서 언

감자는 식물분류학적으로 Solanum속에 속하며(Hanneman Jr., 1989), 일장이 짧고 서늘한 기후를 특징으로 하는 남미 안 데스 지역의 고지대(해발 2,000~4,000 m)가 원산지인 작물이다 (Hawkes, 1992). 우리나라에는 1800년대 중국 청나라 상인과 개신교 선교사들을 통하여 전파되었으며 1960년대 들어 농촌 진흥청(고령지농업시험장)에서 신품종 개발 연구를 본격 수행 하면서 우리나라 환경에 적응한 다양한 품종들이 육성되었다 (Cho et al., 2003). 최근에는 해외 농업기술 지원과 함께 해 외 농산물 시장 진출을 목적으로 다양한 지역에서 국산 감자 품종들의 재배가 늘고 있다(Im, 2016). 특히 우리나라보다 장 일이면서 고온 건조가 심한 중앙아시아 등을 대상으로 씨감자 수출에 관심이 쏠리면서 현지 환경에 적응성이 강한 감자 품 종의 수요가 증가하였다(Im et al., 2018; Seo et al., 2016). 감자는 30°C 이상의 고온, 가뭄, 장일 조건에 처할 경우 식물 체의 생육과 괴경형성, 괴경비대가 불량해져 결국 수량이 감 소하고 동시에 괴경의 품질저하가 수반된다(Deblonde and Ledent, 2001;Eiasu et al., 2007;Levy et al., 2007). 즉, 고온에서 내서성이 약한 품종은 괴경 수확 전 땅속에서 맹아 가 출현되거나 딸감자, 기형감자 등이 발생된다. 가뭄이 심한 사막화 지역에서 내건성이 약한 품종은 광합성 능력이 떨어지 고 근권 형성이 불량하여 85% 가량이 물로 되어 있는 괴경의 비대력이 약화되기 쉽다(Schafleitner et al., 2007). 또한 장일 환경에 적응성이 약한 품종은 지상부 생장은 양호하더라도 괴 경의 형성이 제대로 이루어지지 않아 수량성이 불량해진다 (Rodriguez-Falcon et al., 2006). 따라서 이들 환경에 적응성 이 강한 품종들을 육성 선발하여 활용해야만 장일 고온 가뭄 등 환경을 가진 현지에서 안정적인 수확과 품질을 기대할 수 있다. 한편 기 개발된 주요 국산 감자품종들의 경우 중앙아시 아의 고온, 건조 등 환경에서 식물체의 생육이 불량하거나, 비 교적 양호한 생육을 보이더라도 기형, 이차생장 등 괴경의 품 질 저하가 심하여 현지 재배가 어려운 것으로 평가된 바 있다 (Im, 2016). 이에 본 연구에서는 장일 고온 가뭄이 심한 중앙 아시아 지역에서 환경적응성이 양호하여 감자의 수량성과 품 질이 우수하고, 현지인들에게 기호도도 높은 형질을 나타내어 중앙아시아 등 지역으로의 진출이 유망한 감자 품종을 육성하 고자 하였다.

재료 및 방법

본 시험은 2016년부터 2018년까지 국내 평난지 및 고랭지 와 중앙아시아 소재 감자 주산국인 카자흐스탄에서 수행되었 다. 즉, 국내 평난지인 강원도 강릉(해발 5 m)에서 봄재배로, 고랭지인 강원도 대관령(해발 750 m)에서 여름재배로 수행되 었으며, 카자흐스탄 쩨케스(Tekes, 해발 1500 m) 지역에서 역 시 여름재배로 수행되었다. 먼저 국내의 경우 씨감자를 파종 전 25-30일에 저온저장고에서 출고하여 산광최아를 충실하게 실시하였다. 씨감자의 맹아가 1 cm 내외로 출현하였을 때 씨 감자 절편 1개의 무게가 30-40 g이 되도록 절단하여 파종하였 다. 강릉지역 봄재배에서 파종은 3월 중순이었으며, 수확은 파 종후 90일경 실시하였다. 대관령 여름재배에서 파종은 4월하 순, 수확은 파종후 100일경이었다. 카자흐스탄 쩨케스 지역의 경우 5월중순 파종하여, 파종후 120일경 수확하였다. 시비 및 복토, 제초, 약제살포 등은 각 지역별 관행적인 경종방법을 준 용하여 재배 관리하였다. 즉, 강릉 및 대관령지역 포장조성을 위하여 파종 30일전 ha당 퇴비 20톤, 석회 2톤을 포장전면에 살포한 후 깊이갈이를 하였다. 이후 파종 하루 전 농촌진흥청 의 감자 시비처방을 기준하여 감자전용복비(N:P:K=10:10:11, 감자1호, 남해화학)를 포장 전면에 골고루 뿌린 후 재경운하 고 1조식으로 이랑을 조성하였으며(이랑사이 80 cm), 무공 흑 색 PE멀칭(0.03 mm) 처리 후 산광최아 및 절단된 씨감자를 포기사이 25 cm 간격으로 파종하였다. 카자흐스탄 쩨케스지역 의 포장조성은 파종전 2-3일경 ha당 복합비료(N:P:K= 10:26:26, Diammophoska, URALChem) 1,000 kg을 포장 전 면에 살포하고 경운한 후, 파종 당일 1조식으로 이랑을 조성 하여(이랑사이 80-90 cm) 30-100 g 내외의 통씨감자를 절단하 지 않고 포기사이 25 cm 간격으로 파종하였다. 생육단계에 따 라 트렉터를 이용하여 제초겸 복토를 2회 수행하였으며, 수분 관리를 위하여 이랑사이에 물을 흘려대는 방식으로 인공관수 를 실시하였다. 시험구배치는 난괴법 3반복으로 하였고, 경장 등 중간생육조사는 파종후 70일경에, 최종 수확조사는 국내는 파종후 90-100일경, 카자흐스탄은 파종후 120일경 10주씩 채 취하여 생육, 품질, 수량성, 생리장해 등을 조사하였다. 지역별 특성검정 시험기간 동안 시험포장의 월평균 최고기온은 강릉 (3~6월) 11.7(3월)~25.0°C(6월), 대관령(5~8월) 19.8(5월)~ 25.1°C(7월), 카자흐스탄(쩨케스, 5~9월) 20.5(5월)~27.7°C(7월) 범위였고, 월평균 최저기온은 강릉 2.7(3월)~16.9°C(6월), 대관 령 6.9(5월)~17.7°C(7월), 카자흐스탄(쩨케스) 7.7(9월)~14.3°C (7월) 범위를 나타내었다. 감자 생육기간 동안 평균 일장은 강 릉 약 13시간, 대관령 14시간, 카자흐스탄(쩨케스) 15시간 내 외였다. 병 포장저항성 평가를 위하여 겹둥근무늬병은 2017년 도과 2018년도에 국내 대관령 여름재배포장에서 발병도 (Disease severity) 및 발병율(파종주수에 대한 발병주수의 비 율, %)을 조사하였다. 감자역병은 2016년도와 2017년도에 역 시 국내 대관령 여름재배포장에서 발병도(Disease index)와 병 진전도(AUDPC, area under the disease progress curve) 값 을 파종후 65일경인 7월 중순 조사하여 각각 다음의 식으로 산출하여 평가하였다(Haynes and Weingar, 2004). AUDPC 산출식에서 Xi는 첫 번째 병반 면적율을, Xi+1은 첫 번째 이 후의 증가한 병반 면적율을 의미하며, Ti+1-Ti는 두 조사시점 의 경과 일수를 의미하였다.

감자 바이러스 Y(PVY) 병은 2016년도와 2017년도에 카자 흐스탄(쩨케스) 시험포장에서 발병도와 발병율을 조사하여 대 조품종과 비교하였다. 감자더뎅이병은 2016년도와 2017년도에 국내 강릉 소재 시험포장에서 발병도를 조사 비교하였다. 건 조에 대한 포장저항성은 2016년도와 2017년도에 국내 강릉, 대관령과 카자흐스탄(쩨케스) 시험포장에서 가뭄이 심한 시기 에 잎말림지수(Leaf rolling index, LRI)를 조사하여 대조품종 과 비교 분석하였다(Song et al., 2015). LRI는 값이 클수록 가뭄, 건조에 약한 것을 의미하였다. 기타 조사는 농촌진흥청 농사시험연구조사기준(RDA, 2003)에 준하여 조사되었고, 통 계처리에는 SAS Version 7.1(SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)를 이용하였다.

육성경위

감자 원산지의 저온 단일 환경과 매우 상이한 고온 장일 조 건에서 식물체의 생장과 발육이 정상적으로 이루어지고 괴경 의 형성과 비대가 양호하여, 중앙아시아와 같이 고온 가뭄이 문제 되는 지역에서도 재배가 가능한 감자 품종을 육성하였다 (Fig. 1). 농촌진흥청 고령지농업연구소에서 보유중인 장일 고 온에서 식물체의 생육과 괴경의 비대력이 우수한 내서성 감자 ‘Frontier(IT231819)’를 모본(♀)으로 하고, 알카리성 밭토양에 서 문제가 되는 더뎅이병에 저항성이 강한 ‘대관1-117호’계통 을 부본(♂)으로 하여 2011년 인공교배를 통하여 진정종자 736립을 획득하였다. 이들 실생종자를 2011년 7월에 기내의 액상 염배지(EC 3.5 내외)에 치상한 후 고온처리 하에서 식물 체의 활력이 양호한 실생 156개체를 선발하였으며. 2011년 9 월에 상토에 이식하여 12월경 소괴경을 확보하였다. 각 실생 개체 별 소괴경을 이용하여 2012년과 2013년에 실생2세대 및 실생3세대를 육성 선발하였으며, 이후 선발 증식된 괴경들을 국내외의 육종포장에 공시하여 2014~2015년에 생산력검정을, 2016~2018년에 ‘대관1-150호’라는 계통명으로 지역적응성 검 정 선발시험을 연차별로 수행하였다(Fig. 2). 그 결과, 카자흐 스탄 및 국내 강원도 지역에서 수량성, 품질 등 농업적 형질 이 우수하고, 내건성 등 환경스트레스 저항성이 비교적 강한 것으로 판정되어, 2018년 농촌진흥청 농작물직무육성 신품종 선정위원회의 심의를 거쳐 ‘아리랑1호’로 명명하였다. ‘아리랑’ 이라는 품종 명칭은 본 계통의 해외 적응성 현장평가 과정에 서 고려인과 현지 교민들로부터 한국산 감자 품종을 잘 나타 내는 이름으로 추천된 것이었다.

품종의 구별성

‘아리랑1호’의 초형은 반직립형으로 식물체의 초세가 ‘산테 ’나 ‘수미’(‘Superior’)보다 왕성하다(Table 1). 잎색은 녹색이고 잎모양은 ‘수미’보다 다소 넓은 계란형이며 꽃색은 흰색으로 핀다. 괴경의 모양은 짧은 계란형으로 원형의 ‘산테’나 편원형 의 ‘수미’와 차이가 있다. 괴경의 표피와 육질부 색깔은 중앙 아시아에서 선호되는 황색으로 육질부가 흰색인 ‘수미’와 구 별된다. ‘아리랑1호’의 경장은 67.1 cm로서 48.7 cm의 ‘산테’ 나 46.0 cm의 ‘수미’보다 길다(Table 2). 포기당 경수는 3개 내외로 ‘산테’나 ‘수미’와 유사하다. 포기당 괴경수는 9.0개로 서 14..1개의 ‘산테’보다 적고 5.4개의 ‘수미’보다 많은 편이다. 괴경 1개당 평균 무게(괴경중)는 ‘산테’에 비하여 57.2 g 더 무거워 차이가 큰 반면, ‘수미’보다는 6.1 g 더 무거워 차이가 적다. ‘아리랑1호’의 주당 괴경수량(총괴경중)은 865 g으로서 549 g의 ‘산테’나 486 g의 ‘수미’보다 많아 다수성 품종임을 알 수 있다. 고온기 감자 재배 시 발생이 용이하여 중앙아시아 및 국내 여름재배지에서 문제가 되는 겹둥근무늬병의 발병도 는 2017~2018년 국내 대관령에서 ‘아리랑1호’가 1.5%로서 5.3%의 ‘산테’나 9.8%의 ‘수미’보다 낮아 저항성이 강한 것으 로 나타났다(Table 3). 국내외의 저온 다습한 지역에서 피해가 심한 감자역병의 발병도 및 AUDPC는 각각 5.7과 302.7로서 6.8 및 558.6의 ‘수미’보다 다소 강한 중도저항성을 나타내었 다. 감자바이러스 Y(PVY)에 대한 저항성은 발병도와 발병율 에 있어 ‘산테’, ‘수미’와 유사하다. 감자더뎅이병에 대한 발병 도는 7.4로서 7.1의 ‘산테’와 유사한 반면 5.1의 ‘수미’ 보다는 감수성이다. ‘아리랑1호’의 건조저항성지수(LRI)는 강릉과 대 관령에서 각각 5.4와 4.1로서 8.9와 6.3을 나타낸 ‘수미’보다 강하고, 또한 카자흐스탄에서는 4.5로서 7.2를 보인 ‘산테’보 다 강하였다(Table 4). 강원도 평창군 대관령 소재 온실에서 무관수 재배시 식물체의 생육을 관찰한 결과(Fig. 3), ‘아리랑 1호’는 비교적 양호한 잎과 줄기의 생장을 나타낸 반면 ‘산테 ’와 ‘수미’는 하단부 및 상단부 엽의 황화와 고사가 심하였다. 한편, ‘아리랑1호’의 가공 원료로서 활용 가능성을 검토하기 위하여 가공 관련 형질을 조사한 결과(Table 5), 비중과 건물 율이 각각 1.077 및 20.6%로서 ‘수미’보다 우수하고 ‘대서’ (‘Atlantic’)와 유사한 수준이었다. 감자칩은 대표적인 감자의 가공제품이며 칩색이 밝을수록 소비기호가 높아 좋은 원료 품 종으로 여겨진다. ‘아리랑1호’로 가공한 감자칩의 색도와 칩품 질지수는 ‘수미’보다 밝고 우수하며, 국내외의 대표적인 칩원 료 품종인 ‘대서’와 유사한 것으로 나타났다. 특히 칩 가공품 의 색깔이 밝은 노란색을 띄어 흰색의 ‘대서’보다 높은 달관 도를 보였다(Fig. 4). 수량성에 있어서 ‘아리랑1호’는 국내 재 배(2016~2018년) 시 총 괴경수량이 10a 당 4,647 kg·10a^-1으 로서 3,036 kg·10a^-1의 ‘수미’보다 많으며(Table 6), 상서율은 72.3%로서 70.7%의 ‘수미’와 차이가 적으나, 상서수량이 ‘수 미’보다 57% 가량 더 많은 다수성 품종으로 평가되었다. 또 한 ‘아리랑1호’를 카자흐스탄 감자 주산지인 쩨케스에서 재배 한 결과(2016~2018), 총 괴경수량은 ‘산테’와 차이가 적으나 상서율이 68.3%로서 47.5%의 ‘산테’에 비하여 월등히 높고, 상서수량이 3,070 kg·10a^-1으로서 1,974 kg·10a^-1의 ‘산테’보 다 55% 가량 수량성이 더 높았다. ‘아리랑1호’는 국내 재 배시 ‘수미’보다 괴경의 기형, 이차생장 등 생리장해율이 낮고, 카자흐스탄 재배시 ‘산테’보다 이차생장 발생이 낮은 경향이 었다(Table 7). 따라서 고온 건조 등 기후변화가 문제되는 국 내뿐만 아니라 중앙아시아 등 지역에서도 적응된 품종으로서 향후 국내외 보급과 수출이 유망한 것으로 판단된다.

품종의 농업적 특성

중앙아시아 등 북반구 소재 사막화 지역들은 대부분 장일조 건이면서 고온 건조가 심하여 국내와 기후조건이 상이하다. 따 라서 이들 지역 내 진출을 목표로 한 ‘아리랑1호’는 실생육성 및 생산력검정, 지역적응성시험을 중앙아시아 등 해외 현지에 서 진행하여 선발된 품종이다. 즉, ‘아리랑1호’의 육성을 위하 여 국내에서 인공교배~실생2세대를 선발한 후 중앙아시아를 포함한 국내외 감자 주산지에서 동시에 각 지역별 관행적인 감자 경종 방법을 준용하여 실생3세대의 진전 및 선발과 5년 간 생산력검정 및 지역적응성시험을 수행하였다. 그 결과 국 내는 물론 중앙아시아 현지에서 기형서, 열개서 비율이 낮고, 고온 건조한 조건에서도 맹아출현 등 이차생장에 의한 피해가 적어서 상품성 있는 괴경의 수량이 많은 다수성 계통으로 선 발하였다. 감자는 장일 고온 조건에 적응성이 낮은 경우 괴경 형성은 억제되는 반면 지상부 줄기 생장이 왕성해지는 경향이 있으며, 괴경의 조직 간 생장 불균형으로 괴경 정단부의 맹아 부위가 깊어지거나 눈사람과 같은 기형 증상들이 많아지게 된 다. 이런 측면에서 ‘아리랑1호’는 장일 고온 건조한 지역에서 현지의 관행적인 경종 시 대조품종에 비하여 기형, 이차생장 등의 생리장해가 적고 다수성이어서 현지 지역과 환경에 적응 성이 우수함을 확인할 수 있었다.

신품종의 재배 및 번식상의 유의점

감자는 영양체를 이용하여 증식되고 재배되는 대표적인 작 물이며, 이러한 영양번식 작물에서는 증식과정에서 바이러스 병에 의한 병리적 퇴화가 문제가 된다. ‘아리랑1호’는 지역적 응성 시험단계에서 바이러스병에 대한 저항성이 대조품종에 비하여 낮은 경향이긴 하지만 약한 수준이어서 씨감자 생산을 위한 국내외 채종지 선정과 매개충인 진딧물 등의 해충 방제 가 중요하다. 또한, 대조품종인 ‘수미’, ‘산테’와 마찬가지로 역 병저항성이 약한 편이어서 저온 다습한 환경이 빈번한 국내 고랭지 여름재배 시에는 감자역병의 예방과 방제에 주의해야 한다. ‘아리랑1호’는 ‘수미’에 비하여 생육기간이 다소 길므로 파종전 산광싹틔우기를 충실히 하여 출현을 촉진하는 것이 다 수확을 위하여 유리하다.

신품종의 등록 및 이용정보

신품종 감자 ‘아리랑1호’는 2018년 9월 7일에 농촌진흥청 농작물직무육성신품종 선정위원회에 상정하여 통과되었으며, 신품종보호법에 의거하여 국립종자원에 2018년 10월 24일 품 종보호출원(제2018-570호) 하였다. 현재 중앙아시아(카자흐스 탄, 키르기스스탄) 등을 포함한 국내외에서 보급과 수출을 위 하여 씨감자의 대량 증식이 활발하게 진행되고 있다.

적 요

신품종 감자 ‘아리랑1호’는 농촌진흥청 국립식량과학원 고 령지농업연구소에서 2018년도 육성되었다. ‘아리랑1호’는 ‘Frontier’ 품종을 모본으로 하고 ‘대관1-117호’ 계통을 부본으 로 2011년 교배하여, 장일 고온 조건에서 식물체 생육 및 괴 경의 형성과 비대가 양호하여 다수확 할 수 있는 계통으로 선 발되었다. 중앙아시아(여름재배)와 국내 평난지(강릉, 봄재배) 및 고랭지(대관령, 여름재배)에서 2014~2015년 생산력 검정을 통해 ‘대관1-150호’로 계통명을 부여하고, 2016~2018년 지역 적응성검정 시험을 거쳐 ‘아리랑1호’로 명명하였다. ‘아리랑1 호’의 초형은 반직립형으로서 초세가 강하고 왕성하다. 괴경모 양은 짧은 계란형이며, 괴경 색깔은 표피와 육질부 모두 황색 이다. ‘아리랑1호’의 경장은 67.1 cm로 대조품종인 ‘수미’, ‘산 테’보다 긴 반면, 경수는 3개 내외로 대조품종과 유사하다. 주 당 괴경수는 9.0개로 ‘수미’(5.4개) 보다 많은 반면, ‘산테’ (14.1개)보다 적다. 괴경당 평균 무게와 포기당 총 괴경중은 각 각 96.1 g 및 865 g으로서 대조품종보다 무겁다. 겹둥근무늬병 과 역병에 대하여 중도저항성이며, 바이러스병과 더뎅이병에 있어서는 감수성을 나타낸다. 건조에 대한 저항성은 ‘산테’나 ‘수미’보다 강한 중도저항성으로 평가되었다. 비중과 건물율은 ‘수미’보다 높고 ‘대서’와 유사하며, 감자칩 품질은 ‘대서’와 같 이 우수한 것으로 평가된다. ‘아리랑1호’의 단위면적당 상서수 량은 국내의 경우 3,360 kg·10a^-1으로 ‘수미’ 보다 57% 더 많 고, 중앙아시아에서는 3,070 kg·10a^-1으로 ‘산테’ 보다 약 55% 더 많았다. 신품종 감자 ‘아리랑1호’는 장일 고온 건조한 지역 에서 기형, 이차생장 등이 적고 다수성을 나타내어 중앙아시 아 등 해외 진출에 유망한 품종으로 판단된다.