Effects of Nitrogen Fertilization on the Yield and Effective Components of Chrysanthemum boreale M.

Chrysanthemum boreale M. (hereafter, C. boreale M.), a perennial flower, has been historically used as a natural medicine in Korea. With increasing concerns for health-improving foods, the demand for C. boreale M. has become higher than ever. Howevr, the amount of wild C. boreale M. collected from mountainous areas is not enough to cover all demands. The cultivation system and fertilization strategy are required to meet increasing demand on C. boreale M. with a good quality. We investigated the effects of nitrogen application on plant growth and effective components of C. boreale M. to suggest optimum rate of nitrogen fertilization. C. boreale M. was cultivated in a pot scale (1/2000a scale), and nitrogen applied with rate of 0(N0), 50(N50), 100(N100), 150(N150), 200(N200), and $250(N250)kg\;ha^{-1}$. Phosphate and potassium were applied at the same level ($P_2O_5-K_2O=80-80kg\;ha^{-1}$) in all treatments. Maximum yield achieved in 246 and $226kg\;ha^{-1}$ N treatment on the whole plant and the flower part, a valuable part as a herbal medicine, respectively. Proline was the most abundant amino acid in the flower of C boreal M. and the contents of amino acids increased with increasing nitrogen application rate in flower. Nitrogen recovery efficiency was high more than 41% in all nitrogen treatments and increased to 61.8% in nitrogen N100 treatment. From the nitrogen content, the high nitrogen uptake, the low residue of mineral N and the reasonably good apparent fertilizer recovery, it can be inferred that C. boreale M. made efficient use of the available nitrogen. In flower, contents of Cumambrin A. which is a sesquiterpene compound and has the effect of blood-pressure reduction, decreased with increasing nitrogen application. However, the amount of Cumambrin A in flower increased as nitrogen rate increased, because of increasing flower yield. Conclusively, nitrogen fertilization could increase yields and enhance quality. The optimum nitrogen application rate might be on the range of $225{\sim}250kg\;ha^{-1}$ in a mountainous soil.

질소시비가 산국의 수량과 유효성분에 미치는 영향

산국(Chrysanthemum boreale M.)은 국화과에 속하는 다년생 식물이며 우리나라에 널리 분포하는 자생식물자원으로서 오래 전부터 식용과 약용으로 널리 이용되어 왔다. 최근 건강에 대한 관심이 고조되면서 산국의 수요가 급증하고 있으나 자연채집을 위주로 하기 때문에 공급을 충당하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 우수품질의 산국을 대량생산하기 위해 질소시비반응 시험을 실시하였다. 처리구는 질소수준에 따라 6처리구(0, 50, 100, 150, 200, $250kg\;ha^{-1}$)로 설정하였다. 이때 모든 처리구에서 기본적으로 $P_2O_5-K_2O=80-80kg\;ha^{-1}$을 시비하였다. 그 결과, 질소의 시비량이 증가할수록 수량이 증가하였다. 전체 산국을 건물중으로 하여 회귀곡선을 통해 추정한 결과 N $246kg\;ha^{-1}$였으며, 꽃의 수량은 N $226kg\;ha^{-1}$이였다. 꽃의 주요 아미노산은 proline이였고 질소의 시비량이 증가할수록 아미노산의 함량이 증가하였다. 이때 질소의 이용율은 41.5-61.8%였고 N100처리구에서 가장 높았다. Sespuiterpene계 화합물로서 우수한 혈압강하효과를 가지고 있는 물질인 Cumambrin A의 함량은 식물부위 중 꽃에 가장 많이 함유되어 있었다. 질소의 시비량이 증가할수록 Cumambrin A의 함량이 다소 감소하였으나 통계적 유의성은 인정되지 않았다. 꽃에서 Cumambrin A의 전체 함량은 산국의 수량증가에 따라 질소 시비량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 유효성분이 많이 함유된 양질의 산국재배를 위해 질소의 적정시비량은 $225{\sim}250kg\;ha^{-1}$ 수준으로 판단되었으며 포장시험을 통한 현장입증시험이 있어야 할 것으로 판단된다.