산광싹틔우기
봄감자 재배
감자의 생장과 발육
감자 재배 방법
감자의 생장과 발육
1. 생장 및 발육단계
가. 싹 (맹아)의 출현과 생육
수확된 덩이줄기에서 싹 (맹아)가 발생되는 것은 두 가지 측면에서 중요한 의미가 있다. 저장이라는 측면에서 보면 싹의 출현은 손실을 의미한다. 덩이줄기내 저장된 전분과 같은 유용물질이 먹을 수 없는 감자의 싹으로 변하는 것이며, 이를 통해 물이 빠르게 없어져 양적인 손실을 가져다준다. 한편 감자 재배적인 측면에서 싹의 출현은 종자의 활력을 의미한다. 덩이줄기에서 발생되는 싹이 자라는 정도에 따라 다음 대 감자의 생육이 크게 영향을 받기 때문이다.
어미 식물체로부터 수확된 감자 덩이줄기는 적당한 환경조건이 주어져도 싹이 나지 않는다. 이를 식물학적으로 휴면 (休眠, Dormancy)이라 한다. 일정한 시간이 지나 자연적으로 휴면이 깨거나 인공적으로 휴면이 깨도록 특별한 처리를 하여야만 눈에서 싹이 나오게 된다. 휴면기간은 유전적인 요인, 즉 품종의 특성에 의해 가장 크게 영향을 받는다. 이러한 품종간 휴면정도의 차이는 다양한 형태로 감자의 재배와 수확후 관리에 이용된다. 즉, 휴면이 짧은 품종은 1년 2기작 (봄과 가을) 재배에 이용되고, 휴면이 긴 품종은 저장 중 싹이 늦게 나므로 오래동안 저장할 수 있다. 저장중인 덩이줄기에 싹의 발생을 늦추는 인위적인 처리를 하여 저장기간을 늘리는 기술을 적용하기도 한다.
싹이 나오는 눈 (牙)의 수는 품종이나 덩이줄기 크기에 따라 다르지만 대체적으로 12～15개 정도이다. 수확 당시 땅속줄기 쪽에 붙어 있던 부분인 기부 (基部)에 비해 정부 (頂部) 쪽에 많은 수의 눈이 분포한다. 일반적으로 정부의 중앙에 위치한 눈의 활력이 가장 왕성하며 그곳에서 멀어질수록 활력 또한 떨어진다. 일단 정아에서 싹이 나오면 그 외의 눈에서는 싹이 나오는 것이 억제되는데 이를 식물학적으로는 정아우세 (頂芽優勢)라고 한다. 어떤 이유로 인해 정아가 죽게되면 다음 위치에 있는 눈에서 발생된 싹이 가장 세력이 왕성해지면서 정아의 역할을 대신한다.
감자 재배적인 측면에서 싹이 나오는 단계에 약한 광을 쬐게 해주는 산광(散光) 처리 방법은 감자의 생육을 왕성하게 하는 좋은 방법이다. 덩이줄기가 약한 빛을 받게되면 껍질의 피층 (皮層) 주변 세포에 엽록소가 형성되면서 녹색으로 변하면서 비타민이나 호르몬의 합성이 왕성해져 빨리 싹이 나게 한다. 또 싹이 나온 뒤에는 빛에 의해 웃자람이 방지되어 싹을 튼튼하게 하고, 맹아 기부에 수염뿌리 원기 (原基) 발생을 촉진하여 감자를 심은 후 씨감자로부터 뿌리가 잘 나오도록 하여 감자가 잘 자라게 한다.
한편, 덩이줄기에서 싹이 나와서 자라는 과정에 기상조건이 나쁘게 되면 더 이상의 자람을 멈추고 2차 휴면에 들어가게 된다. 일단 2차 휴면에 들어가게 되면 다시 정상적인 환경조건이 주어져도 다시 자람을 시작하기까지 상당한 시간이 필요하다. 따라서 여름철 온도가 높고 비가 많이 오기 전에 가능한 수확작업을 마무리하는 것이 유리한 우리나라 봄 감자재배 작형에서는 이러한 2차 휴면을 회피하는 것은 매우 중요한 과제이다.
나. 영양생장 단계
출현기 영양생장기 괴경형성기 괴경비대기 성숙기
1) 줄기와 잎의 생육
감자 잎과 줄기는 생장점 정단부 (頂端部)에서 세포분열이 일어나 분화된다. 덩이줄기에서 발생된 싹이 땅위로 올라올 당시에는 마디 사이가 짧고 잎과 잎 사이가 매우 조밀한 상태이다. 줄기가 자라면서 꽃이 필 때까지는 계속해서 마디 사이의 길이가 길어지게 된다. 땅속에 위치한 지하부 줄기의 마디 사이에서는 땅속줄기 (복지, 匐枝)가 나와 자라다가 끝부분이 굵어지면서 덩이줄기로 발전한다. 또한 지상부 줄기의 마디에서는 겹잎 (복엽, 複葉)이 발생하여 광합성 작용을 하며 곁가지도 발생되어 지상부 전체의 부피를 키우게 된다.
잎은 태양의 광에너지를 이용하여 탄소동화작용으로 탄수화물을 합성하는 기관이다. 식물체에서는 공장과도 같은 존재인 것이다. 따라서 가능한 빠른 시기에 충분한 잎의 면적 (葉面積)을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다.
식물이 차지하고 있는 토지면적에 대한 잎의 면적 비율을 엽면적지수 (葉面積指數)라고 한다. 감자의 수량과 엽면적지수와의 관계를 살펴보면 엽면적지수가 증가할수록 감자 수량은 증가하나 일정수준 이상에서는 오히려 감소되는 경향을 보인다. 따라서 감자를 재배할 때에는 질소시비에 특별히 유의하여 잎과 줄기가 웃자라지 않도록 하는 것이 중요하다.
특히 품종에 따라서 잎과 줄기의 생육 정도가 다른데 조생품종은 줄기의 길이가 한정되어 잎의 발생량이 적은데 비하여 만생품종은 줄기와 잎의 생육기간이 길어 웃자라게 될 가능성이 높다.
잎의 모양, 크기 및 색깔 등도 광합성 능력에 영향을 미친다. 이는 품종, 시비조건, 온도 등 생육환경에 따라서 달라지는데, 온도가 생육적온보다 낮을 경우 잎맥 사이에 주름이 생기고 높은 때는 잎의 크기가 작아진다.
2) 뿌리의 생육
감자씨(진정종자, 眞正種子)가 발아될 때에는 원뿌리(主根)가 먼저 나고, 원뿌리가 자라가면서 실뿌리가 나온다. 그러나 씨감자를 심을 때에는 싹의 마디에서 나오는 뿌리들은 모두 실뿌리이기 때문에 다른 작물에 비하여 지하부의 분포가 얕은 (천근성, 淺根性) 것이 특징이다. 따라서 감자는 토양내 수분함량 변화 등 환경변화에 매우 민감하다.
한편 덩이줄기의 싹에서 나오는 뿌리는 조생종에 비해 만생종에서 흙속 분포가 깊고 왕성하며, 길이는 비교적 짧고 유효 곁뿌리 수가 많다. 감자를 심은 후 싹이 자라기 시작하면 기부(基部) 가까이에서 어린뿌리 (幼根)가 발생되고 싹이 지상부에 출현할 때쯤이면 많은 수의 뿌리가 길게 자란다. 이후 뿌리의 생육은 지상부의 생육과 더불어 전개되어 나가게 된다.
뿌리가 발육해 가는 특성을 살펴보면, 땅 표면 가까이 있는 뿌리의 경우 밑으로 향하는 습성이 있으며, 근군 (根群)의 토양양분과 토양구조에 의해 영향을 받는다. 일반적으로 감자의 뿌리는 수평으로 최대 60cm, 깊이로는 120cm까지 분포된다고 하는데, 남작 품종의 경우는 반경 40cm, 깊이로는 20-30cm의 범위에 분포한다.
건조한 흙에서는 뿌리의 끝부분 (선단)에 곁뿌리가 발생된다. 또한 몇 개의 뿌리가 땅속 깊이 뻗어 들어가 가뭄에 견디는 힘 (내한성, 耐旱性)이 커지며, 물 공급이 충분할 때는 뿌리가 얕게 뻗는다. 생육 초기에 물이 부족하면 싹에서 발생되는 뿌리의 발육이 장해를 받아 자람이 늦어진다. 특히 봄이나 겨울 시설재배시 싹을 틔워 아주심기할 때 흙의 물기가 부족하면 활착이 늦어지고 초기생육이 늦어지므로 날씨가 가물 때는 아주 심은 후에 충분한 물을 주어야 한다.
3) 꽃 피는 습성 (開花習性)
감자의 꽃은 줄기의 선단부에서 발생된다. 감자가 정상적으로 자라고 있을 경우 줄기가 20-30cm 정도 자라게 되면 선단부에 꽃봉오리가 나타난다. 이것이 점차 발달하여 감자의 겹잎 (複葉)이 16매 정도 전개되었을 때 17번째 선단부 마디에서 꽃대가 나와 꽃이 피게 된다. 꽃이 핌과 동시에 15-16번째 마디에서 새로운 곁가지가 발생되어 6-9마디까지 자란 다음 곁가지의 정단부에서 2차 꽃이 피고, 계속해서 줄기 생장이 끝날 때까지 이루어진다.
꽃의 발달은 일장과 온도에 따라 달라지는데, 단일보다는 장일 조건에서 촉진되며 단일조건에서는 개화 전에 꽃 몽오리가 떨어지게 된다. 온도는 낮 온도보다 밤 온도가 꽃의 발달에 크게 영향을 미친다. 밤의 온도가 12℃ 이하에서는 꽃이 형성되지 않고 18℃ 이상에서 꽃의 형성이 가능하다. 따라서 교배를 위한 꽃의 발달 촉진은 장일조건, 덩이줄기의 형성억제, 토마토에 접목하는 방법 등을 이용하고 있다.
우리나라에서 재배되고 있는 품종들은 재배기간 중 꽃이 잘 피지만 수정이 이루어지지 않아 열매를 맺는 경우가 드물다. 만일 지상부에 감자 열매가 많이 맺혀 자란다면 감자 수량에 영향을 미치지만 대부분 꽃이 핀 후 떨어지므로 재배 기간 중 꽃의 제거작업은 필요가 없다.
4) 땅속줄기 (복지, 伏枝, stolon)의 생육
감자의 덩이줄기는 지하부 줄기의 마디에서 발생되는 땅속줄기 끝에 형성되므로 덩이줄기의 형성은 땅속줄기의 발생이 먼저 이루어져야 한다. 땅속줄기는 발생학적으로 지상부의 곁가지에 해당하는 것으로서 엽록소가 없고 흰색이며 마디신장을 한다. 지상부 곁가지는 지구의 중심과 정반대로 생장하는 배지성 (背地性)을 보이나 땅속줄기의 경우는 옆 방향으로 생장하는 특성을 가지고 있다. 땅속줄기는 지상부 줄기와 같이 정아우세성 (頂芽優勢性)이 있어 길게 자라고 정상적으로 생육할 때는 곁가지가 발생되지 않는다.
땅속줄기의 자람을 지배하는 호르몬은 지베렐린이다. 지베렐린은 일반적으로 일장, 온도와 일조량 등 환경요인의 변화에 의해서 잎 속 함량이 증감된다. 곁가지의 자람은 덩이줄기의 형성을 억제시키는데 잎의 표면에 지베렐린을 살포하면 땅속줄기의 자람을 촉진시키는 반면 덩이줄기형성이 억제된다.
장일조건 (16시간 일장)과 밤동안의 고온 (25℃ 이상), 혹은 일조부족 조건에서는 잎속의 지베렐린 함량이 증가된다. 이것이 지하부로 옮겨져 땅속줄기의 자람을 촉진하고 덩이줄기 형성을 억제시킨다. 이에 반하여 단일조건 (8시간 일장)에서는 잎속의 지베렐린 함량이 며칠 내에 크게 줄어들고 땅속줄기 자람을 정지시켜 덩이줄기 형성을 촉진한다.
이와 같이 땅속줄기의 자람에는 지베렐린이 직접 관여하여 덩이줄기의 수량과도 밀접한 관련이 있으므로 생육환경에 따라서 수량이 달라지게 된다.
다. 덩이줄기의 형성
지하부를 뻗어가던 땅속줄기의 끝이 굵어지면서 덩이줄기가 형성된다. 덩이줄기가 형성되는 시기는 지상부의 엽면적 지수 (단위면적당 잎의 면적비율)는 보통 1-2의 범위에 도달하며, 덩이줄기형성에는 통상 10-14일 정도가 소요된다. 이 시기는 ① 땅속줄기가 자라는 시기 ② 땅속줄기 끝이 방추상태로 되는 시기 ③ 땅속줄기 끝이 부풀어올라 가로 축과 세로 축의 차이가 적은 시기 ④ 덩이줄기형성이 완성되는 시기 등으로 나눌 수 있다.
감자 덩이줄기의 형성은 일장, 온도 및 일조 등 외부 환경조건의 영향을 받는다. 이들 환경요인이 식물체내 호르몬의 질적, 양적 변화를 일으키며 그 결과로 덩이줄기가 형성된다. 예전에는 덩이줄기의 형성은 식물체내 탄소와 질소의 비율 (C/N율)의 변화에 의해 영향을 받는다는 설이 지배적이었으나 최근에는 호르몬의 변화로 설명하는 것이 정설이 되었다.
1) 덩이줄기 형성물질
감자는 장일조건 (16시간 내외) 하에서 밤에 온도가 높으면 덩이줄기형성이 억제된다. 그러나 야간 온도가 높더라도 일장이 단일조건 (8시간)으로 되면 땅속줄기 끝에 덩이줄기가 형성된다. 일반적으로 덩이줄기의 완전한 형성에는 일정 횟수 이상의 단일주기 (短日週期)가 반드시 필요하고 일정 이상의 덩이줄기 형성물질이 필요한 것이다.
덩이줄기 형성물질은 줄기 끝의 새로 전개될 잎 속에서 만들어지며 광합성이 왕성하게 이루어지는 성숙한 잎에서는 만들어지지 않는다. 줄기 끝에서 만들어진 덩이줄기 형성물질은 지상부에서 지하부의 땅속줄기 끝으로 이동되어 덩이줄기 형성을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러나 덩이줄기 형성물질의 화학적 구조에 대해서는 아직 밝혀지지 않고 있다.
2) 지베렐린과 덩이줄기형성
감자의 내생 지베렐린 함량은 환경조건 변화에 반응하여 증감되고, 땅속줄기의 자람을 직접 지배한다. 즉 덩이줄기의 형성에는 덩이줄기의 형성 이전에 내생 지베렐린의 감소가 중요한 전제조건이며, 땅속줄기 끝에 내생 지베렐린 함량은 덩이줄기 형성과 비대에 앞서 감소된다.
따라서 감자의 체내 지베렐린은 덩이줄기 형성을 억제하는 요인이 되고 단일처리, 혹은 야간저온 등의 환경조건 변화에 반응하여 감소되면서 덩이줄기형성이 일어나게 된다. 또한 감자의 덩이줄기 형성은 광질 (光質)의 영향을 받는데, 광질이 지베렐린 생성과 밀접한 관계가 있기 때문이다.
라. 덩이줄기의 비대
형성된 덩이줄기가 본격적으로 부피를 늘려가는 단계이다. 보통 꽃이 피고 잎과 줄기가 누렇게 변하는 시점에 해당되며, 이 시기에 엽면적지수는 최대기를 맞아 3.5-6.0 정도까지 증가된다.
이 시기는 보통 30-60일간 지속되며, 좀 더 세분하면, ① 비대초기 (꽃이 처음 필때～꽃잎이 많이 필 때) ② 비대성기 (꽃잎이 많이 필 때～꽃피기가 끝났을 때) ③ 비대 종기 (꽃피기가 끝났을 때～잎과 줄기가 누렇게 변하는 시기)로 나눌 수 있다.
마. 덩이줄기의 성숙
감자 굵어지면서 부피를 키워가던 덩이줄기는 일정 시기가 되면 더 이상의 부피 생장을 멈추고 성숙단계에 들어가게 된다. 이 시기가 되면 덩이줄기의 표피층이 코르크화되면서 단단해지고, 줄기와 뿌리로부터 탄수화물이 덩이줄기로 이동되어 축적되면서 건물율이 증가하게 된다. 한편, 지상부 생육이 중지되고 탄소동화물질의 덩이줄기로의 전류가 늘어나 엽면적지수는 1 정도까지 떨어진다.
2. 덩이줄기의 휴면과 생리적 서령
가. 휴면의 정의
감자는 수확후 일정기간 싹이 나기에 적당한 조건이 주어져도 싹이 나오지 않는다. 이와 같이 덩이줄기가 일정기간 잠을 자듯 생명을 유지하는 기본 활동 외에 다른 활동을 하지 않는 것을 휴면 (休眠)이라 한다.
휴면은 수확후 일정기간 적당한 환경조건이 주어져도 싹이 나지 않는 자발휴면 (自發休眠)과 자발휴면이 종료된 후에도 불량한 환경조건(예, 저온)에 의해 맹아되지 않는 타발휴면 (他發休眠)으로 구분된다.
나. 휴면기간
감자의 휴면기간을 결정하는 방법은 두 가지로 나눌 수 있다. 땅속줄기의 끝에 덩이줄기가 형성되는 시점을 기준으로 하여 덩이줄기의 눈에서 싹이 나오는 순간까지의 기간을 산출하는 방법과 덩이줄기를 수확한 후 저장하여 싹이 나오는 시점까지의 기간을 산출하는 방식이다.
앞의 방법이 정확한 방법이라 할 수 있지만 같은 감자 포기 내에서도 덩이줄기형성 시기가 각기 다르고 관찰할 수 없는 지하부의 덩이줄기형성 시기를 정확히 산출하는데 어려움이 있다. 따라서 재배적인 측면에서는 뒤의 수확 후부터 싹이 트는 시점까지를 감자의 휴면기간으로 산출하고 있다. 따라서 감자의 휴면기간을 표시할 때에는 저장조건과 휴면기간을 함께 표현해야 정확하다.
감자의 휴면기간은 품종에 따라 차이가 크며 휴면기간이 긴 품종은 약 4-5개월까지 휴면을 하며, 휴면기간이 짧은 품종은 1개월 미만인 것도 있다. 그러나 4℃ 정도로 저온저장을 하면 휴면기간은 이보다 훨씬 길어지게 된다.
우리나라에서 재배되고 있는 품종들의 휴면기간은 수미, 남작, 대서 등의 경우 3개월 정도이고, 대지, 추백, 새봉, 방울 품종은 30-50일 정도이다. 이와 같은 휴면기간은 정확한 것은 아니고 단지 수확 후 실온상태에서 저장하였을 때의 기간을 말하며, 저장조건에 따라서 이보다 길어지거나 짧아질 수가 있다.
한편, 휴면기간은 덩이줄기의 성숙도에 따라서도 차이를 보인다. 미숙한 덩이줄기를 수확할 경우 성숙한 덩이줄기에 비해 휴면기간이 단축된다. 그러나 동일품종과 동일한 재배조건 하에서 미숙한 덩이줄기를 일찍 수확 할 때에는 늦게 성숙된 덩이줄기를 수확할 때보다 수확기가 빨라지기 때문에 감자 싹이 자라는 시기가 늦어지지 않게 된다.
또한 수확시기에 상처를 입거나 해충 등에 의해서 상처를 받게되면 휴면기간이 짧아진다. 따라서 오랫동안 저장하기 위해서는 가능한 한 상처가 생기지 않도록 하는 것이 중요하다. 반대로 휴면기간을 단축시켜 좀 더 일찍 재배를 하고자 할 때에는 씨감자를 자르거나 상처를 내어 저장하면 휴면기간이 짧아질 수 있다.
이와 같이 감자의 휴면기간은 재배적인 측면에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 감자의 저장과 재배에 있어서 품종의 휴면성에 대한 이해는 반드시 필요하다.
다. 인위적 휴면타파 방법
감자를 재배함에 있어 씨감자의 휴면이 제약 요인이 되어 재배농가의 의도대로 재배하기가 곤란할 때가 많다. 예를 들면, 휴면이 비교적 긴 수미나 대서 품종 등을 봄에 재배하여 여기에서 수확된 덩이줄기로 가을재배를 하고자 할 때에는 우리나라 기후 여건상 거의 불가능하다. 이러한 경우 인위적으로 휴면을 타파시켜 파종해야 한다.
1) 물리적 휴면타파 방법
○ 열처리
휴면중인 덩이줄기를 18-25℃의 캄캄한 상태에서 저장한다. 저장고 내에는 바람이 잘 통하고 습도가 높아 (85-90%) 저장 중 수분 손실을 적게 하면서 썩는 것을 막을 수 있는 조건이어야 한다.
○ 저온 및 열처리
휴면중인 덩이줄기를 4℃에서 2주 이상 저장한 다음 18-25℃의 캄캄한 상태에서 처리하는 방법이다. 18-25℃의 캄캄한 상태에서 둘 때에는 바람이 잘 통하게 하여 썩지 않도록 하고 감자싹이 0.5cm 정도 자라면 캄캄한 상태에서 약한 빛 (散光)이 들어오는 장소로 옮겨 싹의 웃자람을 막아야 한다.
○ 상처저장
감자를 통감자 상태로 저장하는 것보다 껍질을 벗기거나 잘라서 저장하면 휴면기간이 짧아진다. 감자를 4/5정도 절단하여 자른 조각이 서로 떨어지지 않도록 자르고 자른 면을 잘 말려 열처리하거나 저온 및 열처리 방법으로 저장한다. 이때, 자른 면을 제대로 말리지 못하면 덩이줄기내 수분이 너무 많이 증발되어 씨감자의 활력이 감퇴되면서 썩을 우려가 있으므로 주의해야 한다.
2) 화학적 휴면타파 방법
○ 지베렐린 (Gibberellin)
지베렐린 처리법은 우리나라에서 가장 잘 알려진 방법이다. 처리방법이 매우 간편하며 그 효과가 빠르게 나타난다. 통감자를 알맞은 씨감자 크기로 절단하고 지베렐린을 물에 녹인 2ppm 용액에 30-60분간 담그어 처리한 후 그늘에 말려 심으면 감자싹이 빨리 자란다.
그러나 효과가 빠른 반면 물에 담그어 처리하므로 썩기 쉽고, 싹이 웃자라 본밭에 심은 후 흑지병 발생 위험이 높다. 지베렐린을 처리한 덩이줄기를 씨감자로 이용하면 기형감자가 많이 발생할 수도 있다.
○ 티오우레아 (Tiourea)
휴면중인 감자 덩이줄기를 1-2회 기부쪽에 칼자국을 내어 0.5-1.0%의 티오우레아 용액에 1시간 정도 담그고 18-25℃의 그늘에서 말린다. 특히 휴면이 깊은 품종에서는 효과가 떨어지므로 유의하며, 다만 휴면이 거의 끝날 무렵에 처리하면 싹의 생육 촉진에 효과적이다.
○ 에틸렌-클로로하이드린 (Ethylene chlorohydrin)
물 1ℓ당 70㎖의 에틸렌-클로로하이드린을 녹여 통감자 상태로 망에 담겨진 덩이줄기에 골고루 묻도록 처리한다. 이 상태에서 2-3일간 밀봉된 장소에 보관하여 처리한다.
이 화학물질은 휘발성이며, 가스에 의해서 휴면타파가 이루어지므로 덩이줄기의 상처치유가 된 이후에 처리해야 한다. 처리가 끝나면 덩이줄기를 바람이 잘 통하는 장소에 옮겨 말린다. 특히 이 방법은 육종재료 등과 같이 10g 이하의 덩이줄기 휴면타파에 널리 이용되는 방법이다.
○ 카본-디설파이드 (Carbon disulfide : CS2)
감자 덩이줄기의 휴면타파에 매우 뛰어난 효과가 있음에도 불구하고 처리약제의 독성으로 인해 일부 연구용 등에 이용하는 것이 바람직하다. 밀폐된 용기가 필요하며 용기 내에 솜이나 흡습지가 담겨진 샬레를 넣고 그 위에 품종이나 재배조건에 따라 m2당 25-45㎖의 CS2 용액을 넣은 후 용기를 밀봉한다. 용기는 20-25℃에 위치해 3일간 처리한다. 이때 용기내에 소형의 공기 순환 팬을 설치하면 좋다.
처리시 덩이줄기의 상처치유가 제대로 안되었거나 처리농도가 지나치게 높으면 썩을 위험이 있으므로 주의해야 한다.
라. 생리적 서령 (生理的 薯齡)
수확된 덩이줄기는 이후의 주변 환경에 따라 일정한 형태의 서령을 진전시켜 최종적으로 노화에 이르게 된다.
연대적 서령이라 함은 덩이줄기형성기 혹은 수확기부터 그 시점까지의 단순한 시간적 서령을 의미한다. 덩이줄기의 상태나 주변 환경조건이 동일한 덩이줄기들은 서령의 진전 정도는 다분히 연대적 서령에 의해 결정될 수 있다.
그러나 덩이줄기의 충실도나 휴면정도 같은 내적인 특성이 다르고 환경조건이 다른 곳에 저장된 덩이줄기의 경우 수확 후 동일한 시간이 경과했다 하여도 서령의 진전은 각기 다를 수밖에 없다. 이와 같이 덩이줄기의 실질적인 생리적 활성의 변화정도를 기준으로 서령의 진전 정도를 표현하는 것을 생리적 서령이라 한다.
씨감자의 생리적 서령에 따른 감자의 생육과 발육에서 나타나는 차이는 다음과 같다.
생리적 서령 생장과 발육 덩이줄기 (괴경)
출 현 잎생장 형성 수 성숙 수 량
어린 씨감자 늦다 많다 빠르다 많다 늦다 많다
늙은 씨감자 빠르다 적다 늦다 적다 빠르다 적다
이처럼 씨감자의 생리적 서령에 따라 감자의 생장과 발육이 매우 다른 양상을 보이므로 재배적으로는 목적에 따라 이를 적절히 활용할 필요가 있다. 즉, 약간의 수량감소를 감수하더라도 조기에 수확하여 출하를 할 필요가 있을 경우, 씨감자의 저장온도를 높여 생리적 서령을 빠르게 진전시켜 파종하는 것이 유리하다.
3. 생장단계별 관리요령
가. 파종 후부터 출현
싹이 자라기 시작한 씨감자를 파종할 경우 파종 후 20-30일 경에 지상부로 싹이 출현한다. 씨감자의 싹은 5℃ 이상에서는 자라기 시작하므로 싹이 빨리 땅위로 올라오게 하기 위해서는 온도, 토양수분 등의 환경을 싹의 생육에 알맞게 조절해야 한다. 특히 우리나라의 봄재배와 단경기에 재배하는 겨울시설재배에 있어서 감자를 심은 후 싹이 나올 때까지 온도가 낮아 출현이 늦어지는 경우가 종종 있다.
우리나라 봄재배의 경우 여름철 온도가 높아지고 장마가 오기 전에 수확을 마무리해야 하므로 수량증대나 품질향상을 위한 재배기간 연장은 빠른 출현을 유도하는 수밖에 없다. 그러나 이때 싹의 출현기간이 일반적으로 30-45일이 소요되는데, 이는 감자의 전체 생육기간을 90-100일로 보았을 때 생육기간의 1/3-1/2에 해당되는 기간이다. 따라서 이 출현기간을 단축하는 것이 우리나라 봄감자 재배의 요점이라 할 수 있다.
봄재배에서 출현기간을 단축하는 방법으로 가장 효과적인 것은 투명 PE 멀칭재배이다. 멀칭을 통해 토양온도를 상승시키고, 결국 싹의 발육을 촉진하는 원리이다. 수미 품종의 경우 직파재배시 파종후 40일이 경과되어야 출현되는 데 비하여, 멀칭재배시 28일 정도면 출현되어 12일 정도 단축하는 효과를 보인다. 이는 곧 재배기간을 12일 연장하는 효과로 나타나 수량 및 품질향상으로 이어지게 된다.
또한 봄감자 파종기인 2-3월의 경우 우리나라는 봄가뭄으로 인해 매우 건조한 시기라 할 수 있다. 씨감자를 심은 후 토양이 마르게 되면 싹에서 나오는 뿌리의 발달을 막아 활착이 안되고 씨감자 자체 수분과 양분으로 생육하다가 결국 말라죽게 된다. 특히 비닐멀칭재배 중에는 파종기 토양수분이 부족한 상태에서 피복하게 되면 이후 약간의 비가 내려도 빗물이 쉽게 스며들지 못하므로 가뭄 피해가 더욱 크게 된다.
따라서 봄재배는 파종직전에 밭을 갈고 흙덩이를 부수고 이랑을 만든 다음 곧바로 감자를 심고 토양수분이 증발하기 전에 비닐로 피복하여 토양수분을 유지시켜 주어야 한다. 이때 필요하면 적당량 물을 주는 것도 바람직하다. 또한 비닐을 덮은 후에는 덮은 부분중 낮은 부분에 꼬챙이로 드문드문 구멍을 내어 빗물이 스며들 수 있도록 해 주는 것이 필요하다. 특히 감자는 출현기와 덩이줄기 비대기에 물을 많이 필요로 하므로 이 시기의 물관리가 특히 중요하다.
나. 잎이 필 때 (開葉期)
싹이 지상부에 출현하게 되면 곧바로 잎이 전개되는데 잎의 전개와 더불어 땅속줄기가 자라게 된다. 싹이 그 동안 씨감자로부터 양분을 공급받아 생육하다가 이때부터 능동적으로 토양으로부터 흡수하는 시기이다. 이 시기는 뿌리의 발달이 왕성하고 땅속줄기가 신장하며, 지상부의 잎과 줄기의 생육도 왕성하다.
식물체는 이 시기에 활력이 좋아야 땅속줄기의 발생이 좋고 덩이줄기가 굵어지는데 충분한 생육조건을 갖추게 된다. 이 때의 재배관리는 토양의 3상 (공기, 수분, 입자) 조건을 알맞게 조절해 주어야 뿌리의 발달이 좋게되어 생육에 필요한 양분과 수분의 흡수가 용이하다.
북주는 깊이
3㎝ 6㎝ 9㎝ 15㎝
5.9±0.19 6.2±0.20 6.4±0.20 7.67±0.20
싹이 출현하여 잎이 필 때에는 땅속줄기가 발달하게 되는데 싹의 첫째 마디 가까이에서 발생된다. 땅속줄기의 발생은 파종깊이에 따라서 차이를 나타내는데, 깊게 심거나 북주기를 일찍 할수록 증가된다. 우리나라의 봄재배 시기와 같이 가물 때에는 깊게 심는 것이 유리하고, 싹이 출현한 후에는 북을 빨리 줌으로써 가뭄 피해를 줄이고 덩이줄기수를 늘려 수확량을 올릴 수 있다.
다. 덩이줄기 형성기
덩이줄기 형성기는 싹이 출현하여 줄기길이 (경장, 莖長)가 20-25㎝ 자랐을 때로서 생장점에서 꽃 몽오리가 생길 때부터 꽃이 피기 전까지 이다. 덩이줄기 형성기의 기간은 대략 10-15일간 지속된다.
땅속줄기 중에서 덩이줄기가 형성되어 비대가 이루어지는 비율은 50-70%인데, 비대 초기와 그 이후의 영양상태에 따라서 덩이줄기가 도태되는 경우도 있다. 이렇게 도태되는 덩이줄기는 내용물이 다른 덩이줄기로 전류되어 공동화되면서 소멸한다. 이러한 현상은 덩이줄기 비대기에 주로 발생되며, 갑작스런 이상 기후가 나타나는 경우에도 발생된다.
주당 덩이줄기수는 품종의 고유특성이므로 유전적인 영향을 많이 받으나 씨감자의 전처리 (산광싹틔우기, 육아 등), 줄기수의 증감, 시비, 배토 등 재배관리에 따라서 달라진다.
라. 덩이줄기 비대기
덩이줄기 비대기는 꽃이 피는 개화기부터 잎과 줄기가 누렇게 변하는 시기까지이다. 지상부의 잎과 줄기가 꽃이 필 때를 지나게 되면 지상부의 신장생장에서 양분의 축적생장으로 바뀌게 되는 시기로서, 덩이줄기의 비대는 이때부터 시작하여 꽃피는 시기가 끝날 때까지 계속되고 잎과 줄기가 느렇게 변하는 황변기 직전까지 이루어진다.
덩이줄기 비대초기 (肥大初期)에는 잎과 줄기의 자람이 가장 왕성하여 초장의 경우 1일에 3㎝ 정도 자라며, 이후의 덩이줄기 비대성기 (肥大盛期)에는 지상부의 동화물질이 대부분 지하부 덩이줄기에 이행되므로 지상부 생육은 둔화되게 된다. 덩이줄기 비대종기 (肥大終期)에는 지상부의 잎과 줄기가 쇠퇴되어 광합성 능력이 감퇴되고 덩이줄기의 비대 속도도 떨어지게 된다.
따라서 감자 재배에 있어서 꽃필 때까지 엽면적을 최대로 확보시키는 것이 필요하다. 엽면적을 빨리 확보하기 위해서는 비료의 균형시비가 중요하며, 특히 질소와 칼리의 적정한 시비가 필요하다. 또한 잎의 크기, 잎 수 등은 파종시기, 빛, 온도, 습도 및 강수량 등에 의해 영향을 받는다.
구 분 덩이줄기 형성기 덩이줄기 비대기 덩이줄기 성숙기
꽃의 발달 꽃봉오리 발달 꽃이 핀다 꽃이 떨어짐
잎의 형태 직립성 얇아지고 개장 윤기가 없고
아래쪽 낙엽
잎의 색깔 농록색 연록색으로 변하며
아랫잎이 황화됨 연록색으로 퇴색
되고 황화됨
줄 기 직립이고 곁눈
발생이 없음 직립상태에서 누우며
원줄기 생장이 멈추
고 곁가지가 발생 색깔이 퇴색되고
잎수가 적어짐
높은 온도, 가뭄, 일조량이 많을 때에는 잎의 크기가 작아지지만 반대의 경우에는 잎이 커진다. 또한 온도가 낮을 때에는 잎맥 사이에 주름이 생겨 쭈글쭈글한 형태로 나타난다.
덩이줄기의 비대는 매우 왕성하여 비대 최성기에는 1포기당 하루에 40g 정도로 무게가 늘어나 10a당 200kg 내외까지 증가할 수 있다. 그러나 덩이줄기 비대기에 토양수분, 일조량 등이 부족하게 되면 덩이줄기의 비대 속도가 떨어지며, 특히 토양수분의 급격한 변화는 기형 (畸形) 감자가 늘어나는 원인이 된다.
덩이줄기 비대기에는 수분 요구량이 감자 생육기간 중 가장 많으므로 이 시기에는 토양수분이 충분하도록 유지해야 품질을 높이고 수확량도 늘릴 수 있다. 또한 밤․낮동안의 온도차가 커야 덩이줄기 비대가 빠르고 전분축적이 잘 이루어진다.
덩이줄기 비대기는 지역에 따라 차이가 있으나 봄재배의 경우에는 보통 5월 중순～6월 상순이며, 뒤로 갈수록 온도가 올라가고, 밤․낮 온도의 일교차도 적어진다. 가을재배의 경우 9월 중순～10월 상순으로 뒤로 갈수록 온도가 낮아지고 밤낮의 온도 일교차가 커져서 덩이줄기 비대 속도가 봄재배보다 빠르다.
이와 같이 덩이줄기 비대와 기온관계에서 볼 때, 봄재배의 경우 파종기를 빠르게 한다든가 초기생육을 촉진하여 덩이줄기 비대기가 기온이 너무 높아지지 않는 시기에 도달되도록 조절한다. 또한 가을재배는 생육기간 연장을 위해 생육 후기의 서리 피해를 피할 수 있는 방법을 강구해주는 것이 좋다.
마. 덩이줄기 성숙기
덩이줄기의 비대가 정지되고 잎과 줄기가 말라죽게 되면 덩이줄기는 완숙단계에 도달한다. 표피가 충분히 굳어져야 기계적인 상처가 감소되고 저장력도 향상된다. 또한 덩이줄기가 완숙되면 땅속줄기에서 잘 떨어져 수확작업도 쉬워지게 된다. 따라서 이때에는 토양수분이 적어야 껍질이 잘 굳어지고 품질이 향상되므로 덩이줄기의 비대 후기에는 토양수분을 다소 건조하게 관리해야 한다.
특히 우리나라의 봄재배에 있어서 파종기 및 덩이줄기 비대기에는 가무는 반면 덩이줄기 비대 말기에는 장마가 닥치게 되어 감자의 품질을 크게 손상시키는 경우가 종종 발생되고 있다. 그러므로 봄감자 재배는 장마 이전에 모두 수확을 완료하는 것이 좋다.
4. 생육단계와 환경
감자의 생육에 관여한 요인은 여러 가지가 있으며, 그 중에서 영향을 크게 미치는 요인으로는 온도, 일조량, 강수량 및 토양 등이 있다.
가. 온도
감자의 생육은 싹부터 시작되는데 싹은 5℃부터 자라게 되는데 자라는데 적당한 온도가 비교적 낮은 (호냉성) 작물이다. 덩이줄기가 굵어지는데 좋은 온도는 15-18℃이고, 지상부인 잎과 줄기의 발육에는 21℃가 가장 적당하다. 온도가 높으면 잎이 작아지고 주름이 생기며, 27-30℃ 이상에서는 땅속줄기의 형성과 덩이줄기 비대가 정지되고 호흡작용이 왕성하여 동화물질이 감자 덩이줄기에 쌓이기보다는 호흡을 통하여 소모되는 양이 많아진다. 그러나 낮에는 비교적 온도가 높더라도 밤 온도가 낮으면 동화물질의 축적에 유리하므로 밤낮 온도차가 큰 것이 덩이줄기의 비대를 충실하게 하는데 좋다.
따라서 보통 감자가 자라기에 적당한 온도는 14-23℃이며, 덩이줄기가 굵어지는데는 낮 온도가 23-24℃이고, 밤 온도가 10-14℃일 때가 가장 좋다. 이러한 조건으로 볼 때 우리나라에서 감자가 자라기에 적당한 시기는 4-5월과 9-10월이라 할 수 있다. 특히 9-10월에는 밤낮 온도차가 크므로 덩이줄기 비대에 매우 유리한 조건이다.
나. 일조량
감자의 자랄 때에는 햇빛을 많이 받는 것이 좋다. 햇빛을 많이 받으면 탄소동화작용이 왕성하게 되고, 잎과 줄기의 조직이 견고해지며, 엽록소가 많아져 잎이 진한 녹색이 된다. 또한 육질이 두꺼워지고 전분함량이 높아져 성숙을 촉진시킨다.
우리나라 평난지의 봄과 가을재배에 있어서 일조부족에 대한 피해는 크게 문제가 되지는 않으나 고랭지 여름재배에 있어서는 6-7월 장마기간이 길어질 때 일조부족에 의한 수량감소가 종종 나타나고 있다.
고랭지 여름재배와 같이 일조량이 부족하여 잎과 줄기의 웃자람이 심한 지역에서는 감자 재배시 질소의 시비량을 줄여주어 소모성 웃자람을 줄여주는 것이 일조부족에 대한 대책이 될 수 있다.
다. 강수량
감자는 비교적 건조한 것이 생육에 유리하다. 감자의 수분 요구량은 300-600g 정도로서 전 생육기간을 통하여 필요한 강수량은 300-450mm 정도가 알맞다. 특히 감자의 생육기간 중 물을 가장 많이 필요로 하는 기간은 덩이줄기 비대기이고, 그 다음은 싹이 나오는 출현기이다. 반대로 덩이줄기 성숙기, 즉 잎과 줄기가 누렇게 변하는 황변기부터 수확기까지는 다소 건조한 것이 좋다.
우리나라의 기상조건을 볼 때 봄감자가 싹이 나올 때부터 덩이줄기 비대기까지와 가을재배의 덩이줄기 비대기에는 강수량이 비교적 적어 가뭄 피해가 많이 발생한다. 그리고 봄감자 재배중 잎과 줄기의 황변기부터 수확기까지는 장마기에 도달하여 과습의 피해가 많다.
감자는 침수에 대해서 매우 약한 작물이다. 침수피해에 대한 정도는 생육시기, 물의 온도, 물의 속도, 물의 혼탁도, 침수시간 및 토양조건 등에 따라 다르다. 일반적으로 침수피해는 6-7월에 많이 발생되는데 이 때에는 물의 온도가 높고, 호흡작용이 왕성한 시기이므로 침수시에는 덩이줄기가 심하게 썩는 경우가 있다.
봄감자 수확기 조사에 의하면 침수시 물을 뺀 직후 수확을 할 때 24시간 정도 침수되면 썩기 시작하고, 36시간 침수는 41%, 48시간 침수시는 100% 썩었으며, 물이 빠진 3일 후 수확할 경우 36시간 이상 침수는 100% 썩는 것으로 나타났다.
또한 침수된 덩이줄기는 저장성이 현저히 떨어지는데, 침수시간이 길수록 부패율이 증가되어 24시간 이상 침수된 덩이줄기는 저장중 부패가 급격히 진행되므로 저장이 불가능 한 것으로 나타났다. 그러나 침수 후 수온이 10℃ 이하일 때에는 48시간 정도 침수에서도 감자의 부패가 크게 나타나지 않았다.
이와 같이 감자는 침수에 대한 저항력이 매우 약한 작물이므로 감자를 심은 후에는 감자밭 주위에 물빠짐이 잘 되도록 배수로를 설치하여 포장이 과습되지 않도록하여야 한다. 특히 수확기에는 건조하도록 관리하여 덩이줄기의 성숙을 촉진함으로써 감자를 운반하거나 저장하는 중에 품질이 변하지 않도록 해야 한다.
라. 토양
토양은 작토층이 깊고 유기물이 풍부하며, 물빠짐이 좋고 바람이 잘 통하는 모래참흙이나 참흙이 좋다. 질참흙처럼 진흙성분이 많은 토양은 관리하기 어렵고 물빠짐과 공기 순환이 잘 안되어 뿌리와 땅속줄기가 잘 자라지 못하고 과습으로 인한 덩이줄기의 부패를 늘리기 때문에 적당하지 못하다.
토양 산도는 pH 5.0-6.0이 좋으며 알칼리성 토양에서는 더뎅이병 발생이 증가되고 과도한 산성토양에서는 흑지병 발생이 증가되는 경향을 보인다.
감자는 흙속에서 굵어지므로 다른 작물에 비해 토양의 토성뿐 아니라 토양의 3상 (氣相, 液相, 高相) 조건에 큰 영향을 받는다. 그러므로 감자를 심기 전 깊이갈이를 하고 흙부수기 (碎土)를 고르게 하며, 잘 썩은 유기물을 많이 넣어주어 토양을 비옥하게 함은 물론 부드럽게 하는 것이 수확량을 늘리는데 매우 중요하다.
생리적 서령 생장과 발육 덩이줄기 (괴경)
출 현 잎생장 형성 수 성숙 수 량
어린 씨감자 늦다 많다 빠르다 많다 늦다 많다
늙은 씨감자 빠르다 적다 늦다 적다 빠르다 적다
북주는 깊이
3㎝ 6㎝ 9㎝ 15㎝
5.9±0.19 6.2±0.20 6.4±0.20 7.67±0.20
구 분 덩이줄기 형성기 덩이줄기 비대기 덩이줄기 성숙기
꽃의 발달 꽃봉오리 발달 꽃이 핀다 꽃이 떨어짐
잎의 형태 직립성 얇아지고 개장 윤기가 없고
아래쪽 낙엽
잎의 색깔 농록색 연록색으로 변하며
아랫잎이 황화됨 연록색으로 퇴색
되고 황화됨
줄 기 직립이고 곁눈
발생이 없음 직립상태에서 누우며
원줄기 생장이 멈추
고 곁가지가 발생 색깔이 퇴색되고
잎수가 적어짐
출현기 영양생장기 괴경형성기 괴경비대기 성숙기