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비가림포도 냉해피해 경감을 위한 대류열 활용 발열 전기자재별 성능 비교
정창원(Changwon Jeong),권의석(Yeuseok Kwon),소은진(Eunjin So),송명규(Myeonkyu Song),이경자(Gyeongja Lee),김대일(Daeil Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
연평균 기온은 지구 온난화로 상승하고 있으나, 이상기상으로 이른 봄 연일 따뜻한 날씨가 이루어진 후 갑작스런 한파가 발생하는 경우가 증가하고 있다. 냉해 피해를 줄이기 위해 하우스 내에서는 가온 장치를 설치하여 대응하고 있으나, 포도 비가림 하우스에서는 저온에 대해 방치되고 있는 실정이다. 포도나무 간이비가림시설에서는 방풍망을 설치하여 찬기온의 바람을 일부 줄이고 급격한 온도변화를 낮춰 극저온의 피해를 줄인다. 비가림하우스에서 재배되는 포도의 재배면적은 증가되고 있어 봄철 늦서리 등의 냉해 피해를 받게 될 가능성이 높다. 개화기의 냉해는 포도화수에 피해를 주어 정상적으로 과실을 맺지 못하여 경제적 손실을 크게 발생시킨다. 이 후 발생한 신초는 세력이 강하게 생장하게 될 경우 화아분화율이 낮아져 다음해 과실 생산에도 악영향을 줄 수 있다. 이러한 피해를 줄이기 위해 전기를 활용한 열에너지를 공급할 수 있는 자재별 수체에 미치는 영향을 비교하였다. 농업용전기열선(220v, 20w/m), 탄소면상발열체(220v, 130w/㎡), 그래핀도포발열판(220v, 300W/m)을 주지 하단에 설치하여 대기온도가 4°C 이하일 때 가온을 하였다. 주지 상하좌우에 1mm드릴을 사용하여 2mm 깊이의 구멍을 만들고 썸머커플을 사용하여 온도를 측정하였다. 실험을 하였던 2021년 4월 15일과 19일에 수체 온도가 영하 이하까지 떨어졌다. 대조구에서는 02:10부터 06:30까지, 그리고 농업용 열선에서는 03:40부터 06:20까지 주지온도가 0°C로 떨어졌다. 전기사용량이 가장 많은 그래핀도포 알루미늄발열체에서 주지의 내부온도가 높게 형성되었다. 새벽에 측정한 주지의 상단과 하단의 온도차이는 대조구는 0.37°C였고, 열선에서는 0.47°C로 적은 전기에너지를 사용하였음에도 주지온도에 상승효과를 볼 수 있었고, 그래핀도포알루미늄발열체와 0.87°C의 온도차이가 있었다. 가온자재가 작동할 때, 주지의 하단 온도가 높았던 반면 낮에는 태양의 복사열로 인해 직사광선을 받는 상단의 온도가 높았다. 만개기는 대조구가 1일 늦었으나, 4월부터 냉해 피해를 줄이기 위한 가온이 생물계절에 영향을 미치는 여부는 추가 연구가 필요하다고 판단된다. 엽장, 엽폭 등 엽특성에는 처리구에 따른 유의적인 차이가 없었다. 20W/m의 전기에너지를 소비하는 농업용 열선에서도 주지 가온효과를 일부 볼 수 있었으나, 그 효과가 낮았고 전기에너지 소비량이 많은 그래핀도포발열판 300W/m에서도 가온 효과가 크지 않았다. 탄소면상발열체는 폭이 75cm로 가온 면적이 넓어 전기에너지 소비량 대비 낭비되는 에너지가 많았던 것으로 사료된다. 이에 주지의 가온을 효과적으로 할 수 있는 자재 선발 및 가온을 위해 전기에너지 소모량을 동일한 조건과 제한된 구역 안에서 성능 및 효과 검토를 하는 추가적인 연구가 필요하다.
포도 ‘충랑’과 ‘샤인머스켓’ 온도처리별 광합성효율에 미치는 영향
소은진(Eunjin So),권의석(Yeuseok Kwon),정창원(Changwon Jeong),송명규(Myungkyu Song),이경자(Gyeongja Lee) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
온도는 식물의 생리・생태에 커다란 영향을 미치며, 특히 원예작물이 경우 생육기 온도에 의해 생산량과 품질에 크게 좌우되기 때문에 중요한 환경요인으로 인식되고 있다. 포도는 국내 과수산업의 약 20%를 차지하는 대표적인 작물로 온도적응성이 비교적 넓은 작물로 알려져 있으나, 품종에 따라 온도에 민감하게 반응하여 수체생육 및 과실품질에 심각한 피해를 받을 수 있다고 알려져 있다. 하지만 온도에 따라 품종별 광합성효율에 미치는 영향을 구명한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 충청북도농업기술원 육성 품종인 ‘충랑’과 최근 재배면적과 생산량이 급증한 ‘샤인머스켓’에 온도를 처리하여 광합성 변화 및 효율을 검토하기 위해 수행하였다. 올해 봄에 삽목한 ‘충랑’, ‘샤인머스켓’ 묘를 처리구당 5주를 이용하여 실험을 수행하였다. 온도 처리구는 25°C, 30°C, 35°C, 40°C로 설정하여 3시간동안 온도처리 하였으며, 온도처리한 후 최소 20분 동안 암적응을 시킨 후 광합성효율을 측정하였다. 온도처리별 광합성효율을 측정한 결과, 30°C 처리구에서 광합성효율의 지표 중 전자전달효율(Electron Transfer Rate, ETR) 값이 가장 높게 나타났으며, ‘충랑’은 11.90μmol/(㎡·s), ‘샤인머스켓’은 9.10μmol/(㎡·s)로 나타났다. 또한, 최대전자전달효율(ETRm)은 25°C 처리구에서 ‘충랑’과 ‘샤인머스켓’이 각각 44.74μmol/(㎡·s), 46.43μmol/(㎡·s)로 나타났다. 최대양자수율(Maximum Quantum Yield)은 ‘충랑’은 35°C 처리구에서 80.78%, ‘샤인머스켓’은 30°C 처리구에서 79.70%로 가장 높게 나타났다. ‘충랑’과 ‘샤인머스켓’ 30~35°C에서 광합성효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 이는 여름철에 고온일 경우 시설 내에 유동팬이나 포그시스템 등을 활용하여 35°C 이하로 유지하는 것이 포도 수체생육 및 과실품질이 좋을 것으로 사료된다.
토양수분장력 조건과 포도 ‘샤인머스켓’ 엽특성에 미치는 영향
권의석(Yeuseok Kwon),소은진(Eunjin So),정창원(Changwon Jeong),송명규(Myungkyu Song),이경자(Gyeongja Lee),김대일(Daeil Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
토양수분은 포도 과실의 생산량 및 과실의 당도, 산도 등 과실 품질에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 토양에 수분이 과잉으로 공급되면 토양 내 공기함량이 줄어들고, 이로 인해 뿌리가 피해를 받을 수 있다. 반면, 수분을 공급하지 않으면, 토양 내 수분이 부족하여 건조 피해가 생길 수 있다. 이에 토양의 내 투전항수를 활용한 전자기파의 펄스를 측정하는 TDR 센서를 활용하고 있으나, 사토, 양토, 점토 등 토성에 따른 흡착력의 차이로 인해 포도 토양재배에서는 유용하게 활용되지 못하고 있다. 이에 포도 ‘샤인머스켓’ 재배에 적합한 토양수분함량을 구명코자 토양수분 –30kPa 등을 5월 하순에 처리하여 엽 특성에 미치는 영향을 비교하였다. 토양수분함량에 따른 포도 ‘샤인머스켓’ 신초 7번째 엽의 엽장, 엽폭 등 특성의 처리간의 유의적인 차이가 없었다. 이는 5월 하순의 토양수분 처리는 신초 7번째 엽의 생육에 영향이 적었던 것으로 사료된다. 엽 내 수분함량을 포화시킨 후 엽의 함수율을 측정한 Turgid방법에 의한 함수율의 차이 또한 처리구간에 유의적인 차이가 없었다. 토양수분 –90kPa까지도 포도나무의 위조를 유발시키지 않은 엽세포의 피해가 없었던 것으로 판단된다. 갓 성숙한 엽에서 엽의 광합성 양자량인 Y(II)는 –90kPa에서 0.134%로 낮았고, 광합성에 영향을 미치는 않은 광량자인 Y(NO)은 처리가의 유의적인 차이가 없었다. 엽록소 형광소멸 요인 중 광학적 형광소멸인 qP와 비형광적 형광소멸인 qN과 최대양자수율인 Fv/Fm은 유의적 차이가 없었다. 포도 ‘샤인머스켓’의 안정생산 및 고품질 과실을 생산하기 위해 개화기, 착색기, 수확기 등 생육시기별 토양수분함량에 따른 엽의 생육 및 광합성 기능 뿐만 아니라 엽 초기위조점 및 영구위조점을 규명 등이 필요하다.