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Kafe 바로가기주관연구기관 | 국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2016-02 |
과제시작연도 | 2015 |
주관부처 | 농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 | TRKO201600003414 |
과제고유번호 | 1395041350 |
사업명 | 신품종지역적응연구 |
DB 구축일자 | 2016-06-25 |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201600003414 |
Ⅳ. 연구개발결과
1. 토경 재배용 딸기 우량묘 생산 및 재배 기술 개발
모주의 묘소질은 관부의 크기를 기준으로 추정이 가능하며 관부 직경이 9 ~ 13mm 내외의 범위에 분포하는 활력이 우수한 모주를 선별한 후 3월 중하순까지 앞당겨 정식하고 모주의 초기 양수분 관리를 통하여 초기 활착과 생육을 촉진함으로서 묘소질이 양호한 다수의 자묘를 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
자묘의 포트 유인 위치에 따른 생육을 검토한 결과에서 사용된 두 종류의 배지 모두에서 포트 중앙보다 측면에 자묘를 유인한 처리구에서 관부직경이 평
Ⅳ. 연구개발결과
1. 토경 재배용 딸기 우량묘 생산 및 재배 기술 개발
모주의 묘소질은 관부의 크기를 기준으로 추정이 가능하며 관부 직경이 9 ~ 13mm 내외의 범위에 분포하는 활력이 우수한 모주를 선별한 후 3월 중하순까지 앞당겨 정식하고 모주의 초기 양수분 관리를 통하여 초기 활착과 생육을 촉진함으로서 묘소질이 양호한 다수의 자묘를 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
자묘의 포트 유인 위치에 따른 생육을 검토한 결과에서 사용된 두 종류의 배지 모두에서 포트 중앙보다 측면에 자묘를 유인한 처리구에서 관부직경이 평균 0.5mm 증가하여 자묘 묘소질이 양호한 경향을 보였다. 정식 시에는 육묘용 배지를 털지 않고 그대로 정식하는 것이 조기 수량이 높은 경향을 보였으며 이는 육묘용 배지를 털지 않고 정식하였을 때 근권이 적절히 확보되어 정식 초기 활착이 촉진된 것으로 판단된다.
‘설향’의 비가림 포트 육묘 시 양분 공급 중단 시기를 7월 하순을 전후하여 실시하였을 경우 지상부의 생육은 억제되었던 반면 지하부의 생육을 촉진하여 묘소질을 향상시킬 수 있었다. 또한, 육묘 후기 자묘의 양분 공급 중단은 체내 질소 수준을 효과적으로 감소시킴으로써 딸기의 화아 분화를 촉진하고 수확 시기를 앞당겨 딸기 가격이 높게 형성되는 동절기 수량 및 소득을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다. 정식 포장 조성 지연으로 정식이 지연되는 것이 불가피할 경우에는 자묘의 화아 분화 후 화아 발육이 지연되는 것을 방지하기 위해서 자묘에 KNO3 등 양분 공급 시 수량 감소를 극복할 수 있었다. 그러나 재배 환경 조건과 자묘의 묘소질에 따라 결과가 달리 예상되므로 양분 공급 시기와 농도는 추후 정밀한 실험을 통하여 구명되어야 될 것으로 생각된다.
비가림 포트 육묘시 모주에서 발생하는 액아 중 충실한 액아 1개를 남기고 육묘할 경우에 묘소질이 양호한 다수의 자묘를 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 자묘의 묘소질을 향상시키고 정식 후 조기 수량 및 총 수량 증대를 위해서는 딸기 육묘 시 관행적인 2주/1포트 유인을 지양해야 할 것으로 생각된다. 육묘 시 곁·속런너를 방임하여 육묘할 경우에 1 ~ 5차 자묘의 묘소질도 함께 저하되므로 노동력은 추가로 소요되나 곁·속런너를 발생 초기에 수시로 제거하는 것이 우량묘 생산 비율을 높이는데 바람직할 것으로 생각된다. 곁런너 및 속런너를 방임하여 육묘할 경우에 발생하는 자묘수는 63.2주로 곁런너 및 속런너를 모두 제거하여 육묘한 33.0주와 비교하여 약 91% 증가되었으므로 묘소질을 고려하지 않고 단순히 자묘 증식을 목적으로 육묘할 경우에는 곁런너와 속런너를 방임하여 육묘하는 것이 유리할 것으로 생각된다.
딸기 촉성 재배 시 동절기에는 부족한 일조량과 단일 조건으로 출엽 속도가 늦고 충분한 동화산물의 생산이 어렵기 때문에, 노화엽과 이병엽을 제외하고 최소한으로 적엽하여 관리하다가 외부 환경 조건이 양호해지는 3월 이후에 적엽하여 관리하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 정식 후 액아를 1개로 제한하고 적화를 하는 것이 평균 과중을 높이고 수량을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 다만 액아의 충실도에 따라 생육 및 수량 차이가 발생할 수 있으므로 일괄적인 관리보다는 각각의 초세와 발생되는 액아의 충실도에 따라 액아를 유지하여 재배할 것인지에 대하여 판단하고 상품성 향상을 위하여 적화가 반드시 필요할 것으로 생각된다.
본포에 정식된 정식묘에서 발생한 자묘를 모주로 활용하기 위하여 채취 시기가 늦어질 경우에 정식묘의 양분이 지나치게 소모되어 정화방의 발육이 저하되고 이에 따라 수량이 크게 감소되므로 늦어도 10월 중순경까지 채묘를 완료하는 것이 필요하고 정식 포기당 생육이 왕성한 자묘 1개 내외 정도만 남겨두고 일부 한정된 포장에서 채취하는 것이 정식 포장의 수량 감소를 미연에 방지할 수 있을 것으로 기대된다.
2. 딸기 고품질 다수확 수경재배기술 개발
시판되고 있는 코코피트 중에 K, Na, Cl의 농도가 높을 경우, 딸기 수경재배에서 생리장애가 발생하였다. 염류수준이 높은 코코피트를 전처리 없이 사용하였을 때, 정식 후 1개월까지 EC, K, Cl 농도가 높았으며, 그리고 Ca 농도는 3개월까지 낮게 유지되었다. 염류수준이 높은 코코 피트의 수량은 염류수준이 낮은 것과 비교하여 88% 수준으로 감소하였으나, 염류를 세척을 하고 Ca 첨가를 했을 때는 96%까지 개선되었다.
배양액에서 K와 Ca 비율의 효과를 알아보기 위하여, 농도 meq/L로서, 6.8 : 8.4(K는 딸기 흡수비율, Ca는 딸기 흡수비율 2배), 5.2 : 10.4(유럽딸기처방 비율), 9 : 6(야마자키 처방 비율), 3종류로 처리하였다. 엽면적과 건물중은 9 : 6 처리에서 가장 많았으나, 수량은 9 : 6 처리에서 가장 적었고, 5.2 : 10.4처리와 6.8 : 8.4 처리에서 더 많았다. Ca 요구량이 많은 코코피트에서도 6.8 : 8.4 처리에서 수량이 가장 많았다. 배양액내 NO3-N와 NH4-N의 비율을 100:0, 90:10, 80:20으로 처리하였을 때, NH4-N 비율이 높아질수록, 엽수 22%, 엽면적 19%, 건물중 17%까지 증가하였다. NH4-N 20%의 경우, NH4-N 0%와 비교하여, 설향 8%, 매향 5%까지 수량이 증가하였다. 잎의 팁번은 NH4-N 0∼20% 범위에서 차이가 없었으나, 꽃받침 팁번은 NH4-N 20%의 경우, 1월에 71.3%가 발생하여 품질에 큰 손상을 주었고, 2월과 3월은 각각 31.2% 20.5%로 감소하였다. 생육 전기간 기본처방(N-P-K-Ca-Mg-S=14(13:1)-4-6-8-4-4)를 사용하는 A 배양액, B 배양액은 기본처방에서 K 5meq/L로 줄임, C 배양액은 기본처방에서 NH4-N zero, K 5meq/L로 줄여 공급하였을 때, 딸기 수량은 A 배양액에서 가장 많았고, B와 C 배양액에서는 96%로 감소하였다. 수확시기를 3단계로 구분하였을 때, 가격이 비싼 초기와 중기에는 A 배양액에서, 가격이 싼 후기에는 C 배양액에서 수량이 많았다.
EC 관리를, 전생육기간 EC 1.2로 일정하게 관리(EC 1.2mS/cm), 생육단계에 따라 EC 0.6-1.2-1.8-1.2mS/cm로 조절하여 관리, 배액 EC와 공급액 EC의 합이 3.0이 되게 관리(배액 EC+공급액 EC=3.0mS/cm) 등 3가지 방법으로 하였을 때, 엽면적과 건물중은 EC 1.2mS/cm 처리에서 가장 많았고, 총수량은 배액 EC+공급액 EC=3.0mS/cm 처리에서 가장 많았다. EC 0.6-1.2-1.8-1.2mS/cm 처리는 가격이 비싼 초기와 중기에, 배액+공급액 EC 3.0mS/cm 처리는 가격이 싼 후기에 수량이 더 많았다.
3. 딸기 친환경 병해충방제 기술 및 매뉴얼 개발
딸기 육묘기 주요 병해충 친환경 방제제 선발 결과 흰가루병은 유황제, 방선균, 식물오일, 진딧물은 회화나무+멀구슬+양명아주 추출물, 고삼+측백나무+백부근 추출물, 고삼+데리스 추출물, 고삼+파라핀오일+님오일, 점박이응애는 카롤라오일, 님오일 등이 효과적이었다. 딸기 친환경 건전묘 생산 기술 결과로 딸기 정식 전 온탕소독(47℃, 3분→18℃, 10분)에 의한 탄저병 방제효과는 38%이하로 낮게 나타났으며 딸기 탄저병균의 포자는 47℃에서 30분, 50℃에서는 5분, 균사는 48℃에서 120분, 50℃에서 60분이상 처리되어야 생존이 되지 않았다. 온탕소독(47℃, 3분)에 의한 탄저병 방제효과는 37.8%로 낮았으나 온탕소독에 NaDCC 혼용처리시 67.1%로 방제효과를 높일 수 있었다. 육묘용 고정핀 소독은 NaDCC나 70% 알콜처리시 80%이상의 탄저병 방제효과를 보였으며 딸기에 발생하는 탄저병균의 형태적, 분자생물학적 특성을 분석한 결과, 기존에 보고된 Colletotrichum gloeosporioides는 C. fructicola로 동정되었다. 시설내 흰가루병 발생요인으로 하우스내 온도, 습도, 잎수분 지속시간은 관련이 적었고 일교차와 관련이 깊었다. 딸기 흰가루병 이병주는 건전주에 비해 광합성량과 잎온도 감소, 건전주의 토양은 이병주에 비해 EC와 Mg함량이 높았고, 건전주의 무기성분 중 Mn이 이병주에 비해 높은 함량을 보였다.
딸기품종별 분리한 흰가루병균의 ITS sequence분석결과 품종에 따라 차이 없이 모두 100% 유사성을 나타냈으며 Podosphaera aphanis var. aphanis와 일치하였다. 또한 잿빛곰팡이병 발생 요인으로 Botrytis cinerea의 water activity는 0.94로 높은 습도를 요구하였고 습도와 dew point가 온도보다 관련이 높았으며 재배포장에서 잿빛곰팡이병 발생 예측을 위한 모델은 Bulger모델이 적합하였고 이산화탄소(800ppm)처리에 따른 경도 향상은 무처리와 차이가 적게 나타났다. 화분발아에 미치는 약제 및 친환경자재의 영향 평가에 최적 화분발아 조건은 18% sucrose, 25도이었고, 이 조건에서 설향, 매향, 금향의 화분발아율은 15.3, 18.4, 30.7%였다. 화분 발아에 영향이 있는 약제는 피라클로스트로빈, 아족시스트로빈, 크렉속심메칠, 이미녹타딘, 디클로플루아니드, 유황제로 무처리대비 93.8%이상의 억제율을 보였다. 영양원과 주요병해 발생 상호작용 구명에서는 살균제와 망간 혼용시 살균제 단용보다 15-16% 흰가루병 방제효과가 상승하였으며, 혼용처리시 생육과 과실의 품질에 미치는 영향은 없었고 같은 농도에서 염화망간이 황산망간보다 과잉장해 발생이 심했고, 딸기의 경우 염화망간은 1회, 황산망간은 2-3회 이상 처리할 경우 과잉장애 발생이 우려되었다. 딸기 육묘기 병해충 방제력 효과 검정에서 탄저병은 무처리구의 초 발생이 2012년 7월 중순, 2013년 7월 상순이었으며, 친환경 방제력과 약제 방제력의 초 발생은 7월 하순으로 부처리보다 늦게 발병되었고 친환경 방제력은 약제방제력과 비슷한 낮은 이병율을 보였다. 흰가루병은 무처리구의 초 발생이 2012년과 2013년 5월 하순이 었으며 친환경 방제력에서 2012년과 2013년 모두 무처리구보다 늦은 5월 중순부터 시작되었고 6월 중순에 최대 이병율을 보였으며 7월 중순부터 이병율은 낮아지는 경향을 보였다. 점박이응애는 무처리구의 초 발생이 2012년과 2013년 모두 6월 11일부터 발생이 되었고, 2012년의 친환경 방제력은 낮은 방제효과를 보였으나 2013년은 약제 방제력과 비슷한 높은 방제효과를 보였다. 진딧물은 무처리구의 초 발생이 2012년 5월 하순, 2013년 5월 초순이었고, 친환경 방제력의 목화진딧물 밀도는 6월 10-20일에 가장 높은 경향을 보였으나 이 시기에 주기적인 방제로 7월초중 순부터 밀도는 감소하였다. 딸기 수확기 병해충 방제력 효과 검정에서 탄저병과 흰가루병 발생은 친환경 방제력에서 약제 방제력과 비슷한 수준이었으나 시들음병 발생은 무처리구와 비슷한 수준을 보였다. 점박이응애 발생은 2월 중순부터 피해율이 증가하기 시작하였으며, 친환경 방제력은 약제 방제력과 비슷한 점박이응애 밀도수준을 보였다. 진딧물발생은 10월 중순과 3월에 높은 수준을 보였으며, 친환경 방제력은 약제 방제력과 비슷한 진딧물 밀도 수준을 보였으나 밀도가 증가하는 3월부터는 방제효과가 낮게 나타났다. 작은뿌리파리 발생은 10월 중순부터 시작되었으며, 친환경 방제력은 약제 방제력보다 높은 발생율을 보였으나 무처리보다는 낮은 방제효과를 보였고 나방 발생은 10월 중순부터 발생이 시작되었으며, 친환경 방제력은 약제 방제력과 비슷한 나방 발생율을 보였다. 위의 결과를 바탕으로 딸기 친환경 병해충방제기술 개발 매뉴얼 500부를 제작하여 농가에 보급하였다.
4. 딸기 흡비특성 구명을 통한 생리장해 경감기술 및 최적양액 개발
가. 관비용액의 중탄산 농도가 ‘설향’ 딸기의 생육, 자묘발생 및 무기이온 흡수에 미치는 영향
Hoagland 용액을 변형시켜 중탄산(HCO3-) 농도가 60, 90, 120(대조구), 180 및 240 mgㆍL-1가 되도록 용액을 조제하고, 용액의 전기전도도(EC)를 0.8~1.2dS·m-1로 조절하여 coir dust+ perlite(7:3) 상토에 관비하였다. 2주 간격으로 근권부 용액을 채취하여 중탄산 농도와 pH를 측정하고, 처리 130일 후 지상부의 생육 조사와 무기물 함량을 분석하였다. 중탄산 농도가 240mgㆍL-1인 처리에서는 처리 60일 후부터 모주에 Fe, Zn 및 B 결핍증상이 발생하였고, 처리 90일 후에는 자묘를 포함한 모든 식물체로 증상이 확산되었다. 처리 130일 후 조사한 식물 생육에서 관개수의 중탄산 농도가 120mgㆍL-1 이상으로 높아질수록 엽수, 엽록소 함량 및 생체중 등 조사한 모든 생육지표에서 저조한 경향이었다. 처리 후 130일 동안 발생한 자묘수는 60mgㆍL-1처리가 모주당 23개체였지만, 240mgㆍL-1처리에서는 13개체로 적었다. 근권부 pH는 2주 후부터 처리간 차이가 발생하였으며, 처리 126일 후 중탄산 농도를 60 및 90mgㆍL-1로 조절한 처리는 5.4와 5.8로 낮아졌지만, 120, 180 및 240mgㆍL-1처리는 각각 7.3, 7.9 및 8.2로 상승하였다. 지상부 식물체의 무기물 함량에서 중탄산 농도가 높을수록 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 함량이 감소하는 경향을 보였다.
나. 관개수에 첨가되는 산 종류가 영양생장 중인 ‘설향’ 딸기의 중탄산 피해 경감에 미치는 영향
중탄산 농도가 240mgㆍL-1 또는 90mgㆍL-1인 Hoagland 용액을 조제하여 -대조구와 +대조구로 삼고, -대조구에 질산, 인산, 황산, 질산+인산, 및 살리실산을 혼합하여 중탄산 농도를 60mgㆍL-1로 낮춘 처리용액을 만들었다. 이후 3엽기인 ‘설향’ 딸기를 정식하여 모주로 삼고 126일 동안 처리하면서 모주 생육과 자묘의 발생 및 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 모주의 생체중은 -대조구가 관개수에 산을 혼합한 모든 처리나 +대조구 보다 가벼웠다. -대조구에서 모주당 발생한 자묘수는 13.0개였지만, 질산, 인산, 황산, 질산+인산 및 살리실산 처리구는 각각 19.4, 20.1, 18.6, 22.4 및 18.9 개체였다. 산을 처리한 경우 -대조구에 비해 발생한 자묘수가 뚜렷하게 많았으며, 특히 질산+인산 처리가 다른 처리들 보다 유의하게 자묘수가 많았다. -대조구와 살리실산 처리구에서 처리 126일 후 근권부의 pH가 각각 8.2와 7.3으로 상승하였지만, 질산, 인산, 황산 및 질산+인산 처리구는 각각 5.5, 5.4, 5.3 및 5.5로 측정되었다. 수확 후 식물체내 Ca 및 Mg 함량은 +대조구, 질산, 인산, 황산, 질산+인산, 살리실산 처리구에서 유사하였지만, -대조구에서 가장 적게 분석되었다. 식물체 내 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 함량은 산을 혼합한 처리구에서 비슷했고, -대조구에서는 가장 적었다.
다. 산성 혼합상토의 고토석회 시비수준이 영양생장 중인 ‘설향’ 딸기의 중탄산 피해 경감에 미치는 영향
피트모스와 수피를 5:5(v/v)로 혼합한 산성 상토를 조제하고 화학적 특성을 분석한 결과 pH 4.07, EC 0.46dSㆍm-1, CEC 91.3cmol+/kg-1였다. 산성 상토의 pH를 조정하기 위해 혼합된 고토 석회[CaMg(CO3)2]의 양을 0(무처리), 1, 2, 3, 및 4gㆍL-1로 조절하고 모주를 정식하였으며, 재배 기간 중 관개수의 중탄산 농도가 240mg로 조절된 Hoagland 양액을 EC 0.6~ 0.7dSㆍm-1로 조절하여 1일 또는 2일에 1회 공급하였다. 정식 140일 후 ‘설향’ 딸기의 생육을 조사한 결과 고토석회를 2 및 3gㆍL-1 시비한 처리의 초장, 엽록소 함량 및 생체중 등 지상부 생육이 우수하였다. 고토석회 1, 2 및 3gㆍL-1 처리구에서는 ‘설향’ 딸기 모주에 특별한 생리장해 현상이 나타나지 않았고 정상적인 생육을 하였으나, 0(무처리) 및 4gㆍL-1 처리구에서는 Ca 및 K 결핍 증상이 발생하였다. ‘설향’ 딸기의 모주당 발생한 자묘수는 고토석회 0, 1, 2, 3 및 4gㆍL-1 처리구에서 각각 21.0, 29.5, 35.8, 27.3 및 16.0개체였으며, 2gㆍL-1로 시비한 처리구에서 자묘 발생이 가장 많았다. 모주 재배 중 근권부 pH는 1 및 2gㆍL-1 처리구에서 5.6~6.2의 적정 범위였으며, 4gㆍL-1 처리구에서는 과도하게 상승하였다. ‘설향’ 딸기 모주의 다량 및 미량원소 함량은 고토석회 2gㆍL-1 처리구에서 가장 많았고, 4gㆍL-1 처리구에서 가장 적었다.
라. 혼합상토에 유황 혼합 비율이 ‘설향’ 딸기의 고농도 중탄산 피해 경감에 미치는 영향
중탄산 농도가 높은 관개수로 딸기를 수경재배 할 때 혼합상토에 기비로 유황을 0.45, 0.90 및 1.80gㆍL-1로 혼합한 처리구에서 ‘설향’ 딸기 모주와 자묘는 양분결핍 증상 없이 정상적인 생육을 하였으나, 0(무처리) 및 0.23gㆍL-1 처리구에서는 초장 및 엽수 등 전체적인 생육이 저조하였다. ‘싼타’ 딸기 모주와 자묘도 유황 0.45, 0.90 및 1.80gㆍL-1 처리구에서 정상적인 생육을 하였으나, 0 및 0.23gㆍL-1 처리구에서는 Ca, K 및 B 결핍 증상이 나타났고, 초폭과 엽병장 등 전체적인 지상부 생육이 저조하였다. ‘설향’ 딸기의 근권부 용액을 분석한 결과 모든 처리구에서 처리일수가 많아질수록 중탄산 농도와 pH가 높아졌으며, 특히 0gㆍL-1 처리의 중탄산 농도와 pH가 가장 높게 상승하였다. ‘싼타’ 딸기의 근권부 중탄산 농도와 pH는 ‘설향’ 딸기의 변화 양상과 비슷하였다. 그러나 ‘설향’ 딸기에 비해 ‘싼타’ 딸기의 중탄산 농도와 pH가 더 높았다. ‘설향’과 ‘싼타’ 딸기 모주의 T-N, P, K, Ca 및 Mg 함량은 유황 0.9 및 1.8gㆍL-1 처리구에서 가장많았고, 0gㆍL-1 처리구에서 가장 적었으며, 미량원소인 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 식물체내 함량도 유사한 경향을 나타냈다.
마. 근권부에 산 용액 처리가 사계성 딸기의 여름철 기형과 발생률 억제에 미치는 영향
Hoagland액으로 관비하면서 황산철 용액(2gㆍL-1)을 주당 1회 관주(이하 황산철 1), 2주에 1회 관주(이하 황산철 2), pH 5.0인 산성수(질산+인산, 이하 산성수 1), pH 5.5인 산성수(질산+인산, 이하 산성수 2)를 처리하였다. 월별 수확한 2품종의 기형과율을 검토한 결과 ‘고하’는 7월에 무처리에서 기형과율이 72%였으나, 황산철 1, 황산철 2, 산성수 1 및 산성수 2 처리에서 각각 53, 64, 48 및 60%로 감소하였다. 8월은 무처리에서 기형과율이 75%였으나, 황산철 1, 황산철 2, 산성수 1 및 산성수 2 처리에서 각각 50, 62, 46, 56%로 감소하였다. ‘샤롯데’의 7월에 수확한 딸기는 모든 처리에서 기형과율이 100% 이었다. 8월에 수확한 딸기는 무처리구에서 모두기형과이었으나 황산철 1, 황산철 2, 산성수 1 및 산성수 2 처리구에서 각각 79, 89, 79 및 86%로 감소하여 이들 처리로 기형과 형성을 억제할 수 있었다.
바. 비료의 조성 및 농도가 영양생장 중인 ‘매향’ 딸기의 생장, 양분흡수 및 근권환경 변화에 미치는 영향
산성, 중성 및 알칼리성 비료를 조제한 후 N 농도를 기준으로 100 및 200mgㆍL-1로, pH는 6.0~6.3으로 조절하여 100일간 시비하였다. 세 종류 비료의 농도를 100mgㆍL-1로 조절하여 시비한 경우 시비 100일 후 알칼리성 비료를 시비한 처리의 생장이 우수하고 산성 비료를 시비한 처리에서 가장 저조하였다. 비료 농도를 200mgㆍL-1로 조절하여 시비한 경우 중성 비료를 시비한 처리의 생체중 및 건물중이 산성이나 알칼리성 비료를 시비한 처리보다 무거웠다. 식물체 무기원소 함량을 분석한 결과 N, P 및 Na 함량은 중성 비료 200mgㆍL-1 처리에서 각각 2.20, 0.51 및 0.10%로, K은 산성비료 200mgㆍL-1 처리에서 2.60%로, Ca은 알칼리성 비료 200mgㆍL-1 처리에서 0.95%로, Mg은 알칼리성 비료 100mgㆍL-1 처리에서 0.45%로 다른 처리 보다 높았다. 산성 비료를 100 및 200mgㆍL-1, 그리고 중성 비료 200mgㆍL-1로 시비한 처리의 근권부 pH가 지속적으로 낮아졌다. 근권부 무기원소 농도를 분석한 결과 산성 비료 200mgㆍL-1, 중성 비료 200mgㆍL-1, 그리고 산성 비료를 100mgㆍL-1로 시비한 처리 순으로 근권부의 NH4+ 농도가 낮아졌다. Ca 및 Mg 농도는 시비 84일 후까지는 알칼리성 비료를 시비한 처리의 농도가 가장 낮고 중성 비료 및 산성 비료 순으로 높아지는 경향이었다. NO3- 농도는 산성 비료에서 낮았고, 중성 및 알칼리성 비료의 순으로 높아졌으며, 세 종류 비료를 동일한 농도로 시비한 경우 PO4-3 농도가 유사한 경향을 보이며 변화하였다.
사. 비료의 조성 및 농도가 영양생장 중인 ‘설향’ 딸기의 생장, 양분흡수 및 근권환경 변화에 미치는 영향
산성, 중성 및 알칼리성 비료를 조제한 후 N 농도를 기준으로 100mgㆍL-1 및 200mgㆍL-1로 100일간 시비하였다. 동일한 시비농도에서 시비 100일 후 ‘설향’ 딸기의 생체중 및 건물중은 산성 비료를 시비한 처리가 가장 가벼웠고 알칼리비료 처리가 무거웠다. 또한 알칼리성 비료의 100mgㆍL-1보다 200mgㆍL-1로 시비한 처리의 생체중과 건물중이 더 무거웠다. 식물체 무기원소 함량을 분석한 결과 N, P 및 Na은 중성 비료 200mgㆍL-1 처리에서 각각 3.08, 0.54 및 0.10%로, K은 산성 비료 200mgㆍL-1 처리에서 2.83%로, Ca과 Mg은 알칼리성 비료 100mgㆍL-1 처리에서 0.98 및 0.42%로 다른 처리들보다 유의하게 식물체 내 함량이 높았다. Fe, Mn, Zn 및 Cu 함량은 산성 비료를 시비한 처리에서 높았고, 알칼리성 비료를 시비한 처리에서 뚜렷하게 낮았다. 관비 100일 후 근권부 pH는 중성 비료 100mgㆍL-1이 6.67로 가장 높았으며 산성 200mgㆍL-1에서 4.69로 가장 낮았다. 근권부 무기원소 농도는 산성 비료 200mgㆍL-1, 중성 비료 200mgㆍL-1, 그리고 산성비료를 100mgㆍL-1로 시비한 처리 순으로 NH4 농도가 낮아졌다. 근권부 K 농도는 시비 42일 후부터 모든 처리에서 지속적으로 상승하였으며, Ca 및 Mg 농도는 시비 84일 후 까지는 알칼리성 비료를 시비한 처리의 농도가 가장 낮고 중성 비료 및 산성 비료 순으로 높아지는 경향이었다. NO3는 산성 비료에서 낮았고, 중성 및 알칼리성 비료의 순으로 높아졌다. 세 종류 비료를 동일한 농도로 시비한 경우 PO4 농도가 유사한 경향을 보이며 변화하였고, SO4은 시비 70일 후까지 산성 비료가 중성이나 알칼리성 비료를 시비한 처리들 보다 높았다.
8. ‘설향’과 ‘매향’ 딸기의 흡비량에 근거한 새로운 양액 조성
앞서 수행한 연구의 무기원소 흡수 특성과 컴퓨터 프로그램을 통해 적합하다고 판단한 양액 조성을 근거로 두 딸기 품종을 육묘기와 수확기에 재배하면서 생장과 수확량에 미치는 영향을 조사 및 분석하였다. 컴퓨터 프로그램을 통해 분석한 결과 ‘설향’ 딸기는 야마자키(토마토)와 네덜란드(가지) 배양액, ‘매향’ 딸기는 야마자키(토마토)와 네덜란드(장미) 배양액이 가장적합하였다. 그러나 육묘기 재배실험 결과 ‘설향’ 딸기 모주의 전반적인 생육은 중성 및
알칼리성 200mgㆍL-1처리에서 가장 우수하였고, 대조구인 야마자키 양액에서 가장 저조하였으며, ‘매향’ 딸기는 중성 200mgㆍL-1 처리에서 가장 우수하였고 대조구인 야마자키 처리에서 가장 저조했다. 모주로 발생한 런너의 길이, 자묘수 및 자묘의 생체중은 ‘설향’ 및 ‘매향’딸기 모두 중성 비료 시비구에서 가장 우수한 경향을 보였다. 수확기 재배에서도 유사한 경향을 보여 두 품종 모두 중성 비료 시비구에서 수확량이 많았다.
5. 여름 재배용 딸기 우량묘 생산 기술 개발
노지 육묘보다 비가림 육묘시 자묘생산량이 눈에 띄게 많았으며, 이는 육묘시 좋지 않은 기상조건으로 인한 영향으로 노지육묘는 기후변화에 민감하므로 환경조절이 가능한 비가림 시설 육묘가 효율적이라 판단된다. 공중채묘 삽목묘 생산시에는 삽목시기가 빠를수록 개화가 빨라 초기 수확량이 높지만 7월 이후에는 비슷한 경향을 나타내었다. 육묘기간 중 습도관리가 중요하며 삽목기간이 최소 70-80일 이상 유지되면 우량한 묘를 생산할 수 있음. 사계성 딸기는 7-8월의 고온장일 조건에서 생산량이 급증하다가 9-10월 화아형성이 지연되는 특성이 있는데, 무냉장 신선 프러그묘를 사용하면 9월 이후 주당 200g 이상 수확이 가능하여 일시적인 단경기 수급불안을 해결할 수 있을 것으로 예상된다. 엘리포트를 이용한 육묘 시 일반 프러그 육묘에 비하여 뿌리발달이 좋아 우량묘 생산이 가능할 것으로 보이며 추가적인 연구가 필요하다.
6. 수경 재배용 딸기 우량묘 생산 기술 개발
본 실험의 결과에서 ‘설향’ 딸기는 저온 및 보온 처리의 효과가 높은 것으로 생각되어 반드시 저온기에 모주에 충분한 저온을 거치도록 하는 것(5℃ 이하에서 1,000 시간 이상 경과시킨 후 2주간 온상에서 보온한 처리구)이 다수의 건강한 자묘를 확보할 수 있으며 적은 수의 모주 관리로 생력화를 도모할 수 있을 것으로 생각되었다. 모주의 배양액 공급농도는 EC 0.5dSㆍm-1의 저농도 처리만으로 런너 및 자묘발생이 충분하였다. 고온기에 육묘하는 딸기는 육묘기간이 길어질수록 관리가 힘들다. 균일한 딸기묘를 삽목 발근시킨 후 50일 정도 육묘하는 것 만으로 지상부 및 지하부의 생장이 양호하였고, 크라운의 굵기가 굵어졌다.
딸기 ‘설향’의 지상부 생육은 육묘기의 공급 배양액 농도 차이에 따라 일부 차이를 나타내긴 하였지만 그 차이는 미미하여 큰 영향을 받지는 않는 것으로 생각되었다. 대부분의 과채류는 EC 1.0 - 3.0dSㆍm-1에서는 농도가 높을수록 생육과 수량이 증가하는 편인데 딸기의 수경재배에서 배양액의 농도에 따른 지상부의 생육차이가 없었다고 하여, 지상부 생육을 고려한 배양액 농도 관리 측면에서는 높은 농도의 배양액이 필요 없을 것으로 판단된다. 육묘기간 동안의 배양액 농도 처리에 따른 정식 후의 개화는 육묘기의 비료 농도가 낮았던 순서대로 0.6(30)+20 처리구가 가장 먼저 시작되었다. 육묘 시 재식간격은 10~15cm 간격으로 하여 수광상태를 좋게 하고, 충분한 통기가 보장되면 크라운이 굵은 건전 우량묘를 생산할 수 있었다.
저온암흑처리를 통해 개화와 수확을 앞당김으로서 일시개화를 할 수 있게 되면 작업의 편리성이 좋아진다. 본 실험에서도 저온암흑처리구가 대조구에 비해 개화를 촉진시켰고 일시개화한 것으로 나타났다. 하지만 저온암흑처리를 했을 때 대조구보다 정화방 수량이 적다는 위험요소가 있다. 이는 딸기묘가 저온암흑이라는 인위적인 조건에 의해 스트레스를 받아 화방이 약해져 그 결과 수량이 적게 나타나는 것으로 생각된다. 개화를 1~2주 앞당겨 조기수확하기를 원한다면 저온암흑처리를 하고, 조기수확 보다 수확량을 중요하게 생각한다면 처리를 하지 않고 일반적인 촉성재배를 하는 등 농민들이 중점으로 두고 있는 부분에 맞춰 판단해야 할 것이다.
딸기 정식기인 9월 초중순에는 광량이 많고 온도도 높은 시기이기 때문에 오전 일찍부터 오후 늦게까지 급액횟수를 늘려서 과다할 정도로 급액을 하는 것이 중요하다. 정식후 배양액의 농도가 낮을수록 정화방의 개화가 더 빨랐으며 개화가 일시에 이루어지는 것을 확인하였다. 배양액의 농도가 높을수록 개화를 지연시키고, 개화소요일수도 길어지는 것을 확인하였다. 즉 정화방의 수확이 빠를수록 소득이 증가하는 딸기에 있어 개화일을 앞당기는 것은 중요한 기술이며, 배양액의 농도를 낮추어 주는 것만으로 10일 이상 개화 및 수확이 앞당겨지는 것을 확인하였다. 국내 육성된 딸기 ‘설향’을 재료로 하여 n/w 방식에 의한 무기이온의 흡수특성을 다년간 조사한 결과 ‘설향’은 ‘宝交早生’ 딸기의 무기이온 흡수특성과는 차이를 나타내는 것으로 보이며, 특히 양이온의 흡수에서 독특한 양샹을 나타내어 지속적으로 점검할 필요가 있을 것으로 생각되었다. ‘설향’딸기의 재배현장에서는 칼슘 결핍 증상인 팁번의 빈번한 발생을 지적하고 있는데, 이는 본 실험에서 나타난 높은 농도의 칼슘을 흡수 하는 것이 원인일 가능성이 있으며, 한편으로는 딸기 뿌리의 활성에 기인할 수도 있는데 이는 추후에 실험을 통해서 구명해야할 것으로 생각된다. 베드 종류별 평균온도를 측정해 본 결과 천막, 스티로폼, 플라스틱베드 순으로 온도가 높았다. 스티로폼베드는 천막, 플라스틱베드와는 달리 온도변화가 가장 적었다. 딸기의 스티로폼베드가 천막, 플라스틱베드에 비해 단열성이 뛰어나 외부 온도의 영향을 적게 받기 때문이다. 딸기의 최적 근부온도는 18~20℃로 알려져 있는데 본 실험기간 동안 정식 초기와 고온기를 제외하고는 세 처리구 모두 적정범위 안에 있었다. 하지만 천막베드는 외부 온도의 영향을 많이 받기 때문에 온도의 변화가 심했다.
7. 국내 육성 딸기 수확 후 관리기술 개발
녹숙기의 과실 경도는 표피의 영향이 적어 표피 유무와 관계없이 6.41~6.30N이었으나 백색기에는 표피를 제거한 과육 경도가 표피를 포함한 경도보다 절반이하로 낮아졌으며 유사한 경향이 완숙기까지 진행되었다. 표피 유무에 관계없이 과실 경도는 녹색기에서 백색기로 전환되며 크게 감소하였는데 그 이후에는 성숙단계별 경도 저하폭은 낮아지는 경향이었다. 즉, 녹색기에 백색기로 전환될 때 약 70% 정도 경도가 낮아졌고 성숙기에는 백색기의 절반수준으로 감소하였다. 과실의 성숙과 연화를 고려하여 세포벽 변형 효소의 활성을 검토하여 과실경도와 a-mannosidase, β-galactosidase, pectate lyase 및 β-glucanase의 활성은 음의 상관관계를 보여 연화에 직접적인 영향을 주는 것으로 간주되었지만 polygalacturonase의 영향을 다른 효소에 비하여 적을 것으로 추정되었다.
수확전 미네랄 처리가 과실 부패에 미치는 영향은 일정하지 않았으나 nano Mg처리에서 다소 낮았다. 수확 전 미네랄(nano Mg, Ag) 처리를 마친 과실에 대하여 고농도의 CO2를 처리하였을 때 과실 경도는 대조구(CO2 단용처리)보다 처리 직후 뿐아니라 20℃에 24시간 노출시킨 다음에도 대조구보다 21% 높았다. 특히 나노 Mg처리는 수확당시의 경도가 대조구보다 낮았으나 CO2 처리 후 경도 증가가 뚜렷하였고 상온 노출 후에도 경도가 높게 유지되어 Mg이 경도 증진에 기여한 것으로 볼 수 있는데 그 기작은 명확하지 않았다. CO2+PEA 훈증 병행 처리의 경도는 CO2 처리구의 1.53N에 비하여 1.30N으로 증가폭이 다소 낮아 상가적 효과는 관찰되지 않았다. 그러나 CO2 처리에 비하여 저장 후기에도 경도 감소가 지연되는 결과를 얻었다. 전반적으로 CO2 단용처리에서 가용성 고형물 감소가 지연되었으나 산함량의 변화는 CO2+ PEA 병행처리에 낮았다. CO2+PEA 병행처리는 수용성 펙틴을 감소시켰으며 저장기간이 길어질수록 더욱 감소하는 경향이었고 EDTA 용해성 펙틴은 증가하였는데 저장기간이 길어질수록 더욱 증가하였다. 따라서 과실경도와 함께 고려할 때, 수용성 펙틴의 감소와 EDTA 용해성 펙틴의 증가는 경도 변화와 관련이 있을 것으로 추정되지만 펙틴 분획의 변화 정도와 경도 변화 정도는 반드시 일치하지 않았다. 대체적으로 EIS 결합형 칼슘은 CO2 처리구에서 증가하는 경향이었으며 CO2 단독처리와 PEA 병행처리 간에는 일정하지 않았다.
고농도의 CO2 단기처리는 정상적인 CA 처리와 유사하게 딸기의 경도를 증가시켜 저장성을 증진시키는데 CO2 단기처리에 의한 경도 증진 반응도 빠르다. 이는 세포벽과 결합한 칼슘 함량을 증가시켜 세포벽 중층에 calcium pectate를 만들기 때문이며 펙틴과 칼슘의 결합은 CO2 처리에 따른 apoplast 산성화에 의한 칼슘이온 활성화에 기인되는 것으로 판단되었다.
고농도 CO2 처리에 의한 화탁갈변은 상온에서 처리시간에 따라 차이가 있어 12시간 처리 직후에 갈변증상이 관찰되었다. 처리농도를 100%로 높일 경우 안정적인 처리시간은 3시간 이내로 판단되며 동일한 처리시간에서 농도(50% 이하)를 달리하여도 갈변 없이 경도를 증진시킬 수 있었다.
수확전후 키토산-칼슘과 고농도 CO2 처리는 딸기 저장성 증진에 크게 기여하며 특히 과피조직의 경도를 높여주므로 과실이 약한 ‘설향’에 적합하였다. 2월 저온기에 수확전후 처리를 실시한 과실은 홍콩지역으로 선박수송이 가능하였다. 그러나 고온기인 4월 중순에 수확전후 처리를 마친 다음 모의 수출조건(선박 및 항공)한 결과, 저온기와 달리 품질유지에 어려움이 있었다. 재배 방식에 따른 차이도 있어 토양재배한 과실이 수경재배한 과실보다 품질저하가 적었다. 모의 수출방식 간에는 온도관리가 가능한 선박수송이 오히려 부패율이 낮았고 상온에 노출시킨 항공수송 조건에서는 수확 후 3일에 부패가 크게 증가하였다. 이상의 결과를 종합적으로 고려할 때 본 연구에서 개발한 수확전후처리를 실시할 경우 ‘설향’ 딸기 수출이 3월까지 가능할 것으로 평가되었다.
1. Development of cultivation techniques and high quality of plantlet production of strawberries for soil-cultivation
Plantlet quality of mother plant in strawberry could be estimated by diameter and size of crown. Early time of transplanting was able to obtain the more daughter plants and improv
1. Development of cultivation techniques and high quality of plantlet production of strawberries for soil-cultivation
Plantlet quality of mother plant in strawberry could be estimated by diameter and size of crown. Early time of transplanting was able to obtain the more daughter plants and improve the plantlet quality of daughter plants. Therefore, mother plants having crown diameter between 9 mm and 13 mm recommended to be transplanted until the end of March to obtain sufficient daughter plants and improve plantlet quality of daughter plants for producing strawberry fruits.
It showed a tendency to increase early marketable yield when daughter plants transplanted with whole medium. it is regarded as promoting rooting of daughter plants having sufficient root zone. The appropriate nutrient starvation in the late season of strawberry nursery period could be expected the increase in yield and income during the winter season by promoting the flower bud differentiation as reducing the endogenous nitrate level of the plantlet. If it is unavoidable to delay of transplanting date, it could overcome the decreased yield when KNO3 such as nutrient supplied to prevent flower bud development after flower bud differentiation. It is expected to acquire a number of daughter plants having good plantlet quality when axillary bud of mother plant controlled under within one of good axillary bud. In addition, it should be avoided to placed and raised two daughter plants in one port to improve the plantlet quality and increase early or total yield.
It is thought to enhance the production rate of good plantlets when removing unnecessary runners like side runners frequently during nursery period.
Because it not sufficient to obtain assimilation products under lack of sunshine and short daylenght during winter season in strawberry forcing cultivation, it is recommended to remain whole leaves except fully old and diseased leaves during winter season from December to February. Also, it is expected to increase the marketable yield and average fruit weight when the axillary bud of strawberry after transplanting controlled within one and flower thinning. It is usually utilized daughter plants generated from plantlets after transplanting as mother plants for nursery in next year. but it is recommend to cut daughter plants from plantlets until middle of October to prevent yield loss.
2. Development of hydroponic cultivation technique for high quality and yield of domestically developed strawberry cultivars
Currently, Korean strawberry growers highly show their interest in the soilless culture with the high bed system. This is because the easy working conditions attract more labors and save their working hours. In Korea, the soilless culture for strawberry has been started in 2002, sharply increased to 785ha in 2015, and expects to be also increased continuously. In this study, the effects of washing out salts and adding Ca into the cocopeat substrate on the growth and yield of strawberry were investigated. Further, we concentrated on how the ratio of K and Ca, the ratio of NH4+ and NO3-, and control of EC affect the plant growth and yield of strawberry in the soilless culture.
The cocopeat substrate has a large variance in its chemical characteristics, but their information is not clearly known, thus it used to give bad results to the strawberry growers. The concentrations of K, Na, and Cl of the commercially available cocopeats were analyzed and categorized into three different levels such as high, medium, and low depending on the concentrations of these minerals. The high concentrations of K, Na, and Cl were easily reduced by washing out with the ground water. However, when it has a high concentration in the cocopeat without pre-treatments, the EC and concentrations of K and NO3-N staid high level for about one month after planting, the concentration of Ca maintained low level for three months after planting, and ultimately they caused bad results on the plant growth. The plant growth was good in the order of low>medium>high-level. Under the levels of high and medium, yields of strawberry were 88 and 93% of that of the low-level. However, in the high and medium-level, when washing out of salts and Ca addition were performed, the yield was improved by up to 96%.
In the strawberry soilless culture, the nutrient solution was composed of three different ratios of K and Ca; that was 6.8:8.4, 5.2:10.4, and 9:6 as a equivalent unit(meq/L). Other minerals were supplied at a same level.
The fresh weight, leaf area, and dry weight of the strawberry plant were the highest in the 9: 6, while those values were lower in the ratios of 5.2:10.4 and 6.8:8.4 than other ratios. The fruit yields were the lowest in the ratio of 9:6 with 6,293kg/10a, while the treatments of 5.2:10.4 and 6.8:8.4 showed higher yields. Even in the cocopeat having the high-level salts, the yield was the highest in the 6.8:8.4. While, the yields were reduced to 92% in the 5.2:10.4 and to 86% in the 9:6.
The ratio of NO3-N and NH4-N in the nutrient solution was adjusted to 100:0, 90:10, and 80:20. The total nitrogen concentration was 14.5 meq/L in all treatments. In the strawberry Sulhyang, as the rate of NH4-N became higher, the number of leaves was increased up to 22%, leaf area up to 19%, and dry weight up to 17%. As the ratio of NH4-N was increased, the yields of strawberry were also increased. In NH4-N 20%, yields of cultivar Sulhyang and Maehyang were increased up to 8% and 5%, respectively as compared with that of NH4-N 0%.
In the cultivar Maehyang, the tip-burn almost did not occur in the leaves and sepals. Leaf tip-burn in cultivar Sulhyang was at a level of 13.1% in January, 10.4% in February, 7.7% in March, and 8.3% in April, which were reduced as the spring season was advanced. While, the level of tip-burn in the leaves was not different in the range of NH4-N at 0∼20%. Sepal tip-burn in the NH4-N 20% occurred at 71.3% in January, which greatly decreased on the quality, and reduced to 31.2% and 20.5% in February and March.
The nutrient solution A with the control composition (N-P-K-Ca-Mg-S=14(13:1)-4-6-8-4-4), the nutrient solution B with K 5meq/L in the control composition, and nutrient solution C with NH4-N zero and K 5meq/L in the control composition, were applied.
The yields in cultivar Sulhyang were the highest in the nutrient solution A as 6,324kg/10a, while it was reduced to 96% in the nutrient solution B and C. In the cultivar Maehyang also, the yield was the highest in the nutrient solution A, but decreased to 98% in the nutrient solution B, and to 92% in the nutrient solution C. The yield in the early stage with a higher price was the highest in the nutrient solution A. However, in the nutrient solution C, the highest yield was achieved in the late stage with a lower price.
Three ways of EC control of nutrient solution treatments were performed; constant EC 1.2mS/cm during the entire growth period (EC 1.2mS/cm), adjusted EC to 0.6-1.2-1.8-1.2mS/cm according to the growth period, and adjusted EC in the sum of drainage solution and supply solution to 3.0 (EC of drainage solution + EC of supply solution =3.0).
Leaf area and dry weight of strawberry plant were the highest in the constant EC 1.2mS/cm, while they were less in the EC 06-1.2-1.8-1.2mS/cm and in the EC drainage solution+ EC supply solution=3.0mS/cm. Total yields were obtained by 102% in the constant EC 1.2mS/cm, and by 105% in the EC of drainage solution + EC of supply solution =3.0 as compared with EC 0.6-1.2-1.8-1.2mS/cm. When harvest period was categorized into early, middle, and late, the yield ratios were 38, 28 and 33% in the EC 0.6-1.2-1.8-1.2mS/cm. The yields from the EC drainage solution+ EC supply solution=3.0mS/cm were 33, 26, and 40%, showing higher yield during late stage.
3. Development of technique and manual for controlling environmental friendly diseases and insect pests of strawberry
Recently, environmental friendly agricultural production increases are situation that require the development available disease and pest control technology realized in the strawberry farmers. Therefore, we conducted for manual development with environmental friendly disease and pest control in strawberry plants.
Effective environmental friendly products were selected for control of powdery mildew, aphids, spider mite. Sulfur, microbial agents, and plant oil were effective for control powdery mildew. Plant extracts and plant oil were effective for control aphid and spider mite, respectively.
The spores of Colletotrichum gloeosporioides did not survive for more than 30 and 5 min, respectively, in Hot water treatment (HWT) of 47 and 50°C. Further, the mycelia of the pathogen did not grow for more than 120 min in 48°C and 60 min in 50°C. The HWT
protocol by using water at 47℃ for 10 min was less than 40% in the control of the anthracnose crown rot (ACR), however, HWT at 47℃ with a mixture of water and sodium dichloro isocyanurate (NaDCC) for 3 min showed an improvement in the control of the ACR. The shape and size of the conidia of the ACR pathogen were not distinctly different from those of C. gloeosporioides and C. fructicola but it differed in shape of the appressoria. A combined sequence analysis of partial actin (ACT), glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) genes, and the internal transcribed spacer (ITS) regions showed that the strawberry isolates form a monophyletic group with authentic strains of C. fructicola.
Powdery mildew first infected the fruit of the strawberries in mid-January, and the disease severity increased in both fruits and leaves during the late harvest season. The rate of photosynthesis and leaf temperatures of healthy plants were higher than those of powdery mildew-infected leaves and significantly decreased with an increase in the disease severity. The healthy and powdery mildew-infected plants in the soil analysis were not significant in chemical compositions. The leaf of the healthy plants was lower potassium and higher manganese and chlorophyll concentration than in the powdery mildew-infected plants. In particular, manganese was significantly higher in healthy leaves than in infected leaves.
We evaluated the effects of commercial formulations of 24 fungicides and 6 organic materials on pollen germination in 3 strawberry cultivars using in vitro assays. Pollens from strawberry had higher germination rates on agar with sucrose of 18% and 25℃ than other sucrose contents and temperature tested. Pollen germination rates of cvs. Seolhyang, Maehyang and Kumhyang at 18% sucrose and 25oC were 15.3, 18.4 and 30.7%, respectively. Pyraclostrobin, azoxystrobin, kresoxim-methyl, dichlofluanid, iminoctadine tris, and sulfur showed the strongest inhibitory efficacy with germination rates of more than 93.8% compared to the no-fungicide control. Germination was not significantly affected by simeconazole and procymidone.
The efficacies of fungicide (cyflufenamid plus hexaconazole) alone and a mixture of fungicide and manganese on the control of powdery mildew in strawberry cv. 'Seolhyang' plants were investigated in pot and greenhouse trials. The control efficacy of fungicide with manganese was higher than that of fungicide alone. The manganese content of leaves was higher with MnCl2 treatment than with MnSO4 treatment of the same concentration, and increased with an increase in the concentration of the manganese treatments. Plant and fruit characteristics treated with manganese alone and those treated with a mixture of fungicide and manganese were similar to the non-treated controls, but Manganese treatment has shown phytotocixity in leaves by high Mn content (> 1,800mg․kg-1).
Major diseases and insect pests in nursery and harvesting season of strawberry were ACR, powdery mildew, Fusarium wilt, two-spotted spider mite, and aphids. Environmental friendly and chemical application schedules can improve diseases and insect pests control with relatively fewer organic and chemical materials inputs compared with spray programs when it’s occurred. Field experiments were performed in 2012 to 2013 according to calendar-based spray programs with environmental friendly spray calendar (EFSC) and conventional chemical spray calendar (CSC) for controlling diseases and insect pests of strawberry plants cv, Seolhyang during the two nursery seasons. EFSC did reduce the incidence of diseases and insect pests as compared to the non-treated control. Incidence of ACR and powdery mildew of EFSC and CSC was similar in 2012 and 2013 seasons. In addition, occurrence of two-spotted spider mite in EFSC in 2013 was similar to those of CSC and was shown highly in early and mid-June both 2012 and 2013 seasons. Occurrence of aphid in EFSC was shown highly in early and mid-June both 2012 and 2013 seasons.
Field experiments in 2013 to 2015 examined calendar-based spray programs with EFSC and CSC for controlling diseases and pests of strawberry cv, Seolhyang during harvesting seasons. Incidence of ACR and powdery mildew of EFSC and CSC was similar in 2013, 2014 and 2015 seasons. In addition, occurrence of spider mite in EFSC was similar to those of CSC and was shown highly in mid Feb 2013. Occurrence of aphid in EFSC was shown highly in mid Oct. and March, both 2013 and 2014 seasons.
4. Development of cultivation techniques and nutrient solution based on nutrient uptake for reduction of physiological disorders
The objective of this research was to develop new technique for reduction of physiological disorders in cultivation of domestically bred strawberry cultivars. To achieve this, researches were conducted to reduce the bicarbonate (HCO3- ) injuries in ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’ strawberries and rates of malformed fruits in ever-bearing strawberries This study also investigated the nutrient uptake characteristics of domestically bred strawberry cultivars and developed new nutrient solution composition for cultivation of ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’ strawberries based on the nutrient uptake characteristics. The results summarized are as follows:
a. Influence of bicarbonate concentrations in nutrient solution on the growth and nutrient uptake of mother plants and occurrence of daughter plants in vegetative propagation of ‘Seolhyang’ strawberry
The mother plants were trans planted to coirdust+perlite (7:3,v/v) medium and Hoagland solution was modified to contain 60, 90 (control), 120, 180 and 240 mgㆍL-1 of HCO3-. The solutions with the electrical conductivity controlled to 0.8~1.2 dSㆍm-1 were applied to root media as crop need. In every two weeks during 130 days after transplanting, the soil solutions were collected and analyzed for HCO3- concentrations and pH. The tissue analysis for nutrient content based on dry weight of above ground tissue were also conducted 130 days after transplanting. The symptoms of Fe, Zn and B deficiencies were appeared on the mother plants 60 days after transplanting in the treatments of 240 mgㆍL-1. The symptoms were spread to all plants including daughter plants in the 240 mg ㆍL-1 treatment on 90 days after transplanting. The growth characteristics investigated 130 days after transplanting showed that the HCO3- concentrations higher than 120 mgㆍL-1 suppressed the growth of mother plants such as leaf number, chlorophyll content, fresh weight and other growth parameters. During the 130 days after transplant, the occurrence of daughter plants per each of mother plant were 23 and 13 in the treatments of 60 and 240 mgㆍL-1 HCO3-, respectively. The differences of pH and HCO3- concentrations in soil solution were begun after week 2 and those became severe as crops grew. The final pH 126 days after transplant in the treatments of 60, 90, 120, 180 and 240 mgㆍL-1 were 5.4, 5.8, 7.3, 7.9 and 8.3, respectively. The elevation of HCO3- concentrations in fertigation solution resulted in the decrease of Fe, Mn, Zn and Cu contents of above ground tissue 130 days after transplanting.
b. Influence of kinds of acids added to irrigation water on the reduction of bicarbonate injury during vegetative propagation of ‘Seolhyang’ strawberry
Fertigation solution was prepared to have equal concentrations of essential nutrients to Hoagland solution and 240 mgㆍL-1 of the HCO3-. The concentrations of HCO3- in the treatment solution were lowered to 60 mgㆍL-1 by the addition of each of HNO3, H3PO4, H2SO4, HNO3+H3PO4, and salicylic acid. The mother plants transplanted to raised beds were treated with each of treatment solution for 126 days and growth and daughter plant productions were investigated. The fresh weight of mother plant in the -control treatment (240 mgㆍL-1 HCO3-) was significantly lighter than those of acid containing treatments. The number of daughter plants produced per mother plant was 13 in the -control treatment, but those were 19.4, 20.1, 18.6, 22.4, and 18.9 in the treatments of HNO3, H3PO4, H2SO4, HNO3+H3PO4 and salicylic acid, respectively. The substrate pHs at 126 days after treatment were 8.2 and 7.3 in the treatments of -control and salicylic acid treatments, respectively, but those were 5.5, 5.4, 5.3, and 5.5 in the treatments of HNO3, H3PO4, H2SO4, and HNO3+H3PO4, respectively. The tissue Ca and Mg contents of mother plants were significantly higher in +control (90 mgㆍL-1 HCO3-) and various acid blending treatments than those of -control treatment. But these were not statistically different among treatments with acids. The Fe, Mn, Zn, and Cu contents in plant tissue of -control were also significantly lower than those in all the other treatments.
c. Influence of application rates of dolomitic lime in the acid substrate on the reduction of bicarbonate injury during vegetative growth of the ‘Seolhyang’ strawberry
An acid substrate was formulated by mixing of sphagnum peat moss and pine bark with the ratio of 5:5 (v/v). The pH, EC and CEC of the substrate analyzed before application of dolomite were 4.07, 0.46 dSㆍm-1, and 91.3 cmol+ㆍkg-1, respectively. To adjust the pH of substrate, various amounts of dolomitic lime [CaMg(CO3)2] such as 0 (control), 1, 2, 3, and 4gㆍL-1 were added during substrate formulation. Then, seedlings with 3 leaf stage were transplanted as mother plants in propagation and were grown with Hoagland solution containing 240 mgㆍL-1 of the HCO3-. The growth parameters of mother plants 140 days after transplanting, such as plant height, chlorophyll content, and fresh weight were the highest in the treatments of 2 and 3gㆍL-1 of dolomitic lime. The physiological disorders in mother plants were not observed in the 1, 2 and 3gㆍL-1 treatments, but the symptoms of Ca, K and B deficiencies were observed in the 0 and 4gㆍL-1 treatments. During the propagation period, the number of daughter plants derived from each mother plant were 21.0, 29.5, 35.8, 27.3 and 16.0 in the treatments of 0, 1, 2, 3 and 4gㆍL-1, respectively. The substrate pH levels during cultivation of mother plants were maintained at a proper range in the 1 and 2gㆍL-1 treatments, where as it was the highest in 4gㆍL-1 treatment. The contents of macro- and micro-elements in the above ground tissue were the highest in 2gㆍL-1 and the lowest in 4gㆍL-1 lime treatments.
d. Influence of incorporation rate of sulfur in the substrate during formulation on the reduction of bicarbonate injury in strawberry propagation
‘Seolhyang’ strawberry seedlings in 0.45, 0.90, and 1.80gㆍL-1 sulfur treatments had vigorous plant growth without any nutrient deficiency, but 0 and 0.23gㆍL-1 sulfur treatments had less vigorous plant growth. ‘Ssanta’ strawberry seedlings in 0.45, 0.90, and 1.80gㆍL-1 sulfur treatments also had vigorous plant growth without any nutrient deficiency, but 0 and 0.23gㆍL-1 sulfur treatments showed Ca, K, and B deficiency symptoms with less plant width and petiole length. The substrate HCO3- concentration and pH of both ‘Seolhyang’ and ‘Ssanta’ strawberry seedlings gradually increased in all sulfur treatments as plant grew, and 0gㆍL-1 sulfur treatments had the highest substrate HCO3- concentration and pH in both cultivars. Macro-nutrient (T-N, P, K, Ca, and Mg) and micro-nutrient (Fe, Mn, Zn, and Cu) contents in plant tissues of both cultivar were high in 0.9 and 1.8gㆍL-1 sulfur treatments, and lowest in 0gㆍL-1 sulfur treatment.
e. Impact of acid solution treatments on the reduction of malformed fruits during summer season cultivation of ever-bearing strawberries
The influence of application of iron sulfate or acid solutions to root media on the reduction of the rate of malformed fruit and growth of ‘Goha’ and ‘Charlotte’ strawberries were investigated. During the crops were feed with Hoagland nutrient solution, the solution of iron sulfate (2gㆍL-1) were applied every (IS 1) or every other week (IS 2) as well as acid solution of pH 5 (nitric acid+phosphoric acid, AS 1) and those of pH 5.5 (AS 2) were applied. The rate of malformed fruits in the control treatment of ‘Goha’ was 72% on July, but this reduced to 53, 64, 48, 60% in the treatments of IS 1, IS 2, AS 1 and AS 2, respectively. The rate of malformed fruits in control treatment was 75% in August, but this was also decreased to 50, 62, 46, and 56% by application of IS 1, IS 2, AS 1 and AS 2, respectively. The qualified commercial fruits were not found in all treatments of ‘Charlotte’ when those were harvested on July. The rate of malformed ‘Charlotte’ fruits harvested on August were 100, 79, 89, 79 and 86% in control, IS 1, IS 2, AS 1 and AS 2, respectively.
f. Influence of the compositions and concentrations of fertilizer solution on growth and nutrient uptake of ‘Maehyang’ strawberry during vegetative growth
The acid fertilizer (AF), neutral fertilizer (NF), and basic fertilizer (BF) were formulated and applied during the 100 days after transplant with the concentrations of 100 or 200 mgㆍL-1 based on N. The investigation of crop growth and analysis for tissue nutrient contents were conducted 100 days after transplant. The soil solutions sampled in every two weeks were also conducted to measure the pH, EC and analysis of nutrient concentrations in soil solution. The BF fertilizer was more effective rather than AF and NF for growth of ‘Maehyang’ strawberry when fertilizer concentrations were controlled to 100 mgㆍL-1. But the fresh and dry weights were the heaviest in the treatment of NF when fertilizer concentrations were controlled to 200 mgㆍL-1. The tissue contents of N, P, and Na were 2.20, 0.51 and 0.10%, respectively, in the treatment of NF 200 and these were the highest among all treatments tested. The treatments showing the highest contents of K, Ca and Mg were 2.60% in AF 200, 0.95% in BF 200 and 0.45% in BF 100, respectively. During the 100 days of fertilization the highest and lowest pHs were 6.13 in BF 100 and 4.92 in AF 200. In the result of soil solution analysis, the treatment of AF 200 had the highest NH4+ concentrations followed by those of NF 200 and AF 100. The highest Ca+2 and Mg+2 concentrations were observed in AF followed by NF and BF until day 84 in fertilization when fertilizer concentrations were controlled to equal. The treatments of BF had the highest NO3- concentrations followed by NF and AF. The trends of PO4-3 concentrations were similar in all kinds of fertilizers when the concentrations were controlled to equal.
g. Influence of the compositions and concentrations of fertilizer solution on growth and nutrient uptake of ‘Seolhyang’ strawberry during vegetative growth
The solutions of AF, NF, and BF were prepared with the concentrations of 100 or 200 mgㆍL-1 based on N and applied during the 100 days after transplant. The changes in chemical properties of soil solution were analysed in every two weeks and the crop growth as well as tissue analysis for mineral contents were conducted 100 days after fertilization. The growth was the highest in the treatments of BF followed by those in NF and AF. The heaviest fresh and dry weights among treatments were 151.3 and 37.8g, respectively, in BF 200 mgㆍL-1. In tissue nutrient contents, the highest N, P and Na contents in the treatment of NF 200 mgㆍL-1 were 3.08, 0.54 and 0.10%, respectively. The K content in treatment of AF 200 was 2.83% while those of Ca and Mg in BF 100 mgㆍL-1 were 0.98 and 0.42%, respectively. These were the highest contents among treatments tested. The treatments of AF had higher tissue Fe, Mn, Zn and Cu contents compared to those of NF or BF when fertilizer concentrations were controlled to equal. During the 100 days after fertilization, the highest and lowest pH in soil solution of root media among all treatments tested were 6.67 in BF 100 and 4.69 in AF 200 mgㆍL-1 treatment, respectively. In the concentrations of macronutrients in soil solution of root media, the treatment of AF 200 mgㆍL-1 had the highest NH4 concentrations followed by those of NF 200 and AF 100 mgㆍL-1. The K concentrations in all treatments rose gradually after day 42 in all treatments. The highest Ca and Mg concentrations were observed in AF followed by NF and BF until day 84 in fertilization when fertilizer concentrations were controlled to equal. The treatments of BF had the highest NO3 concentrations followed by NF and AF. The trends in the change of PO4 concentrations were similar in all treatments. The SO4 concentrations were higher in treatments of AF than those of NF or BF until day 70 in fertilization.
h. Development of optimum nutrient solution for hydroponic cultivation of ‘Seolhyang’ and ‘Maehyang’ strawberry based on the nutrient uptake characteristics
Based on the results of our previous research and computer program search, we selected various nutrient solutions for cultivation experiments in vegetative growth stage and harvesting stage of two varieties. The nutrient solutions selected through computer program search were Yamazaki (tomato) and Netherland (egg plant) for ‘Seolhyang’ strawberry as well as Yamazaki (tomato) and Netherland (rose) for ‘Maehyang’ strawberry. But, the growth of ‘Seolhyang’ strawberry mother plants in propagation stage were the highest in the treatment of alkali solution and the lowest in the treatment of Yamazaki (tomato) among all treatment solutions. Those of ‘Maehyang’ strawberry were the highest in the treatment of neutral solution and the lowest in the treatment of Yamazaki (tomato) among all treatment solutions. The runner length, number of daughter plants occurred from each of mother plants and fresh weight of daughter plants were the highest in the treatment of neutral solution in both cultivars. The growth and fruit yield also showed similar trends to those in vegetative growth stages. The amounts of fruits produced in each plant were the highest in the treatment of neutral solution of both cultivars.
5. Development of high quality strawberry plantlets for summer strawberry.
This study was conducted to investigate effects of highland environments on seedling production of summer strawberry cultivars. ‘Albion’, ‘Flamenco’, ‘Chellotte’, ‘Goha’, ‘San Andreas’, ‘Portola’, ‘Monterey’ cultivars were evaluated in bare root systems with soil fumigation in the field (F) and bare root systems under plastic house (P) for daughter plant production at highland. Growth responses (seedling quality and quantity) to each seedling method showed significant differences among treatments. Mostly plastic house systems produced higher numbers of daughters, compared with other methods. Soil fumigation treatments inhibited shoot growth, resulted in producing shorter plant height and the numbers of daughter plants due to phytotoxicity. ‘Albion’, ‘Flamenco’, ‘Chellotte’, ‘Goha’ cultivars had higher quality seedlings under plastic house system. Using bare root system under plastic house to produce high quality of strawberry seedlings for summer production seems to be appropriate for ever bearing strawberry cultivars. In the case of ‘Goha’ cultivars, water-falling-down systems and plug methods are considered to be better than other seedling systems, due to weak resistance to root diseases. Based on economical values, bare-root systems were cost effective. But special attention should be considered to protect soil-borne pathogens such as Phytophthora, Colletotrichum, Verticillium. Cutting propagation of ever-bearing strawberry by waterfalling-down system is need 70-80 day period. and Comparison of Plug Seedling Production by Storage and Non-storage Methods on Ever-bearing Strawberry are solved instability of supply and demand. But less yield than the control. Recently ellepot is made of eco-friendly degradable paper filled with growing media that facilitates a perfect root penetration with good air permeability and has been used for producing fruit vegetable seedlings such as cucumbers and tomatoes. However, ellepot has not been tested for producing Ever-bearing strawberry seedlings. Even though growing transplants in ellepot emerged as promising method to produce early fruit, seedling production cost should be carefully considered.
6. Technology development for superior quality plantlet production of strawberries by hydroponics
Raising seedlings is considered highly important in fruit vegetables, and strawberries especially place a great significance in raising seedlings as it takes up 80% of their cultivation. However, there are few studies on raising seedlings of strawberries by hydroponics in both Korea and other countries of the world. Since strawberries clearly show differences in growth characteristics according to cultivar, it is necessary to control fertilizer formula, concentration and pH management suitable for each cultivar, and also to examine the amount of nutrient feeding appropriate for each medium type. The key matter to be preferentially examined in raising seedlings of strawberries by hydroponics is the technology of managing the concentration of nutrient solution.
a. It is better to supply EC 0.6 dSㆍm-1 solution for 30 days and then supply only water for 20 days to adequately manage concentration of nutrient solutions during the period of raising seedlings of strawberries by hydroponics. Low concentration nutrient solution may be especially beneficial to the flowering of ‘Sulhyang’ strawberries while raising seedling.
b. Many runner and daughter plants obtained by supply of much nutrient feeding and low concentration solution of EC 0.5 dSㆍm-1 for mother plant.
c. Low temperature-darkness treatment technique can be use for improving early flowering and yield of 'Sulhyang' strawberry.
d. Optimum concentration of nutrient solution in hydroponics of strawberry 'Sulhyang' was in EC 0.8 dSㆍm-1 during low temperature season.
e. There were no significant differences in yield, fruit weight, firmness and soluble solids according to the bed types of styrofoam, PE tarpaulin and plastic beds.
f. These results were considered to be used as a valuable data to improve strawberry production and farm income in hydroponics of strawberry.
7. Development of postharvest technology for strawberries bred in Korea. Objectives and importance
Export of strawberries grown in Korea is limited due to little choice of variety selection, and thus, it is strongly required to develop new variety with a long shelf-life and well adaptation to our cultural environment. ‘Maehyang’, the only variety for export at present, has a long-shelf life and high quality but is not to cultivate in general. It is also necessary to develop postharvest handling technologies to increase the shelf-life of ‘Seolhyang’, which occupy about 80% of total strawberry cultivation area. The unfavorable properties fo ‘Seolhyang’ include low fruit firmness and marketing of ‘Seolhyang’, even in domestic market, encounters difficulties due to fast quality loss derived from easy physical damages during postharvest handling. In order to increase strawberry export, it is required to develop a handling technique for the increase of ‘Seolhyang’ shelf-life. These technology should meet the requirement of food safety and focus on the firmness increase without physical damage of fruit skin. This research aims to develop a practical pre-and/or post-harvest technologies to improve strawberry shelf-life during long-term transport. And we also prepared postharvest handling manual for strawberry export.
Content and scope
a. Studies on physiological properties during strawberry fruit maturation
The productivity of ‘Seolhyang’ is high and tolerance to plant diseases, especially powder mildew and grown all over the country. However, the occurrence of fruit skin damage is severe in the season of high temperature, resulting in the market quality loss. This research is focused on finding properties of fruit during maturation stages. Changes of fruit firmness and the activities wall modifying enzymes were examined.
b. Preharvest treatment of minerals, and postharvest fumigation of natural rose aroma with high pCO2 on the shelf-life of strawberries
We focused to examine the potential of Mg and Ag ion for the improvement of strawberry shelf-life. Mg ion, a divalent cation like calcium, has a potential for calcium alternate ion because magnesium is easier to be absorbed by plant and the translocation within plant tissue is also easier. Ag ion has an antimicrobial property as well as ethylene inhibitor. We tried to develop nano molecules of each minerals to enhance the activity at the low concentration. Natural rose aroma, 2-phenylethyl alcohol (PEA) is known to have antimicrobial properties. And a short-term treatment of high pressure CO2 also was effective to increase fruit firmness and decay inhibition in strawberries. However, the combined effect of both treatments has not been examined. A simple chamber for high pressure CO2 treatment is designed for the field treatment.
c. Potential mechanisms for fruit firmness increase by a short-term treatment of high pressure CO2 in strawberries
The increased firmness of strawberry fruit induced by high pressure CO2 treatment remained days and the firmness increase seemed to be associated with the delay of depolymerization and/or solubility increase of wall polymers. However, the mechanisms associated with firmness increase has not been clearly understood. The potential involvement of pectin methyl esterase(PME) has been suggested. No clear evidence was not reported. Pectate lyase(PEL) is a candidate for wall breakdown since the gene expression of PEL remained at high level until the late stage of fruit ripening. High pressure CO2 treatment reduced the inter and/or intra-cellular pH resulting in the stimulation of calcium binding to cell wall. We focused to find out the potential mechanisms affecting firmness increase induced by high pressure CO2 treatment.
d. Potential factors inducing sepal browning by high pressure CO2 and CO2 treatment without side effect
Sepal browning was often found in strawberry fruit treated with high pressure CO2 after return to normal atmosphere. This experiment focus on finding factors associated with sepal browning incidence.
e. Effect of pre- and postharvest treatments of chitosan and high pressure CO2 on shelf-life of strawberries
Natural antimicrobial agent, chitosan, has been known to have strong potential to increase shelf-life of perishable commodities. Calcium is well known to be important mineral for keeping plant tissue integrity but difficult to be absorbed by plant. In this experiment, we focused on finding the possibility of the combined treatment of preharvest spray of chitosan and postharvest CO2 exposure to increase the strawberry shelf-life.
Result
a. Studies on physiological characteristics during strawberry fruit maturation
Fruit firmness at green mature stage was not affected by epidermis and ranged between 6.41~6.30N regardless of epidermis. At white mature stage, flesh firmness without epidermis occupied only half of firmness with epidermis and similar trend was found until full ripe stage. The significant decrease of firmness was found between green mature to white mature stage regardless of epidermis. Wall modifying enzymes including a-mannosidase, β-galactosidase and pectate lyase positively affect fruit firmness decrease and β-glucanase negatively affected. However, polygalacturonase seemed to be less important on firmness changes in strawberries.
b. Preharvest treatment of minerals, and postharvest fumigation of natural rose aroma (2-phenyl with high pCO2 on the shelf-life of strawberries
The incidence of strawberry fruit decay was not consistent by preharvest treatment of minerals but relatively lower in nano Mg treatment. The preharvest mineral (nano Mg, Ag) spray with high pressure CO2 treatment induced firmness increase (21%) compared to CO2 alone even after 24 hr exposure to 20℃. Especially in nano Mg treatment, firmness at harvest was lower than that of untreated control but increased significantly after CO2 flushing and remained at higher level even after exposure to ambient temperature.
However, the mechanisms associated with firmness increase by Mg was not clear.
Fumigation of rose aroma with high pressure CO2 reduced the firmness (1.30N) increase than that (1.53N)of CO2 alone. No additive effect of the combined treatment was not found but firmness loss was delayed. In general, soluble solid loss was reduced by CO2 alone and acidity change was reduced in the treatment of CO2+PEA.
The combined treatment of CO2+PEA reduced the amount of water soluble pectin (WSP) and increased the chelator soluble pectins(CSP). Both changes were greater along with the increase of storage duration. Thus, in considering with fruit firmness, the decrease of WSP and the decrease of CSP seemed to be closely involved with fruit firmness. However, no consistent trend between firmness and pectin molecular changes was found. In general, there was an increase of EIS bound calcium in CO2 treatment but not consistent with the combined treatment with PEA.
c. Factors responsible for fruit firmness increase induced by a short-term treatment of high pressure CO2.
A short-term treatment (about 3 hrs) of high pressure CO2 showed a similar effect on fruit firmness and it was fast response. Fruit firmness increase induced by high pressure CO2 was confirmed to be invloved with the increase of wall bound calcium resulting from the formation of calcium pectate in the middle lamella. It was speculated that calcium binding to wall polymers seemed to be induced by calcium ion activation via apoplast acidification.
d. Potential factors inducing sepal browning by high pressure CO2 and CO2 treatment without side effect
Sepal browning induced by high pressure CO2 occurred 12 hrs after the start of CO2 flushing at ambient temperature and the severity of browning symptom was dependant on the flushing time. Safe treatment time was about 3 hrs at 100% and the firmness increase response occurred at lower CO2 concentration without browning disorder.
e. Effect of pre- and postharvest treatments of chitosan and high pressure CO2 on shelf-life of strawberries
Pre- and postharvest treatments of chitosan and high pressure CO2 contributed to the increase of strawberry shelf-life. Chitosan appeared to increase the firmness of epidermis and this treatment was effective even ‘Seolhyang’. The combined treatment enabled the ‘Seolhyang’ strawberry export to Hongkong through marine shipment on February. However, there were difficulties on keeping freshness on April regardless of shipment, marine or air. We also found differences between cultivation mode (soil vs hydroponic).
Fruit from soil culture had better quality after simulated export. Between transport types, marine shipment was better because of temperature control. In simulated air transport, fruit decay significanly increased after 3 days at ambient temperature. Our overall results indicated that the combined treatments of chitosan and high pressure CO2 was considered to be practical value and allowed ‘Seolhyang’ strawberry export until March.
Pre- and post-harvest treatments of chitosan and high pressure CO2 was clearly confirmed to extend strawberry shelf-life through antimicrobial barrier formation and firmness increase. This technology can be applicable to domestic strawberry export.
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