한국콩연구회

콩의 잠재수량에 영향을 미치는 생리적 및 재배적 요인들

최근 농촌진흥청 콩 연구팀은 선풍(340kg/10), 대풍2호(345kg/10a), 대찬(322kg/10a) 등 300kg/10a이상의 다수성 콩 신품종을 잇달아 개발하여 콩 수량성 증진의 가능성을 보여주고 있다. 이는 미국의 농가 평균수량인 2013년의 296kg/10a과 2014년 321 kg/10a에 비해 적지 않는 수량이라 판단된다. 물론 우리의 농가 평균 콩 수량이 2013년 193kg/10a, 2014년 187kg/10a로 매우 낮아 시험장과 농가수량의 격차해소가 또 다른 숙제로 남아 있기는 하지만 수량성이 높은 콩 품종 개발은 장차 국가 콩 생산성 향상에 청신호임에는 틀림없는 사실이다. 콩에서 최대수량에 대한 연구는 다수 있으며, 이중 잠재수량(Potential yield)은 수분과 양분의 제한이 없고 생물적 및 비생물적 스트레스가 적절히 조절되는 환경에서 얻어지는 수량으로 외부의 농가평균수량, 수량경진대회수량, 다양한 Model 등을 이용하여 측정하며 대체로 750 ~ 1,100kg/10a 범위에서 보고되고 있다.
최근 Field Crops Research(2015)에 Dupont Pioneer와 Arkansas대 연구진이 발표한 콩의 잠재수량에 영향을 미치는 생리적 및 재배적 요인에 대한 연구에서 수량 결정에 영향을 주는 생리적인 요인들을 단위면적당 종자수와 개별 종자무게의 곱을 이용한 모델로 설명하고 있다. 종자 발생단계상 먼저 결정되는 단위면적당 종자수는 식물체의 바이오매스 축적률 (Biomass Accumulate Rate, BAR, gm-2d-1)과 생식기관으로 동화산물 이전 정도에는 비례하나 종자생장율(Individual Seed Growth Rate, ISGR, mgseed-1d-1)과는 반비례하는데, 이때 ISGR은 다른 의미로 낙화 및 낙협을 방지할 정도로 요구되는 최소의 동화산물을 의미한다. 그러므로 단위면적당 종자수를 최대한 확보하기 위해서는 작물 생육에 최적환경(높은 광투과율, stress free, 토양비옥도 유지 등)을 제공하여 BAR을 높게 유지하고 ISGR을 낮게 유도하여야 한다. 한편 후기에 결정되는 종자무게는 ISGR과 유효종자비대기간(Effective Seedfilling Period, EFP, d)의 곱으로 나타낼 수 있다. 연구에 의하면 ISGR은 유전적 변이가 크고 환경에 의한 변이는 크지 않는 편이고, EFP는 유전적 변이도 존재하나 여러 종류의 생물학적 및 비생물학적 스트레스에 의해 감소된다고 하였다. 분석결과 콩에서 잠재수량에 도달하기 위해서는 BAR을 최대 높이고 EFP를 연장하며 아울러 이들 요인에 절대적인 영향을 미치는 충분한 영양공급, 특히 질소공급이 필요하다.
위의 결과를 바탕으로 본 논문에서 제안한 콩의 최대 수량을 확보하기 위한 전략으로는 파종기를 앞당겨 EFP를 최대한 연장하고, 영양공급을 최적화하며 나아가 생물적 및 비생물적 스트레스를 최소화하는 것과 아울러 ISGR, EFP, BAR에 대한 최적의 유전자 조합을 확보할 수 있는 분자마커기술이 확보된 육종프로그램을 개발하는 것이라고 하였다.
<출처 : Field crops research 182 (2015) 86–97)