천마 비가림시설 내 토양소독 처리 후 미생물상 변화 및 수량성 분석

Microbial Changes and Yield Analysis after Soil Disinfection Treatment in Rain Shelter Greenhouse Cultivation of Gastrodia elata

천마(天麻, Gastrodia elata Blume)는 난초과(蘭草科, Orchidaceae)에 속하는 식물로 잎과 뿌리가 없어 탄소동화능력이 없으며, 뽕나무버섯균과 공생하는 기생식물이다. 천마는 노지재배 시 혹한, 폭우 등 기상환경에 따른 연차간 수량성 차가 673~1,175kg/10a로 크고, 연작에 따른 수량성이 연작 1회 시 29%, 연작 2회 시 68%가 감소하는 경향을 보이고 있다. 최근 기후변화 대응으로 비가림시설재배가 이뤄지고 있으나, 비가림 시설재배 또한 연작장해가 발생하고 있다. 따라서, 본 연구는 비가림시설을 활용한 천마 재배의 연작장해 경감을 위해 태양열(6~10월, 비닐피복) 및 토양훈증(메탐소듐, 30 L/1,000 m²)으로 토양소독 처리를 하였고, 윤작(수단그라스)을 대조구로 설정하여 토양 화학성, 미생물상 및 수량성을 분석하였다. 토양소독 전·후 토양내 화학성을 분석한 결과, 비가림시설재배 시 토양 화학성의 변화는 거의 없었다. 토양소독 후 metagenome 분석 결과, JCR21(윤작), JCS21(태양열), JCF21(토양훈증)의 시료로부터 확보한 총 read는 598,425개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 2,397개(0.4%), no hit, not assign된 read는 17,094개 (2.9%), Bacteria로 분류된 read는 281,391개(47.0%), Eukaryota로 분류된 read는 총 297,543개(49.7%)였다. JCR21은 전체 read의 35.0%, JCS21은 34.0%, JCF21은 31.0%를 차지했고, Eukaryota는 JCR21 대비 JCS21, JCF21에서 각각 9.9%, 18.9% 낮았다. 그리고, Bacteria는 JCR21 대비 JCF21은 5.4% 감소하였으나, JCS21은 1.4% 증가하였다. 이 중 Eukaryota에서 종(species)명까지 정확하게 밝혀진 것은 27종이었고 속(genus) 으로는 18속이었다. JCF21은 전체 read의 30.2%, JCS21은 33.8%, JCR21은 36.0%를 차지했고, JCF21 포장은 토양훈증으로 JCS21에 비해 3.6%, JCR21에 비해 5.8%까지 균수가 감소함을 알 수 있었다. 대체적으로 발견된 균은 고르게 분포하고 있었으나 초작지, 연작 1회지, 연작 2회지에서는 많이 발견되지 않았던 Mucoromycota (41,490 read, 13.9%), Agaricales (10,586 read, 3.6%)가 높은 비율로 분포를 하고 있었다. 토양소독 처리에 따른 10a 당 수량을 살펴본 결과, 윤작 1,309 kg, 태양열소독 1,609 kg, 토양훈증 1,733 kg으로 나타났고, 수량지수가 윤작 처리구 대비 태양열소독은 23%, 토양훈증은 32% 높았다. 성마율은 윤작 51%, 태양열소독 63%, 토양훈증 68%으로 나타났으며, 자마율은 윤작 49%, 태양열소독 37%, 토양훈증 32%으로 나타났다. 괴경썩음 정도는 윤작 30-49%, 태양열소독 10-19%, 토양훈증 5-9%로 나타났다. 따라서, 비가림시설을 활용한 천마 재배 시 토양훈증 소독 처리를 하면 연작이 가능할 것으로 판단되었다.