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국화(Chrysanthemum × morifolium(Ramat.) Hemsl.)는 국화과(Asteraceae)에 포함되는 다년생 초본식물로써, 재배 목적에 따라 화단용, 절화용(스프레이형, 스탠다드형), 분화용(포트멈), 관상용(분재나 현애 등) 등으로 다양하게 활용되고 있다 (Kim et al. 1998). 이 가운데 화단용 국화는 주로 경관 조성을 목적으로 하여 활용되며, 일반적으로 ‘정원국화(garden mum)’ 또는 서유럽 지역에서 ‘multiflora’라는 명칭으로 불린다(Kim et al. 1998). 화단국화는 도로변이나 공원, 행사장 등 다양한 경관 조성을 위해 식재가 가능하고, 9~10월 무렵에 30~35일 개화하여 관상 가치를 유지할 수 있다(Kim et al. 1998;Kim and Lee 2012). 과거에 절화 중심의 화훼 산업 내에서 주목도가 낮았으나, 최근 절화 중심의 화훼 산업에서 경관 조성 분야에 대한 관심이 높아짐에 따라 정원용·야외 경관 용 수요가 확대되고 있다(Jung et al. 2012;Park et al. 2003;Choi et al. 2023). 화훼가 도시경관 가치 개선의 주요 요소로 인식되면서 화훼를 활용한 경관 조성 사업이 지속적으로 확대되고 있으며, 이에 따른 화단국화의 이용 가치도 점차 증대되고 있다 (Yoon and Kim 2020;Lee et al. 2024).
화단국화는 도로변, 공원, 행사장 등 다양한 공간에서 재배가 가능하며, 자연 환경에서 9월경 개화하여 약 한 달 동안 관상적 품질을 유지하는 특성이 있어(Kim et al. 1998;Kim and Lee 2012), 화단국화에 대한 관심의 증가로 지역 축제를 비롯한 경관조성 사업등 지역 단위 행사의 활용이 확대되고 있다(Choi et al. 2023). 이처럼 화단국화의 경관적 가치와 활용범위가 확대되고 있으며, 이는 화훼의 이용 형태가 기존의 실내 절화 감상 중심에서 정원 및 야외 경관 감상으로 전환되는 세태가 반영된 결과이다(Jung et al. 2012;Park et al. 2003).
전국 지방자치단체에서는 경관 조성을 목적으로 약 4,426만 4천 본의 화훼류를 생산하고 있으며, 총 67종의 식물이 활용되고 있으며(Yoo et al. 2024), 국화는 세 번째로 많은 생산량(연간 349만 6천 본)을 차지하며, 가을철 지역 축제의 대표 소재로 자리하고 있고, 국내에서 개최되는 약 1,404건의 지역 축제 중 254건이 화훼 관련 행사이며, 그중 국화 축제는 총 25회로 벚꽃 행사 다음으로 높은 비중(24.8%)을 차지하는 것으로 보고되었다(Yoo et al. 2024). 그러나 수요가 증가하고 있음에도 불구하고, 국내에서는 생산 기반 및 보급체계가 충분히 확립되지 않아 신품종 육성 및 안정적 재배 기술 확립이 요구되고 있다(Kim et al. 2023). 화단국화의 수요가 확대되면서, 포트멈(pot mum)이나 가든멈(garden mum) 등의 외국 품종이 삽수 형태 로 대량 수입되어 화단용으로 활용되고 있는 실정으로(Choi et al. 2023), 수입되는 포트멈 등의 이용은 로열티 지출 증가로 이어져, 결과적으로 농가의 경영비 부담을 높이고 재배 안정성 을 저해할 우려가 있다(Shin 2013). 이러한 우려를 해소하기 위해 충청남도농업기술원 화훼연구소에서는 국내 재배 환경에 적합하고, 도심 경관 조성 및 지역 행사용으로 활용 가능한 화단 국화 신품종 개발을 추진하고 있다. 이에 따라 퍼진 초형에 노란 색 반겹꽃을 가진 화려한 형태의 ‘마루볼(Maru Ball)’ 품종이 새롭게 육성되었다. 개발된 품종은 내서성이 우수하여 월동 재배가 가능하고, 국내 환경에 적합한 재배 안정성을 확보하고 있어, 기존의 수입에 의존하고 있는 가든멈(garden mum)품종 을 대체할 수 있는 유망한 국산 화단국화 품종으로 기대된다.
재료 및 방법
교배 및 실생계통 양성
본 연구에서 화단국화로 신품종 ‘마루볼(Maru Ball)’은 충청남도농업기술원 화훼연구소에서 보유한 유전자원을 기반으로 하여 육성하였다. 모본으로 사용된 ‘G05-180-01’계통은 자연 방임하여 F1 세대를 유도하였으며, 교배는 10월 상순에 실시하였으며, 약 50~60일후인 12월 중순에 종자 형성을 확인하고 채종을 실시하였고, 수확된 종자는 파종 시점까지 12℃의 온도 환경에서 보관하였다. 파종 전에는 종자의 충실도를 육안으로 감별하였으며, 익년의 4월 상순에 원예용 상토(Baroker, Seoul Bio Co. Ltd., Korea)를 채운 128공 플러그 트레이에 1립씩 파종하였다. 육묘 과정은 충청남도농업기술원 화훼연구소 내 유리온실에서 진행하였고, 트레이는 육묘용 베드 위에서 관리하였다. 발아 초기에는 온·습도 조절과 강광에 의한 스트레스를 완화하기 위해 비닐 및 흰색 부직포를 덮어 차광하였으며, 수분 공급은 상토의 수분 증발을 최소화하기 위해 미세분무 방식을 적용하였다. 발아 후 생육이 정상적으로 진행된 어린 식물 개체 를 지름 10cm 포트로 이식하여 약 90일간 재배한 후, 6월 17 일, 화훼연구소 노지 시험포장에 정식하였다. 정식 시 식재 간격 은 50 × 50cm로 하였으며, 재배는 무적심 방식으로 수행하였 다. 시비는 농촌진흥청 작물별 비료사용 기준(NIAST 2003)에 준하였고, 병해충 방제는 흰녹병, 진딧물, 총채벌레 등을 대상으 로 개화 이전까지 주 1회 간격으로 살균·살충제를 살포 처리하 여 관리하였다.
특성 검정
육성된 품종에 대한 생육 특성 조사는 초장, 초폭, 화수 등을 측정하여 비교하였으며, 측정 방법에 따른 조사기준은 농촌진흥청의 농사시험연구조사기준(RDA 2003)에 준해서 수행하였다. 육성한 품종 식물의 꽃및 잎 색상은 영국왕립원예학회에서 제작한 컬러 차트(RHS, 2001)를 이용하여 대조 품종과 비교하였다. 또한 품종 검정을 위한 개화 특성 관련 조사는 개화 관련 형질(개화시기, 화형 등) 등의 조사를 실시하였으며, 품종 특성 검정을 위한 방법은 국립종자원 신품종 출원·심사 기준 특성조사 요령을 기반으로 하여 조사를 실시하였다(KSVS 2008).
표현체 분석
‘마루볼’과 ‘스마일볼’의 꽃을 각 10개씩을 잘라내어 포토박스 안에서 디지털카메라(ILCE-6000, Sony Corporation, Tokyo, Japan)를 이용하여 카메라를 F/13, 1/6초, ISO-100, 초점거리 30 mm으로 하여 가시광(RGB) 영상을 촬영하였다. 이때 객체와 배경 분리를 더 용이하게 하기 위해서 파란색 배경지를 사용하였다. 카메라 스탠드에 가시광 카메라(ILCE- 6000, F/13, 1/6초, ISO-100, 초점거리30 mm)를 고정하여 상단(top-view)에서 꽃을 촬영하였다. 꽃의 색상 분석은 image J 프로그램(version : 1.52i, National Institutes of Health, Maryland, USA)을 사용하였다(Rasband 2018). 촬영된 영상은 분석을 위해 파란색 배경을 원할하게 분리할 수 있도록 Lab 색상 채널을 이용하여 스케일 바 설정 및 영역 설정, 객체 분할, 노이즈 제거 후 영상처리하여 결과값을 얻었다. 국화의 화색은 색상(Hue)을 360단계에서 90단계로 변환하여 색상 값의 히스 토그램으로 표시하였다.
결과 및 고찰
육성경위
‘마루볼(Maru Ball)’은 충청남도농업기술원 화훼연구소에서 보유 중인 계통의 유전자원을 기반으로 선발하여 육성한 화단국화 품종이다. 신품종 화단국화 ‘마루볼(Maru Ball)’은 노란색 반겹꽃을 지닌 모본 ‘G05-180-01’을 자연수분시켜 2005년 총 36립의 종자를 확보한 뒤, 실생 계통 중 우수한 20번째 개체를 선발하여 ‘CNG06-237-20’으로 계통번호를 부여하였다. 선발된 계통에 대해 해당 계통을 2008년부터 육성 과정에서 반복적인 재배와 선발을 통해 생육 특성 및 증식 안정성을 검토하였으며, 이때 형질의 균일성·안정성, 생산성 및 외관 특성을 기준으로 적합성을 평가하였다. 최종 선발한 결과, 화색·화형 및 생육 특성이 우수하여 해당 계통에 ‘Chungnam G-20’이라는 계통 명을 부여하였다. 이후 농촌진흥청 신품종 선정위원회에 계통을 상정하여 심의를 거친 결과 ‘마루볼(Maru Ball)’이라는 이름으 로 2011년에 국립종자원에 품종출원하였다. 출원번호 제 2011-176호 임시보호권을 부여받았으며, 재배심사를 통과한 후 최종적으로 ‘마루볼(Maru Ball)’(등록번호: 제4205호)로 품 종보호 등록이 완료되었다. 품종 육성의 전체 과정은 Fig. 1에 도식화하여 나타냈다. 육성된 ‘마루볼(Maru Ball)’은 CNG06- 237-20 계통에서 유래한 품종으로, 퍼진 초형에 노란색의 설상 화와 통상화가 형성하는 반겹꽃 형태를 보이며 개화 특성은 중 생종으로 9월 하순에 개화되었다.
‘마루볼(Maru Ball)’은 기부에서 다수의 신초가 자연적으로 발생하여 분지되는 관목형 생장 습성을 나타내며, 적심 처리를 시행하지 않아도 균형 있는 초형이 형성되는 특징을 지닌다. 여름철 고온 조건에서도 생육 유지가 안정적이고, 내한성이 뛰어나 월동 재배가 가능하여 재배 환경에 대한 적응성이 높으며, 생육 안정성 및 내재해성으로 인해 화단 가장자리 식재 시 풍부한 군락감과 자연스러운 경계 연출이 가능하며, 정원용 및 화분용 조경 소재로서 활용 가치가 크다.
품종 주요특성
‘마루볼(Maru Ball)’은 노란색 반겹꽃을 형성하며, 옆으로 넓게 자라는 초형(spreading growth habit)을 나타내는 화단 및 화분 재배용 국화 품종이다. ‘마루볼(Maru Ball)’은 별도의 적심 작업을 하지 않아도 기부에서 새로운 줄기가 자연적으로 발생하여 재배 관리가 비교적 수월하다. 또한 자연 일장 조건에서도 9월 하순에 개화가 시작되는 중생종으로, 가을철 경관 조성에 적합한 개화 특성을 보인다. 대조 품종인 ‘Smile Ball’과 비교했을 때 외형적 차이가 분명하나, 꽃의 직경 등에서 두 품종이 유사한 수준을 나타냈다(Fig. 2, Table 1). ‘마루볼(Maru Ball)’은 설상화와 통상화가 조합된 두상화 형태의 품종으로, 중심부 통상화는 관형 구조를 이루며 선명한 황색을 띤다. 외부 설상화는 길게 늘어난 타원형으로 연한 황색조를 나타내며, 끝 부분이 안쪽으로 약하게 감기고 표면에 미세한 주름이 관찰된다. 꽃잎은 수평적으로 배열되어 전체적인 꽃 형태는 중심부가 노출된 반겹꽃 구조의 특징을 나타낸다(Fig. 2). Table 1에서 보면 ‘마루볼(Maru Ball)’의 초장은 21.0cm로 대조 품종인 ‘스 마일볼(Smile Ball)’과 동일한 값을 보였다. 반면에 초폭은 ‘마 루볼(Maru Ball)’이 57.7cm로 측정되어, ‘스마일볼(Smile Ball)’의 35.8cm에 비해 21.9cm로 넓은 초형을 형성하였다. 화경 또한 ‘마루볼(Maru Ball)’이 3.6cm로 확인되어 ‘스마일볼(Smile Ball)’의 3.3cm보다 상대적으로 높았으며 꽃 특성과 관련하여, ‘마루볼(Maru Ball)’은 설상화수가 평균 64.0개였고 전체 개화수는 601.9개로 나타난 반면, ‘스마일볼(Smile Ball)’ 은 설상화수는 평균 192.9개였으나 총 개화수는 350.4개로 상대적으로 적었다. ‘마루볼(Maru Ball)’은 대조 품종에 비해 개체당 전체 개화수는 251.5개 더 많았으나, 평균 꽃잎수는 128.9개 적은 것으로 확인되었다. RHS 색상표 기준으로 화색은 ‘마루볼(Maru Ball)’이 Yellow 14A에 해당하여 선명한 노란색 계열을 보였으며, ‘스마일볼(Smile Ball)’은 Yellow 6B로 보다 연한 황색을 나타냈다. 잎의 색깔은 ‘마루볼(Maru Ball)’ 이 G138B으로 대조품종의 색깔(G141B)과 큰 차이를 보이지 않아서, 두 품종 모두 녹색 계열의 엽색 특성을 갖는 것으로 나타났다(Table 2). ‘마루볼(Maru Ball)’은 선발 이후의 특성 평가에서는 노란색 꽃과 균형 잡힌 퍼짐형 초형이 안정적으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 일반적인 화단국화가 반구형 초형을 보이는 것과 달리 ‘마루볼’은 반구 형태를 기본으로 하면서도 옆으로 완만하게 퍼지는 편구체(扁球體, oblate spheroid) 적 구조를 형성하여 경관 식재 소재로서의 활용성이 높아 보인다. ‘마루볼(Maru Ball)’은 중생종에 속하는 화단국화로, 자연 일장 조건에서 6월 17일에 정식한 후 약 101일이 경과한 9월 25일에 개화가 시작되어, 대조 품종인 ‘Smile Ball’의 개화 시기 (10월 4일)보다 약 10일 이른 것으로, 상대적으로 빠른 개화 특성을 보여주었다(Table 1). 따라서 ‘마루볼(Maru Ball)’은 9월 하순을 중심으로 이루어지는 경관 조성 및 행사용 화훼 수요에 적합하여 상업적 활용 가능성이 높은 품종으로 평가받았다. 더불어 ‘마루볼(Maru Ball)’의 편구체 초형은 도로변 및 공원 화단과 같은 노지 경관 식재뿐 아니라 화분 재배에도 적합한 것으로 평가된다(자료 미제시). 또한 반겹꽃의 화형과 조기 개화 특성은 재배 농가와 소비자의 다양한 선호를 반영할 수 있는 잠재적 시장성을 지닌다. ‘마루볼(Maru Ball)’의 독특한 외관과 개화 특성은 경관용 화단국화로서의 활용 가치를 높이며, 향후 품종 선택의 폭을 확장할 수 있는 대체 품종으로 활용될 가능성이 있을 것으로 전망된다.
표현체 분석
‘마루볼(Maru Ball)’과 ‘스마일볼(Smile Ball)’ 품종의 꽃 색상 특성을 비교하기 위해 Fig. 3와 같이 표현체 기반 색상 분석을 수행하였다. 표현체의 분석을 통하여 객관적인 꽃 색상을 분석한 결과, ‘마루볼(Maru Ball)’과 대조 품종인 ‘스마일볼(Smile Ball)’의 색상이 노란색 계열을 기본 색조를 가진 것으로 나타났다. Hue를 90단계로 구분한 색상 값의 히스토그램을 보면, ‘마루볼(Maru Ball)’은 Hue 클래스 약 10~21 범위에 넓게 분포하며, Hue class 13에서 가장 높은 피크를 보였다. 이와 같은 넓은 분포 범위는 노란색 계열의 색조가 다양하게 발현됨을 의미하며, 결과적으로 보다 선명하고 화려한 황색 발색 특성을 보이는 것으로 나타냈다. ‘스마일볼(Smile Ball)’의 색상 분포의 Hue 클래스 범위가 약 11~17 구간이고 최대 피크가 Hue class 13으로 ‘마루볼(Maru Ball)’과 동일하게 피크를 보였으나, 좁은 색상 분포 폭을 보여, 균일한 황색을 나타냈다. 두 품종 모두 황색을 기본 화색으로 공유하고 있으나, ‘마루볼’은 색상 범위가 비교적 넓어 화색이 보다 화려하게 발현되는 반면에 ‘스 마일볼’은 균일한 황색이 우세한 것으로 나타나는 경향을 보였다. 색상 특성을 보면, ‘마루볼(Maru Ball)’이 화단과 경관 식재에서 시각적 중심 요소로 활용될 수 있는 높은 장식적 가치를 지닌 것으로 나타났다.
재배 시 유의점
‘마루볼(Maru Ball)’은 노지 조건에서 별도의 적심 없이도 생장이 안정적으로 이루어지며 자연 개화가 가능하지만, 영양생 장기에는 생육 촉진을 위해 비료와 수분 관리를 세심하게 수행할 필요가 있다(자료 미제시). 노지 재배 시 장마기 이전에 배수 시설을 정비하여 뿌리의 활착을 유도하는 것이 과습 피해를 줄이는 데 효과적이며, 시설 재배에서는 도장 억제와 분지 촉진을 위해 적심 처리가 권장되며(RDA 2002;YCES 2014), ‘마루볼(Maru Ball)’ 품종은 내서성과 내습성이 비교적 우수하나, 생육 안정성을 확보하기 위해서는 원예포장의 배수 상태가 양호해야 한다. 분화 재배 면에서 ‘마루볼(Maru Ball)’은 5~6월경 중형 화분에 정식할 경우 노지와는 다소 다른 초형을 보이지만, 반구 형에 가까운 균형 있는 초형을 보여, 분화용 소재로도 활용이 가능할 것으로 보인다. ‘마루볼(Maru Ball)’ 품종은 수입 가든멈과 달리 월동이 가능하다는 특성을 보이나, 이듬해 재배 시에는 생육 안정화를 위해 정지 작업이 필요한 것으로 보인다. 번식 시 유의 사항으로 삽목 시에는 모주의 정단부에서 약 5~6 cm 길이의 조직을 채취하여 사용하는 것이 적절하며, 정식 단계에 서는 발근이 충실하고 생육 상태가 양호한 묘를 선발하는 것이 이후 생육 향상에 유리하다(RDA 2002;YCES 2014). 정식 시 에는 병해충 피해가 없고 건전한 묘를 사용하는 것이 중요하며, 재배를 위한 지역은 일조 조건이 충분하고 유기물 함량이 높은 토양이 적합하며, 초기 생육 단계에서 뿌리 활착을 촉진할 수 있도록 비배 관리에 주의를 기울여야 한다. ‘마루볼(Maru Ball)’ 은 중생종에 속하며 자연 노지 조건에서도 안정적으로 재배가 가능하고, 흰녹병(백수병) 발생 위험이 낮아 화단 식재용으로 활용성이 높은 품종으로 판단된다. 다만, 10월 상순에 서리가 발생하는 지역에서는 가을 행사용 식재 시 서리 피해 가능성이 있어 정식 시기 조절이 요구된다. 또한 화분 재배 시에는 가을 중기까지 전시용 소재로 활용이 가능할 것으로 보인다.
유용성
화단국화 품종 ‘마루볼(Maru Ball)’은 2010년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종 선정심의회를 통과하였고, 2011년 2월 21일 종자산업법에 따라 품종보호 출원이 이루어졌다. 재배심사를 포함한 보호적합성 검정 결과, 2012년 11월 15일 신규성·구별성·균일성·안정성·고유성이 인정되어 품종보호 등록(등록번호: 제4205호)을 완료하였다. ‘마루볼(Maru Ball)’은 기술이전이 완료되어 실제 농가가 재배하고 있으며, 화단용 및 조경 식재용 국화로 상업적 유통이 이루어지고 있다.
