[국내논문]포도갈색무늬병 발병수준이 '켐벨얼리' 유기포도의 광합성률에 미치는 영향 Photosynthetic Rates of 'Campbell Early' Organic Grape as Affected by Degree of Leaf Spot Disease Caused by Pseudocercospora vitis원문보기
포도 캠벨얼리품종은 우리나라 포도재배면적의 70%를 차지하고 있으며 다른 품종에 비해서 갈색무늬병에 대해서 감수성으로 병 발생이 심할 경우 과실당도의 저하를 가져와 품질하락과 생육불량 등의 문제점을 발생시킨다. 이러한 켐벨얼리 포도품종에서의 갈색무늬병에 의한 생육피해 해석을 위해서 7년생의 유기재배 켐벨얼리 품종대상으로 2015년 8월에 갈색무늬병이 발병된 포도나무를 대상으로 광합성 효율 특성, 엽록소함량 및 감염잎의 화학성분 등을 비교분석하였다. 갈색무늬병 감염면적이 증가함에 따라서 $CO_2$differentialvalue (기준기와 분석기 $CO_2$ 농도차이), WUE value (광합성수분사용효율)와 A value ($CO_2$의 흡수율/호흡률) 등은 크게 감소하는 경향이었으며 stomatal conductance value (기공전도도)은 큰 영향이 없는 것으로 조사되었다. 총 엽록소의 함량은 병징이 심할 경우 50% 이상 감소하여 엽록소 함량의 감소가 포도갈색무늬병 발병잎의 광합성 효율 저하에 큰 영향을 끼치는 것으로 생각되며 병반면적률에 따른 화학성분을 조사한 결과 병반면적률이 증가할수록 잎의 질소, 인산, 칼륨 함량은 감소하였으며 반면에 총탄소, 칼슘 그리고 마그네슘의 함량은 병반면적률에 비례해서 증가하였다.
포도 캠벨얼리품종은 우리나라 포도재배면적의 70%를 차지하고 있으며 다른 품종에 비해서 갈색무늬병에 대해서 감수성으로 병 발생이 심할 경우 과실당도의 저하를 가져와 품질하락과 생육불량 등의 문제점을 발생시킨다. 이러한 켐벨얼리 포도품종에서의 갈색무늬병에 의한 생육피해 해석을 위해서 7년생의 유기재배 켐벨얼리 품종대상으로 2015년 8월에 갈색무늬병이 발병된 포도나무를 대상으로 광합성 효율 특성, 엽록소함량 및 감염잎의 화학성분 등을 비교분석하였다. 갈색무늬병 감염면적이 증가함에 따라서 $CO_2$ differential value (기준기와 분석기 $CO_2$ 농도차이), WUE value (광합성수분사용효율)와 A value ($CO_2$의 흡수율/호흡률) 등은 크게 감소하는 경향이었으며 stomatal conductance value (기공전도도)은 큰 영향이 없는 것으로 조사되었다. 총 엽록소의 함량은 병징이 심할 경우 50% 이상 감소하여 엽록소 함량의 감소가 포도갈색무늬병 발병잎의 광합성 효율 저하에 큰 영향을 끼치는 것으로 생각되며 병반면적률에 따른 화학성분을 조사한 결과 병반면적률이 증가할수록 잎의 질소, 인산, 칼륨 함량은 감소하였으며 반면에 총탄소, 칼슘 그리고 마그네슘의 함량은 병반면적률에 비례해서 증가하였다.
Grape cultivar "Campbell Early" account for 70% of table grape in Korea and Leaf Spot Disease caused by Pseudocercospora vitis is one of a major disease in greenhouse and field grown area during late summer season in both of organic and conventional grape farm. Leaf spot disease can cause lowing of ...
Grape cultivar "Campbell Early" account for 70% of table grape in Korea and Leaf Spot Disease caused by Pseudocercospora vitis is one of a major disease in greenhouse and field grown area during late summer season in both of organic and conventional grape farm. Leaf spot disease can cause lowing of sugar content in fruit and vine growth and very difficult to control especially in organic field. Photosynthesis ability and chemical components are compared between leaf spot disease infected leaves with degree of necrotic area. With increase of disease necrotic area, $CO_2$ differential value, water use efficiency and $CO_2$ assimilation and respiration ratio are decreased proportionally and on the other hand, stomatal conductance value is not affected by disease necrotic area. Chlorophyll contents are also decreased by 50% in heavily infected leaves and imply decrease of chlorophyll contents is a major source of photosynthesis ability decline. With increase of disease necrotic area in leaves, total nitrogen and phosphate contents are decreased and on the other side, total carbon, potassium, calcium and magnesium contents are increased. From this research, we can infer that not only chemical control program is important in control of leaf spot disease but also fertilizing program is significant especially in organic agronomical control of fungal disease in grape cultivar "Campbell Early".
Grape cultivar "Campbell Early" account for 70% of table grape in Korea and Leaf Spot Disease caused by Pseudocercospora vitis is one of a major disease in greenhouse and field grown area during late summer season in both of organic and conventional grape farm. Leaf spot disease can cause lowing of sugar content in fruit and vine growth and very difficult to control especially in organic field. Photosynthesis ability and chemical components are compared between leaf spot disease infected leaves with degree of necrotic area. With increase of disease necrotic area, $CO_2$ differential value, water use efficiency and $CO_2$ assimilation and respiration ratio are decreased proportionally and on the other hand, stomatal conductance value is not affected by disease necrotic area. Chlorophyll contents are also decreased by 50% in heavily infected leaves and imply decrease of chlorophyll contents is a major source of photosynthesis ability decline. With increase of disease necrotic area in leaves, total nitrogen and phosphate contents are decreased and on the other side, total carbon, potassium, calcium and magnesium contents are increased. From this research, we can infer that not only chemical control program is important in control of leaf spot disease but also fertilizing program is significant especially in organic agronomical control of fungal disease in grape cultivar "Campbell Early".
포도 갈색무늬병 피해를 해석하기 위한 Park et al. (2004b)의 연구에서 갈색무늬병이 발생된 포도나무를 발병 엽률별로 구분하여 병 발생이 심했던 집단과 발생이 적었던 집단 간의 포도 당도를 조사한 결과 뚜렷한 차이가 있음을 보고하였는데 본 연구는 우리나라 유기 재배포도의 대부분을 차지하는 켐벨얼리 품종에서 포도 갈색무늬병 발병수준에 따른 광합성 효율 특성, 엽록소함량 등을 조사하여 과실 당도에 영향을 주는 광합성 반응의 저하에 대한 구체적인 자료를 제시하고 발병수준별 포도 잎의 화학성분을 비교함으로써 갈색무늬병 발병시 포도잎의 화학성분 변화에 대한 자료를 제시하고자 한다.
제안 방법
7년생의 켐벨얼리 품종을 재배하고 있는 경상북도 상주시 화동면에 위치한 유기농인증 포장에서 2015년 8월에 갈색무늬병의 발병조사, 광합성측정 그리고 엽록소 및 엽성분 시료 채취를 실시하였고 포도 재배형태는 노지 간이비가림시설로 현지의 유기농 포도재배 농업인에 의해서 2월초에 유기농자재 목록등재 된 혼합유박을 주당 2.2 kg씩 시비하면서 전정 등의 수체 관리와 고삼추출물 등을 5회 정도 살포하는 방법으로 해충 관리가 실시되었다.
대상 데이터
광합성 측정 대상의 선정은 갈색무늬병이 발생한 포도나무 결과지의 1/3지점에 위치한 잎을 무작위로 선택하여 1차적으로 육안으로 병반면적을 추정한 다음 120개의 잎에 대해서 광합성을 측정하였다. 광합성 측정방법은 병반부위가 포함된 잎 면적에 대해서 CIRAS-3기종의 Universal Leaf Cuvette을 사용하여 4.
데이터처리
CO2 Differential (CO2d, μmol mol-1, 기준기와 분석기 CO2 농도차), Assimilation/Respiration ratio (A, μmol CO2 m-2s-1, 흡수율/호흡율), Stomatal conductance (gs, mmol H2O m-2s-1, 기공 전도도), Photosynthetic water use efficiency (WUE, mmol CO2 mol-1 H2O, 광합성 수분 사용효율도) 등의 광합성 관련 측정수치와 화학성분 등은 Minitab 16 (ver. 16 ; Minitab Inc, PA, USA)을 사용하여 linear regression analysis로 분석하였다.
엽록소 함량의 비교는 R package (ver. 3.2.2.)을 이용하여 Duncan multiple range test (P = 0.05)를 실시하였다.
이론/모형
화학성분의 분석은 농촌진흥청 토양 및 식물체 분석법(NIAST, 2000)에 준하여 실시하였다. 준비된 포도 잎 식물체 시료는 70℃에서 24시간 건조 후 분쇄된 시료를 산 분해용액(HClO4:H2SO4=10:1)으로 습식 분해하여 총질소는 Kjeldahl법(NIAST, 2000)으로, 유효인산은 Lancaster법으로, 그 외 치환성양이온과 식물체 무기성분 등은 원자흡광분광분석법(NIAST(2,000), AAnalyst 300, Perkin-Elmer, Norwalk, USA)으로 분석하였다.
성능/효과
01). 본 연구와 동일한 광합성측정기(CIRAS-3)를 사용한 블루베리 반점낙엽병(Blueberry Leaf spot diseases)에 대한 연구(Roloff and Scherm, 2004)에서 무발병의 블루베리 잎에서 9~10 μmol m-2s-1 정도의 수치와 비교해 볼 때 포도 잎에서는 10.1~41μmol m-2s-1 정도로 포도 잎의 CO2 흡수량이 블루베리보다 비교적 높음을 알 수 있다.
이러한 결과로 미루어 볼 때 포도 켐벨얼리 품종에서는 갈색무늬병 발생정도에 따라서 광합성 효율이 크게 영향 받으며 이로 인해서 포도과실의 품질에 영향을 줄 수 있으며 발병이 심할 경우 낙엽현상으로 인해서 과실 수확 후 탄소 동화산물의 부족으로 인한 수체양분의 감소로 이어져 이듬해의 포도 생육에 부정적인 영향을 끼치게 되는 결과를 가져올 수 있음을 본 연구를 통해서 확인할 수 있었다.
포도갈색무늬병의 병반면적률에 따른 화학성분을 조사한 결과 총질소(total nitrogen), 인산(P2O5) 그리고 칼륨(K2O)의 함량은 병반면적률에 반비례하는 특성을 나타내어 병반면적이 증가할수록 잎의 질소, 인산, 칼륨 함량은 감소하는 특성을 나타내었으며(Fig. 6.), 철(Fe)의 경우 병반면적에 대해서 상관성이 낮은 특성이었다. 반면에 총탄소(total carbon), 칼슘(CaO) 그리고 마그네슘(MgO)의 함량은 병반면적률에 비례해서 증가하는 특성을 나타내어 병반에 의한 엽록소의 감소와 반비례함을 의미하였다.
후속연구
갈색무늬병 병반의 증가에 따른 질소와 인산성분의 감소는 병반의 증가에 의한 결과인지 아니면 질소와 인산의 감소에 의해서 갈색무늬병의 발병이 촉진되었는지에 대한 연구는 더 진행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 병징 발생 전에 잎의 화학성분 조성에 따른 병발생과 병반면적간의 관계에 대한 연구가 진행될 경우 화학 약제를 이용한 방제방법 이외에 작물재배시 식물체 양분관리에 의한 경종적 방제방법이 개발될 수 있을 것으로 생각된다.
갈색무늬병 병반의 증가에 따른 질소와 인산성분의 감소는 병반의 증가에 의한 결과인지 아니면 질소와 인산의 감소에 의해서 갈색무늬병의 발병이 촉진되었는지에 대한 연구는 더 진행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 병징 발생 전에 잎의 화학성분 조성에 따른 병발생과 병반면적간의 관계에 대한 연구가 진행될 경우 화학 약제를 이용한 방제방법 이외에 작물재배시 식물체 양분관리에 의한 경종적 방제방법이 개발될 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
갈색무늬병이 발병된 포도나무를 대상으로 광합성 효율 특성, 엽록소함량 및 감염잎의 화학성분 등을 비교분석한 결과는?
이러한 켐벨얼리 포도품종에서의 갈색무늬병에 의한 생육피해 해석을 위해서 7년생의 유기재배 켐벨얼리 품종대상으로 2015년 8월에 갈색무늬병이 발병된 포도나무를 대상으로 광합성 효율 특성, 엽록소함량 및 감염잎의 화학성분 등을 비교분석하였다. 갈색무늬병 감염면적이 증가함에 따라서 CO2 differential value (기준기와 분석기 CO2 농도차이), WUE value (광합성수분사용효율)와 A value (CO2의 흡수율/호흡률) 등은 크게 감소하는 경향이었으며 stomatal conductance value (기공전도도)은 큰 영향이 없는 것으로 조사되었다. 총 엽록소의 함량은 병징이 심할 경우 50% 이상 감소하여 엽록소 함량의 감소가 포도갈색무늬병 발병잎의 광합성 효율 저하에 큰 영향을 끼치는 것으로 생각되며 병반면적률에 따른 화학성분을 조사한 결과 병반면적률이 증가할수록 잎의 질소, 인산, 칼륨 함량은 감소하였으며 반면에 총탄소, 칼슘 그리고 마그네슘의 함량은 병반면적률에 비례해서 증가하였다.
국내 포도재배시 미국계 품종인 켐벨얼리를 주로 재배하게 된 이유는?
국내 포도 재배면적은 2009년에 18,000 ha 정도이며 이중 캠벨얼리품종은 전체 포도재배면적의 70%를 차지하고 있는 실정으로 이는 우리나라의 경우 여름철에는 고온다습, 겨울철에는 극한기온의 특징적인 기후 특성으로 인해서 미국계 품종인 켐벨얼리를 주로 재배하게 된 것으로 이 품종은 노균병, 흰가루병 등 유럽계 품종에 주로 발생하는 병에 대해서 비교적 강한 특성이 있으나 갈색무늬병에는 취약한 문제점이 있다(National Inst. of Horticulture, 2002).
포도의 미국계 품종인 켐벨얼리의 장점과 단점은?
국내 포도 재배면적은 2009년에 18,000 ha 정도이며 이중 캠벨얼리품종은 전체 포도재배면적의 70%를 차지하고 있는 실정으로 이는 우리나라의 경우 여름철에는 고온다습, 겨울철에는 극한기온의 특징적인 기후 특성으로 인해서 미국계 품종인 켐벨얼리를 주로 재배하게 된 것으로 이 품종은 노균병, 흰가루병 등 유럽계 품종에 주로 발생하는 병에 대해서 비교적 강한 특성이 있으나 갈색무늬병에는 취약한 문제점이 있다(National Inst. of Horticulture, 2002).
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