천마의 특성과 재배

글·사진 / 안진권 (국립산림과학원 산림유전자원부)
재배지 말린 뿌리 천마 종균 천마를 감고 있는 균사 속 천마 뿌리	천마의 경우 뽕나무버섯 균사속(rhizomorph)과 천마의 가는 뿌리가 접촉하여 상호간에 양분과 수분을 교환하나, 천마가 뽕나무버섯에 붙어 양분과 수분을 공급받는 기생체이다. 특이한 생육습성 때문에 자연상태에서는 거의 찾아보기 어려워 귀한 약재로 이용되어 왔으며 산출량이 극히 적어 야생천마는 산림청에서 보호약초 제9호로 지정하여 보호하고 있다. 천마의 특성 천마(天麻 : Gastrodia eleta Blume)는 고등식물이지만 잎과 뿌리가 없어서 탄소동화 능력이 없는 퇴화된 다년생 난과식물로 독립적 생육이 불가능하며 담자균류인 뽕나무버섯류(Armillaria spp)와 공생하는 기생식물로 빛이 거의 없는 산림 속에서도 생육이 가능하다. 주로 한국, 중국, 일본 등 북아시아 지역의 표고 700m 이상의 고산지대 참나무 군락 속에서 자생하며, 줄기와 잎은 15∼18℃ 정도의 봄철에 일시적으로 지상으로의 생장을 하나 1개월 이내에 사멸하고 개화기인 5∼6월에 꽃대만 나온다. 지상부의 형성 줄기 색깔에 따라 홍천마, 청천마 및 녹천마로 구별하기도 한다. 동양에서는 3000년 전부터 사용되고 있는 귀중한 약재자원으로 한방에서는 땅속의 덩이줄기(괴경)를 고혈압·뇌졸중·불면증·경기·두통·현기증·중풍·신경성 질환의 예방과 치료제로 이용하며 당뇨병 등의 성인병과 간 기능 촉진, 피로·스트레스 해소 등에도 효능이 있다. 또한 학습능력과 기억력의 증가에도 효과가 있어서 총명탕의 주재료로 사용되기도 한다. 특히 예로부터 중풍 등 뇌신경 계통의 약초로는 최고라 하였으며 정풍초(正風草), 수자해좆, 적근(赤根), 귀독우(鬼督郵), 난모(難母), 신초(神草)라는 이름으로 불리어지기도 한다 일반적으로 천마와 같은 난과식물의 종자는 매우 작아서 그 크기가 0.5∼1.0mm 정도이며, 가장 큰 경우에도 무게가 14㎍(1㎍=1/1000mg)밖에 안 된다. 어떤 종은 하나의 꼬투리 안에 먼지같이 작은 종자가 4백만 개나 들어 있기도 하다. 천마의 경우 꽃대 1개에서 피는 꽃의 수는 20∼80개 정도이며 아래에서 위의 마지막 꽃이 결실되기까지는 약 15∼20일이 소요된다. 천마의 꽃은 자연 상태에서는 오무라져 있고 향이나 맛이 없어 곤충매개에 의한 수분율이 매우 저조하고, 개화시의 기후조건에 따라 종자 결실률에 차이가 있다. 수분 후 20일(18∼19일) 전에 꼬투리로 수확하여야 한다. 꼬투리의 생체중은 종자의 충실도에 따라 다르나 일반적으로 10∼50㎎(1g=1000mg) 정도로 꼬투리당 약 10,000개의 종자가 맺히는 것으로 알려져 있다. 수확한 꼬투리는 저장온도에 관계없이 수확 후 10일경까지는 종자활력이 유지되며, 20℃에서는 15일, 30일 이상 장기보존을 하려면 5℃ 이하여야 한다. 이렇게 종자가 적은 이유는 바람에 의해 퍼질 수 있도록 적응된 것이다. 그러나 종자가 매우 작기 때문에 영양분을 가진 배유가 없고 물도 저장하지 못한다. 배는 단지 몇 개의 조직화되지 않은 세포들로 구성된 미숙배이다. 따라서 난과식물의 종자의 형태나 조직에 의하여 발아하려면 균과 함께 작용하여 균근(‘곰팡이와 뿌리’의 형태적 단위체)을 형성한다. 균근균은 토양 내에 금속 이온의 용해도를 증가시키고 숙주식물의 영양 물질(질소, 칼륨, 인) 흡수를 도와준다. 또한 균근균은 한 식물체로부터 다른 식물체로 탄수화물을 이동시키고 병원으로부터 숙주의 뿌리를 보호하는 것으로 알려져 있다. 이러한 과정에서 균근균은 식물체로부터 탄수화물을 얻어 살아가는 반면에 식물체 내에 성장과 관계있는 호르몬을 향상시킨다. 균근은 난과식물들과 상호작용하여 만들어진 것으로 다른 어떠한 균근과도 달라서 난균근(orchid mycorrhiza)이라고 한다. 천마의 경우 뽕나무버섯 균사속(rhizomorph)과 천마의 가는 뿌리가 접촉하여 상호간에 양분과 수분을 교환하나, 천마가 뽕나무버섯에 붙어 양분과 수분을 공급받는 기생체이다. 특이한 생육습성 때문에 자연상태에서는 거의 찾아보기 어려워 귀한 약재로 이용되어 왔으며 산출량이 극히 적어 야생천마는 산림청에서 보호약초 제9호로 지정하여 보호하고 있다. 천마에 함유된 주요 성분으로는 바닐리알코올, 배당체, 배타시토스래올, 시트릭산 및 팔미틱산 등 다양한 종류의 알칼로이드와 유기산이 들어 있다. 천마 재배 천마는 깊은 산속에서 자생하기 때문에 자생지가 거의 알려져 있지 않으며 현재 재배에만 의존하는 산림자원약용식물로서, 국산 한약재 우수약용작물(GAP) 인정품목 후보 및 중국산의 수입규제 제한 품목으로 지정되어 있다. 또한 2000년 9월에 식품원료로의 사용이 가능하게 됨으로써 수요 및 해외수출이 증가하고 있으나, 수요에 비하여 공급이 심하게 부족하여 가격이 상승하는 추세에 있다. 천마의 인공재배는 1995년 천마 재배용 버섯균인 ‘천마 1호(Armillaria gallica)’ 및 ‘홍릉천마균’의 개발과 보급으로 대량재배, 대량생산이 가능하게 되었다. 천마 재배에는 종마(자마), 뽕나무버섯균(균사) 외에도 원목(참나무류 골목)이 필요하여 재배 첫해에 투자비 및 관리비가 많이 소요되지만 2∼3년간 수확이 가능하고 척박지, 모래밭 등 유휴지를 이용할 수 있으며 연작이 가능하여 높은 소득을 올릴 수 있다. 천마의 재배장소로는 과습과 건조의 피해를 방지할 수 있는 배수양호한 사양토로서 부드러운 흙으로 동남쪽으로 약간 경사진 곳이 좋다. 천마의 매몰 깊이는 10∼20cm가 적당하며 균주의 선택도 천마 생산에 큰 영향을 미친다. 토양산도는 약산성으로 pH 5∼6으로 공해물질이 없어야 하고 유기물 함량은 4∼5% 정도면 좋다. 원목은 활엽수는 모두 가능하나 특히 참나무류(상수리나무, 졸참나무, 굴참나무)가 토양 속에서 오래 견뎌 균사활착이 좋다. 원목의 굵기는 직경 10∼15cm가 적당하다. 원목은 휴면기에 벌채(수분 45∼48%)하고 60·90·120cm로 절단하여 1∼2개월 정도 건조(수분 38∼40%)시켜 사용한다. 균사의 생장은 25∼28℃가 적당하며 15℃ 이하나 30℃ 이상에서는 생장이 현저히 감소한다. 또한 원목에 접종 후 생육적온보다 높거나 낮으면 균 활착이 늦어 잡균이 발생하므로 유의하여야 한다. 재배용 천마의 종균접종은 최저기온 10℃, 최고기온 20℃ 전후인 4월 초순부터 5월 중순이 가장 좋다. 그러나 지금까지 천마재배는 자마(길이가 4cm 이하인 새끼 천마)로 무성번식을 계속한 결과 퇴화현상이 발생되어 개체가 가늘고 길어서 상품가치가 없는 경우가 많다. 계속적으로 무성번식시키게 되면 어린 마(juvenile tuber)만 발생하여 그 다음 해에는 성숙마(mature tuber)가 생산되지 않는다. 이러한 품종 퇴화 문제를 해결할 수 있는 가장 좋은 방법은 종자발아법에 의한 유성번식이다. 그러나 천마 종자는 매우 작은데다 자연계에서의 발아율이 0.1% 이하로 극히 저조하므로 발아를 촉진시킬 수 있는 방법과 발아 및 생장에 적합한 균류의 분리, 선발과 배양이 필요하다. 또 다른 한 가지 방법은 실험실에서 기내무균배양체를 만들어 대용량 생물반응기(배양탱크)에서 품종이 우수한 자마를 대량으로 배양(복제)하여 공급하는 방법을 개발하는 것이다. 천마 종자발아에 적합한 온도는 25℃(20∼25℃)이며 15℃ 이하와 30℃ 이상에서는 발아가 되지 않아 뽕나무버섯균과 발아균의 균사생장 적온인 25∼30℃보다 낮다. 천마 재배시 각별히 유의해야 할 점은 종마(자마) 및 종균의 선택이 품질과 생산량에 큰 영향을 미치므로 우량한 품종을 선택하여야 한다.