KR0137877B1 - 양액재배에 의한 씨감자의 대량 생산방법 - Google Patents
양액재배에 의한 씨감자의 대량 생산방법Info
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Abstract
본 발명은 조직배양법과 양액 재배법을 이용하여 무병의 씨감자를 대량 생산하는 방법을 제공하며, 이 방법은 조직배양법에 의해 발근묘를 얻고 이를 경화시켜 무병의 양액 재배묘를 얻고, 무병의 양액 재배묘를 물 속에서 기포발생기에 의해 산소를 공급하면서 배양하여 뿌리를 발생시키고, NH4약 1.2me/ℓ NO3약 10.0me/ℓ, P 약 3.0me/ℓ, K 약 7.0me/ℓ, Ca 약 5.0me/ℓ,Mg 약 1.2me/ℓ, Fe 약 2.0me/ℓ, B 약 0.5ppm, Mn 약 0.5ppm, Zn 약 0.05ppm, Cu 약 0.05ppm 및 Mo 약 0.01ppm을 포함하며, 질산태 질소와 암모니아태 질소의 비율이 악 7 : 3인 양액을 베드(bed) 저면 물흘림 방식으로 불연속적으로 공급하여 감자 괴경의 부패 또는 피목 비대를 방지하고, 괴경 형성기에 생장조절제를 저농도로 첨가하여 괴경 형성을 촉진시키는 것을 특징으로 한다.
Description
[발명의 명칭]
양액재배에 의한 씨감자의 대량 생산방법
[도면의 간단한 설명]
제1는 대형 유리용기를 이용한 양액재배 광경을 보여주는 사진
제2도는 양액재배시간이 나무상자에 양액을 순환시켜 키운 감자의 지상부 및 지하부 생육광경을 보여주는 사진
제3도는 양약재배시 발생되기 쉬운 피목비대를 방지하기 위한 기포발생기 사진
제4도는 양액재배시 물속에서 썩지 않로 잘 형성된 괴경을 보여주는 사진
제5도는 고령지 농업시험장에서 개발한 감자 재배용 양액 B에 의해 생육된 감자 1주의 수량을 보여주는 사진
제6도는 정식 후 50일 수확기의 감자를 보여주는 사진
제7도는 양액재배에 의한 감자 개화 최성기의 광경을 보여주는 사진
제8도 퍼얼라이트, 훈타, 버미큘라이트, 모래 등을 이용한 배지경 재배 광경
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 씨감자를 생산하는 새로운 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게 식물조직배양 기술과 양액(養液)재배 기술을 접목하므로써 바이러스에 감염되지 않는 무병종서를 다량으로 중식할 수 있는 새로운 씨감자 생산방법에 관한 것이다.
우리나라에서 앵액재배에 대한 기초연구는 1954년부터 시작되었으며, 1955년 7월 1ha 규모의 자갈 재배 시설을 이용한 채소류와 화훼류의 재배가 본격적으로 시작되었으며 현재는 여러가지 원예작물을 연중 생산하고 있다. 또 농산물 소비구조의 변천에 따라 시설을 이용한 채소재배가 급속히 발전된 가운데 특히 양액재배로 신선한 무공해 채소를 생산코자 하는 의욕이 높아져 1975년 경부터 수원소재 원예연구소를 비롯하여 부산에 있는 영남농업시험장 등에서 양액재배를 위한 효과적인 시설과 배약액조성 등에 대한 시험연구가 계속되었다. 그리고 일부 농가에서도 지금까지의 시설 재배기술을 바탕으로 양액재배에 관심을 갖기 시작하였다.
양액재배의 장점으로는 동일한 장소에서 장기간에 걸쳐 작물의 연속재배가 가능할 뿐만 아니라 시설내 흙의 교체작업이 필요없이 생력재배면에 유리하며, 풍흉을 모르고 매번 일정한 수확량을 거둘 수 있다는 점을 꼽을 수 있다. 특히 작업 환경이 좋아 경운기 등의 농기계 작업이나 제초 등의 노력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 환경관리의 자동화가 가능하며 토지나 시설 공간 이용률를 높여 신선하고 깨끗한 작물을 연중 대량생산할 수 있는 점을 들수 있다. 더우기 양액재배로 생산한 작물은 토양재배로 생산한 작물보다 품질이 우수할 뿐만 아니라 위생적이라는 이미지 때문에 높은 가격으로 판매할 수 있다. 이상과 같이 양액재배는 토양재배에 비해 많은 장점을 가지고 있어 거의 모든 채소에 적용되고 있지만, 지하부를 이용하는 감자의 경우는 감자가 물속에서 자라게 되면 썩어버릴 것이라는 고정관념 때문에 양액재배에 의한 감자생산은 시도되고 있지 않은 실정이다.
벼나 배추 등은 씨로 번식을 하지만 감자는 자기 몸을 나누어 번식을 하므로 영양번식 작물이라고 한다. 번식되는 씨감자의 무게는 30g 정도 (배추 종자의 1만배 무게)로 종자가 크기 때문에 초기 생육이 타 작물에 비해 왕성하여 단기간(약90일)에 수확할 수 있는 잇점이 있으나, 부피가 크기 때문에 다량의 씨감자를 필요로 하고, 중식율이 적어 (약 10배; 벼는 100배, 조는 1000배) 씨감자 생산에 어려움이 많다. 대부분 씨를 이용하는 작물에는 바이러스 침입이 어려우나 영양번식하는 감자는 병충해의 침입이 용이한 데, 특히 바이러스에 의한 감자 퇴화현상이 씨감자 생산에 가장 큰 문제점이며, 최대의 관심사라 할 수 있다. 이 병해는 일단 씨감자에 감염되면 외관상 절단해서도 병임을 판정하기 어려울 뿐 아니라 치료법도 없으며 소독도 불가능하다. 이 감염된 씨감자를 심으면 그 다음 해에 30∼80% 정도의 수량 감수가 되어 한 해 농사를 실패할 수 있기 때문에 재배 농가에서는 병이 없는 씨감자를 확보하는 것이 특히 중요하다.
국가에서는 그 대책으로 1960년도부터 씨감자의 전문재배를 행하고 있으며 양질의 씨감자를 공급하기 위해 기본종 →기본식물→원원종→원종→보급종 체계가 조직화되어 있지만 씨감자 공급율 20% 내외로 선진국에 비해 낮은 실정이다.
더우기 씨감자 채종 지대가 장기간 대관령에 편증되어 있고, 이 지역내의 씨감자 채종지역이 늘어남에 따라 윤작 체계가 원할치 못하여 바이러스 오염원이 크게 증가하고 있어 기존의 중식방법이 한계에 다다른 듯한 위기감이 있다.
조직배양을 이용한 감자의 중식은 무병조건하에서 높은 중식률을 이룰 수 있는 잇점이 있어 1980년부터 고령지 시험장에서 조직배양을 이용하여 씨감자 생산 체계의 최상위 단계인 기본종 생산에 활용되고 있다. 감자 조직배양을 이용하여 씨감자 증식방법은 시험관내에서 어린식물을 증식하여 인공씨감자를 만들어 그것을 온실이나 포장에 중식하여 기본식물로 사용하고 있다. 인공 씨감자에 관한 연구 1980년부터 본격적으로 이루어졌는데, 지금까지의 연구 및 활용 내용을 정리하면 표 1과 같다.
인공 씨감자를 이용한 감자 증식은 계절에 관계없이 년중 생산할 수 있으며 수확후 저장이 편리하다는 잇점이 있으나 크기가 작아 직파재배시 환경에 적응력이 약하여 초기 생육이 불량하며 생산 원가가 높은 단점이 있다.
따라서 인공 씨감자보다 크기가 큰 괴경을 생산할 수 있는 방법을 찾기 위해 여러가지 시험을 하던 중,본 발명자들은 시험관내의 액체배지에서 콩알만한 인공 씨감자가 만들어지고 괴경의 상태도 일반 감자와 크게 다르지 않다는 것에 착안하고 양액 재배법에 의한 씨감자 생산방법 조건을 확립하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 양액 재배법에 의해 우수한 품질의 무균 씨감자를 대량으로 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적은 조직배양법에 의해 발근묘를 얻고 이를 경화시켜 무병의 양액 재배묘를 얻고, 무병의 양액 재배묘를 물 속에서 기포발생기에 의해 산소를 공급하면서 배양하여 뿌리를 발생시키고, NH4약 1.2me/ℓ NO3약 10.0me/ℓ, P 약 3.0me/ℓ, K 약 7.0me/ℓ, Ca 약 5.0me/ℓ,Mg 약 1.2me/ℓ, Fe 약 2.0me/ℓ, B 약 0.5ppm, Mn 약 0.5ppm, Zn 약 0.05ppm, Cu 약 0.05ppm 및 Mo 약 0.01ppm을 포함하며, 질산태 질소와 암모니아태 질소의 비율이 악 7 : 3인 양액을 베드(bed) 저면 물흘림 방식으로 불연속적으로 공급하여 감자 괴경의 부패 또는 피목 비대를 방지하고, 괴경 형성기에 생장조절제를 저농도로 첨가하여 괴경 형성을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 방법에 의해 달성된다.
상기와 같은 본 발명의 방법은 기존의 인공 씨감자 생산 방법 보다 최호한 수백배 이상 더 효율적으로 감자를 생산할 수 있으며 생산 단가도 낮출수 있어 씨감자 공급면에 획기적 전환을 이룰 수 있는 효과를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 방법에 따라 씨감자의 생산에 사용되는 감자의 조직배양며(정식묘)는 조직배양모로부터 발근묘를 얻고, 이를 경화시킨 것이다. 조직배양묘는 반드시 살균을 하여 무병인 상태로 하여야 하며, 경화시켜 튼튼하게 되었을 때 양액재잽를 행하여야 한다.
정식묘를 얻기 위한 조직배양 방법은 특별히 한정되지 않으며, 성공적인 감자양액 재배를 위해서는 반드시 무병한 묘를 얻을 수 있어야 하며, 필히 생장점 배양을 통하여 무병주를 얻어야 하는 점에 주의하여야 한다.
이렇게 조직배양에 의해 정식묘를 얻은후, 양액배양을 실시하는데, 산소 공급을 위하여 기포발생기를 사용할 수 있으며, 감자 괴경의 부패 또는 피목 비대를 방지하기 위한 특별한 조치가 필요하다.
본 발명에서 사용된 양액은 NH4약 1.2me/ℓ NO3약 10.0me/ℓ, P 약 3.0me/ℓ, K 약 7.0me/ℓ, Ca 약 5.0me/ℓ,Mg 약 1.2me/ℓ, Fe 약 2.0me/ℓ, B 약 0.5ppm, Mn 약 0.5ppm, Zn 약 0.05ppm, Cu 약 0.05ppm 및 Mo 약 0.01ppm을 포함하며, 질산태 질소와 암모니아태 질소의 비율이 악 7 : 3인 것이다.
본 발명에서는 재배상(床)과 양액 탱크를 설치하여 순환펌프와 PVC파이프로 제작한 양액 순환장치를 이용하여 물을 급액하였다. 양액의 급여는 베드(bed)저면 물흘림 방식을 사용하였느데, 구체적으로는 정식 초기에는 물흘림 방법을 하지 않고 기포발생기만 발생시키다가 새 뿌리가 발생되면 약 45분간격으로 약 15분씩 급액하는 방법을 채택하였다. 급액된 양액은 베드내에서 45분간 천천히 빠지면서 감자뿌리에 양액을 공급한다.
상기 양액 공급시간을 단축하거나 농도를 낮게 하면 하면 감자 양분 결핍현상이 나타나며, 반대로 시간을 연장하거나 농도를 높이면 피목 비대현상이 심해진다.
감자 괴경의 부패나 피목비대를 방지하고 생육을 원활이 하기 위하여, 바람직하게는 재배상을 경사지게 (약 6 - 10。) 특수제작하여 타이머를 이용하여 자동적으로 급액을 조절할 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 양액재배하면 많은 복지(覆枝)의 발생을 유도하며 한주에 70∼80개의 감자를 대량생산 할 수 있다.
한편, 정식 후 약 30일이 경과되어 괴경 형성기에 도달하면 생장조절제, 예를 들면 쿠마린(Coumakrin), CCC (2-클로에틸트리메틸암모니움 클로라이드) 또는 BAP (6-벤질아미노퓨린)를 저농도로 첨가하여 괴경 형성을 촉진할 수 있다. CCC는 약 20ppm, BAP는 약 0.5ppm, 그리고 쿠마린은 약 1ppm의 양으로 첨가하면 소기의 목적을 달성할 수 있는데, 이는 이들 성장조절제가 종래 각각 약 20ppm, 10ppm, 및 25ppm 씩 사용되던 것에 비해 상당히 적은 양으로도 소기의 목적을 달성할 수 있음을 보여준다.
산소 공급에 있어서는, 대형의 기포 발생기를 설치하여 각 베드로 기포발생기 로드를 설치할 수도 있다.
한편, 퍼얼라이트, 훈타, 버미큘라이트, 모래 등을 상자에 넣고, 그 저면에 본 발명의 양액을 흡수시켜 감자를 생산할 수도 있는데, 이 방법은 씨감자 생산 측면보다는 교배 육종에 크게 이용될 수 있다.
본 발명에 의해 양액재배된 감자는 씨감자 생산의 상위 단계인 기본종, 기본식물, 원원종, 등으로서 농가에 공급될 수 있다.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 양액재배에 의한 감자 급속중식 방법.
양액재배의 처음 시도는 비교적 작은 용기인 10ℓ정도의 유리관에 물을 넣어 시도되었다.(제 1도). 감자의 양분 공급은 실험실에서 사용하고 있는 MS 배지를 수정하여 3개의 데시케이터에 녹인 후 감자의 뿌리 생육과 괴경 부패방지를 위해 시판 어항용 소형 기포발생기를 설치하여 산소를 공급하였다. 정식묘는 조직배양묘에서 얻은 발근묘를 경화시켜 사용하였으며 정식묘의 생산절차는 하기 실시예 2와 같다.
실시예 2. 조직배양에 의한 양액재배묘 생산방법
조직배양을 이용한 감자중식 성패는 우선 무병한 것이라야 하고 필히 생장점배양을 통하여 무병주를 얻어야 한다.
(가)재료준비
1)수확 후 1개월∼2개월정도 저장되고 발아가 안된 100g정도의 감자를 수세한다.
2)시판되는 락스 20배액에 약 20분간 표면살균후 수세한 뒤 중류수로 세척한다.
3)휴면타파를 위해 감자를 2절로 잘라 지베렐린(GA) 100ppm용액에 1시간 침지후 플락스틱 바구니안에 filter paper가 깔린 직경 15cm petridish를 넣고 그안에 감자를 엎어둔다.
4)20。C 배양실에 괴경을 치상한 후 종이로 덮는다.
5)치상 2∼3일부터 영양액 (Ca3(PO4)2 1000 배액 + GA 2ppm)을 조제해 1일 3회씩 감자표면이 젖도록 분무해 준다.
(나)생장점배양, 중식배양 및 경화
1)배양시 사용된 기계, 기구, 증류수를 멸균하여 준비한다.
2)1.5∼2cm의 뿌리를 절단하여 녹인 파라핀 왁스에 절단 부위(1mm)를 담근 후 멸균수에 넣어 굳힌다.
3)100ml 삼각 플라스크에 들어있는 0.5% 과염화나트륨(Sodium Hyperchloride) 용액에 뿌리 조각을 넣어 5∼7분간 침지한다.
4)멸균수로 3회 수세한다.
5)해부 현미경하에서 슬라이드 글라스를 놓고 생장점(1mm이하)을 채취한다.
6)우리나라에서 발생하는 주요 바이러스인 PVX, PVY, PLRV, PVS 4종류를 대상으로 무독화를 실시한다. PLRV와 PVY는 채취한 생장점이 1mm전후라도 무독화가 가능하지만 PVX는 1mm전후로 채취한 후 36。C 항온실에 6주간 열처리를 해야 무독화가 가능하다.
7)생장점배지(MS + 수크로스 3% + GA 0.1ppm +키네틴 0.1ppm)를 만들어 50ml삼각 플라스크에 100cc의 양으로 넣고 생장점을 치상한 후 진탕배양기로 생육시킨다.
8)배양온도는 20。C전후로 하고 광조건은 1,500lux에 16시간 일장의 인공광에 두면 생장점이 2∼ 6개월 정도면 5cm정도의 크기가 된다.
9)생장점 조직이 5㎝정도 자라면 곧바로 중식배양으로 옮겨 신초를 될 수 있는 한 다량 중식하여 그 일부를 바이러스 검정하여 무독주라고 판정되면 급속중식 배양으로 옮긴다.
10)진탕기에서 급속중식된 신초는 곧바로 발근배지 (MS + 0.1ppm IAA 첨가)로 옮겨 2주간 배양하면 2cm정도 길이의 뿌리가 7∼8개 나온다.
11)이때 압축된 시판 지피 포트(Jiffy pot NO7, 포트표면이 얇은 망으로 덮여있음)를 100。C이상 끓인 물을 부어 소독과 동시에 불린후 냉각시켜 조직배양에 발근묘를 이식된 식물체를 이식한다.
12)연약한 식물체를 1l용 비이커에 놓고 시계 접시를 덥어 온실에서 경화시킨다.
13)약 2주간 경화시킨 후 묘가 튼튼한 생태로 되었을 때 양액재배상에 정식을 한다.
실시예 3. 양액재배
상기 실시예 2와 같은 작업에 의해 유식물을 만든후 정식하여 1주일 정도 지나면 왕성하게 새뿌리가 나오고 1개월 후에는 감자가 달릴 수 있는 복지(蔔枝 : Stolon)들이 수 십개가 계속적으로 나온다. 정식 후 30일에 생장억제제인 쿠마린 5ppm을 첨가하여 괴경 형성을 촉진하였다. 60일만에 감자 한 주당 약 150개 정도의 괴경이 형성되어 양액 재배상의 바닥이 안 보일정도로 되었다. 그리고 괴경 비대를 위하여 수확을 하지 않고 계속적으로 생육을 시킨 결과 괴경도 많이 달리고 상태도 양호였으나 괴경에서 다시 싹이 나와 씨감자로 이용가치가 떨어졌다. 이와 같이 양액재배 괴경에서 싹이난 이유는 온실안이 너무 고온이라 감자가 커지면서 휴면이 되어 다시 생육을 시작하였기 때문으로 생각된다.
실시예 4.
수확기에 고온만 아니면 정상적인 괴경을 생산할 수 있으리라는 점에 착안을 하여, 온도를 약 20。C로 유지함과 동시에 좀더 큰 시설을 만들어 품종별로 두번째 양액재배를 시도하였다(제2도 및 제3도). 직사각형의 간이 나무상자를 만들고 (이때 재배상은 약 7。의 경사를 갖도록 제작하였다.), 양액을 직접 조성하여 장려품종인 수미와 조풍 2품종으로 온실에서 시험하였다.
기존에 각 채소 작목별로 양액조성은 나와 있었으나 지하부를 이용하는 감자용으로는 사용을 시도한 바가 없어 후술하는 표 4에 나타낸 몇 가지 조성을 조합하여 300l들이 FRP 통에 넣고 모터순환펌프에 타이머를 장치하여 45분 간격으로 15분씩 급액하였으며 산소공급장치로는 어항용 기포발생기를 이용하였다. 기대했던 대로 정식 후 1개월후에 감자가 달리기 시작하여 식물체 지지용 스티로폴판이 약간 솟아오르는 상태가 되었다.
표2에서 보듯이, 표4의 양액 B를 사용하였을 때, 조풍보다 수미가 총수량이 높았고 소수도 많았으나 개당 무게는 조풍이 큰 경향을 나타내었다. 수미의 주당 27.5개의 갯수는 기내배양 및 포장재배에 비하여 월등히 많았다.
표 2. 양액재배의 의한 각 품종별 주당 수량
그러나 수확후에 괴경상태를 조사한 결과 포장재배 괴경과는 달리 습해를 받아 피목비대가 많이 발생하였다. 피목비대(皮目肥大)란 감자의 표피에 발생하는 생리 장해로 일반적으로 피목 1㎠당 4∼5개로 분포하고 있는데 이들 피목을 통하여 가스교환이 이루어져 감자 세포에 산소를 공급하는 역활을 하는 숨구멍이다. 그러나 괴경 주위에 수분이 많아 호흡 곤란이 생기면 이들 피목이 비대하여 표면에 하얀 조직이 돌출하여 2∼3mm의 소돌기가 많이 발생하게 된다. 이와 같이 비대된 피목은 병원균의 침입처가 되므로 부패가 용이하다.
피목비대 발생을 방지하기 우해서 뿌리는 양액에 잠기고 괴경은 물에 안잠기게 베드 중간에 철망을 설치하므로써 다소 피목형성을 경감시킬 수 있었다.
실시예 5. 배지경 재배
하기 표3에 나타낸 바와 같이 훈탄, 퍼라이트, 피트모스 등을 서로 교호로 섞어 배지경 재배를 한 결과, 하기 표3에서와 같이 완전 양액재배보다는 수량성이 떨어졌으나 지상부 생육이 왕성하여 개화기간이 포장재배에 비하여 20일 이상 되었으므로 교배육종시 배지경재배를 이용하면 바람직할 것으로 생각되었다.
표 3. 양액재배의 고형배지 구명시험
실시예 5. 감자 양액재배에 있어 양액선발 시험
본 실험에서는 양애재배에 의한 급속중식 방법을 개발하여 우량 씨감자의 안정 생산 및 공급을 도모하고자 양액재배의 배양액 구명 시험을 하였다. 특히 처음 배양액 선발을 시도하였을때 감자 전용양액이 없어 야마자키 액을 대비구로 하여 시험을 수행하였으며, 예비시험에서 성적이 좋았던 양액 A 와 B를 사용하였다.
감자는 기존에 선발된 배양액이 없어 비교 양액은 일본 야바자키씨의 감자와 같은 과 작물인 가지에 준하여 배양액을 조성하였다.
본 시험은 1993년 2월 5일부터 동년 4월 30일까지 장려 품종인 수미를 공시하여 고령지시험장 온실에서 실시하였다.
양액 공급 방법으로는 bed저면 물흘림 方法을 이용하였는데 양액탱크는 600l들이 시판 플라스틱 물탱크 6개를 이용하였으며 모터 펌프에 타임머를 장치하여 45분 간격으로 15분씩 급액하였다. 양액의 전류와 pH는 전류측정기(Portable Conductivity meter : HI8733)로 측정하였고 pH는 5.8-6.0범위를 유지시켰다. 재배용수는 이용하였고 양액의 고체는 10일간격으로 하였으며 양액조성은 표 4와 같다. 재배시설은 120cm 1* 200cm크기의 철근 이동식 베드12개를 설치하여 그 위에 합판으로 재식상을 만들어 0.5cm두께의 흑색비닐을 깔아 양액이 새어나오지 않게 하였다. 재식판은 30mm두께의 스피노폴 판을 사용하여 재식판에 코아보르로 직경 2㎝의 구멍을 뚫고 조직배양 유식물체를 구멍 끼워 넣어 스폰지로 식물체를 고정시켰다. 조직배양 유식물체의 정식시기는 기내에서 14일 정도 발근배양을 하여 실험실과 온실에서 각각 1주일간씩 경화시켜 잎이 0.5-1cm정도 전개되었을때 정식하였고 정식 30일 후에는 지상부를 지주대로 고정해 주었다.
생육온도는 20。C로 유지하였으며 괴경형성기까지는 12시간 일장을 유지하기 위해 보광을 하였으며 괴경형성기 이후에는 광처리를 해제하였다. 1주일 간격으로 배양액 염류농도, pH, EC를 조사하였다. 시험구 배치는 완전 임의 2반복으로 하였으며 구당 정식주수는 12베드에 각각 32주씩 정식하여 총 384주를 정식하였다.
표 4. 양액재배시험에 사용된 양액 종류
감자전용 양액조성 보고가 없어 NASA(Weeler, R.M.and T.W.Tibbitls. 1986. Utili-zation of potatoes for life support systems in space. Am. potato. J. 63.315∼323)에서 시험한 양액은 다른 채소문헌에 제시된 인산함량에 비해 너무적은 양이었으므로 체택을 안하였으며, 음이온 당량비가 NO3:PO4:SO4=65:15:20이고, NO3≒K+Ca, PO4=Mg, NO3:PO4≒3∼4:1이 되도록 조제하였다.
특히 수량성이 좋은 고시B액은 과잉해가 없을 만큼 양액 농도를 조금 높게하여 광범의하게 적용될 수 있도록 조성하였으며 암모니아태 질소의 비율이 높아 지면 K와 Ca의 흡수가 억제되어 그 결핍증이 유발되기 쉽기 때문에 질산태 질소와 암모니아태 질소의 비율을 7:3정도로 하였다.
각 배양액에 다른 수량을 보면 표 5에서 보듯이 양액 B에서 주당 무게, 주당 감자수, 개당무게가 각각 310.5g, 78.0개, 3.97g로 가장 높았다.
이와같이 양액 B가 수량성이 좋은 이유는 양액의 각종 다량원소가 다른 양액보다 많이 함유된 데 기인한 것으로 생각된다. 특히 양액 B액이 지상부 생육에 있어서도 경장(표6)이 양액 A보다 15%, 야마자키액보다 20%로 증가 되었던 것으로 보아 양액 B액이 감자 생장의 영양분에 있어 매우 적합한 것으로 나타났으며 일단 괴경이 형성된 후의 괴경의 생장은 잎에서 생성된 광합성과 공합성산물이 괴경에 이행되어 축적되므로서 지상부 새육이 왕성했던 양액 B액에서 수량성이 높게 나타났다.
그러나 지상부생육이 왕성하게 되면 표 7에서 보듯이 괴경형성기가 3월 20일로 양액 A액보다 10일, 야마자키액보다 3일 늦었으며, 괴경비대기는 정식후 51일로 양액 A액의 39일에 비해 12일이 늦어 생육중기까지는 계속적인 복지생장만 이루어졌고 괴경이 형성되지 않았다.
특히 포장재배에서는 괴경이 형성된 후에는 복지형성이 잘 이루어지지 않으나 양액재배의 경우는 정식후 20일부터 정식된 지하부 마디에서 계속해서 복지가 생기면서 뻗어나가는 양상을 보였다. 복지발생은 경삽한 줄기의 기부에서부터 시작하여 순차적으로 상부의 마디로 이행하면서 발생하였다. 토양내에서 주당 복지수는 품종이나 환경에 따라 다르지만 한주에서 7-8개의 복지가 발생되나 양액재배의 경우 한 주에 10∼20개로 복지발생이 왕성하였다.
특히 복지의 형태를 보면 낚시바늘과 비슷한 형태를 하고 마디가 생기면서 신장하였다. 양액재배에서의 괴경형성 형태는 한 복지에 3∼5개의 괴경이 마디마다 달려 양액재배에서가 종서생산에 있어 괴경수를 늘리는 데 토양재배에 비하여 유리하였다. 괴경수는 기본적으로 한 개의 줄기에 발생하는 복지수에 따라 결정되나 1주당으로 환산하면 경수가 카다란 제한요인이 된다. 그러나 양액재배의 경우는 종서로 심는 것이 아니라 경삽이나 조직배양 유식물을 직접 재배상위에 심는 것이기 때문에 경수는 대부분 1개가 유지하기 때문에 괴경수를 늘리기 위해서는 우선 복지수를 많게 해야 한다. 결국 많은 복지수와 괴경이 달릴 수 있는 유효복지수확보가 대량생산에 커다란 관건이라 할 수 있다. 복지의 신장속도는 품종, 복지절의 위치, 수온, 양액농도, pH등의 많은 요인에 따라 달라지는데 수미의 경우 남작이나 조풍보다 유전적으로 복지의 길이가 길어 괴경이 과밀하게 달리지 않고 넓게 퍼져 골고루 분포되기 때문에 양액재배에서는 더욱 유리한 것으로 나타났다.
특히 괴경형성기까지 12시간 일장으로 보광을 해주었는데 그 이유는 복지의 신장에 적합한 조건은 지상부 줄기의 신장과 같은 조건, 즉 고온(20-25。C)이며, 일장이 긴 조건에서 촉진된 환경 조건은 괴경형성을 저해하는 오인이 되므로 조기의 괴경형성보다는 많은 일단의 복지발생이 우선 되어야 한다. 복지의 길이는 그 신장이 괴경형성과 거의 동시에 정지되기 때문에 괴경형성기의 지속과 밀접한 관계가 있고 괴경형성을 촉진시키는 조건에서는 더이상 복지생장을 하지 않는다.
일반적으로 토양재배시 유효복지가 적어 괴경수가 적고 괴경의 균일도가 떨어져 종서생산에 어려움이 있는데 그 원인은 각 품종의유효복지는 유전적인 품종 특성에 따라 다르고 토양내의 생육환경에도 크게 좌우되므로 괴경의 크고 작음은 동화물의 전류량이 큰 괴경쪽에 우선되기 때문에 동화양분의 전류량 부족과 양분의 역에 의해서 빼앗기기 때문이다.
그러나 양액재배에서는 충분한 양분으로 복지발생이 거의 같은 시기에 생육되기 때문에 각 괴경들은 양분을 비슷한 시기에 균일하게 흡수할 수 있어 토양조건에 비해 괴경크기의 균일도가 높은 것으로 생각된다.
표 5. 양액재배의 배양액종류 및 수량 및 피목비대
※정식일 : 2월 5일, 수확일 : 4월 30일
표 6. 양액종류에 따른 감자 생육
표 7. 배양액별 괴경형성기 및 비대기
이상과 같은 결과 정식후 60일만에 주당 감자 평균 갯수가 78개로 기존의 인공씨감자 생산방법(인공씨감자의 수량성을 보면 후라스크나 페트리디쉬 배지내에 10개의 조직배양유식물체를 심어 10개의 인공씨감자가 생산되어 1주에 한 개씩 밖에 생산되지 못한다. 그리고 1개의 무게도 1g밖에 안되어 토양에 지접파종했을 환경적응력이 약하여 농가에서 직접 파종하여 실용적인 재배가 어렵다. 그러나 이 양액재배의 수량성은 주당 무게다 310g이어서 인공 씨감자 2g에 비해 310배가 됨)에 비하면 300배가 넘는 수량성을 보였다. 이는 고령지 농업시험장의 공식적인 시험사업에서 얻은 것으로 한국 씨감자 생산 체계가 새로운 장을 열 것으로 생각된다.
본 발명에 의해 지금 까지처럼 실험실내에서 비싼 기자재와 시약으로 인공씨감자를 생산 할 것이 아니라, 이제는 값싼 양액재배시설로 인공 씨감자보다 큰 소괴경(3∼5g)의 씨감자를 쉽게 생산물을 원하는 수량을 대량생산할 수 있을 것이다. 즉, 종래의 인공 감자씨는 크기가 매우 작아서 포장에 심었을 때 본 발명에서 얻어지는 씨감자의 괴경 크기만큼 키우는데 약 30일 이상의 기간이 소요되기 때문에, 결과적으로 본 발명에 따라 제공되는 씨감자는 총 생육기간을 약 30일정도 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
따라서, 씨감자 보급률이 20%를 넘지 못하여 공급량이 농민들 신청량 절반에도 못미치는 우리나라의 현 상황에서, 본 발명에 따른 양액재배를 이용한 무병이 씨감자대량 중식방법은 병이 없는 씨감자를 농민들이 원하는 양만큼 재배할 수 있는 날을 앞당기는 좋은 수단이 될 것이다.
Claims (3)
- 조직배양법에 의해 발근묘를 얻고 이를 경화시켜 무병의 양액 재배묘를 얻고, 무병의 양액 재배묘를 물 속에서 기포발생기에 의해 산소를 공급하면서 배양하여 뿌리를 발생시키고, NH4약 1.2me/ℓ NO3약 10.0me/ℓ, P 약 3.0me/ℓ, K 약 7.0me/ℓ, Ca 약 5.0me/ℓ,Mg 약 1.2me/ℓ, Fe 약 2.0me/ℓ, B 약 0.5ppm, Mn 약 0.5ppm, Zn 약 0.05ppm, Cu 약 0.05ppm 및 Mo 약 0.01ppm을 포함하며, 질산태 질소와 암모니아태 질소의 비율이 악 7 : 3인 양액을 베드(bed) 저면 물흘림 방식으로 불연속적으로 공급하여 감자 괴경의 부패 또는 피목 비대를 방지하고, 괴경 형성기에 생장조절제를 저농도로 첨가하여 괴경 형성을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 괴경이 큰 무병의 씨감자 생산방법.
- 제1항에 있어서, 괴경 형성기에 첨가되는 생장조절제는 쿠마린, 2-클로 로에틸트리메틸암모늄 또는 6-벤질아미노퓨린이며, 그 사용량은 각각 약 20ppm, 약 0.5ppm, 또는 약 1ppm임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 양액은 45분 간격으로 15분씩 급액됨을 특징으로 하는 방법.
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