블루베리의 내한성 평가 및 목재수분계측기를 이용한 동해피해 진단 Evaluation of Cold Tolerance of Blueberry (Vaccinium corymbosum L.) and Diagnosis of Freezing Injury Using Timber Moisture Meter원문보기
외국에서 도입한 블루베리의 내한성을 평가하고, 목재수분계측기가 월동 중 블루베리 가지의 동해피해를 간편하고 신속하게 진단하는데 활용할 수 있는지를 알아보기 위하여 수행되었다. 월동 중 블루베리의 가지의 고사율은 0~100%로 다양하게 나타나 품종별 내한성의 차이가 컸다. 블루베리 가지의 저온처리에 따른 TTC 검정에서 품종별 OD값은 $-40^{\circ}C$ < $-21^{\circ}C$ < $4^{\circ}C$ 순으로 처리온도가 낮을수록 낮게 나타났다. 블루베리 가지의 저온처리에 따른 가지절단면의 색의 검정은 가지고 사율에 의한 내한성과 다른 결과와 차이가 있었다. 목재수분계측기에 의해 측정된 살아있는 블루베리 가지의 월동 중 최저 수분함량은 약 15%였으며, 월동 중 블루베리 가지의 위치별 수분함량은 나무 아랫부분일수록 높고 가지 끝으로 갈수록 낮았으나, 봄으로 접어들면서 가지 끝의 수분함량이 점점 높아져 20~40% 범위로 측정되었다. 월동 중 동해피해를 받은 가지는 점점 건조되어 수분함량이 5% 이하로 낮아졌다. 동해를 받은 블루베리 가지의 수분함량은 14% 수준 이하일 것으로 추정되며, 목재수분계측기가 블루베리 가지의 동해피해를 현장에서 신속하게 진단하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
외국에서 도입한 블루베리의 내한성을 평가하고, 목재수분계측기가 월동 중 블루베리 가지의 동해피해를 간편하고 신속하게 진단하는데 활용할 수 있는지를 알아보기 위하여 수행되었다. 월동 중 블루베리의 가지의 고사율은 0~100%로 다양하게 나타나 품종별 내한성의 차이가 컸다. 블루베리 가지의 저온처리에 따른 TTC 검정에서 품종별 OD값은 $-40^{\circ}C$ < $-21^{\circ}C$ < $4^{\circ}C$ 순으로 처리온도가 낮을수록 낮게 나타났다. 블루베리 가지의 저온처리에 따른 가지절단면의 색의 검정은 가지고 사율에 의한 내한성과 다른 결과와 차이가 있었다. 목재수분계측기에 의해 측정된 살아있는 블루베리 가지의 월동 중 최저 수분함량은 약 15%였으며, 월동 중 블루베리 가지의 위치별 수분함량은 나무 아랫부분일수록 높고 가지 끝으로 갈수록 낮았으나, 봄으로 접어들면서 가지 끝의 수분함량이 점점 높아져 20~40% 범위로 측정되었다. 월동 중 동해피해를 받은 가지는 점점 건조되어 수분함량이 5% 이하로 낮아졌다. 동해를 받은 블루베리 가지의 수분함량은 14% 수준 이하일 것으로 추정되며, 목재수분계측기가 블루베리 가지의 동해피해를 현장에서 신속하게 진단하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
This study was conducted to evaluate on the freezing tolerance of introduced blueberry cultivars in Korea and to investigate availability of portable timber moisture meter for simple and rapid diagnosis of blueberry-shoot damage by freezing during wintering. Frost tolerance of blueberry cultivars sh...
This study was conducted to evaluate on the freezing tolerance of introduced blueberry cultivars in Korea and to investigate availability of portable timber moisture meter for simple and rapid diagnosis of blueberry-shoot damage by freezing during wintering. Frost tolerance of blueberry cultivars showed big difference that rates of blueberry-shoot death were widely distributed from about 0% to 100% after wintering. Optical density in TTC reduction of blueberry twig treated low temperature was low in order of $-40^{\circ}C$ < $-21^{\circ}C$ < $4^{\circ}C$. Hardiness evaluation of visible injury in the cross-sectional surface color did not agree with that of rates of blueberry-shoot death during wintering. Lowest water content of blueberry stem measured by timber moisture tester during wintering was about 15%. During wintering, water contents of blueberry stems were higher at lower part of tree, but were low at end part of stems, and then when the blueberry grew again for spring, the water content gradually increased to 20~40%. Water content of blueberry stem with freezing injury during wintering decreased to under 5% by desiccation. Therefore it is assummed that the moisture content of blueberry stem injured by freezing during wintering was about under 14%, and it is expected that portable timber moisture meter could be available for rapid diagnosis of blueberry freezing injury in field.
This study was conducted to evaluate on the freezing tolerance of introduced blueberry cultivars in Korea and to investigate availability of portable timber moisture meter for simple and rapid diagnosis of blueberry-shoot damage by freezing during wintering. Frost tolerance of blueberry cultivars showed big difference that rates of blueberry-shoot death were widely distributed from about 0% to 100% after wintering. Optical density in TTC reduction of blueberry twig treated low temperature was low in order of $-40^{\circ}C$ < $-21^{\circ}C$ < $4^{\circ}C$. Hardiness evaluation of visible injury in the cross-sectional surface color did not agree with that of rates of blueberry-shoot death during wintering. Lowest water content of blueberry stem measured by timber moisture tester during wintering was about 15%. During wintering, water contents of blueberry stems were higher at lower part of tree, but were low at end part of stems, and then when the blueberry grew again for spring, the water content gradually increased to 20~40%. Water content of blueberry stem with freezing injury during wintering decreased to under 5% by desiccation. Therefore it is assummed that the moisture content of blueberry stem injured by freezing during wintering was about under 14%, and it is expected that portable timber moisture meter could be available for rapid diagnosis of blueberry freezing injury in field.
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문제 정의
2. 수분계측에 의한 동해진단
동해피해는 블루베리 가지의 수분함량의 변화로부터 진단하고자 하였다. 블루베리 가지의 수분함량의 측정은 간이 목재수분계측기(Protimeter timbermaster, GE, England)을 이용하였으며, 계측기의 두 핀을 가지의 수피에 삽입시키고 수치가 고정된 다음 수치를 기록하였다.
외국에서 도입한 블루베리의 내한성을 평가하고, 목재수분계측기가 월동 중 블루베리 가지의 동해피해를 간편하고 신속하게 진단하는데 활용할 수 있는지를 알아보기 위하여 수행되었다.
이에 본 연구는 외국에서 도입한 품종들의 내한성을 평가하고, 아울러 동해피해를 현장에서 조기에 신속하게 진단을 할 수 있는 방법을 모색하여 목재수분계측기의 활용가능성을 검토하기 위해 수행되었다.
가설 설정
Differences of freezing damage degree after wintering in the blueberries ‘Collins’ in Daegwallyeong. A: Tree without freezing damage, B: Tree with freezing damage in the upper part of twigs, C: Tree with severe freezing damage.
제안 방법
목재수분계측기의 블루베리 가지에 대한 수분 측정의 정도를 검토하기 위하여 목재수분측정값과 중량수분의 변화를 조사하였다.
목재수분계측기의 블루베리 가지에 대한 수분 측정의 정도를 검토하기 위하여 목재수분측정값과 중량수분의 변화를 조사하였다. 2009년 3월 29일에 Duke, Rubel, Jersey 등 3품종의 블루베리 가지를 채취하여 50oC의 건조기에서 서서히 건조시키면서 중량수분의 값이 0%에 도달한 200시간 동안 경시적으로 중량수분함량과 동시에 목재수분계측기로 수분함량을 측정하였다. 월동 중 가지의 부위별 수분함량 측정은 2008년 12월 16일 Duke 품종에서 측정하였으며, 생육이 왕성하게 시작된 시기의 수분함량은 2009년 4월 3일 강릉에 식재되어 있는 Coville, Bluecrop 및 Polaris 품종에서 측정하였다.
해외에서 도입한 블루베리의 품종별 내한성을 검토하여 고랭지에서 재배가 가능한 품종을 선발할 목적으로, 해발 800m인 대관령에 식재하여 3년간 재배해 온 Duke 등 70종의 블루베리 품종에 대하여 Strang 등(2007)의 방법으로 월동 후 가지의 고사율을 측정하였다. 가지의 고사율은 가지의 눈이 발아한 시기인 2009년 4월에 조사하였으며, 신초가지의 전체길이에 대하여 고사한 가지길이의 백분율로 환산하였다.
과수의 가지 동해피해정도는 줄기를 절단하여 줄기의 색을 육안으로 관찰하여 평가할 수 있다(Moon과 Lee, 1986). 가지의 절단면이 갈변 정도로부터 가지의 활력을 판단할 수 있다는 보고(Lee 등, 1997)에 근거하여, 저온처리한 가지의 절단면의 색에 따라 품종별로 분류하였다. −20oC에서 처리한 가지 절단면의 색은 표에 나타내지는 않았지만 대부분 녹색을 유지하고 있어서 −20oC 정도의 온도에서는 공시한 품종의 가지가 대부분 동해피해를 거의 받지 않은 것으로 판단할 수도 있다.
수조에서 꺼내어 냉각시키고 95% 에탄올로 10ml로 맞춘 액을 530nm에서 흡광도(Minolta JP/CM-3500d, Japan)를 측정하였다. 내동성은 대조(4oC에서 처리한 것) 흡광도에 대한 처리온도별 흡광도의 백분율로 환산하여 평가하였다. 또한 앞에서와 동일한 온도에서 처리한 54품종의 가지를 절단하여 해부현미경하에서 검경하고, 갈변정도로 내한성을 평가한 연구(Moon과 Lee, 1986)를 기초로 녹색에서 갈색까지 6단계로 나누어 상대적으로 분류하였으며, 녹색을 유지한 것은 내한성이 강한 것으로, 갈변한 것은 내한성이 약한 것으로 평가하였다.
그러나 신초가지의 경우에는 그루의 일부분이므로 절단하여 진단할 수 있을지라도 성목의 지제부가 동해를 입었는 지를 절단하여 판단하기는 곤란하다. 따라서 동해에 의한 피해가 가지에서 물 흐름이 차단되어 고사하는 메카니즘과 동일하게 나타난다는 보고(Corners와 Leuschner, 2005)를 바탕으로 월동한 블루베리 가지의 수분함량 변화로부터 블루베리가 동해피해를 유무를 알아보고자 목재수분계측기를 활용하여 가지의 수분을 측정하였다. 우선 블루베리 가지의 중량수분함량과 목재수분계측기에 의한 수분함량의 경시적 변화로부터 목재수분계측기에 수분함량의 정도를 알아보고자 조사한 결과를 Fig.
작물의 동해피해로는 저온으로 인한 식물체내에 얼음결정이 생기는 피해와 블루베리 가지가 월동한 후, 가지가 말라버리는 현상이 있는데, 전자는 세포의 결빙이 세포수분을 탈수시키는 과정을 통하여 나타나며(Guy, 1990), 후자를 통해서는 동해피해가 가지의 수분함량의 변화와 관계가 깊을 것으로 판단된다(Lee 등, 2008). 따라서 목재의 수분측정에 쓰이는 휴대용 계측기를 활용하여 월동 중 블루베리 가지의 수분함량의 변화를 계측함으로써 동해피해 유무를 신속하게 진단 할 수 있을 것으로 판단하였다.
내동성은 대조(4oC에서 처리한 것) 흡광도에 대한 처리온도별 흡광도의 백분율로 환산하여 평가하였다. 또한 앞에서와 동일한 온도에서 처리한 54품종의 가지를 절단하여 해부현미경하에서 검경하고, 갈변정도로 내한성을 평가한 연구(Moon과 Lee, 1986)를 기초로 녹색에서 갈색까지 6단계로 나누어 상대적으로 분류하였으며, 녹색을 유지한 것은 내한성이 강한 것으로, 갈변한 것은 내한성이 약한 것으로 평가하였다.
동해피해는 블루베리 가지의 수분함량의 변화로부터 진단하고자 하였다. 블루베리 가지의 수분함량의 측정은 간이 목재수분계측기(Protimeter timbermaster, GE, England)을 이용하였으며, 계측기의 두 핀을 가지의 수피에 삽입시키고 수치가 고정된 다음 수치를 기록하였다. 목재수분계측기는 전극의 전도율과 목재의 중량 수분함량의 관계로부터 수분함량을 측정하므로 목재의 종류에 따라 수치를 보정하도록 되어 있다(GE, 2006).
시료의 조제는 2008년에 생장하여 월동 중인 40품종의 블루베리에 대하여 2차 가지의 중간부위에서 10cm씩을 채취하여 알루미늄 호일에 싸서 4oC, −20oC 및 −40oC의 냉장고에 12시간 두었다가 −20oC 및 −40oC의 시료는 4oC의 냉장고에서 다시 3일간 해빙한 후 꺼내어 상온에 7일간 두었다.
2009년 3월 29일에 Duke, Rubel, Jersey 등 3품종의 블루베리 가지를 채취하여 50oC의 건조기에서 서서히 건조시키면서 중량수분의 값이 0%에 도달한 200시간 동안 경시적으로 중량수분함량과 동시에 목재수분계측기로 수분함량을 측정하였다. 월동 중 가지의 부위별 수분함량 측정은 2008년 12월 16일 Duke 품종에서 측정하였으며, 생육이 왕성하게 시작된 시기의 수분함량은 2009년 4월 3일 강릉에 식재되어 있는 Coville, Bluecrop 및 Polaris 품종에서 측정하였다. 한편 동해피해 유무에 따른 가지의 수분함량의 변화를 알아보기 위하여 2009년 2월 23일부터 2009년 4월 6일까지 동해피해가 있었던 Bluecrop 품종에서 경시적으로 수분함량을 측정하였으며, 아울러 월동 중인 Duke 등 6개 품종의 가지를 채취하여 실내에서 물이 담겨있는 시험관에 가지의 하부가 잠기도록 꽂아두고 경시적으로 수분함량을 측정하였다.
품종별 가지의 내동성검정은 TTC(Steponkus와 Lanphear, 1967)방법을 보완하여 수행하였다. 시료의 조제는 2008년에 생장하여 월동 중인 40품종의 블루베리에 대하여 2차 가지의 중간부위에서 10cm씩을 채취하여 알루미늄 호일에 싸서 4oC, −20oC 및 −40oC의 냉장고에 12시간 두었다가 −20oC 및 −40oC의 시료는 4oC의 냉장고에서 다시 3일간 해빙한 후 꺼내어 상온에 7일간 두었다.
월동 중 가지의 부위별 수분함량 측정은 2008년 12월 16일 Duke 품종에서 측정하였으며, 생육이 왕성하게 시작된 시기의 수분함량은 2009년 4월 3일 강릉에 식재되어 있는 Coville, Bluecrop 및 Polaris 품종에서 측정하였다. 한편 동해피해 유무에 따른 가지의 수분함량의 변화를 알아보기 위하여 2009년 2월 23일부터 2009년 4월 6일까지 동해피해가 있었던 Bluecrop 품종에서 경시적으로 수분함량을 측정하였으며, 아울러 월동 중인 Duke 등 6개 품종의 가지를 채취하여 실내에서 물이 담겨있는 시험관에 가지의 하부가 잠기도록 꽂아두고 경시적으로 수분함량을 측정하였다.
7의 e, f)은 처음 측정값 17%에서 점점 낮아져 5%이하로 낮아졌다. 한편 포장에서 월동중인 Duke 등 6개 품종을 실내에 두고 수분함량을 측정하였다(Fig. 8). 포장에서 채취한 당시의 수분함량은 포장에서 측정한 수분함량중 최저수준인 15%를 나타냈지만, 실내에서 삽목하여 10일이 경과하여 잎눈이 정상적으로 발아하였을 때의 수분함량이 30~40% 수준으로 나타나, 적어도 수분함량 15%수준에서 점점 증가되는 경우에는 동해피해를 받지 않았을 것으로 판단된다.
해외에서 도입한 블루베리의 품종별 내한성을 검토하여 고랭지에서 재배가 가능한 품종을 선발할 목적으로, 해발 800m인 대관령에 식재하여 3년간 재배해 온 Duke 등 70종의 블루베리 품종에 대하여 Strang 등(2007)의 방법으로 월동 후 가지의 고사율을 측정하였다.
성능/효과
4oC에 저장한 가지의 흡광도가 가장 높게 나타났고 최저온인 −40oC에서 가장 낮은 결과를 보였다.
4에 나타내었다. 가지 채취시 목재수분계측기로 측정된 수분함량은 측정위치에 상관없이 모두 중량수분함량에 비해 약 10% 정도 다소 높았지만 가지가 완전히 건조되어 수분이 측정되지 않는 200시간이 경과된 시점까지 두 측정값은 일정한 경향으로 감소하였다. 100시간이 경과된 시점에서부터 가지 상부에 비해 가지 하부의 수분함량이 높아진 것은 하부의 가지가 굵어서 마르는 속도가 느렸기 때문으로 판단된다.
각각의 품종을 고랭지 지역 겨울철 평균적 최저온도인 −20oC의 흡광도를 기준으로 정렬하였을 때 Blueray나 Bluejay 품종이 가장 높게 나타났으며, −40oC의 저온에서도 Coville, Eliott, Blueray 품종은 흡광도가 상당히 높은 결과를 보였다.
같은 품종의 경우에도 동해피해의 정도에 다르게 나타났다. 거의 동해피해가 없는 그루, 하부는 피해가 없고 상부가지의 피해만 있는 그루 및 대부분 고사한 그루 등의 형태로 나타나 개체간의 생육상태에 따라서 월동성의 차이가 있는 것으로 나타났다(Fig. 1).
7는 월동중인 블루베리 가지의 동해피해 유무에 따른 수분함량의 변화를 알아보기 위하여 목재수분계측기로 측정한 결과이다. 대체로 겨울을 지나 봄에 새싹이 돋아나는 시기에 수분함량이 증가하는 추세를 보였다. 2월말경의 수분함량에서는 나무의 하부일수록 수분함량이 높고 가지 끝으로 갈수록 수분함량이 낮은 경향이었으며 살아있는 가지는 시간이 경과할수록 수분함량이 계속 증가하는 경향을 나타냈다.
블루베리 가지의 저온처리에 따른 가지절단면의 색의 검정은 가지고 사율에 의한 내한성과 다른 결과와 차이가 있었다. 목재수분계측기에 의해 측정된 살아있는 블루베리 가지의 월동 중 최저 수분함량은 약 15%였으며, 월동 중 블루베리 가지의 위치별 수분함량은 나무 아랫부분일수록 높고 가지 끝으로 갈수록 낮았으나, 봄으로 접어들면서 가지 끝의 수분함량이 점점 높아져 20~40%범위로 측정되었다. 월동 중 동해피해를 받은 가지는 점점 건조되어 수분함량이 5% 이하로 낮아졌다.
블루베리 가지의 저온처리에 따른 TTC검정에서 품종별 OD값은 −40oC < −21oC<4oC 순으로 처리온도가 낮을수록 낮게 나타났다.
후속연구
월동 중 동해피해를 받은 가지는 점점 건조되어 수분함량이 5% 이하로 낮아졌다. 동해를 받은 블루베리 가지의 수분함량은 14% 수준 이하일 것으로 추정되며, 목재수분계측기가 블루베리 가지의 동해피해를 현장에서 신속하게 진단하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
이상의 결과로 볼 때, 목재수분계측기가 현장에서 블루베리의 동해피해를 신속하게 진단하는데 잘 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 앞으로 연구가 더 수행 된다면 절단면을 확인하기 곤란한 수체하부의 부분적 동해피해 진단에도 이용될 수 있지 않을 까 판단된다.
이와 같은 결과로부터 블루베리 가지의 수분함량이 14% 정도가 동해피해를 받아 고사하고 있는지 판단할 수 있는 수분함량 범위로 추정된다. 특히 온도가 점점 높아져 생장하는 시기에 몇 일간격으로 연속측정하여 14%에서 점점 낮아지는 결과를 나타낸다면 더 정확하게 판단할 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 전세계적으로 재배되고 있는 블루베리에는 어떤 종류가 있는가?
블루베리는 캐나다, 미국 등 주로 외국품종이 도입되어 재배되고 있다. 현재 전세계적으로 재배되고 있는 블루베리에는 북부하이부시, 남부하 이부시, 반수고 하이부시, 래빗아이, 로우부시 등이 있으며 이중 과실이 다소 커 생과로 이용되는 하이부시 블루베리가 주로 재배되고 있다(Lee 등, 2009). 그러나 외국에서 육성된 여러 가지 품종들은 생태형에 따라 내한성의 차이가 커서 우리나라 재배환경조건에 품종들이 적응성이 확인되지 않아 재배지역에 따라서는 여러 곳에서 겨울철을 지나면서 동해피해를 받는 경우가 많다.
동해피해 진단방법 중, 육안검정의 단점은 무엇인가?
이와 같은 방법들은 많은 시간이 소요되고, 측정결과와 생존율이 일치하지 않거나 식물별로 가장 정확한 척도 방법이 다르게 나타나 올바르게 판단하기가 어려웠다. 특히 육안검정은 개인의 주관이 개입되어 오류 가능성이 높으며(Brown 등, 1974), 앞에서 언급된 다른 방법들도 현장에서 직접 적용하기에는 곤란한 점이 많았다. 과수의 질소영양 진단에 휴대용 클로로필측정기의 활용에 관한 연구(Park 등, 2007)에서 보여주듯이 휴대용 계측기는 현장에서 신속하고도 간편하게 진단할 수 있는데, 아직까지 동해진단에 휴대용 계측기의 활용에 관한 연구는 없다.
동해피해 진단방법으로 어떤 것들이 있는가?
블루베리의 동해 피해는 수량감소의 원인 중의 하나로 내한성 품종의 선택 뿐 아니라 동해피해 대책을 수립하기 위해서는 신속한 동해피해의 조기진단이 필요하다. 지금까지의 동해피해 진단방법으로는 저온에 접한 후 가지가 다시 살아나는지 관찰하는 것(Basil과 Howell, 1973), 육안 관찰(Choi와 Lee, 1988), 세포염색에 의한 활력측정(Sakai, 1982; Steponkus와 Lanpear, 1967), 조직의 비전도도 측정법(Dexter 등, 1930; Basil과 Howell, 1973), multiple freezing point 분석(McLeester 등, 1968) 등이 알려져 있다. 이와 같은 방법들은 많은 시간이 소요되고, 측정결과와 생존율이 일치하지 않거나 식물별로 가장 정확한 척도 방법이 다르게 나타나 올바르게 판단하기가 어려웠다.
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