옥수수(6) - 채종 단계별 재배관리

옥수수는 타가수정 작물로 모본(종자친, ♀)과 부본(화분친, ♂)이 교잡되어 F1 종자를 생산하므로, 자가수정 작물보다 채종하는 데 어려움이 많다. 옥수수는 자가 수정 작물인 벼, 콩, 보리 등의 재배법과는 달리 채종포를 격리시켜 설치해야 하며, 양친(기본식물)에 대한 각 채종 단계(원원종→ 원종 → 보급종)를 거쳐 농가에 보급할 교잡종을 생산한다. 

농촌진흥청에서 개발한 옥수수 품종은 국가기관인 국립종자원이 충청북도농산사 업소 협조를 받아 보급종을 생산해왔으나 2006년부터 우리나라 종자의 안정적인 수급을 위해 농협종묘 등 민간종묘 업체에 옥수수 일부 품종에 대한 종자 생산· 판매권을 이전하였으며, 2012년부터 농촌진흥청에서 개발한 옥수수 품종들은 정 부보급종 생산이 중단되고 민간기업 주도로 종자 생산·판매가 이루어지고 있다. 

채종단계별 재배방법 

가. 양친(기본식물)의 유지 관리 

옥수수 기본식물은 품종을 개발한 육성 기관에서 직접 재배하여 각종 특성과 생산 량 등을 비교하면서 유지·증식하고 있다. 기본식물은 격리시켜 보통 1수 1열법 (이삭 1개의 종자를 1줄로 파종하여 재배하는 것)으로 재배하고, 인공 교배에 의해 자식(自殖)시켜 종자를 생산·유지한다. 이와 같은 방법으로 수년간 자식을 계속하면 자식열세(인위적인 자가 수분으로 식물체가 연약해지고 각종 특성 및 수량성이 떨어짐) 현상이 심화되어 생율이 극도로 열악해지므로 3년에 1회 정도는 근친 간 교배(같은 계통의 서로 다른 개체 간 교배)를 시킴으로써 식물체의 세력을 확보 하여 자식열세 현상을 막아야 한다. 

매년 개화기 등 각종 생육 특성과 이삭의 특성을 면밀히 조사하고 연차 간, 개체 간 변이를 파악하여 순도가 높은 우량종자를 생산해야 한다. 

나. 원원종과 원종 

기본식물에서 넘어온 옥수수 종자는 인공 교배하거나 격리 재배하여 원원종과 원종을 생산한다. 

채종포 내에서 이형 개체(불량 개체, 특성이 다른 형태의 개체)가 있을 경우 이형 개체의 꽃가루가 다른 개체로 이동하여 수정되면 순도가 떨어지는 불량한 옥수수 종자가 생산될 수 있다. 다음과 같은 특징을 가진 이형주(딴꼴포기)는 철저히 제거해야 한다. 

(1) 같은 계통을 재배하는 포장에서 개화기(암꽃, 수꽃이 피는 시기)가 지나치게 빠르거나 느린 개체 

(2) 병에 걸린 개체 또는 전에 없던 증상을 보이거나 충해가 심한 개체 

(3) 같은 포기에서 수꽃(웅수), 암꽃(수염)의 출현 시기가 서로 크게 차이나 자식시키기 어려운 개체 

(4) 다른 개체에 비해 이삭이 달린 높이가 훨씬 높거나 낮은 개체 

(5) 식물체 줄기가 굵고 잎과 키가 유난히 크면서 세력이 왕성한 개체 

(6) 수꽃과 암꽃의 색이 다른 개체에 비해 많이 다르거나 출현이 어려운 개체 

(7) 기타 가뭄이나 습해에 특히 약한 개체 

(8) 성숙 시기가 다른 것에 비해 너무 빠르거나 늦은 개체 

(9) 수확할 때 이삭썩음병이 있거나 옥수수 알의 색이 다른 이삭 

이와 같은 이형 개체 및 불량 개체는 선발에서 제외시켜 과감히 제거해야 우량한 종자를 생산할 수 있다.

다. 보급종 생산(F1 교잡종)

옥수수 교잡종의 종류에는 단교잡종, 변형단교잡종, 3계교잡종, 복교잡종과 다계 교잡종 등이 있으나 현재 우리나라에서 보급되고 있는 광평옥, 강다옥, 장다옥, 강 일옥(이상 알곡 또는 담근먹이용 옥수수), 찰옥4호, 일미찰, 얼룩찰1호, 미백2호, 미흑찰, 흑점2호, 구슬옥, 감미옥(이상 간식용 옥수수) 등은 모두 단교잡종으로 2 개의 자식계통을 사용하여 보급종이 생산되고 있다. 

교잡 유형에 따른 채종 단계별 종자 생산, 모·부본 재식 비율과 종자생산 능력은 (표 1)과 같다. 

(1) 단교잡종 

단교잡종은 현재 우리나라에서 가장 많이 이용되고 있는 교잡 유형으로 식물체 및 이삭이 매우 균일하고 수량이 높다. 옥수수 육종가들이 가장 많이 개발하는 교잡 유형 중 하나이다. 단교잡종은 2개의 자식계통(inbred) 간에 교잡된 것으로 잡종 1 세대(F1)에서 나타나는 잡종강세 현상(생산력)이 다른 교잡 유형에 비해 크게 나타 나, 생산성이 교잡 유형 중에서 가장 높다. 옥수수 단교잡종의 기본이 되는 자식계통(기본식물)들은 타가수분을 하는 옥수수를 인위적으로 6∼7세대 동안 자가수분 (동일한 식물체의 수꽃과 암꽃 간의 교배)을 시켜 초형, 병해, 개화기 등의 생육 특성과 이삭 특성을 통해 호모(homo) 개체를 선발한 것이다. 즉, 여러

가지 유전적인 특성들이 자가수분 과정에서 고정된 것이며 선발 과정에서 불량한 개체는 도태되었기 때문에 우수한 형질을 보유한 유전적으로 고정된 계통들이다. 완전히 고정 된 계통은 식물체, 이삭, 알의 크기가 모두 작고 생육이 교잡종에 비해 매우 떨어진다. 이러한 현상을 자식열세(自殖劣勢)라고 하며 자식이 되어 해가 거듭될수록 식물체, 이삭의 크기가 급속히 작아진다(그림 1). 

   (표 1)옥수수 교잡유형별 종자 채종방법과 생산능력 비교

              (그림 1)옥수수 자가수분 횟수에 따른 자식열세 현상

그러므로 옥수수 종자는 매년 생산된, 잡종강세 현상이 가장 크게 나타나는 1대 잡종 종자를 이용해야 하며, 농가에서 자가 채종하여 종자를 다음 해에 다시 이용하면 수량이 크게 감소한다. 

              (그림 2)단교잡종 옥수수 종자 채종 재배방법

단교잡종 채종 시 모본(종자친)은 이삭이 크고 불량한 기상 환경에 민감하지 않으면서 수염이 이삭에서 잘 출현하여 수정이 잘 되는 특성이 있어야 한다. 또한 이삭썩음병에도 강해야 한다. 반면에 부본(화분친)은 키가 크고 쓰러짐에 강하면서 수꽃이 분지 수가 많아 화분량이 많아야 한다. 또한 수꽃이 완전히 출현한 후에 화분이 날리는 기간도 길어야 한다. 

단교잡종 채종 방법은 모본 2열마다 부본 1열씩 파종하는 일반 재배법(♀:♂=2:1) 과 모본 2열마다 모본의 열과 열 사이에 부본을 파종하는 웅주간파 방법이 많이 이용되고 있다. 암, 수 비율을 2:1로 재배하는 방법보다 2:1 웅주간파로 재배하는 것이 종자 채종량이 33% 증가되어 유리하나, 품종에 따라 종자친에 비해 화분친의 세력이 약할 때는 꽃가루의 안전한 확보를 위해 일반 재배법인 2:1로 재배하는 것이 유리하다. 

단교잡종 종자 채종을 위한 파종법은 (그림 2)와 같으며 파종법에 따른 종자 생산량의 비교는 (그림 3)과 같다. 

           (그림 3)옥수수 단교잡종 웅주간파 채종 재배 효과(작시, 1978)

종자친과 화분친의 파종은 개화기가 서로 같은 계통일 경우에는 같은 날에 하지 만, 종자친과 화분친의 개화기가 차이가 있을 때는 개화기를 맞추기 위해 시차 파 종을 해야 한다. 시차 파종을 할 때는 개화기가 늦은 계통을 먼저 심어야 한다. 일찍 심는 계통과 늦게 심는 계통 사이의 시차 파종 일수는 두 계통 간의 개화기, 파종 지역, 재배시기에 따라 달라진다.

담근먹이용 옥수수인 강다옥, 알곡용 옥수수인 장다옥, 찰옥수수인 얼룩찰1호와 흑진주찰은 종자친과 화분친의 개화기가 서로 비슷하기 때문에 동일한 날에 파종해도 종자친의 출사기(수염이 나오는 시기)와 화분친의 꽃가루가 날리는 시기가 잘 맞아 종자 생산이 잘된다. 그러나 찰옥수수인 찰옥4호와 일미찰은 종자친의 출 사기가 화분친의 꽃가루가 날리는 시기보다 늦기 때문에 종자친을 먼저 파종해야 한다. 종자친이 지상부에 전체 개체 수의 50% 이상 출현하고 초엽이 2∼3cm 정도 되었을 때 화분친을 파종해야, 종자친의 수염이 나올 때 화분친에서 꽃가루가 날리기 시작해 종자를 많이 생산할 수 있다. 이 시기는 일반적으로 종자친을 파종하고 약 10일 정도 지났을 때이지만 파종 당시의 기온, 토양의 수분 상태에 따라 달라질 수 있으므로 기상 및 토양 조건 등을 고려하여 시차 파종 시기를 결정해야 한다. 

담근먹이용 옥수수인 광평옥도 종자친과 화분친의 개화기가 다소 차이가 있기 때문에, 개화기를 맞추기 위해 종자친을 파종한 후 7∼11일경에 화분친을 파종한다. 

찰옥수수인 찰옥2호와 담근먹이용 옥수수인 수원옥은 종자친과 화분친의 개화기 차이가 매우 크다. 이들 두 품종은 종자 생산 시 양친(종자친과 화분친) 중 개화기가 빠른 계통과 늦은 계통 간에 15일 이상 시차 파종을 해야 개화기가 일치해 종자를 많이 생산할 수 있다. 그러나 이와 같이 양친 간에 시차 파종 일수의 간격이 크고 파종할 당시의 기온, 토양 수분 등이 서로 차이가 있을 경우에는 예상했던 발아 일수, 발아율에 차이가 있어 개화기가 일치하지 못하고 수정률이 떨어질 수 있다. 또한 시차 파종은 기상 환경에 따라 연차 간, 지역 간에 변이가 심하여 채종에 어려움이 많다. 따라서 이러한 단점을 개선하기 위해 양친 중 개화기가 늦은 계통에 비닐피복을 해주면 양친 사이에 개화기를 일치시킬 수 있다(그림 4), (그림 5). 

채종 재배 시 비닐피복을 하면 다음과 같은 이점이 있다. ① 토양 온도를 상승시 켜 준다. ② 토양 수분을 알맞게 유지해 준다. ③ 토양 표면을 부드럽게 유지해 준다. ④ 생육을 촉진시켜 늦은 계통의 개화기를 10여 일 이상 앞당길 수 있다. ⑤ 잡초 발생을 억제한다. ⑥ 뿌리 발달과 생육을 왕성하게 해준다. ⑦ 수꽃의 높이를 높여 꽃가루가 날리기 쉽고 꽃가루 양도 많아져 종자 생산량을 증가시킨다. 비닐 피복 재배를 이용한 동시 파종법은 두 번 파종하지 않아도 되는 점은 편리하지만 비닐 구입비용이 추가로 들고 피복작업을 해야 하는 단점이 있다.

        (그림 4)부본(♂)비닐피복 재배에 의한 동시 파종방법 효과(작시, 1998∼1999)

               

                 (그림 5)♀,♂의 개화기가 서로 다른 교잡종 채종 재배방법

(2) 3계교잡종과 복교잡종 

종자 생산량이 적은 단교잡종 옥수수의 단점을 보완하기 위해 개발된 것이 3계교 잡종과 복교잡종이다. 

교잡종 채종 단계는 자식계통 유지→ 증식→ 단교잡종 생산(F1)→ 3계교잡종 및 복 교잡종 생산 등 4단계를 거쳐 이뤄진다. 종자 생산 단계는 단교잡종보다 복잡하지만 종자친을 단교잡종으로 이용하기 때문에 종자 생산량이 2∼3배 많다. 따라서 생산비가 절감되어 종자 가격이 단교잡종에 비해 낮다. 이들 교잡종은 단교잡종에 비해 식물체의 균일도와 수량이 다소 떨어지고 품종 개발도 어렵지만, 단교잡종에 비해 여러 개의 장점을 보유한 자식계통이 더 많이 관여하고 있기 때문에 새로운 병이 발생했을 경우 단교잡종에 비해 유리할 수도 있다. 

3계교잡종 채종 시 종자친은 세력이 왕성한 단교잡종이지만 화분친은 단교잡종에 비해 세력이 약한 자식계통이기 때문에 웅주간파로 재배했을 경우 화분친은 이랑 사이의 간격이 좁아 제대로 자라지 못한다. 또한 키도 작아져 종자친에 꽃가루 공급이 원활하지 못하고 종자 생산에 큰 피해를 가져온다. 따라서 3계교잡종 채종 시 에는 웅주간파법을 이용하지 않고 종자친과 화분친의 이랑 사이 간격이 같은 일반 적인 채종 재배법으로 종자를 생산한다. 종자친과 화분친의 재식 비율을 4대2로 하여 자식계통인 화분친의 생육이 위축되지 않도록 충분한 생육 공간을 확보해 준다. 

채종포 선정과 재배 관리 

가. 채종포 선정 

옥수수 채종포는 자식계통을 생산하는 원원종·원종 포장일 경우 다른 종류의 옥수수 포장에서 300m 이상 떨어져야 하고, 교잡종을 생산하는 보급종 포장은 200m 이상 떨어져 재배해야 순도 높은 종자를 생산할 수 있다. 만약 다른 색과 다른 특성을 보유한 옥수수의 꽃가루가 몇 개라도 날아와 수정이 이뤄지면 이삭 내에 전혀 다른 색을 가진 잡종 종자가 생산된다. 이런 경우 혼종 된 옥수수 알곡을 따내면 된다. 그러나 만약 같은 색깔의 다른 종자가 섞여 있다면 육안으로 판별이 어려워 순도가 낮은 불량 종자를 생산할 수 있다. 따라서 채종포 주변에는 채종하는 옥수 수 외에 다른 품종이 재배되지 않도록 사전에 인근 농가에 알려야 한다. 채종포의 가장자리에 화분친을 여유 있게 더 파종하면 꽃가루의 공급을 원활하게 할 수 있어 임실률(稔實率) 향상에 도움이 된다. 

교잡종 채종에 쓰이는 양친들은 대부분 자식계통이기 때문에 가뭄과 습해의 염려 가 없는 비옥하고 햇볕이 잘 드는 포장을 선정해야 한다. 햇볕이 부족하면 옥수수 가 정상적으로 생육하지 못하여 이삭이 작고 임실률도 많이 떨어질 수 있으므로 가급적 계곡에 위치한 밭은 피하는 것이 좋다. 

                        (그림 6)옥수수 F1종자 채종포

나. 재배 관리 

교잡종에 비해 세력이 약한 자식계통을 재배하여 F1 종자를 생산하기 때문에 발아율과 초기 생육이 떨어진다. 따라서 옥수수를 심기 전에 종자소독을 반드시 하고 토양을 정밀하게 로터리하여 흙덩어리가 생기지 않도록 한다. 또한 거세미 등 토양 해충의 피해를 막기 위해 토양 살충제를 살포한다. 

밭갈이를 할 때 퇴비는 10a당 1,500kg 이상 넣고, 로터리할 때 질소, 인산, 칼리는 각각 성분량으로 15, 3, 6kg 정도를 준다. 질소의 1/2은 본엽이 6∼7매 되었을 때(무릎높이 자람) 웃거름으로 준다. 3계교잡종 채종 시에는 교잡종을 모본으로 이용하기 때문에 생육량이 많아 비료를 자식계통보다 많은 17-3-7kg/10a로 늘려준다. 파종 후 3일 이내에 제초제를 살포하여 옥수수가 잡초와 경합하지 않고 자랄 수 있도록 환경을 만들어준다. 파종 후 한 달이 지나면 중경배토를 실시하여 잡초 발생을 억제하고 단단해진 토양을 부드럽게 유지한다. 

심는 거리는 일반적인 옥수수 재배법과는 달리 옥수수 생육 기간 중 이형주 제거, 병해충 방제, 종자친의 수꽃 제거 등 중간 관리 작업을 위해 이랑 사이를 왕래해야 하기 때문에, 작업의 편의를 위해 60cm보다 넓은 70∼80cm로 하는 것이 유리하다. 웅주간파로 하지 않을 경우에는 포기 사이를 20cm 정도로 파종하여 6,000∼7,000 개체/10a로 유지하는 것이 채종량 확보 및 충실한 종자 생산에 도움이 된다. 모든 환경 조건이 알맞게 유지될 경우 8,000개체로 밀식하여 재배할 수 있으나 식물체가 약해져 쓰러짐 피해가 우려되고 이삭이 작아져 오히려 채종량이 감소할 수 있다(표 2). 

웅주간파로 파종하는 경우에는 10a당 심는 개체 수가 많이 확보되기 때문에 포기 사이를 넓혀 25cm 정도로 재배하는 것이 좋다. 

      (표 2)옥수수 교잡종 채종 시 자식계통(암, 수)의 심는 밀도와 수량(1979, 작시)

다. 이형주 제거 

이형주는 자식계통과 단교잡종이 모양이나 색에서 본래의 특성과 다른 개체를 말 한다. 교잡종 종자 생산에 이용되는 계통 중 이형주가 한 개체만 있더라도 그 개체의 꽃가루가 주변에 퍼지게 되면 많은 개체가 혼종되어 그 주변 포장은 포장 검사에서 불합격 판정을 받는다. 따라서 육안으로 판단하여 다른 개체와 조금이라도 차이가 있는 개체가 있으면 개화 이전에 반드시 제거해야 한다. 일반적으로 자식 계통에 섞여 있는 이형 개체는 다른 것에 비해 생육이 왕성하고 빠르며 키가 크고 잎도 넓어서 눈에 잘 보인다. 이형주를 확실히 제거하기 위해서는 채종 재배되고 있는 자식계통의 특성을 잘 알아야 한다. 

단교잡종을 종자친으로 이용하는 3계교잡종 채종 재배에서 종자친의 이형주는 단 교잡종 채종 때와는 반대로 키가 작고 초기 생육이 부진하며 여러 특성들이 다른 개체들에 비해 뒤떨어지는 개체이다. 전년도 단교잡종 채종 시 부주의로 자식이 되는 경우가 발생할 수 있기 때문에 키가 작은 개체가 있으면 무조건 제거해야 한다. 

이형주 제거는 옥수수가 어릴 때 구분이 잘 되기 때문에 보통 6∼7매 때 실시하는 것이 좋다. 이형주를 제거할 때 생육이 부진하거나 병충해가 심한 개체도 제거하여 충실한 고품질의 종자를 생산하는 데 주력해야 한다. 

수확 시까지도 관찰하여 유난히 잎이 푸르고 옥수수 알이 익어가는 과정이 너무 늦은 개체도 이형주로 간주하여 제거해야 한다. 수확 후 옥수수 이삭이 다른 이삭 에 비해 훨씬 크거나, 옥수수 알이 크거나 작은 이삭도 이형 개체로 생각하여 제거해야 한다. 3계교잡종 채종 포장에서는 반대로 작은 이삭을 이형 개체로 볼 수 있다. 

라. 제웅(수꽃 제거, 개꼬리 뽑기) 작업 

옥수수 교잡종 채종 시 화분이 생산되지 않는 웅성불임(雄性不稔) 계통을 이용할 때는 제웅 작업이 필요 없으나 웅성불임 계통을 이용하지 않을 때는 종자친이 제 꽃가루받이를 하지 않도록 인위적으로 종자친의 수꽃을 제거하여, 종자친이 화분 친과 수정이 되도록 만들어야 한다. 

수꽃을 제거하는 작업은 꽃이 피기 전에 수꽃이 보이면 옥수수 줄기를 한 손으로 잡고 다른 한 손으로 수꽃을 뽑아야 아래 잎들이 함께 뽑히지 않고 수꽃만 제거할 수 있다. 수꽃을 잘못 뽑아 줄기 윗부분에 있는 몇 개의 잎이 수꽃과 함께 제거될 때가 있는데, 이렇게 되면 (표 3)과 같이 종자 생산량이 감소할 수 있으므로 제거할 때 주의해야 한다. 

 (표 3)수꽃 제거 시 피해 본 잎 수에 따른 수량 손실

수꽃을 제거하는 작업은 꽃가루가 대개 오전 9시부터 11시 사이에 가장 왕성하게 날아다니므로, 꽃가루가 날리기 이전인 아침 일찍 뽑아주거나 전날 오후 늦게 미 리 뽑아야 한다. 수꽃을 제거할 때 수꽃이 끊어져 밑부분이 남는 경우가 있는데 수꽃의 밑부분까지 완전히 제거해야 한다.