과제구분기본연구수행시기전반기 연구과제및세부과제연구분야수행기간 선인장 다육식물산업화연구화훼 13 다육식물염색기술개발화훼 13 색인용어염색, 다육식물, 선인장, 스프레이 연구실 농업기술원선인장연구소농업기술원선인장연구소 책임자 김효정 김효정 ABSTRACT In recent years, it has gained popularity dyeing succulents and cacti of different colors throughout the Holland, America and China. This research was carried out to produce value added products of succulents and cacti through artificial dyeing treatment. Crassula pruinosa, Echeveria agavoides Christmas, Kalanchoe tomentosa, Notocactus scopa, Mammillaria elongate, Arthrocereus roundonianus, Opuntia microdasys and Echeveria lilacina were selected as a proper plants for dyeing. Open stomata observed on the surface of the dyed plants with an optical microscope the same as control plants. As a result, it seems that the dye on the plant surface had no influence on plant respiration. The survey of consumer preferences indicated that finally selected plants were Crassula pruinosa, Echeveria agavoides Christmas, Kalanchoe tomentosa, Notocactus scopa, Mammillaria elongate and Echeveria lilacina and favorite colors were yellow, red and violet. The results of Economic analysis showed 1.3 times higher value in dyeing succulents and cacti than that in existing products. Thus it was recommendable to make dyeing succulents and cacti and commercialize with various color. Key words : dye, succulent plants, cactus, spray 1. 연구목표 최근네덜란드, 미국, 중국에서다육식물과선인장을이용한염색으로다양한색채의상품이호응을얻고있다. 이러한현상은환경을구성하는여러가지요인중에서색채는매우감각적인요인으로서우리의정서에도영향을끼치고있으며, 소비자가제품을선택할때시선을붙잡는우선조건이되기때문이다 ( 임등, 2010). 화훼는관상을목적으로하기때문에품질의기준은관상가치에있으며이중에서화색은다른품질요인보다매우중요하다 (Lee와 Kim, 1994) 는것과관련이있다. 네덜란드에서는최초로 Ⅵ. 선인장연구 813
인공염료를사용하여기존에존재하지않는복색화를만들어 Happy Rose 로명명하였으며, 한송이의장미에여러가지색이존재할수있게하였다. 이는새로운색상의창출로소비자들의다양한기호를만족시켜소비자에게한걸음더나아가게하는계기가되었다 ( 임등, 2010). 인공색소를이용한염색은식물체표면에분무하는도료염색법 (Painting dyeing method) 과식물체에흡수시키는흡수염색법 (Absorption dyeing method) 이있다 ( 박등, 1998). 도료염색법은염색액을꽃잎과잎에살포하는방법으로단색또는여러가지색을단시간에착색시키는간편한방법이며, 흡수염색법은줄기의기부절단면을염색액에침지흡수시키는방법으로다소시간이걸리는단점이있지만그동안자연스런색상발현을위해이용해왔다 ( 채등, 2009). 그러나다육식물과선인장은줄기의기부절단면을염색액에담그는방법으로하는흡수염색법으로두툼한엽조직의염색이불가능하므로도료염색법을이용한염색방법이유럽을중심으로이루어지고있다. 국내에서도다육식물및선인장에인위적인엽색발현을통해관상가치가높은새로운상품개발로소비자의다양한구매욕구를충족시킬수있는기술개발이필요하다. 따라서본연구에서는다육식물및선인장을식물재료로이용하여단시간에다양한소비자기호에맞춘염색상품개발을위해인공염색제선발과식물재료선정을통해최적의염색조건을구명하고관상가치향상과다육식물 선인장의소비시장의확대와부가가치를창출할수있는데의미가커본실험을수행하였다. 2. 재료및방법 이시험수행을위해 < 시험1> 에서는염색에적합한인공염료의선발을위해염색제 A : SPRING (Holland, 네덜란드 ), 염색제B : ColorTool (Designmastar, 미국 ), 염색제 C : PINGO( 핑고클럽, 국내 ) 염색제D : Spay Enamel (TESTORS, 미국 ), 염색제E : 락카칠 ( 영일, 국내 ) 로서모두스프레이염색제타입 5종을수집하여에케베리아를대상으로처리하여 30일경과시까지 3일간격으로걸쳐초장, 엽수, 엽두께, 생장점괴사율등의생육상태를조사하였고, 관상가치를기준으로 1점 ( 매우낮음 ) 에서 5점 ( 매우양호 ) 까지부여하여상품성을평가하였고, 가격등제원을비교분석하였다. 그리고 < 시험1> 에서선발된염색제를이용하여염색상품화에적합한식물소재선발을위하여 < 시험2> 에서는크리스마스 (Echeveria Agavoides Christmas ), 칠복신 (E. Seunda), 핑크프릴 (E. Shaviana), 특엽옥접 (E. Runyonii), 룬데리 (E. Rrunderii), 금황성 (E. Pulvinata), 여제 (E. Pulidonis), 정야 (E. Dderenbergii), 라일락 (E. Variegate), 골든글로우 (E. Golden Grow), 런요니 (E. Runyonii) 등 28종의다육식물과백도선 (Opuntia Microdasys), 소정 (Notocactus Scopa), 황금사 (Mammillaria Elongata), 황금주철화 (Arthrocereus Roundonianus) 등선인장류 4종을관련전문가와재배농가의추천을 814 2013 년도시험연구보고서
받아염색제를처리하였다. 염색에사용된다육식물및선인장은시장출하직전의식물체를화분직경 10cm에재배된상태로사용하였다. 염색제처리 30일경과시다육식물의엽장, 엽수, 엽후및염색지속일수를조사하였고, 선인장류는구장, 구폭및염색지속일수등의생육특성조사를하였으며, 염색제를처리하지않는대조구와비교하였다. 생육특성은잎이관상가치를잃었을때수명이끝난것으로하였다. 그리고엽표면에살포된염색제로인한기공의막힘을알아보기위해광학현미경을통해염색된엽표면의기공을대조구와비교하여관찰하고, 염색상품의기호도및경제성을조사하였다. 염색상품에대한기호도조사는다육식물 선인장재배농가와소비자 403명을대상으로적합소재로선발된 8종에대하여상품선호도와색상을조사하였다. 3. 결과및고찰가. 다육식물 선인장적합염색제선발 스프레이용염색제 5종을수집하여제원을비교한결과는표 1과같다. 가격은 D>C>B>E>A 순으로높았으며, A, B는외국산으로화훼용이였으며 B는특히향이좋았다. 염색제처리에의한생육특성은 E를제외한나머지에서초장및엽수는각각증가하였으나엽두께는감소하는경향으로염색제 C, D, E는 1.65, 1.60, 2.53mm가줄어들었으며, 염색제 A, B는 0.24, 0.70mm로적게감소하였다. 그리고처리후식물체고유특성유지와관상가치등상품성은염색제 A가 5점, B가 4점순으로우수하였다. 염색제 C, E는 7일째부터생장점괴사가시작되었으며, 염색제 D는 15일부터생장점괴사가시작되어생육을저해하였다 ( 표 2). 이와같이염색제처리시생육에미치는영향이적고상품화가가능한염색제로 A와 B가적합한것으로판단되었다 ( 그림 1). 표 1. 염색제수집 : 국내외 5 종의염색제수집 ( 스프레이타입 ) 구분 원산지 가격 ( 원 /400 ml ) 용도비고 염색제 A 네덜란드 11,000 원화훼용화학물질향 3 시간지속 염색제 B 미국 18,000 원화훼용향이화장품향 3 시간지속 염색제 C 국내 28,220 원일반도장용무향 염색제 D 미국 32,000 원목재도장용화학물질향 3 일지속 염색제 E 국내 2,000 원목재및금속용화학물질향 5 일지속 염색제 A : SPRING (Holland 사 ), 염색제 B : ColorTool ( 디자인마스터사 ), 염색제 C : PINGO (pingoclub), 염색제 D : SPRAY ENAMEL (TESTORS), 염색제 E : 락카칠 ( 영일 ) Ⅵ. 선인장연구 815
표 2. 염색제종류별생육특성 ( 염색제처리 30 일후 ) 구분 초장 ( cm ) 엽수 ( 개 ) 엽두께 ( mm ) 생장점괴사율 (%) 전후증감전후증감전후증감 7 일 15 일 30 일 상품성 염색제 A 2.04 2.65 0.61 30.4 35.17 4.77 4.28 4.04 0.24 0 0 0 5 염색제 B 2.06 2.57 0.51 30.4 34.50 4.10 4.30 3.60 0.70 0 3 5 4 염색제 C 2.02 2.58 0.56 30.0 33.00 3.00 4.32 2.67 1.65 5 29 68 2 염색제 D 2.06 3.02 0.96 30.4 33.50 3.10 4.32 2.72 1.60 0 5 7 3 염색제 E 2.02 1.25 0.77 30.4 15.83 14.5 4.26 1.73 2.53 10 45 82 1 상품성 ( 처리후 30 일경과 ) : 5( 매우양호 ), 4( 양호 ), 3( 보통 ), 2( 낮음 ), 1( 매우낮음 ) 식물소재 : Echeveria A B C D E 그림 1. 염색제종류별처리후생육특성비교 ( 상 : 염색처리 1 일후, 하 : 염색처리 30 일후 ) 나. 염색에적합한다육식물 선인장소재선발 (1) 염색제처리후품목별생육특성염색에적합한식물소재선발을위해다육식물 28종, 선인장 4종을대상으로선발된염색제를처리한후생육특성을관찰한결과대부분의염색식물들은생장점을중심으로염색의고유한색상을유지하지못하고상품성이떨어졌지만 ( 그림 2), 프루이노사 (Crassula pruinosa), 크리스마스 (Echeveria agavoides Christmas ), 월토이 (Kalanchoe 816 2013 년도시험연구보고서
tomentosa), 황금주철화 (Arthrocereus roundonianus), 소정 (Notocactus scopa), 황금사 (Mammillaria elongata), 릴라시나 (Echeveria lilacina), 백도선 (Opuntia microdasys) 등의 8종이염색제처리후초장, 엽장, 엽폭 ( 구폭 ) 이크게증가하지않아다른식물에비해생육의진전속도가빠르지않았으며, 염색지속일수는 30일이상유지하였다 ( 표 3). 처리 90일후에도 Echeveria agavoides Christmas, Kalanchoe tomentosa 등 2종은거의색상과생장변화가없었는데이는생장속도가매우느리기때문이며그밖에 Crassula pruinosa, Arthrocereus roundonianus, Notocactus scopa, Mammillaria elongata, Echeveria lilacina, Opuntia microdasys 등은생장점부위가약간자라나지만관상가치에전혀문제가없었다 ( 그림 3). 표 3. 품목별염색제처리전 후생육특성조사 ( 염색제처리 90 일후 ) 품목 초장 ( 구고 ) cm 엽장cm 엽폭 ( 구폭 ) cm 엽후mm 염색지속 전 후 증감 전 후 증감 전 후 증감 전 후 증감 일수 Echeveria Glory 3.24 3.74 0.5 2.9 3.82 0.92 1.62 1.96 0.34 6.46 5.18 1.28 7 Echeveria Ruzz 1.9 3.5 1.6 2.78 4.1 1.32 1.76 2.59 0.83 3 2.76 0.24 7 Echeveria Chihuahualindsa 1.94 2.5 0.56 3.18 4.54 1.36 2.3 3.36 1.06 4.22 3.72 0.5 8 Echeveria lilacina 4.04 4.34 0.3 3.98 4.08 0.1 2.88 2.98 0.1 4.66 4.64 0.02 50 Echeveria Pinkpretty 4.62 6.1 1.48 4.5 6.02 1.52 1.96 3.78 1.82 4.86 4.54 0.32 20 Echeveria Topsy Turvy 3.09 5.52 2.43 3.36 6.42 3.06 1.94 3.86 1.92 4.23 3.38 0.85 9 Echeveria pulvinata 3.74 3.94 0.2 4.76 5.64 0.88 1.88 4.42 2.54 5.38 5.42 0.04 15 Echeveria runderii 2.26 2.34 0.08 2.84 3.54 0.7 0.82 1.08 0.26 3.44 3.12 0.32 7 Echeveria Hongryung Echeveria Lady s finger 5.4 6.66 1.26 3.7 4.4 0.7 2.16 3.7 1.54 6.48 6.36 0.12 7 3.46 5.12 1.66 4.28 5.48 1.2 1.62 2.72 1.1 5.56 5.52 0.04 5 Echeveria. Riga 7.14 7.28 0.14 5.96 6.94 0.98 2.06 3.02 0.96 5.44 4.8 0.64 7 Echeveria runyonii 4.1 5.6 1.5 4.74 5.32 0.58 2.84 3.86 1.02 3.48 2.8 0.68 9 Echeveria Golden Glow 5.74 6.94 1.2 6.06 6.6 0.54 2.74 3.76 1.02 5.16 4.22 0.94 10 Ⅵ. 선인장연구 817
품목 Echeveria Perle`s Pride 초장 ( 구고 ) cm 엽장cm 엽폭 ( 구폭 ) cm 엽후mm 염색지속 전 후 증감 전 후 증감 전 후 증감 전 후 증감 일수 5.44 7.78 2.34 5.48 6.7 1.22 3.14 5.06 1.92 3.14 2.18 0.96 5 Echeveria Set-Oliver 4.28 5.24 0.96 3.68 4.62 0.94 0.8 1.8 1 3.78 3.58 0.2 15 Echeveria Prolifica 4.38 5.98 1.6 1.9 3.38 1.48 1 2.82 1.82 3.6 3.2 0.4 12 Echeveria Supia 10.94 11.62 0.68 2 3.3 1.3 0.9 2.26 1.36 3.9 3.08 0.82 10 Echeveria cv. 'Takasagonookina' 8.28 9.22 0.94 6.42 7.48 1.06 3.98 5.62 1.64 3.32 3.78 0.46 12 Echeveria Christmas 3.5 3.64 0.14 3.74 4.14 0.4 1.6 1.76 0.16 6.46 6.46 0 60 Kalanchoe tomentosa 6.14 6.22 0.08 5.48 5.52 0.04 2 2.06 0.06 5.94 5.98 0.04 90 Echeveria secunda 5.88 8.14 2.26 5.4 7.58 2.18 3.26 4.6 1.34 2.54 2.24 0.3 12 Graptoveria Bainesii 4.8 5.9 1.1 5.14 5.83 0.69 3.12 4.51 1.39 4.12 3.3 0.82 9 Echeveria Peacokii 8.14 9.04 0.9 3.74 4.34 0.6 2.22 2.78 0.56 10.32 10.4 0.08 25 Crassula pruinosa 12.42 13.12 0.7 0.8 1.28 0.48 0.2 0.23 0.03 1.54 1.58 0.04 90 Opuntia microdasys 9.96 10.52 0.56 4.36 5.8 1.44 2.14 2.74 0.6 5.7 5.68 0.02 30 Notocactus scopa 5.44 5.48 0.04 - - - 6.12 6.16 0.04 - - - 60 Arthrocereus roundonianus 4.68 4.72 0.04 - - - 14.08 14.34 0.26 - - - 50 Mammillaria elongata 8.24 8.28 0.04 - - - 3.24 3.36 0.12 - - - 60 선인장종류 ( 소정, 황금주철화, 황금사, 백도선 ) 818 2013 년도시험연구보고서
Echeveria Supia Echeveria Pinkpretty Echeveria Lady s finger Echeveria Topsy Turvy Graptoveria Bainesii Echeveria runyonii Echeveria Prolifica Echeveria cv. 'Takasagonookina' Echeveria Pulvinata 그림 2. 염색처리 30 일후상품성이없는소재 Ⅵ. 선인장연구 819
Crassula pruinosa Kalanchoe tomentosa Echeveria agavoides Christmas Opuntia Microdasys Notocactus scopa Echeveria lilacina NArthrocereus Roundonianus Mammillaria elongata 그림 2. 염색처리 30 일후염색에적합한소재 820 2013 년도시험연구보고서
일반적으로기공반응과순광합성및증산속도간에는밀접한상관이있는것으로알려져있다 (Hill and Littlefield,1969). 즉기공이닫히면체내로의 CO 2 흡수가감소하여순광합성이감소하고, 증산속도또한감소한다 (Lee and Kim, 1997). 이와같은식물의생리적특성에염색제처리가미치는정도를확인하기위해광학현미경을이용하여염색된식물조직을관찰한결과염색제를처리하지않은대조구인무처리식물의표면에서열려있는기공을관찰할수있었으며, 염색처리를한에케베리아와칼랑코에의엽표면의기공또한열려있는것으로보아식물의순광합성및증산속도에염색처리가큰영향을미치지않는것으로판단된다 ( 그림 4). 무처리염색다육식물 ( 에케베리아 ) 염색다육식물 ( 칼랑코에 ) 그림 4. 염색제처리다육식물기공관찰 (2) 염색상품에대한소비자기호도및경제성 2013 선인장페스티벌행사장에서내수농가및소비자 403명을대상으로염색상품기호도조사를한결과 10% 이하의결과가나온 2종의식물소재를제외한프루이노사 (Crassula pruinosa) 21.8%, 크리스마스 (Echeveria agavoides Christmas )17.6%, 월토이 (Kalanchoe tomentosa)15.3%, 소정 (Notocactus scopa)13.2%, 황금사 (Mammillaria elongata)12.2%, 릴라시나 (Echeveria lilacina)11.4% 등 6종이최종선발되었다 ( 표 4). 색깔은다양한기호분포를보였으나그중에서노란색 24.3%, 빨간색 22.6%, 보라색 19.9% 의순으로기호도가높게나타났다 ( 표 5). 최근 10년간판매되었던절화장미의총 496품종에대한거래량가운데화색이차지하는비중을보면, 적색장미의비중이가장높았으나, 1999년이후에는계속감소하는데비해분홍색, 황색, 기타색은증가하고있어앞으로는더욱다양한색상의장미가유통될것 (Byun et al. 2005) 이란보고는다육식물 선인장에도적용되어인공염색을통해다양한색상에대한소비자기호도를충족시켜줄것이라판단된다. Ⅵ. 선인장연구 821
표 4. 염색에적합한다육식물선발 : 프로이노사외 6 종선발 번호 다육식물 기호도 ( 명 ) 백분율 (%) 1 Crassula pruinosa 88 21.8 2 Echeveria agavoides Christmas 71 17.6 3 Kalanchoe tomentosa 62 15.3 4 Notocactus scopa 53 13.2 5 Mammillaria elongata 49 12.2 6 Echeveria lilacina 46 11.4 7 Opuntia microdasys 20 5.0 8 Arthrocereus roundonianus 14 3.5 계 403 100 표 5. 염색다육상품선호색상선발 : 노랑, 빨강, 보라색선호 번호 색상 기호도 ( 명 ) 백분율 (%) 1 노랑 98 24.3 2 빨강 91 22.6 3 보라 80 19.9 4 자주 71 17.6 5 파랑 63 15.6 계 403 100 다육식물및선인장염색상품의경제성분석결과기존다육식물분화상품의유통가격 700원에서염색상품으로출시시 2,500원으로판매가가능하여손실적요소를뺀 899원의이익발생으로염색상품의개발을통해관상가치향상으로인한소비확대및부가가치향상이 1.3배증가하는것으로분석되었다 ( 표 6). 표 6. 염색상품유통시경제적효과 ( 화분 / 개당 ) 손실적요소 ((A) 증가되는비용 : 901원 - 용토 ( 세척마사 ) : 14원 - 알미늄호일 : 2원 - 염색제 : 735원 (570원 900원) - 노력비 : 150원 B-A 이익적요소 (B) 증가되는이익 : 1,800원 - 수취가격증가 2,500원 ( 염색상품 )-700원( 기존상품 ) =1,800원 1,800원 901원 = 899원 * 소요량 : 염색제 20ml / 화분 ( 10cm) * 투입량 : 세척마사 20g, 알미늄호일 150개 /1롤(10회), 작업량 400개 /8시간 822 2013 년도시험연구보고서
4. 적요 본연구는다육식물 선인장의염색상품화를위한적합염색제와식물소재선발을 위해연구를수행하였으며, 결과는다음과같다. 가. 국내외 5종의염색제를수집하여특성조사를한결과염색제 C(PINGO (pingoclub), D(SPRAY ENAMEL (TESTORS), E( 락카칠 ( 영일 ) 를처리한식물의엽두께가더많이감소하고염색후생육에미치는정도는염색제 C, E는 7일째부터생장점괴사가시작되었으며, 염색제 D는 15일부터생장점괴사가시작되어생육을저해하였다. 나. 처리시생육에미치는영향이적고비용면에서유리한염색제 A(SPRING (Holland) 와 B(ColorTool (Design master) 가염색에적합한것으로판단되었다. 다. 염색처리 90일후생육특성및염색지속정도를조사한결과프루이노사 (Crassula pruinosa), 크리스마스 (Echeveria agavoides Christmas ), 월토이 (Kalanchoe tomentosa), 황금주철화 (Arthrocereus roundonianus), 소정 (Notocactus scopa), 황금사 (Mammillaria elongata), 릴라시나 (Echeveria lilacina), 백도선 (Opuntia microdasys) 등 8종이비교적생육속도가더디고염색지속기간이 30일이상으로상품화가능성이높았다. 특히크리스마스 (Echeveria agavoides Christmas ), 월토이 (Kalanchoe tomentosa) 등 2 종은염색색상을 90일정도지속하였다. 라. 염색제처리가식물의생육에영향을미치지않는것은무처리식물의표면에서기공이열려있는것과같이염색제를처리한식물에서도기공이열려있는것으로관찰되었다. 마. 상품화가가능한 8종의선발소재에대한소비자기호도조사결과프루이노사, 크리스마스, 월토이, 소정, 황금사, 릴라시나등 6종을최종선발하였고, 색상은노랑, 빨강, 보라색이선호도가높게나타났다. 바. 다육식물 선인장염색상품의경제성분석결과기존다육식물분화상품보다염색상품개발시부가가치가 1.3배향상되는것으로나타났다. 5. 인용문헌 박윤점, 서정근, 손기철, 이인덕, 한용희, 허북구. 1998. 장식원예총론. 서원. 서울. 심성임, 남진수, 박인숙, 유은하, 임기병. 2010. 절화장미단색염색에미치는몇가지요인의최적조건규명. Fliwer Res. J. 18(1):66-72. 임기병, 안인숙, 심성임, 남진수, 박송경, 송창민, 박종택. 2010. 인공염색을통한절화류화색발현및실용화기술개발. 농림수산식품부보고서 Byun MS, Chang KN, Kim JS, Kim MJ, Kim KW(2005) Changes tendency of Ⅵ. 선인장연구 823
the flower colors in cut Rose Hybrida cultivars. Flower Res J 13:347-353 Hill, A. C. and N. Littlefield, 1969: Effects of ozone on apparent photosynthesis, rate of transpiration and stomatal closure in plants. Environmental Science and Tchnology 3, 52-56 Lee, J.S. and B. W. Kim, 1997: Stomatal response by ozone. Korean Journal of Ecology 20(2), 83-94 Lee, J.S. and O.S. Kim. 1994. Effects of plant growth regulatirs on the change of petal colors in flowers of rose hybrid L. cv. Red Sandra. 6. 연구결과활용제목 다육식물 선인장염색에적합한식물소재선발 ( 13 영농활용 ) 7. 연구원편성 세부과제구분소속직급성명수행업무참여년도 다육식물염색기술개발 책임자 공동연구자 농업기술원선인장연구소 13 농업연구사김효정수행총괄 농업연구사 농업연구관 박흥배이진홍이해길 특성조사자료수집자문평가 824 2013 년도시험연구보고서