옥수수는 단위면적당 건물수량이 높고 사료가치가 높아 세계적으로 가장 많은 재배와 생산량의 증가가 이루어짐에 도 불구하고 최근 이상기후현상에 의해 국제 곡물가격의 폭등으로 옥수수 알곡의 가격 역시 큰 폭으로 상승하고 있 으며 동시에 조사료까지 수입에 의존함으로써 국내 가축 사육 농가뿐 만이 아니라 축산업까지 위협을 받고 있다 (Hwangbo et al., 2014). 1990년의 조사료 수입량은 60천톤 에서 최근 급격히 늘어나고 있어 국내 조사료 자급률 향상 을 위한 조사료생산의 기반확충이 무엇보다 필요하다 (Kwon et al., 2008). 2011년 농림수산식품부의 조사료 증 산 대책 보고서를 보면 2010년 조사료 공급량은 국내산 4,127천톤(82%), 수입산 906천톤(18%)으로 자급률은 82% 에 육박하지만 국내산 조사료의 경우 생육기의 이상저온 등으로 작황이 불량하여 안정된 조사료 생산을 위해서는 품종의 선택, 기상 생태형, 지역별 파종기에 의한 biomass 생산 체계의 안정화가 요구된다고 보고된 바 있다(Lee et al., 2013). 이에 국내·외 전반에 걸쳐 개발된 품종은 모두 주경만 갖는 무분얼성(mono-culm)에 한정되어 진행되었다. 따라서 본 실험실에서는 1990년대 이후 조사료용으로 적합 한 건물생산량의 증대가 크게 기대되는 다분얼성 신품종을 육성하기 위하여 국내 수집 옥수수 유전자원을 계통육성하 고, 이들 계통간 상호 교배에 의한 새로운 형태의 교잡종 육성을 목표로 진행 중에 있다. 그 일환으로 그 동안 육성 된 다분얼 CNU옥수수 육성 계통에 대한 작물학적 특성 및 건물 수량을 비교하여 새로운 교잡종 육성을 위한 기초자 료를 얻고자 실시하였다.
재료 및 방법
공시 재료
공시재료는 충남대학교 작물 유전 육종학 실험실에서 개 발한 다분얼 옥수수로써 국내수집자원에서 육성된 CNUB14T-01 계통 외 10계통과 무분얼성 CNUB14-07 외 4계통을 사용 하였다.
재배 방법
공시된 16 계통의 주요 작물학적 특성을 비교하기 위해 2014년 5월 20일 충남대학교 옥수수 시험 포장에 재식 거 리를 70 × 30 cm로 1주 1본으로 3반복 배치하여 점파하였 다. 시비량은 N-P2O5-K2O (20-10-10 kg/10a)로 이 중 질소 는 10 kg을 밑거름으로 시용하였고 나머지 10 kg은 7~8엽 기에 웃거름으로 추비하였으며 인산과 칼리는 전량 기비로 시용하였다. 파종 후 흑색비닐로 멀칭하였으며 조명나방 방제 를 위해 토양살충제인 카보퓨란 입제를 10a당 2 kg씩 1회 살 포하였다. 기타 재배관리는 옥수수 표준재배법에 준하였다.
결과 및 고찰
작물학적 특성
분얼형과 무분얼형 CNU 옥수수 주요 계통에 대한 작물 학적 특성, 건물 및 종실수량을 비교한 결과는 Table 1과 같다. 분얼수는 CNUB14T-03계통과 CNUA14T-11계통에서 주당 4 개로 가장 높은 값을 보였으며 간장과 착수고는 CNUB14-09계 통에서 183.5 cm와 126.3 cm로 가장 컸다. 출웅소요일수와 출사소요일수는 무분얼형인 CNUB14-07이 각각 56일과 64일로 가장 빠르게 나타난 반면에 무분얼형인 CNUA14-01 계통은 각각 66일과 75일로 가장 늦은 것으로 나타났다. 도 복은 전체 공시 계통에서 내도복성으로 나타났으며, 이삭 무게는 2개의 분얼을 보인 CNUB14T-01계통이 249.0 g으 로 가장 높게 나타난 반면에 주당 3개의 분얼을 나타낸 CNUB14T-02가 67.5 g로 가장 낮게 나타났다. 전체 계통 에 대한 이삭무게는 분얼이 많을수록 낮은 수치를 나타냈 고 분얼이 적을수록 이삭무게가 높은 값을 나타내는 경향 을 보였는데, Table 1과 Table 2에서 나타난 CNUB14T-1 계통과 CNUB14T-5계통에서 종실, 생체중 및 건물중이 높 았으며, Fig. 2와 같이 지상부 생육이 왕성했고, 분얼경이 유효경으로 주당 이삭수와 이삭무게가 높게 나타났다. 옥 수수 단위면적당 종실 및 건물수량은 우수 교배친간의 품 종육성이 중요하며, 이들 공시계통에 대한 재배기술 역시 유효경 증대를 위해서 소식재배가 유리하고, 분얼수 증대 및 건물 증대를 위해서는 생육 후기내 추비의 효과가 크다 고 보고한 바 있다(Lee et al., 1999). 또한 Russell (1974)과 Duvick (1977)은 옥수수 최대 수량을 위해서는 입모능력, 재해저항성 및 밀식 저항성이 높은 교잡종 선발이 효과적 이라고 하였다. 따라서 조사료용 신품종 옥수수의 우수성 을 보이기 위해서는 사료의 TDN함량이 높을수록 유리한 데 그러기 위해서는 유효경수가 높은 교배친의 육성과 경 엽의 녹체성을 후기 생육시까지 유지되는 것이 중요한 평 가요인으로 보고된 바 있다(Choe et al., 1992).
Table 1
Comparison of major characteristics of CNU tillering and non-tillering corn inbred lines.
| Characters | No. of tiller/plant (no) | Days to tassel (day) | Days to silk (day) | Stem height (cm) | Ear height (cm) | Lodging1) (1~9) | Ear weight /plant (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inbreds | |||||||
| CNUA14T-04 | 2 | 58 | 66 | 187.4±7.02)ab3) | 67.2±5.7de | 1 | 179.4±31.6c |
| CNUA14T-07 | 3 | 59 | 67 | 174.0±11.5a-d | 50.6±1.9fg | 2 | 110.6±28.2fg |
| CNUA14T-11 | 4 | 58 | 69 | 182.4±9.6a-d | 58.6±1.7ef | 1 | 147.7±20.6de |
| CNUA14T-14 | 3 | 60 | 69 | 166.0±8.7cde | 51.5±2.8fg | 2 | 101.9±14.8fgh |
| CNUA14T-15 | 3 | 59 | 70 | 188.9±0.4a | 79.8±2.2c | 1 | 147.3±7.1de |
| CNUB14T-01 | 2 | 64 | 72 | 177.8±6.4a-d | 48.3±4.2fg | 1 | 249.0±1.8a |
| CNUB14T-02 | 3 | 65 | 72 | 169.8±2.0a-d | 46.8±6.4gh | 2 | 67.5±4.6i |
| CNUB14T-03 | 4 | 61 | 69 | 167.3±7.1b-e | 107.1±6.5b | 1 | 117.8±0.3ef |
| CNUB14T-04 | 2 | 59 | 64 | 174.2±9.9a-d | 32.9±3.5i | 2 | 145.3±0.7de |
| CNUB14T-05 | 2 | 60 | 66 | 186.2±8.4ab | 70.8±0.6cd | 2 | 211.3±3.3b |
| CNUB14T-06 | 3 | 62 | 79 | 175.3±4.2a-d | 36.1±6.3i | 1 | 67.8±3.4i |
| CNUA14-01 | 1 | 66 | 75 | 161.2±2.9ed | 77.8±7.5c | 1 | 90.6±4.7f~i |
| CNUA14-16 | 1 | 60 | 71 | 188.8±9.4a | 70.6±2.1cd | 2 | 166.8±13.4cd |
| CNUB14-07 | 1 | 56 | 64 | 148.2±8.3e | 37.1±1.6hi | 2 | 211.8±5.4b |
| CNUB14-08 | 1 | 63 | 69 | 163.8±16.1de | 64.1±2.2de | 2 | 80.4±4.4ghi |
| CNUB14-09 | 1 | 64 | 72 | 183.5±14.2abc | 126.3±8.2a | 2 | 79.4±4.1hi |
| Mean | 2.3 | 61 | 69 | 174.7 | 64.1 | 2 | 135.9 |
| C.V.(%) | 47.3 | 4.7 | 4.4 | 6.6 | 39.6 | 32.8 | 41.3 |
Table 2
Comparison of fresh and dry weights of tillering and non-tillering corn inbred line.
| Characters | Fresh weight /plant, A (g) | Dry weight /plant, B (g) | B/A (%) | Tiller type |
|---|---|---|---|---|
| Inbreds | ||||
| CNUA14T-04 | 788.8±215.61)cb2) | 223.7±16.4bc | 28 | Tillering |
| CNUA14T-07 | 2367.8±698.2a | 532.8±55.9a | 22 | |
| CNUA14T-11 | 1016.5±62.5b | 276.5±63.57b | 27 | |
| CNUA14T-14 | 811.9±68.4cb | 236.4±14.1b | 29 | |
| CNUA14T-15 | 2341.9±605.4a | 490.7±105.5a | 21 | |
| CNUB14T-01 | 583.9±73.3bcd | 194.4±6.1bcd | 33 | |
| CNUB14T-02 | 142.9±26.2d | 50.0±5.5h | 35 | |
| CNUB14T-03 | 297.6±12.0cd | 81.1±9.2efgh | 27 | |
| CNUB14T-04 | 404.5±48.4cd | 126.2±4.0defgh | 31 | |
| CNUB14T-05 | 455.2±131.8bcd | 144.1±38.6cdef | 32 | |
| CNUB14T-06 | 178.8±12.7d | 59.7±1.4fgh | 33 | |
| CNUA14-01 | 390.5±10.8cd | 132.9±13.2defgh | 34 | Non-tillering |
| CNUA14-16 | 471.8±76.2bcd | 147.1±17.3cde | 31 | |
| CNUB14-07 | 529.8±96.2bcd | 138.9±9.8defg | 26 | |
| CNUB14-08 | 152.1±19.3d | 51.4±5.7h | 34 | |
| CNUB14-09 | 176.7±22.2d | 53.4±5.8gh | 30 | |
| Mean | 694.4 | 183.7 | 30 | |
Fig. 2
Growth characteristics of whole plant (a), tillering habits (b) and ear pattern (c) in CNUB14T-01 × CNUB14T-05, F1 hybrid.따라서 분얼 각각에 대해 이삭을 갖는 새로운 계통 육성 과 이들 상호 교배에 의한 교잡종에서 다수성 이삭과 후기 녹체성을 갖는 교잡종이 건물 생산 증대 및 영양가 제고에 갖추어야 할 신품종 구비요건으로 판단된다(Fig. 2).
생체중 및 건물중
생체중과 건물중은 Table 2와 같이 분얼헝 계통에서 전체적 으로 높은 경향을 보였는데 CNUA14T-07 계통이 각각 2367.8 g, 532.8 g으로 가장 높게 나타났고 이어서 CNUA14T-15가 각 각 2341.9 g, 490.7 g로 높게 나타났다. 이들 두 계통은 주 당 분얼수가 Table 1에서와 같이 3개를 보였고 주경과 동 시성장을 보여 분얼모두가 유효경으로 나타났다. 이에 대 해 Lee et al. (1999)은 건물 및 생체중의 증가를 위해서는 분얼수의 증가보다는 종실수확이 가능한 유효분얼수의 확 보가 중요하다고 하였으며, 다분얼 계통이 생체중과 건물중 이 높게 나온 결과는 Ji (1999)의 보고와도 일치하였다. 따라 서 주당 유효분얼수가 많고 후기녹체성이 강한 CNUA14T-07 과 CNUA14T-15 계통은 국내옥수수 우수 조사료 품종 육 성 재료로 적합할 것으로 기대된다.
Choe et al. (1992)은 분얼형 옥수수 교잡종이 무분얼성 인 진주옥보다 10% 건물수량 증수를 보고한 바 있는데, 이 들 교배친의 생육특성이 착수고가 높고, 후기 녹체성이 낮 아 전체 건물수량의 증대에 크게 부족함으로 이들 관련형 질을 보완할 수 있는 새로운 자원의 발굴이나 다계 교잡에 의한 우수 계통을 육성·도입함으로써 생체나 건물 또는 종 실 수량의 증가에 크게 기여할 것으로 판단되었다.
결 론
국내 조사료 자급율을 높이고 국제경쟁력을 제고하기 위 해서는 관행적으로 재배하고 있는 무분얼성 교잡종보다 새 로운 조사료용 신품종 육성으로 주당 유효분얼수가 많은 다분얼성 및 다이삭 계통의 선발 및 육성이 중요하다고 판 단된다. 이와 같은 사실로 미루어 본 실험실에서 보유하고 있는 다분얼 계통인 CNUA14T-07과 CNUA14T-15이 교배 친으로 가장 유망할 것으로 판단되며, 금후 이들 계통간 상 호교배를 통해 생육이 왕성하고, 후기 녹체성이 강하며, 유 효 분얼경 비율이 높은 교잡종이 육성되어야 할 것이다.
적 요
국내 옥수수 유전자원 중에서 분얼이 많고 생육이 우수 한 계통을 이용하여 생육특성 및 건물수량을 조사한 결과 는 다음과 같다.
1. 육성된 계통의 평균 간장은 174.7 cm, 개화소요일수 는 61일, 주당분얼수는 2.3개, 착수고는 64.1 cm로 나 타났다.
2. 평균 도복율은 2정도로 모든 계통에서 내도복성을 가 졌다.
3. 주당 평균 이삭중은 135.9 g으로 CNUB14T-01에서 249.0 g으로 가장 높았다.
4. 공시계통의 주당 평균 생체중과 건물중은 각각 694.4 g 과 183.7 g으로 나타났으며, 평균 건조 비율은 30%로 나타났다.
5. 공시계통 중에서 CNUA14T-07의 생체중과 건물중이 2367.8 g과 532.8 g으로 가장 높게 나타났다.
