Evaluation of Tissue Culture-Derived Sweet Potato Potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) Cultivars under Farmers’ Production Conditions in South Aari, Southern Ethiopia

기술 요약: 농가 생산 조건 하에서의 조직 배양 유래 고구마 품종 평가

문제 제기
고구마(Ipomoea batatas)는 에티오피아, 특히 남부 오모(South Omo) 지역의 식량 안보를 위한 필수적인 영양 밀도가 높은 작물이다. 그러나 생산은 개량 품종의 부족, 비효식적인 증식 전략, 그리고 체계적 병원균의 유행으로 인해 제약을 받고 있다. 덩굴 삽수를 이용한 전통적인 번식 방식은 진딧물이나 가루이와 같은 매개충에 의해 전염되는 바이러스의 축적을 초과하는 경우가 많으며, 이는 수확량의 양과 질을 크게 저하시킨다. 조직 배양이 바이러스 없는 식물체를 생성하는 경로를 제공함에도 불구하고, in vitro(시험관 내) 환경에서 노지 환경으로의 전환은 과제를 안겨준다. 영양분이 풍부한 제어된 배지에서 재생된 식물체는 종종 이식 스트레스를 겪으며, 이는 대사 과정을 방해하고 잠재적으로 노지 성능을 저해할 수 있다. 따라서 소규모의 자원이 제한된 생산자들을 위한 실행 가능한 전략을 결정하기 위해, 조직 배양으로 재생된 고구마를 전통적인 방식과 비교하여 노지 효능을 평가하는 것이 절실히 필요하다.

연구 방법
본 현장 조사는 2022년 작기 동안 에티오피아 남부 징카 농업 연구 센터(JARC)에서 수행되었다. 본 연구는 두 가지 고구마 품종과 세 가지 번식 방법 간의 상호작용을 평가하기 위해 3반복의 요인 배치 완전 임의 블록 설계(RCBD)를 활용하였다.

• 실험 재료:
  • 품종: Awasa-83 (백색 과육, 1983년 출시) 및 Kulfo (황색 과육, 2005년 출시).
  • 번식 방법:
    1. 조직 배양: 호레타 농업 연구 센터(HARC)에서 얻은 바이러스 없는 순화된 식물체.
    2. 덩굴 삽수: 30cm 길이의 전통적인 덩굴 삽수를 토양에 3분의 2가 묻히도록 함.
    3. 싹 틔우기(Sprouting): 건강하고 시장성이 있는 괴경을 묻어 싹을 틔운 후, 5주 뒤에 식재함.
• 실험 설계: 실험은 223.38 m²의 면적과 3.78 m²의 순 구획 크기로 진행되었다. 식재 간격은 열 내 30cm, 열 간 60cm였다.
• 데이터 수집: 측정 항목에는 생장 지표(덩굴 길이, 뿌리 길이, 뿌리 직경), 수확 구성 요소(괴경 수, 상품/비상품 뿌리 중량, 총 괴경 수확량, 지상부 생물량), 그리고 수확 지수(HI)가 포함되었다.
• 통계 분석: 데이터는 SAS 9.1을 사용하여 일반 선형 모델(GLM) 절차로 분석되었다. 평균 차이는 5% 유의 수준에서 최소 유의 차(LSD) 검정을 통해 비교되었다.

주요 결과
분산 분석 결과, 대부분의 측정된 매개변수에 대해 품종, 식재 방법 및 이들의 상호작용이 유의미한 효과(P < 0.05)를 나타냈다.

• 생장 매개변수:

  • 덩굴 길이: Awasa-83 품종은 가장 긴 덩굴(203.56 cm)을 생산하며 Kulfo를 유의미하게 앞질렀다. 방법론 측면에서는 조직 배양이 가장 긴 덩굴(196.28 cm)을 생산했다.
  • 뿌리 치수: Kulfo 품종은 Awasa-83(6.63 cm)에 비해 유의미하게 큰 뿌리 직경(9.22 cm)을 생산했다. 반대로, Awasa-83은 Kulfo(17.83 cm)보다 더 긴 괴근(22.49 cm)을 생산했다.
  • 상호작용: 가장 긴 덩굴(208.57 cm)은 Awasa-83을 조직 배양 방식으로 재배했을 때 관찰되었으며, 가장 큰 뿌리 직경(10.96 cm)은 Kulfo를 싹 틔우기 방식으로 재배했을 때 기록되었다.

• 수확량 및 생물량:

  • 총 괴경 수확량: Kulfo 품종은 Awasa-83(23.455 t/ha)보다 우수한 수확 성능(27.877 t/ha)을 보였다. 방법론 측면에서는 싹 틔우기가 가장 높은 수확량(27.870 t/ha)을 기록했고, 조직 배양(26.199 t/ha)이 그 뒤를 이었으며, 덩굴 삽수가 가장 낮은 수확량(22.929 t/ha)을 보였다.
  • 상품 수확량: Kulfo는 일관되게 더 높은 상품성 뿌리 중량과 수를 생산했다. 싹 틔우기 방법이 가장 높은 상품성 뿌리 중량(26.283 t/ha)을 생산했다.
  • 생물량: Kulfo는 가장 높은 총 생물량(36.409 t/ha)을 생성했다. 싹 틔우기와 조직 배양 방법 모두 덩굴 삽수보다 유의미하게 높은 생물량을 나타냈다.
  • 괴경 수: 싹 틔우기 방법이 식물체당 가장 많은 괴경 수(7.02개)를 기록했으며, Kulfo는 Awasa-83(4.34개)보다 더 많은 괴경(6.56개)을 생산했다.

• 수확 지수 (HI):

  • Kulfo는 Awasa-83(0.6759)보다 유의미하게 높은 수확 지수(0.7671)를 나타냈다.
  • 덩굴 삽수는 방법들 중 가장 높은 HI(0.7333)를 기록했으나, 특정 품종-방법 조합에서는 조직 배양과 싹 틔우기가 통계적 동등성을 보였다. 가장 낮은 HI는 조직 배양으로 재배된 Awasa-83에서 관찰되었다.

의의 및 주장
본 연구는 Kulfo 품종이 더 높은 총 괴경 수확량, 상품성 뿌리 중량 및 수확 지수를 입증함으로써 해당 연구 지역에서 우수한 성과를 보이는 품종이라고 결론짓는다.

번식 방법과 관련하여, 조직 배양과 싹 틔우기 모두 수확량과 생물량 측면에서 기존의 덩굴 삽수보다 우수한 성능을 보였으나, 저자들은 싹 틔우기를 가장 실용적인 권장 사항으로 식별하였다. 이러한 결론은 성능과 실행 가능성 사이의 절충점에 근거한다: 조직 배양은 바이러스 없는 식물체를 생산하지만, 싹 틔우기는 실험실 화학 물질 및 식물 성장 조절제와 관련된 기술적 복잡성과 높은 비용 없이도 대등한 수확량 결과를 제공하기 때문이다.

저자들은 완전한 권고를 위해서는 이러한 결과가 더 넓은 범위의 품종과 함께 다양한 농업 생태계 및 작기에서 검증되어야 한다고 주장한다. 본 연구는 작물 생산성을 향려하고자 하는 학자들과 최적화된 고구마 생산 전략을 통해 식량 안보를 강화하고 빈곤을 완화하고자 하는 정책 입안자들에게 중요한 의미를 갖는다.