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문제 정의
- 본 연구는 우리나라 포도 주요 재배지의 생육기 기상요인과 과실특성의 상관분석을 통해 포도 ‘캠벨얼리’ 품종의 착색 및 당도에 영향을 미치는 요인을 구명하고 기후변화에 따른 포도 품질 예측의 기초자료를 제공 하고자 한다.
제안 방법
- 과방의 하부에 10립을 채취하여 당도, 산, 안토시아닌 분석을 실시하였다. 가용성 고형물 함량은 굴절당도계(PR-1, Atago, Japan) 로 측정하였고, 산함량은 과즙을 희석 후 0.1N NaOH로 적정하여 주석산 함량으로 계산하였다. 안토시아닌은 과피를 취하여 7mm cork borer로 3개의 disk를 채취하여 5mL의 1% HCl 함유한 methanol 용액에서 24시간 추출한 수 10배 희석하여 흡광광도계(Optize 2120 UV, Mecasys Co.
- 5% 첨가)을 시료 절편과 함께 silicon mold에 넣어서 60℃에 4일간 열중합시켜 epon block을 만들었다. 각 재배 작형별 10~15개의 epon block을 만들고, 이 중 임의로 3개의 epon block을 선택하여 초미세절편기(Ultracut R, Leica Co)를 이용하여 1,500nm의 두께로 시료를 절단하여 slide glass 위에 증류수를 떨어뜨려 치상하고, 60℃에서 5시간 이상 건조시킨 후 염색하였다. 염색 과정은 제작된 조직절편은 0.
- 과실은 만개기를 기준으로 90일에 전국 조사과원의 과실을 수집하여 분석하였다. 과방의 하부에 10립을 채취하여 당도, 산, 안토시아닌 분석을 실시하였다. 가용성 고형물 함량은 굴절당도계(PR-1, Atago, Japan) 로 측정하였고, 산함량은 과즙을 희석 후 0.
- 일사의 방해가 되지 않는 곳에 설치하였다. 기상자료는 2008년 3월 1일부터 2009년 12월 31일까지 수집하였으며, 지역별 최저, 최고, 평균기온을 분석하여 과실 품질과 상관을 조사하였다.
- 염색 과정은 제작된 조직절편은 0.5% periodic acid (H5IO6) 용액에 30분간 담근 후 증류수로 10분간 2~3번 세척, Schiff's reagent에 15분간 처리, 1% sodium bisulfite 용액에 5분간 처리, 흐르는 물로 30분간 세척하는 순서로 실시하였다.
- 5% periodic acid (H5IO6) 용액에 30분간 담근 후 증류수로 10분간 2~3번 세척, Schiff's reagent에 15분간 처리, 1% sodium bisulfite 용액에 5분간 처리, 흐르는 물로 30분간 세척하는 순서로 실시하였다. 염색이 끝난 시료를 영구보존 하기 위하여 60℃ 열판에서 5시간 이상 건조 후 hystomount를 떨어뜨리고 cover glass로 덮고 다시 건조 후 cover glass 주위에 붙어있는 hystomount를 깨끗이 제거하고 광학현미경(Axioskop 2, Carl Zeiss Co.) 100배로 검경, 촬영하였다.
- 지역별 만개기, 수확기를 조사하여 성숙일수를 산출하였으며, 만개기는 포도 과원의 꽃이 80% 개화되었을 때를 기준으로 하였다. 수확기는 농가에서 수확하는 시기를 이용하였다.
- 2)로 20분 간격으로 4~5회 세척한 후 마지막 phosphate buffer에서 하룻밤을 경과하였다. 탈수는 40% ethanol, 60% ethanol, 80% ethanol, 90% ethanol, 95% ethanol로 각각 5분씩 그리고 100% ethanol로 5, 15, 30분간 탈수하였다. 탈수 후에는 epon의 조직내 침투를 더 용이하게 하기 위해 ethanol과 propylene oxide를 1:1로 섞은 용액에 sample을 15분간 경과시킨 후 순수 propylene oxide에 15, 15, 30분간 침지하였다.
- 포도 과실 특성분석을 통해 과방중, 당도, 산도, 착색 및 산도를 조사였고, 생육기 월별 및 전체의 월평균, 최고, 최저 온도와 일사량, 강우량 및 일교차를 분석하여 상관을 분석하였다. 자료는 SAS(statistical Analysis System, version 9.
대상 데이터
- 과실은 만개기를 기준으로 90일에 전국 조사과원의 과실을 수집하여 분석하였다. 과방의 하부에 10립을 채취하여 당도, 산, 안토시아닌 분석을 실시하였다.
- 최근 기후 변화에 따른 기온상승으로 과수 재배지의 변동에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기후요소와 과수품질간의 상관관계를 밝히기 위해 우리나라 주요 포도 주산단지 사천, 진주, 나주, 당진, 천안, 김천, 영동, 옥천, 상주, 수원, 영주, 강릉, 춘천 그리고 양구 등 13곳의 과원을 대상으로 조사하였다. 개화기는 사천이 5월 25일로 가장 빨랐으며 강원도 양구는 6월 7일로 가장 늦었다.
- 실험재료는 포도 ‘캠벨얼리’ 품종을 사용하였고, 수령은 5~6년생을 이용하였다. 수형은 웨이크만으로 전국의 포도 주산단지를 중심으로 우리나라 전역에서 위도를 고려하여 조사과원을 선정하였다. 실험 지역은 사천, 나주, 영천, 당진, 천안, 김천, 옥천, 상주, 영주, 수원, 강릉, 춘천, 양구 등 13개 지역에서 실시하였다(Fig.
- 수형은 웨이크만으로 전국의 포도 주산단지를 중심으로 우리나라 전역에서 위도를 고려하여 조사과원을 선정하였다. 실험 지역은 사천, 나주, 영천, 당진, 천안, 김천, 옥천, 상주, 영주, 수원, 강릉, 춘천, 양구 등 13개 지역에서 실시하였다(Fig. 1).
- 실험재료는 포도 ‘캠벨얼리’ 품종을 사용하였고, 수령은 5~6년생을 이용하였다.
데이터처리
- 포도 과실 특성분석을 통해 과방중, 당도, 산도, 착색 및 산도를 조사였고, 생육기 월별 및 전체의 월평균, 최고, 최저 온도와 일사량, 강우량 및 일교차를 분석하여 상관을 분석하였다. 자료는 SAS(statistical Analysis System, version 9.2, USA)를 이용하여 상관분석으로 변수간 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 나주와 사천지역은 기온이 높았고, 강원도 지역이 낮은 것으로 나타났다. 만개 후 90일에 조사과원의 과실을 일시에 수확하여 과실의 품질 분석한 결과(Table 2), 남부 지방은 당도가 13도로 낮았으며 중부지방인 영주, 상주, 옥천 지역은 15~17도를 나타냈고 강원도 지방은 14~15도 였다. 남부지방은 수확기가 지났음에도 당도가 낮았다.
- 만개후 90일에 수확한 과실의 지역별 과피의 두께를 조직 검경한 결과(Fig. 2), 남부지방 과실의 과피가 얇고 북쪽으로 갈수록 과피가 두꺼지는 경향을 나타냈으며, 과실의 착색정도도 남부지방은 수확적기가 지났음에도 착색이 불량하며 북부지방은 아직 적숙기가 되지 않았음을 보여준다.
- 기상요소가 과실발육과 특성에 영향을 미치는 예로서 과실비대 및 과형변화를 들 수가 있는데, Westwood (1993)는 과형의 결정이 만개 후 16일 이내에 결정되며, L/D비의 변화는 개화 후 60~100일 동안 일어난다고 하였다. 사과는 착색요소 중 안토시안닌의 생성이 기온과 일사량 등에 영향을 받으며, 성숙기 일 평균 기온이 12~13℃일 때에 착색이 가장 양호하였고, 4~10월의 최저기온과 가장 상관이 큰 것으로 나타나고 있다. 또한 ‘후지’ 품종에 있어서 과실의 당도는 일조시간이 많을수록, 경도는 평균기온이 낮을수록 높아진다(Seo, 2003b).
- 기온이 높아지면, 생리장해와 병해가 빈번하게 발생하게 되어 결국 수량의 감소를 가져오게 되므로 재배지와 재배시기의 이동이 이루어질 수밖에 없다(Yoon, 2005). 우리나라 남부지방인 나주 및 사천지역은 양구지역 보다 온도는 약 2~3oC높은 반면에 과실의 당도는 낮았다. 또한 안토시아닌 함량이 낮아 착색도 불량하였다.
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2. 생물계절 조사
조사지역 13개 지역 만개기와 성숙일수를 조사한 결과(Table 3), 사천지역이 가장 빨라 5월 19일이었고 가장 늦은 양구지역은 6월 7일이었다
. 수확일은 경남 사천지역이 8월 12일 그밖의 남부지방이 약 8월 20일, 중부지방이 9월 1~15일이었고, 강원도 양구지역은 9월 26일이었다. - 조사지역 13곳의 포도 생육기(5~8월)의 기상요소를 살펴본 결과(Table 1), 평균기온은 나주 지역이 23.5℃로 가장 높았으며, 양구지역이 20.6℃로 가장 낮았다. 최고기온은 나주지역이 28.
- 작물의 생육 및 과실품질은 토 양특성, 비료, 강수량 및 관수, 일조시간, 병해충 등 여러 요인들의 복합적인 영향을 받는다(Sugiura, 1999; Westwood, 1993). 특히 포도는 성숙일수가 90일이 되지 않으면 과실의 당도가 낮고 착색이 불량한데, 본 조사에 의하면 남부지방은 성숙일수가 85일로 짧았다. 하지만 북쪽으로 올라갈수록 성숙일수는 길어지는 경향을 나타냈다.
- 포도 생육기(6~8월) 기상요소와 과실 특성간의 상관관계를 분석한 결과(Table 4), 과실의 경도와 평균기온 그리고 최저기온이 상관관계가 있는 것으로 나타났는데, 평균기온이 상승하면 과실의 경도가 낮아진다. 또한 과실의 산도는 최고기온과 관련이 크게 나타났다.
- 포도 생육기동안 평균기온을 월별로 분석한 결과(Table 5), 과실의 산도와 밀접한 상관이 있는 것으로 나타났다. 평균기온이 상승하면 과실의 산도가 높아 신맛이 강해진다.
후속연구
- , 2007). 사과, 배, 복숭아, 포도 등 과수는 산림과 마찬가지로 한 장소에서 수십 년 이상 뿌리를 뻗고 생장하며, 묘목을 재식 한 뒤 판매 가능한 과실을 생산하는데 상당한 시일이 소요되므로 과수산업에 관련한 계획을 수립할 때 해당 과수의 생육특성 및 재배적지에 대해 현재기후는 물론 미래기후에서의 변화 양상을 예측한 정보가 필요할 것이다. 작물의 생육 및 과실품질은 토 양특성, 비료, 강수량 및 관수, 일조시간, 병해충 등 여러 요인들의 복합적인 영향을 받는다(Sugiura, 1999; Westwood, 1993).
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