한국원예학회 50주년ㆍ국립원예특작과학원 60주년 기념

▲ 서효덕 전 원예연구소장 ‘한국 농업의 백색혁명-시설재배를 통한 원예작물의 주년생산’ = 한국농업에서 시설재배의 확산으로 이뤄진 백색혁명은 국가에서 육성한 석유화학 산업과 철강산업에서 농업용 폴리에틸렌 필름과 구조자재의 철재원료를 원활하게 공급해 채소류의 주년생산과 시설의 현대화를 가능하게 했다. 이러한 주변 배후산업의 발달과 동시에 추진된 새마을운동은 농가소득을 증대시키기 위한 농민의 노력과 잘 조화돼 시설재배 면적의 급속한 확대가 가능했고, 국가경제의 발전에 따라 증가된 국민소득은 시설재배 채소류의 소비를 증대시키는 선순환을 유도해 지금의 한국은 국민 1인당 시설재배 면적을 세계에서 가장 많이 확보하게 됐다. 또한 관련기술 개발이 지속적으로 진행됨에 따라 시설원예 기술강국으로 발전할 수 있었다.

▲ 강점순 부산대학교 원예생명과학과 교수 ‘채소작물 안정생산을 위한 기후변화 대응기술 개발’ = 기후변화가 농업부문에 미치는 영향으로는 작물의 개화, 출수 시기 변화 등 생리학적 변화를 일으키고 작물의 품질, 재배적지를 이동시키며 병해충 발생과 개체군의 이동 등 농업생태계를 변화시킬 뿐 아니라 생물다양성에도 영향을 준다. 이와 같이 기후변화는 농업생산성과 농가수익 등 농업생산수단의 자산 가치에 변동을 가져오고 농업시스템을 변화시키고 있다. 따라서 기후변화에 대한 채소의 안정생산을 위해서는 채소재배의 최적지대 구분 및 한계지대 설정 연구, 지대별·지역별 특성에 맞는 채소재배 작형선택, 한반도 온난화에 대비한 적합 품종개발 및 재배기술 개발, 기후변화에 따른 정보를 바탕으로 농작물의 생육관리 기술, 아열대·열대 채소 적응시험 및 재배기술 개발, 채소 재해방지 및 안정생산기반 조성과 시설원예에서는 탄소배출 저감기술 확대 등에 대한 연구가 시급하게 요구되고 있다.

▲ 윤무경 국립원예특작과학원 채소과장 ‘채소종자시장 현황과 전망’ = 2011년에 ‘2020 종자산업육성대책’의 핵심 추진전략 중 하나인 ‘수출 전략품목 육성’ 등을 위한 R&D 투자 확대를 위해 골든씨드프로젝트를 새로 마련해 2012년부터 10년간 벼, 감자, 옥수수, 고추(파프리카), 배추, 수박, 무 등을 포함한 10개 수출전략 품목과 양배추, 토마토, 양파, 감귤, 백합 등을 위시한 9개 수입대체 품목을 대상으로 경쟁력 있는 품종을 육성할 계획이다. 이와 관련해 민간 종자업계도 신품종 육성을 위한 R&D 인력과 기반시설을 확충하고 투자를 확대하고 있으며, 채소류를 중심으로 수요가 정체되고 있는 내수시장의 한계를 극복하기 위한 수출확대에 주력하고 있다. 하지만 다국적 종자기업에 비해 상대적으로 경쟁력이 미약한 우리나라의 종자기업들이 종자 수출을 확대하기 위해서는 수출대상 국가(국가 내에서도 지역별)와 품목을 정확하게 설정하고 이들 품목에 대한 R&D 투자를 전략적으로 집중할 수 있도록 객관적인 국내·외 종자시장 조사가 이뤄져야 할 것이다.

▲ 문영일 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구센터 연구관 ‘전자기후도를 활용한 과수생산 및 공간분석’ = 산, 계곡, 평야 등 다양한 지형으로 인해 보다 정밀성을 필요로 하는 우리나라 농업에 이용하기 위해서는 좀 더 상세하게 나타낼 수 있는 전자기후도가 필요해서 농진청에서는 30m 고해상도의 농업용 미래상세 전자기후도를 개발했다.
농업용 전자기후도는 기후도 자체의 제작이 아니라 미래의 작물 수량, 생산성, 재배적지, 병해충 동향 등을 미리 예측할 수 있다는 점에서 상당한 의미가 있다. 농업용 전자기후도를 활용하면 현재 뿐만 아니라 미래 과수생산에 영향을 주는 극최저기온 분포, 극최고기온 분포, 저온출현일수, 초상일, 종상일 등 2차 기후도를 생성할 수 있으며, 발아기, 개화기, 착색기 등 모든 과수의 생물계절에 필요한 생육환경, 생육적온, 저온요구도, 동해 위험온도 등을 적용시키면 우리나라 모든 과수의 재배적지, 재배가능지역, 병해충 발생지도 등을 농장 또는 필지단위의 고해상도 지도로 나타낼 수 있다.

▲ 최철 경북대학교 원예학과 교수 ‘21세기 한국 과수육종-과수육종의 효율성과 기후변화’ = 앞으로의 한국 과수육종연구는 과수육종의 고비용 저효율 문제를 해결하기 위한 육종기술의 개발, 기후변화에 대응하기 위한 장·단기적인 육종목표 해결에 초점을 맞춰야 한다. 과수육종의 효율성 제고와 기후변화대응 품종육성을 위해 육종목표의 설정, 육종목표에 따른 교배 조합의 작성, 선발 및 적응성 등 각 단계에 새로운 기술을 접목해야 한다.
육종목표를 설정하기 위해서는 소비자와 육종가가 미래에 요구되는 과실 품질 요구를 파악하고, 재배자와 육종가가 미래 과원의 형태를 정립하고 이에 따른 원예학적 형질의 수체개발이 필요하다. 또한, 기후변화에 대응하기 위해 수확기의 고온에도 고품질을 유지할 수 있고, 새로운 병해충에 저항성이며 장기적인 온도변화에 따른 낮은 저온 요구도 품종개발이 새로운 육종의 목표로 설정돼 할 것이다.

▲ 남기웅 국립한경대학교 원예학과 교수 ‘우리나라 과수병해충의 역사적 발생변동과 향후 지구온난화에 따른 관리전략’ =  배나무의 피해가 가장 큰 병해는 배나무검은별무늬병(黑星病)으로 방제를 위해 연간 10여 회의 농약을 살포하는 경우도 있다. 사과원의 병해는 겹무늬썩음병, 갈색무늬병, 탄저병과 함께 바이러스와 바이로이드병이 문제의 병해로 알려져 있다. 과수해충 발생은 재배방식, 약제살포 형태, 기후 등 다양한 요인에 따라 영향을 받는다. 배에서는 2000년대에 진딧물류, 응애류, 가루깍지벌레류가 중심해충으로 자리 잡았고 또한 꼬마배나무이가 새롭게 문제해충으로 대두됐다. 사과해충은 과거 복숭아심식나방 중심의 해충상에서 1990년대를 거치면서 사과응애, 점박이응애, 조팝나무진딧물, 사과굴나방 등이 방제 대상해충으로 됐다. 해충 방제에서 큰 성과는 해충별로 천적을 개발해 생물학적으로 방제를 할 수 있는 기틀을 마련한 기술이다. 앞으로는 기후변화에 의한 돌발병해충 발생이 예상되므로 범국가적 예찰시스템을 도입해 생태계에 안전한 병해충종합관리(IPM) 체제를 착실하게 구축하여 실행해야 좋은 결과를 얻을 것으로 생각된다.

▲ 신학기 국립원예특작과학원 화훼과 연구관 ‘한국의 화훼육종 성과와 전망’ = 국산 접목선인장이 세계를 석권하면서 시작된 국산품종의 명성은, 국화에서 ‘일월’, ‘백마’ 품종의 성공으로 이어지고, 장미의 ‘핑크레이디’, ‘그린뷰티’, ‘필립’으로 세계화를 이루었으며, 국내 최초의 프리지아 품종 ‘샤이니골드’는 곧 국내 최고의 품종으로 등극할 태세다. 이제 화훼육종에 제2의 도약이 필요한 시점이다. 국제시장에서 생존하고 경쟁할 수 있는 수준 높은 품종을 육종해 나간다면, 거대 동남아 화훼시장을 석권할 수 있을 날도 머지않을 것이다.
현재 어려움에 처한 화훼산업을 견인하기 위해서는 육종의 목표도 상업용 관상품종에만 국한하지 말고 기능성 물질생산에 적합한 품종, 화장품 등 산업용 소재에 적합한 품종 등 목적의 다양성을 더욱 확대해야 하겠다. 아울러 유용형질의 유전양식 구명, 육종소재의 개발, 나아가 생명공학의 응용을 통해 육종효율을 향상시켜 거대 아시아 육종시장을 선점할 수 있는 전략을 수립해야 할 때다.

▲ 서정근  단국대학교 환경원예학과 교수 ‘주요 수출화훼류의 수확 후 선도유지관리’ = 우리나라 절화상품의 산지는 전국에 산재돼 있어 운송이라는 취약점을 안고 있으며, 수확 및 선별, 포장, 저장, 판매 등 복잡한 수확 후 관리 체계를 거치게 된다. 이러한 관리체계에서 고온은 절화의 증산을 촉진하여 수분균형을 잃게 하고 잿빛곰팡이균 등의 증식을 촉진하며, 습식수송의 경우 물 안의 세균증식을 촉진시킨다. 국내의 화훼류 수확 후 관리에 대한 체계적인 연구는 과수, 채소류에 비해 미흡할 뿐만 아니라 생산 현장에서도 일부 전문 APC 시설을 갖춘 대규모 유통업체를 제외하고는 영세한 시설에서의 작업이 이뤄지고 있어 고품질의 화훼상품 유통을 위해서는 현장 중심의 연구와 적용이 매우 시급한 실정이다. 따라서 화훼류의 수확 후 관리는 다양한 품목별 특성을 고려해 수확 전후의 처리, 수확 및 선별, 예냉, 포장, 저장, 수송에 이르는 관리 체계에 대한 현장 중심의 연구를 진행하고 개발된 기능을 적용 및 산업화하는 길이 최선일 것으로 판단된다. 또한 이에 따른 정부의 적극적인 행정 및 재정지원과 현장의 문제점들을 해결할 수 있는 산·학·연의 협력체제의 구축과 실행 또한 매우 중요하다 하겠다.

▲ 오대근 한국농수산대학 교수 ‘한국원예육종학의 발자취’ = 국립원예특작과학원과 지방정부 산하의 각급연구소는 채소분야 기술개발의 선도역할을 담당해 무·배추 자가불화합성의 이용, 고추 웅성불임성의 이용, 병 저항성 재료의 선발, 종속간 교잡 기술 개발, 분자표지 지도의 개발, 분자표지 이용, 형질전환 기술의 개발과 기술 이전 등을 통하여 민간육종의 기술 수준을 향상하는데 큰 기여를 하였다. 과수분야는 작물의 특성 상 국립원예특작과학원을 비롯한 국가 연구기관의 역할이 컸는데, 사과, 배, 복숭아, 포도, 감귤 등 주요 과수에 대한 품종육성과 보급에 있어서 괄목할 만한 성과를 달성했으며, 민간육종가도 변이선발을 통한 품종개발에 성과를 거두었다. 화훼의 품종 육성은 비교적 늦게 시작되었는데 국립원예특작과학원에 화훼과가 설립된 1992년을 기점으로 하여 각 지자체에 화훼관련 조직이 설치되면서 본격적인 품종개발과육종연구가 시작됐다. 육종학을 담당하는 교수가 있는 몇몇 대학에서는 육종의 발전에 도움이 많았다. 서울대학교는 고추의 원연교잡을 통한 병 저항성의 도입에, 경북대학교는 고추의 재래종 개량과 병 저항성 육종재료의 개발에, 충남대학교는 배추의 내병성 육종에 있어서 성과가 많았고, 최근에는 분자유전학을 바탕으로 한 기술 개발에 성과가 도출되고 있다. 우리나라가 채소 주년공급을 달성한 데는 다양한 품종을 개발한 종자업계의 기여도도 상당히 높게 평가해야 할 것이다. 일부 업체는 국내 종자시장의 과포화 상태를 타개하고자 수출용 종자를 개발해 외국 종자시장에 진출하는 쾌거를 이루기도 했으며, 이는 현재 정부에서 지원하는 골든씨드프로젝트의 효시로서 향후 종자산업의 국제적인 진출에 디딤돌이 될 것으로 생각된다.

▲ 강병철 서울대학교 식물생산과학부 교수 ‘육종의 패러다임 변화와 원예작물 육종 전략’ = 그동안의 육종성과는 교배육종을 바탕으로 한 전통육종의 발전에 의한 것이었다. 그러나 소비자의 다양한 요구에 부응하고 글로벌 경쟁력을 갖춘 우수한 품종을 육성하려면 품종 개발의 연한을 단축하고 선발의 효율을 높일 수 있는 획기적인 육종방법의 개발이 필요하다. 유전체 정보를 기반으로 한 분자육종은 이러한 시대적 요구에 부응할 수 있는 기술로 종자산업의 패러다임 변화를 예고하고 있다. 특히 최근 10여년간 유전체학 분야의 혁명적인 발전으로 향후 수년 내에 수천 종의 식물유전체 분석이 진행될 것이며 이러한 유전체 정보를 기반으로 하는 기술 개발을 통해 단기간에 매우 효율적으로 우수한 품종을 개발할 수 있는 시대가 열릴 것으로 예측되고 있다.

▲ 한지학 농우바이오 연구원 ‘한국 종자산업의 미래’ = 한국 종자산업 미래의 안정적 모습을 위해서는 여러 정책이 요구된다. 1) 종자산업이 미래 성장동력 창출사업으로 진화하도록 R&D에 대한 전략적 투자를 강화하고, 정부ㆍ민간 및 부처 간 협력ㆍ역할 분담 방안에 대한 체계적인 검토가 필요하며, 2)연구지원 시스템 외에도 기반기술 확립을 위한 인프라 지원센터들이 확충돼야 하고, 3) 종자기업들이 영세에서 탈피할 수 있는 정부정책이 필요(소기업이 중기업, 중기업이 대기업으로 갈 수 있도록 정책적 지원 로드맵)하며, 4) 소수품목에 집중하는 전문기업이 창궐되도록해야 한다. 그리고 5) 종자산업의 연계산업이 파이프라인으로 육성되어 output 효과를 극대화하도록 하며, 6) 다국적기업과의 전략적 제휴를 통한 동반성장을 모색하고, 7) 수출지향적 품종개발 및 현지 연구시설을 확충하여 세계화 등이 되는 것이다.

▲ 오명민 충북대학교 원예학과 교수 ‘작물의 기능성 물질 생산을 위한 식물공장 환경조절 기술의 적용성 및 전망’ = 지속적인 환경스트레스는 작물의 생육과 생산량 감소의 주요 원인임은 확실하지만, 일시적인 환경 스트레스의 처리는 작물의 기능성물질 축적에 효과적이기 때문에 식물공장과 같이 식물의 생육 환경을 정밀하게 조절할 수 있는 곳에서 작물의 생산량뿐만 아니라 품질 향상을 위한 기술로 앞으로 더욱 많은 발전이 예상된다.
짧은 시간 동안의 고온의 처리는 케일 새싹채소와 상추에서 항암물질이나 항산화성 페놀릭 물질의 함량을 증가시켰으며, 약용식물인 St. John’wort의 이차대사산물의 축적을 유도했다. 저온에 노출된 상추는 효소적·비효소적 항산화물질 모두 증가하는 경향을 보였으며, 토마토의 경우 라이코핀과 카로틴의 함량이 저온에서 증가했다. 배양액의 높은 전기 전도도는 항산화물질이나 작물 고유의 이차대사산물이 증가하는 경향을 보였다.

▲ 황승재 경상대학교 원예학과 교수 ‘시설원예산업에서의 자동화 장치와 인공광 이용기술 현황과 전망’ = 향후 자동화 관수조절을 통한 최적 급액제어기술, 시설 내 간이 이송장치, 천창, 측창, 커튼장치의 자동화 및 생력화, 보온, 냉방, 약제방제, 양액관리의 자동화, 규모화된 첨단온실 내에서 컴퓨터 복합환경조절 장치로 고도의 환경조절기술의 진보가 이뤄질 것으로 예상된다. 또한 경제성이 수반된 고휘도, 저에너지 LED 생산기술 개발과 식물재배를 위한 다양한 요건을 충족할 수 있는 차세대 식물육성용 인공광원이 개발될 것이며, 작물 간 조명기술 등을 활용한 겨울철 저광기, 저일조 조건에서 작물의 생산성 향상과 더불어 광질조절을 통한 병해충 발생억제 기술이 현장에 적용될 것으로 기대된다.

▲ 박경섭 국립원예특작과학원 연구관 ‘네달란드 첨단 온실의 작물 보광 및 이산화탄소 시용 기술’ = 네덜란드는 겨울철 일사량이 너무 부족하므로 시설원예작물에 보광하는 기술이 필수적으로 이용된다. 최근에는 새롭게 각광을 받고 있는 LED등을 작물 군락 내에 배치해 온실의 고압나트륨등과 함께 이용하는 하이브리드 인공광 기술을 토마토 재배에 적용하고 있다. 네덜란드의 5ha 이상의 대형 온실은 CHP(combined heat and power) 시스템을 채택하고 있는데, 천연가스를 연료로 가스터빈을 돌려 열과 전기를 발생시켜 열은 물탱크에 저장하고, 발생한 전기는 온실 보광등에 공급한다. 그리고 배기된 탄산가스는 고가의 후처리 장치를 통해 NOx와 CO를 제거하여 작물에 공급함으로써 온실의 생산성을 극대화하고 있다. 대형온실에 공급하고 남은 전기와 열, CO2는 주위의 다른 온실에 공급하여 사용 비용을 지불받는 형태로 서비스된다.

▲ 이승구 서울대학교 원예생명과학과 교수 ‘수확후관리의 지나온 발자취’ = 우리나라의 수확후관리 연구는 1960년대 이후 일반 저장고 시설과 간단한 MA 저장기술 연구로 시작됐다. 1970년대에 국가 식량안보를 위한 일반 저장시설 보급과 함께 이를 위한 간단한 수확후처리기술, 호흡생리를 포함한 수확후생리에 관한 연구가 수행됐다. 에너지 자원이 부족했던 1980년대에는 전국적으로 저비용 표준과실저장고가 보급됐고 포장과 저온저장기술에 관한 연구가 진행됐다. 전기 사정이 나아진 90년대에 세계화 정책에 필요한 수확후관리기술과 콜드 체인시스템에 대한 연구가 활발히 진행됐고 저온저장고 및 CA 저장고 보급에 많은 투자가 이뤄졌다. 2000년대에 이르며 건강과 영양에 대한 관심이 커지면서 원예작물의 품질, 영양 및 기능성에 관한 연구가 활발했다. 이와 동시에 소비자의 이용 편리성이 강조돼 새로운 신선편이식품의 개발과 품질보존에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.

▲ 홍윤표 국립원예특작과학원 연구관 ‘한국 원예산물 수확후관리의 현황과 미래 전망’ =  수확후관리기술의 개발, 보급을 담당하는 연구인력은 농진청 국립원예특작과학원 10명, 국립농업과학원 15명, 한국식품연구원 10명, 시군농업기술센터 5명, 대학교수 10명, 산업체 연구원 10명 등 60여명에 이른다. 아울러 한국수확후관리협회에서는 각 분야 전문가 pool를 이용하여 농산물 APC 역량평가, 현장 컨설팅 등을 실시하고 있다. 2010년대에 들어와 농림축산식품부의 수확후관리분야 정책기조는 ① 농산물 APC 운용 효율화, ② 유통구조 개선, ③ 농식품 안전성 등으로 요약될 수 있으며 이를 뒷받침하기 위한 ‘수확후품질관리기술’의 적용 및 이용 확대는 국내 수확후품질관리 기술이 선진국형으로 도약할 수 있는 좋은 기회다. 국내 수확후관리 기술의 선진국 대비 단계별 기술 수준은 CA 저장이 낮은 수준이고 포장 분야는 선진국 수준에 이르고 있어서 전체적으로 50-90% 수준에 이르는 것으로 나타나서 기술의 보완 및 업그레이드가 반드시 이뤄져야 한다.

▲ 이은진 서울대학교 원예생명과학과 교수 ‘미국의 수확후관리 분야의 트렌드’ =  현재 미국의 원예작물 수확 후 연구 분야는 크게 몇 가지 범주로 나눠 볼 수 있다. 첫째는 원예작물의 수확 후 진행되는 기본적인 생리대사를 바탕으로 한 가공 및 저장기술 개발이다. 텍사스주의 경우 단맛이 높고 높은 가격에 판매되는 양파(sweet onion)의 저장성 증진을 위해 CA 저장기술이 연구되고 있다. 또한, 플라보노이드 함량이 높은 양파 및 당근이 개발돼 MA 기술이 다양하게 적용되고 있다. 둘째는 원예작물의 생리장해(physiological disorders) 및 품질변화 현상을 이해하기 위해 대사체학 즉 메타볼로믹스(metabolomics)를 도입한 연구이다. 최근 질량분석 및 NMR 등의 분석기술 발달로 인해 대사과정의 최종 산물인 대사체(metabolites)를 분석하고 이를 해석함으로써 생리장해 현상의 원인 및 기작을 포괄적으로 이해하고 해석할수 있게 됐다. 셋째는 안정성과 기능성을 갖추며 소비자가 원하는 트렌드를 반영한 다양한 제품 개발이다. 예를 들어 신선편이 및 자판기용으로 제품개발이다. 마지막으로는 메틸브로마이드(methyl bromide)를 대체할 물질을 개발하는 연구이다. 카보닐설파이드(carbonyl sulfide), 오존(ozone), 감마선 등 다양한 방법이 시도되고 있으며 작물에 피해를 주지 않고 단시간에 처리함과 동시에 잔류위험이 없는 조건을 찾는 것이 연구의 주된 목적이다.
/이경한 기자