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Kafe 바로가기주관연구기관 | 국립원예특작과학원 |
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연구책임자 | 윤무경 |
참여연구자 | 김대영 , 최국선 , 김승유 , 이지원 , 장윤아 , 차선화 , 김태일 , 정재완 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2011-02 |
과제시작연도 | 2010 |
주관부처 | 농촌진흥청 |
사업 관리 기관 | 농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 | TRKO201400000467 |
과제고유번호 | 1395019844 |
DB 구축일자 | 2014-05-07 |
Ⅳ. 연구개발결과
1. 딸기 병해충 방제 및 바이러스 진단 기술 개발
딸기의 주요 토양 전염성 병해충인 시들음병, 탄저병, 선충의 친환경적인 방제기술을 개발하기 위하여 쌀겨를 이용한 토양환원소독처리로 시들음병과 선충을 72% 이상의 효과적인 방제 효과로 발생율을 경감하였다. 또한 수확시기에 가장 큰 문제를 주는 지상부 병해로 흰가루병과 잿빛곰팡이병을 방제하기 위한 생물적 방제균을 선발하고 포장방제효과를 검정하였다. 길항세균인 Bacillus sp.를 이용하여 흰가루병은 80% 이상, 잿빛곰팡이병은 50% 이상의 방제효과를
Ⅳ. 연구개발결과
1. 딸기 병해충 방제 및 바이러스 진단 기술 개발
딸기의 주요 토양 전염성 병해충인 시들음병, 탄저병, 선충의 친환경적인 방제기술을 개발하기 위하여 쌀겨를 이용한 토양환원소독처리로 시들음병과 선충을 72% 이상의 효과적인 방제 효과로 발생율을 경감하였다. 또한 수확시기에 가장 큰 문제를 주는 지상부 병해로 흰가루병과 잿빛곰팡이병을 방제하기 위한 생물적 방제균을 선발하고 포장방제효과를 검정하였다. 길항세균인 Bacillus sp.를 이용하여 흰가루병은 80% 이상, 잿빛곰팡이병은 50% 이상의 방제효과를 얻었다. 딸기 생육기간 중 가장 큰 문제병해인 탄저병을 방제하기 위하여 우수한 방제약제를 선발하였다. 딸기 탄저병균의 균사생육저지 효과를 나타내는 농자재로는 미생물제제인 에코스마트 등 11종이었으며, 특히 탄저병 포자발아를 억제하는 친환경자재로는 NaDCC 등 2종을 선발하였다. 선발 농자재들을 이용하여 탄저병에 대한 포장 방제효과를 검정한 결과 NaDCC는 76.3%와 에코스마트는 73.8%를 나타냈다.
2010년 11월 현재 딸기 탄저병에 대한 농촌진흥청 유기목록공시된 병해 관리용 자재로 등록된 농자재는 식물추출물(목초액 혼합물) 1종으로 딸기 유묘기에 피해가 큰 탄저병 방제에 어려움이 있다. 따라서 농촌진흥청 유기농자재 목록을 중심으로 수집된 미생물제제 18종, 보르도액 4종, 황성분 5종, 천연추출물 21종, 광물질 2종, 난황유 등 총 51종의 병해 방제용 친환경농자재를 수집하였다. 수집된 51종의 농자재를 이용하여 평판배지상에서 딸기 유묘기에 발생하는 탄저병에 대한 균사생장 억제능력이 우수한 병해관리용 친환경농자재 Trichoderma harzianum YC459(토리), Streptomyces lydicus WYEC108(농스피린), Bacillus subtilis GB-0365(씰러스), B. subtills DY6364(닥터푸란트) 등 미생물제 4종과와 목초액 혼합물(은비-흰탄), 천연물 추출물(나비콘에프) 등 식물추출물 2종이 24시간 동안 50%이상의 균사생장억제를 나타냈다. 실내 선발 된 병해관리용 농자재 12종을 대상으로 탄저병에 대한 효능검정을 한 결과 B. subtilis GB-0365와 B. subtills DY6364 계통의 미생물제 2종은 각각 7.5%와 8.1%의 이병율을 나타냈으며, 딸기 탄저병 방제용으로 유기목록공시되어 등록된 목초액 혼합물의 식물추출물 1종은 12.7%의 이병율을 나타냈으며, 온실검정 한 12종의 친환경유기농자재 중 위 3종만이 50% 이상의 방제효과를 나타냈다. 육묘정식 후 병발생전 10일간격 3회 처리후 병발생부터 7일간격 4회 처리한 결과 선발된 Bacillus 계통의 미생물제제 2종과 목초액 혼합물은 단독으로 처리시 8.3%,~9.3%의 이병율을 나타낸 반면, 미생물제와 식물추출물을 병발생전 10일간격 미생물제 2회, 목초액 혼합물 1회 교호처리한 후 병발생기에 7일간격으로 미생물제와 식물추출물을 교대로 처리한 결과 5.9%의 이병율을 나타냈다. 탄저병 방제에 효과있는 친환경유기농자재의 단독처리시 53~57%의 방제효과를 나타냈지만 교호로 살포한 경우 단독처리보다 17%이상의 방제효율이 더 높았으며 방제가도 69.9%로 우수하였다.
딸기 차근육묘하는 대부분 농가는 바닥멀칭재료로 비닐류를 사용하여 복토 육묘를 하고 있는데, 친수성이 높은 부직포를 이용하여 바닥멀칭재료를 개선할 경우 모세관 현상에 의한 물의침투 이행력이 강하고 뿌리 주변에 불균일한 바닥에 고여있는 잉여 물로 인한 과습상태를 개선하여 균일하게 급수시킬 수 있기 때문에 급격한 습도의 변화없이 일정하게 유지하여 물방울과 바람을 동반하여 비산하는 탄저병의 분생포자를 억제하여 2차 감염을 비닐류에 비해 18% 병발생을 경감시키면서 자묘 생산율도 33% 증가하였다.
바닥멀칭재료인 부직포와 비닐(관행)류에 모주를 정식한 육묘포에서 선발된 딸기 탄저병 방제용 시판농자재를 이용하여 탄저병의 발생을 비교한 결과, 부직포 육묘포에서 탄저병 발생량은 약제를 처리하지 않은 구역보다 탄저병발생이 낮았고 투명비닐 육묘포의 자묘에서 탄저병은 부직포 처리구보다 약 3~9% 정도 이병율이 높았으며, 자묘에서의 잠재감염율도 높았다. 또한 자묘 생산량도 부직포 구역에서 시기별 약제 처리하였을 때 7~33% 증가하였다.
딸기 육묘기 탄저병균 조기진단을 위한 잠재감염주에서 병원균의 DNA분리는 CTAB방법을 이용할 경우 효과적이었으며 최종 DNA희석량을 200㎕로 할 경우 PCR반응 저해가 감소하였다. 탄저병에 효과적인 방제용 약제 선발시 In vitro검정에서 제조회사의 희석배수 농도에 대한 탄저병균의 균사생장 억제율은 prochloraz-Mn(스포로곤)이 가장 높았으며, propineb(안트라콜), mancozeb(만코지), iminoctadine tris(벨쿠트), pyraclostrobin(카브리오)도 96% 이상의 균사억제율을 보였다. 무병묘 생산을 위한 정식전 약제 침지처리효과는 정식전 매향 유묘에 대한 약제 침지효과(10분 침지)는 prochloraz Mn이 100%의 방제효과를 나타냈으며 azoxystrobin과 pyraclosrobin도 우수한 방제효과를 나타내었다.
설향 품종에 대한 약제별 탄저병의 예방 및 치료효과 prochloraz Mn이 다른 약제보다 우수했으며 대부분의 약제는 감염후(치료) 보다 감염 전(예방) 약제 처리시 방제효과가 우수했다. 무병묘 생산을 위한 약제기반 탄저병 방제프로그램 효과 검정시 노지육묘 포장에서 정식전 prochloraz Mn으로 10분간 침지 후 정식한 방제구 I과 III이 pyraclostrobin을 처리한 방제구 II 보다 탄저병 이병주율이 적게 발생하였으며 전체 육묘기 동안 누적 이병주율(AUDPC)은 무처리 대비 유의성이 있었으나 처리간에는 유의차가 나타나지 않았다.
딸기 시들음병균은 영양번식에 의해 모주에서 자묘로 전염됨을 확인하였으며 인공광 이용형 육묘모듈 환경을 이용할 경우 시설재배에 비해 1.2배 자묘를 빨리 생산할 수 있었다. 태양열 소독 전 유기물+석회질소 처리시 유기물 단독, 요소 등 다른 처리에 비해 짧은 시간내 시들음병을 방제를 할 수 있었다. 폿트시험에서 시들음병에 대한 예방효과는 prochloraz Mn과 copper hydroxide(코사이드)처리가 다른 약제보다 우수했으며 치료효과는 prochloraz Mn와 pyraclostrobin+dimethomorph(포름씨)가 우수하였고 prochloraz-Mn이 다른 처리약제보다 시들음병 방제효과가 우수하였다.
시들음병 방제를 위한 육묘 정식 전후 약제와 미생물제 처리효과에서 prochloraz Mn과 미생물제(베리메이트, Bacillus velezensis) 혼용처리가 약제와 미생물제 단독 처리구보다 시들음병 발생율을 감소시켰다. 딸기 상토 소독 방법에 의한 시들음병 방제효과는 matam sodium(킬퍼)과 NaDCC(바이오그린, 500배)를 관주처리할 경우 가장 효과적이었으며 NaDCC는 1,000배보다 500배에서, 메탐소듐은 분무살포보다 관주처리할 경우 방제효과가 높게 나타났다. 딸기 설향품종의 역병 방제를 위한 효과적인 약제는 예방시 아인산염과 azoxystrobin, 치료시 mandipropamid가 효과적이었다.
우리나라에서 재배되고 있는 딸기 품종과 딸기 유전자원에 대한 바이러스병의 발생 조사를 실시하였다. 채집한 시료는 RT-PCR 또는 ELISA로 바이러스를 진단하였다. 검정된 바이러스는 Strawberry mild yellow edge virus(SMYEV), Strawberry mottle virus(SMoV), Strawberry vein banding virus(SVBV) 및 Strawberry pallidosis associated virus(SPaV)이었다. 그러나 Strawberry crinkle virus(SCV), Strawberry necrotic shock virus(SNSV), Strawberry latent ring spot virus(SLRSV) 및 Arabis mosaic virus(ArMV)는 검출이 되지
않았다. 국내에서 육성한 설향, 매향, 금향 및 다홍 품종의 바이러스 이병율은 1.2%였으나, 1997년 일본에서 도입하여 국내에서 널리 재배되고 있는 육보 품종은 48.3%였다. 딸기 재배 농가에서 발생하고 있는 바이러스는 SMYEV, SMoV 및 SPaV이었으며, 이들 중 SMYEV가 주로 발생되고 있었다. SVBV는 딸기 유전자원에서 단지 검출되었다. 또한 딸기 바이러스를 편리하고 간편하게 검출할 수 있는 virion capture(VC)/RT-PCR이 개발되었다.
2. 딸기 토양 관비 재배 기술 개발
중부지역의 관비재배 실태를 조사한 결과 대부분의 농가가 관행적인 경험에 의존한 관비재배로 토양 및 작물의 상태에 따른 정밀한 관비가 되지 못하고 있으며 전체 관비량 혹은 관수량을 정확히 파악하지 못하고 있는 실정이었다. 질소와 칼리 전체를 관비로서 공급하였던 바, 관비량에 따른 딸기의 생육 및 수량이 ' 설향‘은 검정시비량 100%에서 ’매향’은 검정시비량의 150%에서 가장 좋았다. 딸기 관비재배 시 생육, 수량, 토양 EC 농도, 비료의 용해도 등을 고려하였을 시 질소질 비료로는 요소가 칼리질 비료로는 황산가리가 적합한 것으로 추천되었다. 질소질 비료의 급여형태에 따라 ‘매향’,' 설향‘ 두 품종 모두 NO3-N 과 NH4-N 비율이 70:30 처리구가 생육이 가장 좋았다. 질소는 생육 초ㆍ중기에 주로 80%를 시여하고 칼륨은 중ㆍ후기에 주로 시여하는 것이 딸기의 초세를 강하게 하고 과실의 수량도 많았다.
최근 딸기 농가에 관비재배의 보급이 증가하고 있는 추세이다. 토양에 기비를 하지 않고, 물과 비료를 관비기계를 통해서 소량씩 자주 공급하는 방법이다. 그러나 비료의 배출과 관련된 환경부담 때문에 보다 정밀한 시비전략이 필요하다. 본 연구는 효율적인 시비방법 개발을 위하여 딸기의 생육단계별 양분흡수특성을 구명하였고 그에 기초한 배양액 조성을 개발하여, 실제 토양재배에서 검토하였다.
딸기의 생육단계가 진행함에 따라, 총건물중에서 잎의 비율은 72~39%, 뿌리 24~17%, 크라운 27~4%, 그리고 과실은 20~0% 범위로 크게 변동되었다. 각 기관의 건물중과 그 기관의 N, P, K, Ca, Mg 농도를 곱하여 작물에 축적된 N, P, K, Ca, Mg의 총량과 그들의 비율을 산출하였다. 작물에 축적된 양분의 비율은 N을 100으로 하였을 경우 P는 24%, K는 126%, Ca는 37%, Mg은 33%였다.
총질소와 다른 무기원소의 시비량을 동일하게 하고, NO3-N : NH4-N의 비율만 다르게 하였을 때, NH4-N의 비율이 높아질수록 엽수와 건물중은 증가하였다. 그러나 상품수량은 NH4-N 20% 처리에서 가장 많았다. NH4-N 40% 처리는 생육초기에는 수량이 가장 많았으나, 생육후기로 갈수록 감소하는 경향을 보였다.
딸기가 흡수하는 무기양분의 양은 생육단계별로 상당한 차이가 있지만, 체내에 양분을 축적하는 비율은 유사한 경향을 보였다. 이러한 정보를 이용하여 딸기의 관비재배를 위한 배양액 조성을 개발하였다. N, K와 Ca는 흡수 비율을 그대로 적용하였다. 질소 비료 중 암모니아태의 비율은 20% 수준으로 하였다. P는 흡수비율의 60%를, Mg는 Ca 시비량의 1/2 양만큼을 적용하였다. 개발된 배양액조성을 사용하여 토양 재배한 결과, 상품수량은 관비처방 1.2배 처리에서 가장 많았고, 양액처방과 관비처방 1.0배 처리에서 그다음으로 많았다. 재배를 완료한 후 토양의 무기성분의 농도는 재배전과 비교하여 높아졌다. 특히 Ca, Mg의 농도는 현저히 높아져 공급량을 더욱 줄일 필요가 있다고 판단되었다. 관비 배양액의 경우, 양액처방을 그대로 쓰는 것과 비교하여 모든 무기성분의 소비량이 감소하였으며, 특히 Ca의 소비량은 47.5%, Mg 소비량은 31%나 감소하였다. 결론적으로 딸기의 흡수특성과 비료성분의 토양내 잔류를 고려한 딸기의 관비재배용 배양액 조성은 N(NO3-N : NH4)-P-K-Ca-Mg-S=16.3(13:3.3) -2-7-3.5-1.8-1.8meㆍℓ-1이다.
3. 딸기 주년 안전 생산 기술 개발
본 연구는 국내 육성 신품종 딸기의 주년안전 생산을 위한 기초연구로서, 저온단일처리 및 야간저온처리에 의한 품종별 화아분화 특성을 구명하고, 유묘의 저온처리와 냉장처리기술로 평난지와 고랭지에서의 일계성 딸기의 단경기 생산 가능성을 검토하고자 하였다.
저온단일처리에 따른 딸기의 화아분화 특성을 조사하기 위하여 8시간 일장에서 10℃, 15℃, 20℃의 온도처리를 5일, 10일, 15일, 20일 동안 처리하였다. 처리 후에는 실체 현미경으로 형태적인 화아분화를 확인하였고, 정식하여 처리별 개화시기를 조사하였다. ‘매향’은 15일과 20일 처리의 10℃, 15℃, 20℃에서 화아분화 되어 관행육묘보다 개화가 30일 빨라졌다. 10일처리에서는 10℃에서만 화아가 분화되고 5일처리에서는 화아분화 되지 않았다. ‘설향’은 15일처리에서 10℃와 15℃에서 화아분화 되어 개화가 15일 빨라졌다. ‘금향’은 15일처리 10℃와 15℃와, 20일 처리 15℃에서 화아분화 되었다. 20일처리 15℃에서 관행육묘보다 개화가 20일 빨랐으며 개화율도 높았다. 완전히 화아분화된 묘는 정식 후 개화가 촉진 되지만 화아분화가 완전하지 못한 묘는 정식 후에 개화지연과 개화율 감소가 나타났다.
야간저온처리에 의한 ‘매향’, ‘설향’, ‘금향’ 품종의 개화율 및 과실의 품질과 수량을 조사하기위해 딸기묘를 8시간은 온실에서 자연환경에 노출시키고, 야간에는 15℃의 저온저장고에 두는 야간저온처리를 5일, 10일, 15일, 20일 동안 하였다. 20일 처리에서 정화방의 개화가 촉진되었다. 20일 후 액화방 개화를 위한 15일간의 야간저온 재처리도 2화방과 3화방의 개화촉진 효과가 있었으며, 정화방의 개화율도 높이는 효과를 나타내었다. 저온단일처리에 의해 품종 간에 약간의 차이는 있었지만 20일 처리구에서 가장 빨리 개화하였으며, 나머지 처리는 개화가 지연되어 저온단일처리는 20일 이상이 필요한 것으로 확인하였다. 그리고 과실의 수확이 10월 15일 시작되어 45일 정도 수확기간을 앞당길 수 있었다.
야간저온처리묘를 이용한 일계성 딸기의 단경기 생산을 위해 배지온도가 15℃와 20℃로 조절되는 평난지 비닐온실과, 고온기에도 서늘한 고랭지에 정식하여 개화율, 착과율 및 과실의 품질과 수량을 조사하였다. 평난지 정식에서 ‘설향’과 ‘매향’은 개화가 촉진되어 개화율이 95% 이상으로 높았으며, ‘아끼히메’와 ‘금향’은 개화가 늦고 개화율도 70~80%로 낮게 나타났다. 배지온도 15℃처리에서 ‘설향’의 개화가 가장 빠르고 개화율도 높았다. 20℃처리에서는 ‘매향’과‘설향’의 개화율이 높았다. 야간저온처리묘를 7월 29일에 정식하고 9월 14일에 수확하여 관행재배보다 2개월 이상 수확기를 앞당겨 단경기 생산이 가능함을 확인하였는데 과실의 품질도 양호하였다. 고랭지 정식에서도 정상적으로 생육하여 개화하고 착과되었다. 개화율은 ‘설향’이 90% 이상으로 가장 높았으며, 액화방도 개화하였다. ‘매향’은 70% 이상의 개화율을 나타내었으나 액화방의 개화가 지연되었다. ‘금향’과 ‘아끼히메’는 정화방의 개화율이 낮게 나타났다.
9월에 정식하여 12월까지 생육시킨 묘를 채취하여 저온저장고에서 0℃~영하 1℃로 냉장처리 하여 평난지와 고랭지에 정식하여 초기생육, 개화율, 착과율 및 과실의 품질과 수량을 조사하였다. 평난지의 3월, 4월, 5월 정식에서 1화방의 개화율과 착과율은 모든 처리에서 양호하였다. 2화방 개화율은 ‘매향’ 품종이 3월부터 5월 정식까지 양호하였으나 ‘설향’과 ‘금향’은 점점 낮아졌다. 6월과 7월 정식은 여름철 고온으로 생존율이 급격히 떨어졌으며 개화결실이 정상적으로 이루어지지 않았다. 그러나 고랭지 정식은 6월 정식에서 생존율이 ‘매향’이 100%, ‘설향’과‘금향’이 91.7%로 조사되었고, 7월에는 ‘설향’이 83%, ‘매향’과 ‘금향’이 75%로 조사되어 평난지 6월과 7월 정식보다 매우 높게 나타났다. 과실의 품질과 수량은 낮았으나, 고랭지에서는 냉장처리묘를 6월과 7월에 정식하여 7월 하순부터 9월 중순까지 단경기에 수확이 가능함을 확인하였다.
결론적으로 본 연구에서 국내육성 신품종인 ‘설향’과 ‘매향’ 품종을 이용하여 저온처리 또는 냉장처리로 평난지와 고랭지에서 단경기에 수량과 품질이 우수한 딸기의 생산기술을 개발하였다.
4. 딸기 생리장해 경감 및 수경 재배 기술 개발
가. 딸기 생리장해 경감기술 개발
○ 질소 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍 증상 발현에 미치는 영향
질소 결핍증상은 노엽에서 발생하였으며, 노엽 전체가 황화되면서 부분적으로 갈색 반점이 발생하거나 노엽 전체의 녹색이 연해지면서 노엽의 엽신이 부분적으로 갈변하는 증상이 나타났다. 질소 시비 농도가 높아질수록 네 품종의 엽록소 함량이 높아져, 엽록소 함량을 근거로 식물체의 질소함량을 간접적으로 판단할 수 있다.
질소 시비 농도에 영향을 받은 네 종류 딸기 품종의 지상부 생장량과 엽병 추출액의 NO3-N 농도를 기준으로 최적 생장을 위한 엽병 추출액의 질소 농도를 판단하면 ‘매향’ 80~140 mgㆍkg-1, ‘설향’ 60~115 mgㆍkg-1, ‘금향’ 50~120mgㆍkg-1, 그리고 ‘선홍’ 100~170 mgㆍkg-1 였다. 최대 생장량을 유지하기 위해 건물중에 기초한 질소의 한계농도는 ‘매향’ 1.08~1.40%, ‘설향’ 0.9~1.5%, ‘금향’ 1.1~1.5% 그리고 ‘선홍’은 1.0~1.5% 이며 ‘매향’은 적정 영역의 범위가 매우 좁고 재배하기 까다로운 품종이라고 판단하였고, ‘선홍’은 질소 시비 효율이 매우 낮은 품종이라고 판단하였다.
○ 국내 육성 신품종들의 NH4:NO3 비율에 대한 생육 반응, 무기원소 흡수 및 과잉 증상 발현에 미치는 영향
암모늄 과잉증상이 발현되는 초기에는 노엽부터 엽 전체가 아래쪽으로 구부러지는 증상이 나타났으며, 구부러진 잎이 점차 괴사하였다. 암모늄 과잉 피해가 발생하는 식물체에서는 신엽에 반점형태로 갈변한 후 점차 괴사하는 증상이 나타났고, 대부분 암모늄 과잉 식물체에서는 Ca 결핍 증상이 동시에 나타났다.
관비용액속의 총 질소 농도를 고정한 조건에서 NH4:NO3의 비율을 조절하여 관비한 결과 NH4의 비율이 높아질수록 지상부 생체중 생산량이 급격히 감소하였고, NH4 내성은 ‘매향’<‘설향’<‘금향’<‘선홍’의 관계가 성립한다고 판단하였다. 또한 관비용액의 적정 NH4 비율은‘매향’ 및 ‘설향’은 25% 이하, ‘금향’ 및 ‘선홍’은 50% 이하로 조절해야 한다고 판단하였다.
○ 칼슘 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍 증상 발현에 미치는 영향
칼슘 결핍 증상은 ‘매향’과 ‘금향’은 신엽의 엽맥이 갈변하는 증상으로 나타났고, ‘설향’과 ‘선홍’은 신엽의 기형화 및 생장점이 탈락하는 현상으로 결핍증상이 나타났다. ‘설향’ 딸기에서 Ca결핍증상이 가장 심하게 나타났고 결핍 증상이 발현되는 개체수가 많았는데, 모주의 칼슘 결핍증상이 많이 발생하는 것과 함께 런너 선단부가 괴사하거나 런너에서 발생한 잎이 발생 후 괴사하는 증상으로 나타났다. 지상부 생체중과 건물중 생산이 가장 많았던 Ca 시비구는 ‘매향’4.5, ‘설향’ 3.0, ‘금향’ 6.0, 그리고 ‘선홍’ 9.0mM 였다. 생체중 생산을 기준으로 엽병추출액의 적정 Ca 농도는 ‘매향’ 60~80 mgㆍkg-1, ‘설향’ 65~120 mgㆍkg-1, ‘금향’ 65~130 mgㆍkg-1, 그리고 ‘선홍’ 59~78 mgㆍkg-1을 적정 영역으로 판단할 수 있다. 건물중에 기초한 지상부 Ca 함량은 ‘매향’ 1.6~2.2%, ‘설향’ 1.6~2.2%, ‘금향’ 1.4~2.2%, 그리고 ‘선홍’ 1.6~2.3%를 적정 영역으로 간주할 수 있다. 이상의 내용을 고려할 때 ‘설향’과 ‘금향’의 Ca 요구도가 ‘매향’보다 높으며, ‘선홍’은 Ca 시비에 대한 생장 반응이 둔감하며, ‘매향’은 시비 농도를 세심하게 조절해야 한다고 판단하였다.
○ 인산시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍증상 발현에 미치는 영향
‘매향’은 노엽의 끝부분부터 갈변하면서 말라들어 갔고, ‘설향’과 ‘금향’은 노엽의 엽신이 부분적으로 자주색으로 변하는 증상, 그리고 ‘선홍’은 노엽 끝이 부분적으로 갈변하면서 말라들어가고 노엽의 가장자리가 기형으로 변하는 인산 결핍증상이 나타났다. 건물중에 기초한 인산의 한계농도 설정에서 ‘매향’은 0.35~0.76%, ‘설향’은 0.24~0.61%, ‘금향’ 0.25~0.64% 그리고 ‘선홍’은 0.20~0.65%가 적정 영역이라고 판단하였다. 엽병추출액의 인산 농도를 기준으로 한계농도를 설정할 때 ‘매향’ 190~240mg·kg-1, ‘설향’ 240~300mg·kg-1, ‘금향’ 200~265mg·kg-1 그리고 ‘선홍’은 220~255mg·kg-1을 적정영역으로 판단할 수 있다.
○ 칼륨 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍증상 발현에 미치는 영향
식물 생장량을 고려할 때 ‘설향’과 ‘금향’의 K요구도가 ‘매향’이나 ‘선홍’보다 높다고 판단하였다. K 결핍증상은 ‘매향’과 ‘설향’은 노엽의 엽병과 엽신이 연결되는 부위에서 큰 반점형태의 갈변현상이, ‘금향’은 엽신 전체에 많은 수의 황색반점이 나타났고, ‘선홍’은 노엽의 끝부분이 갈변하면서 노엽의 엽신에 군데군데 반점이 나타났다.
건물중에 기초한 칼륨 한계농도에서 ‘매향’은 1.9~2.75%, ‘설향’은 1.9~2.8%, ‘금향’은 2.65~3.20%, ‘선홍’은 0.90~2.40%의 범위에 포함되어야 수량감소를 방지할 수 있다고 판단하였다.
엽병추출액을 기준으로 칼륨의 한계농도를 설정할 때 ‘매향’은 500~710mg·kg-1, ‘설향’은 405~630mg·kg-1, ‘금향’은 620~800mg·kg-1, 그리고 ‘선홍’은 630~750mg·kg-1의 K 함량이 정상생육을 위한 적정 영역이라고 판단하였다.
○ 마그네슘 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍증상 발현에 미치는 영향
마그네슘 시비농도를 조절하여 관비 재배한 결과 Mg의 시비에 대한 생장 효율이 ‘매향’이나‘선홍’에서 높고 ‘설향’이 가장 낮다고 판단하였다. ‘매향’은 ‘금향’의 K 결핍과 유사한 형태로 초기 Mg 결핍증상이 나타났지만 엽맥 사이만 갈변하였다. ‘설향’은 노엽의 엽맥사이가 흑색으로 변하였고, ‘금향’은 노엽끝에서 검은 색이 나타나면서 노엽 안쪽까지 검게 변한 부위가 확산되었고 일부 노엽에 엽맥간 황화현상이 뚜렷하게 나타났다. 건물중에 기초한 마그네슘 한계농도를 설정함에 있어 ‘매향’은 0.39~0.81%, ‘설향’ 0.1~0.5%, ‘금향’은 0.17~0.46% 그리고 ‘선홍’은 0.22~0.5% 범위일 때 생장량 및 수량 감소를 방지할 수 있는 영역이라고 판단하였다. 엽병추출액의 Mg 농도와 지상부 생체중 생산량을 고려하여 한계농도를 설정할 때 ‘매향’은 20~39mg·kg-1, ‘설향’ 19~38mg·kg-1, ‘금향’ 18~45mg·kg-1, 그리고 ‘선홍’은 25~56mg·kg-1의 범위에 포함될 때 수량감소를 방지할 수 있다고 판단하였다.
○ 철 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍증상 발현에 미치는 영향
철 시비농도에 대한 엽록소 함량은 직선적으로 증가하는 반응을 보여 경향이 뚜렷하였지만 엽수, 엽장, 엽폭, 엽병장, 및 관부직경 등은 각 처리간 차이를 보였지만 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. 철 결핍 증상은 신엽에서 발생하였다. 초기에 가장 최근에 완전히 전개된 잎의 엽맥은 푸른 상태로 남아있지만 엽맥사이가 황화되는 엽맥간 황화현상으로 나타났다. 증상이 점차 심화되면 가장자리가 완전히 녹색을 잃는 황화상태로 변하였고, 신엽의 기부쪽에 위치한 엽맥만 푸르른 상태로 남아있었다. 엽병추출액의 철 농도를 기준으로 한계농도를 설정하면 ‘매향’3.2~4.7mgㆍkg-1, ‘설향’ 1.4~2.2mgㆍkg-1, 그리고 ‘금향’은 1.6~2.4mgㆍkg-1의 범위에 포함되도록 Fe 시비농도를 조절해야 한다고 판단하였다.
○ 망간 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍증상 발현에 미치는 영향
‘매향’ 딸기의 건물중은 5 및 10mgㆍL-1 시비구에서 생장이 우수하고 0mgㆍL-1 처리나 20mgㆍL-1이상의 고농도 Mn 시비구에서 건물중 생산이 적어져 망간 시비농도에 대한 2차곡 선회귀적 반응을 나타내었다. ‘설향’ 딸기 건물중도 25 및 10mgㆍL-1망간 시비구에서 가장 무거웠다. 망간 시비농도에 대하여 ‘금향’ 딸기는 생장반응이 뚜렷하지 않았다. 망간 결핍증상은 가장 최근에 완전히 전개된 신엽, 즉 2~3번째 잎에서만 증상이 발생하였다. 초기에는 엽맥간 황화현상으로 결핍증상이 나타나지만 잎 가장자리에서 기부쪽 보다 심하게 황화되었고, 이 때에도 엽맥은 푸른색을 잃지 않아 철 결핍과 차이가 있었다. 생체 즙액 내 망간 농도를 기준으로 ‘매향’은 2.9mgㆍL-1 이하, ‘설향’ 딸기는 0.4~0.55mgㆍL-1의 범위, 그리고 ‘금향’ 딸기는 0.39~0.75mgㆍL-1의 범위에 포함되도록 망간 시비농도를 조절해야 한다고 판단하였다.
○ 붕소 시비농도가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 결핍증상 발현에 미치는 영향
‘매향’ 딸기의 건물중과 생체중은 붕소 무처리구로부터 60mgㆍL-1 시비구까지 시비농도가 증가할수록 건물중이 증가하였다. ‘설향’ 딸기의 생체중은 15 및 30mgㆍL-1 B 시비구에서 다른 처리들 보다 뚜렷하게 무거웠으며, 60mgㆍL-1 이상의 시비구에서 생체중 감소가 더욱 심해졌다. ‘금향’ 딸기의 생육반응은 ‘설향’ 딸기에 비해 둔감한 것으로 나타났다. 세 종류 딸기에서 발생하는 붕소 결핍증상은 신엽에서 나타났다. 신엽이 뒤쪽으로 휘거나 엽 전체가 잘 전개되지 못하고 기형화되는 증상을 나타냈다. 그러나 철 또는 망간 결핍과 달리 잎에서 황화현상은 발생하지 않았다. 엽병추출액을 기준으로 ‘매향’ 딸기는 1.8mgㆍkg-1이하, ‘설행’ 딸기는 1.3~1.9mgㆍkg-1의 범위를. 그리고 ‘금향’ 딸기는 1.78mgㆍkg-1 이하를 유지하도록 시비농도를 조절하여야 정상생육을 보장할 수 있다고 판단하였다.
○ 미량원소 과다시비가 딸기의 생육, 무기원소 흡수 및 과잉 증상 발현에 미치는 영향
Fe의 시비농도를 4 mM로 증가시킬 경우 노엽 가장자리에 진한 갈색의 증상이 나타났는데, 초기에는 갈변한 후 증상이 심화될 경우 괴사하였다. 본 연구의 실험 범위 내에서 Mn은 특별한 증상을 나타내지 않았다. Zn의 시비농도를 증가시킬 경우 가장 최근에 완전히 전개된 잎에서 증상이 나타났는데 엽 가장자리가 황화되면서 엽 내부의 주 엽맥이 푸른상태로 남아있고 엽맥간 황화 증상을 나타내었다. Zn 과잉이 심화될 경우 하위엽이 점차 괴사하였다. Cu가 과잉될 경우 초기의 과잉증상이 노엽쪽에서 발생한 후 신엽쪽으로 확산되었다. 증상이 심화되면 하위엽은 완전히 괴사하여 탈락하였으며 가장 최근에 발생한 신엽의 가장자리가 황화되는 증상이 나타났다. B가 과잉된 초기에 노엽의 가장자리가 붉게 변하면서 노엽의 엽신 전체에 황화 현상이 나타났다. 증상이 심화되면 노엽의 엽신 가장자리가 갈변한 조건에서 엽신 내부가 황변하는 증상이 나타났으며, 최종적으로 진한 갈색을 띄면서 괴사하였다. Mo 과잉증상은 초기에 가장 최근에 완전히 전개된 잎에서 증상이 나타났는데 엽신 기부쪽은 푸른 상태로 남아 있으면서 끝부분이 황화되는 증상이 나타났다. 그러나 증상이 심화될 경우 노엽의 가장자리가 붉은색을 띈 상태에서 괴사하고 엽신의 기부쪽은 황화된 상태로 존재하였으며, 신엽은 초기증상과 동일하게 변하였다.
건물중에 기초한 식물체내 적정 함량에서 정상생장을 위해서는 Fe는 77.2 mg·kg-1 이하, Mn 함량은 426.6 mg·kg-1 이하, Zn 함량 191.6 mg·kg-1 이하, Cu 함량이 30.9 mg·kg-1 이하, B는 150 mg·kg-1 이하, 그리고 Mo 함량은 93.6 mg·kg-1 이하의 식물체내 함량을 유지하도록 시비관리를 하여야 한다고 판단하였다.
○ ‘설향’ 딸기에서 발생하는 칼슘 결핍증상 해결을 위한 시비 방법 확립
착과기의 ‘설향’ 딸기 칼슘 결핍 교정 방법 확립에서 무처리구에 비해 혼합비료와 칼마그를 처리한 실험구에서 칼슘 결핍증상 발현 개수가 현저하게 줄어들었다. 본 실험의 혼합비료 또는 칼마그((주) 도프)를 0.6dS/m로 농도를 조절하여 시비한 처리 보다 1.0 dS/m로 농도를 높여 처리한 경우 칼슘결핍증상 발생 개체수가 줄어들었다. 비료를 2회 처리 후 3번째 잎과 처리 종료 후 3번째 잎의 Ca, K, Mg 함량을 분석한 결과 초기에 칼마그 처리가 혼합비료보다 더 많은 Ca 흡수량을 보였으나 처리 종료 후에는 거의 비슷한 경향을 보였다. ‘설향’ 딸기의 Ca 함량도 대조구에 비해 Ca를 시비한 각 처리에서 함량이 뚜렷하게 증가하였으며, 동일한 비료를 시비하여도 농도를 증가시킨 처리구의 과일 내 Ca 함량이 높게 분석되었다. 토양내 치환성 K, Mg 및 Ca 농도에서 칼마그 처리에 비해 혼합비료 처리에서 토양내 농도가 높은 것으로 되었다.
토경육묘시 육묘기의 칼슘 결핍 교정 실험에서 Ca결핍증상 발현식물체 수는 무처리구에 비해 처리구에서 적은 칼슘결핍증상이 나타났다. 모주의 생체중과 건물중은 무처리구에 비해 모든 Ca 비료 시비구의 생육이 우수하였다. 또한 두 종류 비료 모두 0.6dS/m 처리보다 1.0dS/m로 시비농도를 높일 경우 지상부 생장량이 많았다. 본 연구에서 조제한 복합비료가 칼마그보다 지상부 생체중과 건물중 증가에 더 효과적이었다.
혼합비료 1.0dS/m 처리에서 가장 긴 런너길이를 보였고, 칼마그 0.6dS/m 처리에서는 무처리구와 비슷한 경향을 보였다. 런너의 생체중과 건물중 역시 혼합비료 1.0dS/m 처리에서 가장 무거웠으며 칼마그 1.0dS/m 처리에서도 생육이 우수하였다. 대조구에 비해 Ca 시비구에서 약간 많은 자묘의 엽수를 보였지만 발생차수에 따라 엽수가 감소하였다. 무처리구보다 Ca 시비구에서 더 무거운 자묘의 생체중을 보였지만 칼마그 0.6dS/m 처리의 생체중이 가장 가벼웠다. 혼합비료를 시비한 경우 칼마그를 시비한 경우 보다 더 자묘의 생체중이 무거웠으나 건물중에서는 약간의 차이가 있었음에도 불구하고 무처리구를 비롯한 모든 처리구의 건물중이 비슷한 경향을 보였다.
배지경 육묘시 발생하는 칼슘 결핍 교정실험에서 Ca 결핍증상 발현 식물체수는 대조구인 무처리구에서 가장 많았으며, 칼슘 비료를 시비하므로써 개체수가 감소하였으나, 비료의 종류 및 농도에 따른 처리별 차이는 크지 않았다.
무처리구에 비해 모든 처리구에서 모주의 생체중과 건물중이 무거웠다. 또한 칼마그를 시비한 처리보다 본 연구에서 조합한 혼합비료를 처리한 경우 지상부 생장량이 많았다. 두 종류 비료를 0.6dS/m로 시비한 처리 보다 1.0dS/m로 시비한 처리의 생장량이 많았다. 모주로부터 발생한 런너의 길이는 혼합비료를 1.0dS/m로 시비한 처리에서 가장 길었고, 혼합비료와 칼마그 처리 모두에서 0.6dS/m 처리보다 1.0dS/m 처리에서 발생된 런너의 길이가 길었다. 런너의 생체중과 건물중도 혼합비료 1.0dS/m 처리에서 가장 무거웠으며, 0.6dS/m 처리보다 1.0dS/m 처리에서 더 높은 생육량을 보였다. 2차 자묘를 선택하여 생체중과 건물중을 측정해본 결과 본 연구의 혼합 비료 처리가 동일한 농도로 칼마그를 시비한 처리들 보다 생체중과 건물중이 무거웠다.
나. 딸기 수경 재배 기술 개발
○ 딸기 수경재배에서의 적정 배지 구명 및 배양액 조성 및 적정한 배양액 관리기술 개발
수경재배를 위한 배지 재료들은 대부분 수입에 의존하고 있으며, 국내 여건상 이들의 재활용은 생산비 절감이나 환경보존의 차원에서 반드시 검토되어야 한다. 본 연구에서는 딸기 수경재배에 사용되고 있는 주요 배지들에 대해 물리성, 화학성, 작물생육 그리고 수량을 검토하였다. 또한 이들 배지를 연속적으로 재사용 하였을 경우의 특성들의 변화를 파악하였고, 그들을 개선 할 수 있는 방법을 찾고자 수행하였다.
피트모스와 코코피트는 moisture content가 약 90%, mass wetness 9.0 g/g, 용기용수량이 65% 이상으로, 배지가 많은 양의 수분을 보유할 수 있었다. 입상암면, 수피, 피트모스+입상암면 피트모스+퍼라이트 그리고 피트모스+수피는 mass wetness가 4.0 이하로 낮아 보수력이 낮았다. 입상암면, 코코피트, 왕겨혼합배지는 기상율이 25% 이상으로 높았고, 피트모스, 피트모스+입상암면, 피트모스+수피는 기상율이 낮았다. 배지의 pH는 5.8~7.2, 유효인산은 5.5~0.7 mgㆍkg-1, K 0.1~0.5 cmolㆍkg-1, Ca 0.5~5.4 cmolㆍkg-1, Mg 0.1~1.1 cmolㆍkg-1 범위로 대체로 생육에 안정적인 범위였다.
작물체의 엽면적과 건물중은 피트모스+수피, 수피, 피트모스+왕겨, 피트모스+코코피트 순으로 많았다. 딸기의 수량은 피트모스가 7,058kg/10a으로 가장 많았고, 그다음으로 피트모스+코코피트, 피트모스+왕겨, 피트모스+퍼라이트 순으로 많았다. 입상암면, 코코피트, 수피의 수량은 적었다.
매년 새배지로 교체할 경우, 배지의 구입 뿐아니라 사용한 배지를 철거하고 새배지로 다시 채워넣는데 필요한 인건비까지 가중되어 생산비가 상승한다. 재사용 코코피트의 엽면적과 건물 중은 새코코피트와 비교하여 각각 7%, 14% 증가하였고, 수량은 3% 이상 증가하였다. 반면 재사용 피트모스의 엽면적과 건물중은 새피트모스와 비교하여 각각 4%, 20% 감소하였으며, 뿌리 생육도 상당히 억제되었다. 재사용 피트모스의 수량은 새피트모스와 비교하여, 설향에서 5%, 아끼히메에서 7%까지 감소하였다.
피트모스의 용기용수량 기상율, 총공극량이 각각 75.6%, 18.8%, 94.4%이였다. 그러나 피트모스를 연속적으로 3년 동안 사용한 경우 기상율이 10%, 총공극율이 85%로 감소하여, 물리성이 불량해졌다. 재사용 피트모스의 물리성을 개선하기 위하여, 3년차 사용 피트모스 배지에 새피트모스를 30% 섞어 혼합한 배지(3-year used peatmoss + new peatmoss 7:3), 새코코피트를 30% 섞어 혼합한 배지(3-year used peatmoss + new cocopeat 7:3) 그리고 새피트모스 30%를 재배용 베드의 하부에 깔고, 3년차 피트모스 70%를 상부에 덮어 2층의 배지(3-year used peatmoss+new peatmoss, 7:3, upper/lower)를 조제하였다. 그 결과 배지의 용기용수량은 62%로 크게 감소하였고, 기상율은 27%로 크게 증가하였다. 3년차 피트모스 배지와 비교하여, 처리구의 식물체의 엽면적과 뿌리량이 증가되었다. 3년차 피트모스 배지의 수량은 4,563kg/10a인데 비해, 처리구의 상품수량은 27%까지 증가하였다.
새코코피트의 mass wetness와 container water capacity는 9.0gㆍg-1와 9.8%였으나, 사용연수가 거듭될수록 점차 증가하여 3년차 사용한 배지의 경우 10.5gㆍg-1와 71.7%로 증가하였다. 이때 air capacity는 30.1%에서 14.9%로 감소하였다. 화학적 특성은 3년까지 사용을 거듭할수록 K와 Mg의 농도는 새배지의 20%와 50%까지 낮아졌고, P와 Ca는 새배지의 1.8배 또는 2.5배까지 증가하였다. 딸기 수량이 가장 많은 배지는 3년차 사용 코코피트로 주당 29.9개와 610.5g이였고, 2년차 사용 코코피트는 96%, 새코코피트 배지는 87% 수준이었다.
국내에서 육성된 ‘설향’과 ‘매향’품종을 공시하여, 농가에서 가장 많이 사용되는 코코피트와 피트모스 배지를 활용하여 생육과 수량을 조사하였고, 농가의배지 비용 부담을 덜기 위한 방안으로 ‘설향’품종을 공시하여, 왕겨혼합배지의 이용 가능성을 조사하였다. 배양액은 야마자키 조성 딸기 전용배양액을 사용하여 생육단계에 따라 EC를 0.8dS・m-1로 조절하여 공급하였고 배지의 종류에 따라 적정하게 급액량을 조절하여 순환식 및 비순환식의 고설벤치에서 재배하였다. ‘설향’과 ‘매향’두 품종 모두 초기 생육은 3가지 종류의 배지에서 처리 간에 유의한 차이를 나타내지 않았다. ‘매향’에서는 처리 간에 당도의차이가 없었고, 배지의 하층에 코코피트, 상층에 피트모스인 처리보다는 피트모스와 코코피트 단용처리에서 주당 수량이 유의하게 증가하였다. ‘설향’ 품종에서는 코코피트 단용처리구에서 당도가 높았으나, 주당 수량은 처리 간에 유의한 차이가 없었다. ‘설향’ 품종을 공시한 왕겨 50% 및 20%의 혼합배지에 비해서 피트모스와 코코피트 단용배지에서는 초기 생육이 우수하였으나, 후기에는 처리 간에 유의한 차이가 없어졌다. 과실의 당도와 주당 수량은 4가지 처리 간에 유의한 차이를 나타내지 않아서 왕겨배지의 이용 가능성을 확인하였으며, 이 결과는 딸기 수경재배 농가의 생산비 절감에 유용하게 활용될 것으로 생각된다.
국내육성 품종의 흡비특성 조사를 위해 코코피트 배지에서 야마자키 조성 딸기전용배양액을 순환식으로 공급하고 야마자키의 n/w 방법에 의해서 각 품종별 무기이온의 흡수특성을 조사하였다. 질산태질소의 흡수량은 생육시기에 따라 차이를 보이긴 하였지만 대략 4∼6me・L-1 정도의 흡수량을 나타내었다. 품종간에는 ‘매향’이 가장 흡수량이 많았고 ‘설향’이 가장 낮은 수치를 나타내었다. 품종간 인의 흡수량도 질산태질소의 흡수량과 비슷한 경향을 나타내었다. 그러나 칼륨, 칼슘 그리고 마그네슘은 대체적으로 ‘설향’이 가장 높은 흡수량을 나타내었다. 특히 칼슘의 흡수량은 다른 두 품종에 비해서 ‘설향’이 월등하게 높았는데, 재배농가에서 ‘설향’ 품종에서 팁번현상이 많은 것을 호소하는 것은 본 실험의 결과와도 상관이 있는 것으로 생각되었다. ‘설향’품종은 다른 품종이 저온기에 칼슘흡수량이 감소하는 것과 달리 흡수량의 감소폭이 적고 오히려 증가하는 경향도 나타내어 칼슘흡수에 대한 품종특성을 확인할 수 있었다. 마그네슘의 흡수도생육기간에 따라 차이가 있었지만 다른 품종에 비해서 ‘설향’ 품종이 월등하게 높은 수치를 나타내었다.
○ Grow-bag을 이용한 시설비 절감형 간이 양액재배 딸기 육묘방법 개발
모주 재배용 상토의 물리성에서 피트모쓰+버미큘라이트(5:5) 상토와 코이어+펄라이트(7:3) 상토의 보수성이 높았지만 두 상토의 통기성이 낮았다. 코코피트+펄라이트의 비율을 6:4 및 5:5로 조절하거나, 코코피트+코코칩이 5:5로 조절한 세 종류 상토는 보수성과 통기성에서 중간적인 특성을 보였다.
코코피트와 펄라이트를 5:5, 6:4 및 7:3으로 조절하거나 피트모쓰와 버미큘라이트를 5:5로 조절하여 조제한 상토는 EC가 1.66~3.67의 범위에 포함되었고 분석한 다량원소 함량도 비교적 높았다. 코코피트의 비율이 높은 혼합상토의 K농도가 높았다.
‘매향’과 ‘설향’ 모주의 생육 및 발생한 런너의 길이와 자묘발생 개체수는 상토의 보수력이 높았던 피트모쓰+버미큘라이트(5:5) 상토와 코코피트+펄라이트(7:3) 상토에서 뚜렷하게 길거나 많았고, 보수성이 낮고 통기성이 높았던 코코피트+코코칩(5:5)은 ‘매향’과 ‘설향’ 모두 코코피트의 비율이 높았던 상토에서 재배한 식물체의 K함량이 높았고 피트모쓰+버미큘라이트 혼합상토에서 재배한 모주의 K 함량이 낮았다. 또한 버미큘라이트가 혼합된 상토의 Na, Fe, Mn 및 Ca 함량이 높았다.
자묘육묘용 상토에서 피트모쓰+코코피트+펄라이트(3.5:3.5:3)를 혼합한 상토도 비교적 용기용 수량이 높고 기상률도 약 23%로 측정되어 자묘의 생육에 바람직한 상토라고 판단하였다. 왕겨가 혼합된 처리 5와 6은 기상률이 높아 토양 통기성을 우수하게 유지할 수 있는 장점이 있지만 용기용수량이 너무 낮은 문제점을 갖고 있다고 판단하였다.
상토의 물리성이 ‘매향’ 자묘의 생육에 큰 영향을 미치지 않았으며 실험에 사용된 모든 상토들이 자묘생육을 위해 수용될 수 있다고 판단하였다. 또한 자묘의 생육이 상토의 물리성 보다는 그로우백과 자묘재배용 상토의 화학성에 더 큰 영향을 받고 있다고 판단하였다.
‘설향’ 자묘의 건물중도 생체중과 유사한 경향을 보였으며 A, C 및 F상토에서 비교적 건물중 생산량이 많았고, B 상토에서 적었다. 생체중과 건물중 생산량이 많을 경우 보편적으로 식물이 건전한 생육을 하고 있음을 의미하며, 이러한 판단을 적용할 때 D, C 및 F 상토가 자묘 생육을 위해 바람직하다고 판단하였다.
6종류 상토에 EC를 0.8dSㆍm-1로 조제한 아주로 100, 아주로 칼마그, 그리고 아주로 콤비를 교대로 매주 1회(세 종류 비료를 시비하기 위해 3주 소요) 시비한 경우 ‘매향’과 ‘설향’ 딸기 모주의 엽록소 함량에는 처리간 차이가 없었다. 관부직경은 혼합 상토 C와 E에서 유의하게 굵었고 혼합상토 A에서 유의하게 가늘었다. 딸기 모주의 생체중과 건물중은 D와 E 상토에서 재배하였을 때 무거웠고, A, B 및 C 상토에서 재배하였을 때 가벼웠다.
시비농도가 자묘의 생육에 미치는 영향은 EC 0.8dSㆍm-1 처리에서 ‘매향’의 생체중 및 건물중 생산량이 가장 많았다. 그러나 EC 1.2dSㆍm-1 처리의 경우 비료과다로 노엽에서 잎 가장자리가 갈변하는 증상이 발현되었고 EC 0.8dSㆍm-1처리구에서도 일부 식물체에서 과잉증상이 발현되었다. 따라서 자묘 육묘를 위해 EC 0.6dSㆍm-1 이하로 시비농도를 조절하여 주 1회 관비하는 것이 바람직하다고 판단하였다.
‘설향’ 딸기의 자묘 재배에서 EC 1.2dS/m 처리구에서 육묘된 식물체는 생체중과 건물중의 생산량이 가장 적었고, 비료과다로 인해 노엽에서 잎 가장자리가 갈변하는 증상이 발현되었다. EC 0.8dSㆍm-1 처리구도 과잉증상이 발현되는 개체수가 있었으나 세 처리구 중 생육이 가장 왕성하였다. 따라서 ‘설향’ 자묘육묘를 위해 EC 0.6~ 0.8dSㆍm-1로 시비농도를 조절하여 주 1회 관비하는 것이 바람직하다고 판단하였다.
작물 재배 후 분석한 상토의 화학성에서 코코넛 피트가 혼합된 상토의 EC가 높았으며 상토 원료인 코코넛 피트의 K, Cl 및 Na 함량이 높은 것이 주 원인이라고 생각되고, 상토를 이용하기 전 이들 원소를 제거하기 위한 적절한 조치가 선행되어야 할 것으로 판단된다. pH의 경우 A, B 및 D 상토는 6.0 이하로, C, E 및 F 상토는 6.0 이상으로 측정되었으며, 측정된 범위의 pH는 큰 문제를 유발할 상황은 아니라고 판단한다.
모주 재배용 상토의 물리성에서 코코피트+코코칩 혼합상토와 피트모쓰+버미큘라이트(5:5)는 보수성은 높았지만 통기성이 낮았고, 코코피트+펄라이트 5:5 및 6:4 상토는 보수성에 비해 기상률이 높았다. 모든 상토의 전기전도도는 약 1~1.3 이내에 포함되었고, pH는 5.94~7.28의 범위에 포함되었다. NO3-N, NH4-N, PO4-P, K 농도는 코코피트+펄라이트 (5:5) 에서 가장 높았고 Ca, Mg 및 Na의 농도는 피트모쓰+버미큘라이트 (5:5) 에서 가장 높게 분석되었다.
‘설향’ 모주에서 발생한 런너 생체중은 코코피트+펄라이트 (6:4) 처리에서 유의하게 무거웠고, 피트모쓰+버미큘라이트 (5:5) 처리에서 가장 가벼웠다. 발생된 자묘의 수는 코코피트+코코칩(6:4) 처리에서 약 17개로 가장 많았고 나머지 처리구들간에는 통계적인 차이가 없었다.
피트모쓰+버미큘라이트(5:5) 혼합상토에서 재배된 모주의 N과 인산함량이 높았고, 코코피트와 코코칩을 혼합하여 조제한 상토에서 낮았다. 피트모쓰+버미큘라이트(5:5) 상토에서 재배된 모주는 Na, Fe, Mn 및 Ca 함량도 높았다.
모주 재배 후 상토의 화학성을 분석한 결과 모든 상토에서 4.64~5.41로 재배 전보다 약 1~2정도 낮아졌으나 전기전도도는 1.65~3.30으로 높게 측정되었다. EC가 높았던 상토의 NO3-N와 인산 농도가 비교적 높게 분석되었다. 모주의 생육과 런너 및 자묘 발생을 고려할 때 상토의 EC를 1.0~2.0dSㆍm-1로 조절하는 것이 자묘수를 증가시키는데 유리할 것으로 판단하였다.
자묘 육묘용 상토를 포트에 충전하기 전 토양 화학적 특성을 분석한 결과, 전기전도도는 왕겨가 혼합된 상토 E 및 F에서 가장 높았고 피트모쓰+펄라이트(7:3) 처리에서 가장 낮았다. pH는 왕겨 혼합상토 E 및 F에서 가장 낮았으나 6종류 상토 모두 7 내외의 범위로 측정되었다.
자묘의 생체중은 EC 0.6dS·m-1 처리에서 육묘했을 때 0.8 또는 1.2dS/m 처리보다 뚜렷하게 우수하였고, E 및 F 상토에서 식물체당 약 4g 이상으로 가장 무거웠다. 자묘의 건물중도 생체중과 유사한 경향을 보였으며 C, E 및 F상토에서 비교적 건물중 생산량이 많았고, B 상토에서 적었다.
생체중과 건물중 생산량이 많을 경우 보편적으로 식물이 건전한 생육을 하고 있음을 의미하며, 이러한 판단을 적용할 때 비료의 전기전도도는 EC 0.6 dS·m-1 에서, 육묘 상토는 E 및 F 상토가 자묘생육을 위해 바람직하다고 판단하였다.
5. 수확 후 관리 기술 개발
○ 국내 주요 재배 품종의 생육시기별 생리적 특성 구명
수확시기가 늦어질수록 당도는 낮아지고 산도는 증가하여 당산비가 현저히 떨어지는 경향이 조사한 모든 품종에서 나타났으며 경도는 장희의 경우 1월에서 4월로 갈수록 꾸준히 감소하였으나 기타의 품종은 3월까지 비교적 경도가 높게 유지되었으나 4월에 급격히 감소하였다. 따라서 수확시기에 따른 품질 저하시키는 요인은 당의 감소와 산의 증가이었으며 경도는 장희 품종에서 중요한 품질결정 요인이었다.
수확한 과실의 경도는 저온(4℃)에서 상온(20℃)보다 높았고 품종간에는 매향이 우수하였음. 품종간 경도 차이는 상온저장에서도 유사하였다. 설향과 장희의 주요 당은 환원당(포도당, 과당)이었고 매향과 금향은 자당이었음. 매향의 저장중 당함량 감소가 다른 품종보다 낮았다. 매향은 수확 후 품질 변화가 적고 경도가 높아 장기수송에 적합한 품종으로 판단됨. 수확한 과실에 대한 이산화탄소처리는 경도를 증진시키는데 수확시기에 따른 품종간 차이가 있어 매향은 수확시기가 늦어질수록 경도증진반응이 낮았고 육보는 오히려 증가였으나 장희는 차이가 없었다. 국내 품종간 이산화탄소처리 반응은 매향이 가장 우수하였고 다음이 설향이었다. 따라서 수확한 과실에 대한 이산화탄소처리는 수송성 향상의 긍정적이었다. 숙도별 이산화탄소처리 반응은 설향의 경우 70% 착색상태에서 가장 우수하였고 숙도가 진전될수록 효과가 감소하였다.
○ 국내 품종의 적정 수확시기 구명과 수확후 관리 매뉴얼 작성
매향과 장희는 50% 착색이후 과실의 생장이 더욱 진전되지 않았으나 설향은 그 이후 추가적인 생장이 발생하므로 지나치게 미숙한 과실을 수확하는 것은 수량을 감소시킬 것으로 예상된다. 적정 수확시기는 생산시기에 따라 저온기에는 80∼90% 착색기, 고온기에는 70∼80% 착색기가 유리하다.
시장 출하 딸기의 표시 등급과 과실의 품질이 일치하지 않는 경우가 많았고 특히 홍수출하기에는 등급규격을 지키지 않는 경우가 심하였다. 포장용기도 속포장과 골판지상자 병행, 속포장과 스틸로폼상자 병행, 골판지상자, 스틸로폼상자, 플라스틱바구니 등 다양하며 홍수출하기에는 규격을 지키지 않은 경우가 많았다.
본 시험 수행 내용을 바탕으로 하여 딸기의 수확후관리 관리 매뉴얼안을 GAP기준을 고려하여 작성하였다.
1. Occurrence of strawberry virus diseases and development of their detection
A survey of virus diseases occurring on strawberries cultivated and preserved as germplasm resources in Korea was conducted.. Strawberry samples collected were done by RT-PCR and/or ELISA for the detection of strawberry
1. Occurrence of strawberry virus diseases and development of their detection
A survey of virus diseases occurring on strawberries cultivated and preserved as germplasm resources in Korea was conducted.. Strawberry samples collected were done by RT-PCR and/or ELISA for the detection of strawberry viruses. Strawberry mild yellow edge virus(SMYEV), Strawberry mottle virus(SMoV), Strawberry vein banding virus(SVBV) and Strawberry pallidosis associated virus(SPaV) were detected but not Strawberry crinkle virus(SCV), Strawberry necrotic shock virus(SNSV), Strawberry latent ring spot virus(SLRSV) and Arabis mosaic virus(ArMV). The infection rate of virus disease on 4 cultivars, Seolhyang, Maehyang, Gumhyang and Dahong, bred in Korea, was 1.2%. However, cultivar Red Peal introduced from Japan in 1997 reveled 48.3% virus infection rate. SMYEV, SMoV and SPaV were identified in strawberry growing in the farm fields of Korea.
SMYEV of those was a main virus. SVBV was detected only in strawberry keeping as a germplasm. Also Virion capture (VC)/RT-PCR was developed for detectiom of strawberry viruses in the experiment and it was a convenient and simple method.
2. Development of fertigation technique for domestically developed strawbeery varieties
The experiment was conducted to develop the fertigation culture system in strawberry 'Seolhyang' and 'Maehyang' from 2006 to 2009. Most fertigation culture farms had conventional fertigation culture system, so they didn' t know fertigation sources and the accurate amount of fertigation or water during cultivation period. The fresh weight was higher at 1.0 time of standard fertilization and 1.5 times in 'Seolhyang' and 1.0 time in 'Maehyang' in the supplement application of fertilizer in 2007. The yield of 'Seolhyang' was no significant difference among the treatments but was higher at 0.75 and 1.0 in 'Maehyang' . In 2008, the whole amount of nitrogen and potassium was supplemented as fertigation, the plant fresh weight, dry weight and the yields were higher at 100% of soil analyzed amount of fertilizer in 'Seolhyang' and 150% in 'Maehyang' . We also conducted to investigate the effect of nitrogen and potassium sources on growth and yield of strawberry ' Seolhyang' and ' Maehyang' in fertigation culture. The plant fresh and dry weight were higher at urea + potassium sulfate and ammonium sulfate + potassium sulfate as nitrogen and potassium sources than others in both varieties. But there were no significant difference among nitrogen and potassium sources in other growth characteristics, such as plant height, no. of leaf, crown diameter etc. Also, the marketable yield of fruit were higher at urea + potassium sulfate and ammonium sulfate + potassium sulfate in 'Seolhyang' than other treatments. 'Maehyang' was better at both treatments but there was no significant difference. The fruit qualities, such as total soluble solid, hardness, acidity, vitamin C content were not significant difference among the treatments. The acidity of soil was tended to decrease but EC was tended to increase highly in ammonium sulfate treatments as a nitrogen source. As above results, the urea and potassium sulfate were recommended as nitrogen and potassium sources for the fertigation culture of strawberry'. In 2009, the growth was higher in 70:30(NO3-N: NH4-N) as nitrogen sources than other treatments and the yield was better at 55:45 treatment in ' Maehyang' and 70:30 treatment in 'Seolhyang' . To investigate the nitrogen and potassium application level by growing stage, the growing stage was divided with 3 stages of early(1~2.5months), middle(2.5~4months), late((4~5.5months). The growth and yield were better in nitrogen level 4-4-2, and potassium level 2-4-4 than other treatments.
3. Development of optimal fertilization strategy for strawberry fertigation culture
Soil culture with a fertigation system are increasingly encouraged in strawberry growers. Without basal fertilizers, water and fertilizer are applied on a gradual basis in small quantities over several times each day via a fertigation controller. However, due to the environmental pressures related to fertilizer emission, a more optimal fertilization strategy is needed.
In this study, mineral accumulation by strawberry plants was determined at selected intervals in order to estimate the total amount of nutrients and the period of demand. Ratios of the leaves, roots, crown and fruits among total dry weight changed significantly within the range of 72~39%, 24~17%, 27~4% and 30~0%, respectively. The total amount of N, P, K, Ca and Mg accumulated by plant increased gradually with the progression of growth stages. The ratio of P/N was 24%, K/N 128%, Ca/N 38%, and Mg/N 33 % during the growth period.
The effect of NH4+:NO3- (ammonium: nitrate) ratio on growth and yield of soil culture strawberry was investigated. Four different ratios of NH4+:NO3- in the nutrient solution were examined (0:100, 10:90, 20:80 and 40:60). The zero NH4+ treatment (0:100) gave the lowest plant growth and fruit yield. Gradual increase in plant growth was observed with
NH4+ concentrations of up to 40%. In the case of 40% NH4+, the early growth and yield were highest, but thereafter harvest of the second and third clusters was delayed with less fruit yield. Consequently, the total yield was the highest with 20% NH4+.
There was a considerable difference in the amounts of mineral nutrients with growth stage, but the ratio of nutrient accumulation in the plant showed a similar tendency. Specific ratios between N and other mineral uptake may be a useful parameter in developing a fertilization strategy. N fertilizer required for ensuring the target growth and yield is determined, then the other minerals are applied on the basis of specified ratios to N. Based on this, we developed a nutrient solution formulary and examined it in soil culture.
The developed fertilization formulary reflected the absorption ratio of K/N and Ca/N as it is. The NH4+ ratio to total nitrogen was set at a 20% level. The fertilization formulary reflected 60% of P/N ratio. Mg reflected as much as a half the amount of Ca supply.
The use of formulary prepared fertilization on strawberry soil culture led to interesting results. Yield was the highest at the 1.2 fold disposal of fertilization recipe, followed by 1.0 fold disposal of fertilization recipe. The concentration of minerals in soil became higher, particularly Ca and Mg. Our conclusions are that there needs to be more reduction in supply of Ca and Mg. The improved formulary prepared fertilization for strawberry fertigation culture is N(NO3-N : NH4)-P-K-Ca-Mg-S=16.3(13:3.3)-2-7-3.5-1.8-1.8me ㆍ ℓ-1. This strategy would be sufficient for growth, cost effective and environmentally friendly. In our formulary fertilization, the consumption of all minerals decreased in comparison with the soilless nutrient solution. In particular, the consumption of Ca and Mg decreased by 48% and 31%, respectively.
4. Development of year-round safety production technology in strawberry.
We tried to evaluate the possibility of off-season strawberry production at highland and plain field after cold treatment of seedlings. Flower differentiation and development were examined after consistent cold-short-day treatment or cold-night treatment.
Treatment for flower differentiation based on consistent cold-short-day treatment seedlings was grown under 8 hours light condition at 10℃, 15℃, and 20℃ for 5, 10, 15 or 20 days. After each treatment, flower differentiation was observed under dissection microscope, and seedlings were transplanted on the field for flowering measurement.
‘Maehyang’ was flowered 30 days earlier than normal controls after 15 and 20 days consistent cold-short-day treatment at 10℃, 15℃, and 20℃. For 10-day treatment, primary buds were only differentiated at 10℃ while no flower differentiation was observed for 5-day treatment regardless of temperature. ‘Seolhyang’ showed 15 days earlier lowering from 15-day treatment at 10℃ and 15℃. ‘Keumhyang’ was flowered 20 days earlier for 20-day treatment at 15℃ and flowering rate was also higher than normal control.
We noticed that completely differentiated seedlings were flowered faster aftertransplanting while incomplete flower differentiation caused delayed flowering and reduced flowering rate.
In order to compare the effects of cold treatment on flower differentiation, seedlings were grown in a greenhouse for 8 hours during daytime and moved to a cold room (15℃) for cold-night treatment. Cold-night treatment at 15℃ was conducted for 5, 10, 15 or 20 days. Flowering, flowering rate, and fruit quality and quantity of all these three kinds were observed.
Flowering of primary bud was accelerated after 20 days cold-night treatment at 15℃. After 20 days treatment, seedlings were treated coldly again for 15 more days to induce flowering of 2nd and 3rd buds. Flowering was faster after at least 20 days later with cold-short-day treatment regardless of varieties. Strawberry harvest was started from October 15th (45 days earlier than normal control).
For off-season production of june-bearing strawberry varieties, cold-night treated seedlings were transplanted at plastic house (15 or 20℃) and at highland. Flowering rate, fruiting rate, fruit quality and quantity were monitored.
In plastic house at plain field, the flowering of ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’s was accelerated and flowering rate was over 95% that of ‘Akihime’ and ‘Keumhyang’’s was delayed and flowering rate was lower about 70-80%. ‘Seolhyang’ showed fastest flowering, high flowering rate at 15℃ in plastic house. In addition, ‘Maehyang’ and ‘Seolhyang’showed high flowering rate at 20℃
When cold-night-treated seedlings were transplanted on July 29th, strawberry was harvested on September 14th, 2-month earlier than normal harvest time.
This result indicated that the seedlings of june-bearing strawberry varieties can be treated with cold temperature at night (15℃-20℃) for about 20 days in order to enhance flowering and flowering rate. Strawberries can be harvested earlier for their off-season production.
In highland field, cold-night treated seedlings grew well and showed about 90% of flowering rate for ‘Seolhyang’. ‘Maehyang’ showed over 70% of flowering rate, but‘Keumhyang’ and ‘Akihime’ showed the low flowering rate of their primary buds.
After strawberry seedlings were planted on September and grew for 3 months, seedlings were stored at 0℃-1℃ for cold treatment in cold room. When they were transplanted on March, April, or May either at plain field or at highland, 1st bud flowering rate was very good in a plain field regardless of transplanting time. However, ‘Seolhyang’ and ‘Keumhyang’ showed lower flowering rate by the time when they were transplanted on June or July. Their survival rate of seedlings was dramatically decreased due to high temperature.
In contrast, ‘Maehyang’ (100%), ‘Seolhyang’, and ‘Keumhyang’ (91%) showed high survival rate when they were transplanted on June in highland field. When transplanted even on highland in July, ‘Seolhyang’ showed 83% survival rate and 75% for ‘Maehyang’ and ‘Keumhyang’. Although fruit quality and quantity were slightly lower, cold-treated seedlings can be transplanted on highland in June or July and harvested on late July through middle September for off-season production.
Therefore, we suggested that domestic newly bred june-bearing strawberry varieties like ‘Seolhyang’, ‘Keumhyang’ can be treated coldly (consistent cold-short-day treatment or cold-night treatment) and transplanted at plain field or highland for off-season production.
5. Establishment of cultural technique for environment friendly agricultural cultivation of strawberry
Fusarium wilt caused by soil-borne pathogen, F usarium oxysporum f. sp. fragariae Winks & Williams, was harmful at early growth stage of strawberry. It could be controlled by environment-friendly way using organic materials such as rice bran, wheat bran. Rice bran or wheat bran was mixed with soil and applied to flooding, soil fermentation.
Antagonistic microorganism was tested with respect to the control of gray mold and powdery mildew on strawberry. Control of Fusarium wilt causing soil-borne disease was tried by soil drenching after addition of rice and wheat bran(1~2 ton/10 a). The density of Fusarium wilt decreased and disease occurrence also decreased after strawberry plantation. The densities of M eloidogyne spp. and P ratylenchus spp. became low, resulting in effective control of soil-borne diseases of nematode. Rice bran or wheat bran treated soil showed lower soil ORP(Oxidation Reduction Potential) value, causing the anaerobic fermentation, high concentration of carbon dioxides, and the change of soil microbial population density, compared to control soil. An antagonistic microorganism was selected to control on gray mold and powdery mildew. Morphological property, physiological and biochemical characteristics, and 16S rDNA sequence of the antagonist were investigated for the identification. The antagonistic bacterium was identified as Bacillus subtilis. B. subtilis isolate successfully inhibit mycelium growth of gray mold. Liquid formulation of B. subtilis antagonist was treated three times(one per 1 week) for 3 weeks on gray mold in the field, resulting in higher control efficacy with 50.2% control than registered biopesticide. When B. subtilis antagonist was sprayed three times with 5 days interval on powdery mildew in the field, the disease was successfully controlled with control efficacy of 88.7%, which was three times higher than that of the application with 7 days interval. When B. subtilis isolate was treated three times with 7 days interval on strawberry petioles, control efficacy was 44.3%(16.1% diseased petioles), similar with the registered biopesticide.
We studied a management method of strawberry with different mulching materials and spraying system by organic fungicides in field. The mulching materials of soil covering in nursery stage were a thin non-woven fabric sheet, black plastic, etc. A soil was placed on thin non-woven fabric sheet and drip-watering type, which flowed from the sheets to strawberry roots. This method as a rain shelter significantly reduced anthracnose in nursery stage. The use of a fabric sheet suppressed 18% the spread of Collectotrichum gloeosporioides, causal agent of strawberry anthracnose as compared to the plastic covering. In addition to, the yield of daughter plant per branch by fabric covering was increased 33% against to the plastic method. For testing the control efficacy of non-chemical materials to strawberry anthracnose, 51 formulated materials compared efficacies between plant growth and spray system in greenhouse and field. Among these organic fungicides, 6 materials showed most effective inhibition against mycelia growth of the C. gloeosporioides. Three formulated biocontrol agents (4 biopesticides, 1 plant extracts) were chosen to control anthracnose from 12 agents in greenhouse. In the end, three kinds were showed more than 50% control value in the field. When the interaction of biopesticides and plant extracts applied 7-10 days intervals, the control value for anthracnose showed 69.9%. To investigate the primary seedling for latent infection through utilization of different mulching materials and spraying system, the daughter plant derived from nursery field were grown in a strawberry field. Among the daughter plants from fabric sheet, occurrence of anthracnose was detected in 4.3-7.6% after lanting.
Meanwhile, the plants from plastic covering were wilted 5.9-10.2%. These results indicated that the non-woven fabric sheet and spraying system are recommended a model for management of soil covering in nursery stage because of promoting seedling yield and reducing the disease.
6. Development of technology for control of strawberry major diseases
The effect of various fungicides against anthracnose crown rot, caused by Colletotrichum gloeosporioides, was determined in vitro and in greenhouse and field trials. In the in vitro assay, mycelial growth inhibition was 100, 98.9, and 97.5% for the fungicides prochloraz-Mn (50% a.i., x2,000), propineb (70% a.i., x500), and mancozeb (75% a.i., x500), respectively, whereas benomyl, thiophanate-methyl, and azoxystrobin did not suppress mycelial growth. In the greenhouse, eight fungicides were applied to the strawberry plants (cv. ' Seolhyang' ) at 7, 5, and 2 days prior to inoculation, or 1, 2, and 3 days following inoculation. Pre- and post- applications on ' Seolhyang' significantly reduced disease below the non-treated control. All fungicides applied at 2 days prior to inoculation on the cv. ' Seolhyang' were effective in controlling the disease. The prochloraz-Mn dipping treatment had the lowest incidence of anthracnose crown rot when it applied before transplanting. In the field trials, the fungicide spray program I and III was effective and provided similar levels of disease control in 2008 and 2009 nursery seasons.
Fusarium oxysporum f.sp. fragariae (Fof), the causal agent of crown and root rot in strawberry, is the most serious soilborne disease of nursery plants in Korea. The possibility of infection by Fof through runner propagation from infected mother plants of strawberry cv. ' Kumhyang' was assessed in stolons and daughter plants hanging from raised beds. The number of daughter plants from an infected mother plant in plastic house and photosynthetic photon flux (PPF) system, 280 μmol m-2s-1 was 2.7 and 3.8 plants, respectively, after 58 days. However, healthy mother plants produced 6.5 and 8.4 daughter plants, respectively. The pathogen was detected in the uppermost portion of the stolon after 58 days, but was not detected further down the stolon. After 90 days, it was detected in all portions of the stolon between mother and 1st daughter plant and in 60% of all 1st daughter plants. The pathogen was not detected in corresponding portions of the non-infected controls.
Field experiments were conducted to evaluate the effectiveness of soil solarization at the Nonsan Strawberry Experiment Station, Korea in 2006 and 2008. In in vitro tests, exposure times to achieve an LD100 of Fof were 6.6 days and 5.1 days at 45℃ and 50℃ respectively.
A 100% lethal temperature was 46.7±0.1℃ for the same fungus. For field trials, solarization was conducted during the summer season using polyethylene mulch in a plastic house. The organic matter+calcium cyanamide+solarization treatment increased pH, organic matter, and calcium content compared to those before treatment in soil analysis, but no effect had an urea+solarization treatment. The temperatures at 10cm depth were different in each treatment and the highest temperature was recorded from July 30 to August 10. The average temperature in organic matter+calcium cyanamide+solarization treatment at 10cm depth was 34℃ higher than that in all the other treatments. All solarization treatments reduced the soil population of Fof at 100% in 2008 relative to the non-treated control. All solarization treatments reduced fusarium wilt incidence to 0 % in 2006 and 2008.
Six fungicides was evaluated for its ability to suppress Fusarium crown and root rot of strawberry in the greenhouse. Prochloraz Mn provided protectant activity as well as curative in pot and greenhouse trials. Prochloraz Mn plus Bacillus velezensis application were more effective than alone treatment.
Experiments were conducted during 2010 to evaluate the effectiveness of drip and spray application methods of metam sodium, NaDCC, copper hydroxide for the management of Fusarium crown and root rot caused by Fof on raised beds in greenhouse field. Compared the drip applications, spray with fungicides generally treated beds less effectively.
Chemical controls for strawberry leather rot, caused by Phytophrhora cactorum, were determined under greenhouse conditions. Strawbery plants (cv. ' Seolhyang' ) were grown in plastic pot were used in evaluations. Plants were drenched with dimethomorph, NaDCC, phosphite, azoxystrobin, mandipropamid, propamocarb hydrochloride fungicides either before
(protectant) or after (curative) inoculation with a zoospore suspension of P. cactorum. Phosphite and azoxystrobin provided protectant activity and mandipropamid provided curative activity.
7. Developing cultivation technique for reducing the occurrence of physiological disorders in strawberry
Diagnosis of nutrient disorders in cultivating crops is based on visual symptoms, results of soil and plant analysis. This study was carried out to investigate the effect of macro-element concentrations in fertilizer solution on growth and nutrient uptake by ' Maehyang' , ' Seolhyang' , ' Keumhyang' and ' Seonhong' strawberry. Tissue analysis based on dry weight and petiole sap were also conducted to determine the critical concentrations in plants when nutrient disorders developed in each elements tested. The results are as follows;
○ Influence of elevated nitrogen concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The growth was seriously restricted in N deficient plants. The new leaves were small and pale yellow green in color whilst the older leaves become yellow with necrotic margin and died prematurely. The elevated nitrogen concentrations in fertigation solution increased tissue chlorophyll contents that indicate that chlorophyll contents in leaf tissue can be a diagnostic criteria of tissue N contents. When the concentration of nitrogen at which growth of a plant is retarded by 10% is regarded as critical concentration level, the nitrogen contents based on dry weight of above ground plant tissue should be in the range
between 1.08 to 1.40% in 'Maehyang' , 0.9 to 1.5% in 'Seolhyang' , 1.1 to 1.5% in ' Keumhyang' and 1.1 to 1.5% in ' Seonhong' . When the response of fresh weight and the concentrations in petiole sap are considered to assess the optimum range, the optimal concentration range of NO3-N to prevent suppression of crop growth are between 80~140mg ㆍ kg-1 in ' Maehyang' , 60~115mg ㆍ kg-1 in ' Seolhyang' , 50~120mg ㆍ kg-1 in ' Keumhyang' , and 100~170mg ㆍ kg-1 in ' Seonhyang' strawberry.
○ Influence of NH4:NO3 ratios in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The edges of young leaves became dull green, wilted and curled backwards in 75:25 and 100:0 (NH4:NO3) treatments. The older leaves desiccated and scorched while petioles remained green in high NH4 treatment. The calcium deficiency also developed in new leaves such as very small, distorted, twisted and chlorotic with necrotic tips. The elevation of NH4 ratio in fertilizer solution suppressed the growth of four strawberry cultivars. The tolerances of strawberry cultivars to NH4 concentrations were in the order of ' Maehyang' < ' Seolhyang' < ' Keumhyang' < ' Seonhong' . The optimum ratios of NH4 in fertilizer solution are the less than 25% in ' Maehyang' and ' Seolhyang' and ' Seolhyang' and 50% in ' Keumhyang' and ' Seonhong' .
○ Influence of elevated calcium concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
In Ca deficient plants, the margins of the youngest leaves were scorched and they developed a cupped shape as they were expanded. The vein area of the youngest leaves became brown when the deficiency became severe. The end of runners and newly developing young plants from the runners were scorched and finally died when Ca contents are very low in ' Seolhyang' strawberry. The treatments which had the highest fresh and dry weight were 4.5, 3.0, 6.0, and 9.0mM in 'Maehyang' , 'Seolhyang' , ' Keumhyang' and 'Seonhong' strawberry, respectively. When the response of fresh weight and the concentrations in petiole sap are considered to assess the optimum range, the optimal concentration range of Ca to prevent suppression of crop growth are between 60~180mg ㆍ kg-1 in ' Maehyang' , 55~120mg ㆍ kg-1 in 'Seolhyang' , 65~130mg ㆍ kg-1 in ' Keumhyang' , and 59~78mg ㆍ kg-1 in 'Seonhyang' strawberry. The Ca contents based on dry weight of above ground plant tissue should be in the range between 1.6 to 2.2% in 'Maehyang' , 1.6 to 2.2% in 'Seolhyang' , 1.4 to 2.2% in ' Keumhyang' and 1.6 to 2.3% in 'Seonhong' to ensure the optimum growth.
○ Influence of elevated phosphorus concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The growth was seriously restricted in P deficient plants. The young leaves were small and dull green in color. Brown areas developed on the margin of mature leaves. The brown areas on the lower leaves enlarged rapidly. The margins of lower leaves became scorched and leaves died prematurely. The PO4-P contents based on dry weight of above ground plant tissue should be in the range between 0.35 to 0.76% in ' Maehyang' , 0.24 to 0.61% in 'Seolhyang' , 0.25 to 0.64% in ' Keumhyang' and 0.20 to 0.65% in ' Seonhong'.
When the response of fresh weight and the concentrations in petiole sap are considered to assess the optimum range, the optimal concentration range of PO4-P to prevent suppression of crop growth are between 190~240mg ㆍ kg-1 in 'Maehyang' , 240~300mg ㆍ kg-1 in ' Seolhyang' , 200~265mg ㆍ kg-1 in 'Keumhyang' , and 220~255mg ㆍ kg-1 in ' Seonhyang' strawberry.
○ Influence of elevated potassium concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
Plant growths were not affected seriously in K deficient plants. Purple areas developed on the veins near the petiole of mature leaves. The purple areas rapidly became brown. Marginal chlorosis, marginal scorch and petiole necrosis occurred in K deficient plants. When the concentration of K at which growth of a plant is retarded by 10% is regarded as threshold level, the potassium contents based on dry weight of whole above ground plant tissue should be in the range between 1.9~2.75% in 'Maehyang' , 1.9~2.8% in 'Seolhyang' , 2.65~3.20% in ' Keumhyang' and 0.90~2.40% in ' Seonhong' strawberry. The K concentrations in petiole sap also should be in the range of 500~710, 405~630, 620~800, and 630~750 mg ㆍ kg-1 in ' Maehyang' , ' Seolhyang' , ' Keumhyang' and ' Seonhong' strawberry respectively.
○ Influence of elevated magnesium concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The spotted yellowing or yellowing area developed on the interveinal area of mature leaves. The dark brown color also developed on the interveinal area of mature leaves with marginal browning or marginal necrosis. The Mg contents based on dry weight of above ground plant tissue should be in the range between 0.39 to 0.81% in ' Maehyang' , 0.1 to 0.5% in ' Seolhyang' , 0.17 to 0.46% in ' Keumhyang' and 0.22 to 0.5% in ' Seonhong' . When the response of fresh weight and the concentrations in petiole sap are considered to assess the optimum range, the optimal concentration range of Mg to prevent suppression of crop growth are between 20~39mg ㆍ kg-1 in ' Maehyang' , 19~38mgㆍ kg-1 in ' Seolhyang' , 18~45mg ㆍ kg-1 in ' Keumhyang' , and 25~56mg ㆍ kg-1 in ' Seonhyang' strawberry.
○ Influence of elevated iron concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The elevation of iron concentrations in fertilizer solution resulted in the linear increase of leaf chlorophyll contents. But that does not influence the number of leaves, leaf length, leaf width, petiole length, crown diameter. The iron deficiency symptoms appeared on the newly developed leaves. The yellowing area developed on the interveinal area of the youngest leaves and the youngest leaves turn to white with marginal necrosis as symptoms were severe. When the response of fresh weight and the concentrations in petiole sap are considered to assess the optimum range, the optimal concentration range of Fe to prevent suppression of crop growth are between 3.2~4.7mg ㆍ kg-1 in ' Maehyang' , 1.4~2.2mg ㆍ kg-1 in ' Seolhyang' , and 1.6~2.4mg ㆍ kg-1 in ' Keumhyang' strawberry.
○ Influence of elevated manganese concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The growths of ' Maehyang' strawberry were suppressed when Mn concentrations were lower than 0.5 mg ㆍ kg-1 or higher than 20 mg ㆍ kg-1 at 120 days after transplanting. The response to the elevated manganese concentrations in dry weight production of ' Maehyang' strawberry was quadratic. The dry weights of ' Seolhyang' strawberry were also heavier in the treatments of 25 or 50 mg ㆍ kg-1 than any other treaments of manganese. The Mn deficiency symptoms appeared on the most recently mature leaves such as second or third leaves from the top. The yellowing area developed on the interveinal area of the leaves.
The dark brown color also developed on the interveinal area of mature leaves with marginal browning or marginal necrosis. When the response of fresh weight and the concentrations in petiole sap are considered to assess the optimum range, the optimal concentration range of Mn to prevent suppression of crop growth are lower than 2.9mg ㆍ kg-1 in 'Maehyang' , 0.4~0.55mg ㆍ kg-1 in 'Seolhyang' , and 0.39~0.75mg ㆍ kg-1 in 'Keumhyang' strawberry.
○ Influence of elevated boron concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of physiological disorders
The elevation of boron concentrations in the fertilizer solution from 0 to 60 mg ㆍ kg-1 increased the fresh and dry weight of 'Maehyang' strawberry. The fresh and dry weight production of 'Seolhyang' strawberry in the treatments of 15 or 30 mg ㆍ kg-1 were the heavier than those of other boron treatments. But the elevation of boron concentrations in fertilizer solution did not significantly influence the growth of ' Keumhyang' strawberry.
Boron deficiency symptoms appeared on the newly developed leaves. The young leaves curled backwards in boron deficient treatments. The young leaves were also distorted or twisted, but chlorosis did not appear on the young leaves. The optimal concentration range of Mn in petiole sap to prevent suppression of crop growth are lower than 1.8mg ㆍ kg-1 in 'Maehyang' , 1.3~1.9mg ㆍ kg-1 in 'Seolhyang' , and lower than 1.78mg ㆍ kg-1 in 'Keumhyang' strawberry.
○ Influence of elevated micronutrient concentrations in fertilizer solution on growth, nutrient uptake and appearance of toxicity symptoms
The marginal chlorosises on the lower leaves were appeared in the treatment of 4 mM Fe and the chlorosis severed to necrosis. The manganese toxicity symptoms were not observed on the plants of all concentration ranges in this experiment. The elevation of Zn concentration in fertilizer solution resulted in the toxicity symptom development on the most recently mature leaves. The margin of the most recently mature leaves turned to yellow while the internal part remained green. As toxicity became severe, lower leaves gradually died. When the Cu concentrations were abnormally high in fertilizer solution, the early symptoms were appeared on the old leaves and the symptoms expanded gradually to newly developed leaves. When the toxicity became severe, the old leaves died and the color of newly developing leaves changed to yellow. The early symptom of boron toxicity is the changing leaf color from green to red on the margin of old leaves and this became gradual
yellowing of old leaves. Finally the color of old leaves became brown and prematurely died.
The initial Mo toxicity symptoms appeared on the most recently mature leaves. The marginal chlorosis developed on the most recently mature leaves while inside of the leaves were remained green. When the concentration of individual micronutrient at which growth of a plant is retarded by 10% is regarded as threshold level, the Fe, Mn, Zn, Cu, B, and Mo contents based on dry weight of whole above ground plant tissue should be lower than 77.2, 426.6, 191.6, 30.9, 150, 93.6mg ㆍ kg-1, respectively.
○ The correction of Ca deficiency occurred in ' Seolhyang' strawberry cultivation.
In the correction of Ca deficiency occurred in the stage of fruit set, the application of combined fertilizer in our experiment (CF) or a commercial fertilizer CalMag decreased the appearance rate of Ca deficiency. The application of CF or CalMag with the concentration of 1.0 dS/m were more effective than those of 0.6 dS/m. The application of CF or CalMag increased the tissue Ca contents in strawberry fruits and leaves as well as exchangeable soil concentrations of K, Ca and Mg.
In the propagation of 'Seolhyang' strawberry through soil cultivation, the proportion of Ca deficient plants were the less in the treatments of CF application or those in CalMag application compared to those in control treatment. The fresh and dry weights of mother plants were heavier in the treatments of CF or CalMag than those in control treatment. The treatments of 1.0 dS/m in CF or CalMag were more effective than those of 0.6 dS/m.
The treatments of CF had heavier fresh and dry weights than those of CalMag. The 1.0 dS/m of CF had the longest runner length among all treatments and those in the treatment of 0.6dS/m of CalMag were not significantly different to those of control treatment. The fresh and dry weights of runners were the heaviest in the treatment of 1.0 dS/m of CF followed by 1.0 dS/m of CalMag.
In the propagation of ' Seolhyang' strawberry through the cultivation using inert media, the application of CF or CalMag significantly decreased the appearance rate of Ca deficient, but the differences among the treatments of CF or CalMag were not significant. The fresh and dry weights of mother plants were the heavier in the treatments of CF or CalMag than those of control treatment and the treatments of 1.0 dS/m of CF or CalMag were more effective than those of 0.6 dS/m on the growth of mother plants. The runner lengths in the treatment of 1.0 dS/m of CF were the longest among the all treatments and 1.0dS/m of CF or CalMag were more effective than those of 0.6 dS/m of CF or CalMag in runner length and runner fresh or dry weight production. The application of CF was more effective than those of CalMag on the fresh and dry weight production of daughter plants.
8. Development of cultivation manuals for domestically developed strawberry varieties
The cultivation manuals of domestically developed strawberry varieties were developed. The target varieties were ' Maehyang' , ' Seolhyang' and ' Seonhong' which is predicted to be increasing cultivation area in Korea. We had collected reference materials visiting many strawberry farms to create cultivation manual. Technical instructions were conducted visiting main strawberry producing areas such as Nonsan all year round.
The manual usually included the latest technology of domestically strawberry varieties. it also provided characteristics of their varieties, cultivation techniques and pest/disease control during nursery and harvest periods of strawberry.
9. Development of postharvest technology
There was a decreasing trend in soluble solid content at late harvest season (warm season) whereas the acidity of fruit was increased regardless of cultivars. These physiological changes resulted in the reduction of sugar/acid ratio and poor quality of fruit. Fruit firmness at similar harvest maturity gradually decreased from January to April in Akihime. But others showed relatively higher firmness until march and then significantly decreased in April. Firmness of harvested fruit kept higher level at low temperature (4℃) than higher temperature (20℃) and Maehyang was excellent in firmness at both temperature regimes. Reducing sugars such as glucose and fructose were major sugars of Seolhyang and Akihime whereas Maehyang contained higher amount of sucrose. The postharvest loss of sugars was lower in Maehyang than others. Our results indicated that Maehyang was excellent in long distance transport because of higher firmness and less changes of quality factors.
Even firmness increase response by postharvest treatment of high concentration CO2 differed between cultivars and harvest seasons, it appeared to be effective tool on keeping freshness. Maehyang showed the greatest response in firmness increase followed by Seolhyang. Firmness increase was clear in Akihime. In Seolhyang, firmness increase was more sensitive at 70% colored stage of maturity than later stage of maturity.
No increase of fruit weight after 50% colored stage was found in Maehyang and Akihime but Seolhang seemed to grow further even after 50% colored stage. Harvest of too immature fruit probably result in the decrease of yield and quality. The recommended stage of harvest was 80∼90% colored stage at low temperature season and 70~80% colored stage at high temperature season.
Whether or not the marked grade of strawberry fruit agreed to the actual grade and quality was examined. There was a disagreement between marked grade and actual quality of fruit in shipped fruit to wholesale market. Various packing size and containers were found especially at pick season. Unrecommended packing containers include stylofoam container and plastic round containers. Small size farmers seemed not to keep postharvest treatment procedures because of poor knowledge on GAP. It was required to prepare standard manual for postharvest procedures including hygiene management.
10. Various M edia Management in Soilless Culture of Strawberry
The medium materials for soilless culture are primarily dependent on imports and their reuse domestically must be considered in terms of cost reduction and environmental conservation. In this study, physical and chemical properties of various media used for soilless strawberry culture were investigated. In addition, changes in these properties were also examined upon subsequent reuse of these media.
Since peatmoss and cocopeat had about 90% moisture content, mass wetness 9.0 g·g-1 and 65% or more container water capacity, media could hold large amounts of water. In granular rockwool, bark, peatmoss+granular rockwool, peatmoss+perlite, and peatmoss+bark, water holding capacity was low. In granular rockwool, cocopeat and ricehull mixed media, air capacity was higher than 25%. However, in peatmoss, peatmoss+granular rockwool and peatmoss+bark, air capacity was low. The pH of media ranged in 5.8∼7.2, phosphate in 5.5∼20.7 mg·kg-1, K in 0.1∼0.5 cmol·kg-1, Ca in 0.5∼5.4 cmol·kg-1, Mg in 0.1∼1.1 cmol·kg-1. These characteristics were largely placed in a stable range for plant growth.
Plant vegetative growth was highest in the peatmoss+bark and bark, peatmoss+rice hull, and peatmoss+cocopeat in that order. Strawberry yield was highest in peatmoss with 7,058kg·10a and peatmoss+cocopeat, peatmoss+rice hull and peatmoss+perlite in that order. Yield in granular rockwool, cocopeat and bark was low.
Cost of production would rise if new media were used every year, given that it needs to be purchased and the costs of labour also need to be added for the exchange of old to new media. Leaf area and dry weight in the reuse cocopeat increased by 7% and 14%, respectively, compared with new cocopeat, while yield increased by more than 3%. In contrast, leaf area and dry weight in reused peatmoss decreased by 4% and 20%, respectively, compared with new peatmoss. Yield in the reused peatmoss decreased by 5% in ‘Seolhyang’, and by 7% in ‘Akihime’ compared with new peatmoss.
In new peatmoss, container water capacity, air capacity and total porosity were 75.6%, 18.8%, and 94.4%, respectively. However, upon the continuous use of peatmoss for 3 years, air capacity decreased by 10% and total porosity decreased by 85%. This led to a degradation of physical properties. In order to improve the physical properties of reused peatmoss, 3-year old used peatmoss+new peatmoss (7:3), 3-year old used peatmoss+new cocopeat (7:3), and 3-year old used peatmoss on the upper+new peatmoss on the lower (7:3) were prepared. As a result, the container water capacity was reduced by 62% and air capacity significantly increased by 27%. Leaf area and amounts of roots increased in treatments compared with 3-year old used peatmoss. Yield of 3-year old used peatmoss was 4.563kg/10a, but fruit yield in the treatments increased by 27%.
Mass wetness and container water capacity of new cocopeat were 9.0 g·g-1 and 59.8%, respectively, but as years of use increased, mass wetness and container water capacity of 3-year old used media increased by 10.5 g·g-1 and 71.7%, respectively. At this point, air capacity reduced from 30.1% to 14.9%. In terms of chemical properties, concentration of K and Mg of 3-year old used cocopeat decreased by 20% and 50%, respectively, compared with new peatmoss.
Concentrations of P and Ca of 3-year old used cocopeat increased by 80% and 150%, respectively. Strawberry yield was 29.9 per plant and 610.5g in 3-year old used cocopeat, and 96% and 87% in 2-year used cocopeat and new cocopeat, respectively.
11. Development of management techniques for nutrient solution and selection of proper medium for strawberry cultivars
This is the fundamental research for developing the management techniques for nutrient solution and to select the proper media for the domestically bred strawberry cultivar.
Growth, fruit quality and yield were examined by the kinds of media. To develop the management techniques for nutrient solution, the difference of EC, pH & characteristic of ion absorption by cultivar were also examined. With the cultivars of 'Seolhyang' & ' Maehyang' , grown in Korea, we examined the growth & yield using cocopeat & peatmoss, which are commonly used in domestic farms. To save the cost for medium in farms, it was examined the usage of possibility of mixed rice hull medium in 'Seolhyang' .
As solution, Yamazaki' s strawberry solution was provided by 0.8dS・m-1 according to the growth stage. According to the kinds of media, we controlled the irrigation rate and cultivated in circulating system and high-layerd bench.
'Seolhyang' & 'Maehyang' , at the beginning of the growth, didn’t show any significant difference in those 3 different treatments. There’s no difference in soluble solids in 'Maehyang' . Yield per plant were significantly increased in cocopeat & peatmoss medium than the medium with lower cocopeat & upper peatmoss layered. In ' Seolhyang' , soluble solids was higher in cocopeat medium, however, no significant difference in yield per plant. Also ' Seolhyang' showed excellent growth at the beginning stage in cocopeat & peatmoss medium than 50% or 20% rice hull mixed medium. But there’s no significant difference later. There was no significant difference in soluble solids & yield per plant in those 4 different treatments, it was proved that rice hull can be used as medium. This results of this experiment will be utilized in cost cutting in medium expenses. To study the characteristic of ion absorption of domestically bred strawberry cultivar, we examined the absorption of inorganic ion by Yamazaki' s n/w method using Yamazaki' s strawberry solution in cocopeat medium. The amount of absorption of NO3-N showed some difference tion ofgrowth stages, around 4∼6me・L-1.. ' Maehyang' showed n ofhighest absorption, on the contrariono this ' Seolhyang' showed the lowest. The P absorption rates were similng'
ith NO3-N in crption r. However, ' Seolhyang' most absorbed K, Cy &s ghesn ticulngly Cy than the rest of the two other crption r. However, ' Seolhyang' most absorbed K, Cy and ghesn ticulngly Cy than the rest of the two other crption r. Differ coom the other two crption r Cy ich decreased the Ca absorption in low temperature, 'Seolhyang' appeared to be increased. This regarded as the distinct characteristics of 'Seolhyang' in Ca absorption. Also, the absorption of Mg was much higher in 'Seolhyang' comparing other cultivars, showing some differences by the growth stages.
12. Developing propagation method of strawberry through grow-bag cultivation of mother plants for cost-saving in bench construction of plastic house
The influence of physico∙chemical properties of root substrates on grow of mother plants and occurrence of daughter plants in ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’ strawberry propagation were investigated through plastic bag cultivation. The daughter plant growths as influenced by physico∙chemical properties of root substrates were also determined.
○ Influence of physico·chemical properties of root substrates on occurrence of runners in plastic bag cultivation and growth of daughter plants in strawberry propagation
Six different formulations of root substrates for mother plant cultivation were cocopeat +perlite (5:5, A), cocopeat+perlite (6:4, B), cocopeat+perlite (7:3, C), cocopeat+cocochip (7:3, D), cocopeat+cocochip (6:4, E) and peatmoss+vermiculite (5:5, F). During the formulation, pre-planting fertilizers were incorporated into substrates. After formulated, the substrates were put in the plastic bag and plug grown seedlings were planted on to plastic bag. The six different formulations of root substrates for daughter plant cultivation were peatmoss+vermiculite (5:5, A), peatmoss+perlite (7:3, B), coir dust+perlite (7:3, C), coir dust +peatmoss+perlite (3.5:3.5:3.0, D), rice hull+coir dust+perlite (2:7:1, E) and rice hull+coir dust (3:7, F). Each of the root substrates was also contained equal amount of pre-planting fertilizers and was filled into the 9 cm plastic pot. The plastic pots were located near the mother plants.
The total porosity (TP) and container capacity (CC) of the root substrates for mother plant cultivation were higher than 85% and 55%, respectively. This indicates that all substrates were in the acceptable range. The TP and the CC of F substrate were 91.5 % and 60 %, which were the highest among the root substrate tested.
In the soil chemical properties analyzed before planting and after harvesting of ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’ strawberry mother plants, the root substrates of A, B, C and F had the higher electrical conductivity (EC) and NO3-N concentrations than those of D and F. The root substratesof A, B, C and F had the heavier runner fresh and dry weight, longer runner lengths and more daughter plant occurrence than those of D and F. These results indicated that soil chemical properties rather than physical properties severely influenced the growth of runners and occurrence of daughter plants.
The big differences were observed among substrates in CC and air space (AS) that were formulated for daughter plant cultivation. The substrates E and F had less CC and higher AS than other substrates tested. This indicates that the two substrates would have difficulties in water managements during the raising of daughter plants. The substrates of
A, B and D which contained peatmoss in formulation had higher nitrogen concentrations than those contained coir dust or rice hull. The substrates of E and F which contained rice hull had the lower nitrogen, phosphorus and potassium concentrations than those contained coir.
The crown diameters of daughter plants grown in substrate A were thicker than those grown in other substrates. But the crown diameters of daughter plants grown in all of 5 substrates except substrate A were around 10 mm. Because the seedlings with crown diameter thicker than 10 mm are suitable for transplanting, the all substrates were acceptable for growth of daughter plants. The fresh and the dry weights daughter plants grown in substrate A were the heaviest, but those in substrate B were the lightest. The daughter plants which had heavy fresh and dry weights and thick crown diameter are considered as good seedlings. Based on this justification, the substrates of A, C and F are acceptable for daughter plant growth of ‘Seolhyang’ strawberry, but those of A, C and D are acceptable for ‘Maehyang’ strawberry.
○ Establishment of fertilization program in production of high quality strawbwrry seedlings
The chlorophyll contents of ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’ mother plants were not significant different among six root substrate formulations when the nutrient solution strength of fertilizer solution in Ajuro 100, Ajuro calmag and Ajuro combi were adjusted to 0.8dS/m. The crown diameters of mother plants were thicker in substrate C and E and thinner in substrate A than any other substrate tested. The fresh and dry weights of mother plants cultivated in substrate D and E were heavier and those in substrate A, B, and C were lighter compared to those in other treatments.
In the influence of nutrient solution strength on the daughter plant growth of ‘Maehyang’ strawberry, the fresh and dry weights were the heaviest in the treatment of EC 0.8dS/m. But the almost all of the daughter plants feed with nutrient solution of 1.2 dS/m and a part of daughter plants in 0.8 dS/m showed the physiological disorders such marginal chlorosis and necrosis on the oldest leaves. This indicates that nutrient solution strength in feeding of ‘Maehyang’ strawberry should be lower than 0.6 dS/m when fertilizer solutions are applied once a time in each week.
The fresh and dry weight production of daughter plant in ‘Seolhyang’ strawberry were the lowest in the 1.2 dS/m among 3 treatments. The marginal chlorosis and necrosis on the oldest leaves appeared in almost all of the daughter plants. A part of daughter plants also had marginal chlorosis when nutrient solution strength was adjusted to 0.8 dS/m, but the fresh and dry weight productions were the higher compared to those in 0.6 or 1.2 dS/m. These results indicate that nutrient solution strength in feeding of ‘Seolhyang’ strawberry should be in the range of 0.6 tom 0.8 dS/m when the seedling are feed weekly.
The substrate analysis at the end crop of daughter plants showed that the substrates containing coir dust had higher electrical conductivity thanother substrates. The reason of high electrical conductivity was that the coir dust had high K, Cl and Na concentrations. The appropriate pretreatmentof coir dust is required to remove the elements before formulating the substrates. The pHs were lower than 6.0 in substrates A, B and d and higher than 6.0 in substrates C, E and F. But the pHs in all of the substrates were acceptable range.
○ Development of propagation methods of strawberry through the plastic bag and vertically connected small pot cultivation
In the physical properties of root substrates formulated for cultivation of mother plants, the substrates of coir dust+coconut chip and peatmoss+vermiculite had higher container capacity and lower air-filled porosity than other substrates. The substrates with the ratio of 5:5 or 6:4 in coir dust+perlite had high air-filled porosity and low water holding capacity. The electrical conductivity and pH in all substrates tested were in the range of 1.0 to 1.3 dS/m and 5.94 to 7.28, respectively. The substrate of coir dust+perlite(5:5) had the highest concentrations of NO3-N, NH4-N, PO4-P and K and that of peatmoss+vermiculite (5:5) had the highest ca, Mg and Na concentrations.
The runner fresh weight occurred from the ‘Seolhyang’ mother plants were the heavier in coir dust+perlite and the lighter in peatmoss+vermiculite (5:5) than those in other substrates. The number of daughter plants occurred in coir dust+coconut chip (6:4) were 17 which were the greatest among treatments tested and those in the remained treatments were not significantly different. The tissue N and P contents of mother plants cultivated in peatmoss+vermiculite (5:5) substrate were the heaviest and those in coir dust+coconut chip were the lowest. The mother plants cultivated in peatmoss+vermiculite(5:5) substrates also had the higher tissue Na, Fe, Mn and Ca contents compared to those in other substrates.
In the chemical analysis of substrates at the end crop of ‘Seolhyang’ mother plants, the pHs were 4.64 to 5.41 which were 1 to 2 units lower thaninitial pHs. But electrical conductivities of the substrates were 1.65 to 3.30 which were much higher than initial EC. The substrates with high electrical conductivities also had high NO3-N and PO4-P concentrations. In considering the results of mother plant growth and occurrence of daughter plants, the electrical conductivity should be in the range of 1.0 to 2.0 dS/m to increase the occurrence of daughter plants.
The analyzing results of the substrates formulated to raise the daughter plants showed that the electrical conductivities were the higher in E and F substrate which contained rice hull in formulation compared to other substrates tested. The pHs were lower in substrates e and f, but the pHs in all substrates were around 7.
The fresh weights of daughter plants were significantly higher than those of 0.8 or 1.2 dS/m. The fresh weight of daughter plants grown in substrates E and F were around 4 g per plant which were the heaviest among the substrates. The growth of daughter plants in terms of dry weights were good in substrates C, E and F and poor in substrate B. When
the fresh and dry weights become heavier, the seedlings are regarded as good growth. Based on this judgment, the electrical conductivity of fertilizer solution should be around 0.6 dS/m and the E and F in substrate formulations are acceptable for raising the ‘Seolhyang’ strawberry daughter plants.
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