천마 시설재배 기술과 ICT 활용 기술 개발
이상기후 대응 안정생산 및 우량 천마 생산 가능
천마 산업성 소규모 농업인 귀농 귀촌인에 매력

“천마는 국내에서 1981년 인공재배가 시작된 이래 37년의 역사를 지닌 작물입니다. 이렇게 역사가 길다보니까 천마를 연구한다고 하면, 아직도 천마의 개발 필요성이 있느냐는 지적도 많이 들었습니다. 그러면서도 지금까지 8년여를 천마 연구에 매달리고 있으니, 저도 어지간히 무던하다는 생각이 듭니다.”
전라북도농업기술원 약용자원연구소 김창수 박사(40)는 천마 연구가 외롭기도 하고 삭막한 느낌도 들 때가 많지만 이제는 자부심도 그만큼 크다고 말한다. 김 박사와 연구팀(공동연구원 서상영, 김효진, 김희준, 김동원, 김정만, 김종엽, 박은석)의 노력으로 전북의 천마 산업은 국내 시장의 75% 이상을 독점하고 있는 것만으로도 그 자부심을 느낄 수 있다.

그동안 천마는 인공재배의 성공 이후에 노지재배와 한약재 수준에 머물렀었다. 모두가 천마를 산업자원으로의 활용가능성과 약리작용의 우수성을 외면했다. 그런 상황에서 김 박사가 붙든 천마 연구는 모험이고 도전이었다.
“천마는 재배적 특성상 공생균이 필요하고, 우리나라 노지 환경에서 2년 1기작 재배가 가능합니다. 광합성을 하는 일반작물과 재배조건이 다른 것입니다. 앞서 개발된 기술들이 사장되지 않도록 시설비·재료비 절감, 품종육성 등 해야 할 일들이 많습니다.”

김 박사가 천마에 매달린 것은 그동안 높은 약리성으로 이상기상에 대응해 안정생산과 우량자마 생산기술 필요성이 농민과 학계를 중심으로 꾸준히 제기돼온 것도 요인이 됐단다.
“천마(天麻)는 난초과 식물로 생육에 공생균이 필요하고, 가스트로딘 등 항산화물질에 의해 중풍, 고혈압, 두통, 마비, 신경성 질환 등 성인병과 스트레스 피로해소 등 학계에서도 입증은 충분히 이뤄졌기 때문에 생산성만 받쳐준다면 산업화가 가능하다고 판단했습니다.”
김 박사의 말처럼 천마 재배 특성은 까다롭다. 천마는 노지재배 시 이상기상(폭우, 혹서, 혹한 등)에 의한 연차 간 수량성 편차가 크고, 동절기 한파(동해)와 하절기 장마(습해, 병해)로 수량이 20〜30% 이상 감소한다. 또한 토경재배 시 연작장해로 초작 대비 연작 1회시 29%, 2회시 68%까지 수량이 줄어드는 것도 문제로 지적돼왔다.

그렇게 김 박사와 연구팀은 2013년부터 2015년까지 3년간, 기후변화 대응으로 비가림하우스 천마 재배기술 개발에 노력한 결과, 기존 노지 대비 비가림하우스 재배 시 수량이 49%이상 증가했다. 상품률은 5~10% 향상됐고, 부패율은 20~30% 감소했다.
또한, 생산성 향상을 위해 원목 배치 구조를 口(田)자로 개선한 결과 기존 5열종 배열 방법에 비해 수량이 75% 늘었고, 상품성도 5~10% 향상됐다. 유기물 종류와 시용량 연구를 위해 가축분퇴비(3734㎏/10a), 혼합유박(565kg), 녹비작물(2000kg)을 선발하고, 이들을 처리한 결과 수량이 34〜42% 증수됐다.

토경재배 때는 연작장해가 심하고 최근 폭우, 혹서, 혹한 등 기상변화에 의해 연차 간 생산량에 큰 차이를 보였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 김 박사와 연구팀은 2015년부터 2017년까지 천마의 안정생산을 위해 천마 전용배양토와 상자 또는 베드를 이용한 재배기술을 개발해 특허 출원과 등록을 마쳤다. 또한 천마 연중생산을 위해 ICT 제어시스템 활용해 천마의 생육단계를 국내 최초로 구명했다. 이 기술은 재배기간도 단축하고, 천마 수량성 200% 이상 증가는 물론, 농작업이 편리하고 연작장해가 없다는 것이 특징이다.

이밖에 계속된 무성번식 자마 사용에 따른 퇴화현상 해결을 위해 공생균 동시접종법을 이용한 유성번식 자마 생산 기술과 자마생산의 전단계로 천마 종자를 연중 확보하기 위한 저온처리 휴면타파 기술도 함께 개발했다.
“약용작물은 땅에 심고 오랜 시간이 지나 캐면 좋은 걸로 인식돼 왔지요. 물론 재배기간이 길어져야 주요성분 함량이 높아지는 작목도 있지만, 천마는 공생균(뽕나무버섯균)이 참나무를 분해해 천마에 영양분을 축적하는 방식으로 재배기간과 크게 상관이 없는 것으로 분석됩니다.”

김 박사는 올해 이상기온 피해를 통해 새로운 목표가 생겼다. “이상기상에 의한 피해로 연차 간 수량성이 크고, 고령화와 노동력 부족 문제가 대두됐습니다. 이를 해결하기 위해 ICT를 활용한 천마 시설재배 개발, 그리고 2년 1기작 재배에서 1년 단위로 연중생산 가능성을 확인하고 있습니다. 천마 재배연구를 통해 국내 최초로 균활착기 등 4단계의 생육단계를 설정하고, 생육단계에 맞는 환경조건을 확립했습니다. 또한 아직까지 다수성 천마품종이 없는 상황에서 자마의 퇴화기간은 5~6세대로, 5년마다 활력이 좋은 우량자마로 보급할 때 생산량은 4배 이상 높아진다는 것도 밝혔지요.”

김 박사와 연구팀의 공로로 천마는 무주를 중심으로 전북지역에서 전국 재배면적의 66%, 생산량은 76%를 차지한다. 특히 그동안 연구 결과를 토대로 비가림재배기술은 천마 주산지인 무주군을 비롯한 전북지역 4개 시군에 6억 원을 투입해 시범사업화를 추진하고 있으며, 우량자마 생산기술은 무주군농업기술센터에서 시범사업화가 추진중이다. 무주군 관계자는 “시범사업 후 개발기술이 천마 재배에 확대 적용될 경우, 36억~122억 원의 경제적 파급효과가 기대된다”고 자신하고 있다.
김 박사와 연구팀의 천마 재배 기술은 앞으로 소규모 농업인, 귀농 귀촌인, 고령화사회에 적합한 작목으로 부각될 것으로 기대를 모은다.