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문제 정의
- 특히 멜론은 고정시설에서 장기간 연작됨에 따라 염류집적, 시들음증 및 각종 병해충 발생 등의 연작장해가 심화되고 있어 이에 대한 대책을 수립할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 멜론재배 시 과다 시비에 의한 염류집적 현상을 최소화 할 수 있는 기초자료를 작성하고자 토양검정 후 시비량 수준을 달리하여 멜론의 생육상과 과실의 품질변화를 분석하였다.
제안 방법
- Changes in number of leaf and plant height in melon plant as influenced by different fertilization levels. Plants were grown under different fertilization levels with 0, 50 and 100% by soil testing. Plant were trained with support strings, and trimmed after the 24th leaf had developed according to the commercial practice of growers in Korea.
- 정식 후 시기별로 엽수와 초장 변화를 조사하였고 엽면적은 수확기에 측정하였다. 과실무게는 착과 60일 후에 수확하여 측정하였으며 가용성 고형물 함량은 굴절당도계(ATC-20E, Atago, Japan)를 사용하여 수확 3일 후 측정하였다.
- 멜론 ‘얼스엘리트’ 품종(신젠타종묘 주)을 2열(300 ×400mm)로 정식하여 완전임의배치 3반복으로 수행하였다.
- 멜론 ‘얼스엘리트’ 품종(신젠타종묘 주)을 2열(300 ×400mm)로 정식하여 완전임의배치 3반복으로 수행하였다. 시비수준은 토양검정에 의한 추천 시비량의 0, 50, 100%에 해당하는 질소질비료(요소)와 칼리질비료(염화칼리)를 시비하였으며 인산질비료는 토양검정결과 유효인산 함량이 적정 수준으로 분석되어 시비하지 않았다. 토양검정에 의한 추천 시비량의 100%는 성분량으로 질소가 20.
- 원심분리 후 상징액을 취하여 Sep-Pak C18 catridge(Waters, USA)와 13mm/0.45μm syringe filter(PVDF, Watman, Japan)로 여과 및 정제하였다.
- 유리 당의 측정을 위한 HPLC분석은 Sugar-pak(6.5 × 300mm, Alltech Inc., USA)을 이용하였으며 이동상은 HPLC용 증류수(0.1mM Ca- EDTA)를 이용하였다.
- 1mM Ca- EDTA)를 이용하였다. 이동상 속도는 분당 0.5mL로 조절하여 refractive index detector(Triathlon M730D, Younglin Co., Korea)를 이용하여 분석하였다. 유리 당 함량은 생체 1g당 mg으로 환산하여 표시하였다.
- 착과는 12마디 아들덩굴에서 시키고 적심은 24마디에서 하였다. 정식 후 시기별로 엽수와 초장 변화를 조사하였고 엽면적은 수확기에 측정하였다. 과실무게는 착과 60일 후에 수확하여 측정하였으며 가용성 고형물 함량은 굴절당도계(ATC-20E, Atago, Japan)를 사용하여 수확 3일 후 측정하였다.
- 토양검정 후 시비수준이 멜론의 생육과 과실의 품질의 변화를 조사하기 위하여 정식 전 토양분석 후 추천 시비량의 0, 50 및 100%에 해당하는 시비를 하였다. Table 1의 시비수준 0 % 처리구가 정식 전 토양분석 결과인데, 토양의 산도와 유기물 함량, 유효인산, 치환성 칼슘과 치환성 마그네슘의 함량은 적정수준에 근접한 수치를 보였다.
- 재배시설은 200m2 크기의 단동형 플라스틱 하우스를 이용하였는데 온도는 야간 최저 20oC, 주간 최고 30oC로 자동관리 하였고 토양 수분관리는 관수개시시점을 적용하여 토양수분장력을 생육초기 −20kPa, 과실비대기 −15kPa, 성숙기 −35kPa로 조절하였다(Rhee 등, 2008). 토양수분은 관수자동제어기 (Rich 5330, Agronet, Korea)을 이용하여 제어하였고 토양수분장력은 전자식 토양수분장력센서(SKM850C2, SDEC, France)를 이용하였다.
대상 데이터
- 시험 포장의 토성은 사질양토였고, 정식 시 각 시비구의 토양EC는 무처리구가 0.55dS · m−1, 50% 처리구가 1.19dS · m−1, 100% 처리구는 1.75dS · m−1였다.
이론/모형
- 유리 당 함량은 Wu 등(2005)의 방법으로 HPLC(Model 9300, Younglin Co., Korea)를 이용하여 측정하였는데, 처리별로 6과를 임의로 선택하여 각 처리당 총 18개의 과실을 이용하였다. 과육 10g과 증류수 20mL을 혼합하여 균질기(PT 3100, Kinematica, Switzerland)로 마쇄시킨 후 5oC에서 15,000g로 20분간 원심분리 시켰다.
성능/효과
- 9% 감소하였다. 그러나 가용성 고형물과 자당 함량은 100% 시비구에 비해 50% 시비구에서는 각각 1.8%와 23.3% 증가하였다. 따라서 멜론 재배시 토양검정 후 추천 시비량의 50%만 시비하여도 엽수, 초장 및 엽면적 등의 생육과 평균과중에 감소가 없어 당도가 높은 멜론을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 시비량을 줄임으로써 염류집적도 방지할 수 있을 것으로 판단되었다.
- 1과 같은데, 추천 시비량의 50%와 100% 시비구에 비해 무시비구의 엽수는 생육초기에는 2매 적은 경향을 보였지만, 24마디에서 적심한 30일 이후에는 차이가 없었다. 그러나 초장은 50%와 100% 시비구간에는 차이가 없었지만, 무시비구의 초장은 50%와 100% 시비구에 비해 20cm 정도 적어 마디길이가 감소하는 경향을 보였다.
- 3% 증가하였다. 따라서 멜론 재배시 토양검정 후 추천 시비량의 50%만 시비하여도 엽수, 초장 및 엽면적 등의 생육과 평균과중에 감소가 없어 당도가 높은 멜론을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 시비량을 줄임으로써 염류집적도 방지할 수 있을 것으로 판단되었다.
- 또한 시비수준에 따른 과실의 무게 차이를 조사한 결과, 100% 시비구의 평균 과실 무게는 2670g인데 비해 50% 시비구는 2140g, 무시비구에서 1650g으로 시비량이 적을수록 과실무게도 감소하는 경향을 보였다(Fig. 3). 토양검정 추천 시비량의 100% 시비구에 비해 50% 시비하였을때 19.
- 멜론 품질을 결정하는 감미는 주로 자당의 함량에 따라 좌우되기 때문에(Currenc와 Larons, 1968; Pharr 등, 1977;Sin 등, 1989) 토양검정 후 시비수준에 따른 착과 후 시기별 자당 축적 양상을 조사하였다. 멜론 과실의 자당함량은 착과 후 40일이 이후부터 증가하기 시작하여 수확기인 60일째의 자당 함량은 100% 시비구에서는 생체1g당 46g이였고 50% 시비구에서는 56.7g, 무시비구에서는 39.9g으로 나타나 가용성 고형물 함량과 유사한 결과를 보였다(Fig. 5). 무시비에 비해 50%와 100% 시비구에서 높게 나타났으나 두 처리 구간에는 통계적 유의성이 없어 토양검정 후 추천 시비량의 50%만 시비하여도 당도가 높은 멜론을 생산할 수 있을 것으로 사료된다.
- 멜론 재배는 계절과 품종에 따라 당도 축적 효과가 달라지고, N의 증가가 과실의 당도 증가에 효과가 없으며 K의 농도가 높을 때 과실의 당도가 증가한다는 결과(Panagiotopoulos, 2001)가 있지만, 토양검정 후 시비시추천 시비량의 50%를 시비하여 K의 시용농도를 낮추어도 과실의 가용성 고형물 함량에서는 100% 시비구와 차이가 없어 단경기 작물인 멜론 재배시에는 시비량을 조절할 필요성이 있음을 시사해 주었다. 멜론 과실에 축적되는 당은 감미에 가장 많은 영향을 미치는 가용성당으로(Lingle과 Dunlap, 1987) 대부분 비 환원당인 자당과 환원당인 과당과 포도당으로 구성되어 있다.
- 5). 무시비에 비해 50%와 100% 시비구에서 높게 나타났으나 두 처리 구간에는 통계적 유의성이 없어 토양검정 후 추천 시비량의 50%만 시비하여도 당도가 높은 멜론을 생산할 수 있을 것으로 사료된다.
- 한 과당 엽면적이 증가할수록 과실의 크기가 커지고 당도가 높아지며(Han과 Park, 1993), 엽면적이 낮으면 개체당 동화산물의 생산량이 감소하여(Marcelis 등, 2004) 과실로의 동화산물 분배량이 적어 과실의 크기가 감소한다(Heuvelink, 1997). 본 실험의 결과에서도 토양검정 후 추천 시비량을 줄일수록 엽면적과 과실의 무게는 감소하는 경향을 보여 효율적인 시비에 따른 엽면적 확보의 중요성을 제시해 주었다. 그러나 100% 시비구의 평균 과실 무게는 2670g으로 네트멜론의 상품과 수준인 2000g 보다 무거운 경향을 보였다.
- 0oBrix였다. 추천 시비량의 100% 시비구 대비 50% 시비구에서는 0.3oBrix 높게 나타나 50% 시비구에서 1.8% 증가하는 경향을 보였지만 통계적 유의성은 없었다. 그러나 무처리구의 가용성 고형물 함량은 100% 시비구보다 1.
- 토양검정 결과를 바탕으로 하여 추천 시비량의 0, 50 및 100%를 시비하였는데, 추천 시비량의 0% 시비(무시비)시 토양의 EC는 0.55dS · m−1였고 NO3-N은 22.8mg · kg−1, K는 0.40cmol+ · kg−1이였다.
- 토양검정 추천 시비량에 따른 엽면적을 분석한 결과, 100% 시비구의 엽면적은 주당 8,572cm2인데 비해 50% 시비구에서는 6,470cm2으로 24.5% 감소하였고 무시비구의 엽면적은 주당 3,932cm2으로 54.1% 감소하였다(Fig. 2).
- 3). 토양검정 추천 시비량의 100% 시비구에 비해 50% 시비하였을때 19.9% 감소하였고 무시비구에서는 38.2% 감소하여 엽면적의 감소와 함께 과실의 무게도 감소하였다. 잎은 동화산물을 생산하는 중요한 공급부로 멜론 과실 무게와 당도는 엽면적의 영향으로 달라진다.
- 토양의 EC는 pH와 같은 영향으로 N의 농도에는 차이가 없으나 K의 농도가 높을수록 높으며, K 시용농도에 따라 토양 염류 집적에 큰 영향을 미치므로, K의 시용량을 고려해야 한다(Rhee 등, 2009)는 보고에 따라 시설재배 토양의 염류 집적을 방지하기 위해서는 토양검정 추천 시비량의 50%를 시비하여 K의 시용농도를 낮추어 관리하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다. 토양검정 후 시비량에 따른 생육시기별 엽수와 초장 변화는 Fig. 1과 같은데, 추천 시비량의 50%와 100% 시비구에 비해 무시비구의 엽수는 생육초기에는 2매 적은 경향을 보였지만, 24마디에서 적심한 30일 이후에는 차이가 없었다. 그러나 초장은 50%와 100% 시비구간에는 차이가 없었지만, 무시비구의 초장은 50%와 100% 시비구에 비해 20cm 정도 적어 마디길이가 감소하는 경향을 보였다.
- 멜론 과실의 품질에 관여하는 주요 인자로는 과중, 과형, 과육의 당도, 향기, 경도, 과피의 네트발현상태 등에 따라 결정되며 그 중에서도 품질에 중요한 요소인 당도는 환경요인과 재배조건에 따라 달라진다. 토양검정 후 시비수준에 따른 가용성 고형물 함량을 분석한 결과, 100% 시비구에서 16.8oBrix였고 50% 시비구에서는 17.1oBrix, 무시비구에서 15.0oBrix였다. 추천 시비량의 100% 시비구 대비 50% 시비구에서는 0.
- 토양검정 후 시비수준이 멜론의 생육과 품질에 미치는 영향을 분석한 결과, 추천 시비량을 줄이면 엽면적과 과실 무게는 크게 감소하는 경향을 보였다. 엽면적은 추천 시비량의 100% 시비구에 비해 0%와 50% 시비구에서 각각 54.
- 토양검정 후 추천 시비량의 50% 시비 시 EC는 1.19dS ·m−1, NO3-N은 54.0mg ·kg−1, K는 0.76cmol+ · kg−1으로 적정범위에 근접한 것을 알 수 있었고, 100% 시비 시 EC는 1.75dS · m−1, NO3-N은 89.1mg · kg−1, K는 1.06cmol+ · kg−1으로 적정범위 대비 비교적 높은 수준이였다(Table 1).
- 토양의 평균 EC는 0.55dS · m−1로 적정수준인 2.00dS · m−1보다 낮았고, 치환성 칼륨의 함량 또한 0.4cmol+ · kg−1으로 적정수준 대비 2배 이상 낮게 나타났다(data not shown).
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