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문제 정의
- 따라서 본 연구는 액체에 현탁한 화분을 이용한 인공수분 방법이 농촌의 노동력 절감과 ‘후지’ 사과의 결실 및 과실품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다.
- 본 연구는 액체에 현탁한 화분을 이용한 인공수분방법이 농촌의 노동력 절감과 ‘후지’ 사과의 결실 및 과실품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다.
제안 방법
- 무처리구는 시험포장내 자연방임처리하였으며, 인공수분처리는 시험포장내 모기장을 설치하여 방화곤충의 영향이 없는 상태에서 면봉, 인공수분기, 액체현탁화분을 각각 처리하였다. 면봉과 인공수분기(러브터치, 일본산) 처리시 화분과 증량제(석송자, 중국산)는 1:10 비율로 혼합하였고, 액체현탁화분은 고압분무기를 사용하여 각각 단당류가 함유된 액체 20 L에 화분 165 g, 65 g, 30 g, 15 g, 10 g을 각각 넣어 엽면살포하였다.
- 무처리구는 시험포장내 자연방임처리하였으며, 인공수분처리는 시험포장내 모기장을 설치하여 방화곤충의 영향이 없는 상태에서 면봉, 인공수분기, 액체현탁화분을 각각 처리하였다. 면봉과 인공수분기(러브터치, 일본산) 처리시 화분과 증량제(석송자, 중국산)는 1:10 비율로 혼합하였고, 액체현탁화분은 고압분무기를 사용하여 각각 단당류가 함유된 액체 20 L에 화분 165 g, 65 g, 30 g, 15 g, 10 g을 각각 넣어 엽면살포하였다.
- 산 함량은 과즙 5 mL를 0.1 N NaOH로 적정한 후 사과산으로 환산하였고, 가용성 고형물 함량은 디지털당도계(PR-201α, ATAGO, Japan)를 이용하여 측정하였다.
- 착과율은 각각의 처리구들을 대상으로 나무에 중심이 되는 주지 4개를 택하여 정아화 과총별로 중심과와 측과에 결실여부를 조사한 후 평균값으로 나타내었다. 과실의 과중 및 종자 수는 각 처리별 과실 50개를 대상으로 조사한 후 평균값으로 나타내었다.
- )를 사용하였다. 화분 현탁에 사용한 액체는 sucrose, fructose 및 glucose를 각각 5, 10, 15, 20, 25, 30%의 농도로 제조하였고, 무처리는 증류수를 사용하였다. 화분발아조건은 배지에 화분을 치상한 후 25℃의 인큐베이터에서 6시간동안 배양하였으며, 발아율은 1시간 간격으로 광학 현미경 하에서 100배율로 검경하였다.
- 화분 현탁에 사용한 액체는 sucrose, fructose 및 glucose를 각각 5, 10, 15, 20, 25, 30%의 농도로 제조하였고, 무처리는 증류수를 사용하였다. 화분발아조건은 배지에 화분을 치상한 후 25℃의 인큐베이터에서 6시간동안 배양하였으며, 발아율은 1시간 간격으로 광학 현미경 하에서 100배율로 검경하였다.
대상 데이터
- 2012년 경북 상주시 낙동면 소재의 농가에 재식되어 있는 7년생 ‘후지’(/M.9) 품종을 대상으로 수세가 안정되고 균일한 나무를 선정하여 시험재료로 사용하였다.
- 그리고 인공수분용으로 사용한 화분은 ‘후지(S1S9)’와 자가불화합성 유전자형이 다른 ‘갈라(S2S5)’ 품종의 화분을 시험 재료로 사용하였다.
데이터처리
- 과실의 과중 및 종자 수는 각 처리별 과실 50개를 대상으로 조사한 후 평균값으로 나타내었다. 과실 경도는 직경 11 mm plunger를 장착한 과실 경도계(Fruit Tester, FT327, Italy)를 사용하여 과실 적도면에 과피를 제거한 후 과실 당 3회 측정한 값을 평균하여 Newton (N)으로 나타내었다. 산 함량은 과즙 5 mL를 0.
- 통계분석은 SPSS 프로그램(IBM SPSS Statistics 20, SPSS Inc., USA)을 이용하여 Duncan 다중검정으로 분석하였다.
성능/효과
- 수확시 과실품질은 과형지수, 경도, 가용성 고형물 함량 및 산 함량은 차이를 나타내지 않았다. 노동력절감은 액체현탁화분 처리가 면봉처리에 비하여 3.56배 감소한 결과를 보여 경영비를 줄이는데 우수한 효과를 보였다.
- 하지만 액체현탁화분을 이용하여 인공 수분시 살포전 현탁액 속의 화분이 암술머리에 도달하기 전 이미 발아한다면 암술대로 화분관이 신장하지 못하게 되어 수정이 불가능해 진다. 따라서 본 실험에서는 화분을 액체에 현탁하여 인공수분을 실시할 때 소요시간을 6시간으로 설정하여 화분발아가 최소 20% 이하의 발아율을 보인 20% fructose가 가장 적합한 것으로 판단하여 실험에 사용하였다.
- 또한 Westwood(1978)는 종자에서 생성된 호르몬이 과실의 생장, 착과 그리고 식물체내의 호르몬 균형에 영향을 끼친다고 언급하며, 인과류에 있어서는 소수의 종자를 가지고도 착과는 될 수 있으나 과육세포의 생장이 감소됨에 따라 기형적인 과형이 된다고 하였다. 따라서 액체현탁화분을 이용한 인공수분시 안정적인 착과와 과실품질을 위하여 화분현탁액은 20% fructose가 적합하고 또한 화분량으로는 최소한 65 g 이상의 화분을 사용하는 것인 안정적인 효과를 보였다.
- 56배)의 경비절감효과가 있었다. 또한 인공수분처리 기간도 1 ha 기준으로 면봉 처리구 4.1일에 비하여 액체화분 처리구는 1.1일 만에 인공수분을 실시할 수 있어 농가현장에 실용화할 수 있는 인공수분 기술로 판단하였다.
- 따라서 소요인건비를 보면(인건비: 50,000원/8시간/1일), 1 ha 기준으로 면봉 처리구는 204,844원, 인공수분기 처리구는 131,944원, 액체화분 처리구는 57,396원이었다. 면봉처리구와 비교해 보면 러브터치 처리구는 35.6%(1.55배), 액체화분 처리구는 72.0%(3.56배)의 경비절감효과가 있었다. 또한 인공수분처리 기간도 1 ha 기준으로 면봉 처리구 4.
- 인공수분처리가 수확시 과실 품질에 미치는 영향을 보면 Table 3과 같다. 무처리(자연방임)구와 인공수분 처리구들 간에 과형지수, 경도, 가용성 고형물 및 산 함량은 차이를 보이지 않았다. 그리고 무처리구의 과중은 316.
- 인공수분 처리에 따른 정화아의 중심과 착과는 화분현탁액 65 g (/20 L), 무처리, 면봉 및 인공수분기(러브터치) 처리구들이 정상적인 결실을 보였다. 수확시 과실품질은 과형지수, 경도, 가용성 고형물 함량 및 산 함량은 차이를 나타내지 않았다. 노동력절감은 액체현탁화분 처리가 면봉처리에 비하여 3.
- 액체현탁 화분별 화분발아율을 보면(Table 1), 화분발아배지에 바로 치상한 무처리구의 화분발아율은 치상 1시간 후 15%에서 치상 6시간 후 95%로 발아하는 것을 확인하여 정상적인 화분임을 확인하였다. 대조구인 증류수에 희석한 처리구는 1시간 경과 후 화분이 13%가 발아하였고, 5시간 경과된 시점에서는 발아율이 33%였다.
- 83개로 결실정도에 차이를 보이지 않아 정상적인 결실이 이루어졌다. 특히, 액체현탁화분을 이용한 인공수분 방법도 정상적인 결실이 이루어졌고, 화분 사용량을 보면 20% fructose 용액 20 L에 화분을 160g과 65g을 사용한 처리구 간에도 결실량에는 차이가 없었다. 하지만 30, 15, 10 g 처리구에서는 정화아 중심과 착과수가 각각 0.
후속연구
- 이상의 결과를 종합해 보면 액체현탁 화분을 이용한 인공 수분 방법은 현장에 적용할 수 있는 중요한 기술로 판단되며, 안정적인 사과의 결실과 과실 종자 형성 등에 대하여는 좀 더 세밀한 연구가 필요하다고 판단된다.
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