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ISSN : 0252-9777(Print)
ISSN : 2287-8432(Online)
The Korean Journal of Crop Science Vol.62 No.4 pp.367-372
DOI : https://doi.org/10.7740/kjcs.2017.62.4.367

Evaluation of Sweet Potato Cultivars for High Yield and Optimum Processing in Jeonbuk Region

Kyu-Hwan Choi1, Na-Ra Lee2, Seung-Yeob Lee2
1Jeollabuk-do Agricultural Research and Extension Services, Iksan 54591, Korea
2Institute of Life Science and Natural Resources, Wonkwang University, Iksan 54538, Korea
Corresponding author: Seung-Yeob Lee; +82-63-850-6665; sylee@wku.ac.kr
20170828 20171028 20171123

Abstract

This work was conducted to identify sweet potato [(Ipomoea batatas (L.) Lam.)] cultivars showing high yield and processing suitability in the Jeonbuk region of Korea. Shoot-slips (30 cm in length) of 14 cultivars were planted with a planting density of 75×25 cm on May 30, and cultivated with black film mulching. Vine elongation at 30 days after planting was significantly increased (> 90 cm) in ‘Dahomi’ and ‘Sinhwangmi’, and was excellent (> 250 cm) 120 days after planting in ‘Sinhwangmi’, ‘Shinyulmi’, ‘Daeyumi’, ‘Jinhongmi’, and ‘Yeonhwangmi’. The branch number per plant showed a dramatic increase in ‘Shinzami’ 30 and 120 days after planting. The leaf number per plant showed the highest increase in ‘Shinzami’ 30 days and in ‘Sinhwangmi’ 120 days after planting. Total weight, mean weight, and number of marketable tubers per plant were significantly higher 150 days after planting than that 120 days after planting. Marketable tuber yield at 120 days was high, over 2.5 ton/10a in ‘Daeyumi’, ‘Dahomi’, and ‘Jeonmi’, and was considerably increased, from 3.2 ton/10a to 3.5 ton/10a, 150 days after planting. Total weight of marketable tubers per plant and marketable tuber yield 120 and 150 days after planting had significant positive correlations with vine length and number of nodes 30 days after planting. Starch value was significantly higher 150 days after planting than that 120 days after planting. ‘Daeyumi’ and ‘Jeonmi’ had good growth vigor, high yield, and high starch content; ‘Dahomi’ also exhibited beneficial traits such as good growth vigor, high yield, and bright orange-colored flesh.


전북지역 적응 다수성 가공용 고구마 적품종 선발

최 규환1, 이 나라2, 이 승엽2
1전북농업기술원 농식품개발과
2원광대학교 생명자원과학연구소

초록


    © The Korean Society of Crop Science. All rights reserved.

    This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

    고구마(Ipomoea batatas)는 최근 전 세계적으로 웰빙 식 품, 기능성 식품, 다이어트 식품 등으로 인식이 전환되면서, 생산과 소비가 증가하고 있으며, 식용 외에도 전분, 주정, 바이오에탄올 및 사료용 등으로 폭 넓게 이용되고 있다. 고 구마에는 안토시아닌, 베타카로틴, 토코페롤, 폴리페놀, 각 종 무기물과 식이섬유 등이 풍부하여, 항암효과, 노화방지 및 비만억제 효과가 뛰어나다(Bovell-Benjamin, 2007; Teow et al., 2007). 이에 따라 국내 고구마 재배면적은 2000년대 중반 이후 연평균 2.5% 증가하여, 2016년 23,151 ha에 재 배되었다. 지역별로는 2012~2016 5개년 평균 재배면적 및 생산량을 기준으로 전남, 전북, 경기, 충남 순으로 많이 재 배되고 있으며, 주산지는 2015년 기준 해남, 여주, 익산, 당 진, 영암, 무안, 강화, 논산, 이천, 고창, 이천, 태안, 김제, 서 산, 영광, 논산, 청주 등으로 이지역의 재배면적은 9,802 ha 로 전국의 44.8%를 차지하고 있다(KOSIS, 2017; Statistics Korea, 2016).

    고구마는 쪄먹는 식용과 전분 및 주정 등 공업원료용, 사 료용, 식품가공용, 색소용, 채소용 등 용도가 다양하다. 국 내에서 가공용 고구마는 대부분 중국을 비롯한 동남아시아 지역의 수입산이 이용되고 있다. 현재 생고구마 수입은 금 지되어 있으므로, 우리나라 생고구마의 자급률은 100%에 달하나, 페이스트, 말랭이, 전분이나 당면 등의 가공식품 형 태로 중국을 비롯한 동남아(베트남, 캄보디아, 인도네시아, 태국) 지역에서 수입되고 있기 때문에, 가공용을 포함한 자 급률은 2014년 기준 89.1%이며, 고구마 전분 자급율은 21.2% 로 낮은 실정이다(MAFRA, 2016). 또한 가공용 고구마는 전분 및 주정원료 외에도 색소분말이나 페이스트 형태로 다른 재료와 혼합 및 첨가 등 가공적성이 우수한 기능성 식 품재료로, 향후 가공용 소비가 크게 증가할 것으로 보인다.

    한편 고구마 가격은 10-11월에 가장 낮고, 3-7월에 높았 으나, 최근 저장시설의 확대로 출하시기가 분산되면서 수 확기와 단경기의 가격차는 감소하고 있다. 특히 최근에는 햇고구마 수요가 증가하는 8-9월 조기출하 물량의 가격이 높은 경향을 보이기 때문에, 조기수확에 따른 단위면적당 수량이 낮아지는 원인이 되기도 한다. 이에 따라 가공용 고 구마의 단위면적당 수량을 높여 농가수익을 높이는 방안이 필요하다. 최근 국내 고구마 수급에서 쪄먹는 식용 고구마 시장은 연간 1인당소비량이 수년간 정체상태에 있기 때문 에 한계에 도달한 것으로 판단된다. 이에 따라 농가에서는 쪄먹는 식용과 가공용 고구마의 재배방법을 달리하여, 국 내 평균 단위면적당 생산량 15톤/10a보다 2배 이상 높은 가공용 고구마 재배를 이원화 하는 것이 국내 고구마 산업 발전과 농가 및 가공업체의 수익증대에 기여할 수 있을 것 으로 보인다.

    본 연구는 전북지역의 일조량이 풍부하고 미량영양소가 많은 황토질 토양에 적합한 다수성 가공용 고구마 품종을 선발하기 위하여, 14품종에 대한 정식 후 120일 및 150일 수확에 따른 생육특성, 수량 및 품질 특성 등을 조사하였다.

    재료 및 방법

    육묘 및 정식

    전북지역 기후 및 황토질 토양에서 150일 이상 장기재배 에 적응하는 가공용 다수성 품종을 선발하기 위하여, 다호 미, 전미, 신율미, 대유미, 고건미, 신건미, 건풍미, 진홍미, 헬씨미, 연미, 연황미, 신황미, 보라미, 신자미 등 국내 육성 된 14품종을 전북농업기술원에서 분양받아 시험하였다. 육 묘는 2014년 3월 30일 무가온 하우스에서 밭흙과 원예용상 토(Bokeumzari, Nongwoo Bio Co., LtD., Korea)를 3:1로 혼합한 상토에 씨고구마를 10×5 cm 간격으로 파종하고, 3 cm 두께로 복토하여 지하수를 관수한 다음, 비닐터널을 설 치하였다. 비닐터털은 싹이 출아할 때까지 주간에는 열고, 야간(17:30~09:30)에 보온덮개와 함께 덮어 보온을 하였다. 본밭은 정식 3개월 전에 우분퇴비 1,000 kg/10a를 살포하 여 경운하였고, 삽식 1일전 N-P-K = 6-7-19 kg/10a을 전량 기비로 시용하였다. 종순은 세력이 균일한 30 cm 크기의 줄 기상단을 채취하여, 3일간 25°C, 암상태의 실내에서 경화 시켰다. 정식은 5월 30일 재식거리 75×25 cm (5,300주/10a) 로 삽수길이의 2/3를 5 cm 깊이로 반복당 30개체씩 수평삽 식하였다. 삽식 후에 바로 배색비닐(흑색+투명)로 멀칭한 다음, 4일 후 순꺼내기를 하였다. 기타 재배관리는 농촌진 흥청 표준영농교본에 준하였다(RDA, 2006). 시험에 사용 한 본밭은 미사질식양토인 황토질 토양으로 시험전 토양화 학성은 Table 1과 같다.

    생육 및 수량조사

    정식 30, 120일째의 줄기길이, 마디수, 분지수(10 cm 이 상), 잎수 등을 조사하였다. 수량조사는 정식 120, 150일째 에 수확하여 40 g 이상의 괴근에 대하여 주당상저수, 주당 상저중, 평균상저중, 단위면적당 수량 등을 조사하였다. 전 분가는 180~200 g 크기의 괴근을 시료로 하여, 생체 100 g 당 건조전분 무게를 측정한 후, 건물률에 대한 백분율로 나타내었다.

    데이터 분석

    시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하여, 반복당 10개체의 생육특성을 조사하였다. 데이터 분석은 SAS 통계프로그램 (statistical analysis system, V 9.1, SAS Institute Inc., USA) 을 이용하여, ANOVA (analysis of variance) 및 DMRT (Duncan’s multiple range test) 분석으로 p=0.05수준에서 각 처리 평균 간의 유의차를 비교하였다. 또한 생육특성과 수 량구성요소 간의 상관관계를 분석하였고, t-test로 정식 120, 150일째의 수량구성요소에 대한 유의성을 검정하였다.

    결과 및 고찰

    지상부 생육 특성

    전북지역의 일조량이 풍부하고 미량영양소가 많은 황토 질 토양에서(Hwang et al., 2000), 수확시기에 따른 다수성 가공용 품종을 선발하기 위하여, 국내 육성된 14품종을 공 시한 결과, 정식 30일째의 지상부 생육에서 품종 간에 유의 한 차이가 인정되었다(Table 2). 정식 30일째의 줄기길이는 ‘다호미’와 ‘신황미’에서 90 cm 이상으로 초기생육이 왕성 하였고, ‘건풍미’, ‘신건미’, ‘연미’ 등 3품종에서 70 cm 이 하의 줄기신장을 보였다. 줄기신장이 빠른 품종들에서 마 디수와 잎수도 증가하였다. 분지수는 2.6-6.2개의 분포를 보였으며, ‘신자미’에서 유의한 증가를 보였다. 정식 120일 후의 지상부 생육에서도 줄기길이, 마디수, 잎수 및 분지수 에서 유의한 품종간 차이를 보였으며, ‘신황미’, ‘신율미’, ‘대유미’, ‘진홍미’, ‘연황미’ 등에서 줄기길이가 250 cm 이 상으로 양호하였다. 잎수는 ‘신황미’와 ‘신자미’에서 가장 많았고, 연미와 건풍미에서 가장 적었다. 정식 30일째에 분 지수가 많았던 대유미, 다호미, 신황미, 신자미 등은 120째 생육에서도 분지수가 많았다.

    이와 같이 수확기 지상부 생육은 ‘보라미’, ‘헬씨미’, ‘연 미’ 등은 줄기신장이 200 cm 이내였으나, ‘신황미’ ‘연황 미’ 등은 과번무하는 경향을 보여, 수확기 지상부 생육에 뚜 렷한 품종간 차이를 보였다. Kim et al. (2008)도 고구마의 품종 및 재배지역에 따라 지상부 생육에 유의한 변이를 보 이며, 배수가 좋지 않은 양토에서 지상부 생육이 과번무하 기 쉽다고 하였다. 고구마는 지상부가 과번무할 경우, 개체 군 내의 광 투과가 나빠져 하위엽의 호흡률 증가와 T/R율 이 낮아지게 되어 건물생산을 억제한다 (Song et al., 2012). 특히 생육 후반의 일조부족은 잎의 노화를 조장하고, 낙엽 이 많아져 건물생산 및 후기비대에 지장을 초래하므로, 지 상부가 과번무하지 않도록 관리하는 것이 중요하다(Jeong, 2003).

    괴근수량 및 전분가

    공시된 14품종의 정식 120일 및 150일 후 수확에 따른 수 량구성 요소 및 수량특성에서도 유의한 품종간 차이를 보 였으며, 정식 120일 후 수확보다 150일 후 수확에서 주당 상저중은 18%, 평균상저중 9%, 주당상저수 10%, 그리고 상저수량은 17%의 유의한 증가를 보였다(Table 3). 주당상 저중은 정식 120일 후 수확에서 ‘전미’, ‘다호미’, ‘대유미’ 등 3품종이 500 g 이상으로 높았으며, 정식 150일 후에는 600 g 이상으로 증가하였다. 주당상저수는 정식 120일 및 150일 후 수확에서 모두 ‘다호미’와 ‘전미’에서 가장 많았 다. 평균상저중은 ‘보라미’, ‘대유미’, ‘고건미’등 3품종이 정 식 120일 후 수확에서 150 g 이상이었고, 정식 150일 후에 는 180 g 이상으로 증가하였다. 상저수량은 정식 120일 후 수확보다 150일 후 수확에서 평균 17% 증가하였다. 품종 간에는 ‘전미’, ‘다호미’, ‘대유미’ 등이 정식 120일 후 수확 에서 2.7톤/10a 이상으로 높았으며, 120일 수확보다 150일 후 수확에서 ‘전미’는 33% (3.5톤/10a), ‘대유미’ 18% (3.2 톤/10a), ‘다호미’ 16% (3.3톤/10a) 증가하였다.

    가공용 고구마는 평균상저중이 높은 품종이 유리한데, 국 내에서는 소형 고구마의 가격이 높기 때문에 농가에서는 재 배환경을 조절하여 소형 고구마를 생산하기 위하여, 토양진 압재배(Yi et al., 2007) 또는 밀식재배(Kim et al., 2005) 등 을 주로 하고 있다. 본 실험에서 가공용 고구마의 괴근평균 중과 수량을 높이기 위해서는 150일 수확이 유리하다고 생 각되었다. ‘진홍미’는 1998년 국립식량과학원 바이오에너 지작물센터에서 전분용 고구마로 개발하여 보급하였고(Ahn et al., 2000), ‘대유미’는 2008년에 바이오에탄올 및 전분용 고구마로 개발하였는데(Lee et al., 2010), 이들 품종의 특 성이 전북지역에서 잘 적응하는 것으로 나타났다. 또한 2012 년 육성된 ‘다호미’는 조기재배시 수량이 높고, 육질은 중 간질로 군고구마용으로도 좋으나, 저장력이 낮기 때문에 수확후 바로 페이스트로 제조하면 제과제빵 등 가공용으로 적합할 것으로 보인다(Lee et al., 2015). 따라서 전북지역 가공용 품종으로는 150일 수확에서 전분가가 높고 다수성 인 ‘전미’와 ‘대유미’가 유망하였으며, 베타카로틴이 풍부 하고 육색이 담주황색인 ‘다호미’도 높은 수량성을 보여 페 이스트 소재용으로 적합할 것으로 보였다.

    또한, 초기 및 수확기 생육특성이 수량에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여, 정식 30일 및 120일 생육특 성과 수량구성요소 간에 상관관계를 분석한 결과, 수확기 생육특성보다 초기 생육특성이 수량구성요소와 높은 상관 관계를 보였다(Table 4). 정식 30일째의 줄기길이는 정식 120일 및 150일 후 수확에서의 주당상저중 및 상저수량과 유의한 정의 상관을 보였으며, 정식 120일 후 수확에서의 주당상저수와도 유의한 정의 상관을 보였다. 정식 30일째 의 마디수도 120일 및 150일 수확에서의 주당상저중 및 상 저수량과 유의한 정의 상관을 보였다. 정식 30일째의 잎수 는 정식 150일 후 수확에서의 주당상저중 및 상저수량과 유의한 정의 상관을 보였다. 이러한 결과는 정식 후 활착과 초기생육이 괴근형성 및 발달에 중요하다는 것을 보여준다. Villordon et al. (2009)에 따르면 괴근 형성시기는 정식 20 일 전후부터 시작되어 35일경까지 대부분 결정되며, 괴근 형성은 대부분 정식 1주일 이내에 발생한 부정근으로부터 발달하므로, 정식 후 활착 및 초기생육이 중요하다는 것을 보여주었다. 반면 120일째의 생육특성과 수량구성요소 간 에는 유의한 상관관계를 보이지 않았는데, 이는 경엽이 무 성할 경우, 하엽의 노화가 빠르거나, 지상부 생육에 동화산 물의 소모가 크기 때문으로 보였다(Jeong, 2003; Song et al., 2012). 특히 정식 120일째의 마디수 및 잎수와 수량구 성요소 간에는 유의성은 없었지만 부의 상관관계를 보였는 데, 이는 수확기 지상부 생육이 너무 왕성하면 오히려 수량 성이 낮아진다고 한 Song et al. (2012)의 결과와 같은 경향 이었다.

    한편 전분가는 품종 고유의 특성으로 분질품종인 ‘대유 미’, ‘고건미’, ‘전미’, ‘진홍미’, ‘신율미’ 등에서 높았고, 점 질품종인 ‘다호미’, ‘신황미’, ‘신자미’ 등에서 낮게 나타나, 품종 간에 유의한 차이를 보였다(Fig. 1). 정식 120일 후 수 확에서 전분가는 17.3~25.3% 범위를 보였으며, 150일 수확 에서는 최대 1.8%까지 유의한 증가를 보였다. 품종간에는 ‘전미’, ‘건풍미’, ‘신건미’ 등 3품종에서 정식 120일 후 수 확보다 150일 후 수확에서 전분가가 유의하게 증가하였다. 고구마 전분을 식품 가공용으로 이용할 경우, 감자, 옥수수, 밀 등의 전분보다 탄력성과 씹힘성이 높아 전분가가 높은 품종이 유리하다(Jung et al., 1991). 가공용 고구마는 품종 에 따라 육질색, 전분함량 및 전분의 이화학적 특성에 차이 가 있으므로 품종특성을 충분히 고려하여 선발해야 한다 (Park et al., 2011). 본 시험에서 생육 및 수량성에서 양호 한 특성을 나타낸 대유미의 전분특성에 대하여, Jeong et al. (2016)은 신율미보다 아밀로스 함량이 높고, 겔 특성이 양호하여 가공식품에 활용성이 높다고 하였다. 그러나 고 구마의 전분 특성은 품종 및 재배지역에 따라 달라지는데, 같은 품종이라도 전분 함량 및 입도분포, 호화온도 등이 토 성이나 재배조건 및 지역에 따라 차이가 있다(Collins & Walter, 1986; Han et al., 2013). 따라서 선발 품종들의 가 공적성은 품종 간 전분함량, 전분의 구조 및 이화학적 특성 등을 향후 좀 더 면밀히 검토할 필요가 있다.

    적 요

    전북지역에서 고품질 가공용 고구마 생산을 위한 적품종 선발을 위하여, 국내 육성된 14품종을 재료로 30 cm 크기 의 종순을 75×25 cm로 5월 30일 정식하여 배색비닐로 멀 칭재배한 다음, 120일 및 150일 수확에 따른 생육 및 수량 특성 등을 조사하였다. 정식 30일째의 줄기신장은 ‘다호미’ 와 ‘신황미’에서 90 cm 이상으로 왕성하였고, 정식 120일 째에는 ‘신황미’, ‘신율미’, ‘대유미’, ‘진홍미’, ‘연황미’ 등 에서 250 cm 이상으로 줄기신장이 왕성하였다. 주당 분지 수는 정식 30일째에는 ‘신자미’에서, 120일째에는 ‘신황미’ 에서 가장 많았다. 주당상저중, 평균상저중, 주당상저수 및 상저수량은 정식 120일 후 수확보다 150일 후 수확에서 유 의한 증가를 보였다. 정식 120일 후 수확에서 상저수량은 ‘전미’, ‘다호미’, ‘대유미’에서 2.5톤/10a 이상으로 높았으 며, 150일 후 수확에서 세 품종의 상저수량은 3.2-3.5톤/10a 로 크게 증가하였다. 정식 30일째의 줄기길이 및 마디수는 주당상저중 및 상저수량과 유의한 정의 상관을 보였다. 품 종 고유특성인 전분가는 정식 120일 후 수확보다 150일 후 수확에서 유의한 증가를 보였다. 따라서 전북지역 가공용 품종으로는 전분가가 높고 다수성으로 생육이 양호한 ‘전 미’, ‘대유미’와 점질품종으로 담주황색 육질을 가진 ‘다호 미’ 등이 유망하였다.

    사 사

    본 연구는 2016년도 원광대학교 교내연구비 지원에 의하 여 수행되었음.

    Figure

    KJCS-62-367_F1.gif

    Comparison of starch values at different harvest times among sweet potato cultivars.

    *,**Significant at p=0.05 and 0.01, respectively.

    Table

    Chemical properties of soil before the experiments

    Growth characteristics of sweet potato cultivars 30 and 120 days after planting (DAP).

    **Significant at p=0.01 and 0.001, respectively.
    ***Significant at p=0.01 and 0.001, respectively.

    Yield of marketable tubers 120 and 150 days after planting (DAP) in 14 sweet potato cultivars.

    zIndex of tuber yield at 150 days as compared to that at 120 days.
    *Significant at p=0.05, 0.01, and 0.001, respectively.
    **Significant at p=0.05, 0.01, and 0.001, respectively.
    ***Significant at p=0.05, 0.01, and 0.001, respectively.

    Correlation of growth characteristics with yield components at different harvest times in 14 sweet potato cultivars.

    *Significant at p=0.05 and 0.01, respectively (n=42).
    **Significant at p=0.05 and 0.01, respectively (n=42).

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