Introduction
딸기(Fragaria × ananassa Duch.)는 장미과에 속하는 다년생 작물이며 2019년을 기준으로 우리나라의 딸기 재배면적은 6,462 ha, 생산량은 206,000톤이며 생산액이 12,936억 원으로 과채류 중에서 중요한 소득원이다(MIFAFF, 2019). 국내에서 육성된 딸기 '설향' (Kim et al., 2006)은 전국 딸기 재배 면적의 87.6% (KREI, 2019)를 차지하고 있는 국내 대표적인 품종으로 생육이 왕성하며 휴면이 얕고 화아분화가 빨라 촉성재배에 의한 조기 수확이 가능하고 수확량이 많은다수성 품종이다. 육묘기 탄저병과 시들음병에 약하며 수확기에는 흰가루병에 저항성이나 잿빛곰팡이병은 저온다습한 환경과 영양원의 영향을 받는다(Nam et al., 2019). '설향' 품종의 재배 확대로 육묘 방식 또한 과거의 노지 육묘에서 비가림 시설을 이용한 포트 육묘 방식으로 전환되고 있다(Lee, 2008; Kim et al., 2012). 과채류는 육묘의 중요성이 큰 것으로 알려져 있는데 특히 딸기는 육묘의 비중이 매우 크며(Jun et al., 2014) 먼저 모주의 관리 기술을 파악하는 것이 중요하다(Jun et al., 2015).
딸기 모주는 충분한 저온이 경과되어 휴면이 타파되어야 이듬해 런너와 자묘의 발생이 많게 된다(Darrow, 1936; Pringer and Scott, 1964). Watanabe et al. (2009)은 4℃ 이하의 저온에서 0 - 250시간 저온 저장한 모주보다 500 - 1,500시간 저온 저장한 모주에서 런너 발생이 왕성했다고 보고했다. 최근 국내에서 육성된 딸기 신품종들의 저온 감응성에 대한 연구에서 모주에 5℃ 이하에서 1,000시간 이상 경과한 저온 처리가 런너와 자묘 발생을 촉진하였고 특히 '설향'은 저온 처리의 효과가 높은 것으로 보고되었다(Jun et al., 2015).
미국과 유럽에서는 노지에서 육묘한 딸기묘를 11월 하순부터 캐서 - 1.5℃에서 장기간 저온 저장하는 방법이 상 용화되어 있고 장기간 저장을 위해서 12월 하순부터 1월 중순 사이에 딸기묘를 캐서 6℃이하에서 최소한 480시간동안 충분히 저온 경과 시간을 거치면 뿌리의 당함량이 증가하는 것으로 보고되었다(Lieten, 1997). 저온 저장은 딸기묘를 안전하게 월동시킬 뿐만 아니라 자연적인 휴면 타파를 대신하는 방법이기도 하다(Lieten et al., 2005). 유럽지역에서는 초기에는 저온 저장한 정식묘를 이른 봄에 재배하는 작형으로만 사용했던 반면 중부 유럽에서 수확기간을 7월부터 다음해 1월까지 연장하기 위해 상업적인 방법으로 이용되었다(Lieten, 2002). 전분 축적량은 11월 중순에 캐낸 묘에서 가장 많았고, 저온 저장 시간이 길어질수록 관부의 굵기가 굵어지고 뿌리의 탄수화물 수준이 높아졌다(Palha, 2000).
우리나라의 딸기 재배농가는 겨울 기간 동안 딸기 모주 월동시 관행적으로 노지에 가식을 하거나 무가온 하우스에서 포트 상태로 보관을 하고 있어 이 과정에서 저온 경과가 충분하지 않아 런너 발생이 적거나 겨울철 혹한기 동해 피해와 관수 부주의로 인해 모주가 고사하는 사례가 빈번히 발생하는 것으로 알려져 있다.
이에 따라 본 연구는 딸기 모주의 충분한 휴면 타파와 안전한 월동을 위한 방법으로 '설향' 딸기 포트묘의 모주 저온 저장 시 온도, 기간 및 상토 수분 함량 조건을 구명하기 위하여 수행하였다.
Materials and Methods
시험 작물 및 모주 정식
포트육묘한 딸기 모주의 동절기 저온 저장 실험은 충남농업기술원 딸기연구소의 유리온실에서 수행하였다. 시 험품종은 딸기연구소에서 육성한 '설향'(Fragaria × ananassa Duch. cv. Sulhyang)을 이용하였다. 실험에 이용되는 딸기 저온 저장용 모주는 휴면에 돌입하는 11월부터 포트묘를 준비하였다. '설향' 포트묘를 11월 20일에 0.03 - 0.1 mm 두 께의 polyethylene 필름에 100주씩 넣고 밀봉한 뒤 플라스틱 상자(50 × 35 × 30 cm)에 넣어 저온 저장고(2.2 × 1.7 × 1.7 m, Geumhonaengyeol ENG, Deajeon, Korea)에 적재하였다(Fig. 1A and 1B). 이듬해인 2월 20일부터 저온 저장고에 서 저장한 딸기묘를 꺼내어 딸기전용상토(코코피트 : 피트모스 : 펄라이트 = 65 : 17 : 10, Purumi, Seoulbio, Eumseong, Korea)를 충진한 직경 14 cm 개별 포트에 가식하고 10일간 비닐과 흰 색 부직포를 덮어 생육을 촉진시켰다(Fig. 1C). 생육을 촉진시킨 다음 3월 25일에 딸기연구소의 유리온실의 고설 육묘베드에서 플라스틱 화분(100 × 22 × 8 cm) 에 주간 20 cm 간격으로 모주를 정식하였다.
Fig. 1. Cold storage of ‘Sulhyang’ strawberry mother plants and growth during nursery. (A) preparation of strawberry mother plants for cold storage, (B) cold storage of strawberry mother plants at - 2℃ in a cold store room, (C) transplanting of strawberry mother plants after cold storage, (D) daughter plants growth of 90 days after transplanting of mother plants.
딸기 육묘 및 시비 방법
시험구 배치는 완전임의배치 3반복으로 처리당 30주를 조사하였다. 육묘 기간 중 모주와 자묘 증식용 상토는 딸 기전용상토(코코피트 : 피트모스 : 펄라이트 = 65 : 17 : 10, Purumi, Seoulbio, Eumseong, Korea)를 사용하였다. 자묘 육묘용 연결포트는 점적관수 육묘상자(C형 32구, 68 × 34 × 10 cm3, 부피(물비중): 132 mL, Hwasung industries co., ltd., Okcheon, Korea)를 이용하였다. 배양액은 양액기(NMC-junior, Netafim Korea ltd., Korea)를 이용하여 모주 정식 후 1주일 후부터 추비용 관주비료(N-P-K-Mg = 20-20-20-2, Ferticare, Dofagro, Pyeongtaek, Korea)를 EC (electrical conductivity) 0.6 - 0.8 dS·m-1 범위에서 자묘 육묘 기간 동안 공급하였다. 5월 상순부터 발생하는 자묘를 연결포트에 유인하여 6월 하순까지 약 2개월 동안 자묘 유인을 완료하였다(Fig. 1D).
모주 저온 저장방법에 대한 조사
모주의 저장 온도별 실험은 자연 월동(유리온실 온도: 1 - 25℃), 0, - 2, - 5℃에서 3개월간 저온 저장고(2.2 × 1.7 × 1.7 m3, Geumhonaengyeol ENG, Deajeon, Korea)에서 저장하였다. 자연 월동은 딸기연구소의 유리온실에서 가온을 하지 않은 상태에서 딸기묘를 점적 관수 육묘 상자(C형 32구, 68 × 34 × 10 cm3, 부피(물비중): 132 mL, Hwasung industries co., ltd., Okcheon, Korea)에서 보관하면서 주 1회 관수하였다. 모주의 적정 저온 저장 기간을 구명하기 위해 모주의 정식일인 3월 25일을 기준으로 역산하여 무처리(자연월동, 유리온실 온도: 1 - 25℃), - 2℃에서 2, 4, 6, 8개월간 저온 저장하였다. 모주 저온 저장 시 적정한 상토 수분 함량을 구명하기 위하여 포트묘의 상토 수분함량을 10 (%, w/w)미만, 30 - 50,60이상으로 설정하였고 수분함량은 중량법에 의하여 토양을 105℃에서 18시간 건조 후 건조 평형에 이를 때까지 건조시켜 감량을 건토에 대한 %로 계산하였다. 모주 정식 후 90일에 초장, 엽수, 관부 직경, 액아수, 런너수, 자묘수를 조 사하였다.
통계분석 조사
통계 분석은 SAS 프로그램(SAS 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 Duncan의 다중검정(Duncan's multiple range test, p<0.05)을 실시하였다.
Results and Discussion
저온 저장 온도에 따른 모주의 생육 및 생존율
딸기 '설향' 모주의 휴면타파를 위해 저온 저장 온도에 따른 모주의 생육과 런너 및 자묘 발생수를 조사한 결과는 Table 1과 같다. 정식 후 모주의 초장은 자연 월동과 0℃처리에서 모주의 초장이 38.2 - 39.3 cm로 크게 자라는 것으로 나타났으며, - 5℃처리에서는 정식 후 생육은 정상적으로 이루어졌으나 초장이 24.1 cm로 작아지는 경향을 보였다. 엽수는 초장과 마찬가지로 자연월동과 0℃처리에서 15.4 - 16.0개로 증가한 반면, - 5℃처리에서는 10.2개로 감소하 는 것으로 나타났다. 관부 직경은 자연 월동과 0℃, - 2℃처리에서는 16.2 - 17.0 mm 범위의 분포를 보여 유의한 차이 를 보이지 않았으나 - 5℃처리에서 12.7 mm로 작아지는 경향을 보였다(Table 1).
주당 런너 발생수는 처리 별로 6.2 - 7.0개 범위에 분포하여 통계적으로 유의차가 없었으나 처리 온도가 낮아질수록 런너 발생수가 증가하는 경향을 보이다가 - 5℃에서는 감소하였다. 주당 자묘 발생수도 런너 발생수와 마찬가지로 처리 온도가 낮아질수록 증가하는 경향을 보이다가 - 5℃처리에서는 감소하였는데 자연 월동처리에서 14.5개로 가장 크게 감소했던 반면 - 2℃처리에서는 22.8개로 자연 월동처리에 비해 157% 수준으로 증가하였다. 생존율은 자연 월동 처리에서 91%를 나타냈으나 0, - 2, - 5℃처리에서는 100%를 보였다(Fig. 2). 이는 겨울 동안 온실에서 자연 월동을 하는 동안 관수의 불균형으로 인하여 고사주가 발생한 것으로 판단된다.
모주의 저온 저장 기간을 달리하여 저장하고 모주를 정식한 후 생육과 런너 및 자묘 발생수를 조사한 결과는 Table 2와 같다. 정식 후 모주의 초장은 4개월 간 저온 저장한 처리에서 30.2 cm로 통계적으로 유의하게 높았고 자연 월동 처 리에서는 26.3 cm로 통계적으로 유의하게 낮았다. 엽장은 12.0 - 12.8 cm로 처리 구간의 유의한 차이가 없었다. 엽수는 저온 저장 기간이 4개월인 처리구에서 26.0개로 자연 월동 처리구와 비교하여 9.3매가 더 많았고, 저온 저장 기간이 8 개월인 처리구에서 17.3개로 0.6매가 더 많았으나 통계적인 유의차는 없었다. 관부 직경은 저온 저장 기간이 4개월에 서 8개월인 처리구에서 20.3 - 20.8 mm의 범위로 자연 월동 처리구보다 다소 굵었지만 처리간 유의차는 없었고, 자연 월동과 2개월 처리에서는 각각 16.2, 17.5 mm로 가늘게 나타났다(Table 2).
주당 런너 발생수는 저온 저장 기간이 4개월 처리구에서 6.2개로 자연 월동과 비교하여 1.7개가 더 많은 것으로 확 인되었다. 주당 자묘 발생수는 저온 저장 기간이 2개월에서 6개월까지 23.3 - 26.3개의 범위로 자연 월동에 비해 증가 하였고, 8개월 처리구에서는 20.9개로 감소하는 것으로 나타났다(Table 2). 이상의 결과로 딸기 모주는 8개월까지 장 기간 저온 저장이 가능하나 장기간 저장 시 육묘 기간 중 모주의 엽수와 런너 및 자묘의 발생수가 적어서 충실한 자 묘를 확보하는데 불리할 것으로 판단되며, 4개월간 저온 저장 시 육묘 기간 중 모주의 생육이 왕성하며 런너와 자묘 발생수가 가장 많은 것으로 나타났다. 딸기는 온도가 낮아지는 11월 중순부터 휴면에 돌입하고 11월 중순부터 캐낸 묘에서 전분 축적량이 가장 많았다(Palha, 2000)는 결과로 볼 때, 모주 정식기인 3월 하순을 기준으로 4개월 전부터 저온 저장을 실시하는 것이 육묘기에 모주의 생육을 촉진하고 런너와 자묘 발생수를 증가시키는데 효과적인 방법 이라고 판단된다.
저온 저장 시 토양(상토) 수분함량에 따른 모주의 생육과 런너 및 자묘 발생량
포트묘 모주 저온 저장 시 토양(상토) 수분함량에 따른 모주의 생육과 런너 및 자묘 발생수는 Table 3과 같다. 모주 정식 후 초장은 상토의 수분함량이 30 - 50 (%, w/w)일때 28.9 cm로 상토 수분함량 10미만과 60이상보다 각각 17, 15% 수준으로 유의하게 높은 결과를 보여 모주의 저온 저장 기간 동안 상토의 수분함량이 모주의 초장에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 엽수는 9.8 - 12.4개로 처리구 간의 차이가 없었고, 관부 직경도 역시 12.6 - 16.2 mm로 처리구 간의 유의한 차이가 없는 것으로 확인되었다. 주당 런너 발생수는 상토의 수분함량이 30 - 50일 때 8.3개로 상토 수분함량 10미만 및 60이상과 비교하여 각각 53, 30% 수준으로 증가하는 것으로 나타났다. 주당 자묘 발생수는 상토의 수분함량이 30 - 50 (%, w/w)일 때 21.2개로 상토 수분함량 10미만과 60이상보다 각각 29, 16% 수준으로 높은 결과를 보였다.
모주의 생존율은 상토의 수분함량이 10 (%, w/w)미만일 때 85%로 건조에 의한 고사율이 높았고, 30이상에서는 생존율이 100%를 나타냈다(Fig. 3). Park et al. (2019)은 영양생장 중인 '설향' 딸기 모주는 피트모스와 펄라이트를 7 : 3 (v/v)으로 혼합한 상토의 용적수분함량을 높게 설정할수록 식물 생육이 양호하였으나 양수분 소모량을 고려할 때 57%로 조절하는 것이 적합하다고 보고하였다. 또한 Raviv et al. (2019)은 함수량을 과도하게 높은 상태로 유지 하면 가스 확산 불량에 의해 생장이 저해될 수 있다고 보고하였다. 위의 결과와 유사하게 본 연구에서도 모주 저온 저장 기간 동안 상토의 수분함량이 모주의 생육 및 육묘기 런너와 자묘 발생수에 영향을 미친 것으로 판단되며, 상 토 수분함량이 10미만일 때 모주의 생존율이 현저하게 떨어지고 모주의 생육과 런너 및 자묘 발생량도 현저하게 감소하는 것으로 나타났다.
Fig. 3. The effect of soil moisture during cold storage of mother plants on the survival rate of strawberry mother plants. Means carrying same letters on columns are not significantly different (p ≤ 0.05) according to Duncan’s multiple rang test.The effect of cold storage temperature on the survival rate of strawberry mother plant. a, b: Means carrying same letters on columns are not significantly different (p ≤ 0.05) according to Duncan’s multiple rang test.
이상의 결과로 '설향' 딸기 모주의 휴면 타파를 위한 포트묘의 저온 저장 조건은 온도 - 2℃, 저장 기간 4개월이 가 장 적당한 것으로 확인되었고, 저온 저장 전 포트묘의 상토 수분함량은 30 - 50 (%, w/w)일 때 자연 월동에 비해 모 주의 생육이 양호하였고, 자묘 획득율이 증가되어 농가에서 저온 저장고를 활용하여 효율적으로 모주를 월동 시 킬 수 있는 방법으로 판단된다.
Conclusion
본 연구는 '설향' 모주의 충분한 휴면 타파와 안전한 월동을 위한 방법으로 포트묘의 모주 저온 저장 시 온도, 기간 및 상토 수분함량 조건을 구명하기 위하여 수행하였다. 딸기 모주의 휴면 타파를 위한 온도별 처리에서 자연월동은 생존율이 91%인데 반해 0, - 2, - 5℃에서는 생존율이 100%였다. 저장 온도가 낮을수록 정식 후 모주의 초장이 작아 지는 경향이었고, - 5℃에서도 모주의 생존이 가능하였으나 정식 후 생육과 자묘 발생수가 현저하게 저하되었다. 자 묘 발생수는 - 2℃ 저장에서 주당 22.8개로 가장 많았다. 모주의 저온 저장 기간은 8개월까지 장기간 저장이 가능하 나 장기간 저장 시 자묘 발생수가 적었고 4개월간 저장 시 모주의 생육이 왕성하며 런너와 자묘 발생수가 많았다. 포 트묘 모주 저온 저장 시 상토 수분함량은 10 (%, w/w)미만일 때 생존율이 85%로 건조에 의한 고사율이 높았고, 30이 상에서는 생존율이 100%였으며 30 - 50 (%, w/w)일 때 모주 정식 후 생육 및 자묘 발생수가 많은 것으로 확인되었다
