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문제 정의
- 따라서 본 실험은 코이어 유기배지를 사용하는 수출 딸기 ‘매향’의 양수분 흡수율을 고려하여 개발한 배양액의 검증을 위해 수행하였다.
- 이를 위해 이온 조성이 상이한 배양액의 3종과 개발 배양액 2종 등 총 5종 배양액을 공시하여 재배한 딸기 ‘매향’의 생육과 수량에 미치는 영향을 조사하여 적합한 배양액을 선발하고자 본 실험을 수행하였다.
제안 방법
- 엽록소 함량은 엽록소 측정기(SPAD-502, MINOLTA, Japan)로 완전 전개된 잎을 측정하였다. 광합성특성은 휴대용 광합성측정기(LI-6400XT, Li-COR Inc., USA)를 사용하여 광합성속도, 증산량, 기공전도도를 측정하였다. 측정 조건은 PPFD 1500µmol·m-2·s-1, CO2 농도 400mol·mol-1, 엽온 25±0.
- 전기전도도, pH는 휴대용 EC·pH 측정기(HI9813-6N, HANNA, USA)를 이용하여 측정하였다. 무기이온 양이온 분석은 원자흡광광도계(Analyst 400, Perkin-Elmer Co., USA)를 이용하였으며 음이온은 이온크로마토그래피(ICS-1600, Thermo Fisher, USA)를 이용하여 측정하였다. 통계분석은 통계 SAS Pakage(Statistical Analysis System, Version 9.
- 배양액 종류는 이온 조성이 상이한 5종류로 각 조성은 표 1과 같으며, 재배기간 동안 EC 1.0dS·m-1, pH 6.0 수준으로 조절하여 공급하였다.
- 배양액 종류에 따른 과실 특성 및 수확량은 2015년 12월부터 2016년 5월까지 과장, 과폭, 과실 수, 과중, 당도 등을 측정하였다. 화방당 화수는 5~7를 유지하면서 수정벌로 착과를 유도하여 70% 이상 착과되었을 때 수확하였고, 기형과가 아닌 10g 이상의 과실을 상품수량으로 조사하였다.
- 생육 조사항목은 엽장, 엽폭, 엽병장, 엽수, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중 및 건물율을 농촌진흥청 생육조사 메뉴얼에 준하여 측정하였다(RDA, 2000). 엽록소 함량은 엽록소 측정기(SPAD-502, MINOLTA, Japan)로 완전 전개된 잎을 측정하였다. 광합성특성은 휴대용 광합성측정기(LI-6400XT, Li-COR Inc.
- 온실 내 온도, 상대습도(RH) 및 광합성유효광량은 환경계측기 데이터로거(Watch Dog 2450, Spectrum Technologies Inc., Illinois, USA)와 광합성 유효광센서(Quantum light 6 sensor bar, Spectrum Technologies Inc., Illinois, USA)를 사용하여 30분 간격으로 측정하여 딸기 재배 환경을 조성하였다. 온실 내 온도유지는 고정압 덕트형 에어컨(Samsung DVM-S, Samsung, Korea)의 온실바닥에 설치된 폴리에틸렌 필름덕트(지름 20cm)로부터 따뜻한 공기를 송풍하여 평균온도 21oC(17.
- 화방당 화수는 5~7를 유지하면서 수정벌로 착과를 유도하여 70% 이상 착과되었을 때 수확하였고, 기형과가 아닌 10g 이상의 과실을 상품수량으로 조사하였다. 재배 중 당도는 과실의 꽃받침을 제거한 후 과실의 중간부분 3g을 파쇄하여 당도계(PAL-1, Atago, Japan)로 측정하였다.
- 전기전도도, pH는 휴대용 EC·pH 측정기(HI9813-6N, HANNA, USA)를 이용하여 측정하였다.
- 정식 60일 후 잎 생육 특성, 엽록소함량, 광합성 특성을 측정하였고, 6개월 후 식물체의 생육을 조사하였다. 생육 조사항목은 엽장, 엽폭, 엽병장, 엽수, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중 및 건물율을 농촌진흥청 생육조사 메뉴얼에 준하여 측정하였다(RDA, 2000).
- 배양액 종류에 따른 과실 특성 및 수확량은 2015년 12월부터 2016년 5월까지 과장, 과폭, 과실 수, 과중, 당도 등을 측정하였다. 화방당 화수는 5~7를 유지하면서 수정벌로 착과를 유도하여 70% 이상 착과되었을 때 수확하였고, 기형과가 아닌 10g 이상의 과실을 상품수량으로 조사하였다. 재배 중 당도는 과실의 꽃받침을 제거한 후 과실의 중간부분 3g을 파쇄하여 당도계(PAL-1, Atago, Japan)로 측정하였다.
대상 데이터
- 2015년 9월 22일 딸기 ‘매향’을 코이어 고설베드에 정식하여 1개월 후 5종류의 배양액으로 2016년 5월 31일까지 8개월 동안 수경재배 하였다.
- 배액의 전기전도도, pH, 이온 함량 분석을 위해 2015년 11월부터 2017년 1월까지 총 3회 100ml씩 채취하여 42번 여과지로 걸러서 시료로 사용하였다. 전기전도도, pH는 휴대용 EC·pH 측정기(HI9813-6N, HANNA, USA)를 이용하여 측정하였다.
- 처리구는 완전임의 배치법으로 설계하였다. 배지는 코코넛 코이어(Dust:Chip=7:3)를 사용하였고, 급액시간은 09~17시, 일일 4~6회 타이머를 이용하여 1일 급액량은 150~300mL/plant로 동일하게 점적 관수하였다. UOS와 NewUOS배양액은 정식 후 1화방 개화 전까지는 초기 배양액을 공급하였으며, 그 이후에는 중·후기 배양액으로 공급하였다.
- 재배 장소는 서울시립대학교 양지붕 유리 온실(120m2)이며, 재배 베드는 W690×L4150×H800mm로 재식간격을 20cm로 하여 베드 당 9주 씩 식재한 후 흑백 플라스틱 필름으로 베드를 피복하였다.
데이터처리
- 통계분석은 통계 SAS Pakage(Statistical Analysis System, Version 9.9, SAS Institute Inc.) 프로그램을 이용하여 Duncan’s Multiple Range test(DMRT)하였다.
이론/모형
- 정식 60일 후 잎 생육 특성, 엽록소함량, 광합성 특성을 측정하였고, 6개월 후 식물체의 생육을 조사하였다. 생육 조사항목은 엽장, 엽폭, 엽병장, 엽수, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중 및 건물율을 농촌진흥청 생육조사 메뉴얼에 준하여 측정하였다(RDA, 2000). 엽록소 함량은 엽록소 측정기(SPAD-502, MINOLTA, Japan)로 완전 전개된 잎을 측정하였다.
- 0 수준으로 조절하여 공급하였다. 처리구는 완전임의 배치법으로 설계하였다. 배지는 코코넛 코이어(Dust:Chip=7:3)를 사용하였고, 급액시간은 09~17시, 일일 4~6회 타이머를 이용하여 1일 급액량은 150~300mL/plant로 동일하게 점적 관수하였다.
성능/효과
- 5종류의 배양액으로 재배한 ‘매향’ 배액의 pH와 EC변화를 측정한 결과 정식 후 영양생장기 동안 ‘매향’은 공급 EC 1.0dS·m-1 보다 모든 배양액에서 낮은 EC 0.69~0.81dS·m-1 범위를 나타냈다(Fig. 1).
- 정식 6개월 후 수확 시 딸기의 생체중과 건물중은 지상부와 지하부 모두 UOS와 NewUOS 배양액에서 높았다(Table 5). 그러나 지상부 건물율은 RDA 배양액에서 57.6%로 높았고, Yamazaki 배양액에서 43.5%로 낮았으며, 지하부 건물율은 PBG 배양액에서 46.5%로 높았고, NewUOS배양액에서 30.6%로 낮아 PBG 배양액에서 자란 딸기의 건물율이 높았다.
- 딸기의 코이어 수경재배에서 배양액 종류에 따른 정식 60일 후 딸기 잎 생육을 측정한 결과 엽장, 엽수 및 엽록소 함량값은 차이가 없으나, 엽폭은 UOS 배양액에서, 엽병장은 PBG 배양액에서 길었다(Table 3). 처리에 따른 엽장은 11.
- 배양액 종류에 따른 과실 특성과 수량을 조사한 결과, 12월부터 2월까지 수확된 딸기의 과장, 과폭, 과중, 당도는 배양액 차이에 의한 유의성은 없으나, NewUOS 배양액에서는 주당 과수와 평균 과중이 높아 이 시기 다른 배양액에서 재배한 처리보다 높은 수량을 나타내었다(Table 6, Fig. 2~3).
- 본 실험도 배양액 종류에 따른 이온 조성은 상이하나, 공급 EC가 1.0dS·m-1의 같은 수준으로 공급함에 따라 배액의 EC 변화가 크지 않아 지상부 생육에는 영향이 미미한 것으로 보인다.
- Yun과 Yoo(1992)는 생육 단계별 딸기 광합성은 달라 개화기가 가장 높고, 수확기에 가장 낮았으며, 15~20oC 온도, 700~800µmol·m−2·s−1에서 광합성이 높다고 하였다. 본 실험에서 광합성 측정 조건은 이보다 높은 온도와 광량에서 측정되었으며, 배양액 종류에 따른 처리간 광합성은 유의한 차이를 보였으나, 지상부 생육에 대한 영향은 낮아(Table 2), 광합성 특성 결과가 딸기 작물 생육에 영향을 주는 수준은 아니라고 생각된다.
- 본 실험에서는 화방당 5~7개를 유지하면서 착과시켜 12월부터 2월까지 배양액 종류에 따른 과 특성과 당도에는 차이를 나타내지 않았으나, 주당 과수 증가로 초기 수량은 NewUOS 배양액에서 높은 결과를 나타냈고, 이는 수확기 전체 과수 비중의 44.4% 를 차지하였다.
- Lee 등(2014b)은 주당 착과수가 많을수록 총 과실 수량은 증가하나 상품과수가 감소하고, 당도가 감소한다고 보고하여 착과량 조절이 상품수량에 매우 중요하다고 하였다. 본 실험에서도 초기 착과수가 적었던 Yamazaki 배양액에서 3월 이후 수량 증가로 가져왔으며, Yamazaki 배양액에서 배출된 배액의 pH는 pH 6.2~6.8 로 높았다. Jun 등(2013)은 저온기 ‘매향’ 수경재배에서 배양액의 EC 0.
- 8dS·m-1액에서는 딸기의 적정 pH 범위에 있으나 비교적 낮은 pH를 유지하여 뿌리 활성과 수량 저하에 영향을 줄 수 있다고 보고했다. 본 실험은 겨울과 봄의 평균온도가 15~30oC에서 재배하였고, 배액 측정 시기 수확된 Yamazaki 처리의 과실 착과는 다른 배양액 처리보다 적어 과실의 비대기 양이온 흡수로 인한 pH 저하에 의한 뿌리 활성 저하가 적었던 것이 후기 수량에 영향을 줄 수 있으리라 본다. 그러나 전 수확기의 평균과중은 17.
- 이상의 결과 무기이온 조성이 다른 5종의 배양액으로 수경재배 하였을 때 ‘매향’의 생육은 차이를 보이지 않았으며, 양수분 흡수 특성을 고려하여 개발한 NewUOS 배양액은 12월부터 2월 까지의 생산성을 높였으며, 고온과 화방당 착과량이 많아지는 3월 이후에는 Yamazaki 배양액에서 생산량이 높게 나타나 생육 시기에 따른 배양액 조성을 달리하여 수경재배하는 것이 생육과 상품성 향상에 도움이 될 것으로 생각된다.
- 정식 60일 째 배양액 종류에 따른 딸기 ‘매향’의 광합성, 기공전도도 및 증산율은 RDA와 NewUOS 배양액 처리에서 높았으며, PBG 배양액 처리에서 낮았다(Table 4).
- 정식 6개월 후 수확 시 딸기의 생체중과 건물중은 지상부와 지하부 모두 UOS와 NewUOS 배양액에서 높았다(Table 5). 그러나 지상부 건물율은 RDA 배양액에서 57.
- 15dS·m-1이었으나, 배액 pH는 상이하였다. 특히 UOS 배양액과 Yamazaki 배양액은 적정 범위인 pH 5.5~6.5를 상회하였고, PBG 배양액의 EC가 높아지는 경향을 나타냈다.
후속연구
- 또한 Ruth와 Kafkafi(1985)는 딸기에서 질산태질소의 비율이 높을수록 칼륨, 칼슘 및 마그네슘의 흡수량이 많아진다고 하였다. 이러한 결과들은 본 실험과 부분적으로 상통하는 부분이 있으나 전체적인 경향과는 일치하지 않아 더욱 조사가 필요할 것으로 생각된다.
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