심포지엄자료 공정묘의 생장조절기술 (2004-05-17)

[한국공정육묘연구회]

공정묘의 생장조절기술

경희대학교 원예학과

교수 이정명

Ⅰ. 서  론

  한국에서의 공정육묘 현황을 보면 전국적으로 100여개소 이상의 공정육묘장과 50정보 또는 15만펴의 시설면적이 있는 것으로 추정되나(이지원, 1999) 1999년의 취합 자료에 따르면 전국에 75개소의 공정육묘장에서 834농가가 공정묘 생산에 참여하고 있으며 도별로는 경남(16)-경기(12)-충북(9)-충남·전북(8)의 순이다.

  시설자재면에서 보면 총면적 45.1정보 중 비닐하우스가 27.3정보로 전체의 60.5%를 차지하고 있으며 다음이 유리온실로 12.9정보(28.6%), 그리고 경질온실이 4.9정보(10.9%)의 순으로 비닐하우스 구조가 압도적으로 많으며 차후로도 비닐하우스의 비율은 더 높아 갈 것으로 예상된다.

  공정육묘가 한국에서 시작된 지 이제 10년밖에 되지 않았으므로 한국에서의 공정육묘는 비약적인 발전을 거듭해 온 것이 사실이지만 아직은 채소작물의 육묘에서 공정묘가 차지하는 비율은 20% 전후로 상당히 낮다. 아울러 육묘장수에 비하면 육묘기술면에서는 아직 개선해야만 할 면이 매우 많다.

  일반적으로 관행묘에 비해서 공정묘는 출하가능시기까지는 매우 빠른 속도로 자라야만 하나 일단 출하기를 즈음해서는 조기노화, 도장, 병발생, 개체간의 생육차 등의 현상을 보이지 않아야 하는 상반된 특성을 지니고 있다. 따라서 관리방법이 매우 까다로울 뿐만 아니라 다양하여 확실한 방법을 확정해서 지속적으로 이용하는 경우가 많치 않고 그때 그때의 문제점 해결에 주력하는 경우가 대부분이다. 아울러 육묘장마다 주어진 환경이나 시설, 장치, 그리고 관리능력 등이 모두 다르므로 획일적으로 동일한 관리기술을 적용하여 묘를 키우는 것도 사실상 불가능하다.

  따라서 본 강의는 공정묘의 생육조절기술에 있어서 최근 알려진 새로운 기술이나 개념을 알기쉽게 그리고 기초적이고 근본적으로 소개하므로서 다양한 환경이나 여건하에서 공정묘 생육조절에 종사혹 있는 농가나 육묘업자에게 실용적인 도움을 주기 위함을 그 목적으로 하였다.

Ⅱ. 공정육묘와 관행육묘와의 차이점

  공정묘의 특성을 설명하기 위해서는 부득이 관행묘 또는 육묘와의 차이점을 비교하면서 이해하는 것이 합리적으로 판단되어 우선 몇가지 주요 장단점부터 설명하고자 한다. 육묘장의 환경이나 관리방법에 따라서 표 1에 나열된 것 이외의 다양한 특성이나 항목에 관한 비교 또는 평가도 물론 가능한다.

                                  표 1. 관행육묘에 비교한 공정육묘의 장점 및 단점

Ⅲ. 공정육묘의 문제점

   차후 공정묘의 생산과 이용이 급증할 것은 분명하나 위엣 지적된 단점 이외에도 공정묘는 나름대로의 많은 문제점을 지니고 있다. 아래에 지적된 이러한 문점은 공정묘의 급속한 확대-이용에 제한요인이 되고 있으므로 이에 대한 장단기적인 대책이나 해결방안의 수립이 시급히 요청되고 있다.(김광용, 1997)

 1) 상토용 유기물 자재의 전량 수입 의존

 2) 다양한 육묘용기의 제작 및 공급

 3) 육묘시설의 현대화 및 자동화 정도의 증대

 4) 육묘시설의 년중 활용

 5) 정밀한 시비관리체계의 조속한 확립

 6) 다양한 생장조절기술의 시급한 개발

 7) 접목작업의 기계화

 8) 종자전처리 기술의 개발

Ⅳ. 다양한 공정묘 생장조절

   공정묘 생장조절기술은 결과적으로 양질의 건묘를 용이하게 생산할 수 있게 됨을 의미한다. 따라서 직접적인 생장조절기술이 아니더라도 우량건전묘를 용이하게 대량 생산할 수 있는 조건이나 환경도 당연히 포함하여 논의하여야 할 것이다. 따라서 이러한 목적으로 육묘 환경을 포함한 제반 요인을 폭 넓게 다루어 보았다.

4-1. 육묘환경의 선택 및 조절

  강건한 건전묘를 양산하기 위해서는 먼저 충분한 광선을 받고 적절한 환기에 접하면서 자라나는 것이 가장 중요하다. 우리나라는 비록 국토는 좁으나 지역에 따라 기온의 차이가 크게 나타남은 물론 광환경에서도 차이가 크게 나타난다. 대부분의 노지 재배 채소에 대한 중요한 육묘시기는 채소묘의 정식기인 4월 중순~5월 하순이므로 특히 2월에서 5월까지 쾌청한 일조를 많이 받는 지역이 가장 이상적이다. 산간지는 일조시간도 짧은 경우도 많고 하우스의 방향이 부적합하게 될 수도 있으며 특히 안개가 많이 끼는 지역도 많은데 이러한 지역은 결정적으로 불리한 육묘환경이므로 절대적으로 피하는 것이 중요하다.

4-2. 육묘시설

  육묘시설은 플라스틱하우스가 가장 보편적이지만 유리나 경질판을 이용한 고가의 시설도 상당히 있다. 대개 한 육묘장에서도 다양한 육묘를 하게 되는 경우 작물에 따라서 그리고 묘의 종류에 따라서 다양한 환경이 요구될 수 있으므로 적당히 겸하는 것도 이상적이다.

 먼저 피복자재에 따라서 생육에 가장 중요한 광선의 투과성 등에서 차이가 크게 나타날 수 있으므로 이점을 우선적으로 고려하여야 한다. 즉 같은 비닐하우스라고 하더라도 어떠한 다양한 필름들로 피복할 수 있고 이들 필름은 내구성이나 광투과성, 그리고 다른 여러 가지 특성이 차이가 있고 이러한 특성이 공정묘의 생육에 영향을 미칠 수 있으므로 피복자재의 선정에 유의하여야 한다. 이 항목에 관하여는 후기의 광선에 관한 내용을 아울러 참고하기 바란다.

4-3. 육묘자재 및 장치

 가. 상토

 육묘자재중 가장 중요한 것은 상토이다. 묘의 생육은 상토의 종류에 따라 결정적으로 영향을 받는다. 좋은 상토, 그리고 기르고자하는

작물에 가장 적합한 상토를 고르는 것은 건묘생산에서 가장 중요한 요인의 하나이다.

 우량한 상토의 구비조건은 토양 삼상을 골고루 갖춘 것이라야 한다. 즉, 공기[기상(氣相)], 수분[액상(液相)], 그리고 토양[고상(固相)]의 삼상을 고르게 갖춘 것이 가장 좋다. 즉 보수력이 좋으면서도 배수가 양호하고 양분의 흡착과 공급도 원할하면서 식물체제를 잘 지탱해 주는 것이 중요하다.

 표 2는 상토의 종류에 따는 샐비어(깨꽃)과 팬지묘의 생육을 보여주고 있는데 상토의 종류에 따른 유묘생육차이가 2배 이상에 달할 정도로 크게 나타남을 확인할 수 있으며 이에 추가하여 관수를 어떠한 방법으로 하는가에 따라서도 유묘의 생육이 크게 영향을 받음도 알 수 있는데 습관적으로 많이 물을 주는 것 보다는 수동으로 필요한 량 만큼만 조절하여 관수하게 되면 묘의 생육을 크게 촉진시킬 수 있음을 보여주고 있다.

                        표 2. 상토의 종류에 따른 공정묘의 지상부 생육(松倉, 1993)

상토의 효과는 종자를 파종하여 묘를 키우는 경우 뿐 만 아니라 영양번식묘를 삽목하여 발근을 유도하고 건묘를 키우는데도 매우 중요하게 작용한다. 즉 표 3에서 보이는 것과 같이 국화묘의 뿌리발달이 상토의 종류에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있는데 이러한 발근 및 차후 생육의 차이는 상토의 응결력과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다. 국내에서는 많은 박과채소류의 접목시 단근후 접목하고 이를 다시 삽목하여 발근을 유도하여 육묘하는 단근접목이 급증하고 있는데(Lee, 1998) 이 경우에도 역시 상토의 종류가 묘의 생육에 결정적인 영향을 미칠 것임을 쉽게 추정할 수 있다.

                 표 3. 국화의 삽목공정묘 생육에 미치는 상토의 영향(奈良, 1994)

  숫자 뒤에 나오는 부호가 서로 다르면 이들 수치간에 확실히 차이가 있다는 의미임.

 나. 육묘용기

  공정묘 용기로 쓰이는 셀트레이는 한국에서는 다행히 규격화가 아주 잘 되어 있어서 사용에 대단히 편리하다. 반면 용기가 획일적으로 그 재질이나 형태가 매우 유사하여 용기의 특성을 제대로 살리지 못하는 단점도 있다. 대부분의 용기는 플라스틱 성형품으로 가볍고 값이 저렴하나 내구성은 약하다. 트레이의 재질은 물론 각각의 셀(공)의 크기나 모양에 따라서 당연히 묘의 생육이 영향을 받는다. 그러나 같은 크기나 형태의 셀이라고 하더라도 그 내부 구조에 의해서 모생육이 영향을 받는데 그림 1에서 보이듯이 반반한 내부 벽면보다는 벽면에 홈을 만들어 주면 뿌리돌림현상이 감소되어 건묘를 육성하기가 상대적으로 쉬워 진다.

단 이때 '가'나 '다'의 구조보다는 '나'의 구조가 뿌리돌림 및 묘도장 방지효과가 더 강하게 나타난다. 다만 이러한 구조를 지닐 때의 트레이의 단가, 내구성, 및 기계정식시의 묘 취급용이성이 변수로 작용하기 십고 그 효과도 작물에 따라 다양하게 나타날 것이 예상된다.

 육묘용기의 내면에 홈을 내는 대신 화학물질을 도발처리하는 기술도 개발되어 있다(용 등, 1998). 자라 나가던 뿌리끝이 내면에 도말된 약제(주로 구리화합물)에 닿게 되면 뿌리 끝이 죽게되고 얼마 안 가서 다시 여러 개의 겉뿌리가 발생하여 결과적으로 묘를 강건하게 키울 수 있다는 것인데 육묘기간이 상대적으로 긴 식물에서 더 효과적이다. 국내에서도 다양하게 제품화되어 있다.

 다. 관수장치

  관수장치는 여러 가지 방법이 이용되고 있으나 역시 가장 보편적인 것은 유묘의 상태를 보아가면서 수동으로 관수하는 것이다. 많은 현대식 육묘시설을 갖춘 육묘장에서는 기다란 관수 붐에 여러 개의 노즐이 달린 살수장치가 설정된 시간 대별로 하우스 또는 온실을 가로지르면서 가는 입자의 물로 관수하는 것이 상례이지만 전적으로 이 장치에 모든 것을 의존할 수는 없는 것이 대부분의 육묘장의 사정이다.

  "물 주기 삼년"이란 말이 있드시 관수만 잘 할 수 있다면 그것 하나만으로도 묘를 충실하게 키울 수 있다. 그러나 그러한 것은 어디까지나 이론적인 말이고 실제 대면적의 육묘장을 경험으로 관리한다는 것은 사실상 불가능하다. 대개의 경우 가볍게 붐관수를 하고 수동관수는 작물의 상태나 상토의 건조 정도를 보아 관수하면 작업량을 줄일 수 있다.

  최근의 관수방법의 하나로 "밀물썰물형관수장치"(ebb & flow system)도 있다. 이는 과거에 많이 실행하던 저면관수(底面灌水)와 유사한 것으로 벤치의 가장자리를 물이 새어 나가지 않도록 막아주고 바닥에 물을 대어 물이 상토속으로 충분히 침투되도록 한 뒤에 다시 물을 빼는 것을 반복하는 것으로 어느 정도 자란 식물에 효과적이다. 아니면 양액재배에서의 NFT 장치와도 같이 얇게 물을 흘려 보내어 관수하는 방법도 있다.

  물을 많이 주는 것은 여러 면에서 전혀 도움이 되지 않는다. 먼저 유식물이 웃자라서 연약하게 될 것이고, 비료분과 수분의 유실이 많아 질 것이고, 온실내 다습조건을 유발하여 병발생을 증가시키고, 상토내의 수용성 폴리머와 같은 보습성 효과를 내는 물질이 용탈되어 상토의 보수력이 현저하게 감소될 수 있다.

  그렇다고 해서 도장을 억제하기 위해서 관수량을 지나치게 많이 줄이는 것도 대단히 위험요인이 많다. 우선 유묘가 죽거나 아니면 회복불가능 상태로 되기 쉽고, 회복이 되더라도 정상적인 생육을 보이지 못하고 이어서 병충해의 피해를 심하게 받기 쉽다. 유식물이 일단 시들음 현상을 보이면 물을 다시 주어 회복을 시키더라도 정상적인 생육을 다시 시작하게 되기까지는 상당한 시간이 더 소요되므로 육묘 말기를 제외하고는 건조는 금물이다.

  차후에는 트레이셀 하나 하나를 주사바늘식으로 적량 관수하는 기술도 개발될 예정이다. 그러나 온도와는 달리 습도센서는 정밀도가 매우 낮으며 가격도 고가이어서 실용화되기까지는 많은 문제점이 있다.

 라. 기타 장치

  관수장치 이외에도 조명장치, 환기장치, 가온장치 등이 공정묘의 생장에 현저한 영향을 미칠 수도 있으나 이들도 편의상 각각의 항목별로 구분하여 설명키로 한다.

4-4. 종자 및 파종기기-발아실

  공정묘 생산의 가장 핵심적인 요인의 하나가 종자이다. 관행육묘시에는 대부분 파종하여 일단 발아가 된 것을 다시 폿트(pot)에 이식하여 육묘하는 것이 대부분이었으므로 종자의 품질이 크게 영향을 미치지 못하였다. 그러나 공정묘에서는 대부분의 경우 자동파종기를 이용하여 셀당 1립씩 점파하므로 종자의 품질이 나빠서 발아치 않거나 발아가 많이 지연되어 묘가 균일하지 않을 때에는 다른 트레잉서 일일이 좋은 묘를 이식하여 주어야 한다. 자동파종기의 성능이 좋지 않거나 특수처리되지 않은 종자를 파종하게 되면 파종이 되지 않거나 셀당 2-3개의 종자가 파종되어 차후에 이를 다시 일일이 솎아 주지 않으면 안된다. 즉 품질이 좋지 않은 종자를 파종하였다가 발아세나 건묘율이 저조하여 이를 다시 대파, 보식, 솎음 등으로 지출되는 인건비 부담 요인 때문에 초창기의 공정육묘업자들이 기대 이하의 수입을 올리거나 적자를 면치 못하곤 하였으며 현재도 많이 개선되었다고는 할 수 없다.

  외국의 경우, 같은 작물 같은 품종의 종자라도 여러 등급화하여서 종자를 판매하고 있다. 다양하게 처리된 종자는 물론 단가가 비싸기는 하지만 종자발아율을 종자회사가 98%까지 보장을 하여 주고 종자발아가 신속할 뿐만 아니라 대단히 균일하여 경험이 많은 육묘업자일수록 이러한 고품질의 종자를 선호한다. 일반 종자에 비교하여 몇 종류의 고품질 종자를 소개하면 다음과 같다.

 가. 프라이밍 종자

  종자의 발아과정이 '흡수-효소활성화-물질분해 및 이동-부분적인 생장-발아'의 단계로 이어지는데 건조한 종자를 파종시에는 이러한 과정이 종자내에서 차례로 진행되며 발아된다. 프라이밍처리는 위 과정에서 발아직전까지의 모든 과정을 종자내에서 진행되게 한 뒤에 이들 종자를 농민에게 보급하므로 발아도 빠르고, 균일도도 높고, 육묘일수도 단축되는 다양한 효과를 거둘 수 있다. 이러한 처리는 종자발아에 상당한 시일이 소요되는 종자나 아니면 상추, 당근, 시금치 같이 종자 발아가 환경요인의 영향을 강하게 받아서 문제가 큰 작물들의 종자에 흔히 적용되고 수박이나 박종자와 같은 대립종자에도 적용되기도 한다. 프라이밍처리에도 여러 가지 방법이 있어서 작물별로 다양하게 적용되고 있다. 프라이밍처리 종자도 물로 기계파종이 가능하도록 가공할 수 있다.

 나. 최아(催芽)종자

  종자의 발아율 등이 저조하여 차후 보식이 많아 지는 경우나 아니면 균일한 묘를 키우기 위해서 최아종자를 이용하기도 한다. 최아종자란 아주 좋은 조건을 주어서 일단 싹을 틔운 종자를 의미한다. 싹이 튼 종자만을 골라서 파종하므로 파종후 100% 발아하고 묘의 균일도가 뛰어나게 높다는 것이 이 방법의 자랑이다. 그러나 문제점도 또한 만만치 않다. 싹을 튀운 종자이므로 취급을 극히 조심스럽게 하지 않으면 안된다. 물론 기계파종은 정상적인 장치나 방법으로는 불가능하다. 또 싹(대부분의 경우 뿌리)이 길면 파종할 때 부러지기 쉽고 이렇게 되면 묘자체가 죽거나 정상적인 생육을 하지 못하는 것이 보통이다. 아울러 일단 최아된 종자는 저장을 하거나 파종일수를 미룰 수가 없으므로 이 또한 제한 요인이다. 하지만 차후에 일일이 보식하거나 정상적인 발아를 얻지 못하는 경우보다는 좋으므로 대규모 육묘장에서도 최아파종이 흔하다. 다만 취급상 최아파종은 종자의 크기가 큰 종자(예, 박과 채소류)에 보편적으로 실시한다.

 다. 코팅종자 및 종자약제처리

  대개의 채소종자나 고가의 화훼류 종자는 살균제 등의 처리가 되어 있는 경우가 대부분이다. 최근에 흔히 처리하는 방법은 종자를 취급하기 편하게, 그리고 돋보이게 할 목적으로 코팅(film coating) 종자를 많이 이용하고 있다. 아울러 미세종자를 기계파종하기 용이하게 할 목적으로 펠렛종자(pellet seeeds)도 소개되고 있다. 이들 종자들에게는 이러한 처리와 동시에 대개의 경우 살균제, 살충제에 추가하여 생장조절제도 흔히 처리된다. 살균제로는 '캡탄'등이 많이 이용되고, 살충제로는 최근 소개된 '가우초'가 있다. 생장조절물질은 차후에 논의되겠지만 이에 관한 자세한 추가적 내용은 인용문헌(박 등, 1999)을 참고바란다.

 라. 종자처리에 의한 유묘생육조절

  일단 자라고 있는 유식물에 생장조절물질을 처리하는 것은 약제처리량도 많고, 처리도 복잡하고 처리인력도 상당하며 처리효과도 균일하지 않을뿐더러 그 효과도 즉각적으로 나타나지 않을 수도 있다. 또한 고다한 처리로 유묘의 생육에 지장을 줄 수도 있고 묘에 잔류하는 물질이 문제시 될 수도 있다. 따라서 파종전 종자에 생장조절물질을 처리하여 유묘의 생육을 현저하게 촉진하거나 억제할 수 있다면 이상적이라 할 수 있다.

  묘의 생육조절은 대개의 경우 "과도한 영양생장의 억제"가 주를 이룬다. 왜냐하면 온실이나 하우스의 조건들은 묘의 생육에 알맞게 조절되기 때문에, 그리고 육묘업자들은 대부분 잘 자라게 하는데는 익숙하여 있기 때문에 생장촉진에는 큰 문제가 없다. 다만 과도한 생장촉진현상을 적절히 조절하여 억제시키면서 균일하게 강건한 묘를 키우는 것이 가장 어렵다. 세계적으로도 생장조절물질의 시장을 보면 생장억제제의 판매액이 생장촉진제의 판매고보다 10배 정도로 많은 것을 보더라도 생장억제가 가장 문제시되고 어렵다는 것을 알 수 있다.

  유묘의 생육을 촉진시키는 대표적인 처리는 지베렐린이다. 적절하게 처리되면 종자발아를 촉진하고 유묘의 생육을 촉진한다. 실용면에서도 역시 종자발아촉진과 오이대목용 '흑종호박'의 짧은 하배축을 신장케 하여 접목을 용이하게 하는데 제한적으로만 쓰이고 있다.

  유묘의 생육을 억제하는 물질로는 다양한 종류가 소개되어 있기는 하나 대표적인 예가 트리아졸계 약제이다(표 4). 트리아졸계 약제는 식물체에 처리되면 세포벽을 두텁게 하고 엽록소형성을 촉진하고 체내 지베렐린생합성을 억제하여 도장하지 않는 강건한 묠르 육성하는데 많이 이용되고 있다. 트리아졸계 약제의 대표적인 것으로 친숙한 것에는 paclobutrazol (PP-333 또는 Bonsai)과 uniconazole(Sumi-7)이 있으며 강력한 생육억제효과가 잘 입증되어 있다. 그러나 위의 두 물질은 국내에 등록되어 있지도 않고 차후 등록될 가능성도 매우 낮으므로 이들 물질의 이용이 바람직하지도 않고 사실상 이용할 수도 없다.

  이에 비해서 같은 트리아졸계 약제중 생장억제효과가 다소 낮으면서도 잔류성이나 지속성에서 위의 paclobutrazol이나 uniconazole보다 문제가 적어 실용가능성이 높은 몇 종류의 농약이 있다. 이들 농약의 가장 큰 실용상의 장점은 이미 많은 채소류나 다른 작물에서도 그 이용이 등록되어 있고 시중에서도 쉽게 구입하여 이용할 수 있으므로 이용상 하등의 문제가 없다는 점이다. 물론 가격면에서도 유리하고 처리농도에서도 식물체에 처리하는 농도에 비해 큰 차이가 없으므로 일부 고기술 육묘업자들에 의해서 많이 이용되고 있다. 바이코, 헥사코나졸 등이 대표적인 것이고 (빈나리) 종자처리도 많이 실시하나 종자처리시는 다소간의 위험요인을 내포하고 있는 것도 사실이므로 초기 이용시에는 소량씩 처리하여 그 반응 정도를 자세히 연구해 둘 필요가 있다(이 등, 2000)

                               표 4. 국내에 등록-이용되고 있는 트리아졸계 약제.

4-5. 기타의 종자관련 장치

  자동파종기의 종류와 성능이 고려되어야 하며 부수적으로 특별하게 관리되는 발아촉진실이 필수적이다. 일단 종자밖으로 뿌리만 나오면 큰 문제가 없이 잘 자라므로 발아시에 최적의 조건을 주어 발아를 빠르고 균일하게 하는 것이 특히 중요시된다.

 4-6. 생육중인 묘의 생장조절기술

  앞에서도 언급한 바 있지만 생육조절기술은 대개의 경우 생육억제기술이다. 왜냐하면 생육촉진기술보다는 억제하는 것이 상대적으로 매우 어렵기 때문이다. 따라서 다양한 생육촉진 방법도 논할 수 있지만 본고에서는 주로 생장억제기술에 초점을 맞추어 요인별로 기술하였다.

 가. 광선의 조절

  1) 조도의 효과

  식물은 광선을 이용하여 동화작용을 하고 생성된 물질을 이용하여 각종 생장과 대사작용을 영위한다. 광선은 따라서 식물에 가장 필요한 절대적인 요인이다. 즉 광환경만 적절히 주어진다면 나머지의 요인은 부수적으로 비교적 손쉽게, 또는 값 싸게 조절될 수 있다. 지형, 온실의 종류와 구조, 피복자배의 선정과 방법으로 최대의 태양광 투과를 얻도록 하고 부족되는 광량은 고압나트륨등과 같은 저비용 고에너지등을 이용하여 광을 보충하도록 한다. 아울러 온실내의 구조와 반사경 등을 이용하여 투입되는 광을 최대한으로 이용하도록 함이 가장 우선적인 건묘육성비결이다.

  2) 광질의 효과

  최근에는 위의 조도 문제보다는 광질에 관한 연구가 눈부시게 발전하고 있다. 광질은 파악하기 위해서는 먼저 우리 눈에 보이는 광선 또는 식물이 이용하는 광선을 그 파장에 따라 다양하게 구분하여 살펴 볼 필요가 있다. 즉 우리 눈에 들어오는 가시광선(可視光線)을 중심으로 광파장대별로 나눈 것은 표 5에서와 같다.

                                    표 5. 광 파장에 따른 주요 광선의 종류 및 기능

                                 ^z UV-A : 320-400nm, UV-B : 280-320 nm, UV-C : 250-280 nm

                표 7. UV-B 조사가 'Irish Cobbler' 감자 유묘의 초장에 미치는 영향(배, 1999)

자외선 B는 식물체로부터 30-100cm의 거리에서 약한 자외광의 단시간 조명만으로도 그 효과가 나타나므로 온실 전체에 조명하지 않아도 무방하고 관수붐에 자외선등을 달아 일몰 이후의 시간에 온실전체의 식물에 잠깐씩 조명하므로서 경제적인 처리도 가능하다는 장점이 있다. 다만, 자외선 b는 한구에서는 아직 제품화된 것이 없고 외국의 주문생산에 의존해야 하므로 단가도 무척 비싸고 용이하게 구할 수도 없다는 단점이 있다. 자외선 B는 생육억제효과만 보이는 것이 아니고 생육촉진효과를 나타내는 경우도 흔한데(표 7) 이러한 생육촉진효과는 식물체내의 UV-B 흡수색소반응에 의한 것으로 차후 많은 관련된 연구가 필요할 것으로 보고되고 있다(배은정, 1999; Rozema 등, 1997).

  묘출하시 자외선을 조명하여 출하하면 장거리수송 및 차후 단기간 보관에서도 도장억제효과가 있어서 이용가능성이 검토되고 있다. 다만 작물의 종류에 따라서 쉽게 피해를 보이는 종류도 있으므로 획일적인 이용은 피하도록 한다.

  ② 적색광의 이용

  식물체내에 있는 색소인 피토크롬(Pred와 Pfarred의 종류로 존재)에 영향을 주어 줄기의 신장을 촉진 또는 억제하는 현상으로 일반적으로 적색광(660 nm 전후)을 쪼이면 Pfarred가 많아져서 줄기신장을 억제하고 초적색광(730 nm 전후)을 쪼이면 Pred가 많아져서 줄기신장을 촉진한다. 따라서 식물체에 가급적 적색광을 많이 쪼이도록 하는 것이 광합성도 많이 하고 줄기신장도 효과적으로 억제되어 가장 이상적이라고 알려져 있다.

  가정용으로 많이 쓰이는 백열등에는 초적색광선이 풍부하여 조명시 줄기신장이 오히려 더욱 더 촉진되고 형광등에는 적색광이 풍부하여 줄기신장 억제효과가 있다. 따라서 형광등 또는 적색형광등을 이용하여 조명하면 생육억제효과를 얻을 수 있는데 가장 적절한 조명시기는 일몰 직후부터 일정 시간 조명하는 것이 가장 이상적이다.(end-of-day effect).

  최근에는 다양한 광투과성 또는 "광선택성필름"이 개발되어 소개되고 있다. 즉 다양한 광선이 혼합되어 있는 태양광선에서 초적색광선만을 효과적으로 제거하는 색소를 필름에 넣어 제조하므로서 하우스 광조성에서 적색광을 풍부하게 하므로서 효과적인 생육억제 및 묘육성이 가능하다는 이론이나 조도가 다소 낮아지는 단점이 있는 것이 흠이다. 역시 다양한 제품이 속속 선 보이고 있다.

  또한 LED (light emitting diode)에서 방출되는 적색광, 청색광, 및 초적색광을 이용하여 묘의 생육을 조절하는 연구가 시작되어 관심을 끌고 있기도 하다. 이 장치의 장점은 매우 좁은 범위의 정확한 광파장대가 공급된다는 점과 낮은 에너지로도 고광도 조명이 가능한 점, 그리고 매우 긴 전구수명을 들 수 있어서 우선은 좁은 면적에서의 이용만 검토되고 있으나 충분히 대규모시설에서의 이용도 가능할 것으로 추정되고 있다. 일반 형광등에는 적색광이 풍부하기는 하나 적색광원만 이용키 위해서는 적색형광등을 이용하는 것이 좋다.

 나. 온도를 이용한 조절

  ① 주야간의 온도차를 이용한 생육조절

  온도조절이 비교적 용이한 시설이나 계절에 적용할 수 있는 방법중의 하나는 주야간의 온도차(difference:DIF)를 크게하여 생육을 억제하는 것인데 이 경우 흔히 처리하는 생장조절물질을 이용하지 않아도 된다는 이점이 있다. 그러나 이 처리는 일반적인 온실 온도환경, 즉 주간 고온, 야간 저온이 아니고(DIF) 이와는 정반대인 주간 저온, 야간 고온(-DIF)를 유지해 주어야 그 효과가 나타나는 것이기 때문에(표 8) 실용화되기에는 너무 많은 문제점이 있다. 주간 온도를 변화시키지 못하는 경우 야간의 온도만 높여주어도 그림 2에서 보이는 것과 같이 상당한 초장신장억제효과를 볼 수 있으나 작물이나 품종에 따라서 그 반응에 상당한 차이가 있다.

표 8. 주야간 온도차(DIF)가 채소묘의 제3절간장에 미치는 영향(Erwin, 1998)

 ② 주야간 온도차와 광질에 의한 조절

  주야간 온도차와 인공조명시의 광질의 복합효과를 보면(표 9) 주간 저온, 야간 고온으로 하는 것이 초장을 짧게 하면서도 생육촉진효과(건물중증가)를 보였다. 그리고 광원에서 형광등으로 조명한 것이 백열등으로 조명해 준 것보다 초장은 현저히 짧았으나 총체적인 생육에서는 현저히 낮았다. 즉 초장조절면에서는 형광등 또는 적외선이 없는 광원을 이용하는 것이 가장 효과적이고 DIF 효과도 형광등 조명시 가장 현저하게 나타났다

표 9. 주야간 온도차(DIF)와 광원이 캄파눌라(Campanula isophylla)의 초장 및 생육에 미치는 효과

                                                         (Moe 등, 1991)

다. 관수에 의한 조절

  관수에 의한 조절은 현재 가장 보편적으로 이용되는 방법이다.

  공정묘는 뿌리분이 적으므로 생육후기에 다다르면 특히 빈번히 관수한다. 관수는 관수붐과 미스트노즐을 이용한 자동관수와, 관리자가 시물과 용토의 상태를 감안해서 관수하는 수동관수가 있다. 그러나 자동관수시설을 완비하였다고 하더라도 빈번한 수동관수가 병행되는 것이 보통이다.

  공정묘 트레 이내에서는 가장자리에 위치한 묘일수록 수분공급량은 적으면서도 수분증발산량은 오히려 더 많아 생육후기에 위축되기 쉽고, 반대로 트레이의 중앙에 위치한 묘일수록 키가 커지고 도장을 하는 경우가 흔한데 밀식하거나 환경조건이 나쁠수록 그 차이가 더 현저히 나타난다. 관수량이 부족하여 일단 식물체가 시들게 되면 다시 정상적인 생육상태로 회복되는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 일단 쇠약해진 상태가 되어 병충해의 피해도 쉽게 받게 되므로 과건은 금물이다. 또한 생육후기에 용토가 보수력을 상실하게 되어 나타나는 문제는 관수횟수나 관수량의 조절에 결정적인 장해요인이 되므로 용토선정 및 관리에 주의하지 않으면 안된다.

 라. 탄산가스시비

  밀폐환경이 자주 주어질수록 탄산가스 시비의 중요성이 강조된다. 그러나 대부분의 경우 탄산가스시비는 생육촉진적인 효과를 나타내므로 여기에서는 생략하고자 한다.

 마. 양분조절에 따른 생육조절

  흔히 시비조절이라고도 할 수 있는데 보통 육묘전용 액비를 이용하여 관수시 또는 별도로 시비하는데 시비방법은 관수와 거의 동일하다. 공정묘중 특히 생육기간이 긴 고추나 토마토 묘 등에서 중요시되는데 양분중 특히 인산시비량을 생육 단계별로 다르게 하면서 생육을 조절하는 방법이 제기되기도 하였으나(표 10) 작물의 종류에 따라 그 효과나 반응정도에 관한 폭 넓은 연구가 요청된다.

                  표 10. 고추 공정묘 초장에 미치는 생육단계별 인산질 시비효과(신, 1997)

바. 물리적 방법에 의한 생육조절

  물리적인 처리란 자라고 있는 유묘에 마찰자극이나 강한 바람 등에 의한 진동을 주어 과도한 도장을 억제하자는 기술로 몇 가지의 실용성있는 방법이 제시되고 있다. 그 중의 하나는 쓸어주기 또는 마찰처리(brushing treatment)인데 자라나는 유묘를 빗자루와 같은 물체로 쓸어주듯이 마찰을 가하는 처리이다. 이러한 마찰자극은 표면이 너무 매끄럽지 않은 물체(예, 스티로폼 판이나 무게를 조절할 수 있는 담요 등)를 이용하여 쓸어 주되 쓸어줄 때의 묘가 연약한 줄기를 지녀야하고 초장의 1/2 정도가 휘어질 수 있도록 처리되어야 한다.(Bjorkman, 1999).

  표 10은 마찰처리횟수가 토마토의 생육에 미치는 영향을 보여 주는데 하루에 처리되는 마찰횟수는 10회 정도면 충분하고 40회를 한다고 해서 그 효과가 더 크게 나타나지 않음이 매우 흥미있다. 마찰처리시 시간 간격은 거의 영향을 미치지 않았으며 하루중의 처리시각도 큰 영향을 미치지 않았다.

  다만 처리시의 효과가 항상 일관성있게 나타나는 것이 아니고 유묘가 자라고 있는 환경조건 등에 따라서 그 효과가 상이하게 나타날 수 있음이 다소 문제시되었다. 이 처리의 가장 큰 문제점은 마찰처리에 의해 유식물에 가해지는 상처 등을 통해서 바람직하지 않은 병균들의 침입이 촉진되어 병발생이 증가될 우려가 있다는 점이다.

  많이 이용하는 스티로폼판 대신에 담요 등을 관수붐에 매달아서 일정한 시간대 별로 왕복하면서 처리하면 효과적으로 대면적을 자동처리할 수 있고 유사한 방법으로 빗자루나 담요 대신 강한 공기를 이용하여 묘를 일시적으로 높힐 정도의 자극을 주면 억제 효과를 기대할 수 있다.

  조금 다른 방법이기는 하지만 일출후 온도가 어느 정도 오른 후에 냉수를 묘에 살포하여 생육을 조절하는 방법이 매우 효과적임도 보고된 바 있다(Sheen, 1999). 냉수의 온도는 0℃에 가깝게 차거워야 하고 처리시간은 오전중이어야 한다. 그러나 이 처리는 묘에 따라 저온장해를 유발할 수 있고 환경조건에 따라 그 처리효과가 매우 다르게 나타날 것으로 예상된다.

              표 11. 마찰처리횟수가 토마토 공정묘의 초장에 미치는 영향(Bjorkman, 1998).

사. 생장조절물질의 이용기술

  공정묘의 가장 확실하고 정확한 생장억제기술의 하나는 생장억제제를 이용하는 것이다. 전술한 바와 같이 생장조절기술의 핵심은 생장촉진보다는 역시 생장억제 기술이다. 종자처리 등에 따른 생장억제기술은 이미 언급되었으므로 생장중인 유묘에다 한 처리기술 중 최근의 변화만 간략히 언급하고자 한다.

  생장조절제의 이용 중 가장 중요한 것은 직접~간접으로 식용되었을 때에 극미량이더라도 인체에 미칠 수 있는 독성이나 부작용이다. 따라서 식용할 필요가 없는 화초류나 조경수목, 그리고 잔디 등에 관한 생장조절물질은 상당히 개발되었고 많이 이용도 되고 있는 실정이다. 국내에서도 비교적 많이 이용되고 있는 daminozide(B-nine, Alar, 또는 SADH), chlormequat(Cycocel 또는 CCC), MH-30(또는 유사물질) 등은 식용하지 않는 화훼류에만 그 이용이 허가되어 있는 상태이다. 그러나 채소는 생식을 주로 하므로 상당한 어려움이 있다.

  최근에 많이 개발되어 보급되고 있는 약제로 트리아졸계 약제가 손 꼽히고 있다. 트리아졸제 약제는 다양한 작물에 그 이용이 등록되어 있고 실제로 많이 이용되고 있다. 트리아졸계 약제의 식물체내에서의 작용기작은 지배렐린 생합성 과정의 일부를 차단 또는 억제하여 식물체의 도장을 억제함과 동시에 엽록소 함량을 증가시키고 세포막을 강건하게 하여 식물로 하여금 강건한 생육을 보이게 하는 효과를 지닌다.(이, 1998)

  트리아졸계 약제는 주로 살균제로 등록되어 이용되고 있지만 paclobutrazol이나 uniconazole 같은 물질은 전형적인 생장억제제로 등록되어 폭 넓게 이용되고 있기도 하다. 다양한 유사약제들은 그 효과가 모두 다르고 특성도 다르므로 일률적 이용을 할 수는 없지만 나름대로의 장단점을 갖추고 있기 때문에 신중하게 선정을 하면 매우 유용하게 이용할 수 있으며 현재도 많은 육묘업자들에 의해 가장 많이 이용되고 있는 억제수단이다.

  다양한 트리아졸계 약제들은 박과채소에 가장 안정적으로 그리고 효과적으로 이용되고 있다. 그러나 최근에는 고추에도 그 이용이  등록되면서 가지과 채소에도 그 이용이 확대될 수 있을 것으로 기대되고 있다(원, 1997; 배, 1998). 또한 여름배추의 육묘시에도 장마철에 건묘를 육성하고 정식시 생존율을 높이는 기술의 하나로 주목을 받고 있다.

  트리아졸 약제의 이용이 차후 급증할 것은 확실하나 몇 가지의 문제점은 있다. 첫째는 높은 농도로 처리하였을 때 지나친 생장억제효과를 보여 차후의 생육이 오히려 극도로 억제될 수도 있다는 점이다. 트리아졸계 물질은 식물체내에서의 억제효과 지속성이 높아서 지속성이 비교적 짧은 것으로 선택하여 이용할 필요가 있다. 그러나 대개는 어느 정도의 생육억제를 보이는 경우에도 포장에 정식하게 되면 빠른 속도로 생장이 회복하면서 정상적인 생육을 보이므로 처리방법과 농도등에 주의를 기울이면 큰 문제가 없다. 아울러 처리농도도 실제 해당작물에 처리하는 수준보다 현저하게 높은 것이 아니므로 이 점 또한 큰 문제는 되지 않는다(표 12).

  따라서 차후 더 효과적이고 안정적인 생장억제물질이 개발될 때까지는 공정묘에서는 트리아졸계 물질의 종자 또는 유식물체 처리에 의한 유묘생장조절이 가장 효과적인 방법의 하나로 이용될 것으로 예상된다.

             표 12. 트리아졸계 농약처리가 고추묘의 초장에 미치는 영향(파종후 55일 조사).

   표 14. 트리아졸계 물질처리가 '장일가락 1호' 오이의 생장과 잎의 엽록소 함량에 미치는 영향

              표 13. 트리아졸계 약제처리가 '녹광' 고추묘의 초장에 미치는 영향(원, 1997)

                 표 15. 트리아졸계 물질처리가 '장일반백' 오이의 건묘지수에 미치는 영향.

                               표 16. 다양한 트리아졸계 농약의 생리활성 비교

Ⅴ. 결  론

  적합한 광환경과 알맞는 재배조건으로 양질의 공정묘를 양산하는 것이 육묘업자들의 가장 중요한 목표이고 가급적 이 목표를 매번 달성하는 것이 생명이고 기술이라 할 수 있다. 다소의 비용부담 요인이 있더라도 초기부터 강건한 묘를 키우는 것이 후기에 다양한 방법으로 묘의 상태를 회복시키기 위한 노력이나 비용을 들이는 것보다 결과적으로 더 경제적임을 이해하는 것이 업자 자신들의 기술 향상이나 경쟁사회에서의 신용도 제고에 가장 큰 도움을 줄 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 묘의 생장과 그 습성에 대한 자세한 이해와 근본적인 대응방안에 대하여 익숙하여야만 하고 이러한 자세와 노력을 우선적으로 제공하면서 후에 다양한 처리기술을 가미하는 것이 바람직하다. 다양한 조절기술에 추가하여 광선에 대한 이해와 식물생장조절물질의 과학적인 이용은 양질의 공정묘 육묘과정을 훨씬 수월하게 하는데에 일조를 할 수 있을 것이다.

□ 참고문헌

1. 배은정. 1999. 생장억제 및 자외선처리에 의한 채소묘의 생육조절, 경희대학교 박사학위논문

2. Bjorkman, Y. 1998. Cechanical conditioning for controlling excessive elongation in transplants. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 67(6): 1121-1123.

3. Erwin, J. E. 1998. Temperature and light effects on stem elongation. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 67(6): 1113-1120

4. 今西英雄外. 1997. 園藝種苗生産學. 朝倉書店.

5. 김광용. 1997. 공정육묘의 문제점 및 발전방향. 원연소식 5:1.

6. 이지원. 1999. 한국의 플러그묘 생산기술과 과제. Proc. Korea-Japan Symp. on Transplant Production in Horticultural Plants. Cheongju, Korea.

7. 이정명, 박영두, 소창호, 강충길, 1998. 식물생화학조절제(편역서). 동화기술.

8. Lee, J.M. et al. 1998. Grafting of vegetables. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 67(6): 1098-1104.

9. Moe, R. and D. Deins. 1990. Control of plant morphologenesis and flowering by light quality and temperature. Acta Horticulturae 272:81-89.

10. 日本施設園藝協會. 1994. 新園藝育苗システム. 養賢堂.

11. 박효근, 이정명, 조영환, 백기엽. 1999. 품종과 종자-왜 중요한가. 농민신문사.

12. Rozema, C. et. al. 1997. UV-B and Biosphere. Kluwer Academic Publishers.

13. 과학원예. 1997. 일본의 셀성형묘산업을 알아본다. 과학원예 1997(7):42-56.

14. 신영안. 1997. 고추 기계화 정식에 적합한 플러그묘 소질 구명과 생장조절기술 개발에 관한 연구. 건국대학교 박사학위논문.

15. Tanaka, M. 1998. The use of light-emitting diodes(LED) as a nover light source for micropropagation. Proc. Korea-Japan Symp. on Transplant Production in Horticultural Plants. Cheongju, Korea.

16. 원정희. 1997. 고추플러그묘의 생육에 미치는 Triazole계 및 기타 생장조절물질의 효과. 경희대학교 석사학위논문.

17. 용영록, 전지영, 심상연. 1999. 식물근계 생장저지용 플라스틱 육묘용기생산 및 그 응용기술. Proc. Korea-Japan Symp. on Transplant Production in Horticultural Plants. Cheongju, Korea.