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ISSN : 1229-3571(Print)
ISSN : 2287-819X(Online)
Korean Journal of Organic Agricultue Vol.27 No.1 pp.45-56
DOI : https://doi.org/10.11625/KJOA.2019.27.1.45

Effect of Shade Levels on Growth and Fruit Blight of ‘Campbell Early’ Grapes

Byeong-Sam Kim***, Kyung-Chul Cho***, In-Taek Hwang***, Hyun-Sug Choi**, Seok-Kyu Jung****
Corresponding author, 대구가톨릭대학교 원예학과(hchoiuark@gmail.com)
20180810 20181026 20181205

Abstract


The study I was initiated in six private ‘Campbell Early’ vineyards in parts of Jeollanam-do province to relieve symptom of fruit blight mostly due to a high temperature occurred in Summer. High percentage of fruit blight was observed for medium growth of grape trees non-irrigated. In the study II, grape trees treated with 0%, 30% and 60% shade films were investigated for the tree responses, including fruit blight symptom in the research plots. Harvesting time was advanced approximately two weeks by the 30% shade treatment. High percentage of shades increased total shoot length per tree and decreased shoot diameter, with the greatest number of shoots observed for the 30% shade-treated grapes. Light intensity in the tree canopy was approximately 26% decreased by 30% shade treatment. Marketable harvested fruits per tree were 50.6 of 30% shade treatment, 33.6 of 0% shade, and 42.8 of 60% shade. The 30% shade treatment decreased to 11.8% of cluster blight per tree and to 11.2% of berry blight per cluster. The 30% shade treatment increased cluster weight, berry weight, soluble solid contents, and anthocyanin contents.



포도 ‘캠벨얼리’ 차광수준이 수체생장과 열매마름 증상에 미치는 영향

김 병삼***, 조 경철***, 황 인택***, 최 현석**, 정 석규****
***전라남도 농업기술원
****대구가톨릭대학교 원예학과

초록


    Rural Development Administration

    Ⅰ. 서 언

    국내 과수생산량 5위안에 매년 꾸준히 위치하고 있는 포도는 ‘캠벨얼리’가 약 57.8% 이 상의 재배면적을 차지하고 있는 단일품종의 집중화가 심한 작목이다(KREI, 2018). 포도 친 환경재배 농가도 캠벨얼리 품종을 선택하는 경향이 높은 편인데, 이는 착립과 착색이 우수 하여 소비자 기호성이 높기 때문으로 풀이된다. 최근에는 품종 편중화로 인한 노동력 수급 불균형과 가격하락, 그리고 고온에 의한 갈반병의 급증 등으로 생산성 저하로 이어지고 있 다. 이에 캠벨얼리 품종의 분산수확이 증가하고 있으며 ‘진옥’등의 대체품종의 도입이 적극 적으로 이루어지고 있다(Cheon et al., 2017). 하지만 포도의 착색시기인 여름철의 기온이 상 승하고 있고 연도별 평균기온도 2001년부터 점차 높아지는 경향을 보이고 있어서 고온스트 레스에 대한 근본적인 기술개발이 요구되고 있다.

    지구온난화로 인한 온도상승은 포도 책상조직의 붕괴 및 광합성율 상승, 그리고 엽내 무기성분 및 신초생육의 증가 등을 포함하는 영양생장을 촉진시키는 것으로 알려져 왔다 (Buttrose, 1969;Son et al., 2014). 포도는 25~30℃에서 가장 이상적인 과실생장을 이루며 그 이상의 고온과 강한 광선 하에서는 팽압의 감소와 증산율의 증가로 과립의 생장이 감소한 다고 하였다(Reynolds et al., 1986;Dokoozlian and Kliewer, 1996). 2016년에는 포도 생육기 온도가 평년보다 2℃ 이상 높아 ‘캠벨얼리’를 재배하고 있는 농가에서 과실마름 증상이 많 이 보고되었다. 과실마름은 수확기에 착색이 안 되고 과실 상부에서 부터 건조해지기 시작 하는 생리장해의 일종으로, 우리나라 남부 일부지역에서는 30% 이상의 포도 마름 증상이 발생되어 품질감소에 따른 정상적인 판매가 어려운 실정을 보이고 있다. 과실마름 증상은 주로 배수가 원활하면서 여름철에 관수를 거의 실시하지 않은 과원에서 많이 나타나고 있 지만 발생 원인에 대한 정확한 과학적 검증이 제대로 이루어지지 않고 있다.

    차광의 수준과 시기에 따라 과실의 크기 및 착색의 효과도 달라지는 것으로 알려져 있는 데, 과일나무에 최대 40%까지의 차광은 무차광과 비교하여 광합성율과 질소이용률에 있어 서 별다른 차이는 없었다고 하였다(Rom, 1994;Lakso et al., 1999;Kim et al., 2015). 이에 과 실마름 증상을 억제하기 위하여 최근 농가에서 청색과 검정색 차광망을 반비가림 지붕위에 피복하여 포도나무 수관의 미세 온도를 저하시키는 차광법이 이용되고 있다(Lee et al., 2015). 차광에 의한 부정적인 효과가 포도의 여러 품종에서 당도와 유기산 하락 및 안토시 아닌과 착색이 감소되었으나(Reynolds et al., 1986;Dokoozlian and Kliewer, 1996), 30% 차광 처리 된 ‘자랑’과 ‘흑보석’ 포도에서는 반대의 결과가 관찰되었다(Lee et al., 2015). 본 시험 은 여름철 고온에 의하여 발생되는 열매마름 증상 경감 대책을 마련하기 위하여 전라남도 일부 지역의 ‘캠벨얼리’ 포도과원을 중심으로 실태조사를 한 후, 차광수준을 달리하여 과실 마름 증상 등을 포함한 수체 반응을 집중 조사하였다.

    Ⅱ. 재료 및 방법

    1. 시험Ⅰ: ‘캠벨얼리’ 포도과원 예비 실태조사

    포도 ‘캠벨얼리’ 열매마름 증상 발생 실태를 조사하기 위하여 전라남도 나주시와 담양군 일대에서 열매마름 증상이 보고된 일반 포도 농가 각각 3곳(나주 I, II, III, 담양 I, II, III)을 2017년 2월에 선정하였다. 시험 당시의 두 곳의 연평균 기후조건은 약 937 mm의 누적강수 량과 14.6℃의 온도로 조사되었다(KMA, 2018). 지난 20년간(1997~2016년) 평균 누적강수량 과 평균온도는 각각 1,459 mm와 14.2℃로 보고되었다. 조사된 농가의 포도나무는 간이비가 림 형태의 웨이크만식 수형으로 관행농법으로 재배되고 있었고, 관수의 유무, 착과량, 토양 이화학성, 토성, 수체양분을 조사하였다(Table 1). 착과정도(적정, 과다)와 수세(중, 강)는 농 촌진흥청에서 발간된 포도 표준영농교본 캠벨얼리 품종의 표준 착과량을 기준으로 기록하 였다. 열과와 열매마름 증상도 같은 기준으로 기록하였다. 나주지역 농가 I, II, III의 ‘캠벨 얼리’는 4년생, 7년생, 8년생이었고, 담양지역 농가 I, II, III의 ‘캠벨얼리’는 각각 4년생, 10 년생, 10년생이었다. 토양화학성을 분석하기 위하여 토양 0~30 cm 깊이에서 토양을 채취하 여 상온에서 음건한 후에 2 mm체로 통과시킨 후 이화학성 분석 샘플로 이용하였다. 토양 분석은 농촌진흥청의 농업과학기술 연구조사 분석기준 방법(RDA, 2011)에 따라 토양 pH와 EC(전기전도도)는 시료와 증류수를 1:5로 정량한 방법으로 측정하였다. 토양 유기물 함량 은 Tyurin법, 인산은 Lancaster법, 치환성 양이온은 1N ammonium acetate법 등으로 침출한 후 ICP (Inductively Coupled Plasma Spectrometry, Optima 7300 DV, Shelton, USA) 분석기로 산출하였다.

    2. 시험Ⅱ: ‘캠벨얼리’ 포도 차광처리시험

    차광처리에 따른 포도생육과 열매마름 발생효과를 비교하기 위하여 전라남도 농업기술 원의 포도과원 시험포장(전남 나주시 산포면)에서 0% 차광(무차광, 0% shade), 30% 차광 (30% shade), 60% 차광(60% shade)으로 나누어 처리하였다(Fig. 1). 포도 품종은 캠벨얼리 6 년생으로 3.0×2.5 m (133주/10a)의 웨이크만식으로 배치되었다. 차광시기는 7월 5일에서 8 월 22일까지(착색초기에서 완료까지) 차광망을 이용하여 비가림 비닐 상부에 피복하였다. 차광망은 시중에 판매되고 있는 자재로 30% 차광망의 구멍면적은 가로 0.3 cm, 세로 0.7 cm 크기이었고 검정색 p.p. 재질로 구성되었다(흥농사, 한국). 60% 차광망의 구멍면적은 가로 0.2 cm와 세로 0.5 cm 크기이었다.

    3. 차광처리 된 포도의 조사내용

    처리 된 포도의 엽 특성, 신초수, 신초장, 절간장, 신초경은 신초신장이 정지한 7월 31일 에 모두 측정하였다. 엽폭과 엽장을 측정하기 위하여 신초 3마디에 위치한 엽을 채취하였 다. 신초장은 적심 이후의 길이이었고 신초경은 3~4마디에서의 측정치이었다.

    온습도 측정기(SK-L200THIIα, Sato Co., Tokyo, Japan)와 조도측정기(T-10A, Konica Minolta Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 차광처리별 온도와 조도를 비교하였다. 온도는 차광과 동시 에 측정을 시작하였고 기록한 온도는 구름이 없는 날(8월 2일)을 선택하여 오전 11시를 기 준으로 조도와 함께 측정하였다. 측정당시의 외부조도는 38.9 klux이었고 대기온도는 34.9 ℃로 관찰되었다.

    0% 차광처리 된 포도나무의 과실수확은 9월 1일이었고, 30%와 60% 차광처리 된 포도나 무의 수확일은 각각 8월 18일과 8월 25일이었다. 수확일은 과피 고유의 색이 70% 이상 발 현되면서 당도가 약 15°Brix 이상 되었을 때로 지정하였다. 이후 주당 화방수와 과방수, 신 초당 과방수 및 주당 송이수를 구하였다. 수확한 과실을 이용하여 열매마름 과방과 열매마 름 과립을 조사하였다(Fig. 2). 주당 건강한 10과를 무작위로 선택하여 과방중(신선중)과 과 립중을 전자저울로 측정하였다. 과피색을 측정하기 위하여 색차계(Minolta CR-300, Tokyo, Japan)로 Hunter value L*, a*, b* 값을 구하여 착색도를 비교하였다. L*, a*, b* 값은 각각 밝 기, 적색, 황색의 착색도로 수치가 클수록 선명도가 높음을 의미하였다. 이후 과피를 제거 하고 과즙을 착즙하여 디지털굴절당도계(Refractrometer, Atago Co., Tokyo, Japan)로 과육 당 도를 측정하였다. 또한 과즙을 이용하여 0.1N NaOH로 pH 8.1 수준에서 적정하여 주석산 함량(%)을 기준으로 산도를 구하였다. 과실의 안토시아닌 함량은 0.1N HCl에 에탄올(100%) 을 혼합하여 추출한 후(Siegelman and Hendricks, 1958), UV spectrophotometer (UV-1601, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)로 530 nm 파장에서 분석하였다.

    4. 자료분석

    가지의 생장량 조사는 한주에 10개 가지를 선택하여 측정한 뒤 평균을 내어 1반복으로 하였다. 시험은 위와 같은 조사를 처리당 3반복으로 구성하여 평균과 표준편차를 산출하였 다. 평균간 유의차 검증은 SAS 프로그램(SAS version 8/2, USA, 2001)을 이용하여 95% 수준 에서 Duncan’s New Multiple Range Test로 분석하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. 시험Ⅰ: ‘캠벨얼리’ 포도과원 예비 실태조사

    포도나무의 열매마름 증상의 발생률은 과원장소와 토양화학성 그리고 토성과 착과량과 의 관련성은 미미한 것으로 나타났다(Table 1). 하지만 관수를 하지 않은 수세가 중간인 과 원에서 열매마름 발생비율이 높게 관찰되었다. 이는 생육기 온도가 평년보다 상승함에 따 라 증산이 활발하게 이루어졌지만 평년보다 약 500 mm 이상 강수량이 적었던 올해(KMA, 2018)에 관수를 하지 않으면 수분흡수가 어려워져서 열매마름 증상이 더욱 가속화 되었던 것으로 판단되었다. 이러한 토양수분의 급격한 변화가 있는 과원은 열과발생율 또한 많이 발생되는데(Lim, 2016), 본 시험에서도 열매마름 증상비율이 높은 과원(나주 III, 담양 III)에 서 비교적 높게 나타났다.

    2. 시험Ⅱ: ‘캠벨얼리’ 포도 차광수준에 따른 수체생장

    발아기와 개화기 및 만개기와 낙화기 간에 차이가 없는 나무를 대상으로 7월 5일부터 차광처리를 수행하였다(Table 2). 하지만 온도상승에 따른 포도의 착색은 해에 따라 점차 저하되고 있으며 수분대사 불균형 및 착색지연에 의한 착색기간 연장으로 저장양분 부족 을 초래하는 2차 피해가 발생하는 것으로 알려져 왔다(Lim, 2016). 착색 시기는 30% 차광 처리가 60%와 0% 차광보다 각각 5일과 9일 정도 먼저 완료되었다. 이에 따라 30% 차광처 리 된 포도의 발아기부터 수확기까지 기간도 0% 차광보다 2주일 정도 앞당겨져서 동화산 물의 수체로의 축적이 비교적 높았고 저장양분의 축적이 충분히 이루어졌을 것으로 추정 되었다.

    차광에 따른 수체생육을 비교한 결과 엽 크기의 차이는 적었는데(Table 3), 온실내의 ‘샤 도네이’ 포도접목묘를 정식 3주 후부터 차광처리 한 시험에서도 본 시험과 비슷한 결과가 관찰되었다(Cartechini and Palliotti, 1995;Heuvel et al., 2004). 차광이 증가하면 광합성효율 을 증가시키기 위하여 엽 두께와 엽 체적의 감소 등의 형태적 변화가 일어나지만 엽의 크 기에는 별다른 영향이 없었다고 하였다. 총 신초장은 차광율이 높을수록 길어지고 신초경 은 가늘어지는 경향을 보였다. 신초수는 30% 차광에서 주당 30.1개로 가장 많았다. ‘샤도네 이’ 포도를 54% 수준까지 차광처리 하였을 때 신초생장은 무차광보다 비슷하거나 오히려 증가하는 경향을 보였는데 이는 차광이 시작되면 햇빛을 효율적으로 고정하는 능력이 증가 하기 때문으로 풀이된다(Heuvel et al., 2004;Kappel and Flore, 1983;Morgan et al., 1985). 하 지만 차광으로 인하여 지상부에서 지하부로의 양분의 분배는 다소 감소하여 영양분을 저장 하는 뿌리의 생장은 감소하였다고 하였다.

    3. 시험Ⅱ: ‘캠벨얼리’ 포도 차광수준에 따른 과실생산성

    차광수준에 따른 화방수, 과방수, 신초당 과방수는 통계적으로 유의성 있는 차이가 나타 나지 않았다(Table 4). 과일나무에 최대 40%까지 차광을 처리하여도 광합성율과 질소이용 율의 감소에는 별다른 영향이 없었다고 하였다(Rom, 1994;Lakso et al., 1999;Kim et al., 2015). 본 시험에서 30% 차광처리된 수관의 조도는 약 26% 감소하여 동화산물 감소에 미 치는 영향이 미미하였을 것으로 추정되었다(Fig. 3). 수확 과방중 상품성 있는 과방수는 30% 차광처리에서 주당 50.6송이로 0% 차광(주당 33.6송이)과 60% 차광(주당 42.8송이)보다 높 은 수확량을 보였다. 열매마름 증상은 Table 1에서 언급한 바와 같이 평년보다 0.4℃ 높은 온도와 500 mm 이상 적은 강수량으로 크게 증가한 것으로 관찰되었다. 열매마름 과방과 열매마름 과립률은 30% 차광처리에서 각각 11.8%와 11.2%로 가장 낮았고 0% 차광처리는 26.6%와 18.4%를 각각 보였는데, 이는 30% 차광처리 된 포도나무의 미세온도가 0% 차광보 다 약 1.0℃ 이상 감소된 것이 주요한 원인으로 판단되었다(Fig. 3). 추후에 생육기의 수관 온도 변화에 따른 열매마름 과방과 과립률에 미치는 영향에 대한 검증이 필요할 것으로 판 단되었다.

    과방중과 과립중 및 당도는 모든 처리구에서 국립농산물품질관리원의 우수 등급 기준을 충족시켰다(Table 5). 과방중과 과립중 및 당도는 30% 차광처리에서 가장 높았고 산도는 낮 았다. 포도나무가 30℃ 이상의 고온과 햇볕에 장기간 노출되면 팽압의 감소와 증산율의 증 가로 과립의 생장이 감소된다고 하였다(Dokoozlian and Kliewer, 1996;Reynolds et al., 1986). 과피의 착색은 30% 차광처리에서 수확일이 8월 18일로 비교적 빨리 진행되었음에도 불구 하고 높게 관찰되었다. 포도의 안토시아닌 함량은 일반적으로 그늘진 곳에서 감소한다고 알려져 있는데(Dokoozlian and Kliewer, 1996), 본 실험에서 안토시아닌은 30% 차광처리에서 가장 높았고 0% 차광에서 가장 낮은 수준을 보였다. 차광처리 된 ‘크림슨시들리스’, ‘쉬라 즈’, ‘자랑’과 ‘흑보석’ 포도에서도 안토시아닌의 감소는 확인되지 않아서(Downey et al., 2008;Human and Bindon, 2008;Lee et al., 2015) ‘캠벨얼리’ 역시 차광에 민감하게 반응하지 않은 품종으로 판단되었다. 또한 0% 차광처리에서는 수체 대기 온도의 상승과 강한 일사광 에 노출되어 수확시기가 9월 1일까지 지연됨으로써 장기간 온도스트레스에 의한 안토시아 닌 함량 저하 등에 일부 영향을 미쳤을 것으로 판단되었다(Son et al., 2014).

    이상의 결과로 보아 열매마름 증상은 생육기 동안 고온과 건조한 토양 조건에서 크게 증 가한 것으로 판단되었다. 30%의 차광수준은 대기온도를 낮추어서 광합성율 저하를 일부 상쇄시켜서 과실품질과 수확시기의 지연을 막았지만, 이듬해 저장양분 감소와 이에 따른 동해 등의 2차 피해에 대하여 어떠한 영향을 끼칠 것인지와 관련한 부분도 고찰되어야 할 것으로 생각된다. 30% 차광은 과실수량 및 과실품질 또한 0% 차광보다 크게 향상되어서 열매마름 증상이 심한 건조한 과원에서는 적정 수준의 차광이 필요할 것으로 판단되었다. 또한 조사과원을 토양수분함량별로 구분하여 차광처리에 따른 시설 내 환경조건이 어떻게 변화하고 그에 따라 생육과 품질의 변화 및 저장양분 등을 관찰하는 추가시험 또한 필요할 것으로 판단된다.

    Ⅳ. 적 요

    시험Ⅰ은 여름철 고온에 의하여 발생되는 열매마름 증상 경감 대책을 마련하기 위하여 전라남도 일부 지역의 ‘캠벨얼리’ 6개 포도과원을 중심으로 실태조사를 하였다. 열매마름 발생비율이 높은 과원은 주로 관수를 하지 않은 수세가 중간인 곳에서 관찰되었다. 시험Ⅱ 는 포도나무 수관 전체를 차광망을 씌워서 차광수준을 0%, 30%, 60%로 하여 과실마름 증 상 등을 포함한 수체 반응을 조사하였다. 수확 시기는 30% 차광으로 0% 차광보다 2주일 정도 앞당겨졌다. 차광량이 증가하면 신초장은 길어지고 신초경은 가늘어지는 경향을 보였 고, 신초수는 30% 차광에서 가장 많았다. 수관의 조도는 30% 차광에서 약 26% 감소가 관 찰되었다. 상품성이 있는 수확 과방수는 30% 차광처리에서 주당 50.6송이로 0% 차광(주당 33.6송이)과 60% 차광(주당 42.8송이)보다 높은 수확량을 보였다. 열매마름 과방과 열매마 름 과립률은 30% 차광처리에서 각각 11.8%와 11.2%로 가장 낮았다. 30% 차광처리는 과방 중과 과립중, 당도, 안도시아닌 함량을 증가시켰다.

    Figure

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    Photos of ‘Campbell Early’ treated with 30% and 60% shade films.

    KJOA-27-1-45_F2.gif

    Symptom of berry blight on ‘Campbell Early’ grapes.

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    Air temperature and light intensity of ‘Campbell Early’ treated with 0%, 30%, and 60% shade films. Different letters on top of the columns indicate significant difference as determined by Duncan’s multiple range test at P < 0.001.

    Table

    Soil chemical properties, soil type, irrigation, fruiting, tree vigor, and fruit cracking and blight of ‘Campbell Early’ grapes in six-vineyards in Naju and Damyang

    Germination, flowering, full bloom, falling of blossom, coloring, and harvesting of ‘Campbell Early’ treated with 0%, 30%, and 60% shade films

    Growth of ‘Campbell Early’ treated with 0%, 30%, and 60% shade films

    Fruit yield and blight of ‘Campbell Early’ treated with 0%, 30%, and 60% shade films

    Fruit quality of ‘Campbell Early’ treated with 0%, 30%, and 60% shade films

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