Growth of Minuartia laricina, Arenaria juncea, and Corydalis speciose in Field with Various Soil Water Contents

Plants native in Korea have not only ornamental values but also have excellent environmental adaptability, so they can be used as garden plants. Studies on proper volumetric water content (VWC) of substrates have been reported, but many have been conducted in glasshouse conditions where environmental factors were controlled. When considering garden planting, it is necessary to perform the automated irrigation system in outdoor conditions where rainfall occurs at frequent intervals. This research aimed to investigate the VWC suitable for the growth of Minuartia laricina, Arenaria juncea, and Corydalis speciosa in open filed. Sandy soil which consisted of particles of weathered rock was used, and the VWC of 0.15, 0.20, 0.25, and 0.30 m3·m-3 was maintained using an automated irrigation system with capacitance soil moisture sensors and a data logger. No significant differences in growth and antioxidant enzymes activity of A. juncea were observed among VWC treatments. However, the survival rate was low at VWC 0.30 m3·m-3 treatment, which was the highest soil moisture content. Even considering the efficiency of water use, we recommended that VWC 0.15−0.20 m3·m-3 is suitable for the cultivation of A. juncea. Minuartia laricina showed better growth with lower VWC. Because of frequent rainfall in open field, plant volume and survival rate was high even in VWC 0.15 m3·m-3 treatment. In C. speciosa, the plant height, number of shoots and lateral shoots, and fresh and dry weight were higher in plants grown in VWC 0.25 m3·m-3 as compared with that in the plants grown at 0.15, 0.20, and 0.30 m3·m-3. Based on these results, M. laricina needed less water in open filed, and A. juncea and C. speciosa required higher VWC, but excessive water should be avoided. Additional key words : antioxidant enzyme, automated irrigation system, drought stress, native plant Protected Horticulture and Plant Factory, Vol. 29, No. 4:344-353, October (2020) DOI https://doi.org/10.12791/KSBEC.2020. 29.4. 344 pISSN 2288-0992 eISSN 2288-100X *Corresponding author: rhie@pcu.ac. kr Received June 26, 2020; Revised August 13, 2020; Accepted August 18, 2020 토양 수분 함량에 따른 너도개미자리, 벼룩이울타리, 산괴불주머니의 노지 생육 시설원예·식물공장, 제29권 제4호 2020년 345 국, 몽골, 일본, 극동러시아에서 자생하는 식물이며 다수의 꽃 을 피우는데 2개월 이상의 긴 개화 기간을 가지며, 잎이 넓게 퍼지는 특징을 가지고 있다(Yeon 등, 2019). 벼룩이울타리는 초형이 맥문동(Liriope platyphylla)과 유사하지만 꽃이 흰색 으로 다르기 때문에 맥문동을 대체 또는 혼식을 할 수 있는 지 피식재용으로 활용할 수 있다. 관상적인 가치뿐만 아니라 벼 룩이울타리의 뿌리는 triterpenoid saponins 성분이 함유되어 건강식품의 원료와 약재로서 가치 또한 높다고 알려져 있다 (Gaidi 등, 2005). 산괴불주머니(Corydalis speciosa Maxim. ex Regel)는 경기도와 강원도 산간지방의 습한 곳에서 군락 지어 자생하는 식물이며, 노란색의 꽃이 피는데 모양이 노리 개를 닮았다고 하여 산괴불주머니라는 이름이 붙었다. 산괴 불주머니의 자생지가 습기가 많은 반 그늘에서 자생하기 때문 에 정원의 하천 부근에 식재가 가능하다. 앞서 소개된 식물의 육묘 조건 또는 개화 조건에 대한 연구 는 보고된 바 있으나(Shin 등, 2018; Yeon 등, 2019), 재배 및 정식 환경의 적정 조건에 대해서는 연구된 바가 없다. 정원에 식물이 한번 식재 되면 관리 특성상 식물을 쉽게 옮길 수 없기 때문에 식물의 내환경성에 따라 적절하게 식재하고 관리하는 것이 중요하다. 그 중 토양 수분 조건은 식물 생장에 큰 영향을 주는데(Boyer, 1982), 적절한 수분 관리는 식물의 관상 가치 를 결정한다. 식물 재배에서 효율적인 수분 관리를 위한 다양 한 관수 시스템이 연구되어 왔는데, 그 중 토양수분센서를 이 용한 관수시스템은 토양수분을 실시간으로 모니터링하고 일 정한 토양수분함량을 유지하는데 효과적이라고 알려져 있다 (Burnett와 van Iersel, 2008; Nemali와 van Iersel, 2006). 센 서를 이용한 자동관수시스템 연구가 목본류인 Rhododendron spp. (Lea-Cox 등, 2008), 수국(van Iersel 등, 2009), 산호수 (Nam 등, 2018)에서 화단초화류인 페튜니아(Kim 등, 2011), 가든멈(Rhie 등, 2018)에 이르기까지 다양하게 이루어졌다. 앞선 선행 연구에서도 실외조건에서 연구가 진행되는 경우도 있었으나 강우의 영향을 받지 않는 조건에서 실험이 진행되는 경우가 많았다. 자생식물이 분화가 아닌 정원에 활용되는 경 우 우발적인 강우 등과 같은 기상변화에 많은 영향을 받게 된 다. 실외 환경에서 토양수분을 제어하는 것이 실내 환경 보다 정밀하지 않지만 정원에 자동관수시스템을 도입하고 자생식 물의 적정 수분 관리에 대해 알아보기 위해서는 실외 환경에 서의 연구가 필요하다. 따라서 본 실험은 노지 환경에서 자동 관수시스템을 이용하여 토양수분을 제어하고 너도개미자리, 벼룩이울타리, 산괴불주머니의 생장 반응을 조사하여 각 식 물종의 내건성을 평가하고자 수행하였다. 또한 기존 연구를 살펴보았을 때 실험에 사용한 토양으로 피트모스, 코코피트 등 수분보유력이 좋은 원예상토를 사용하였고 수분보유력과 유기물함량이 상대적으로 낮은 마사토에 대한 연구는 많이 이 루어지지 않았다. 마사토에서 큰조롱(Cynanchum wilfordii) 의 유묘생장이 원예상토의 단용 또는 혼용 배지보다 좋지 않 았던 것과 같이(Lee 등, 2013), 마사토는 배수성이 좋지만 그 만큼 보수력이 좋지 않아 실험에 많이 활용되지 않았다. 그렇 지만 실제 정원에 자생 식물이 식재되는 상황에서는 자연 풍 화된 마사토를 많이 사용할 것이 예상되어 본 연구에서는 마 사토를 사용하여 실험을 진행하였다.