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36〫 68Ⅳ. 연구개발결과
제1세부연구과제 : 과수의 이상기상 재해 피해 경감기술 개발(’09~’13)
가. 과수의 기상재해 실태 조사 분석(기상재해 피해지역 중심)
(1) 동해
2010년 1월 6일부터 1월 13일 사이에 5일 동안 -20℃이하의 일 최저기온이 관측되었으며 그 결과 주로 충주, 음성, 이천, 원주, 춘천 등 중북이북 지역에서 피해가 발생되었고 상대적으로 내한성이 약한 복숭아의 피해가 심하였다. 2011년은 복숭아보다 내한성이 강한 포도의 동해피해가 발생되었다. 2011년 5월에 화성·상주·

36〫 68Ⅳ. 연구개발결과
제1세부연구과제 : 과수의 이상기상 재해 피해 경감기술 개발(’09~’13)
가. 과수의 기상재해 실태 조사 분석(기상재해 피해지역 중심)
(1) 동해
2010년 1월 6일부터 1월 13일 사이에 5일 동안 -20℃이하의 일 최저기온이 관측되었으며 그 결과 주로 충주, 음성, 이천, 원주, 춘천 등 중북이북 지역에서 피해가 발생되었고 상대적으로 내한성이 약한 복숭아의 피해가 심하였다. 2011년은 복숭아보다 내한성이 강한 포도의 동해피해가 발생되었다. 2011년 5월에 화성·상주·김천(캠벨얼리), 천안(거봉) 등 포도 주산지에서 동해 피해 고사주 발생이 보고되었다. 2011년 지역별 겨울철 온도는 일반적으로 알려진 포도 캠벨얼리의 동해가 발생될 정도의 온도(-20~-25℃이하)는 아니었음에도 피해가 많았던 이유는 2010년의 포도 수체내 저장 양분 축척이 불량한 것이 주요 원인 중 하나로 작용하였을 것으로 추정된다. 2012년 2월 극 최저기온은 2010년의 1월 극 최저기온 수준과 비슷한 저온이 발생하였다.
그 결과 저온이 심했던 강원도 지역을 중심으로 복숭아 동해피해가 우려되었으나 피해는 경미하였다. 2013년은 1월 상순에 1회, 2월 중순에 1회 저온이 발생되었다. 2013년에는 2월까지는 피해가 경미하게 관찰되었고, 5월 상순부터 조직 갈변 및 괴상증상이 관찰되었다. 2013년의 피해는 일반적인 동해 증상과는 피해 발현시기나 증상 측면에서 차이가 있었다.
(2) 기타
2010년 4월 15일부터 17일까지 주요 과수 재배지역의 일 최저기온이 – 3.7℃까지 관측되어 꽃의 암술이 고사되어 결실이 되지 않는 서리피해가 발생되었다. 2010년 6월에 경북 의성 및 나주 지역에서 우박피해가 발생하여 사과 180ha, 자두 17ha, 배 과수원에서 낙엽 및 파열, 낙과 및 상처과 피해가 발생되었다. 우박피해에 의한 수체반응 분석 및 피해 후 관리대책에 관한 긴급과제를 국립원예특작과학원 배시험장에서 수행하였다.(본 과제의 9세부과제, 우박피해 후 배나무 수체반응 분석 및 관리기술 개발). 2012년 5월과 7월에 우박피해가 발생되었으며, 특히 경북 안동지역과 충북 보은지역의 피해가 심하였다. 특히 경북지역에서는 5월 8일, 5월 17일, 5월 27일 등 5월에만 3차례의 우박피해가 발생되었다. 경북지역에서 2012년에 우박피해를 받은 나무의 2013년 생육은 정상적으로 이루어졌다. 2010년 9월 2일 태풍 곤파스에 의해 충남, 경기, 강원 등지에서 1,954ha의 피해가 발생되었다. 9월 2일 일 최대순간풍속은 충남 서해안 일부 지역에서 35m/sec까지 관측되었다. 그 결과 사과나무 도복 및 낙과, 포도 엽 갈변 등의 피해가 발생되었다. 도복된 사과나무의 수체 반응 분석 및 관리대책 수립을 위한 긴급과제가 수행되었다(본 과제의 10세부과제, 태풍피해 사과나무 회복 매뉴얼 개발)
2012년에는 8월과 9월에 세차례의 태풍이 연이어 내습하여 피해를 주었다. 태풍 볼라벤은 8월 27일부터 29일까지 서해를 따라 황해도로 상륙하여 경기지역에 많은 피해를 주었다. 태풍볼라벤이 지나간 직후 태풍 덴빈은 8월 30일 전남 고흥지역으로 상륙하여 전남·북, 경남·북, 충남지역에 피해를 주었다. 태풍 산바는 9월 17일 경남 통영으로 상륙하여 전남, 경남·북 지역에 큰 피해를 주었다.
나. 이상기상에 따른 과수 피해양상 구명 및 피해 경감기술 개발
(1) 동해 피해주 주간부 피복 처리에 따른 과실 품질(2010년)
2010년 1월의 저온으로 동해피해를 받은 포천 소재 사과피해농가에 피해를 경감시키기 위한 처리를 실시하였다. 주간부 및 대목이 파열된 나무에 톱신도포 등을 처리하여 회복정도를 조사하였다. 피해나무의 회복 촉진을 위해 비닐, 고무밴드로 상처부위를 감아주기, 톱신도포 등 다양한 처리를 실시하였으나 회복주율이나 수확기 과실품질 측면에서 무처리와 큰 차이가 없었다.
(2) 과수 동해 피해 진단기술 개발(2011년)
결과지 및 화아가 동해피해를 받으면 조직 내부의 수분이 빙핵상태로 상당기간 유지되므로 동해피해 시 세포 내 수분유실에 따른 갈변 등의 특성을 확인하기 어렵다. 동해피해를 받은 후 10℃와 0℃의 온도조건에서 해동 72시간이 경과하였을 때 화아괴사율이 각각 95.0, 78.9%로 상당수 동해에 의한 화아괴사를 확인할 수 있었다.
(3) 도복에 의한 태풍피해 과원의 이듬해 착과량 조절에 의한 수세 회복(2013년)
2012년 태풍에 의한 도복으로 2013년의 생육 부진이 예상되는 나무를 선정하여 착과량 조절에 따른 과실품질 및 생육 회복 정도를 분석하였다. 6월 상순의 엽과 유과 크기에 따라 피해정도를 피해 심, 중, 경으로 분류하고 착과량 정도를 정상착과량 대비 0, 30, 50, 70%수준으로 조절하여 수확기 과실품질 및 엽면적 등을 조사한 결과 유과기(6월 중순경) 엽 크기가 정상엽 대비 40%이하인 경우에는 모든 과실을 적과 시켜도 수세 회복이 되지 않았다. 유과기(6월 중순경) 엽 크기가 정상엽 대비 70~80%인 경우에는 착과량을 정상 대비 30%로 감소시켜도 수확기 과실품질 및 엽크기가 정상적으로 회복되지 않았으므로 모든 과실을 적과 시키는 것이 좋은 것으로 판단되었다.
제2세부연구과제 : 과수의 이상기상 재해에 따른 피해기준 산정(’09~’13)
1. 과수의 표준 수확량 설정
가. 사과
사과의 재식형태는 기존 농작물재해보험에 적용되고 있는 밀식재배, 반밀식재배, 일반재배로 분류하였으며, 수확량의 다소에 따른 품종 분류는 3그룹으로 분류하였다. 사과 밀식재배는 수령이 증가함에 따라 수확량이 증가하다가 13년에 가장 최성기를 보이고 이후 점차 감소한다.
수확량이 가장 많은 13년차에는 4.2톤~4.7톤/10a의 수확량을 보인다. 반밀식재배는 밀식재배보다는 수령이 많은 16년에 가장 최성기를 보이며 그 이후 점차 감소한다. 최성기인 16년의 수확량은 4.1~4.7톤/10a의 수확량을 보인다. 일반재배는 수령이 20년에 도달할 때 최대 수확량을 보이며 4.0~4.4톤/10a이다. 밀식재배는 반밀식, 일반재배에 비해 유목기 수령이 많으나 16년 이후 수확량은 적은 경향이다.
나. 배
배의 재식형태는 기존 농작물재해보험에 적용되고 있는 밀식재배, 소식재배에 반밀식재배를 추가하였으며 수확량의 다소에 따른 품종 분류는 3그룹으로 분류하였다. 배의 밀식재배는 수령이 증가함에 따라 수확량이 증가하다가 13년에 가장 최성기를 보이고 이후 점차 감소한다. 수확량이 가장 많은 13년차에는 3.6톤~4.0톤/10a의 수확량을 보인다. 반밀식재배는 밀식재배보다는 수령이 많은 15~16년에 가장 최성기를 보이며 그 이후 점차 감소한다. 최성기인 16년의 수확량은 3.6~4.0톤/10a의 수확량을 보여 밀식재배와 큰 차이를 보이지 않는다. 일반재배는 수령이 20년에 도달할 때 최대 수확량을 보이며 최성기의 수량은 밀식재배 및 반밀식재배와 큰 차이가 없다. 밀식재배는 반밀식, 일반재배에 비해 유목기 수령이 많으나 17년 이후 수확량은 적은 경향이다.
다. 복숭아
복숭아 수확량의 다소에 따른 품종 분류는 4그룹으로 분류하였다. 복숭아 수확량은 수령이 증가함에 따라 수확량이 증가하여 11~12년에 가장 최성기를 보이고 이후 점차 감소한다. 수확량이 가장 많은 12년차에는 2.0톤~3.10톤/10a의 수확량을 보인다.
라. 포도
포도 수확량의 다소에 따른 품종 분류는 4그룹으로 분류하였다. 포도의 수확량은 수령이 증가함에 따라 수확량이 증가하여 9~11년에 가장 최성기를 보이고 이후 점차 감소한다. 수확량이 가장 많은 9~11년의 수확량은 1.9톤~2.7톤이다.
2. 재해에 의한 과실 품질 및 생산량 변화
가. 조기 낙엽 및 낙과가 과실 품질 및 생산량에 미치는 영향
6월 10일에 인위적인 낙엽처리를 실시하여 낙엽정도에 따른 과실품질을 분석하였다. 사과는 낙엽정도가 증가할수록 과중과 당도가 감소하였으며 과피색의 붉은색 정도를 나타내는 a값은 높아지는 경향을 보였다. 낙엽정도에 따른 수량감소 예측식을 도출하였다. 배의 엽피해에 의한 수량 감소는 20% 이하의 낙엽피해에서는 수확량이 큰 차이가 없으나, 40%이상에서는 급속히 감소하여, 60%의 엽피해가 발생하면 수량은 30% 감소하는 것으로 나타났다. 50%이상 조기낙엽구에서는 다음해에 정상적으로 개화된 눈의 비율 및 착과수가 정상수에 비해 현저히 낮았다.
나. 개화기 저온이 과실 품질 및 생산량에 미치는 영향 (2010)
개화기 서리피해를 심하게 받은 농가와 수관살수 및 인공수분으로 피해를 경감시킨 농가의 수확량을 분석하였다. 약 75%의 꽃눈피해를 받고 인공수분을 실시한 농가는 895kg/10a을 수확 하였으며, 저온기간 동안 살수를 실시한 농가는 서리피해율이 15%로 감소되었고 적과 후 착과수는 평년과 동일한 수준의 착과수를 확보하였다.
제3~4세부연구과제 : 밭 작물의 이상기상 재해에 따른 피해기준 산정(’09~’10) 이상기상 재해에 따른 피해 기준 산정을 위한 콩 파종시기별 생육특성 및 수량성 검토 결과 대풍(장류용), 청자3호(밥밑용)콩 모두 파종시기가 늦어질수록 생육특성(경장, 경태, 주경절수, 분지수)는 감소하여 지상부 생육이 감소하였고, 대풍콩은 파종시기에 관계없이 수량차이가 적으나, 청자3호콩은 파종기가 늦어질수록 수량은 증가하였다. 콩 재배조건 및 파종시기별 백립중을 보면 두 품종 모두 일정하였고, 파종시기에 따른 외관 품위는 두 품종 모두 파종기가 늦어질수록 좋아졌다. 초다근류콩의 내습해성 콩 품종 조기육성을 위한 검정 체계연구 결과는 영양생장기 담수처리에 의해 Enrei, Kanto 100 모두 광합성율, SPAD값이 감소하였으나, 처리후 회복기를 보면 증가하였고, 내습성성 정도를 구명하기 위해서는 단일 생리적 지표 측정만으로는 객관성이 없어 각 생리적 형질에 대한 습해스트레스 반응 측정하고 근류의 활성을 보았다.
담수처리가 콩의 생육 및 수량구성요소에 큰 영향을 미치는 것을 질소고정, 근류중, 건물중을 분석하여 측정하였더니 담수처리 시에는 감소하였으나 처리 후에는 증가하였다. 담수처리에 의해 콩 근류 내부를 전자현미경으로 관찰하여 근류 내부 박테리아가 스트레스 하에서 증가함을 관찰하였다.
이상기상 피해 해석을 위한 토양수분에 따른 생육특성 및 수량성 연구 결과를 보면 태광, 대원, 대풍 모두 적습구과 과습구 보다 생육특성(경장, 경태, 주경절수)는 낮고, 지상부 생육이 감소하였고, 대풍콩은 적습재배 수량이 높게 나타났고, 대원, 태광콩은 과습 시 수량이 증가하였고, 백립중을 보면 과습 재배 시 세 품종 모두 증가하였다. 토양수분에 따른 콩의 조단백, 조지방 함량을 보면 조단백은 과습구가 적습구보다 낮게 나타났고, 조지방은 과습구가 적습구보다 높게 나타났다. 개화기 내습성 콩 품종 조기육성을 위한 검정체계 연구 결과를 보면 개화기 담수처리를 보면 두 품종 모두 광합성율, SPAD값이 감소하였으나, 담수 처리 후 회복기를 보면 증가하였고, 내습성정도를 구명하기 위해서는 일비액량과 엽면적을 보면 처리중은 대조구가 감소하였으나 회복기를 보면 담수처리구와 동일하였다. 풍산나물콩이 장엽콩보다 회복도가 높았고, 개화기 담수처리가 콩의 생육 및 수량구성요소에 미치는 영향을 보면 담수처리 구가 종실중, 백립중, 협수, 정립수가 감소하였다.
제5세부연구과제 : 채소작물의 이상기상 재해에 따른 피해기준 산정(’09) 이상고온에 따른 수박의 피해양상 및 농작물재해보험의 실시확대를 위한 기초 자료를 수립코자, 주요 시설수박 주산단지별 기상환경, 재배시기 및 농가 청취조사를 통한 주요 장해요인을 조사하였다. 주요 재배품종은 삼복꿀수박과 스피드꿀수박이었으며, 재배기간은 음성과 예산은 4월～7월, 부여, 고창 및 함안은 12월～5월 이었다. 강우량은 7월에 집중되었으며, 봄～여름작기로 수박을 재배할 경우, 집중강우에 의한 일조부족 및 침수에 의한 피해를 입을 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 상품등급별 가격은 최저 200원/kg에서 최고 3,500원/kg으로 변이가 컸으며, 3월에 최고 가격대를 형성하였다. 주요 기상재해 유형은 폭설, 침수, 태풍, 고온 및 저온으로 나타났으며, 폭설과 태풍발생시 피해규모는 100%에 이르는 것으로 조사되었다. 침수에 의한 피해는 30～100%였고 온도에 의한 피해는 20～50%로 나타났다. 시설재배단지의 경우 자연재해에 의한 피해보다는 난방제 병해충에 의한 피해발생빈도가 훨씬 높은 것으로 나타났으며, 현행 수량에 근거한 산정방식은 불합리한 부분이 있어 품질저하(당도 등)에 따른 피해산정방식의 첨가 및 최저가격보장제의 시행을 기대하는 것으로 조사되었다.
제6세부연구과제 : 채소작물의 이상기상 재해 피해경감기술 개발(’09) 시설재배작물(수박)의 고온장해 경감기술을 개발하기 위하여, 차광막, 품종 및 토양피복제 처리에 따른 고온기 수박생육 및 수박과 품질변화 등을 조사하였다. 차광처리는 주간의 하우스내 대기온도를 약 3～4℃, 대기습도를 10% 가량 감소시켜, 차광처리만으로도 온도상승 억제효과가 있어, 고온기 작물피해를 절감할 수 있을 것으로 판단된다. 근권 토양의 지중온도는 차광 +녹색비닐에서 가장 높았으며, 차광처리가 무차광에 비해 근권온도를 상승시키는 것으로 나타났다. 건물중의 경우, 품종간에는 큰 차이가 없었으며 차광처리 및 검정피닐 피복에 의해 건물중이 약간 증가하는 경향이었다. 고온피해는 품종, 피복종류 및 차광처리에 관계없이 발생하였으며, 고온피해에 의해 당도는 평균 18%, 과중은 24% 감소하였으며, 검정색비닐 및 차광처리는 고온피해에 대한 품질 및 수량저하를 억제하는 효과가 있는 것으로 나타났다.
제7세부연구과제 : 이상기상에 따른 벼의 생산성과 품질 피해해석 및 경감기술개발(’09~’10) 대기의 각종 온실가스(CO₂, CH₄, N₂O 등)농도가 증가에 따른 기후변화는 극단기상현상의 발생빈도와 강도를 증대시킬 것으로 우려되고 있으며, 이러한 극단기상현상은 작물생산과정에 막대한 영향을 미칠 것으로 예상됨. 따라서 본 연구에서는 미래 기후변화 조건에서 극단기상(장기일조부족, 장기강우, 장기가뭄 및 열파)에 노출된 주요 식량작물인 벼의 생산성과 품질 피해를 조사하였음. 실험연구는 전남대학교 답작포장에 설치한 6동의 포장형 온도경사CO₂농도제어 시설을 이용하여 대기CO₂농도와 기온조건을 현재와 미래기후조건[CO₂농도: 640(2010)∼670ppmV(2009), 기온: 외기+1.2∼2.4℃]으로 모의 한 다음, 2009년과 2010년 작기에 벼를 상기의 극단기상에 노출시켜 실시하였음. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
시험지역 현재의 대기CO₂농도와 기온(이하, 현재의 기후조건)에서 일조부족에 노출될 경우, 벼의 생산성이 크게 감소하였는데, 그 감소정도는 일조부족 노출 생육단계에 따라 크게 달랐으며, 수잉기(-83.7%)>유수분화기(-51.9%)>등숙초기(-29.6%)순으로 일조부족에 따른 피해정도가 컸다..
생육단계별 일조부족 노출에 따른 생산성의 감소정도는 현재의 외기조건에서 +2.4℃까지 기온이 상승함에 따라 현저하게 확대되었으나, 대기CO₂농도의 상승은 이러한 일조부족과 기온상승에 따른 생산성의 감소정도를 유의하게 경감 시켰음.
등숙중기의 장기강우(10일)에 노출된 벼의 생산성도 크게 감소되었음. 그 피해정도는 생육단계별 일조부족에 의한 피해정도보다 경미하였으나, 특히 현재의 CO₂농도조건에서는 현재의 외기조건(-12%)에서 +1.2℃(-20.7%)와 +2.4℃(-28.6%)로 기온이 상승함에 따라 피해정도가 크게 확대되었다.
시험지역 현재의 기후조건에서 생산된 벼의 현미 정상립비율은 78.5%였으나, 등숙중기 장기 강우조건에 노출될 경우 44.2%로 크게 감소하였음. 또한, 등숙기 장기강우조건에서의 정상립비율은 현재의 외기조건(44.2%)에서 +1.2℃(41.6%), +2.4℃(27.5%)로 기온이 상승함에 따라 크게 감소한 반면, 유백미의 발생이 크게 증가하였음. 그러나 대기CO₂농도는 정상미 및 유백미발생에 유의한 영향을 미치지 않았다.
시험지역 현재의 기후조건에서 감수분열기-성숙기까지, 또 출수기-성숙기까지 장기가뭄에 노출될 경우, 벼의 생산성이 크게 감소하였으며, 그 피해정도는 기온상승에 따라 확대되었다.
즉, 감수분열기-성숙기까지 장기가뭄에 노출된 경우, 생산성은 외기조건, +1.2℃ 및 2.0℃에서 각각 17.6%, 35.6% 및 67.8%감소하였고, 출수기-성숙기까지 장기가뭄에 노출된 경우에는 각각 10.7%, 27.8% 및 54.9%감소하였음. 대기CO₂농도의 증가는 외기조건과 온난기후조건 모두에서 장기가뭄에 의한 생산성 피해를 유의하게 경감시켰다.
가뭄노출시기와 관계없이 장기가뭄에 노출된 경우, 현미의 정상립비율이 감소하는 경향이었으며, 특히 기백미와 기형미의 발생이 유의하게 증가하였음. 한편, 현미품위에 대한 장기가뭄의 영향보다는 기온상승의 영향이 현저히 컸다.
시험지역의 외기조건에서 대기CO₂농도의 상승은 벼의 생산성을 18.7%증가 시켰으나, 출수기와 등숙기에 외기+1.2∼2.0℃의 열파에 일시적 또는 장기적으로 노출시킨 경우, 대기CO₂농도상승의 증수효과는 인정되지 않았다.출수기와 등숙기에 외기+1.2∼2.0℃의 열파에 일시적 또는 장기적으로 노출시킨 경우, 현미의 정상립 비율이 크게 감소한 반면, 유백미의 발생이 크게 증가하였음. 정상미와 유백미의 열파 응답 감수성은 현재의 대기CO₂농도조건에서 CO₂농도상승조건에서 높았으나, 이는 CO₂농도상승에 따른 작물의 생물계절 변화를 통한 간접적인 영향으로 판단되었다.
제8세부연구과제 : 이상 기상대비 북한지역 적응 소비성 작물 유전자원 수집 및 품종화 연구(’09~’13) 자원의 수집, 증식, 특성조사와 적응성 검토를 실시하여 유망한 계통, 품종을 선별하여 육종소재로 활용할 수 있도록 하였다. 수집 유전자원 벼 913종, 콩 247종, 옥수수(자식계) 150종 및 교잡계통 18종중 중복된 종자를 제외한 벼 729종, 콩 145종, 옥수수 122종이 국립농업과학원 유전자원센터에 이관되었고 추가로 콩 115종, 옥수수 17종이 이관될 예정이다. 북방지역의 적응성 벼 품종육성 선발을 위한 목적으로 중국의 주요 품종과 육성중인 26품종 및 계통과 우리나라 품종 조생종 32품종을 중국 흑룡강성 하얼빈, 상지시 및 목단강 밀산시 소재 857농장에서 2010년부터 2013년 4개년 동안 생태 적응성 및 수량성을 검정한 결과 흑룡강성의 재배 품종과 육성 계통들의 자원으로서의 활용도가 아주 높을 것으로 판단이 되어서 이들 품종을 이용한 조숙 단기 다수성 품종의 육성이 가능할 것으로 판단이 되었다. 이를 위해서는 특히 흑룡강성의 목단강시에 위치하는 밀산 지역과의 협력이 크게 요망된다. 고위도(북위 43～47° ) 지방에서 수집한 콩 자원들을 우리나라(예산 36° 68‘, 수원 37° 26’)에서 재배했을 때 우리나라 품종들(태광콩 및 풍산나물콩)보다 개화기는 10～15일, 성숙기는 10～30일 일찍 도달하였다. 경장은 28～125㎝범위에서 다양한 분포를 보였으나 대체로 고위도 지방에서보다 짧아지는 경향이었다. 주경의 분지수는 0～4개 정도로 적었으며 고위도 지역 재배품종들은 대체로 무분지～소분지이면서 경장이 긴 초형을 갖추고 있어 밀식재배에 적합한 품종이었다. 착협수는 개체 당 23～162개의 넓은 범위를 보였으나 착협습성이 좋은 자원도 다수 있었다. 백립중은 7～25g 범위에 있었는데 CS90, CS122, CS132, CS280 등 10g 이하 백립중을 보이는 극소립종도 포함되어 있었으며 이들 극소립종 자원들은 콩나물 콩 품종개발에 활용될 수 있는 것으로 보였다. 수집한 자식계 옥수수 유전자원 150계통을 국내에서 재배한 결과, 간장은 90～202cm 범위에 있었으며 대조품종인 광평옥(212cm)에는 미치지 못하였으나 200cm 이상되는 자원도 다수 있었다. 간경은 14～29cm 범위에 있었고, 청예사료용 옥수수에 유리한 특성인 후기녹체성이 양호한 자원도 다수 있는 것으로 조사되었다.
이삭길이는 5.5～19.5cm 범위를 보였는데 광평옥(17.2mm)보다 이삭이 긴 계통도 있었으며, 이삭폭이 광평옥만큼 넓은 자원도 다수 있었다.
제9세부연구과제 : 우박피해 후 배나무 수체반응 분석 및 관리기술 개발(’10~’11)
기상재해는 지구온난화와 더불어 점차 증가하고 있다. 지난 10년간의 농작물 재해를 보면, 풍수해가 가장 빈번하게 발생하였으며 우박피해 또한 해를 거르지 않고 발생되고 있는 상황이다.
본 연구는 우박피해 후 적과 및 신초절단 등 수체관리 방법이 우박피해 수준에 따라 꽃눈에 미치는 영향을 검토하였다. 처리는 피해를 받은 신초를 제거하거나 평균 착과량을 기준으로 50%, 100% 적과하였다. 꽃눈 특성 조사 결과 우박피해가 극심했던 과원의 배나무는 꽃눈의 형태가 정상적으로 분화가 되었으나, 크기가 작았으며, 무게도 가벼웠다. 우박피해를 받은 당해 12월부터 이듬해 3월까지 꽃눈 비대량을 조사한 결과 시기별로 완만하게 비대하는 경향을 보였다. 반면 우박피해를 경미하게 받은 과원의 배나무는 꽃눈이 2월과 3월 사이에 급격히 비대하는 경향을 보였으며, 꽃눈의 무게가 현저히 무거웠다. 우박을 극심하게 받은 과원의 배나무는 낙엽기 직후 꽃눈의 인편이 부풀어 탈락되는 비율이 높았으며, 일부는 개화기에 개화하지 못하는 경향을 보였다.
또한, 처리와 관계없이 20% 이상의 높은 꽃눈 고사율을 보였으며, 100%적과시 24.0%로 가장 높았다. 꽃눈의 탄수화물 함량은 신초절단시 134.6mg/g으로 높았으며, 무처리는 127.7mg/g로 낮았다. 우박피해가 경미했던 과원의 배나무는 무처리와 신초절단시 9.3%와 9.7%로 비슷한 꽃눈 고사율을 보였으나 50% 또는 100% 적과를 할 경우 22.5%, 25.7%로 높은 꽃눈 고사율을 보였다.
꽃눈의 탄수화물 함량은 무처리와 신초절단시 140.2mg/g와 145.4mg/g으로 높았으며, 50% 적과시 113.3mg/g, 100% 적과시 125.2mg/g으로 낮았다. 따라서 우박피해 후 충실한 꽃눈의 유도를 위해서 우박피해가 극심한 과원은 잎이 파열되고 열상이 많은 신초를 절단해주거나 피해과의 적과시 50%이내에서 적과를 실시하고, 우박피해가 경미한 과원에서는 과도한 적과를 피하고 표준재배에 준하여 관리하는 것이 적합할 것으로 판단되었다.
제10세부연구과제 : 태풍 피해 사과나무 회복 매뉴얼 개발(’10)
태풍 곤파스로 인해 도복된 사과나무를 회복시키기 위한 매뉴얼을 개발하기위해 본시험이 수행되었다. 사과나무가 쓰러진 각도에 따라 30, 60, 90도 분류하였으며, 과실 착과 유무 및 전정 등의 처리로 나누어 회복 정도를 조사하였다. 그 결과 모든 처리에서 100% 회복 되었는데, 이는 사과나무의 뿌리 손상 정도에 따라 달라질 것으로 판단된다. 사과나무를 일으켜 세우는 매뉴얼은 다음과 같은 방법으로 실시하도록 한다. 태풍으로 사과나무가 도복되었을때는 즉시 일으켜 세운 뒤 지주에 고정시킨다. 사과나무를 일으켜 세울 때 뿌리가 상하지 않도록 천천히 일으켜 세운다. 이때 반대방향을 조금 파내고 나중에 복토를 한다. 사과나무는 물로 세척을 실시하고 날씨가 맑은 날 병해충 약제를 살포하는데, 이때 요소 0.2%용액을 함께 살포 하여야한다.

Abstract ▼

Title : Development of mitigation technology of abnormal weather disaster on fruit tree(’09~’13)
Recently, we are suffered enormous loss from a natural disaster and making an effort to prepare measures for dealing with disaster. This study shows the major causes of natural disasters. Feezing dama

Title : Development of mitigation technology of abnormal weather disaster on fruit tree(’09~’13)
Recently, we are suffered enormous loss from a natural disaster and making an effort to prepare measures for dealing with disaster. This study shows the major causes of natural disasters. Feezing damage of peach tree has occurred on February of 2010. Drainage is applied as the biggest factor in the freezing damage occurrence in addition to temperature.
Freezing damage was terrible in the orchard of poor drainage. Freezing damage was terrible from the tree of which tree vigor is weak or nitrogen contents is high. Freezing damage of grape tree strong cold resistance than the relatively peach occurred in 2011.
Winter temperature by region in 2011, was higher than temperature(-20 ~ -25 ℃ or less) at which the grapes freezing damage occurs. In spite of that, the freezing damage has occurred from the grape tree. It is estimated that one of the causes of grape tree freezing damage occurrence was deficiency of nutrient storage of tree in 2010. Minimum temperature of February 2012 was similar to minimum temperature of January 2010.
Therefore, peach freezing damage was a concern, but the damage was slight. Low temperature occurred in mid-February and early January 2013. In 2013, damage was hardly observed until February, and damage symptoms such as tissue browning and shoots dead was observed in early May. There was a difference between the freezing damage, which is generally known time of expressed and damage symptoms of damage in 2013. Treatment such trunk wrapping was performed for reducing the damage the apple trees received the freezing damage in 2010. However, such treatment had no effect of reducing the damage.
For recovery of tree vigor apple trees that laid down by the typhoon of 2012, fruit quality and leaf area were surveyed by adjusting the level of 0, 30, 50, 70% of the normal number of fruit in 2013. The leaf area of young fruit season(middle June), in the case of 40% or less of the normal leaf, tree vigor was not recovered even by thinning the fruit all. The leaf area of young fruit, if it is 70-80% of the normal leaf, leaf size and fruit quality at harvest season was not returned to normal though fruit number reduced to 30% of normal fruit number.
Title : Suggestion of guide line for analysis of damage by abnormal weather disaster on fruit tree(’09~’13)
We suggested the standard yields of major fruit crops for the application of crop disaster insurance. We were referring to question survey, actual measurements, and standard yields that is applied to the crop disaster insurance in 2011.
a. Apple
As applied to the crop disaster insurance, apple planting system was classified into 3 types such as dense planting, semi-dense planting and general density planting and varieties was classified into 3 groups depending on fruit yield amount. In dense planting system, the maximum yield was obtained on 13 year old as much as 4.2~4.7ton/10a and the yields decreases gradually there after. In semi-dense planting system, the maximum yield was obtained on 16 year old as much as 4.1~4.7ton/10a and the yields decreases gradually there after. In general density planting system, the maximum yield was obtained on 20 year old as much as 4.0~4.4ton/10a. Fruit yields of dense planting system was higher than that of semi-dense and general density planting system at young tree stage, but less after 16 year old tree.
b. Pear
Pear planting system was added semi-dense planting system to the planting system was applying to the crop disaster insurance at present, dense planting system and general density planting system. Pear varieties was classified into 3 groups depending on fruit yield amount. In dense planting system, the maximum yield was obtained on 13 year old as much as 3.6~4.0ton/10a and the yields decreases gradually there after. In semi-dense planting system, the maximum yield was obtained on 16 year old as much as 3.6~4.0ton/10a and the yields decreases gradually there after. In general density planting system, the maximum yield was obtained on 20 year old, the yields on 20 year old was similar to that of dennse and semi-dense planting system. Fruit yields of dense planting system was higher than that of semi-dense and general density planting system at young tree stage, but less after 17 year old tree.
c. Peach
Peach varieties was classified into 4 groups depending on fruit yield amount. In peach trees, the maximum yield was obtained on 12 year old as much as 2.0~3.1ton/10a and the yields decreases gradually there after
d. Grape
Peach varieties was classified into 4 groups depending on fruit yield amount. In grape trees, the maximum yield was obtained on 9~11 year old as much as 1.9~2.7ton/10a and the yields decreases gradually there after Title : Suggestion of guide line for analysis of damage and development mitigation technology of damage by abnormal weather disaster on upland crop(’09~’10)
The average temperature has risen by 1.5℃ from 1904 to 2004 in korea. The degree of warming is going on faster 2 times than that of the global. If this trend would continue, our agricultural sector will be damaged deeply by climate change in near fure. Thisstudy was undertaken to develop adaptive technology for minimizing the damages by climate disorder in soybean cultivation. This study compared the weather over the main upland productivity enhancing technologies to develop reliable Sowing soybean growth and yield were investigated. Varieties include testing Daepungkong, Cheongja3kong, Sowing the June 5, June 15, June 25, July 10 were harvested. Planting density field (60 × 15cm), paddy (70 × 15cm) were the main survey information, Sowing, Growing Conditions growth characteristics and yield were investigated (Kokubun, 1994, Jung, 2005, Shimada, 1992, 1995, 1997). Moisture Resistance Test for Early Selection of soybean varieties tested for indicators of varieties Enrei, kanto 100, planters were the May 31 planting. Flooding is 40 days 10 days after sowing were treated freshwater, fresh water after treatment for major research growth, yield and nodule were observed(jung 2008). For the analysis of weather or soil moisture due to damage growth characteristics and yield were investigated.
Varieties include testing Taekwangkong, Daewonkong, Daepungkong, planters were harvested and June 20. 30 days after planting less (10-20% moisture content), humidity (moisture content 30%) were separated by treatment. Planting density field (60 × 15cm), Paddy (70 ×15cm) were the main survey information, Sowing, Growing Conditions growth characteristics and yield were investigated (Kokubun, 1995, Jung, 2008). Cultivation Conditions on Growth Characteristics of the main research content and yield, protein content was analyzed. (Jung, 2008). Soybean moisture for early selection of indicators to test angyeopkong, Poongsankong June 20 to 20 days after flowering and seeding were treated with fresh water. Planting density of 1/5000 port 1 Week 1 this, the growth and yield of major surveys were analyzed (jung, 2009). In the result of Daepungkong, Cheongja3kong delayed planting all the more growth characteristics (stem length, diameter, branch) is decreased by reducing shoot growth. Regardless of the sowing season Daepungkong difference is small in quantity, Cheongja3kong As the yield of the delayed sowing increased. Flooding nutrition by growing season Enrei, Kanto 100 gwanghapseongyul all, SPAD value decreased, when the recovery was increased after treatment. The growth characteristics and yield of soil moisture results look Taekwangkong, Daewonkong, Daepungkong all less than two humidity growth characteristics (stem length, diameter, branch) is low, shoot growth was reduced.
Daepungkong yield was higher during the growing less, Taekwangkong, Daewonkong when the humidity increases yield, and look baekripjungeul three cultivars cultivation increased humidity. According to soil moisture soybean crude protein, crude fat, crude protein content when less than the low humidity showed less fat was higher than the humidity.
Title : Suggestion of guide line for analysis of damage by abnormal weather disaster on vegetable(’09)
This study was performed to evaluate the abnormal higher temperature-derived damages in watermelon grown protected film houses and to build up basic and available data for the implementation of crop disaster insurance. Data were mainly collected from an on-site survey of five counties. Predominated cultivar was “Sambokggul” and “Speed”, and the
period of cultivation in Eomseong and Yesan was from April to July and in Buyeo, Gochang and Haman was from December to May. Rainfall was concentrated in July (about 35 to 47% of annual rainfall), and it could lead to the damage of marketable fruitsbecause of the lack of sunshine and flooding. The price by fruit grade ranged from 200won/kg to 3,500won/kg, and it reached the maximum in March. Main natural disaster was heavy snow, flooding, typhoon, and high and low temperature, among them, crop damage by heavy snow and typhoon was 100% and by floodingwas 30 to 100%, and by temperature was 20 to 50%. Crop damage in protected cultivation system was more influenced by pathogen and harmful insect compared with natural disaster. In conclusion, fruit production-based evaluation system could cause unreasonable results when the insurance was applied, so the improvement of the insurance system including the reduction of fruit quality and the establishment of minimum price assurance system are preferentially required.
Title : Development of mitigation technology of abnormal weather disaster on vegetable
To develop the mitigation techniques to high temperature-derived crop damage, the effect of the treatmentssuch as shading, cultivar and mulching was examined by the evaluation of watermelon growth and change in fruit quality. Shading had an effect of the reduction in temperature (3 to 4℃) and humidity (10%) during day time, and thus shading was proved as one of techniques to reduce crop damage. Soil temperature near rhizosphere was the highest in the treatment of shading and green vinyl mulching and shading was a factor to increase the temperature of the rhizosphere. Shoot dry matter was not found in difference between varieties, and the treatment of shading and black vinyl mulching had an effect to slightlyincrease dry matter. The damage by high temperature was occurred in all treatment, although there was slight difference among treatments. High temperature reduced 18% of fruit quality and 24% fruit weight, however, the treatment of shading and black vinyl mulching had an effect to alleviate crop damage.
Title : Development of alleviation techniques and demage analysis on productivity and quality of rice according to climatic change Climate changes are unequivocally driven by increasing atmospheric green house gases concentration (e.g., CO₂, CH₄and N₂O), and are likely to lead to extreme weather events that may have strong potential to affect crop production processes. In this study, the productivity and quality of rice crops (Oryza sativa L. cv. Ilmybyeo) exposed to extreme weather events, a long spell of cloudy (i.e. a lack of sunshine), rainy, drought, and of heat-wave, were investigated under various climate change scenarios that consisted of six combination treatments of atmospheric CO₂ concentration ([CO₂]) and air temperatures ([Ta]). Field chamber study was conducted in experimental paddy fields of Chonnam National University (126°53′ E, 35°10′ N, alt. 33.0 m) by using six temperature gradient chambers (TGCs) with or without CO₂ fumigation systems during the two cropping seasons (2009 and 2010). In current local climate conditions, in terms of [CO₂] and [Ta] at experiment site, a lack of sunshine ([SL]) significantly reduced crop productivity. The reduced productivity clearly differed among growth stages exposed to [SL], resulting in the order of booting stage(-83.7%)> panicle initiation stage (-51.9%)> early ripening stage (-29.6%). As expected, the detrimental effect of [SL] on crop productivity was significantly exacerbated with rising [Ta] from current ambient [Ta] to 2.4℃ above the ambient [Ta]
across growth stages. However, elevated [CO₂] significantly alleviated the detrimental impact of [SL] on crop productivity under both the current ambient [Ta] and warming conditions. A long spell of rainy ([LR]) at mid-ripening stages (10 days) also reduced crop productivity, and the reduction was amplified with rising [Ta], in particular under ambient [CO₂], showing a -12%, -20.7% and -28.6% in current local ambient [Ta], 1.2℃ and 2.4℃ above the local ambient [Ta], respectively. Overall, the impact of a long spell of rainy was smaller than that of [SL]. The [LR], however, significantly reduced normal rice (i.e. head rice): it was reduced from 78.5% in control plot to 44.2% in [LR] plot under the current local ambient [CO₂] and [Ta] conditions. The fraction of normal rice in [LR] conditions linearly declined with rising [Ta], resulting in a 44.2%, 41.6% and 27.5% in current local ambient [Ta], 1.2℃ and 2.4℃ above the ambient [Ta], respectively. In contrast, the fraction of milky-white rice linearly increased with rising [Ta], whereas [CO₂] did not affect both the fractions of normal rice and milky-white rice. Under the current local ambient [CO₂] and [Ta] conditions, both a long spell of droughts ([LD]) from meiosis stage to maturity and from heading to maturity significantly reduced crop productivity. The productivity reduction due to [LD] was more sever when [LD] initiated at meiosis stage compared to heading stage, and magnified with rising [Ta], showing a -17.6% (ambient), -35.6% (+1.2℃) and -67.8% (+2.0℃) in [LD] plot at meiosis stage and a -10.7%, -27.8% and -54.9% in [LD] plot at heading stage. However, elevated [CO₂] significantly alleviated the productivity reduction due to [LD] across growth stages and [Ta] regimes. Regardless of growth stages, the [LD] had a propensity to decline the fraction of normal rice (p=0.099), and significantly increased both white-based rice and deformed rice. Overall, however, rice physical quality was more strongly affected by warming than by [LD] but not by [CO₂]. Although elevated [CO₂] increased crop productivity by 18.7%, this incremental effect of elevated [CO₂] disappeared with 1.2℃∼ﾀ2.0℃ warming (i.e. heat-wave) in short-term and long-term at flowering and ripening stages. In addition, the fraction of normal rice linearly decreased with warming (ambient to +2.0℃ above the ambient) during short-term and long-term at flowering and ripening stages, while the fraction of milky-white rice significantly increased. Overall, the response of normal rice and milky-white rice to heat-wave was more sensitive in elevated [CO₂] than in ambient [CO₂].
This was probably thought to be due to, rather elevated [CO₂] per se, indirect effect through shifting crop phenology in elevated [CO₂].
Title : Collection of genetic resources and basic research for development of major food crops adaptable to North Korea to cope with climatic change Seed genetic resources of rice, soybean, and maize collected in Jilin Province and Heilongjiang Province. The collected seed resources were multiplied, characterized and growth characteristics and adaptability of the crop plants grown-up from the seeds were investigated. Finally the seed resources and information of the growth characteristics were transferred to the National Agricultural Genetic Resources Center for being used as breeding materials - 913 kinds of genetic resources in rice, 247 kinds in soybean, and 150 kinds in maize(self-crossed, inbred lines) were collected. From the collected resources, 729 kinds of rice, 145 kinds of soybean, and 122 kinds of maize were transferred to the National Agricultural Genetic Resources Center with their information on the growth characteristics. 15 kinds of soybean, 17 kinds of maize will be transferred soon addition additionally as a result of 2013. In addition to the seed genetic resources, human networks and close relationships in the international society formed during the process of this project have built the basis for the future international cooperation.
Title : The development of management techniques and responses of pear tree after hail damage
Climate disasters is increasing with global warming.looking at the past 10 years of crop disasters, Storms was encountered the most frequently and hail damage occurs every year.
In this study, the effect of pruning and new shoot thinning for flower bud after hail damage depending on the damage level was investigated.Pruning of damage shoot and 50% or 100% of fruit thinning based on everage fruit set were treated. Investigation of flower buds of the pear orchard received severe hail damage results flower bud normally but the size was smaller, weight was lighter than that of slight hail damage. Flower bud growth rate was gently larged after severe damage from December to March, while that of slight damage was sharply increased between Feburary and March and the weight of flower buds was significantly heavier. The flower bud of severe hail damage orchard was swell dropped highly after fallen leaves, some of which tend to fail in flowering bloom.Also, regardless of treatment flower bud mortality rate was 20% or more, especially the highest with 24.0% in fruit thinning of 100% treatment. In this case, the carbohydrate content is higher to 135mg/g in new shoot pruning than those of 128mg/g in control. The mortaliy rates of flower bud were similar to 9.3% and 9.7% treated in control and new shoot pruning, but which is high rate to 22.5% and 25.7% in fruit thining of 50% and 100% at the slight hail damage orchard. The carbohydrate contents of flower bud as treated in control and new shoot pruning were higher to 140mg/g and 145mg/g, when that of treated in fruit thining of 100% was lowest to 125mg/g. As above result, to induction for good flower bud, it is good for control to shoots pruning of torn leaves and severe wound shoot or bruised fruit thinning within 50% in the severe hail damage orchard, and the standard management was judged to be suitable to manage without fruit thinning in thd slight hail damage orchard.
Title : Recovery manual development of apple trees that received the typhoon damage(’10)
This study was carried out to develop recovery manual for apple tree with fall down by typhoon ‘KOMPASU’. The apple trees were classified 30, 60 and 90 angles according to down angle. The recovery rate was investigated dividing fruit setting or not, pruning treatment. As results, an apple tree was recovered 100% in all treatment. This is considered to be different according to degree of root damage. The manual for recovery of apple tree with fall down by typhoon shall be held in the following way. An apple trees immediately raise and is fixed with stake when fall down by Typhoon. An apple trees slowly stand to avoid root injury. When standing work little dig in the opposite direction and later covering soil. The leaf of apple trees are washed water and spray pet control agents in fine day. At this point, 0.2% urea spray foliar.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 14
• 목차 ... 21
• 제 1 장 서 론 ... 22
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 23
• 1. 기상재해 피해 경감기술 개발 ... 23
• 2. 기상 재해에 따른 피해기준 산정 ... 23
• 3. 미래기후 시나리오에 따른 영향 평가 및 피해 경감기술 개발 ... 24
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
• 제1세부연구과제 : 과수의 이상기상 재해 피해 경감기술 개발(’09~’13) ... 25
• 제2세부연구과제 : 과수의 이상기상 재해에 따른 피해기준 산정(’09~’13) ... 45
• 제3~4세부연구과제 : 밭 작물의 이상기상 재해에 따른 피해기준 산정 및 피해 경감기술 개발(’09~’10) ... 85
• 제5세부연구과제 : 채소작물의 이상기상 재해에 따른 피해기준 산정(’09) ... 97
• 제6세부연구과제 : 채소작물의 이상기상 재해 피해경감기술 개발(’09) ... 102
• 제7세부연구과제 : 이상기상에 따른 벼의 생산성과 품질 피해해석 및 경감기술개발(’09~’10) ... 107
• 제8세부연구과제 : 이상 기상대비 북한지역 적응 소비성 작물 유전자원 수집 및 품종화 연구(’09~’13) ... 132
• 제9세부연구과제 : 우박피해 후 배나무 수체반응 분석 및 관리기술 개발(’10~’11) ... 197
• 제10세부연구과제 : 태풍 피해 사과나무 회복 매뉴얼 개발(’10) ... 204
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도 ... 209
• 1절 : 목표대비 달성도 ... 209
• 2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타) ... 211
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 216
• 제 1절 : 활용 계획 ... 216
• 제 2절: 추가연구의 필요성 ... 216
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 217
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 218
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 219
• 제 9 장 참고문헌 ... 220
• 끝페이지 ... 227