초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
기온편차에 의한 주요 채소 생리반응 연구 과제(1세부과제) 수행을 통해, 해발고도 시험포장을 이용한 감자와 마늘의 발아 시험결과 감자는 온도보다는 토양수분, 종서의 눈 상태 등에 따라서 발아율이 더 큰 영향을 받았으나, 마늘의 경우에는 온도가 발아율에 미치는 경향이 뚜렷하게 나타나는 것으로 보인다. 해발고도별 기온편차에 따른 난지형 마늘의 발아율은 해발고도가 높아질수록 발아율은 감소하는 경향을 보였으나 한지형 마늘은 해발고도가 높을수록 발아율이 점차 빨라지는 경향을 나타내었다. 이것은 한지형 마늘이 고온조건에

Ⅳ. 연구개발결과
기온편차에 의한 주요 채소 생리반응 연구 과제(1세부과제) 수행을 통해, 해발고도 시험포장을 이용한 감자와 마늘의 발아 시험결과 감자는 온도보다는 토양수분, 종서의 눈 상태 등에 따라서 발아율이 더 큰 영향을 받았으나, 마늘의 경우에는 온도가 발아율에 미치는 경향이 뚜렷하게 나타나는 것으로 보인다. 해발고도별 기온편차에 따른 난지형 마늘의 발아율은 해발고도가 높아질수록 발아율은 감소하는 경향을 보였으나 한지형 마늘은 해발고도가 높을수록 발아율이 점차 빨라지는 경향을 나타내었다. 이것은 한지형 마늘이 고온조건에서 오히려 발아가 지연되는 생리적인 특성이 있는 것으로 판단되었다. 해발고도별 마늘의 생육을 조사한 결과 해발고도가 낮아질수록 기온이 높고 마늘의 생육은 양호한 것으로 나타냈다. 우리나라 주요 채소 재배지가 과거에도 기후변화의 영향을 받아서 변했는지를 조사하기 위하여 과거 1970년부터 2005년까지 35년간의 주요채소(배추, 무, 고추, 양파, 마늘)에 대하여 재배지 변동지도를 제작하였다.
해발고도별 기온편차에 따른 노지고추 생산성 평가한 결과 노지고추 생육기 평균온도는 21℃를 기준하였을 때 생육온도가 낮을수록 생육은 감소하였고, 수확한 고추의 과실특성은 생육온도가 높을수록 과실이 작아지는 경향을 보였다. 또한, 해발고도별 온도상승에 따른 ‘춘광’ 여름배추 생산성 평가한 결과 생육기 평균기온 18.6℃를 기준하였을 때 생육온도가 높을수록 생산량은 감소되는 결과를 얻었다.
기온편차에 의한 주요 과수 생리반응 연구 과제(2세부과제) 수행을 통해, 자발휴면이 타파된 2월부터 4월까지의 평균기온에 따라 사과의 만개기 생물계절 변화 양상을 확인한 결과 배와 사과가 기온 증가에 의해 만개기 생물계절이 약 10일 정도 앞당겨진 것으로 나타났다. 사과와 배 모두 고온조건에서는 광합성이 제한을 받기 때문에 온난화가 된다면 생육에 일정부분 지장을 받게 될 것으로 예상되며 배보다는 사과가 온도 상승에 광합성률 감소가 두드러지기 때문에 기후변화 시 민감하게 반응할 것으로 예측되었다. 열분석법을 이용한 ‘일남2호’의 2월 중 결빙점을 확인한 결과 2월 중 잎과 주간부의 온도가 –1.8, -10.4℃일 때 동해 피해를 받는 것으로 확인되었다. A1B, RCP 4.5, 8.5 시나리오 등 세 종류의 기후변화 시나리오를 근거로 참다래의 재배적지 변동을 예측한 결과, 참다래의 재배적지 증가는 공간적으로 현재에는 제주도 해안지역과 남해안 도서지역 및 해안지역이지만 이후 크게 증가하여 2050년대에는 남해안에서 내륙 쪽으로 상승하고 동해안 일부 지역이 재배에 적합할 것으로 예측되며, 2090년대에는 강원도 산간 및 전라도, 경상도, 충청도 일부 지역을 제외하고 전국적으로 재배가 가능할 것으로 예측되었다. 제주도의 10년 빈도 극최저기온 분포도를 이용해 현재 감귤 동해위험도를 분석한 결과(그림 12), 동해 안전지대는 제주도의 동쪽 지역을 제외하고 중산간 지역 이하에서는 동해에 안전한 것으로 나타났다. 2011~2020, 2041~2050, 2081~2090년의 제주도의 만개기 변화를 조사한 결과, 기후변화가 진행되면서 만개기가 점차 빨라지는 것을 확인할 수 있었다.
기온편차에 의한 토양양분 및 수분 변화 연구 과제(3세부과제)에서는 해발고도별 토양의 양분과 수분의 변화를 조사하고 기후변화와의 관계를 구명하는 것을 목적으로 설정하였다. 시험기간중 해발고도별 시험포장의 양분과 수분의 변화를 모니터링하여 기초자료를 확보하였다. 해발고도 포장 위치에 따른 양분과 수분의 수지를 조사하였고, 해발고도 포장이 위치한 제주도 토양에 대한 특성을 조사하였다. 제주도에서는 화산회토지역보다 비화산회토 지역에서 질산태질소가 심토로 침투할 위험이 크다고 판단하여 제주도 토양도를 이용하여 질산태질소의 지하 침투 위험 분포를 분석하였다. 토양 중양분과 수분의 이동을 정밀하게 예측할 수 있는 2DSOIL 모형을 수집하여 분석하였다.
2DSOIL는 토양 양·수분 모형으로 작물이 생육하고 있는 조건에서 토양의 깊이와 거리에 따른 양분과 수분의 함량을 정밀하게 예측할 수 있게 해준다.

Abstract ▼

1. Research of growth response of major vegetable crops using altitude-dependent temperature change
Many study results have presented evidence that global atmospheric CO₂ concentration and temperature is increasing every year. The temperature is important component for growth and yield

1. Research of growth response of major vegetable crops using altitude-dependent temperature change
Many study results have presented evidence that global atmospheric CO₂ concentration and temperature is increasing every year. The temperature is important component for growth and yield of plants. This study was conducted to determine the influence of climatic environments on the growth characteristics of red pepper (Capsicum annuum L.) and chinese cabbage (Brassica campestris subsp. napus var. pekinensis) grown at different altitudes, such as 60, 200, 350, 500 and 700 m above the sea level(ASL). Average mean air temperature during the growing period of red pepper (May 1∼September 30) at 60, 200, 350, 500 and 700 m was 22.0℃, 21℃, 19.7℃, 19.4℃ and 18.7℃. Plant height, leaf number, total leaf area, fresh weight and dry weight of red pepper were the highest at 200 m ASL. The growth of red pepper was most favorable by the condition of 200 m ASL. Fruit weight, fruit length and fruit diameter decreased as the temperature increasing gradually. Total fruit number was the highest at 60 m ASL. Accumulated fruit weight of red pepper at 60 m ASL showed the highest (483.7g/plant) by August 26, which was 5.6% higher compared to that of 700 m ASL (457.9g/plant). After that, it was the highest at 700 m ASL compared with different conditions. Non-marketable fruit rate (diseased fruit, malformed fruit and small sized fruit) increased as the temperature rise.
Average mean air temperature during the growing period of chinese cabbage (May 1∼July 15) at 60, 200, 350, 500 and 700 m ASL was 20.3℃, 19.8℃, 18.6℃, 17.8℃ and 16.8℃. Under 60 m ALS, Leaf number, total leaf area, fresh weight and dry weight of chinese cabbage were increased compared with the other conditions. But, Non-marketable plant rate (soft-rot disease and non-head formation) increased as the temperature rise. The symptoms of soft-rot disease and non-head formation were observed in the part of chinese cabbage head after 75 days of cultivation at 60 m and 200m ALS, but not in the cabbage heads growing at 350, 500 and 700 m ASL. These results showed that chinese cabbage could be negatively affected by high temperature.
2. Research of growth response of major fruit tree crops using altitude-dependent temperature change
The effects of temperature deviation according to altitude of Hanlla Mountain on tree growth, fruit characteristics and biotic season of major fruit tree crops were investigated. The experimental fields are located on 60, 200, 350, 500, 700 meter on the Halla Mountain. The periods to reach full bloom and harvest time of each treatment were measured. The results of Fullbloom date of ‘Fuji’ apple and ‘Niitaka’ pear, 60 m field is reduced approximately 10~12 days as compared with 700m field. The tree growth and fruit characteristics were measured along with rate of photosynthesis. The average trunk diameter of ‘Fuji’ apple was 23.3 mm in 200m field (18.6℃) which is higher than other groups, and shoot length was highest in 60m field (35.6cm), lowest in the 700m field (24.3cm). The tree hight of pear was unaffected by temperature in early growth stage, it was higher on those treated with lower altitude field during the summer season. Fruit weight was highest in the 700m field (327.1g), but lowest in the 200m field (276.0g) in the ‘Fuji’ apple. But ‘Niitaka’ pear showed a tendency of decreasing in high altitude fields. Flesh firmness was highest in the 700m field in apple and pear, and soluble solid content was the highest in lowest altitude field in apple (200m field) and pear (60m field). Regarding the rate of photosynthesis during the growth period, in higher photosynthetic rates was observed in higher altitude fields during the early stage of growth, however it was reduced dramatically in summer. The results of measuring freezing injury, leaf freezed at –1.8℃, and trunk was –10.4℃ in the Mandarin. Also we carried out spatial analysis for the optimal cultivation area of Kiwi, and safty zone against freezing injury in Mandarin.
3. Research of soil water and nutrient movements by temperature differences
This study was conducted to monitoring soil nutrients and water contents at the altitude experiment sites along Mt. Halla. The Altitude experiment sites are established to study crop responses on the open field situation against climate changes including higher temperature and intensive precipitation. Firstly, we monitored and reported changes in soil nutrients and water contents during crop cultivation periods. Secondly, we studied characteristics of nutrients distribution on Jeju Island and nitrate movements in surface soils related to volcanic ash soils. Thirdly, we elucidated evapotranspiration rate by crops at the altitude sites and at lysimeter. Lastly, we tried to test possibility to apply soil model called 2DSOIL, which predict nutrient and water movement in soil layer, to Jeju soils. We can support basic data for the crop experiments at the Altitude sites. And research related to model application is needed to study more.

목차 Contents

• 완결과제 최종보고서 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• 목 차 ... 10
• 제 1 장 서 론 ... 11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 제1절 국내 연구 현황 ... 13
• 제2절 국외 연구 현황 ... 14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 제1절 기온편차에 의한 주요 채소 생리반응 연구 ... 15
• 제2절 기온편차에 의한 주요 과수 생리반응 연구 ... 41
• 제3절 기온편차에 의한 토양양분 및 수분 변화 연구 ... 52
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 71
• 1절 : 목표대비 달성도 ... 71
• 2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 72
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 76
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 77
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 78
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 79
• 제 9 장 참고문헌 ... 80
• 끝페이지 ... 84