수경재배에 의한 씨감자 생산
기내소괴경의 낮은 출현율과 초기생육 부진이라는 최대 단점을 보완하기 위해서
는 무엇보다 덩이줄기의 크기를 증대시킬 수 있는 새로운 기술이 필요하였다. 이
러한 배경 아래 농촌진흥청 고령지농업시험장은 1992년부터 수경재배를 이용한
씨감자 생산연구에 착수하였고, 이 기술을 이용하여 1998년부터 씨감자를 생산
해오고 있다.
수경재배 씨감자는 시설 내에서 집약적으로 생산되므로 바이러스나 각종 병에 의
한 오염을 줄일 수 있고 환경제어를 통한 생육조절이 가능하다. 또한 그 크기가
5~30g으로 포장에 직파하여도 출현율과 초기생육이 좋고 수량 또한 일반 씨감자
와 대등하기 때문에 현재는 지자체의 도농업기술원이나 농업기술센터의 씨감자생
산 프로그램에서 널리 이용되고 있다.
수경재배 시스템
씨감자 수경재배에 이용되고 있는 시스템으로는 배지경, 담액경, 분무경 및 분무
수경 등이 있다. 각 시스템별로 생산되는 괴경의 생산성이나 품질이 다르고 시설
유지관리 측면에서 장단점이 있으므로 적절한 시스템을 선택하여 이용하는 것이
바람직하다.
배지경은 배지 내 수분이나 온도와 같은 근권환경이 비교적 안정적이고 단전 등 돌
발상황에 큰 영향을 받지 않는 장점이 있지만 정식이나 수확작업이 번거롭고 배지
를 소독하거나 교환해야 하는 번거로움이 있다. 팽연왕겨, 펄라이트, 피트모스, 코
코피트, 입상암면 또는 이들을 혼합한 혼합배지가 이용되고 있다. 기내에서 증식한
조직배양묘를 순화하거나 소괴경을 심어서 맹아묘를 생산할 때도 이용되고 있다. 담액경은 단전이나 단수 시 피해가 적고 뿌리내림(발근)이나 초기생육에 매우 효과적이다. 그러나 물의 소요량이 많고 조류가 발생하기 쉬우며 수매전염병에 감염되면 피해가 크므로 대규모 시설에는 적합하지 않다. 또한 담액경에서는 괴경의 비대가 불량하여 5~10g 이상의 큰괴경의 생산이 적으며 괴경의 피목이 쉽게 비대되어 품질이 불량하다. 기내에서 증식한 조직배양묘를 순화하거나 증식하는 데 적합하다.
분무경은 재배조 내에 설치한 노즐을 통해 일정한 간격으로 배양액을 분사해주는 방식이다. 감자묘의 정식, 생육진단, 소괴경의 수확 및 수확 후 재배조 관리가 편리
하지만 뿌리가 재배조 내 공중에 매달려 있기 때문에 단전이나 단수 시에는 치명적인 피해를 입을 수 있다. 분무수경(수기경)은 배양액을 분무시키면서 동시에 재
배조 내에 일정한 깊이의 배양액을 채워 계속 흐르게 하는 방식이다. 뿌리 하단부는 재배조 내에 있는 배양액에 담긴 상태로 배양액을 흡수하며 뿌리 상단부는 분무되
는 배양액과 공중산소를 흡수하는 역할을 한다. 분무수경에 적합한 베드 높이는 15∼20㎝, 베드 내 배양액의 깊이는 3∼5㎝이다. 감자묘를 정식한 후부터 소
괴경비대 초기까지만(50∼60일간) 분무수경으로 하고 그 이후에는 괴경비대를 촉진시키기 위해 분무경으로 전환한다.
배양액의 조성과 관리
감자는 엽채류나 과채류와 달리 땅속의 괴경을 목적으로 재배하기 때문에 최적의
근권환경을 유지하는 기술이 무엇보다 중요하다. 그러므로 배양액의 조성, 농도,
pH, 온도 및 용존산소 등을 조절하면 지하부의 근권환경을 인위적으로 제어할 수
있는 장점이 있다.
특히, 씨감자 수경재배에서는 잎줄기가 무성해지기 쉬운데 배양액의 조성과 관리
를 적절히 조절하면 균형생장을 유도할 수 있다. 감자의 양수분 흡수특성을 고려
하여 씨감자 전용 배양액(감자액)을 새롭게 조성하였는데 감자의 생육단계를 복지
생장기와 괴경비대기로 구분하여 다르게 처방하고 있다.
배양액의 농도(EC)는 배양액에 들어 있는 각종 무기 염류의 총농도로서 계절에 따라 적정하게 관리해야 한다. 고온기에는 증산작용이 왕성하여 수분요구량이 많으므로 농도를 상대적으로 낮게 관리하여 충분한 수분을 흡수할 수 있도록 한다. 저온기에는 상대적으로 수분요구량이 적으므로 농도를 다소 높게 하여 수분흡수를 억제하고 과잉흡수와 체내 수분집적에 따른 식물체의 웃자람 현상을 억제한다. 씨감자 수경재배에 적합한 배양액의 농도는 품종과 생육시기에 따라 다르지만
0.6~2.4dS/m로 한다.
씨감자 수경재배 시 배양액의 적정 pH는 5~7로 관리한다. 배양액 공급 초기에는 암모늄태질소의 흡수로 인하여 pH가 일시적으로 하강하지만 암모늄태질소가 고갈
되고 질산태질소가 흡수되기 시작하면서 pH는 서서히 상승한다. 그러나 일정한 간격으로 줄어든 배양액만큼 새로운 배양액을 보충해주면 pH의 급격한 상승을 막을
수 있다. 또한 황산, 인산, 질산 등의 산을 이용하거나, 질산암모늄(NH4NO3), 인산암모늄(NH4H2PO4), 유안 〔(NH4)2SO4〕등의 비료를 이용하여 pH를 조절한다.
씨감자 수경재배 시 배양액 또는 근권의 온도는 15~25℃가 되도록 관리한다. 고
온기에는 재배조 또는 배양액통 내에 차가운 지하수를 순환시켜 배양액이나 근권
의 온도를 20℃ 이하로 유지한다. 저온기에는 정식초기에만 뿌리내림과 생육촉진
을 위해 배양액의 온도를 20±2℃로 유지하고 복지발생기 이후에는 배양액의 온도
를 높이지(가온) 않고 13±2℃로 유지한다.
수경재배 씨감자 생산에 영향을 미치는 요인
가. 묘 종류
씨감자 수경재배에서 조직배양묘와 소괴경으로부터 싹을 틔운 맹아묘를 이용하고
있다. 조직배양묘는 기내에서 증식된 식물체로서 일정 기간의 순화과정을 거쳐 새
뿌리를 내린 후 바로 정식하거나 또는 순화가 끝난 줄기를 2~3회 경삽하여 이용한
다. 조직배양묘는 기내배양을 통해 생산된 최초의 식물체인 만큼 묘소질이 우수하
다. 그러나 다습 및 저광도의 기내에서 배양된 식물체이기 때문에 건조한 고광도의
온실에서 재배하기 위해서는 순화과정이 필요하다. 순화과정에서 스트레스를 받을
수 있으므로 온·습도와 광도를 적절하게 조절해야 한다.
수경재배에서 생산되는 괴경 중에 크기가 5g 미만인 소괴경은 포장에 직파하기
가 어렵다. 이러한 소괴경을 무균배지(펄라이트)에 심어서 줄기를 5~10㎝ 정도 키운 후 모서를 떼어내면 수경재배용으로 옮겨 심을 수 있는데 이를 소괴경 맹아묘라
한다. 소괴경 맹아묘는 조직배양묘보다 1세대를 거쳐 생산된 것이지만 순화과정이 필요없고 정식작업이 용이하며 초기생육이 왕성하고 조직배양묘와 수량에서 큰 차이가
없다.
나. 재배환경
씨감자 수경재배 시 온실 안의 기온은 18~23℃로 유지한다. 온도가 너무 높으면 잎줄기가 무성하게 자라고 땅 속줄기가 굵고 길게 자라면서 괴경의 형성이 지연되거나
정지된다. 잎과 줄기의 생육에는 21~23℃, 괴경비대에는 주간온도 23~24℃, 야간온도 10~14℃가 적합하다. 감자는 저온단일성 식물이므로 단일조건이 되면 생육
초기라도 괴경이 형성된다. 그러므로 감자 묘를 심고 약 30일까지는 14시간의 일장이 되도록 백열등이나 형광등으로 일몰 후 또는 일출 전에 보광을 한다. 특히, 봄재
배는 옮겨 심은 후 단일에 노출되므로 전조재배가 필수적이다. 정식 후 30일 이후부터는 전조를 중단하여 괴경의 착생과 비대를 유도한다. 수경재배 씨감자의 생육
에는 광이 풍부한 것이 바람직하다. 광이 부족하면 동화작용이 불충분할 뿐 아니라 잎줄기가 웃자라고 조직이 견고하지 못해 병충해에 대한 저항성이 약해진다.
괴경 형성 촉진방법
수경재배 감자는 아주심기 후 30~40일이 지나면 소괴경이 착생되기 시작한다. 그러나 중만생 품종의 경우는온도가 높거나 배양액의 농도가 높으면 영양생장이 지속되고 소괴경이 형성되지않는다. 중만생 품종의 소괴경 형성을 촉진하기 위해 저온단일, 배
양액의 pH, 농도 및 질소를 조절하거나 양분공급을 일시적으로 중단한다. 단일처리를 이용할 때는 아주심기 이후부터 영양생장을 지속시키기 위해 계속해온 야간전등조명(전조)을 중단한다. 씨감자 수경재배에 적합한 배양액의 pH는 5~7이지만 인산, 황산,
질산을 이용하여 pH를 4 이하로 12~24시간 처리하면 뿌리가 물리적으로 상처를
받게 되어 잎줄기가 시들고 생장이 둔화되며 며칠 후 괴경이 형성된다.
배양액의 적정농도는 0.6~2.4dS/m이지만 중만생 품 종은 고온기 재배 시
0.6dS/m 이하로 유지해야 괴경 형성이 가능하다. 배양액 성분 중에서 질소를 제
거하거나 질소농도를 1/2~1/4로 줄이면 잎줄기의 생장 억제와 소괴경 형성에 효
과가 있다. 배양액 대신 원수를 공급함으로써 양분의 공급을 일시적으로 중단하
면 잎줄기의 생장을 억제하고 괴경의 형성을 유도할 수 있다.
수경재배 씨감자 이용기술
가. 수경재배 씨감자의 수확과 저장
(1) 수 확
씨감자 수경재배 시 잎줄기의 생장은 아주심기(정식) 후 60~70일째 최고에 도달
하며 그 이후에는 감소한다. 덩이줄기의 비대는 그 이후에도 계속되지만 괴경 수
량, 각종 병해의 감염기회 증가 및 배양액, 원수, 전력의 소모를 고려하면 아주심
기 후 90일 경에 수확하는 것이 효율적이다.
수미품종의 경우 아주심기 후 60일째 수확하면 수량이 적고 괴경의 비중이 낮으
며, 90일 이후에는 괴경이 부패되거나 피목비대가 심해지고 바이러스에 이병될 기
회가 많아질 수 있다. 아주심기 후 70~80일째 수확하면 5~30g 크기의 소괴경이
많아져서 수확 괴경의 균일도가 향상된다. 수경재배 씨감자의 비중은 1.03~1.07
로서 괴경의 크기가 커짐에 따라 높아지지만 10~50g에서는 차이가 없고 50g 이
상이 되면 오히려 감소한다.
(2) 큐어링(녹화처리)
수경재배 씨감자는 재배조 내의 다습조건에서 생산되므로 표피가 연하고 쉽게 벗겨진다. 그러므로 수확 후 표피를 경화시키고 상처를 치유하기 위해 온도 17~18℃,
습도 80~85%의 산광 하에서 일정 기간 큐어링을 한다. 큐어링은 숨구멍을 통한 병원균의 침입을 막고 저장 중의 부패를 경감시키는 데 효과적이다. 큐어링은 수확
후 10~14일 정도 하는 것이 좋다.
(3) 저 장
큐어링이 끝난 수경재배 씨감자는 기형이나 썩은 것을 제외하고 크기별로 선별한 후 다음해 심을 때까지 저장한다. 장기간 저장할 경우는 3~4℃ 저온에 저장하고 단
기간 저장 후 심을 경우는 10~20℃ 고온에 저장한다. 저온에 저장한 경우라도 감자를 너무 많이 쌓아두면 속에 저장된 감자는 호흡열과 암조건으로 인해 온도가 상
승하여 휴면이 일찍 타파되는 경우가 있으므로 저장 중에 종종 감자의 상태를 살펴볼 필요가 있다.
나. 수경재배 씨감자의 재배방법
(1) 이용실태
감자 주산지의 도농업기술원과 농업기술센터에서 조직배양과 수경재배 기술을 이
용하여 씨감자를 자체적으로 생산하고 있다. 수경재배 씨감자는 망실하우스에서
1~2회 증식하여 씨감자로 이용하는 경우가 있다.
(2) 이용상 특성
수경재배 씨감자는 크기가 1~80g으로 다양하며 일반 씨감자보다 작기 때문에 통
감자로 많이 이용된다. 수경재배 씨감자를 무게가 30g 정도인 일반(절단) 씨감자
와 비교해보면 출현율은 차이가 없으며 수량성은 5g 내외가 절단씨감자의 85%
수준이고 10g 이상이면 큰 차이가 없다.
수경재배 씨감자는 봄과 가을에 각각 생산되므로 다음해 토양에 심을 때까지는
생리적인 활력(서령)이 다르게 된다. 봄에 생산된 수경재배 씨감자의 서령이 가을
에 생산된 것보다 상당히 진전되어 수량이 많다. 그러므로 가을에 생산된 수경재
배 씨감자는 심기 전에 산광싹틔우기를 봄에 생산된 것보다 길게 하는 것이 바람
직하다.
(3) 재배방법
수경재배 씨감자는 일반 씨감자보다 크기가 작으므로 심는 간격을 다소 좁게 하는 것이 수량면에서 유리하다. 표준재배인 75×25㎝(휴간×주간)보다 밀식재배인
75×20㎝ 또는 75×15㎝로 심는 것이 바람직하다.
(4) 재배전망
수경재배는 우리나라의 씨감자 채종단계에서 상위단계의 씨감자를 생산하는 데 이용되고 있다. 감자 주산지의 지방자치단체 또한 수경재배 씨감자를 생산하여 부
족한 씨감자를 공급하고 있다. 수경재배 씨감자는 크기 5~10g 이상이 주로 망실하우스 재배에 이용되고 있다. 수경재배에서는 망실하우스 재배가 곤란한 5g 미만의
소괴경이 20~40% 생산된다. 이러한 소괴경을 비가림 망실하우스에 심고 물을 대면 가뭄이나 집중강우 피해를 막을 수 있어 씨감자 생산이 가능하다.