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칼라는 천남성과 Zantedeschia 속의 구근(괴경) 식물로 남아프리카 원산이며, 습지 생육형 상록성 백색칼라인 Zantedeschia aethiopica 그룹과 건지 생육형 낙엽성 유색칼라인 Zantedeschia albomaculata, Zantedeschia jucunda, Zantedeschia pentlandii, Zantedeschia rehmannii, Zantedeschia elliottiana 그룹으로 분류한다(Letty 1973; Perry 1989). 칼라는 우리나라에 1912년 백색칼라가 처음 도입되었고, 농가재배는 1980년대 중반에 전북 전주지역에서 백색칼라를 도입하였고, 유색칼라는 1990년대 중반에 도입되어 재배가 시작되었다. 2012년 국내 생산면적 14ha, 농가수 41개로 강원도, 전북, 경기도, 부산 순이다. 국외 주요 생산국은 네덜란드, 미국, 뉴질랜드, 이스라엘, 일본 등이다(RDA 2014). 유색칼라는 적색, 백색, 크림색, 황색, 분홍색, 자주색 등 다양하고 매력적인 화포를 지니고 있어 고급 절화 및 분화로 인기가 높다(Funnell 1993; Tjia 1987). 그러나 괴경 수입가격이 구당 3,000 ~ 5,000원 내외의 고가로 농가 부담이 높아 대량재배가 어려운 실정이다(Ko et al. 2014). 유색칼라의 번식은 자연상태에서는 증식력이 매우 낮아 일반적으로 종자, 분구, 조직배양법이 이용되고 있다(Funnell 1993; Lee et al. 1996). 칼라의 조직배양에 관한 연구는 경정배양에 의하여 바이러스가 없는 무병주를 만든 후 다아체(Multiple shoot) 형성을 통한 증식 방법(Han and Cho 2003; Yoo 2009), 미숙 배 배양(Ko et al. 2003), 약 배양에 의한 배 발생 및 식물체 재 분화에 대한 연구(Ko et al. 1996) 등 다양하다. 또한 조직배양에 의해 생산된 묘의 소괴경 형성을 위해 적정 배양토, 재식거리, 비료 및 차광처리 등의 순화 재배방법이 연구되고 있다(Yoo 2009). 유색칼라 품종의 대량 번식을 위해 조직배양 기술이 효율적이지만 순화 및 재배 과정 중에서 연부병 등의 병충해 발생으로 순화율이 낮다(Cohen 1982; Yoo 2009). 강원도농업기술원에서는 최근 고급 화훼로 각광받는 유색칼라의 고소득 작목화를 위하여 2009년에 ‘골든 하트(Golden Heart)’와 ‘모닝라이트(Morning Light)’, 2013년에 ‘립글로(Lip Glow)’ 품종을 등록하였으며(Ko et al. 2014), 육성된 품종을 조직배양에 의한 증식으로 매년 5만구 내외의 조직배양묘와 소구를 보급하고 있다. 그러나 칼라 조직배양묘의 묘소질이 품종에 따라 달라 농가에서 조직배양묘 순화에 어려움을 겪고 있어 조직배양묘의 안정적인 순화 및 재배방법 확립에 의한 효율적인 양구가 필요하다. 따라서 본 연구는 유색 칼라 조직배양묘의 안정적인 순화 기술 개발로 종구 자급화 및 농가 실질 소득 증대에 기여하고자 실시하였다.

재료 및 방법

유색칼라 국내품종 ‘Lip Glow’와 수입품종 ‘Captain Safari’ 조직배양묘는 2013년 1월 발근배지로 계대배양하여 초장과 뿌리가 충분히 생육된 것을 순화에 사용하였다. 배양병에서 꺼낸 조직배양묘는 정식 전 뿌리에 묻은 배지를 물에 세척한 후 소독을 위해 1m³의 물에 Captan(the phthalimide class of fungicides,(3aR,7aS)-2-[(trichloromethyl)sulfanyl]-3a,4,7,7a-tet rahydro-1H-isoindole-1,3(2H)-dione, Kyung Nong, Korea) 500g, Dimethoate (organophosphate insecticide and acaricide, O,O-dimethyl S-[2-(methylamino)-2-oxoethyl]dithiophosphate, Nonghyup Chemial, Korea) 500g, Diazinon(organophosphate insecticide, O,O-Diethyl O-[4-methyl-6-(propan-2-yl)pyrimidin-2-yl] phosphorothioate, Sungbo Chemical, Korea) 500g으로 혼용한 용액에 5분간 침지 소독하였다. 정식은 2013년 4월 1일에 내경 넓이 0.2m²(57 × 36cm), 높이 13cm인 플라스틱 상자에 원예용상토(Soil for horticulture, Bunong, Korea) 부피 약 25L(57 × 36 × 12cm)를 넣은 후 묘를 정식 하였다. 관수는 정식 후에는 충분히 하였으며 이 후 1주일에 1 ~ 2회 실시하였다. 삽목실은 하우스 형태(1.2 × 6 × 1.5m)로 제작하여 시험에 이용하였다. 순화실 내의 상대습도와 온도를 유지시키기 위한 처리로 PE 필름(Polyethylene film 0.05mm, Kisung Chemical, Korea) 피복 유무와 차광망 수준을 달리하여 칼라 조직배양묘의 순화를 비교하였다. 순화처리는 순화실 위에 50% 흑색차광망(black shading, Guenhwa Industry, Korea) 단용, PE 필름을 덮은 후 50% 흑색차광망을 씌운 것, PE 필름을 덮은 후 90% 흑색차광망을 씌운 처리와 자연광 상태인 무처리와 비교하였다(Fig. 1). 순화처리 기간은 2013년 4월 1일부터 7월 1일까지 3개월 동안 실시되었고, 이후 구근 수확기(11월 4일)까지는 무차광으로 재배하였다.

하우스 내 광도와 온도, 습도 측정은 칼라 조직배양묘를 정식 한 상자 높이와 같은 위치에 온습도계(HS 30TR, Hansung, China)를 설치하고 온도가 상승하는 오전 11시와 일중 가장 온도가 높은 시간인 오후 2시에 매일 측정하였다. 온도 측정값은 조직배양묘 순화 시기인 5월과 6월의 처리간 평균값을 각각 구하였다(Table 1). 엽수와 초장은 약 7일 간격으로 조사 하여 생육속도를 조사하였다. 중간 생육은 정식 후 30, 45, 61일째에 근수, 근장, 생체중, 건물중을 측정하였다. 구근은 2013년 11월에 수확 후 괴경의 생육을 조사하였다. 기타 조사 항목은 농업과학 기술연구조사분석기준(RDA 2003)에 따라 조사하였으며, 통계처리는 SAS (Statistical Analysis System, V. 9.1, Cary, NC, USA) 통계프로그램을 이용하여 ANOVA 검정 과 Duncan의 다중범위검정을 이용하여 시험구 평균값 간의 유의수준 P ≤ 0.05에서 유의성을 검정하였다.

결과 및 고찰

유색칼라 조직배양묘 순화처리별 환경변화는 Table 1과 같았다. 광도는 5월 오전 11시 기준 무차광 1,454μmol·m^-2·s^-1, 50% 차광 677μmol·m^-2·s^-1, 90% 차광 + PE 필름 252μ mol·m^-2·s^-1이었고, 차광재의 특성에 맞게 차광되는 것을 알 수 있었다. 온도는 5월 오전 11시에 무차광 25℃에 비해 50% 차광과 차광 50% + PE 필름 처리는 27℃로 높았으며, 차광 90% + PE 필름 처리구에서 26℃를 나타내서 차광재와 피복정도에 따른 차이를 나타냈다. 반면, 6월에는 기온상승으로 인해 30 ~ 31℃ 정도로 처리가 차이를 보이지 않았다. 습도는 5 월 오전 11시에 무차광이 27%로 가장 낮았고, 차광 50%에서 47%, 차광 50% + PE 필름 처리에서 60%로 가장 높았으나 6월에는 처리 별 큰 차이를 보이지 않았다. 이와 같이 6월은 평균온도가 30℃로 차광과 필름피복에 상관없이 외기 환경과 큰 차이를 보이지 않은 것은 차광이 더 이상의 온도 및 습도 상승을 억제하지 못한 것으로 생각되었다.

국내육성 유색칼라 ‘Lip Glow’ 조직배양묘의 초장과 엽수의 변화는 Fig. 1과 같았다. 초장은 무처리의 경우 45일째까지 큰 변화를 보이지 않고 61일째부터 증가하기 시작하였으며, 75일째 10cm까지 자랐으나 가장 작았다. 차광 90% + PE 필름 처리에서는 지속적으로 가장 빠르게 자라서 75일째 16.7cm 로 초장이 가장 컸다. 엽수는 무처리에서 23일째까지 감소하다 가 30일째부터 증가하여 최종 75일째 4.9개까지 자랐다. 무처리에서 엽수가 초기에 감소하는 것은 뿌리가 완전히 활착되지 않은 상태에서 공중습도가 낮아 많은 증산으로 인한 장해 로 생각된다. 차광 50% + PE 필름 처리는 지속적으로 증가하여 빠르게 활착하는 경향을 나타내었다. 즉 정식 후 16일째 뿌리가 활착되어 생육이 진전되는 모습을 보인 것으로 생각되었다.

‘Lip Glow’ 조직배양묘의 정식 후 30일째 생체중은 차광 90% + PE 필름 처리에서 0.8g으로 가장 무거웠지만, 건조중은 모든 처리에서 0.05 ~ 0.07g 이었으며 처리간 통계적 유의성은 없었다. 정식 후 45일째 차광 50% + PE 필름 처리에서 근수, 근장, 생체중과 건조중 모두 가장 양호하였다. 정식 후 61일째는 무처리에서 근수 7.1개로 가장 많고, 근장 10.5cm로 가장 길었지만 생체중과 건조중은 처리간 통계적 유의성은 없었다. 그러나 정식 후 135일째 최종 생존율은 차광 50% + PE 필름 처리에서 36%인 반면, 차광 90% + PE 필름 처리에서 81%로 가장 높았다(Table 2). 50% 차광과 차광 50% + PE 필름 처리에서 묘의 생존율이 38%와 36%인데, 구근 생존율이 54.2%와 50%인 것은 지상부 줄기는 이미 낙엽이 되었지만 지하부 구근은 그대로 살아있기 때문이었다. 그러나 결과적으로 차광 90% + PE 필름 처리에서 구근 수확 후 괴경중은 6.2g으로 가장 무거웠으며, 구주 6.5cm로 가장 컸고, 생존율도 81.1%로 가장 높았다(Table 3). 차광 90% + PE 필름 처리에서의 이러한 결과는 초기 61일까지 공중습도가 높아 잎의 엽소 현상에 의한 피해 없이 양호한 생육으로 엽수 및 초장이 커서 광합성과 생육이 활발하였던 것으로 생각되었다. 구근 수확 시 차광 90% + PE 필름 처리에서의 근수는 15.5개로 가장 많고 근장은 19.3cm로 가장 커서 괴경 비대가 우수한 것으 로 생각되었다. 따라서 ‘Lip Glow’ 품종은 차광 90% + PE 필름 처리가 순화에 효과적이었다. 기존의 연구에서 Yoo (2009)는 유색칼라 ‘Florex Gold’의 조직배양묘의 무차광시 정식 초기부터 잎의 일소현상이 나타나 생장이 불량하고 소괴경 형성율도 60%로 낮았지만, 75%와 90% 차광처리에서는 소괴경도 86 ~ 87% 형성되고 무게는 대조구에 비해 2배 이상 무겁고 괴경의 크기도 양호하다고 하였으며, 이는 본 연구결과와 유사하였다.

유색칼라 외국품종인 ‘Captain Safari’ 초장과 엽수의 변화는 Fig. 2와 같았다. 초장은 무처리의 경우 61일째까지 거의 변화가 없다가 75일째부터 증가하여 11.5cm까지 자라 정식기 때 의 초장과 유사하였다. 차광 90% + PE 필름 처리는 지속적으로 자라서 75일째 20.1cm로 약 2배 가량 자랐다. 차광 50% + PE 필름 처리의 초장은 45일째에 처리중에서 가장 컸으며 75일째는 가장 큰 24.4cm를 나타내었다. 엽수의 변화는 무처리가 23일째까지 거의 변화가 없다가 30일째부터 증가하여 최종 75일째 4.7개까지 증가하였다. 차광 50% + PE 필름과 차 광 90% + PE 필름 처리의 엽수는 정식 후 23일째부터 다른 처리보다 더 많았으며, 30일째는 3개, 40일째 4개, 75일째 5개로 가장 많아지는 경향을 나타내었다. 즉 차광 50% + PE 필 름 처리의 경우 정식 후 16일째에 뿌리가 충분히 활착됨과 동시에 신초 발생이 시작되어 이후 지속적으로 초장과 엽수가 증가되는 경향을 나타내었다. 이와 같이 ‘Captain Safari’ 품종 은 ‘Lip Glow’ 와는 달리 차광 50% + PE 필름 처리에서 순화 초기의 초장 및 엽수 신장이 안정적으로 이루어졌다.

‘Captain Safari’ 조직배양묘의 순화를 위한 생육 및 생존율 비교로 정식 후 30일째 생체중은 차광 50% + PE 필름 처리에서 1.2g으로 가장 무거웠으며, 건조중은 처리간 큰 차이 없이 0.06 ~ 0.08g 이었다. 정식 후 45일째 차광 50% + PE 필름 처리에서 근수 5.0개로 가장 많고, 생체중은 2.8g, 건조중도 0.36g로 가장 무거웠다. 그러나 근수는 차광 90% + PE 필름 처리에서 10.2cm로 가장 길었다. 정식 후 61일째 차광 50% + PE 필름 처리에서 근수 8.9개로 가장 많고, 근장 13.1cm로 가장 길고, 생체중 5.6g, 건조중 1.0g로 가장 무거웠다. 그러나 정식 후 135일째 최종 생존율은 차광 50%와 차광 90% + PE 필름 처리에서 69.5%와 69.2%로 비슷하게 가장 높았다(Table 4). 이렇게 조기 61일까지는 차광 50% + PE 필름 처리에서 전체적인 생육이 양호하였으나 135일 이후는 50% 이상의 차광이 무차광에 비해 양호한 생육을 나타내었다. 이러한 결과로 보아 유색칼라 절화 생산에서도 50 ~ 70% 차광에서 절화품질 및 1등급 절화수량이 많았다는 보고(Nam et al. 2012)와 같이 조직 배양묘 순화에도 차광이 효과적인 것으로 생각되었다. 구근 수확 후 지하부의 생육비교로 차광 50% + PE 필름 처리에서 괴경중은 5.6g으로 가장 무겁고, 구주도 6.7cm로 가장 컸으며, 생존율 60.6%로 가장 높았지만 차광 50% 단용처리와 차광 90% + PE 필름 처리간 유의차는 없었다(Table 5). 이러한 결과로 보아 유색칼라 ‘Captain Safari’ 품종의 조직배양묘 순화는 PE 필름 피복과 관계없이 차광 50% 이상에서 초기 30일까지 충분히 잘 활착한 후 엽수와 초장 신장이 원활하게 이루어지고 이후 안정적인 생육과 괴경 비대로 양호한 양구 결과를 나타냈다.

위의 결과를 보았을 때 국내육성 품종인 ‘Lip Glow’의 조직 배양묘는 차광 90% + PE 필름 처리에서 정식 후 45일과 61일째 초장 신장이 가장 빨랐다. 또한 근수가 많고 생체중과 건 조중이 가장 무거워 괴경 수확시 구중이 무겁고 구주가 커서 가장 양호한 순화 및 양구 결과를 보였다. 그러나 외국 품종인 ‘Captain Safari’는 차광 50% + PE 필름 처리에서 정식 후 45일과 75일째 초장 신장이 가장 빨랐다. 또한 근수가 많고 근장이 길며 생체중과 건조중 모두 가장 무거워 괴경 수확시 구중과 구주가 가장 무겁고 커서 가장 양호한 생육 결과를 나 타냈다. 그러나 50% 차광 단용 처리와 차광 90% + PE 필름 처리와 유의차가 없는 것으로 나타냈다. 즉 PE 필름 피복과 관계없이 차광 50% 이상으로 생육상을 덮은 것이 초기 생육 및 괴경 수확 후 비대율이 높은 것으로 나타났다. 유색칼라 조직배양묘는 기내의 다습조건에서 생장하여 기공개폐 능력과 엽육조직 발달이 미약한 상태이며(Kadlecck et al. 2001), 뿌리가 활착하기까지 증산작용에 의한 급격한 식물체의 수분 불균형을 초래한다. 따라서 조직배양묘 정식 초기의 수분 불균형은 차광(Yoo 2008) 또는 차광 + PE 필름 피복처리로 해소시켜 외부환경에서도 원활한 뿌리 활착과 순화과정을 통한 생육발달을 도와준 것으로 생각되었다. 결론적으로 유색칼라 조직배양묘에 알맞은 순화조건은 차광 50% 이상 조건이 필요하며, 품종에 따라 차광 + PE 필름 피복이 정식 초기 안정적인 활착과 생육발달에 도움이 된다.