우리나라 임목육종의 주요성과 및 전망

박 재 인 ¹⁾ , 나 천 수 ²⁾ , 강 규 석 ³⁾

1)

충북대학교 산림학과,

(주)생명의 나무

3)

국립산림과학원 임목육종과

우리나라 임목육종의 주요성과 및 전망

한국산림유전생리학회 토론회 발표자료

서 론

임목육종 주요성과

임목육종 금후전망

1. 교잡육종 (hybridization) 2. 도입육종 (introduction) 3. 선발육종 (selection)

발표순서

결론적 제안

서 론

국토녹화와 임목육종

「한국은 2차 대전 이후 국토녹화에 성공한 유일한 국가」(FAO, 1982)

「대한민국은 세계적 산림 녹화의 모델」

(세계적인 환경운동가, Lester Brown)

「한국의 조림성공은 세계적 자랑거리」

(2008, 제10차 람사르총회)

- Achim Steiner, UNEP 사무총장

4 /40

 한국의 대표 브랜드 = 국토 치산녹화 성공

「한국의 신토불이 사상은 사막화 방지의 모태」

(2011, 제10차 UNCCD 세계총회)

- Luc Gnacadja, UNCCD 사무총장

• 1인당 국민총소득 : 20,759달러

• ha당 임목축적 : 126㎥

• 1인당 국민소득(GNI) : 67달러

• ha당 임목축적 : 6㎥

 산림의 모습은 그 나라의 국가발전 ·품격 상징

戰後 서울 성북동 전경(1953년) 현재 성북동 전경(2011년)

임목육종연구소 창설

 고 현신규 박사에 의하여……

- 대규모 녹화사업의 필요성이 시급함을 인식하고 - 녹화사업의 근간으로 임목육종이 시작되었음.

 임목육종연구소 (Institute of Forest Genetics, IFG가 수원에 창설됨(1956년).

Lab in SNU (1953) IFG in Suwon (1956)

-7/36-

1956 : 임목육종지장 창설 (Tree Breeding Station)

1963 : 임목육종연구소 명칭 개칭 (Institute of Forest Genetics)

 1968 : 채종원 조성사업 착수  1976 : 채종원산 종자 생산 시작

1998 : 임목육종연구소(IFG)와 임업연구원(KFRI) 통합

2006 : 2세대 육종프로그램 시작 (2세대 채종원 조성 등) 2008 : 국립산림품종관리센터(KFSVC) 기관 분리

 현재 : 국립산림과학원 산림유전자원부

우리나라 임목육종 주요 역사

1. 교잡육종 : 리기테다소나무 (

Pinus rigida

P. taeda

Populus alba

P. glandulosa

2. 도입육종 : 이태리포플러 (

Populus euramericana

Liriodendron tulipifera

3. 선발육종 : 수형목 선발, 클론보존원 조성, 차대검정,

산지시험, 채종원 조성, 개량종자 생산 보급 등

임목육종 주요 성과

 내한성이 약함

 생장 및 재질 우수

 통직성 양호

 내한력 우수

 생장 및 재질 우수

 통직성 양호

리기테다

X

리기다소나무(♀ ) 테다소나무(♂ )

 내한성, 내건조성 우수

 척박지에서 잘 자람

 생장 및 재질 불량

리기테다소나무 육성

1. 교잡육종

대규모 인공교배 (Artificial cross)

Pitch pine x loblolly pine

테다소나무 화분

리기다소나무 자화

인공교배

강원 춘천

40년생(DBH 57cm)

광주 장등동 37 년생

대전 유성 36 년생

리기테다소나무 생육상황

리기테다소나무 교잡육종 성과

- FAO 보고서 표지

전세계가 인정한 우리나라 임목육종 및 산림녹화 사업

리기테다소나무 채종원산 F

종자 생산현황

1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987

생산량(kg)

년도 년도 생산량 (kg)

3.9 12.1 24.0 82.1 98.8 100.4 91.4 59.6 279.0 222.4 175.2 225.0

1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998

355.0 506.0 300.0 307.0 145.0 - 400.0 160.0 221.0 168.0 339.6

리기테다소나무 식재면적(ha)

`54

`55

`56

`57

`58

`59

`60

`61

`62

`63

`64

`65

`66

`67

`68

`69

`70

종자 (千粒)

F₁ F₂

조림 가능 면적

30 330 97 217 659 658 768 904 605 325 191 50 32 80 19 47 3

조 림 면적

- - - - - - - - - - - - - - - - -

10 110 32 72 220 219 256 301 202 108 64 17 11 27 6 16 1

- - - - - - - - 8 28 - 117 146 858 740 5,259 1,805

년 도

년 도

`71

`72

`73

`74

`75

`76

`77

`78

`79

`80

`81

`82

`83

`84

`85

`86

`87

종자(千粒)

F₁ F₂

조림 가능 면적

조 림 면적

- - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - 78 239 476 1,626 1,956 1,988 1,810 1,179 5,525 4,404 3,470 4,456

1,102 513 1,570 747 704 58 84 472 1,573 1,628 1,214 2,315 3,375 1,862 1,664 2,133 1,440 -

- - - - 233 717 1,428 4,879 5,870 5,965 5,431 3,539 16,577 13,214 10,410 13,369

년 도

`88

`89

`90

`91

`92

`93

`94

`95

`96

`97

`98

종자(千粒)

F₁ F₂

조림 가능 면적

조 림 면적

- - - - - - - - - - -

7,031 10,022 5,942 6,080 2,872 - 7,922 3,169 4,377 3,327 6,726

1,365 1,343 974 1,114 1,936 1,447 751 620 1,521 - - 21,093

30,065 17,825 18,241 8,615

- 23,767 9,507

13,131 9,982

20,178

0 2000 4000 6000 8000 10000

조림가능면적 조림면적

식재년도

면적(ha)

리기테다소나무 조림 실패 원인

•

•

•

•

전 남 강 진

테 다 소 나 무

조 림 지

리기테다조림지 (실제 리기다 조림) -> 테다소나무 재조림

준 인공교배 방식을 통한 교잡종 대량생산

1. 온실 내 종자 모수인 리기다 소나무 조성

2. 개화시기에 웅화(수꽃)을 인위적으로 제거-> 제웅작업 3. 우량 테다소나무 화분을 이용한 대량 (준)인공교배

4. 온실채종원에서 리기테다소나무 대량육성

온실채종원

준인공교배림 조성 예정

리기다소나무 : 3-4년생 개화

8/24

테다소나무

(Pinus taeda )

 도 입 : 1956년, 미국 동부 지역

 적응성 검정(1959-71) : 리기다 대비 재적생장 2.5배 우수

 조림면적 : 11,257ha (1990)

 리기테다소나무 인공교배용 화분 생산

 남부지방 조림유망 후보 수종

 미국 원산지 : 우수클론 대량증식을 통한 클론임업 실현

<테다소나무 60년생, 전남 광양>

클론임업 (테다소나무)

전 남 광 양

테 다 소 나 무

자연잡종 채종원 1959조림

(리기다소나무 제거후)

• 전라남·북도는 리기테다소나무 보다 테다 소나무 조림이 바람직함

• 온난화에 의하여 중장기적으로 일부 해발이 낮은 중북부까지 테다소나무 조림이 가능할 것으로 생각됨

기후변화에 따른 테다소나무 확대조림

경사지 및 산지조림에 적합한 새로운 품종육성 필요

약 30여 포플러 품종간 인공교배 실시

토양수분이 제한되는 산지에 적합한 교잡종 육성 성공

산지조림용 교잡종 포플러 육종

은백양 : ♀

( Populus alba )

수원사시나무 : ♂

( Populus glandulosa )

• 외국 도입종(대부분 암나무)

->

으로 추정

• 토착 수종 (모두 수나무)

• 통직성이 우수함

X

현사시

Poplus alba x Populus glandulosa

* (수종명 : 박정희 대통령 지시사항)

현사시 생장

- 강원 춘천

7년생(흉고직경 18cm) 20년생(흉고직경 40cm)

Hybrid poplar, Hyunsasi No. 4

(P. alba x P. glandulosa)

Plantation on the hillside

P. alba x P. glandulosa 현사시

계곡부에서

생장양호

7/24

 1단계

• 1925~1945 : 총 376종 도입(30개국), 388곳 적응성 검정

⇒ 선발수종 : 리기다, 아까시나무, 일본잎갈나무 , 오리나무, 자작나무 등

• 지역적응성 검정림 및 성적 : 한국전쟁(1950~1953) 중 대부분 소실

 2단계

• 1958~1995 : 415종 도입 (38개국)

• 양묘단계 부적응 : 300수종, 향토수종 대비 생장 저조 : 92수종

⇒ 선발수종 : 백합나무, 루브라참나무, 세로티나벚나무 등

도입육종

2. 도입육종

• 적응성 검정 : I-214 및 I-476 선발 (1961)

• 농가소득원으로 대량 식재 (1970년대) - 당시 대학 등록금 충당 (신문기사)

• 1995년까지 약 740천ha의 면적에 조림

이태리포플러

(Populus euramericana)

이태리 도입 : 1955~1960

미루나무 대비 재적 생장 2.5배

13년생 (경기 양평)

• 새만금 등 목재에너지림 조성용 묘목 부족

이태리포플러 – 가장 큰나무

수고 30m, 흉고직경 74cm, 재적 4.3m³ (2007 중부산림청)

충북대학교 -잘려진 나무 수 간

전경 – 산 아래 개울가에 있다

수관 일부 가지는 잘려 나감

간 판

환경정화(Phytoremediation)

- 토양의 유독물질 및 중금속 흡수

- 농업 폐수의 잔류 농약 및 비료 성분 흡수 - 쓰레기장 침출수 처리 및 경관 조성

최근 포플러 수종의 이용

500ppm Pb(NO₃)₂ Con. ABC

형질전환 연구의 모델 수종

33 /40

목재에너지림(SRC) 및 수변림 등 조성

포플러 단벌기맹아림(새만금) 기계를 이용한 바이오매스 수확(스웨덴)

 SRC : Short Rotation Coppice – 바이오에너지 공급, 탄소흡수원 확보 등 Italy

8/24

백합나무

(Liriodendron tulipifera )

 도입 : 미국 동부 지역 (1960년대 말)

 적응성 검정 : 생장 우수 (321m

/ha)

 강풍 및 눈이 많이 내리는 지역에서는 저조

충북 완주 조림지

8/24

수종 재적생장 보급년도 우수

종자산지

조림면적 (ha) 이태리포플러

(I-214, I476) 미루나무(10년생) 대비 2.5배 우수 1961 Italia 739,599 벨지움 포플러

(V-211) 일반 포플러 대비 1.2배 우수 1973 Belgium 20,800 스트로브잣나무 잣나무(10년생) 대비 2.7배 우수 1985 NY (USA) 951 테다소나무 리기다소나무(10년생) 대비 3.4배 우수 1971 TX, NY, MS,

MR, SC 11,257 버지니아소나무 리기다소나무(17년생) 대비 1.4배 우수 1985 NY (USA) 574 루부라참나무 상수리나무(10년생) 대비 2.7배 우수 1985 Pennsylvania - 백합나무 낙엽송 대비(30년생) 2.0배 우수 2004 East US 21,285 좀잎산오리 오리나무 대비(10년생) 3.0배 우수 1971 Japan 11,839

 선발 주요 외국 유망 수종 생장 특성 및 현황

 수형목 (Plus tree) 선발 : 2,724 본 - 선발시작 : 1959년

- 침엽수 : 11 수종 (1,582 본) - 활엽수 : 18 수종 (1,142 본)

 클론보존원(clone bank) 조성 - 착수년도 : 1968년

- 조성수종 및 클론 :

소나무 등 25수종 2,383클론

소나무 수형목

수형목 선발 및 클론보존

3. 선발육종

소나무 수형목(KW30) 상수리나무 수형목 (KW16)

8/24

-38/36-

소나무 수형목 선발

남양주 (1)

울 진 (10)

영 양 (3) 봉 화 (3) 태 안 (3) 보 은 (1)

영 동 (2)

강 릉 (1) 인 제 (3)

홍 천 (4)

정 선 (5)

삼 척 (7)

평 창 (18) 1단계 (1959-1969)

→ 강도선발 : 총 61 본 선발

선발강도

울 진 (83)

영 양 (2) 봉 화 (7)

강 릉 (29) 인 제 (33)

홍 천 (5)

정 선 (23)

삼 척 (41) 평 창 (95)

영 월 (3)

무 주 (3)

합 천 (1)

서귀포 (10)

영 덕 (5) 청 송 (20)

문 경 (1) 남양주 (1)

영동 (2) 보은 (1)

태안 (3) ※ Dr. Namkoong (’74, ’91), Dr. Sakai (’78)

: 자문 및 제안  선발강도 완화

2단계 (1972-1990)

→ 완화된 선발강도 : 364 본 선발

3단계 (1997- )

→ 좀 더 완화된 선발강도 : 425본 선발

울 진 (83)

영 양 (2) 봉 화 (7)

강 릉 (29) 인 제 (33)

홍 천 (5)

정 선 (23)

삼 척 (41) 평 창 (95)

영 월 (3)

무 주 (3)

합 천 (1)

서귀포 (10)

영 덕 (5) 청 송 (20)

문 경 (1) 남양주 (1)

영동 (2) 보은 (1) 태안 (3)

구례 (10) 지리 (10)

제주 (10)

부산 (9)

 클론보존원  현지외 유전자보존원 기능

8/24

 수종 : 주요 용재수 4수종

 소나무

•

232, 인공교배 301 가계, 4 시험림

 곰솔

•

 잣나무

•

 전나무

•

차대검정

전남 나주 충남 안면

강원 춘천 충남 공주

소나무 지역별 차대검정림

 목 적 : 소나무 등 향토수종의 안정적 종자공급

 시작년도 : 1968년

 조성면적 : 748.5 ha

 조성수종 : 60수종 - 침엽수 16수종, 598.2ha - 활엽수 44수종, 150.3ha

* 채종원(seed orchard) : 전국의 우량한 개체를 선발하고 이로부터 증식된 개체를 이용하여 조성한 종자 생산원

소나무 채종원(충남 안면)

채종원 조성

채종원 조성지역 및 관리기관

난대·아열대 산림 연구소

남부산림자원 연구소

국립산림품종관리센터 : 3개 지소

산림생산기술 연구소 국립산림과학원

채종원 조성 위치

구 분 수 종 합계 76-08년 2010 2011 2012 조림가능 면적(ha)

계 합계(23) 218,003 181,010 16,161 14,125 6,707 193,567

침엽수 소계(12) 214,490 179,551 16,107 14,075 4,757 191,511

잣나무 192,721 159,717 15,181 13,260 4,563 50,108

편 백 5,045 4,712 83 140 110 14,782

리기테다 4,790 4,727 8 50 5 35,479

소나무 3,647 2,977 552 85 33 36,562

해 송 2,884 2,747 101 11 25 25,956

삼나무 2,024 1,936 - 70 18 8,325

낙엽송 1,943 1,579 180 184 - 12,578

리기다 1,128 1,122 2 1 3 7,516

전나무 285 15 - 270 - 96

기타(3) 23 19 - 4 - 109

활엽수 소계(20) 3,521 1,467 54 50 1,950 2,056

상수리나무 1,787 447 - - 1,340 50

펜듈라자작 333 328 - 5 - 1,718

졸참나무 474 237 - - 237 14

굴참나무 502 210 - - 292 25

가래나무 169 118 44 5 2 13

거 제 수 54 54 - - - 101

물오리나무 39 5 10 20 4 50

물푸레나무 32 32 - - - 34

오리나무 36 32 - - 4 46

기타(11) 95 4 - 20 71 5

채종원 종자생산

• 잣나무, 곰솔 : 100% 보급

• 편백 : 60% 보급

• 소나무, 일본잎갈나무 : 40% 보급

• 활엽수류 : 부족, 점차 증가 추세

(단위 : kg)

국립산림과학원 산림유전자원부

-용재수 육종 -특용수 품종 육성 -임간산채재배연구

육종연구

국립산림품종관 리센터

- 종자관리 - 품종심사 (목본,초본)

산림청

- 정책수립 - 예산확보 - 연구비공급

대학 산림관련 학과

자율적 기초 연구 임업인교육 (목본,초본)

민간육종가

-자원수집, 육종 및 품종등록

(목본,초본)

국립수목원

- 자원수집 보존 (초본식물 품종육성)

지역 임업연구

-각 도 산림환경연구소

산림식물육종과 관련되는 주체

농촌진흥청 산하 대추연구소 -(충북 보은)

감 시험장 -(경북 상주)

임업진흥원

-산림소득지원 - -산채 산약초

교육-

초본식물의 육종적 측면 대책 필요

• 산채

• 산약초

• 산양삼

• 산림초본식물 여러 주체에서 관여

• 재배에 따른 품종화에 대비 필요

• 농촌진흥청과의 정부업무분장 문제 있음 - 대추연구소, 감시험장은 산림청 소관이

어야 하는데 진흥청에 소속

수종명 건수 수종명 건수 수종명 건수 수종명 건수 은행나무 22 소나무 17 백송 5 반송 5 곰솔 6 처진소나무 4 느티나무 18 향나무 10 이팝나무 6 화화나무 5 후박나무 4 매실나무 4 굴참나무 4 푸조나무 3 비자나무 3 왕버들 3 음나무 3 등 2 망개나무 2 팽나무 2 탱자나무 2 청실배나무 2 물푸레나무 2 올벚나무 1 조각자나무 1 배롱나무 1 소태나무 1 다래나무 1

자료: 문화재대관 천연기념물 명승 II (식물편) 문화재청 2009)

천연기념물 노거수 지정현황

수종 지정본수 비율(%) 비 고

느티나무 7,279 54

소 나 무 1,469 11

팽 나 무 1,342 10

은행나무 764 6

회화나무 356 2

버드나무 319 2 ^{왕버들이 많음}

향 나 무 227 2 기 타 1,710 13

총 계 13,466 100

보호수 현황

자료 : 산림청 임업통계연보 2012 (2011년 말 기준)

• 과 명 : 버드나무과

• 학 명 : Salix cheonomeloides Kimura

• 분 포 : 서울이남 강가

• 낙엽활엽교목

• 노거수가 많음(천연기념물, 보호수)

• 연구는 많이 안된 것 같음.

• 바이오순환림으로 활용가능성 높아 보임

왕버들

• 과 명 : 측백나무과

• 학 명 : Metasequoia

glyptostroboides

• 중국원산(스촨성, 허베이성)

• 낙엽침엽교목

• 속성수, 수간 통직, 습지에 강함

• 조경수 가로수로 식재

• 바이오순환림으로 유망시됨

메타세쿼이아

전남담양

춘천 남이섬 숲길

• 학명: Platanus occidentalis

• 적응력 우수 생장왕성

• 가로수 조경수로 활용

• 육종면에서는 무관심

• 활용 시 성공 가능성 높아 보임

양버즘나무 (북한명: 방울나무)

천연분포지: 미국 동부

자료:출처: 위키피디어

너무 커서 잘려진 양버즘

양버즘의 왕성한 생장 – 감당 안됨

 The tree is over 113' high, with a girth of 24'7"

and a spread of 140‘.

Sunderland,

Massachusetts,USA

자료출처:

http://en.wikipedia.org/wiki/Platanus_occidentalis

Buttonball tree

수 종 문제점 개선점

은백양 암나무만 도입되어 있음 숫나무 도입으로 개선 시도 이태리포플러 I -214(암), I-476(수) 분리

배치 많음 근거리에 배치

일본잎갈나무 차대생산 잘 안됨 유도 필요

이가화 수종 대개는 암수나무 떨어져 있음 인근에 배치하여 차대생산 에 도움주어야

지속가능한 산림 유도

변이의 폭을 크게 해야 육종효과를 높일 수 있다.

차대생산 개선 – 유전변이 유도

임목육종 금후 전망

1. 임목육종 기술의 심화 및 범위 확대

 벌채조림(이용)과 산림생태계 보존의 양립

 임목의 탄소흡수 용량 확대, 산림바이오 수종 개발

2. 기후변화에 적응하는 수종 개발

 난아열대 수종 육종 강화 및 기후변화 대응 수종 육성

 과거 약내한성 수종의 조림 가능성 검토 : 리기테다 등

3. 북한 산림복구 및 해외조림 수종 개발

 남북관계 진전 대비, 북한 산림복구 및 소득 수종 개발

 사막화 방지, 황폐지 복구 등 해외산림 수종 연구

결론적 제안 (1)

1. 리기테다소나무  주요 조림수종에 포함시킬 필요가 있음

 F1종자 생산 이전에는 채종원산 종자(F2) 이용

2. 테다소나무  기후변화 대비 남부권역 조림 확대

 1-0묘 조림 필수 (활착율 우수) 장

기 수

3. 이태리포플러, 양버즘나무

 단벌기 맹아림 조성 등 목재이용을 위한 조림 확대

 채수포 조성, 해외자원 수집 등 유전자원 수집 강화

5. 왕버들  왕성한 생장, 맹아력, 번식력- 천연기념물, 보호수 다수

 조경수, 가로수로 이미 활용 우수- 바이오매스로 가능

단 기 수

4. 메타세쿼이아  왕성한 생장, 통직 , 내습지성 - 시험한 적 없음

 조경수, 가로수로 이미 활용성 우수- 시험 필요

결론적 제안 (2)

6. 나무복지국가 ?!  나무 중심 사고 유도 필요 - 필요한 공간 확보

 자연적 차대 생산 환경 조성 - 우량 형질 활용 가능

7. 초본식물의 육종  산채, 산약초 등 산림초본식물 이용 활성화 추세

 초본식물의 유전적 측면 중요 - 대책 수립 필요

기

타

결론적 제안 (3)

감사합니다

소나무 채종원(충남 안면)