Growth Inhibition of Creeping Bentgrass after Applying Paclobutrazol

서언

크리핑 벤트그래스(Agrostis palustris L.)는 한지형 잔디 중 하나로 골프장의 그린에서 가장 널리 이용되는 종중의 하나이다. 그린은 그라운드 중에서 가장 집약적인 관리가 이루어지고 있는 곳이며 크리핑 벤트그래스 생육기의 그린은 볼 구름의 향상을 위하여 매일 잔디 깎기를 수행하고 있다. 크리핑 벤트그래스는 그린 외에도 티잉그라운드와 페어웨이에도 사용되고 있다(Choi et al., 2012). 한지형 잔디로 조성된 골프장은 잔디관리 비용 중 잔디 깎기 비용이 60%에 달한다는 보고가 있다(Kim et al., 1998).

크리핑 벤트그래스는 지상포복경 위주의 생장을 하며 잎폭이 좁고 생육 속도도 매우 빠른 편이어서 회복력도 높으나 여름철과 같은 고온, 다습한 환경에서는 생육이 매우 부진하고 병에 걸릴 위험성이 매우 높다(Chang and Lee, 2010, Min et al., 2014). 그러므로 고온기에 크리핑 벤트그래스의 관리는 잔디의 직립성 및 수광태세를 개선하고, 적절한 예고 관리를 해주는 것이 중요하다(Kim et al., 2021). 그러나 잔디의 잦은 예초는 잔디에 많은 스트레스를 주어 외부 환경에 대한 저항력을 감소시키는 원인이 되므로(Lee et al., 2010) 적절한 예고 관리를 위해 생장 조정제를 사용하고 있다(Kim et al., 1998; Lee et al., 2008; Tae et al., 2010).

Batten (1983)은 여름철 그린에 생장조정제를 사용하는 경우 예지물량을 약 50% 정도 감소시켜 경기 수용력을 향상시킨다고 보고되었다. 지금까지 골프장 잔디의 생장억제제에 관한 연구는 주로 trinexapac-ethyl (TE) 중심으로 진행되었다(Kim et al., 2020). TE는 GA의 생합성을 억제하여 세포신장을 억제하고 잔디의 절간 생육을 억제하는 등 식물의 길이 생장을 억제하고 절간을 축소시키므로 지상부의 생육을 조절하는 cyclohexadione 계 생장조정제로 골프장에서는 주로 예초 회수를 감소시키는데 활용하고 있다(Tae et al., 2010). 최근에는 TE외에 prohexadione calcium이나 paclobutrazol (PB)이 잔디 생장을 억제하는 약제로 등록되어 잔디관리에 이용되어 있다(PSIS, 2023).

오이(Cucumis sativus L.)에서 종자에 PB를 처리하는 경우 엽록소의 함량은 큰 차이가 없으나 침종 시간이 길수록 현저하게 생육 억제 현상을 나타냈다(Cho et al., 2001). 벼(Oryza sativa L.)에는 처리 시기가 빠를수록 상위 절간이 단축되어 도복 억제에 도움 되었다(Lee et al., 1988). 잔디에 처리하였을 경우 수평 생장을 증가시켜 도장과 줄기 밀도의 감소를 방지시키고, 포복경의 발달을 촉진시켜 회복력을 높이는데 효과적이었다(Ryu et al., 2010). 한국잔디에서 PB의 처리에 대한 연구가 진행되었으나(Ryu et al., 2010), 한지형 잔디에서 PB 처리에 대한 생육 및 품질 변화에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 크리핑 벤트그래스(creeping bentgrass)에 식물 생장조정제인 paclobutrazol의 처리에 따른 잔디 품질과 생육을 조사하기 위해 실시되었다.

재료 및 방법

시험기간 및 공시재료본 실험은 대구대학교 과학생명융합대학 부속 온실에서 2023년 10월부터 2023년 11월까지 수행되었다. 공시 잔디는 크리핑 벤트그래스 (A. palustris L.)로 품종은 ’Penn-A’가 사용되었다. 공시 토양은 미국 골프협회(United State Golf Association; USGA)의 규격에 따라 적합한 입경 분포를 갖는 모래를 상토로 사용되었다. 공시 비료는 복합비료 [Control; N-P2O5-K2O=21-17-17, Namhae Chemical Co., Ltd., Yeosu, Korea]를 사용되었다. 공시 약제는 트리넥사팍에틸 미탁제(TE 11.3%; Syngenta Co., Ltd., Seoul, Korea)와 파클로부트라졸 액상수화제(PB 22.9%; Syngenta Co., Ltd., Seoul, Korea)가 사용되었다.포트 조성 및 처리구 설정상토는 토양개량제를 혼합하지 않은 공시 모래를 시험용 5 inch 포트(diameter 12 cm, depth 12 cm)에 충진한 후 수돗물을 이용하여 물다짐 후 사용하였다. 8월 15일에 파종하여 조사 일로부터 51일간 관리하였고, 시험 시작 전(10월 5일) 30 mm 높이로 깎았다. 깎기 후, 복합비료 14.3 g을 1 L의 수돗물에 희석하여 이물질을 제거한 후 각 처리구에 14.3 g L-1 m-2 (3 N g m-2)를 1회 관주 시비하였다.처리구는 TE와 PB 처리량 및 희석 배수에 따라 생장조정제를 처리하지 않고 비료만 처리한 대조구 (control, 14.3 g m-2), 대조약제 처리구인 TE 처리구 (trinexapac-ethyl 0.01 a.i. g m-2 100 mL-1), PB 반량 처리구 (half recommended amount of PB, PB; PB 0.017 a.i. g m-2 200 mL-1), PB 정량 처리구 (recommended amount of PB, 2PB; PB 0.034 a.i. g m-2 200 mL-1), PB 배량 처리구 (double recommended amount of PB, 4PB; PB 0.068 a.i. g m-2 200 mL-1)로 설정하였다. 각 생장조정제별 희석액의 살포량은 작물보호제지침서에 준하여 TE는 100 mL m-2를, PB는 200mL m-2를 처리하였다. 각 처리구는 완전임의배치법 4반복으로 배치하였다. 생장조정제인 TE와 PB의 처리는 수돗물로 희석하여 희석액을 각각 100 mL m-2과 200 mL m-2를 휴대용 압축 분무기 (Trigger sprayer 700, Apollo Industrial Co., Ltd.,Siheung, Korea)를 이용하여 파종 후 51일 경과 후(10월 5일) 엽면처리 하였다. 시험 기간 동안 병해충은 발생하지 않아 작물보호제는 사용하지 않았다.조사 내용 및 식물체 분석잔디 생육 조사는 처리구별 초장, 엽색 지수, 엽록소 함량 및 예지물을 조사하였다. 초장은 150 mm 자를 이용하여 토양 표면으로부터 경엽의 길이를 측정하였고 엽색 지수는 turf color meter (TCM 500, Spectrum Technologies, Inc., Plainfield , IL, USA)를 이용하였다. 초장은 생장조정제 살포일 (10월 5일, 생장조정제 살포 0일차)부터 7일 간격으로 5회 조사하였다. 시험이 종료된 11월 2일에 70% 에탄올로 소독된 가위를 이용하여 30 mm 높이로 채취한 후 엽록소 함량과 잔디 예지물을 조사하였다. 잔디의 엽록소 함량은 잔디 시료 (생체중 0.1 g)를 95% ethanol (10 mL)을 추출 용매로 냉암소 (-4°C)에서 48시간 추출하여 UV-spectrophotometer (Genesys 2PC, Thermo scientific, USA)를 이용하여 648 nm (A648)와 664 nm (A664)에서 흡광도를 측정하여 아래와 같은 식으로 엽록소 a와 b 및 총 엽록소 함량을 계산하였다(Miazek and Ledakowicz., 2013).Chlorophyll a = 13.36 A664 - 5.19 A648Chlorophyll b = 27.45 A648 - 8.12 A664Total Chlorophyll (a+b) = 5.24 A648 + 22.24 A664잔디 예지물은 채취된 시료를 65℃ 건조기 (Thermostable OF-W155, Daihan Scientific Co., Ltd., Gangwondo, Korea)에서 24 시간 건조한 후 건물 중을 측정하였다.통계분석

통계처리는 SPSS (ver. 27, IBM, New York, USA)을 이용하여 Duncan 다중검정을 통해 처리구간 평균값의 유의차를 검정하였다.

결과 및 고찰

시험 전인 10월 5일 초장, 엽색 지수에서 각 처리구들은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 시험에 적합하였다(Table 1). 대조구와 비교할 때, TE와 PB 생장조정제 처리 후 각 처리구의 엽색 지수는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. Kim et al. (2019)은 크리핑 벤트그래스에 TE 처리 후 가시적 품질, 엽색 지수 및 엽록소 지수에 미치는 영향은 미미하다고 보고한 바 있다.

시험 종료 후 각 PB 처리구별 엽록소 함량을 조사한 결과, 엽록소 a, 엽록소 b 및 엽록소 a+b 함량은 각각 1,835-1,933 μ g g-1, 995-1,111 μg g-1, 2,830-2,992 μg g-1를 나타냈다(Table 2). 대조구나 TE 처리구와 비교할 때, PB 처리구 엽록소 함량은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. Kim et al. (2021)은 생장조정제 처리 후 금잔디(Zoysia matrella)에서 엽록소 함량의 변화는 나타나지 않는다고 보고하여 본 연구 결과와 유사하였다. McCann and Huang (2007)은 생장조정제 처리 후 14일 정도 경과 시 엽록소 함량이 증가한다고 보고하였으나 본 연구에서는 확인할 수 없었다. 본 연구는 시험 기간 중에는 엽록소 함량을 조사하지 않았기 때문으로 생각되며(Table 2), 잔디 경엽 중 엽록소 함량은 구성원소인 질소 흡수에 의해 영향을 받기 때문으로 판단된다(Kim et al., 2022).

이들 결과를 종합할 때, TE나 PB 처리 후 크리핑 벤트그래스에서 엽색 지수와 엽록소 함량 변화가 나타나지 않아 생장조정제 처리에 의한 약해가 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.

시험 전 초장은 3.02-3.21 cm로 조사되었고, 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지는 않아 시험에 생장조정제 처리에 의한 초장의 변화를 조사하기에 적합하였다(Table 3). 약제 처리 후 7일 경과 이후부터 모든 처리구는 대조구 보다 초장의 길이가 감소하였다. TE나 PB 처리 28일 경과 후 대조구와 비교할 때, TE, PB, 2PB 및 4PB 처리구에서 크리핑 벤트그래스의 초장은 각각 34.25%, 25.87%, 32.68% 및 38.06% 감소하였다. TE와 PB는 식물체 내에서 GA의 생합성을 억제하여 잔디의 세포 크기가 감소함에 따라 지상부의 신장을 억제 시키기 때문으로 판단된다 (Ervin and Koski, 2001; Gaussoin et al., 1997; Heckman et al., 2001; March et al., 2013). 대조약제인 TE 처리구와 비교할 때, PB 처리구의 잔디초장, 엽색지수, 엽록소 함량에서 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 PB는 TE를 대신하여 잔디 관리 시 생장억제제로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

생장조정제 처리 후 시간의 경과에 따른 초장의 변화를 통해 각 처리구별 회귀식은 TE, PB, 2PB 및 4PB 처리구에서 각각 f(x)TE=0.072x + 3.383 (RTE ²=0.85), f(x)PB=0.092x + 3.501 (RPB²=0.89), f(x)2PB=0.077x + 3.465 (R2PB²=0.80) 및 f(x)4PB=0.051x + 3.758 (R4PB²=0.54)으로 조사되었다 [f(x)는 시험 경과일에 따른 예측 초장값, x값은 생장조정제 처리 후 경과 일수를 의미]. 얻어진 회귀식에 28일차 대조구의 초장을 대입하여 TE, PB, 2PB 및 4PB 처리구의 약효 지속 예상 기간은 각각 62일, 47일, 57일, 80일로 예측되었다. PB 처리구에서 반량 처리구(PB)와 권장량 처리구(2PB)의 약효 지속 기간은 각각 47일과 57일로 예측되어 반량 처리구와 권장량 처리구에서 약 10일 정도의 약효 차이를 나타내는 것으로 판단된다. Kim et al. (2021)은 TE 처리 후 약효 지속기간이 약 51일 정도로 예측하였으나 본 연구에서는 약 62일 정도로 차이를 나타냈다. 이는 잔디의 재배 시기에 따라 잔디 생육 정도가 차이를 나타내기 때문으로 퍼레니엘 라이그래스에서도 여름철과 가을철에 TE의 약효 지속 기간은 각각 43.6일과 38.3일로 예측되어 생육 시기에 따라 차이를 나타내었다(Lim et al., 2023).

시험 종료 후 잔디 예지물량 조사에서 잔디 건물중은 8.40-41.57 g m-2의 범위로 나타났다 (Fig 1). 대조구와 비교할 때, 생장조정제 처리 28일 경과 후 크리핑 벤트그래스의 예지물은 TE, PB, 2PB 및 4PB 처리구에서 각각 81.72%, 79.57%, 78.49% 및 79.57% 감소하였고, 대조약제 처리구인 TE 처리구와 비교 시 PB, 2PB 및 4PB 처리구의 예지물량은 통계적으로는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 이 결과는 크리핑 벤트그래스나 버뮤다 그래스에서 TE 처리 시 초장의 생장이 억제되어 예지물 또한 감소하였다는 선행 연구와 유사한 결과를 나타낸다(Wherley et al., 2009; Volterrani et al., 2012).

Acknowledgments

This work was supported by the Technology Developmen Program (S3367419) funded by the Ministry of SMEs and Startups (MSS, Korea)

요약

본 연구는 생장조정제인 paclobutrazol (PB) 처리 후 크리핑 벤트그래스에서 잔디 품질과 생육의 변화를 조사하였다. 처리구는 대조구, TE (trinexapac-ethyl 0.01 a.i. g m-2 100 mL-1)처리구, PB 반량 처리구 (PB; PB 0.017 a.i. m-2 200 mL-1) PB 권장량 처리구 (2PB; PB 0.034 a.i. g m-2 200 mL-1) 및 PB 배량 처리구 (4PB; PB 0.068 a.i. g m-2 200 mL-1) 로 설정하였다. PB 처리 후 대조구와 TE 처리구와 비교하여 모든 PB 처리구에서 크리핑 벤트그래스의 엽색 지수와 엽록소 함량 같은 잔디 품질은 처리구간 통계적 유의차를 나타내지 않았다. 대조구와 비교할 때, PB 처리구의 초장은 약 34-38% 정도, 예지물량은 78-81% 정도 감소하였으며 TE 처리구와는 유의한 차이를 보이지 않았다. 상기 결과들을 종합할 때 paclobutrazol 처리는 크리핑 벤트그래스의 신장과 생육이 억제되었지만 약해는 발생하지 않은 것으로 확인되었다.