우리나라의 씨감자 보급체계는 기본종, 기본식물, 원원종, 원종 그리고 보급종 5단계 증식체계로 무병 씨감자를 농가 에 공급하고 있으나 보급종 공급률은 25% 내외로 낮은 실 정이다(Kim, 2003). 1980년 이전에는 씨감자를 2～3년에 한번씩 외국에서 수입해 이를 증식하여 농가에 공급하였고, 1980년 후반 부터는 기내소괴경 인공씨감자 생산기술이 개 발되어 활용되었다(Kim, 1997). 그러나 묘 생산비용이 많 이 투여되고 괴경 크기가 작아서(0.5 g～1 g) 발아가 균일 하지 않고 초기 생육이 늦을 뿐만 아니라 수량도 낮은 단점 이 있었다(Nowak ＆ Asiedu, 1992; Kim et al., 1993; Choi et al., 1994). 그래서 기내소괴경 재배시 발생되는 문제점 을 해결하기 위하여 감자 수경재배 기술이 개발되어 씨감 자 대량생산에 새로운 기틀을 마련하게 되었다(Kang ＆ Kim, 1995; Kim, 1997).
제주특별자치도농업기술원은 조직배양과 바이러스 검정 을 걸쳐 무병묘를 만들어 분무경 수경재배 시스템으로 기 내소괴경 보다 큰 씨감자를 생산하였고(Kang et al., 2006) 또한 경삽묘 생산기술을 개발하여 일시에 대량으로 묘를 만들어 수경재배에 활용하고 있다(Kang et al., 2006; Lee, 2005). Kim (2014)은 수경재배에서 이용되는 정식묘는 경 삽(줄기꺾꽂이)을 이용한 묘가 대량생산에 가장 적합한 생 산방법이라 하였고, Hamann (1974)은 경삽묘가 1년에 260 ∼7,600배 까지 증식이 가능하여 효율적인 묘 생산기술이 라 하였고, Kang et al. (2006)에 의하면 감자 줄기를 꺾꽂 이한 묘는 어느 정도 자라야 정식묘로 사용이 가능하지만 육묘기간이 길어지면 줄기가 단단해지고 복지와 괴경이 발 생하여 수량성이 낮아지게 된다고 하였다.
‘솔라라(Solara)’는 베트남에서 가장 많이 재배되고 있는 품종으로 조직배양묘 줄기를 절단하여 상토에 심고 씨감자 를 생산하고 있으나 수경재배를 이용한 종서생산은 이루어 지고 있지 않다. 특히 씨감자가 부족하여 중국 등지에서 수 입한 후 1∼2회 증식하여 농가에 공급해 주는 있는 실정이 다(Shu et al., 2014). 제주에서 많이 재배되는 ‘대지’는 2기 작용으로 휴면기간 60일, 생육기간은 90일 정도이지만 ‘솔 라라’는 휴면기간이 130일 정도로 길고 생육기간은 비슷한 1기작용 품종이다(Shu et al., 2014). 따라서 본 시험에서 는 ‘솔라라’ 씨감자를 제주 기상조건에서 대량생산을 위 하여 경삽묘 소질과 수량성을 구명하여 수경재배를 할 때 증식의 효율성을 높이기 위한 기초자료로 활용하고자 수 행하였다.
재료 및 방법
본 시험은 감자 ‘솔라라’ 품종의 묘 종류가 수경재배시 생육과 수량에 미치는 효과를 구명하고자 2015년 3월 16일 제주특별자치도농업기술원 농산물원종장 수경재배 하우스 에 묘를 정식하였다. 처리내용은 조직배양묘를 40일간 펄 라이트 배지에서 순화처리한 배양순화묘, 배양순화묘의 줄 기를 10 cm 크기(3마디)로 경삽(줄기꺾꽂이)하여 15일, 20 일, 25일, 30일, 35일, 40일 육묘한 묘(발근 경삽묘) 그리고 배양순화묘 줄기를 절단하여 바로 정식하는 뿌리가 발생되 지 않은 묘(무발근 경삽묘)를 일시에 정식묘로 사용하였다. 묘는 실내온도가 21°C, 습도 60% 유지되는 실험실에서 형 광등(2,850 Lux)을 18시간 조명하여 펄라이트 배지에서 재 배하였다.
시험에 이용된 수경재배 시스템은 분무경 수경재배 방식 으로 스티로폼 성형베드(53×180×23cm)를 연결하여 45cm 간격으로 미스트 노즐를 설치하였고 베드에 반사필름을 피 복하여 30×20 cm(조간×주간) 재식거리로 묘를 심었다. 배 양액은 Kang et al. (2005)이 자체적으로 개발한 조성액을 이용하여 생육단계별로 관리하였고(Table 1 and 2), 정식 후 40일에 배양액 pH를 4.0으로 낮추어 1일 동안 괴경형성 을 유도하였다. 시험구는 1개 베드에 3개 처리구로 하여 난 괴법 3반복으로 배치하였고, 조사내용은 정식 후 70일째에 경장, 경경, 생체중, 정식 후 78일째에는 복지수, 괴경수, 괴 경중이었다. 경장은 줄기의 지면에서 최상단 마디의 끝까 지 길이, 경경은 디지털 버니어캘리퍼스를 이용하여 줄기 5 cm 높이에서 측정했으며 생체중은 지상부 줄기와 잎의 전 체 무게를 1주당 무게로 산출하였다. 지하부 주경에서 발생 한 분지를 복지라고 하며 처음에 발생된 분지를 1차 복지, 1차 복지에서 발생한 분지를 2차 복지라고 한다. 괴경은 복 지에서 형성되는데 10주에 달린 총괴경수를 조사하였고 원 종으로 이용되는 3∼50 g 괴경수와 무게를 측정하였다.
Table 1
Composition of stock solution used in the aeroponics system.
| Fertilizer | Concentration (mg·L-1) | Fertilizer | Concentration (mg·L-1) |
|---|---|---|---|
| KNO3 | 405 | H3BO3 | 1.4 |
| Ca(NO3)·4H2O | 475 | ZnSO4·4H2O | 0.1 |
| NH4H2PO4 | 77.5 | MnSO4·4H2O | 1.0 |
| MgSO4·7H2O | 250 | CuSO4·5H2O | 0.04 |
| Fe-EDTA | 11 | (NH4)6Mn7O24·4H2O | 0.01 |
Table 2
Electrical conductivity management of nutrient solution according to growth stage in the aeroponics system.
| Growth stage | Days after transplanting | EC concentration (mS/cm) |
|---|---|---|
| Root formation | 1-5 | 0.20 |
| 6-10 | 0.88 | |
| 11-15 | 1.22 | |
| Stolon-occurence | 16-24 | 1.32 |
| 25-35 | 1.20 | |
| Tuber-initiation | 36-45 | 0.66 |
| Tuber-enlargememt | 46-90 | 0.73 |
묘는 정식한 초기에는 55% 알루미늄 스크린을 이용하여 차광하였고 묘가 발근한 이후에는 자연광하에서 하우스 천 창과 측창을 활용하여 최저기온 7°C, 최고기온 35°C로 정 하여 감자 식물체를 관리하였다. 정식에 사용된 묘의 소질 은 Fig. 1에서 보는 바와 같다. 경장은 육묘일수가 길어질 수록 증가하여 경삽 15일묘가 7.3 cm로 가장 짧았고 경삽 40일묘는 21.7 cm로 가장 길었다. 무발근묘는 12.7 cm로 경삽 25일묘와 비슷하였고 배양순화묘는 경삽 35일묘 정도 의 크기였다. 마디수와 1주당 생체중도 경장과 비슷한 경향 이었으나 배양순화묘 생체중은 경삽 25일묘 수준인 0.51 g 이었다.
수경재배에서 생산된 소괴경은 표피가 연하고 피목 비대 가 심하므로 표피를 큐어링(아물이) 하기 위하여 정식 후 78일에 베드 내에서 상판을 20 cm 정도 들어 올려 자연광 에서 7일 정도 녹화를 실시하였다. 수확한 괴경은 다시 2차 로 온도 20°C, 습도 60%인 실내 녹화실에서 형광등(2,850 Lux)을 이용하여 5일 녹화처리 하였고, 4°C 온도와 80% 습도 조건에서 저온저장을 하였다.
결과 및 고찰
정식 후 70일에 조사한 육묘방법별 지상부 생육특성은 Table 3과 같다. 경장은 경삽 40일묘가 57.3 cm로 가장 길 었고 경삽 15일묘와 배양순화묘는 각각 34.3, 34.7 cm로 가 장 작았다. 경삽묘의 육묘일수가 늘어날수록 경장은 길어 지는 경향이었으나 경삽 20일, 25일, 30일묘와 무발근묘는 경장에 유의차가 없었다. 경경은 경삽 35일묘와 40일묘가 각각 6.4 mm, 6.8 mm로 가장 굵어 경장과 비슷한 경향을 보였고 무발근묘는 5.2 mm로 가장 가늘었다. 지상부의 1주 당 생체중은 무발근묘와 배양순화묘가 각각 77.5 g, 79.9 g 으로 가장 가벼웠고, 경삽 40일묘가 122.2 g으로 가장 무거 웠는데 경삽묘는 경삽 후 육묘일수가 길어짐에 따라 점차 생체중도 증가하는 경향을 보였다. 무발근묘는 정식 후 발 근이 되는 5일 동안 생육이 이루어지지 않아 주당 생체중 은 다른 묘에 비해 가벼운 경향을 보였다. Kang et al. (2006)에 의하면 경삽묘는 정식시 펄라이트 배지를 없애는 과정에서 뿌리가 잘리고 근모가 손상되어 초기 생육이 좋 지 않았다고 하였고, Kim et al. (2002)은 경삽시 배양토를 활용하면 수경재배 베드에 정식할 때에는 뿌리에 붙어 있 는 배양토 제거에 인력이 많이 소요되고, 뿌리가 발생하는 단계에서 묘가 경화되어 생육이 잠시 정지되기도 하지만 생육 후기에는 경장이 10 cm 길었다고 하였다. 본 시험에 서도 경삽묘와 순화배양묘는 펄라이트를 제거하면서 뿌리 가 손상되었지만 새로운 뿌리가 3일 후 발생하여 생육에는 지장을 초래하지 않았다. Kim et al. (1996)은 배양순화묘 보다 줄기꺾꽂이묘, Kim et al. (1998)은 줄기꺾꽂이묘 보 다 수경재배산 씨감자에서 발아된 맹아묘가 지상부 생육이 양호하다고 보고하였는데 경삽 15일묘를 제외하고는 유사 한 결과를 나타내었다. 맹아묘는 지상부 생육과 수량성은 좋지만 묘를 대량으로 생산할 수 없을 뿐만 아니라 1세대 가 늦은 묘가 되므로 처리대상에는 포함되지 않았다.
Table 3
Stem length and weight per plant of ‘Solara’ potatoes in aeroponics cultivation at 70 days after transplanting as affected by plantlet type.
| Plantlet type | Stem length (cm) | Stem diameter (mm) | Weigth per plant(g) |
|---|---|---|---|
| 15 DOSz cutting | 34.3ay | 5.6b | 82.8ab |
| 20 DOS cutting | 43.1b | 5.7b | 83.7ab |
| 25 DOS cutting | 43.7b | 5.7b | 84.1ab |
| 30 DOS cutting | 44.0b | 5.8b | 88.3b |
| 35 DOS cutting | 50.5c | 6.4c | 107.2c |
| 40 DOS cutting | 57.3d | 6.8c | 122.2d |
| Acclimatization of culture | 34.7a | 5.9c | 79.9a |
| Non-rooted stem cutting | 45.5b | 5.2a | 77.5a |
감자 ‘솔라라’ 품종 분무경 수경재배시 묘 종류에 따른 복지 발생과 수량특성을 조사한 결과는 Table 4와 같다. 감 자 지하부 줄기기부에서 발생되는 1차 복지수는 경삽 35일 묘가 12.9개로 가장 많았고 다음은 경삽 30일묘와 경삽 40 일묘 10.2개 순이었으며 경삽 15일묘는 4.8개로 가장 적었 다. 1차 복지는 주로 지하부 줄기의 기부와 그 위의 마디에 서 발생하는데 경삽 15일묘는 마디수가 적어 복지 발생 여 건이 불리하였고 경삽 40일묘는 묘의 줄기가 노화되어 단 단해지고, 묘 상태에서 복지가 발생되어 정식 후 복지 발생 이 다소 떨어진 결과로 보인다. 괴경수와 밀접한 관계가 있 는 2차 복지는 1차 복지에서 발생하는데, 경삽 35일묘, 배 양순화묘, 경삽 30일묘가 각각 45.0, 43.0 42.3개로 많이 발 생하였고, 경삽 15일묘는 2차 복지가 가장 적게 발생하였 다. ‘대지’ 품종은 3차 복지도 주당 15개 내외가 2차 복지 에서 발생하지만 ‘솔라라’ 에서는 발생하지 않았다. Kang et al. (2006)에 의하면 ‘대지’ 품종에서는 경삽 담액묘가 복지 길이도 길고 1차 복지도 많이 발생한다고 하였고, Kim et al. (2002)은 경삽묘가 정식 후 발근에서 생육 중기 까지는 뿌리 생육이 양호하였다고 보고하였다. 경삽 담액 묘는 묘 생산을 빨리할 수 있지만 재배상내 오염원이 생기 면 일시에 묘 생산이 어려워지는 단점을 지니고 있어 처리 내용에서 배제하였고, 경삽 20일 이상 묘에서는 지상부 생 육이 비슷한 결과를 보였다. Kim et al. (1996)은 줄기꺾꽂 이묘가 배양순화묘 보다 복지장이 길고 복지수도 많았다고 하였고, Kim et al. (1998)은 줄기꺾꽂이묘 보다 맹아묘가 괴경수 등 수량특성이 양호하였다고 보고하였다. 이는 줄 기꺾꽂이 35일묘에서는 1차, 2차 복지수가 많았지만 그 외 처리에서는 상반된 결과를 보였다. 또한 Lee et al. (2000) 는 기내소괴경에서 발생된 플러그묘는 균일도가 높을 뿐만 아니라 생육속도가 빨랐다고 하였지만 묘 대량생산이 어렵 고 수경재배에는 소규모 재배시에 활용되고 있는 실정이다. 10주당 총 괴경수는 배양순화묘가 145개로 가장 많이 착생 하였고 다음은 경삽 35일묘, 경삽 30일로 각각 131개, 128 개 순이었으며 경삽 15일묘는 괴경이 가장 적게 달렸다. 씨 감자로 공급할 수 있는 크기인 3∼50 g인 상품 괴경수는 경삽 35일묘가 108개로 가장 많았으며 다음은 경삽 30일묘 와 배양순화묘였는데, 배양순화묘는 총괴경수는 많았으나 작은 괴경(10 g 이하 소서) 비율이 높아 상품수량은 다소 떨어지는 경향을 보였다. 10주당 괴경수량(무게)은 경삽 35 일묘가 1,947 g으로 가장 무거웠고 다음은 경삽 30일묘로 1,534 g이었다. 경삽 35일묘 까지는 육묘일수가 많아짐에 따라 괴경수량은 증가되었으나 묘 줄기가 경화되고 복지가 발생되는 경삽 40일묘 부터는 괴경수량이 오히려 줄어드는 경향을 보였다.
Table 4
Number and weight of tubers grown in aeroponics cultivation as affected by plantlet type.
| Plantlet type | No. of stolons | No. of tubers /10 plants | Weight of tubers (g/10plants) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| first | second | Total | 3-50 g | ||
| 15 DOSz cutting | 4.8ay | 21.7a | 79a | 68a | 1,217b |
| 20 DOS cutting | 8.0bc | 33.2b | 99b | 76ab | 1,246b |
| 25 DOS cutting | 9.0bc | 34.7bc | 101b | 85b | 1,280b |
| 30 DOS cutting | 10.2c | 42.3d | 128c | 99c | 1,534d |
| 35 DOS cutting | 12.9d | 45.0d | 131c | 108d | 1,947e |
| 40 DOS cutting | 10.2c | 40.6cd | 94b | 79b | 1,447c |
| Acclimatization of culture | 7.9bc | 43.0d | 145d | 99c | 1,387c |
| Non-rooted stem cutting | 7.0ab | 33.2b | 96b | 81b | 1,090a |
‘솔라라’ 품종의 분무경 수경재배시 생산된 감자 괴경의 크기별 비율은 Table 5와 같다. 배양순화묘는 총 괴경수는 가장 많지만 3 g 이하가 31%를 차지하여 오히려 농가에 공 급할 수 있는 3∼50 g은 99개로 상품율이 68%로 가장 낮 았다. 반면 무발근묘와 경삽묘의 3∼50 g 상품비율은 77% ∼86%였다. 경삽 15일묘는 30 g 이상의 큰 괴경 비율이 15%로 높았는데 이는 괴경이 적게 달려서 지상부에 있는 영양분이 괴경으로 많이 이동한 것으로 보인다. 경삽 40일 묘도 정식하는 묘에서 일부 복지가 발생되어 괴경 비대기 간이 길어져서 큰 괴경이 많아진 것으로 여겨진다. 배양순 화묘는 3 g 이하 괴경 수량이 46개로 가장 많아 다른 묘보 다 수확하는 시기를 늦추거나 2∼3차 수확이 필요로 하는 데, 이런한 경우에는 부패서와 기형서 발생이 증가되는 요 인이 되므로 1차에 수확량을 높이는 것이 중요하다. 경삽 35일묘가 괴경이 많이 발생한 것은 초기 생육과 뿌리의 발 달이 좋아 복지가 정식 20일경에 발생되었고 지상부 생육 도 양호하여 괴경이 비대하는데 좋은 조건이었던 것으로 보인다. Kang et al. (2006)은 뿌리의 발달이 양호하면 양분 이용률을 향상시킬 수 있으므로 수량을 높이는데 기여하여 18일 경삽묘가 무발근묘 보다 괴경수가 많았다고 하였고, Chae et al. (2008)은 20∼40일 경삽묘의 주당 괴경수는 차 이가 없고 50일 경삽묘에서 25% 정도 괴경수가 감소하였 다고 했는데, 이는 경삽 후 육묘기간이 길어짐에 따라 묘가 노화되고 삽목상에서 복지가 형성되어 생식생장기로 접어 들었기 때문이라고 할 수 있고, 품종과 묘 종류에 따라 다 소 상이한 결과를 보이는 것으로 여겨진다.
Table 5
Distribution of tubers size of plantlet type in aeroponics cultivation.
| Plantlet type | No. of tubers per 10 plants | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| < 3 g | 3-5 g | 5-10 g | 10-30 g | >30 g | Total | |
| 15 DOSz cutting | 11 (14) | 6 (8) | 13 (16) | 37 (47) | 12 (15) | 79a |
| 20 DOS cutting | 23 (23) | 5 (5) | 16 (16) | 50 (51) | 5 (5) | 99b |
| 25 DOS cutting | 16 (16) | 8 (8) | 16 (16) | 56 (55) | 5 (5) | 101b |
| 30 DOS cutting | 29 (23) | 12 (10) | 22 (17) | 53 (42) | 10 (8) | 126c |
| 35 DOS cutting | 23 (18) | 16 (12) | 26 (20) | 52 (40) | 14 (11) | 131c |
| 40 DOS cutting | 15 (16) | 7 (7) | 13 (14) | 48 (51) | 11 (12) | 94b |
| Acclimatization of culture | 46 (31) | 13 (9) | 23 (16) | 59 (41) | 4 (3) | 145d |
| Non-rooted stem cutting | 15 (16) | 9 (9) | 23 (24) | 44 (46) | 5 (5) | 96b |
‘솔라라’ 품종의 씨감자를 대량으로 생산하기 위해서는 수경재배 기술도 중요하지만 우선적으로 어떤 묘를 이용하 느냐에 달려 있다고 하겠다. 조직배양묘는 복지가 많이 발 생하여 괴경수 착생은 많지만 묘를 일시에 많이 증식시키 는데 한계가 있고 씨감자로 이용할 수 없는 3 g이하인 괴경 비율이 31%로 높다. 또한 무발근묘는 배양순화묘에서 줄 기를 절단한 직후 정식하기 때문에 뿌리가 없어 정식 후 초 기 관리에 어려움이 많고 수량성도 떨어지고 있다. 그러나 경삽묘는 일시에 많은 양이 묘를 생산할 수 있을 뿐만 아니 라 정식할 때에 뿌리가 있어 수분·양분관리가 쉽고 상품수 량이 조직배양 순화묘 보다 떨어지지 않고 있다. ‘솔라라’ 품종은 경삽묘의 육묘일수가 25일 이하이면 지상부 생육과 복지의 발생이 적어지고, 경삽 40일 이상인 묘는 식물체 줄 기가 단단해지면서 경화되어 정식하기 전 실험실 내에서 복지가 발생하고 있어 괴경수량이 떨어지는 요인이 되고 있다. 따라서 ‘솔라라’ 품종을 분무경 수경재배 방법으로 씨감자를 생산하고자 한다면 배양순화묘에서 줄기꺾꽂이 (경삽)를 하여 30∼35일 육묘하여 경장 15 cm, 마디수가 12절인 묘를 이용하는 것이 가장 좋을 것으로 판단된다.
적 요
이 시험은 ‘솔라라’ 품종의 종자생산을 위해 분무경 수경 재배에 적합한 묘를 구명하고자 2015년 3월 16일 배양순화 묘 등 8처리의 묘를 분무경 베드에 정식하여 정식 후 70, 78일에 각각 생육과 수량특성을 조사하였다. 경장은 경삽 15일묘와 배양순화묘가 작은 편이었고 경삽묘의 육묘일수 가 늘어남에 따라 길어지는 경향이었다. 생체중도 경삽 40 일묘가 주당 122 g으로 가장 무거웠고 무발근묘와 배양순 화묘는 가장 가벼웠다. 1차 복지는 경삽 35일묘에서 주당 12.9개로 가장 많았고 2차 복지는 경삽 35일묘, 배양순화 묘, 경삽 30일묘에서 많이 발생하였다. 10주당 총괴경수는 배양순화묘가 145개로 많았으나 3∼50 g(상품) 괴경수는 경삽 35일묘가 108개로 가장 많았고, 괴경 무게는 경삽 35 일묘가 1,947 g으로 가장 무거웠고 다음으로 경삽 30일묘 였다. ‘솔라라’ 품종 수경재배 시에는 경삽한 후 30일∼35 일(경장 15 cm, 마디 12절) 묘로 정식하는 것이 수량성을 높일 수 있었다.
