in 2019. Error bars indicates standard deviation and different letters indicates significant different at P≤0.05 level according to Duncan’s multiple range test.

Mepiquat-chloride 처리량별 주요 생육 지수의 상관관계 조사에서 엽색 지수, 엽록소 지수, 가시적 품질 및 예지물량은 통계적으로 유의적인 상관성을 나타내지 않았으나 잔디 초장은 처리량에 따라 감소하는 부의 상관성(p<0.01)을 나타냈다(Table 4). 이는 Heo et al. (2020)의 연구에서 크리핑 벤트그래스에서 mepiquat-chloride 처리가 엽색 지수, 엽록소 지수 및 가시적 품질과 같은 잔디품질 요소에서는 영향을 미치지 않고, 잔디 초장에는 억제효과를 나타낸다는 결과와 유사한 결과를 나타냈다. Mepiquat-chloride의 처리는 고온기에 생육이 불량해지기 쉬운 한지형 잔디에서 생장조정제의 처리에 의한 약해가 발생하지 않는 것을 Table 1과 Heo et al. (2020)의 연구에서 확인할 수 있었다. Mepiquat-chloride 처리량과 잔디 초장의 변화는 부의 상관성을 나타내어 잔디용 생장조정제(Kim et al., 2019; Kim et al., 2021a)나 mepiquat-chloride 선행연구 결과(Heo et al., 2020)와 유사한 경향을 나타냈다. 일반적으로 잔디 초장의 생육이 억제되면 잔디 예지물과 양분흡수량을 감소시키나(Kim et al., 2021a) 본 연구에서 mepiquat-chloride 처리 시 잔디 신장 억제에도 불구하고 잔디 예지물은 감소하지 않아 생장조정제 처리에 의한 잔디의 생육과 양분흡수에 관한 추가적인 연구가 필요하였다. 또한 mepiquat-chloride는 잔디관리를 위해 등록된 생장조정제가 아니므로 처리량에 따른 잔디의 생육과 특성에 대한 연구가 필요하였다.

Table 4. Correlation coefficient between application amount of mepiquat-chloride and growth factors.

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y Growth factors was as follow; TCI: Turf color index; ChI: Chlorophyll index; VQ: Visual quality; SL: Shoot length; CY: Clipping yield.

zR value means correlation coefficient (n=15). NS and ** represent not significant and a significance at the 0.01 probability level, respectively

요 약

본 연구는 mepiquat-chloride의 잔디관리용 생장조정제로서 특성을 평가하기 위해 켄터키 블루그래스에서 mepiquat-chloride의 처리에 따른 생육억제 및 잔디품질의 변화를 조사하였다. Mepiquat-chloride 처리 후 켄터키 블루그래스의 엽색 지수, 엽록소 지수 및 가시적 잔디품질은 처리구간 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 생장조정제 처리에 의한 약해 발생은 확인할 수 없었다. 잔디의 초장은 mepiquat-chloride 처리 28일 경과 후 대조구보다 약 11.7-13.4% 정도 감소하였으나, 잔디 예지물량은 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. Trinexapac-ethyl과 비교할 때 mepiquat-chloride 처리구들의 초장과 잔디 예지물량은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. Mepiquat-chloride의 처리량은 잔디 초장과 부의 상관성(p<0.05)을 나타냈다. 이들 결과를 종합할 때, 켄터키 블루그래스에서 mepiquat-chloride 처리 시 지상부 생장이 억제되어 mepiquat-chloride는 잔디의 생장조정제로 활용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

주요어: 메피쾃클로라이드, 식물생장조정제, 초장, 켄터키 블루그래스

Authors Information

Young-Sun Kim, Daegu University, Professor and Institute Basic Science, Researcher

Geung-Joo Lee, Chungnam National University, Professor

Hyeok-Jae Heo, Daegu University, Ph.D. student

Jeong-Ho Youn, Hanul Co. Ltd., CEO

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