KR100614533B1

KR100614533B1 - 감자의 컴팩트 슈트 유도 방법

Info

Publication number: KR100614533B1
Application number: KR1020040010779A
Authority: KR
Inventors: 이선교; 유제근; 장석소
Original assignee: (주)넥스젠
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-08-22
Also published as: KR20050082341A; WO2005077147A1

Abstract

본 발명은 식물성장억제제를 감자 식물체에 처리하여 상기 감자 식물체의 측아 또는 액아를 자극하여 상기 감자 식물체를 재배하는 단계를 포함하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법으로서, 상기 컴팩트 슈트는 증식모본으로서 작용가능한 영양조직 또는 영양기관의 작용을 하는 것을 특징으로 하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법에 관한 것이다. 종래의 기내배양, 토경 또는 수경재배를 통하여 괴경형태의 씨감자를 증식하는 방법과는 달리, 본 발명은 지상부 줄기의 측아 또는 액아를 자극하여 절간생장이 사용목적에 맞게 적절히 억제된 형태의 컴팩트 슈트를 대량으로 용이하게 생산할 수 있도록 한다. 본 발명에 의해 수득된 컴팩트 슈트는 감자증식의 모본으로 이용되어, 종래의 씨감자를 대체하거나 또는 종래의 씨감자를 생산하기 위한 모본감자로 사용할 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 획기적으로 진보된 무병씨감자 대체물을 급속 대량으로 생산할 수 있다.

감자, 컴팩트 슈트, 증식모본, 식물성장억제제, 트레할로스, 괴경

Description

감자의 컴팩트 슈트 유도 방법{Method for Induction of Compact Shoots as Propagule of Potato}

도 1은 감자의 증식재배를 위한 종래의 괴경형태의 씨감자와 본 발명에 의거한 컴팩트 슈트와의 비교 사진;

도 2는 본 발명의 방법에 따라 형성된 컴팩트 슈트가 있는 감자 식물체를 보여주는 사진;

도 3은 본 발명의 방법에 따라 형성된 컴팩트 슈트를 보여주는 사진;

도 4는 본 발명의 컴팩트 슈트의 대량생산을 위한 밀식재배를 보여주는 사진;

도 5는 본 발명의 컴팩트 슈트를 이용하여 생산된 씨감자의의 발근 및 생육 상태를 보여주는 사진;

도 6은 본 발명의 컴팩트 슈트를 이용하여 생산된 씨감자의 지하 괴경의 상태를 보여주는 사진; 및

도 7-9는 본 발명의 컴팩트 슈트를 이용하여 재배된 판매용 감자의 사진.

본 발명은 감자의 컴팩트 슈트 유도 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 재배종 감자품종의 효율적인 증식을 위하여 종래의 괴경형태 씨감자의 대체물에 관한 것이다.

기존의 씨감자 생산규격으로는, 1) 마이크로 튜버 (Micro Tuber) 생산, 2) 마이크로 튜버의 식재를 통한 미니 튜버 (Mini Tuber)의 증식, 3) 마이크로 튜버 및 미니 튜버의 식재를 통한 통상규격의 씨감자 생산 및 4) 통상규격 씨감자의 분할식재를 통한 통상규격의 씨감자 증식생산이 있으며, 재배방식에 따라서 1) 기내생산, 2) 수경재배 및 3) 배지경을 포함한 토경재배 등이 사용되고 있다.

이러한 씨감자의 재배방식은 궁극적으로는 가장 효율적인 증식방법을 추구하는 것으로, 씨감자의 이병성 여부 등은 부차적인 문제라고 할 수 있다.

따라서 씨감자 또는 이의 대체물의 대량생산에 있어서 가장 효율적인 증식방법은 단위면적 당 최소의 자본 및 노동력의 투여로 가장 많은 수의 씨감자 또는 이의 대체물을 생산해 내는 것으로 규정지을 수 있으며, 조직배양을 통한 무병주의 이용, 바이러스를 포함하는 다양한 병충해의 감염을 막기 위한 재배시설의 완비 등은 모든 씨감자 생산방식에 있어 기본적인 사항이므로 씨감자 또는 이의 대체물의 생산을 위한 효율성에 관여하는 사항이 아니라고 할 수 있다.

본 발명자들은 다양한 재배종 감자품종의 효율적인 증식을 위하여 종래의 괴경형태 씨감자의 대체물을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 지상부 줄기의 측아 또는 액아로부터 줄기의 신장이 극도로 억제된 형태의 컴팩트 슈트 (compact shoot)를 다수 유도를 제조하고, 컴팩트 슈트가 감자의 증식모본으로 이용될 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 감자의 컴팩트 슈트 유도방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 감자 컴팩트 슈트의 생산방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 감자 컴팩트 슈트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 컴팩트 슈트를 이용한 감자의 증식 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 상술한 방법에 의해 수득한 감자를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 식물성장억제제를 감자 식물체에 처리하여 상기 감자 식물체의 측아 또는 액아를 자극하여 상기 감자 식물체를 재배하 는 단계를 포함하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법을 제공한다. 본 발명의 컴팩트 슈트는 증식모본으로서 작용가능한 영양조직 또는 영양기관의 작용을 한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 방법에 의해 유도된 감자 컴팩트 슈트를 수확하는 단계를 포함하는 감자 컴팩트 슈트의 생산방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 감자 컴팩트 슈트의 생산방법에 의해 수득된 감자 컴팩트 슈트를 제공한다.

본 명세서에서, 용어 "컴팩트 슈트"는 식물 줄기의 한가지 형태인 감자의 괴경, 즉 땅속줄기(塊莖)에 대한 새로운 조어로서 괴경 자체를 절간생장이 극도로 억제된 땅속줄기 즉 압축괴경 (壓縮塊莖)으로 상정하고 이에 상응하는 절간생장이 억제된 지상부의 줄기를 일컫기 위하여 만들어진 조어이다. 즉 본 발명에 있어서 컴팩트 슈트는 감자과 식물에 한정하여 사용하고자 하는 것으로, 영양번식체로서 기능할 수 있는 정아 (頂芽)를 비롯하여 다수의 측아(側芽)를 포함하는, 절간생장이 억제된 지상부의 줄기를 의미한다.

본 발명에서 이용 가능한 식물성장억제제는 당업계에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것도 포함되며, 예를 들어, 에쎄폰 (ethephon), 에스렐 (ethrel), 앱사이식산 (abscisic acid), 포스폰 D (phosphon D), 아모-1618 (Amo-1618), B-905 (B-905, N-dimethyl-amino succinamic acid), 안시미돌 (ancymidol), 카르바릴 (carbaryl), 클로르메쿠아트 (chlormequat), 클로로 IPC (chloro IPC), 다미노지드 (daminozide), 플루르프리미돌 (flurprimidol), 하이드로젠 시아나미드 (hydrogen cyanamide), 말레익 히드라지드 (maleic hydrazide), 메플루이디드 (mefluidide), 메피쿠아트 클로라이드 (mepiquat chloride), 파클로부트로졸 (paclobutrozol), 프로헥사디온 칼슘 (prohexadione calcium) 및 우니코나졸 (uniconazole)를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에 이용되는 식물성장억제제는 에쎄폰, 에스렐 , 앱사이식산, 포스폰 D, 아모-1618 및 B-905이며, 보다 바람직하게는, 에쎄폰, 에스렐 및 앱사이식산이고, 가장 바람직하게는 에쎄폰 및 에스렐이다.

식물성장억제제의 처리는 개화 전후의 왕성하게 성장하는 감자 식물체에 2일-2주일 간격, 바람직하게는, 5일-8일 간격, 보다 바람직하게는 약 1 주일 간격으로 살포하여 실시된다. 살포방식은 엽면살포가 가장 바람직하다. 이용되는 식물성장억제제는 1-1,000 ppm의 용액이 바람직하다. 예를 들어, 에쎄폰 또는 에스렐은 10-1,000 ppm이 바람직하고, 앱사이식산은 1-100 ppm이 바람직하며, 보다 바람직하게는 에쎄폰 또는 에스렐은 100 ppm이고, 앱사이식산은 10 ppm이다. 한편, 식물성장억제제가 처리된 감자 식물체의 반응상태 (예: 잎, 줄기의 비정상적 성장, 잎의 황화 및 낙엽현상)에 따라 살포간격 및 살포농도를 조절할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 컴팩트 슈트의 유도는 식물성장억제제의 처리와 병행하여 광주기를 조절함으로써 더욱 촉진될 수 있다.감자의 왕성한 성장을 위하여 12시간 이상의 광주기를 유지해 주는 것이 바람직하나, 본 발명의 방법을 따르면, 8시간 미만의 광주기를 채용함으로써 컴팩트 슈트의 유도를 촉진할 수 있다. 본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은 0-8 시간의 광주기로 실시된다. 감자 식물체의 개화전후기까지 12-16시간의 광주기를 유 지하다가, 식물생장조절제 처리와 병행하여 8시간 미만 또는 7일 이내의 완전한 암상태를 유지해 줌으로써 컴팩트 슈트의 발생을 최대로 유도할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 컴팩트 슈트의 유도는 식물성장억제제의 처리와 병행하여 트레할로오스를 처리함으로써 더욱 촉진시킬 수 있다. 감자의 저장탄수화물 중 하나인 2탄당 트레할로오스는 생육환경이 열악할수록 식물체 내에 많이 집적되는 물질이다. 바람직하게는, 트레할로스 10-100 mM의 용액이며, 보다 바람직하게는 30-70 mM 용액이고, 가장 바람직하게는 약 50 mM 용액이다. 트레할로스의 처리는 개화 전후의 왕성하게 성장하는 감자 식물체에 2-5일 간격으로 살포하여 실시하는 것이 바람직하며, 살포방식은 엽면살포가 가장 바람직하다. 한편, 트레할로스가 처리된 감자 식물체의 반응상태 (예: 절간생장이 억제된 상태에서 감자 식물체의 정아 또는 측아의 기부가 팽대되는 반응)에 따라 살포간격 및 살포농도를 조절할 수 있다.

컴팩트 슈트의 유도를 촉진하기 위해서는 관수를 조절하는 것도 바람직하다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 컴팩트 슈트의 유도를 촉진하기 위하여 관수를 조절하는 것도 바람직하다. 바람직한 관수 조절은 컴팩트 슈트의 성장을 저해하지 않는 한도에서 가급적 위조점에 가깝게 조절하는 것이다. 수경재배의 경우에 있어서는 염화나트륨 등을 이용하여 재배용액의 삼투압을 조절하는 것이다. 염화나트륨의 경우는 0.3-3%를 첨가하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 약 1.5%로 조절한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 감자 식물체의 탄소동화물질이 지하부 괴경으로 전이되는 것을 방지함으로써 컴팩트 슈트의 평균중량과 식물개체당 수확량을 증대시킬 수 있다. 이러한 처리는 다양한 방법으로 실시될 수 있으며, 바람직하게는 실시의 편의성을 위해 물리적 방법으로 실시된다. 구체적인 일 실시예에 따르면, 토경 또는 배지경 재배시 감자 식물체를 뿌리가 통과하지 못하는 고형물질 위에 식재하고 뿌리가 활착된 이후 표토를 제거하여 복지 (stolon)의 발생을 억제하는 한편 발생된 복지의 제거를 용이하게 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 수경재배의 경우에 있어서는 뿌리가 활착된 이후 뿌리의 상층부가 수경재배 베드 외부로 드러날 정도로 뽑아 올려줌으로써 복지의 발생을 억제하고 발생된 복지의 제거를 용이하게 하여 실시된다.

한편, 컴팩트 슈트를 얻기 위한 재배에 있어서, 식재밀도는 종래의 토경재배 또는 수경재배에 있어서 괴경형성에 필요한 적정 식재밀도에 비하여 5배 이상의 밀도로 밀식재배하는 것이 컴팩트 슈트의 생산에 있어서 보다 효율적이다. 구체적으로, 1 평방미터 (㎡) 당 20-50개의 식물체를 식재하여 재배한다. 식재하는 식물체로는 괴경, 조직배양묘, 삽목묘 및 컴팩트 슈트 등 모든 형태의 감자 영양번식체를 포함한다. 이는 밀식재배에 의한 괴경형성의 억제와 밀식접촉에 의한 식물체간의 경합이 컴팩트 슈트형성을 촉진하는 것으로 판단된다.

상술한 본 발명의 컴팩트 슈트의 유도방법을 요약하면, 본 발명의 방법은 식물성장억제제의 처리를 필수적인 단계로 포함하며, 선택적으로 (ⅰ) 트레할로오스의 처리, (ⅱ) 일장, 온도 및 관수 조절, 그리고 (ⅲ) 지하 괴경형성의 억제 과정 중 최소 1 과정을 병행하여 실시된다. 가장 바람직하게는, 상기한 4 가지 방법을 병행하여 실시된다.

컴팩트 슈트의 수확은 감자의 줄기의 목질화가 진행되고 잎이 황변화되어 더 이상의 탄소동화물질 집적이 이루어질 수 없을 때에 실시하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 수확시기를 조절할 수 있다. 수확시기가 너무 일러 컴팩트 슈트의 경화가 완료되지 않았을 경우 수확 후 수분의 손실로 컴팩트 슈트의 활력이 저하되는 경우가 발생한다.

본 발명은 다양한 재배종 감자품종의 효율적인 증식을 위하여 개발된 것이다. 기존의 기내배양, 토경 또는 수경재배를 통하여 괴경형태의 씨감자를 증식하는 방법과는 달리, 본 발명은 지상부 줄기의 측아 또는 액아를 자극하여 절간생장이 사용목적에 맞게 적절히 억제된 형태의 컴팩트 슈트를 대량으로 용이하게 생산할 수 있도록 한다. 본 발명에 의해 수득된 컴팩트 슈트는 감자증식의 모본으로 이용되어, 종래의 씨감자를 대체하거나 또는 종래의 씨감자를 생산하기 위한 모본감자로 사용할 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 획기적으로 진보된 무병씨감자 대체물을 급속 대량으로 생산할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 상술한 컴팩트 슈트의 유도방법에 의해 수득한 감자 컴팩트 슈트를 수확하는 단계; 및 (b) 상기 감자 컴팩트 슈트를 식재하는 단계; 및 (c) 상기 식재된 컴팩트 슈트를 재배하는 단계를 포함하는 감자의 증식 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 증식방법에 의해 수득 된 감자를 제공한다.

감자 컴팩트 슈트의 식재 및 식재된 컴팩트 슈트를 재배 과정은 감자 속(Solanum) 식물의 통상적인 식재 및 재배 과정을 통하여 실시될 수 있다 (장병호, 감자백과, 선진문화사, pp 286(1997)).

한편, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 감자 컴팩트 슈트의 식재는 피트모스, 살균제, 살충제, 비료 및 유용 미생물의 혼합물로 컴팩트 슈트를 감싸서, 구형 또는 원추형의 성형체로 만든 다음 이를 파종하는 방식으로 실시될 수 있다. 이러한 방식의 식재는 기계화가 가능하다는 이점이 있다. 상기 혼합물에 이용되는 피트모스는 당업계에서 통상적으로 이용되는 것이며, 살균제로는 캡탄, 탄저스타, 다코닐, 리도밀엠지, 산도판, 산도판골드, 산뜨탄, 팔파래, 포룸, 포룸디, 포룸만, 포룸씨, 커지-엠, 후론사이드 등이 포함된다. 살충제로는 코니도, 다갈, 데시스, 델타네트, 렘페이지, 부메랑, 세빈, 아센드 또는 아조드린이 이용될 수 있고, 비료로는 단일성분 또는 복합성분의 요소, 유안, 질산염, 염화칼리 또는 용성인이 이용될 수 있으며, 유용 미생물로는 Trichoderma속, Pseudomonas속, Tricoderma속, Bacillus속, Brevibacillus속, Streptomyces속, Azotobacter속, Tricothecium속 또는 브이에이 균근(VA mycorrhizae)이 이용될 수 있다.

본 발명의 컴팩트 슈트는 종래의 씨감자와 비교하여 휴면기간이 짧고 플러그묘로 육성할 수 있으므로 기존의 관행 재배 방식에 있어서 인력의 요구도가 높은 초기 제초작업의 필요성이 낮을 뿐만 아니라 첫서리 피해를 우회할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 감자 증식 방법은 씨감자 생산뿐만 아니라 시장판매용 감자재배 를 위해 실시될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다.

실시예 1: 컴팩트 슈트의 유도

정상적으로 생육된 감자줄기의 측아 또는 액아는 일반적으로 정아의 제거와 같은 외부적인 자극이 없을 경우 휴면상태를 유지하게 된다. 그러나 식물성장조절제의 처리, 일장조절, 병충해 등의 외부자극에 의해서 드물게 절간생장이 억제된 상태의 지상괴경 (aerial tuber)을 형성하기도 한다. 본 발명에서는 이러한 지상괴경의 발생을 인위적으로, 균일하게 유도하기 위하여 각종의 처리를 단독 또는 병행하여 처리함으로써, 절간의 생장을 임의적으로 조절하여 소위 컴팩트 슈트를 유도하는 방법을 개발하였다. 이의 방법은 아래와 같다.

하기의 구체적인 실시예에서 이용된 감자는 전세계적으로 널리 재배되고 있는 아틀랜틱 (Atlantic) 품종과 수미 (Superior) 품종이다.

(1) 식물성장조절제의 처리:

식물성장억제제인 에쎄폰(Ethephon), 에스렐(Ethrel), 앱사이식산(Abscisic acid), 포스폰-D (Phosphon D), 아모-1618(Amo-1618), B-905(B-905(N-dimethyl-amino succinamic acid)) 등의 생장억제제를 개화 전후의 왕성하게 성장하는 감자식물체에 0.5-1주일 간격으로 2-4주 동안 엽면살포하여 컴팩트 슈트의 유도를 촉진하였다. 이때 처리된 에쎄폰 및 에스렐은 100 ppm의 용액이고, 앱사이식산은 10 ppm의 용액이며, 포스폰-D는 100 ppm의 용액이고, 아모-1618는 100 ppm의 용액이며, B-905는 50 ppm의 용액이다. 이때 식물체의 반응상태에 따라 살포간격 및 살포농도를 가감할 수 있었다. 예를 들어, 식물체의 반응상태가 성장이 극도로 저해되거나 약해가 나타나는 경우에는 살포간격은 1주일로 조절하였고, 살포농도는 기준농도의 1/2-1/5로 조절하였다.

식물성장조절제 처리에 의한 컴팩트 슈트 생산효율

식물성장조절제	처리농도별 컴팩트 슈트 생산성 (개)
식물성장조절제	처리농도 (ppm)	컴팩트 슈트 수	처리농도 (ppm)	컴팩트 슈트 수
에쎄폰 (에스렐)	50	124±19.0	100	131±21.5
앱사이식산	5	94±35.8	10	107±31.3
포스폰-D	50	85±25.9	100	96±22.9
아모-1618	50	63±28.1	100	78±26.4
B-905	25	57±25.3	50	69±31.2
증류수	-	0	-	0

상기 표 1의 결과는 각 식물성장조절제별로 각각 30개 식물체를 처리하여 얻은 결과이며, 1주일 간격으로 4주간 식물성장조절제를 처리하였고, 최종처리 6주 후에 수확을 하였으며, 비가림하우스 내에서 실험 실시를 하였다. 표 1에서 확인할 수 있듯이, 에쎄폰 100 ppm 처리구에서 감자 1그루 당 131±21.5개의 컴팩트 슈트가 생산되어 타 식물성장조절제에 비하여 양호한 결과를 보였다.

(2) 트레할로오스의 처리:

감자의 저장 탄수화물 중 하나인 2탄당 트레할로오스 (trehalose)는 생육환경이 열악할수록 식물체 내에 많이 집적되는 물질이다. 이러한 트레할로오스 50 mM 용액을 사용하여 0.5-1주 간격으로 2-4주 동안 엽면살포할 경우, 컴팩트 슈트의 발생이 촉진되었다. 식물체의 반응상태에 따라 살포간격 및 살포농도를 가감할 수 있었다. 예를 들어, 식물체의 반응상태가 지연되는 경우에는 살포간격은 0.5주로 조절하였고, 살포농도는 기준농도의 2-5배로 조절하였다.

식물성장조절제와 50 mM 트레할로스 복합처리 시 컴팩트 슈트 생산효율

식물성장조절제/농도	50 mM 트레할로스 처리사 컴팩트 슈트 생산성(개)
식물성장조절제/농도	무처리	처리
에쎄폰 (에스렐)/100 ppm	131±21.5	164±27.8
앱사이식산/10 ppm	107±31.3	121±35.8
포스폰-D/100 ppm	96±22.9	109±17.3
아모-1618/100 ppm	78±26.4	92±24.5
B-905/50 ppm	69±31.2	87±16.4
증류수	0	35±11.8

상기 표 2의 결과는 각 식물성장조절제별로 각각 30개 식물체를 처리하여 얻은 결과이며, 1주일 간격으로 4주간 식물성장조절제를 처리하였고, 최종처리 6주 후에 수확을 하였으며, 비가림하우스 내에서 실험 실시를 하였다. 표 2에서 확인할 수 있듯이, 트레할로오스 50 mM 처리 시 에쎄폰 100 ppm 처리구에서 감자 1그루 당 164±27.8개의 컴팩트 슈트가 생산되어 식물성장조절제 단일처리에에 비하여 상가적인 결과를 보였으며, 증산률은 25% 정도였다.

(3) 일장 및 관수 조절:

감자의 왕성한 성장을 위하여 12시간 이상의 광주기를 유지해 주는 것이 바람직하나, 8시간 미만의 광주기를 채용함으로써 컴팩트 슈트의 유도를 촉진할 수 있었다. 감자 식물체의 개화전/후기까지 12-16시간의 광주기를 유지하다가 식물생장조절제 처리와 병행하여 8시간 이하의 광주기 또는 7일의 완전한 암상태를 유지해 줌으로써 컴팩트 슈트의 발생을 최대로 유도할 수 있었다.

광주기(명)/처리 기간별 컴팩트 슈트 생산효율

식물성장조절제/농도	광주기(명)/처리기간별 컴팩트 슈트 생산성(개)
식물성장조절제/농도	12hr/4주일간	8hr/4주일간	0hr/4일간	0hr/1주일간
에쎄폰 (에스렐)/100 ppm	131±21.5	143±20.1	112±19.6	139±29.6
앱사이식산/10 ppm	107±31.3	115±25.9	95±22.7	111±38.3
포스폰-D/100 ppm	96±22.9	103±13.5	71±13.0	89±20.0
아모-1618/100 ppm	78±26.4	88±29.0	67±21.4	71±27.1
B-905/50 ppm	69±31.2	79±36.9	62±23.3	62±22.2
증류수	0	0	0	0

상기 표 3의 결과는 각 식물성장조절제별로 각각 30개 식물체를 처리하여 얻은 결과이며, 1주일 간격으로 4주간 식물성장조절제를 처리하였고, 최종처리 6주 후에 수확을 하였으며, 비가림하우스 내에서 은박필름을 사용하여 차광실험 실시를 하였다. 표 3에서 확인할 수 있듯이, 광주기 8시간으로 4주일간 일장처리 시 에쎄폰 100 ppm 처리구에서 감자 1그루 당 143±20.1개의 컴팩트 슈트가 생산되어 식물성장조절제 단일처리에에 비하여 상가적인 결과를 보였으며 증산률은 9% 정도였다. 1주일간 암상태를 유지시킨 경우에는 139±29.6개의 컴팩트 슈트가 생산되어 광주기 8시간으로 4주일간 일장처리와 비교할 때 큰 차이가 나지 않았다. 따라서 작업의 편의성을 위하여 1주일간 암상태를 유지하는 방법이 보다 바람직한 것으로 나타났다.

식물성장조절제 처리기간 중 컴팩트 슈트의 유도에 적합한 관수처리는 컴팩트 슈트의 성장을 저해하지 않는 한도에서 가급적 위조점에 가깝게 조절하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 수분부족에 의한 스트레스의 증가에 따른 결과로 판단된다. 컴팩트 슈트가 형성된 후에는 적습의 상태를 유지하여 컴팩트 슈트 성장에 필요한 최적의 수분조건을 맞추어 주어야 보다 크고 충실한 컴팩트 슈트를 얻을 수 있다. 수경재배의 경우에 있어서는 염화나트륨 등을 이용하여 재배용액의 삼투압을 조절하는 것이다. 염화나트륨의 경우는 0.3-3%를 첨가해 주며 바람직하게는 1.5% 내외로 조절한다.

식물성장조절제 처리기간 중 관수처리별 컴팩트 슈트 생산효율

식물성장조절제/농도	관수처리별 컴팩트 슈트 생산성(개)
식물성장조절제/농도	적습	제한관수	관행수경재배	수경+NaCl 1.5%
에쎄폰 (에스렐)/100 ppm	131±21.5	147±29.1	107±22.3	125±26.3
앱사이식산/10 ppm	107±31.3	111±36.3	89±23.3	93±15.7
포스폰-D/100 ppm	96±22.9	113±29.7	72±25.6	92±29.8
아모-1618/100 ppm	78±26.4	94±22.0	63±21.4	75±16.0
B-905/50 ppm	69±31.2	81±24.3	58±19.2	59±35.6
증류수	0	0	0	0

상기 표 4의 결과는 각 식물성장조절제별로 각각 30개 식물체를 처리하여 얻은 결과이며, 1주일 간격으로 4주간 식물성장조절제를 처리하였고, 최종처리 6주 후에 수확을 하였으며, 비가림하우스 내에서 은박필름을 사용하여 차광실험 실시를 하였고, 관행수경재배는 ㈜한국원예자재의 상품명 "멀티피드-69" 1,000배액을 사용하여 실시하였다. 표 4에서 확인할 수 있듯이, 제한관수 처리 시 에쎄폰 100 ppm 처리구에서 감자 1그루 당 147±29.1개의 컴팩트 슈트가 생산되어 토경재배 시 식물성장조절제 단일처리구나 수경재배에 비하여 바람직한 결과를 보였으며 토경재배 시 증산률은 12% 정도였다.

(4) 괴경형성의 억제처리:

감자 식물체의 탄소동화물질이 지하부 괴경으로 전이되는 것을 봉쇄함으로써 컴팩트 슈트의 평균중량과 식물개체당 수확량을 증대시킬 수 있었다. 이를 위하여 토경 또는 배지경 재배시 감자 식물체를 뿌리가 통과하지 못하는 고형물질 위에 식재하고 뿌리가 활착된 이후 표토를 제거하여 복지 (stolon)의 발생을 억제하는 한편 발생된 복지의 제거를 용이하게 할 수 있도록 하였다. 수경재배의 경우에 있어서는 뿌리가 활착된 이후 뿌리의 상층부가 수경재배 베드 외부로 드러날 정도로 뽑아 올려줌으로써 복지의 발생을 억제하고 발생된 복지의 제거를 용이하게 하였다.

상기 실시예에 의거하여 유도되어진 컴팩트 슈트는 외형상으로는 감자의 지하 괴경과 매우 유사하나, 잎이 부착되어 있는 경우가 대부분이며 정아가 비휴면 상태이거나 얕은 휴면상태로 존재하고 있었다 (참조: 도 1-3). 도 1에서 좌측은 종래의 괴경형태의 씨감자이고, 우측은 본 발명의 컴팩트 슈트이다. 컴팩트 슈트의 내부조직은 지하괴경에 비하여 녹말이 집적되지 않은 상태이나 짙은 색택으로 미루어 볼 때 매우 높은 알칼로이드 함량을 가지고 있는 것으로 판단되며 이에 따 른 장기보존성이 매우 높은 것으로 나타났다.

실시예 2: 컴팩트 슈트의 대량생산

컴팩트 슈트를 대량으로 생산하기 위해서, 본 발명의 컴팩트 슈트 유도방법을 기존의 각종 씨감자 생산방법에 적용하였다. 그러나 기존의 토경재배 또는 수경재배에 있어서 괴경형성에 필요한 적정 식재밀도에 비하여 5배 이상의 밀도로 밀식재배하는 것이 컴팩트 슈트의 생산에 있어서 보다 효율적인 것으로 나타났다 (참조: 도 4). 이는 밀식재배에 의한 괴경형성의 억제와 밀식접촉에 의한 식물체간의 경합이 컴팩트 슈트형성을 촉진하는 것으로 판단된다.

(1) 토경재배에 의해 컴팩트 슈트의 대량생산:

컴팩트 슈트를 파종할 포장의 경운은 20cm 정도로 깊게 하는 것이 좋으며, 포장정지는 경운 후 곧 바로 이랑을 만들어 파종해야 건조 피해를 막을 수 있다. 퇴비 살포는 포장 경운 전 또는 경운 후 전면 살포한다. 비료 살포는 전면 시용과 고랑 시용을 할 수 있으며 바람직하게는 고랑시비가 좋다. 봄 재배의 경우 1열 재식법과 2열 재식법이 있는데 봄 재배는 일반적으로 2열 재식하는 것이 토양온도 및 수분 관리에 유리하다. 이랑 폭은 60-75cm로 하고, 2열 재식 시 놓은 폭은 40 ~ 50cm로 하며, 주간 거리는 20 ~ 30cm가 적당하다. 여름 재배에서는 주로 1열 재식법이 바람직하며, 이랑폭 및 주간거리는 봄재배와 같이 한다 . 파종깊이는 온도가 낮고 습할 경우에는 얕게하고, 건조하고 온도가 높을 경우는 깊게 한다. 1열 재식 하므로 파종후 2~3회 북주기를해야 하는데 1회 북주기는 감자 싹이 15 ~ 20cm 자랐을 때 실시하고, 2회 북주기는 1회 북주기 15 ~ 20일 후 실시한다.

수확시기의 선택은 감자가 완숙했을 때를 기준으로 삼는다. 수확적기는 품종, 재배환경, 파종시기에 따라 달라지는데 수확시기가 너무 이르면 전분이 낮고 환원당의 함량이 높으며 껍질도 약해져서 작은 충격에도 잘 벗겨지며 상처가 나기 쉽다. 수확시기가 너무 늦으면 부패하기 쉬운 위험이 있어 수확시기를 잘 맞추어야 한다. 감자가 완숙하게 되면 괴경이 단단하게 여물고 경엽고조가 일어나 줄기가 누렇게 변하므로 이때를 기준으로 삼는다. 지상부가 남아 있을 경우 작업이 불편하므로 경엽고조제등을 이용하여 지상부를 고사시키고 수확을 한다. 이는 수확기의 병발생을 감소시키는 역할도 한다. 수확일에는 온도가 10℃이상이어야 한다. 온도가 낮으면 당함량이 증가하고 냉해의 위험성이 있으며 비가 오거나 습한 날에는 흙이 감자에 많이 묻고 상처, 부패, 껍질 벗겨짐등을 일으켜 품질을 떨어 뜨린다.

수확된 감자는 여름철에는 바람이 잘 통하고 시원한 장소에 쌓아 두거나 통기가 잘되는 용기에 담아서 저장하며 겨울철에는 0도이하로 온도가 내려가지 않도록 보온해서 저장한다.

저장 중 감자는 호흡, 증산과 탄수화물 시용 등으로 무게가 상당히 줄어 드는데 특히 저장감자내의 화학성분 유지를 위해 온도를 높여야 한다. 특히 가공용 감자의 경우 저장온도가 10도이므로 주의해야 한다. 이때 자연적으로 움트는 것이 문제가 된다. 따라서 움이 트는 것을 억제해야 하는데 이를 위해 선진국에서는 발아억제제를 사용하고 있으며, 국내에도 시판되고 있다.

저온으로 저장하는 감자에는 병원균의 발생이 적을 것으로 간주하기 쉬우나 생각보다 병원균의 활동이 훨씬 왕성하여 주의를 필요로 한다. 감자 저장 중 한쪽에 부패 감자가 발생하면 건전한 감자에도 빠른 속도로 병원균이 전염되어 전체가 부패될 염려가 있다. 따라서 저장 중 수시로 관찰하여 저온 피해가 생기지 않도록 하고 부패감자는 신속히 제거토록 하며 충해 및 주의 피해도 막아야 한다.

(2) 수경재배에 의해 컴팩트 슈트의 대량생산:

감자의 조직배양묘나 소괴경, 경삽묘 등을 스타이로폼으로 된 정식판위에 25cm×20cm간격으로 직경 2.5cm정도의 구멍을 뚫은 뒤 스폰지로 지지하도록 하여 정식한다. 온실 내부 온도는 주간 28℃ 이하, 야간 13℃ 이상으로 관리한다.

감자 양액재배에서 이용하고 있는 대표적인 배양액으로는 일본원시처방액, 고시액, 감자액 등이 있으나 시판상품인 ㈜원예자재센터 제품인 '멀티피드 1,000배액을 사용하여도 무방하다. 배양액의 농도(EC)는 배양액중에 들어있는 각종 무기염류의 총농도로서 무기성분 흡수에 영향을 미치는 인자중 하나다. 특히 농도는 물과 물속에 녹아있는 무기이온의 흡수비율과 관계되므로 물분자와 무기이온들이 일정한 비율로 계속 흡수될 수 있도록 적정농도를 찾는 것이 중요하다. 일반적으로 고온기에는 증산작용이 왕성하여 수분요구량이 많으므로 농도를 상대적으로 낮게 관리하여 충분한 수분을 흡수할 수 있도록 유도하고, 저온기에는 상대적으로 수분요구량이 적으므로 농도를 다소 높게 하여 체내수분집적에 따른 식물체의 과번무를 억제한다.

재배기간중 배양액의 농도는 1-2mS/cm로 관리한다. 최초 공급 배양액의 농도를 1mS/cm 이하로 하거나 2mS/cm 이상으로 하면 재배기간중에 변동이 심하게 발생된다. 일반적으로 배양액의 적정 pH는 5.5∼6.5로서 7이상이 되면 철, 망간, 인 등이 불용화하여 식물이 흡수할 수 없게 되고, 4이하로 되면 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등의 결핍증이 나타난다. 실제재배시 배양액의 pH는 양액공급 초기에는 NH₄-N의 흡수로 인하여 하강하다가 배양액중 NH₄-N이 고갈되면 NO₃-N이 흡수되면서 서서히 상승한다. pH가 상승하면 pH를 적정수준으로 내리기 위해 황산, 인산, 질산 등의 산을 이용하거나, 질산암모늄(NH₄NO₃), 인산암모늄(NH₄H₂PO₄), 유안〔(NH₄)₂SO₄〕등의 NH₄-N 비료를 이용한다.

배양액온도는 15-25℃가 되도록 배양액을 가온 또는 냉각시킨다. 주로 겨울재배시에는 전열막대 등으로 가온하고, 여름재배시에는 재배상내에 파이프를 설치하여 차가운 지하수를 순환시키거나 배양액 자체를 지하수로 냉각시킨다. 겨울재배시에는 양액온도 그 자체보다는 기온의 일교차에 따른 액온의 변화가 식물생육에 크게 영향을 미친다.

재배시 수경재배 베드 내부에 괴경이 형성되는 것을 방지하기 위하여 괴경이 발생되는 초기에 수경재배 감자묘를 베드 상부로 뽑아올려 괴경의 형성을 억제하고 형성된 괴경의 제거를 용이하게 해주는 것이 바람직하다. 온실 내의 온도가 25℃ 이상이나 일장이 14시간 이상되면 복지가 괴경으로 발달하지 못하고 다시 줄기로 발생되므로 괴경형성에 따른 탄소동화물질의 허실을 막을 수 있으므로 컴팩트 슈트 의 생산량을 늘릴 수 있다.

컴팩트 슈트 유도를 위한 식물성장조절제 및 트레할로스의 처리, 일장처리는 전술한 토경재배의 경우와 동일하며, 수분스트레스를 주기 위한 제한관수 처리는 배양액 내에 염화나트륨(NaCl)을 0.3% ~ 3%를 첨가해 주므로써 토경재배 시 관수조절에 상응하는 효과를 얻을 수 있다. 보다 바람직하게는 염화나트륨을 1.5% 첨가하는 것이 좋다.

실시예 3: 컴팩트 슈트의 수확 후 저장 및 가공방법

컴팩트 슈트의 수확은 감자의 줄기의 목질화가 진행되고 잎이 황변화되어 더 이상의 탄소동화물질 집적이 이루어질 수 없을 때에 실시하는 것이 바람직하나 필요에 따라 수확시기를 조절할 수 있었다. 그러나 수확시기가 너무 일러 컴팩트 슈트의 경화가 완료되지 않았을 경우 수확 후 수분의 손실로 컴팩트 슈트의 활력이 저하되는 경우가 발생하였다.

수확된 컴팩트 슈트의 중량은 0.5-50 g 내외로 분포하며, 이를 5개의 등급으로 구분하여 보관하였다. 수확된 컴팩트 슈트는 다이센 수화제 또는 캡탄 분제로 처리하여 8-10℃로 보관하였고, 6개월 이상 활력의 저하 없이 보관 가능하였다.

실시예 4: 컴팩트 슈트를 이용한 씨감자 생산 및 시장판매용 감자 재배방법

컴팩트 슈트의 파종과 초기 재배관리를 기존의 감자재배 방식에 의거하여 실시하였다. 그러나 기존의 씨감자에 비하여 휴면기간이 짧아 플러그묘로 육성할 수 있으므로 기존의 관행재배 방식에 있어서 인력의 요구도가 높은 초기 제초작업의 필요성이 낮을 뿐만 아니라 첫서리 피해를 우회할 수 있는 장점이 있었다. 컴팩트 슈트를 활용하여 씨감자 생산뿐만 아니라 시장판매용 감자재배를 수행할 수 있으나 바람직하게는 일반농가에서는 컴팩트 슈트의 활용을 시장판매용 감자생산에 국한하여야 할 것이다.

(1) 컴팩트 슈트를 이용한 차세대 씨감자의 양산:

컴팩트 슈트를 10 ~ 25 cm 간격으로 밀식하되 이랑을 성형하지 않고 90 ~ 120 cm 폭의 묘상을 만들어 식재하였다 (도 4 참조). 컴팩트 슈트의 파종과 식재는 관행의 감자재배와 동일하게 실시한다. 컴팩트 슈트를 파종할 포장의 경운은 20cm 정도로 깊게 하는 것이 좋으며 경운 후 곧 바로 이랑을 만들어 파종하는 것이 바람직하다. 파종깊이는 온도가 낮고 습할 경우에는 얕게하고, 건조하고 온도가 높을 경우는 깊게 한다. 식재된 컴팩트 슈트는 10일 이내에 발근 및 생육을 개시하였으며 (도면 5 참조), 생육초기부터 다수의 괴경을 형성하였다 (도면 6 참조). 이때 질소질 비료는 기비로서 30 kg/10a를 넘지 않도록 하며 필요시 엽면살포로 보충하였다. 보다 많은 씨감자를 수확하기 위해서는 파종후 2~3회 북주기를해야 하는데 1회 북주기는 감자 싹이 15 ~ 20cm 자랐을 때 실시하고, 2회 북주기는 1회 북주기 15 ~ 20일 후 실시한다. 밀식재비 시 북주기가 곤란할 경우 경량상토를 비료살포기 등을 이용하여 복토를 실시할 수 있다.

(2) 컴팩트 슈트를 이용한 시장판매용 감자의 재배:

컴팩트 슈트를 관행재배의 식재밀도에 준하여 식재하되 조기수확을 목적으로 할 경우 125% 정도의 밀식재배가 가능하였다 (도 7-9 참조). 시비와 재배관리는 관행재배에 준하여 실시하였다. 구체적으로는, 수확 후 시장성이 낮은 소형감자는 병충해의 감염이 낮을 경우에 한하여 다음 작기의 씨감자로 재활용이 가능하다.

Claims

개화기 전후의 감자 식물체에 식물성장억제제 및 트레할로스를 병행 처리하여 상기 감자 식물체를 재배하는 단계를 포함하는, 증식모본으로서 사용할 '절간생장이 억제된 지상 구경'(이하, '컴팩트 슈트') 유도방법.
제 1 항에 있어서, 상기 식물성장억제제는 에쎄폰 (ethephon), 에스렐 (ethrel), 앱사이식산 (abscisic acid), 포스폰 D (phosphon D), 아모-1618 (Amo-1618), B-905 (B-905, N-dimethyl-amino succinamic acid), 안시미돌 (ancymidol), 카르바릴 (carbaryl), 클로르메쿠아트 (chlormequat), 클로로 IPC (chloro IPC), 다미노지드 (daminozide), 플루르프리미돌 (flurprimidol), 하이드로젠 시아나미드 (hydrogen cyanamide), 말레익 히드라지드 (maleic hydrazide), 메플루이디드 (mefluidide), 메피쿠아트 클로라이드 (mepiquat chloride), 파클로부트로졸 (paclobutrozol), 프로헥사디온 칼슘 (prohexadione calcium) 및 우니코나졸 (uniconazole)로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 식물성장억제제인 것을 특징으로 하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법.
제 1 항에 있어서, 상기 방법은 0-8 시간의 광주기로 1주-4주간 실시되는 것을 특징으로 하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법.
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제 1 항에 있어서, 상기 방법은 감자 식물체의 탄소동화물질이 지하 괴경으로 전이되는 것을 방지하여 지하 괴경 형성을 억제하면서 실시되는 것을 특징으로 하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법.
제 1 항에 있어서, 상기 식물성장억제제는 1-1,000 ppm의 용액인 것을 특징으로 하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법.
제 1 항에 있어서, 상기 트레할로스는 10-100 mM의 용액인 것을 특징으로 하는 감자의 컴팩트 슈트 유도방법.
상기 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 유도된 감자 컴팩트 슈트를 수확하는 단계를 포함하는 감자 컴팩트 슈트의 생산방법.
제 8 항에 있어서, 상기 감자 컴팩트 슈트의 수확은 감자의 줄기의 목질화가 진행되고 잎이 황변화된 시점에서 실시되는 것을 특징으로 하는 감자 컴팩트 슈트의 생산방법.
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