서 언
촉성재배용으로 국내에서 육성된 ‘설향’ 딸기(Kim et al., 2006) 보급이 확대되면서 조기수량 증대와 탄저병 등 병해발생 방지를 목적으로 노지육묘에서 시설하우스 내의 육묘방법으로 급속히 전환되는 추세이다. 국내의 시설하우스 내에서 가장 보편적으로 이루어지는 딸기 육묘 방법은 두 종류이다. 고설베드(raised bed)를 설치하고, 고설베드 옆으로 농가에서 연결포트라고 칭하는 플러그 트레이 형태의 포트를 위치시키며, 포트에 상토를 충진한 후 런너로부터 발생한 자묘를 착근시키고 육묘한다. 다른 방법은 플라스틱 하우스 안의 토양 위에 뿌리 생장 범위를 제한하기 위한 차근 자재를 깔고, 그 위에 왕겨 또는 일반 토양 등을 덮은 후 런너로부터 발생한 자묘를 착근시키고 육묘하는 것이다(RDA, 2001).
고설베드 육묘는 토양으로부터 약 1m정도 높은 위치에 고설베드를 설치하고 육묘하므로 토양으로부터 전염되어 심각한 피해를 유발시키고 있는 탄저병이나 위황병 등을 회피하기에 매우 유리한 방법이다. 그러나 연결포트 개별 셀의 용적이 적고, 셀에 충진된 혼합상토의 물리･화학적 완충력이 낮아 매우 정밀한 양･수분 관리를 요하는 방법이며, 양･수분 관리에 대한 지식 부족과 정밀하지 못한 관리로 인해 묘의 소질이 불량해지는 경우가 빈번히 발생하고 있다.
이를 개선하기 위하여 최근에는 발생된 자묘를 연결포트에 착근한 후 연결포트를 저면관수 하기 위한 방법이 도입되고 있다. 고설베드 육묘는 이상과 같이 여러 장점을 갖지만 전문 지식이 필요하고, 고설베드, 상토 및 관수 자재 등 비용이 많이 요구되는 단점도 있다(Choi et al., 2010).
고설베드 육묘와 비교하여 차근육묘 방법의 장점은 육묘를 위한 시설비가 적게 요구되고, 아울러 자묘의 유인과 착근을 위해 필요한 노동력이 적으며, 높은 수준의 지식을 요하지 않는 것이다. 비록 고설베드 육묘 보다 병 감염 가능성이 높고, 정밀한 양･수분 관리가 이루어지지 못해 묘 소질이 다소 불량할 수 있지만 노령화가 심화되어 가는 농가 현실에서 비교적 도입하기 쉬운 방법이다(Park et al., 2015a).
Park et al.(2015a)은 국내 딸기주산지 별 육묘방법을 조사하고 그 결과를 보고하였다. 그들의 보고에 의하면 촉성재배 작형이 일찍 정착된 경남 진주지역은 포트육묘가 62%였지만 전남 담양, 충남 논산 및 부여 지역은 차근육묘가 35% 내외로 가장 많은 비율을 차지한다. 과거 반촉성재배가 주요 작형이던 시기에는 차근육묘를 위한 배지로서 주로 노지토양(mineral soil)을 사용하였으나 토양전염성 병해의 회피와 묘 소질 개선이 요구되면서 팽연왕겨를 이용하는 농가가 증가하고 있다(Lee, 2013). 최근 보급된 ‘설향’ 딸기는 팽연왕겨로 육묘하였을 때 뿌리생육이 우수한 양질묘가 생산되어 초기수량 증대효과가 보고되고 있으며, 충남 논산을 중심으로 급격히 증가하고 있다(Park et al., 2015b).
배지 구성재료로써 팽연왕겨는 미세공극을 보유하지 못해 보수력이 낮은 문제점을 갖지만 입경이 커 토양 통기성을 높이는 장점을 가지며(Choi et al., 2000; Kim et al., 2001; Lee, 1999), 이미 팽연왕겨의 높은 통기성은 뿌리활력 및 묘 생장에 좋은 영향을 미침이 확인되었다(Hwang et al., 2003; Kang et al., 2010; Cho et al., 2011). 그러므로 차근육묘용 배지로써 팽연왕겨가 이용되고 배지의 함수량을 적절하게 유지할 수 있는 양･수분 관리가 된다면 저렴한 비용으로 묘를 생산하는데 유리할 수 있다. 그러나 기존 연구들의 대부분은 팽연왕겨를 혼합배지로 이용하여 포트작물을 재배하기 위해 수행되었으며, 딸기 차근육묘에서 토양 함수량 변화와 자묘의 생장에 미치는 영향에 관하여 충분한 연구가 수행되지 않았다. 또한 농가에서 팽연왕겨를 이용한 차근육묘가 광범위하게 이루어지고 있지만 정밀한 연구결과가 없어 시행착오 원인이 되고 있다.
상기한 바와 같은 상황을 고려하여 ‘설향’ 딸기 차근육묘를 위한 차근 자재와 팽연왕겨를 중심으로 한 배지의 종류가 토양 함수량 변화와 묘의 지상부 생장에 미치는 영향을 구명하고자 본 연구를 수행하였으며, 연구 결과는 농가의 차근육묘를 위한 기초자료로써 활용될 수 있을 것이다.
재료 및 방법
국내에서 육성한 ‘설향’ 딸기를 대상으로 부여군농업기술센터 온실(폭 6m × 길이 40m, 양지붕 유리온실)에서 본 연구를 수행하였다. 육묘실험을 위해 차근육묘상[폭 140cm(70cm × 2면)]을 설치하고, 2013년 3월 25일에 ‘설향’ 딸기 모주를 주간 18cm간격(2조식)으로 차근육묘상 중앙에 정식하였다.
모주의 양분공급은 한국원시표준배양액(N-P-K-Ca-Mg-S : 13-3-6-6-3-3me･L-1)으로 1일 2-3회 관비하였고, 급액의 EC는 0.40-0.65dS･m-1 기준으로 조절하였다.
차근육묘를 위한 배지 종류가 자묘의 생장에 미치는 영향을 밝히기 위해 육묘상 바닥에 Polyethylene film(투명한 Polioxyethylene film, 두께 0.03mm)을 깔고 Park et al.(2015b)이 제시한 팽연왕겨(일반 왕겨를 80-110°C에서 압축 및 팽창시킨 후 분쇄하여 물리성이 개선된 입경 1.6mm 이하의 왕겨, (주)대원 GSI, 경북 칠곡), 사양토 및 양질사토를 각각 7cm 깊이로 충진하였으며, 이들 배지의 pH는 각각 7.1, 5.3, 6.6, EC는 0.26, 0.41, 0.22dS･m-1였다. 5월 중순에서 7월 상순에 모주로부터 발생한 런너가 10cm 간격을 유지하도록 육묘상 위에 고르게 배치 하였다. 7월 1일까지 자묘 유인을 완료하였고, 관수는 7월 15일부터 5-6일 간격으로 주당 100mL씩 공급하여 착근시켰다.
본 연구에서 모든 자묘의 생장 조사는 런너의 2 및 3번째에 위치한 2차 및 3차묘를 대상으로 하였다. 착근 20일 후(8월 5일)와 40일 후(8월 25일)에 초장, 엽 면적, 관부 직경, 1차 근수, 근중, 근장 및 생체중을 조사하여 자묘의 생장을 판단하였다.
차근 자재의 종류가 육묘기 배지 내 온도와 수분 변화 그리고 자묘의 생장에 미치는 영향을 구명하기 위한 연구도 수행하였다. 상기한 바와 동일하게 조성한 육묘상에 모주를 정식하였고, 동일한 방법으로 차근 자재를 위치시켰다. 본 실험에 이용된 차근 자재는 투명비닐(Polyethylene film, Daehong-industry Inc., Asan, Korea; PE), 부직포(Non-woven fabrics, Daeyoung-bujikpo Co., Ltd., Sungju, Korea; NF), 유공비닐(Perforated polyeth-ylene film, Daehong-industry Inc., Asan, Korea; PP) 및 방근시트(Root proofing sheet, Jeil-industry Co., Ltd., Sungju, Korea; RPS)의 4종류였으며(Table 1), 차근자재를 설치한 후 상기한 바와 동일한 팽연왕겨를 충진하고 런너를 유인하였다.
배지의 수분 및 온도변화를 조사하기 위해 각각의 차근 배지에 길이 6.5cm의 수분･온도센서(CT-100, Mirea sensor Inc., Seoul, Korea)를 꽂은 후 7월 18일-8월 2일까지 15일간 조사하였다. 이 과정에서 매 5-6일 간격으로 1회, 식물체당 100mL 기준으로 관수량을 조절하여 공급하면서 배지의 수분 함량 및 온도변화의 정도를 측정하였다. 9월 3일 초장, 엽수, 엽 면적, 관부 직경, 1차 근수, 근중 및 생체중 등 자묘의 생장을 조사하였다. 실험기간 중(6월 1일-9월 10일) 온실 내 평균온도는 25.1°C(최저 20.7°C, 최고 34.2°C), 광합성유효광량자속은 291μmol･m-2･s-1였다.
이상의 실험들을 통해 수집한 데이터는 SPSS(VER. 20, Chicago, USA) 프로그램을 사용하여 p ≤ 0.05 수준에서 분석하였다.
결과 및 고찰
팽연왕겨, 사양토 및 양질사토 등 각각 다른 배지를 충진한 후 차근육묘하면서 발근 20일과 40일 후의 생육을 조사하여 Table 2에 나타내었다. 팽연왕겨와 양질사토를 배지로 차근육묘한 경우 발근 20일 후 초장이 각각 29.9cm 및 28.7cm로 사양토의 26.9cm 보다 컸다. 엽 면적은 팽연왕겨, 양질사토 및 사양토 순으로 넓었고, 관부 직경, 1차 근수 및 근중은 세 종류의 배지 간 유의한 차이가 인정되지 않았다.
생체중은 팽연왕겨에서 13.0g으로 양질사토와 사양토 차근육묘의 10.5g 및 8.9g보다 무거웠다. 착근 20일 후는 런너에서 발생한 자묘를 배지에 고정시킨 후 독립적인 생장을 한 기간이 충분치 못하여 처리 별 차이가 뚜렷하지 않았을 것으로 예상하였으나 팽연왕겨 배지에서 육묘한 묘의 엽 면적 및 생체중이 다른 두 종류 배지 육묘 보다 크거나 무거웠다.
착근 40일 후 조사한 자묘의 초장은 모든 처리에서 28.8- 30.4cm 범위로 조사되었고, 처리간 통계적인 차이가 인정되지 않았다. 팽연왕겨와 양질사토 처리의 엽 면적은 각각 341cm2 및 343cm2로 유사하였고, 사양토 처리는 310cm2로 가장 적었다. 관부 직경은 팽연왕겨가 8.5mm로 양질상토 및 사양토 처리의 7.7mm 또는 7.3mm보다 유의하게 굵었고, 근중 및 생체중도 각각 4.4g 및 16.6g으로 다른 두 종류 배지에서 육묘한 묘보다 뚜렷하게 무거웠다. 발근 20일과 40일 후에 사양토 처리의 근장이 가장 길었지만 발근 40일 후의 근중이 가벼운 점을 고려할 떼 뿌리의 측면 생장이 불량하고 충실하지 못하였다고 판단하였다.
Lee et al.(2000)은 부숙 팽연왕겨로 과채류를 육묘하였을 때 뿌리발육이 양호하고 T/R률이 낮은 양질묘가 생산되었다고 보고한 바 있으며, 이는 팽연왕겨를 배지로 이용할 때 공극률이 높고 토양 통기성이 우수한 것이 원인이라고 보고하였다. 이와 같은 팽연왕겨의 물리적 특성은 자묘의 근활력과 관련이 있다고 생각한다. 즉, 배지의 높은 통기성으로 인해 뿌리쪽으로 충분한 산소가 공급되어 자묘의 높은 근활력을 유발시켰고, 양･수분 흡수가 촉진되고 대사작용이 왕성해져 관부 직경, 근중 및 생체중이 우수한 원인이 되었다고 판단하였다(Marschner, 2012). 본 논문에서 자묘의 근활력과 관련한 결과를 제시하지 않았지만 근활력을 측정하기 위한 실험을 수행한 바 있으며, 팽연왕겨를 배지로 한 처리의 자묘 근활력이 높았다. 그러나 사양토와 양질사토 처리는 보수성을 증진시키는 미세공극의 비율이 상대적으로 높아 배지의 액상률이 높게 형성되었고, 높은 액상률이 근권부의 토양통기성 불량 및 자묘 생장이 저조한 원인이 되었다고 생각한다.
상기와 같은 결과를 고려할 때 사양토와 양질사토를 이용한 차근육묘는 팽연왕겨 배지 보다 관수횟수를 줄이면서 1회 관수량을 늘리는 방법으로 관수가 이루어져야 통기성 확보와 자묘생육에 바람직할 것으로 판단하였다.
PE, NF, PP 및 RPS등 차근자재를 깔고 팽연왕겨를 충진한 후 차근육묘를 하였으며, 이 과정에서 15일간(2013년 7월 18일부터 8월 2일까지) 배지 종류별 함수량 변화를 측정하여 Fig. 1에 나타내었다. PE를 차근자재로 이용한 처리는 7월 18일 1차 관수직 후 측정한 함수량이 55%였고, 2차 관수기까지 완만하게 감소하여 7월 23일은 26%로 낮아졌으며, 이러한 경향은 3차 관수기까지 유사한 패턴으로 이어졌다. 그러나 PE 처리와 비교할 때 PP처리는 관수직 후 측정한 함수량이 월등히 낮아 16%로 측정되었고, 다음 관수 직전에는 10%까지 낮아지는 함수량 변화 패턴을 보였다.
NF와 RPS의 두 처리는 관수 직후 함수량이 10-13% 범위였고, 관수 직전에는 4-5%까지 낮아졌다.
Choi et al.(2010)이 보고한 바와 같이 식물이 흡수하거나 토양 표면에서 증발이 이루어져 배지에 존재하는 수분 중 쉽게 이용될 수 있는 수분(EAW)이나 완충수(BW)가 제거되면 배지 입자를 피막형태로 둘러싸며 너무 강하게 흡착되어 있는 토양수분이 더 이상 식물에 이용될 수 없다. 본 연구의 PE 처리는 관수 직 후 함수량이 높아 EAW와 BW가 식물 생장에 적합한 만큼 존재하였을 것으로 생각하지만 다른 차근 자재를 처리한 경우에는 관수 직 후의 함수량이 너무 낮고 유효수분 및 완충수분의 양도 과도하게 낮아 자묘의 생장에 불리하게 영향을 미쳤을 것으로 판단하였다. 따라서 차근 자재의 특성상 배지의 함수량이 낮은 NF, PP 및 RPS 처리는 팽연왕겨 대신 입경이 더 작고 보수력이 높은 배지를 충진하는 것이 유효수와 완충수의 양을 늘리고 자묘 생장을 우수하게 유지할 수 있는 방법이라고 판단하였다.
차근 자재를 달리하고 팽연왕겨를 배지로 충진한 후 자묘를 육묘하면서 배지의 온도를 측정하여 Fig. 2에 나타내었다. 온실 내 대기 온도가 상승함에 따라 배지의 온도도 서서히 높아져 오후 2-5시 사이에 가장 높게 측정되었다. PE 처리는 오후 2-5시까지 27.6-29.6°C 범위로 측정되어 NF, PP 및 RPS 처리 보다 약 1°C 낮게 유지되었다. 그러나 오후 9시부터 오전 7시까지 PE처리의 배지 온도가 NF, PP 및 RPS 처리 보다 0.5-0.7°C 더 높게 유지되었으며, 주･야간의 온도편차는 PE 처리가 다른 처리들 보다 약 1.5°C 적었다.
Hwang et al.(2003)은 분화국화를 재배하면서 배지의 온도변화에 관하여 보고하였다. 오전 10시-오후 4시 사이에 펄라이트 배지의 토양 온도가 피트모스 + 왕겨 혼합배지 보다 더 높게 상승하였으며, 이는 펄라이트의 낮은 함수량으로 인해 비열이 낮아져 상대적으로 온도가 빨리 상승한 원인이 되었다고 하였다. 본 연구에서 오후 2-5시 사이의 배지온도가 PE처리보다 PP, NF 및 RPS 처리가 높았으며, 이러한 차이는 배지 내 함수량 차이에 기인한 것으로 판단하였다.
Udagawa et al.(1989)은 딸기를 재배하면서 근권온도가 23°C 이상으로 상승하면 뿌리의 노화가 빠르고 지상부 생장이 억제됨을 보고한 바 있으며, Rhee et al.(2001)은 토마토를 재배하면서 근권 온도가 25°C 이상이 될 때 뿌리 및 지상부 생장이 억제된다고 하였다. 이들의 보고를 고려할 때 NF, PP 및 RPS처리는 근권 온도가 상승하여 호흡량이 증가함으로써 자묘의 생장에 부정적인 영향을 미쳤다고 판단하였다.
차근 자재에 영향을 받은 자묘의 생장을 Table 3에 나타내었다. 초장은 PE 및 PP 처리가 각각 32.1 및 31.3cm로 가장 컸고, RPS 처리가 28.6cm로 작았으며, 엽 면적과 관부 직경도 PE, NF 및 PP 처리 보다 RPS 처리에서 유의하게 저조하였다. 생체중은 PE 처리가 20.8g으로 가장 무거웠고, PP, NF 및 RPS 처리 순으로 가벼웠으며, 처리 간 통계적인 차이가 인정되었다. 뿌리 생육에서 1차 근수는 PE 처리 24.2개, NF와 PP 처리가 각각 21.2 및 21.9개, RPS 처리는 19.7개 순으로 적어지는 경향을 보였다. 뿌리 생체중은 PE 처리가 가장 무거웠고, RPS 및 PP 처리간에는 차이가 인정되지 않았으며, NF처리가 가장 가벼운 것으로 조사되었다. NF나 RPS처리에서 묘의 지상부나 뿌리 생장이 저조하였던 것은 배지의 함수량 변화와 연관지어 판단할 수 있다. Fig. 1에 나타낸 바와 같이 PE 처리 보다 NF나 RPS 처리의 배지 함수량이 월등히 낮게 유지되었다. Waisel et al.(2002)은 함수량이 적은 배지에서 재배된 식물체는 물을 흡수하기 위해 아랫쪽으로 더 깊이 뻗어내려 근장은 길어지지만, 수분 흡수가 원할하지 못해 정상적인 조건보다 측근 발생 등 뿌리의 총 생장량이 감소한다고 보고하였다. 그들의 보고와 유사하게 본 연구에서도 NF나 RPS 처리의 낮은 함수량으로 인해 뿌리 생장이 저조하였다(Fig. 3 및 4).
재배적 또는 학술적인 측면에서 묘령, 관부 직경, T/R율, 그리고 근권생육 및 생체중 등을 기준으로 양질 딸기묘를 판단하는 것이 보편적이다(Faby, 1997; Cocco et al., 2010).
이러한 기준들을 적용하여 판단할 때 NF, PP 및 RPS의 3처리 모두 PE 처리 보다 자묘의 뿌리 및 지상부 생체중이 뚜렷하게 가벼웠다. 특히 Cocco et al.(2010)은 딸기 묘의 관부는 양분을 저장하는 저장고 역할을 하고, 관부 직경이 굵은 묘를 정식하면 초기 생장이 우수하고 초기 수량이 많다고 하였으며, 관부 직경이 8mm 이상이 되어야 양질묘로 판단할 수 있다고 하였다. 차근자재에 영향을 받은 착근 50일 후 ‘설향’ 딸기 묘의 근권부 및 지상부 생장에서(Table 3) 모든 처리의 관부 직경이 8mm 이상으로 조사되었고 Cocco et al.(2010)이 제시한 양질묘의 기준을 충족시키고 있다. 그러나 관부 직경이 굵을수록 그리고 지상부 및 지하부 생체중이 무거울수록 정식 후 초기생장이 우수한 점을 고려할 때 가장 바람직한 차근자재는 PE라고 판단하였다.
본 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 차근 육묘를 위한 배지로써 사양토나 양질사토는 액상률이 과도하게 높아 자묘의 생장이 저조하였고, 팽연왕겨 배지에서 생장이 우수하였다. 팽연왕겨를 배지로 이용할 경우 가장 바람직한 차근자재는 PE였으며, 배지의 보수성을 높게 유지하고, 토양 온도변화의 폭이 적었으며, 자묘의 소질이 우수하였다.
