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참다래는 겨울철 동해피해의 위험이 비교적 낮은 남부 해안지대에 국한되어 재배되고 있는 과수로 참다래 신초 는 바람의 세기가 10m/s이상이면 찢어지거나 기저부가 절손되지만 평균적으로 20m/s 이상에서는 잎이 찢어지 고 가지부러짐이 발생하기 때문에 태풍피해 감소대책으 로 과원에 참다래 시설재배가 시도되고 있다.
참다래 시설재배에 설치되는 네트는 방화곤충의 접근 을 제한할 수 있어 방화곤충을 이용한 노지재배에 비해 서 수분환경이 불량할 수 있다. 따라서, 기후환경, 방화 곤충의 밀도, 물리적인 방해등과 같이 수분환경이 좋지 않을 경우 수행되는 인공수분은 참다래 생산성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다.
인공수분의 기간은 암술머리의 화분감수성, 화분관의 신 장력, 그리고 배주의 지속성에 의해 결정되기 때문에 (Sanzol과 Herrero, 2001) 재배환경 및 품종에 따라 큰 차 이를 나타내고 있다. 포도 ‘거봉’의 비가림재배에서는 인공 수분 6시간 후에 주두상 화분립 수와 화주 내 화분관 수 가 많아져 수정 가능성이 높아졌으며(Song과 Ko, 1999), 서양배의 경우 유효수분기간이 3~13일 정도로 큰 편차를 나타냈으며 낮은 온도에서는 기간이 연장되나 높은 온도에 서는 유효수분기간과 착과율이 감소되었다(Vasilakakis와 Poringis, 1985). 따라서, 환경변화에 따라 달라질 수 있는 유효수분기간을 확인하는 것은 중요하다고 할 수 있다.
최근 참다래 재배에서 시도되고 있는 화분현탁액을 이 용한 인공수분은 단시간 내에 많은 면적을 수분할 수 있어 효과적인 방법으로 제시되고 있기 때문에 석송자를 증량제로 이용하여 수분하는 방법과의 차이를 구명할 필 요가 있다.
본 연구는 참다래 시설재배에서 인공수분이 착과 및 과실품질에 미치는 영향과 시설재배에 따른 유효수분기 간을 확인하고자 수행하였다. 또한 최근 참다래 재배농 가들에서 많이 수행되고 있는 현탁액을 이용한 인공수분 의 효과를 확인하고자 하였다.
재료 및 방법
시험재료
시험 수는 전라남도 해남에 있는 전라남도농업기술원 과수연구소 노지재배 및 시설재배 포장에 식재된 ‘Hayward’ (Actinidia deliciosa) 참다래 6년생을 이용하였다. 시설재배는 농촌진흥청 표준시설(폭 5.5m, 동고 5.5m, 측고 4.3m)로 지붕은 PE필름으로 피복하였고, 측면은 나일론 재질의 10 × 10mm 규격의 네트를 측벽에 피복 한 비가림시설을 이용하였다.
인공수분용 화분채취 및 수분
인공수분용 화분은 참다래 ‘Matua’ 꽃을 개화 1일전에 채취하여 약채취기(MK-600, Mitsuwa, Japan)로 화기에 서 약을 분리한 다음 약정선기(KBS-6, Mitsuwa, Japan) 로 이물질을 제거하고 분리된 약을 흑색의 두꺼운 종이 에 산파한 상자를 화분개약기(M-600D, Mitsuwa, Japan) 에서 24시간동안 약을 개약 시킨 후 아세톤(99.8%, Fluka)을 이용 화분을 추출한 후 아세톤을 휘발시키고 화분을 수집하여 사용하였다. 화분증량제로는 시중에 판 매되고 있는 석송자(Mitsuwa, Japan)를 구입하여 사용하 였다.
인공수분을 위한 화분과 증량제의 혼합은 밀봉하여 냉 동(−15°C) 보관된 화분과 구입한 ‘석송자’를 1:10의 부 피 비로 혼합하여 사용하였다. 인공수분은 증량제와 혼 합된 화분을 수동분사기를 이용하여 수행하였다.
인공수분 효과
참다래 시설재배와 노지재배 시험포장의 수분수 배치 는 ‘Hayward’와 ‘Matua’ 참다래가 8:1 비율이었다. 노지 재배 포장은 수분을 위하여 사육한 꿀벌에 의해 수분이 이루어지도록 하였다.
시험구는 노지재배에서 방화곤충 처리구와 인공수분 처 리구 그리고 시설재배에서 자연방임 처리구와 인공수분 처 리구로 이루어졌다. 시험구배치는 난괴법 3반복으로 3주씩 을 1반복으로 처리구 당 9주씩 총 36주가 사용되었다.
유효수분기간
인공수분을 위한 최적시기를 확인하기 위하여 꽃잎이 펴져 암술이 확실하게 나타났을 때를 개화된 꽃이라고 하고 처리구별로 ‘Hayward’ 참다래 꽃의 개화일자를 기 록하면서 개화당일, 1일, 2일, 3일, 4일, 5일, 그리고 6일 후 ‘Hayward’ 꽃에 ‘Matua’ 화분과 석송자 혼합분말을 주당 100화씩 인공수분 하였다.
현탁액을 이용한 인공수분
증량제 종류가 착과와 과실품질에 미치는 영향을 구명 하기 위하여 ‘석송자’를 이용한 수분은 전술한 방법으로 실시하였고, 현탁액을 이용한 수분은 수분현탁액 (Kiwipollen, New Zealand)을 구입하여 증류수로 50배 희석한 현탁액에 ‘Matua’ 품종의 화분을 4gL−1으로 희석 하여 개화 2일 후부터 2일 간격으로 3회 수동식 분무기 를 이용하여 주당 100mL씩 인공수분하였다. 시험구는 난괴법 3반복으로 처리구당 3주씩 처리하였다.
과실특성
착과율은 수분 후 30일에 각각의 처리구에서 주당 100개의 화총을 선정하고 착과수를 조사하여 처리화 수 로 나누어 백분율로 표기하였고, 과실크기는 착과된 상 태에서 종경과 횡경을 조사하여 과형지수(종경/횡경)로 표현하였고 과실의 종자수는 평균과중의 과실을 처리구 당 10개씩 채취하여 조사하였다.
수확기 과실의 품질조사를 위하여 11월 5일에 처리구 당 20과씩 3반복으로 수확하였다. 수확직후 각각 과실의 중량 을 측정하여 과중분포를 계산하였다. 이후 과실들은 상온 에서 20일 동안 후숙시킨 후 경도, 당도 및 적정산도 조사 에 이용하였다. 당도는 굴절당도계(TRM-110, ATAGO, Japan)로 조사하였고, 적정산도는 과즙 5mL를 증류수 20mL에 희석하여 0.1N NaOH액으로 적정 구연산함량으로 나타내었다. 경도는 과실경도계(ø5mm, FHM-1, Takemura, Japan)를 이용하여 과실 적도부위를 조사하고 Newton값으 로 나타내었다.
결과 및 고찰
참다래 시설재배에서 인공수분이 착과 및 과실 품질 에 미치는 영향
참다래의 착과량은 시설재배 인공수분 처리구에서 가 장 높았으며 시설재배 자연방임 처리구에서는 착과가 거 의 되지 못하였다. 노지재배에서는 자연방임 처리구보다 인공수분 처리구에서 착과량이 높아졌다. 노지재배와 시 설재배 모두 인공수분 처리구에서 착과된 과실의 종자수 는 높게 나타났다. 그리고 만개후 30일에 조사된 과실생 장량은 인공수분 처리구에서 종축생장이 빨라져 노지재 배 자연방임 처리구보다 과실의 종경과 횡경의 비율이 높게 나타났다(Table 1). 시설재배 인공수분 처리구의 과 실의 종경과 횡경의 비율이 노지재배 인공수분 처리구보 다 높게 나타났는데 이는 시설재배에서 봄철 외부온도보 다 2-5°C 높아진 내부온도가 과실의 생장은 촉진시킨 결과라고 할 수 있다(Snelgar 등, 2005).
시설재배 자연방임 처리구에서 나타난 참다래의 착과 불량 현상은 피복재로 활용되는 네트가 방화곤충의 접근 을 차단한 결과일 것이다. 시설재배에서 자연방임수분은 수분환경이 불량해져 개별과실의 중량이 감소하여 전체 생산량이 50%까지 감소시킬 수 있다(Walsh 등, 2006).
Table 1.
Effects of cultivation types and pollination methods on fruit set, seed number, fruit size, and L/D ratio of ‘Hayward’ kiwifruit at 30 days after pollination.
| Treatment | Fruit setz (%) | Seed number (No·fruit–1) | Fruit size (mm) | L/D ratio | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Length | Diam. | |||||
| Open field | Open pollination | 82.7by | 671b | 37.4a | 30.8a | 1.21c |
| Hand pollination | 93.2a | 993a | 43.5a | 32.9a | 1.32b | |
| Net house | Open pollination | 3.lc | 45c | 25.2b | 23.3b | 1.08d |
| Hand pollination | 96.9a | 980a | 46.8a | 33.1a | 1.41a | |
결과적으로 바람의 진입이 가능한 비가림 네트 시설재 배에서 참다래 과실의 착과율이 감소하는 것은 수분과정 이 바람의 영향이 적고 주로 방화곤충에 의존한다고 할 수 있다.
수확기 과실의 품질은 노지재배와 시설재배 모두에서 인공수분 처리구가 자연방임 처리구보다 과중과 당도가 높 고 적정산도는 낮아지는 것을 확인할 수 있었다(Table 2).
Table 2.
Effects of cultivation types and pollination methods on fruit quality of ‘Hayward’ kiwifruit at harvest time.
| Treatment | Fruit weightz (g) | SSC (%) | Firmness (N) | Acidity (%) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Open field | Open pollination | 77.2cy | 14.1b | 7.68a | 0.98a |
| Hand pollination | 86.5b | 14.5ab | 7.16a | 0.82ab | |
| Net house | Open pollination | 24.9d | - | - | - |
| Hand pollination | 97.0a | 14.8a | 7.55a | 0.73b | |
이러한 과실품질개선효과는 과실에서의 종자형성이 내 생호르몬의 발생을 촉진시켜 양분의 집중이 이루어지는 조건이 되기 때문일 것이다(Rodrigo 등, 1997).
결과적으로 강풍의 피해를 경감시키기 위한 참다래 비 가림네트 시설재배에서 인공수분은 착과율을 증가시키고, 과중 및 당도증가로 과실품질을 뚜렷하게 개선한다고 할 수 있다.
참다래 시설재배에서의 유효수분기간
시설재배에서 참다래 화기의 유효수분기간을 분석하고 자 만개 후 7일 동안 매일 인공수분 한 결과 착과율은 만개일 후 3일까지는 통계적으로 유의적인 차이가 나타 나지 않았으나, 만개 후 4일부터 감소하기 시작하였고 이후 급격히 감소하였다(Fig. 1A). 이는 참다래 노지재 배에서 최적 유효수분기간은 4일이었고 개약 후 5일째 부터 착과율이 감소하였다는 결과(Gonzalez 등, 1995)와 일치하여 환경적인 차이에도 불구하고 시설재배와 노지 재배에서의 유효수분기간은 동일하다고 할 수 있었다.
Fig. 1.
Changes in fruit set (A) and seed number (B) of ‘Hayward’ kiwifruit as affected by artificial pollination at 0, 1, 2, 3, 4, 5, and 6 days after full bloom (DAFB). Data are means of three replicates per treatment. Each replication was pooled from three trees. Mean separation within columns by Duncan’s multiple range test at 5% level.
착과 후 30일에 조사된 과실당 종자 수는 만개 후 4 일째 수분된 과실에서부터 뚜렷하게 감소하였으며, 만개 후 1~3일째 인공수분 처리구보다 착과율은 10%정도 감소 하였고 과실당 종자 수는 70% 정도 감소하였다(Fig. 1B).
만개 후 4일째 수분된 처리에서 나타난 종자 수의 급 격한 감소는 수정 및 종자형성과정에서 가장 중요한 역 할을 하는 배주의 지속성(Sanzol과 Herrero, 2001)이 개 화 후 3일 까지는 유지되지만 4일부터는 급격하게 감소 하기 때문일 것이다.
한편, 만개 후 4일에 수분된 과실당 종자 수의 감소에 도 불구하고 착과율이 유지되는 것은 종자 형성량이 많 은 참다래의 특성상 착과에 필요한 종자수와 관련 있을 것으로 판단되었다.
과실의 종/횡비는 만개 후 4일째부터 감소되었는데 이 는 종축생장의 감소가 횡축생장의 감소보다 빨라진 결과 로 나타났다(Fig. 2A; Fig. 2B).
Fig. 2.
Changes in fruit size (A) and L/D ratio (B) of ‘Hayward’ kiwifruit as affected by pollination at 0, 1, 2, 3, 4, 5, and 6 days after full bloom (DAFB). Data are means of three replicates per treatment. Each replication was pooled from three trees. Mean separation within columns by Duncan’s multiple range test at 5% level.
과실의 중량, 당도 및 적정산도도 만개일 후 3일까지 는 차이가 나타나지 않았으나 4일 이후부터 감소하였다. 그러나 과실의 경도는 인공수분시기에 따른 통계적 유의 성은 나타내지 않았다(Fig. 3).
Fig. 3.
Changes in fruit weight (A), firmness (B), soluble solid content (C), and acidity of ‘Hayward’ kiwifruit as affected by pollination at 0, 1, 2, 3, 4, 5, and 6 days after full bloom (DAFB). Data are means of three replicates per treatment. Each replication was pooled from three trees. Mean separation within columns by Duncan’s multiple range test at 5% level.
만개 후 4일부터 인공수분 된 과실의 중량, 당도 및 적정산도의 감소는 종자형성이 정상적으로 이루어지지 못하여 나타났다(Singh, 2005)고 할 수 있는데, 만개 후 4일부터 인공수분 된 과실은 과경부 쪽부터 종자형성이 되지 않았으며 과형은 과실의 종경이 짧아지면서 원형에 가까운 형태로 나타났다 (Fig. 4).
종자가 형성되지 않은 곳은 과실의 종적 비대가 이루어 지지 않아 둥근 과실의 형태로 나타난 것은 종자의 위치가 과실발육에 영향을 미치기 때문일 것이다(Ozga 등, 2002).
따라서 한국에서 많이 재배되고 있는 ‘Hayward’ 품종 의 경우 지역 및 기상조건에 따라 상이할 수 있지만, 일 반적으로 수분이 가능한 기간은 4일 이내로 판단되었다.
결과적으로 참다래의 경우 유효수분기간이 짧기 때문에 (Gonzalez 등, 1996) 안정적인 착과를 위해서는 짧은 기간에 인공수분 할 수 있는 재배기술이 필요하다고 판단되었다.
참다래 화분 현탁액을 이용한 인공수분
인공수분용 화분증량제로 분말형태인 석송자를 이용한 경우와 수용액형태인 화분현탁액을 이용한 경우를 비고 하였을 때 착과율, 종자수 및 과형지수의 차이가 나타나 지 않았다(Table 3).
Table 3.
Comparison of fruit set, seed number, fruit size, and L/D ratio of ‘Hayward’ kiwifruit as affected by Lycopodium powder and pollen diluent solution as a pollen diluents of hand pollination at 30 days after pollination.
| Treatmentz | Fruit sety (%) | Seed number (No/fruit) | Fruit size (mm) | L/D ratio | |
|---|---|---|---|---|---|
| Length | Diam. | ||||
| Lycopodium spowder | 93.2 | 991 | 48.9 | 34.8 | 1.41 |
| Pollen solution | 93.8 | 979 | 50.1 | 35.0 | 1.43 |
| Significancex | ns | ns | ns | ns | ns |
또한, 인공수분용 화분증량제에 따른 과중, 당도 및 적 정산도는 차이를 나타내지 않았다(Table 4). 인공수분용 화분의 소요량은 석송자에 비하여 화분현탁액이 많았으 나 인공수분 시간은 석송자에 비하여 화분현탁액이 뚜렷 하게 적었다(Table 5).
Table 4.
Comparison of fruit quality in ‘Hayward’ kiwifruit as affected by Lycopodium powder and pollen diluent solution as a pollen diluents of hand pollination at harvest time.
| Treatmentz | Fruit wt (g) | SSC (Brix) | Firmness (N) | Acidity (%) |
|---|---|---|---|---|
| Lycopodium powder | 97.0 | 14.5 | 7.46 | 0.78 |
| Pollen solution | 98.5 | 14.4 | 7.36 | 0.72 |
| Significancey | ns | ns | ns | ns |
Table 5.
Comparison of pollination efficiency of ‘Hayward’ kiwifruit as affected Lycopodium powder and pollen diluent solution as a pollen diluents of hand pollination.
| Treatmentz | Used pollen (mg/tree) | Working hours (min/tree) |
|---|---|---|
| Lycopodium powder | 542 | 15.20 |
| Pollen solution | 816 | 1.51 |
| Significancey | * | ** |
이는 화분증량제로 현탁액을 이용하여도 과실의 착과 와 품질에 영향이 적기 때문에 개화량 대비 80~90%를 착과시키는 참다래에서 개화된 꽃 하나하나에 수분을 시 켜야 하는 ‘석송자’를 이용한 수분보다는 결과지 단위나 수관전체에 살포하는 화분현탁액을 이용한 수분이 효율 적인 방법이 될 수 있을 것이다.
