서 언

상품성이 좋은 채소작물을 생산하기 위해서는 우선적으로 재배지역의 토양에 알맞은 작물을 선택하는 것이 중요하다. 토양의 특성에 따라 작물의 종류나 특성도 달라지고 재배방법도 달라져야 하므로 농업

초보자나 귀농, 귀촌 농업인들에게 있어서는 농경지 토양 특성을 파악하고, 적합한 작물의 선정에서부터 수확에 이르는 모든 관리가 애로사항으로 작용할 수 있다. 마늘(Allium sativum L.) 주산지인 의성과 예천에서도 마늘을 재배하였을 때 토양의 화학적 특성에 따라 지상부 생장과 인경 발달이 달라졌으며, 논토양보다는 밭토양에서 재배하였을 때 생육이 좋고 품질이 우수한 것으로 보고된 바 있어(Kim et al., 2000), 토양 조건을 고려한 재배기준을 확립할 필요성이 있다. 그리고 사질식토(sandy clay)와 사양토(sandy loam)에서 로즈마리(Rosmarinus officinalis L.)를 재배하였을 때 사양토에서 빠른 생장을 보이고 정유(essential oil) 함량도 높아 토양 종류가 작물의 생산성과 품질을 제어하는 중요한 관리 요소임을 밝힌 바 있다(Gharib et al., 2016).

제주도는 우리나라 면적의 1.8%에 불과하나, 토양의 종류는 우리나라 토양통 405종 가운데 63종으로 약 15.6%를 차지할 정도로 다양하다(Song et al., 2005; Hyun et al., 2009; NAAS, 2014). 63종의 제주토양은 크게 흑색 화산회토양(21%), 농암갈색 화산회토양(41%), 암갈색 비화산회토양(17%), 산악지 토양(21%) 유형으로 구분한다. 제주도는 섬 전체가 화산의 분출로 이루어진 섬으로 돌이 많아 농경지가 적은 편이며, 농경지의 대부분에는 과수작물인 온주밀감(Citrus unshiu Marc.)이 주로 재배되고 있다. 그리고 한라산을 중심으로 서부지역은 비화산회토양으로 토양의 비옥도가 높은 데 반해 동부지역은 화산회토양으로 척박한 편이다. 비화산회토양은 암석의 풍화작용으로 형성되었고 암갈색을 띄고 제주도의 북부와 서부 지역에 주로 분포하고 있으며, 화산회토양에 비해 비료 요구도가 상대적으로 낮고 작물 생산성이 높은 편이다(Hyun, 2011). 이에 반해 화산회토양은 이미 생성된 토양 위에 화산재가 퇴적이 되면서 생성된 토양으로 주로 흑색을 띄며, 유기물 함량은 높으나 유기입자 또는 토양입자와의 강한 결합력으로 인해 분해가 어려워 식물이 이용하기 어렵고 비화산회토양에 비해 토양 비옥도는 떨어지고, 인산 흡착력이 강한 것으로 알려져 있다(Song et al., 2010). 따라서 제주지역에 분포하고 있는 농경지 토양유형별 재배 작물의 수확량과 품질에 미치는 영향을 이해하는 것은 농업의 지속 가능성을 개선하기 위해서 중요하다.

제주에서 재배되고 있는 주요 채소작물은 무(Raphanus sativus L. var. hortensis Backer), 마늘(A. sativum L.), 양파(A. cepa L.), 양배추(Brassica oleracea L. var. capitata L.), 브로콜리(B. oleracea L. var. italica L.) 등이며, 육지부 생산 작형과는 차별화된 월동 재배가 주로 이루어지고 있다. 특히, 무는 뿌리뿐만 아니라 잎까지 식용이 가능한 대표적인 근채류이며, 국내에서는 배추(B. campestris L. subsp. napus var. pekinensis Makino)와 함께 김치의 주재료로 사용되고 있는 중요한 채소이다. 더군다나, 생육기간이 짧고, 영양학적 가치도 높아 국내에서뿐만 아니라 전 세계적으로 널리 생산되고 소비되고 있으며, 각 나라의 기후와 토양 특성, 그리고 소비자들의 기호에 맞춰 다양한 품종들을 대상으로 연구가 이루어지고 있다(Akram et al., 2015; Zha and Liu, 2018). 한국, 중국, 일본 등 동아시아에서는 주로 흰색의 크기가 크고 긴 뿌리 형태의 무를 많이 재배하고 있다. 국내에서는 재배 작형에 따라 봄무, 고랭지무, 가을무, 월동무로 구분하여 연중 생산되고 있으며, 제주에서는 월동무의 재배 면적과 생산량이 다른 작형에 비해 월등히 많은 편이다(Ko and Kim, 2013).

본 연구에서는 수량성 향상 및 고품질의 작물을 수확하기 위한 토양 개선과 작물 재배 시 관리 방법을 평가하기 위하여 제주지역의 토양유형별(흑색 화산회토양, 농암갈색 화산회토양, 암갈색 비화산회토양)로 월동무를 재배하였을 때 광합성, 생산성 및 무기성분 함량에 미치는 영향을 살펴보았다.

재료 및 방법

식물재료 및 재배조건

무는 근장이 짧고 근미 비대가 우수한 품종인 영동무(Raphanus sativus L. var. hortensis Backer cv. Youngdong, Nongwoobio, Suwon, Korea)를 흑색 화산회토양(BS), 농암갈색 화산회토양(VDBS) 또는 암갈색 비화산회토양(DBS)이 채워진 라이시미터에 파종하여 사용하였다. 라이시미터는 농촌진흥청 온난화대응농업연구소(N33°28' E126°31', 200m above sea level, Jeju, Korea)의 시설을 이용하였으며, 라이시미터(1.8 × 1.8 × 0.8m) 내 토양은 20cm 깊이로 경운한 후 20cm 높이의 두둑을 3열로 만들어서 30 × 30cm 간격으로 종자를 직파하여 재배하였으며, 토양유형별로 6반복하여 수행하였다.

토양수분은 재배기간 동안 3 - 4일 간격으로 관수하고, 진딧물 등 병충해 방제를 위하여 저독성 약제인 이미다클로프리드 수화제(0.5g·L^-1, Farm Hannong Co., Seoul, Korea)와 디노테퓨란 수화제(0.5g·L^-1, Farm Hannong Co., Seoul, Korea)를 재배기간 중에 각각 2회씩 살포하였다. 온도와 일사량은 지상부로부터 2.5m 높이에 설치한 온도센서(1400-101, LI-COR Inc., Lincoln, USA)와 광센서(LI200X, LI-COR Inc., USA)를 이용하여 측정하였으며, 데이터로거(CR1000, Campbell Scientific Inc., Logan, USA)에 연결하여 1시간 간격으로 기록하였다.

토양의 토성 및 화학성 분석

토양 분석은 라이시미터에 채워진 흑색 화산회토양(BS), 농암갈색 화산회토양(VDBS), 암갈색 비화산회토양(DBS)을 각각 6반복으로 채취하여 수행하였다. 토양시료는 종자를 파종하기 전인 11월 초순에 표토층(0 - 20cm)을 채취하여 풍건시킨 후에 2mm 체를 통과시키고, 농촌진흥청 농업과학기술원 표준분석법에 준하여 분석하였다(NIAST, 2000). 토양의 입경은 micro-pipette 법을 이용하여 점토, 미사, 모래 함량을 측정하였다.

토양산도(pH)와 전기전도도(electrical conductivity: EC)는 토양과 증류수의 비를 1:5로 하여 1시간 동안 진탕시킨 후 각각 pH 미터(Five Easy Plus FP20, Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland)와 전기전도도계(InoLab Cond Level 1, Wissenschafilich Technishe Werkstatten, Weiheim, Germany)를 이용하여 측정하였다. 토양 유기물(organic matter: OM) 함량은 Tyurin 법, 전질소(total nitrogen: T-N) 함량은 Kjeldahl 법, 유효인산(available phosphate: Av-P₂O₅)은 Lancaster 법에 의해 분석하였으며, 토양 내 다량원소는 유도결합플라즈마 발광광도계(Inductively Coupled Plasma Spectrophotometry-Mass, ICP-Integra XL, GBC Scientific Equipment Pty Ltd., Victoria, Australia)를 이용하여 분석하였다.

엽록소형광 변수 산출

엽록소형광은 엽록소형광분석기(Plant Efficiency Analyzer, Hansatech Instrument Ltd., King’s Lynn, UK)를 이용하여 측정하였다. 즉, 파종 후 90 - 100일 사이의 맑은 날에 20분간 광을 차단하여 무 잎을 암적응시킨 후 1,500µmol·m^-2·s^-1의 광량을 5초간 조사하여 엽록소형광을 유도하였으며, F_o, F_m, F_v/F_m 등의 형광변수를 산출하였다(Strasser and Strasser, 1995). 그리고, 엽록소형광을 측정한 잎을 대상으로 엽록소계(SPAD-502, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 사용하여 SPAD 값을 측정하였다.

광합성률 측정

CO₂ 교환은 휴대용 CO₂ 분석장치(LCpro⁺ Portable Photosynthesis System, ADC BioScientific Ltd., Hoddesdon, UK)를 사용하여 파종 후 90 - 100일 사이의 맑은 날에 측정하였다. 광합성률(photosynthetic rate, A)은 무의 잎을 잎 챔버에 물려 5분간 안정화시키고, 20 ± 1°C 엽온, 400ppm CO₂ 농도 하에서 1,300µmol·m^-2·s^-1의 포화광을 비추어 측정하였다(Oh et al., 2015, 2017). 아울러 동일한 조건에서 증산률(transpiration rate, E), 기공전도도(stomatal conductance, gs) 등을 측정하고, 증산률에 대한 광합성률로 수분이용효율(water use efficiency, WUE)을 산출하여 제시하였다. 호흡률(dark respiration, R_d)은 광합성률과 같은 방법으로 측정하였으며, 다만 포화광을 비추는 대신에 암조건을 유지하였다.

생육특성 조사

무의 생육특성은 파종 후 110일 후에 토양유형 별로 각각 6개체를 무작위로 선발하여 수확하고, 초장, 뿌리의 길이와 직경, 바이오매스, 엽수와 엽면적, 가용성 고형물 함량과 경도 등을 조사하였다. 식물의 바이오매스는 지상부와 뿌리로 구분하여 각각 생체중을 측정한 후, 70°C 항온건조기에서 5일간 건조시켜 건물중을 조사하였다. 엽수는 잎의 길이가 1cm 이상인 것을 모두 조사하였고, 엽면적은 이들 잎을 엽면적계(LI-3100, Li-Cor Inc., Lincoln, Nebraska, USA)로 측정하였다. 지하부의 가용성 고형물 함량은 중간 부분을 착즙하여 굴절당도계(PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 조사하였고, 경도는 5mm 탐침봉이 장착된 경도계(TA-XT, Texture Technologies Corp., NY, USA)를 이용하여 중간 부분의 세 방향으로 측정하였다.

식물체내 무기성분 함량의 분석

식물체내 전질소, 유효인산과 무기성분 함량은 파종 후 110일에 수확한 시료를 대상으로 농촌진흥청 농업과학기술원 표준분석법에 준하여 분석하였다(NIAST, 2000). 식물체는 지상부와 뿌리로 구분하여 건조하고 소형파쇄기(HR2860, Philps, China)로 균일하게 마쇄하여 분석시료로 사용하였다. 전질소 함량은 Kjeldahl 법, 유효인산은 Lancaster 법에 의해 분석하였으며, 치환성 양이온(K, Ca, Mg, Na)과 미량원소(Fe, Mn, Zn, Cu)는 분해용액(HN0₃:H₂SO₄:HClO₄=10:1:4)을 첨가하여 전처리 및 여과과정을 거친 후 유도결합플라즈마 발광광도계(Inductively Coupled Plasma Spectrophotometry-Mass, ICP-Integra XL, GBC Scientific Equipment Pty Ltd., Victoria, Australia)를 이용하여 분석하였으며, 건물중 1g당 함량으로 제시하였다.

통계분석

모든 통계분석은 SPSS 통계 패키지 18.0(SPSS, Chicago, IL, USA)를 이용하여 수행하였으며, 일원배치 분산분석 및 Duncan의 다중검정(p < 0.05)으로 평균치 간의 차이에 대한 유의성을 검정하였다.

결 과

기상 환경요인의 변화

월동무를 재배하는 동안 대기 환경요인으로 일사량, 상대습도, 대기온도의 변화를 살펴보았다(Fig. 1). 생육 기간 동안 일일적산일사량은 기복이 심하였으며, 2월 중순 이전에는 10MJ·m^-2 이하로 낮았고 이후에는 10MJ·m^-2를 상회하였다(Fig. 1A). 일사량의 기복이 비교적 심하게 나타난 것은 재배기간 동안에 흐리거나 비 또는 눈이 내린 날이 많았음을 나타내주고 있다. 상대습도는 생육 전기간 동안 50%를 상회하였으며(Fig. 1B), 일평균 대기 온도는 9.3°C (일최저평균 - 0.7°C, 일최고평균 22.5°C)를 나타내었다(Fig. 1C). 그리고 12월 초순부터 3월 초순까지는 일평균 10°C 이하의 온도에 노출된 기간이 94일이며, 5°C 이하의 온도에 노출된 기간도 15일이나 되었다.

Fig. 1. Changes in daily mean solar radiation (A), daily mean relative humidity (B), and daily air temperature (C) in field lysimeters filled with different types of soils used for radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) cultivation during the experimental period (November 2014 - March 2015). The arrows in (A) indicate the days when seeds were sown and experimental measurements were carried out in situ.

토양유형별 토성 및 화학적 특성

토양유형별 모래, 미사, 점토의 함량은 각각 11 - 23%, 52 - 64%, 13 - 36% 범위에 있으며, 화산회토양은 미사의 함량이 63.0 - 64.4%인 미사질양토이고, 비화산회토양은 미사와 점토의 함량이 각각 52.3%, 36.7%인 미사질식양토이다(Table 1). 유기물과 질소 함량은 화산회토양(흑색 및 농암갈색)이 비화산회토양(암갈색)보다 높았고, 유효인산(P₂O₅)과 마그네슘(Mg) 함량은 비화산회토양이 화산회토양보다 높았다. 토양 pH는 4.86 - 5.63으로 화산회토양과 비화산회토양 모두 산성을 나타냈고, 전기전도도는 0.23 - 0.88dS·m^-1로 화산회토양이 비화산토양보다 2.2 - 3.8배 높았다(Table 2).

Table 1. Textures of soils used for radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) cultivation

zValues are expressed as means ± SE of six replicates. ySignificant differences between treatments are indicated by the different letters within each column (p < 0.05).

Table 2. Chemical characteristics of soils used for radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) cultivation

zValues are expressed as means ± SE of six replicates. ySignificant differences between treatments are indicated by the different letters within each column (p < 0.05). xOptimal ranges of chemical characteristics of field soils for radish cultivation were cited from National Academy of Agricultural Science (2010).

흑색 화산회토양에서는 pH가 4.86, 유효인산은 6.43mg·kg^-1, Ca과 Mg은 각각 1.73cmol·kg^-1과 0.58cmol·kg^-1로 낮은 데 반하여 전기전도도는 0.88dS·m^-1, 유기물과 질소 함량은 각각 137.4g·kg^-1, 0.59%로 높았다. 농암갈색 화산회토양은 pH가 5.63, 전기전도도는 0.51dS·m^-1, 유기물과 질소 함량은 각각 126.6g·kg^-1, 0.45%, 유효인산은 28.2mg·kg^-1, Ca과 Mg은 각각 5.87cmol·kg^-1과 1.09cmol·kg^-1로 전반적으로 높았다. 암갈색 비화산회토양은 전기전도도는 0.23dS·m^-1, 유기물과 질소 함량은 21.7g·kg^-1, 0.12%로 가장 낮았으며, 유효인산은 28.6mg·kg^-1, Mg은 1.29cmol·kg^-1로 높았다. 무 재배를 위한 우리나라 경작지 밭토양의 적정기준은 토양 pH가 6.0 - 6.5, 전기전도도가 2.0dS·m^-1 이하, 유기물 함량은 20 - 30g·kg^-1, 유효인산은 350 - 450mg·kg^-1, 치환성 양이온 함량 중 K, Ca과 Mg은 각각 0.6 - 0.7cmol·kg^-1, 5.0 - 6.0cmol·kg^-1과 1.5 - 2.0cmol·kg^-1이다(NAAS, 2010). 본 화산회토양(흑색 및 농암갈색)과 비화산회토양(암갈색)의 화학적 특성을 무 재배에 적합한 밭토양의 적정기준과 비교할 때, 전기전도도만 적정기준 범위로 나타났으며, 토양 pH, 유효인산 함량과 Mg 함량은 모든 토양에서 낮았으며, K 함량은 높았다. Ca 함량은 농암갈색 화산회토양에서는 적정 범위를 보였으며, 흑색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서는 크게 낮았다. 그리고 유기물 함량은 암갈색 비화산회토양에서는 적정기준 범위 내에 있으나 화산회토양(흑색 및 농암갈색)은 매우 높은 함량을 보였다.

토양유형별 월동무의 광계II 활성과 광합성의 변화

토양유형별 무 잎의 광계II 활성과 광합성률의 변화를 살펴보았다(Figs. 2 and 3). 광계II의 최대 광화학적 효율(F_v/F_m)은 암갈색 비화산회토양에서 다소 높기는 하지만 모든 토양에서 0.8 이상으로 안정된 값을 보였다(Fig. 2A). 초기형광수율(F_o)은 암갈색 비화산회토양에서 다소 낮았으며(Fig. 2B), 최대형광수율(F_m)은 토양유형 간에 차이가 없었다(Fig. 2C). 그리고 무 잎의 SAPD 값은 화산회토양에서 다소 높지만 모든 토양에서 50 이상으로 나타나 토양유형 간에 유의한 차이가 없었다(Fig. 2D). 그러나 광합성률(A)은 농암갈색 화산회토양에서 재배하였을 때 15.9µmol CO₂·m^-2·s^-1로 높은데 반하여 흑색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서는 각각 11.1µmol CO₂·m^-2·s^-1, 9.7µmol CO₂·m^-2·s^-1로 낮았다(Fig. 3A). 그리고 호흡률(R_d), 증산률(E)은 광합성률과 같이 농암갈색 화산회토양에서 재배하였을 때 더 높았다(Fig. 3B-C). 반면에 수분이용효율(WUE)은 흑색 화산회토양에서 재배하였을 때 더 높고, 농암갈색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서 재배하였을 때 오히려 낮았다(Fig. 3D).

Fig. 2. Chlorophyll fluorescence parameters (F_v/F_m, F_o, and F_m) and SPAD values from dark-adapted leaves of radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) plants grown for 90 - 100 days in different types of soils. Each column and error bar represents the mean ± SE of ten replicates. The different letters above bars indicate significant differences between treatments (p < 0.05) by Duncan’s multirange test.

Fig. 3. Photosynthetic rate (A), dark respiration (B), transpiration rate (C), and water use efficiency (D) from leaves of radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) plants grown for 90 - 100 days in different types of soils. Each column and error bar represents the mean ± SE of 14 replicates. The different letters above bars indicate significant differences between treatments (p < 0.05) by Duncan’s multirange test.

토양유형별 월동무의 생육특성

토양유형별로 월동무 생육에 미치는 영향을 살펴보면, 지상부와 지하부 모두 농암갈색 화산회토양에서 생산성이 높았으며, 흑색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서 저조하였다. 그리고 엽수도 농암갈색 화산회토양에서 다소 많지만 통계적 유의성은 없었다(Table 3). 지상부의 생체중, 건물중, 엽면적과 길이는 농암갈색 화산회토양에서 더 무거울 뿐만 아니라 길었고, 지하부도 농암갈색 화산회토양에서 재배되었을 때 직경이 더 굵고 길이가 긴 흰색의 뿌리를 수확할 수 있었다. 지하부의 생체중과 건물중도 흑색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서 재배하였을 때보다 1.7배 이상 더 무거웠다. 그러나 가용성 고형물 함량은 흑색 및 농암갈색 화산회토양에서 재배하였을 때 높고 암갈색 비화산회토양에서는 낮았다. 그리고, 암갈색 비화산회토양에서 재배하였을 때 지하부의 경도는 다소 높으나 토양유형 간에 통계적 유의성은 없었다(Fig. 4).

Table 3. Growth characteristics of radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) plants grown for 110 days in different types of soils

zValues are expressed as means ± SE of six replicates. yDifferent letters within each column indicate significant differences between treatments (p < 0.05) by Duncan’s multirange test.

Fig. 4. Soluble solids and hardness in roots of radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) plants grown for 110 days in different types of soils. Each column and error bar represents the mean ± SE of 14 replicates. The different letters above bars indicate significant differences between treatments (p < 0.05) by Duncan’s multirange test.

토양유형별 월동무의 무기물 함량

식물체내 무기성분들 중에 T-N, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn 함량은 토양유형에 관계없이 전반적으로 지하부보다는 지상부에서 높게 검출되었으며, 지하부에서는 K 함량이 상대적으로 높고 지상부에서는 Ca 함량이 높았다(Table 4). 무기성분들 중 T-N, P, K 함량은 암갈색 비화산회토양에서 재배된 월동무의 지상부와 뿌리에서 모두 다소 높았으며, 다량원소 중에 Ca 함량은 화산회토양에서 재배하였을 때 지상부에서 높았고, Mg 함량은 흑색 화산회토양에서 재배된 월동무에서 높게 검출되었다. 그리고 미량원소 중에서 Fe, Mn, Zn, Cu 함량은 암갈색 비화산회토양에서 재배된 월동무의 지상부와 뿌리에서 모두 높게 검출되었다. 다만, 흑색 화산회토양에서 지상부의 Mn 함량은 다소 높게 나왔다. 이는 중국에서 도입되어 정착된 재래종 무인 조선무(R. sativus L.)의 지상부 무기물 함량과 비교하였을 때, P, K, Zn 함량은 토양유형에 관계없이 유사하였으며, T-N, Ca, Mg, Fe, Mn 함량은 전반적으로 높았다(NAAS, 2010). 그리고, 지하부 무기물 함량 중에 K, Ca, Mg, Zn 함량은 토양유형에 따라 다소의 차이는 있으나 조선무에 비해 전반적으로 높았으며, Fe 함량은 크게 낮았다(Kim et al., 2007).

Table 4. Nutrient content of radish (Raphanus sativus L. var. hortensis Backer) plants grown for 110 days in different types of soils

zValues are expressed as means ± SE of six replicates. yDifferent letters within each column indicate significant differences between treatments (p < 0.05). x, wNutrient contents in shoot and root of Joseonmu were cited from National Academy of Agricultural Science (2010) and Kim et al. (2007), respectively.

고 찰

무는 주로 지하부를 이용하기 때문에 토양의 물리적인 특성에 의존적이며 토심이 깊고 보수력과 배수가 양호한 경질토양 및 중성 내지 약산성 토양에서 품질이 양호한 무를 생산할 수 있다(RDA, 2002). 제주지역의 농경지 토양유형별로 월동무를 재배하였을 때 지상부와 지하부는 모두 농암갈색 화산회토양에서 보다 흑색 화산회토양이나 암갈색 비화산회토양에서 생산성이 낮았으며, 뿌리는 직경이 가늘고 길이가 짧았다(Table 3). 그러나 흑색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서 재배된 무 잎에서도 광계II의 최대 광화학적 효율(F_v/F_m)이 농암갈색 화산회토양에서 재배된 무 잎에서와 같이 0.8 이상으로 안정된 값을 보여 식물체에 스트레스 요인으로 작용하지는 않는 것으로 보인다(Fig. 2). 하지만 농암갈색 화산회토양에서 재배된 월동무는 엽면적도 넓고, 광합성률(A)이 높아 광합성이 원활하게 이루어지는 것으로 나타나, 작물의 생산성을 감안했을 때 농암갈색 화산회토양에서 재배하는 것이 적절한 것으로 보인다. 무는 토심이 깊고 보수력과 배수가 양호한 토양에서 잘 자라므로(RDA, 2002), 농암갈색 화산회토양에서 원활한 뿌리 성장으로 인해 수분흡수율이 높아져 Table 3과 Fig. 3에서와 같이 지상부의 생장이 좋고 광합성률(A)과 증산률(E)도 유의하게 높아진 것으로 보인다.

흑색 화산회토양과 농암갈색 화산회토양은 Table 2에서 살펴본 바와 같이 토양 내 유기물 함량이 높아 토양유효수분 함량이 높음을 짐작해볼 수 있다(Kim et al., 2010; Moon et al., 2011). 이에 반해 암갈색 비화산회토양은 유기물 함량이 적어 토양유효수분 함량이 가장 낮을 것으로 보인다. 이는 각각의 토양으로 채워진 라이시미터에 동일한 양의 물을 관수하였을 때 흑색 및 농암갈색 화산회토양에서는 암갈색 비화산회토양에 비해 배수가 잘되고 보습성이 높은 것으로도 짐작해 볼 수 있다(데이타 미제시). 그리고 Table 1에서와 같이 미사질양토로 이루어진 화산회토양이 미사질식양토로 이루어진 비화산회토양보다 유효수분 함량이 높을 것으로 사료된다. 우리나라 토양의 토성별 유효수분 함량은 미사질양토(2,435mm)가 미사질식양토(227mm) 보다 월등히 높은 것으로 보고된 바가 있다(Kim et al., 2010). 토양의 수분보유능은 식물이 이용할 수 있는 유효수분에 영향을 주게 되며 식물의 생산성에 영향을 줄 수 있는 바(Karhu et al, 2011), 암갈색 비화산회토양에서 작물을 재배 시에는 충분한 수분공급이 이루어져야 할 필요가 있다. 이러한 측면을 고려하였을 때 농암갈색 화산회토양은 유기물 함량이 높아 토양유효수분 함량도 높을 것으로 보이고, pH가 5.63이면서 토양 내 질소, 유효인산, Ca과 Mg 함량이 전반적으로 높아(Table 2), Table 3과 Fig. 3에서 보는 바와 같이 무 재배에 최적인 것으로 보인다. 더군다나 농암갈색 화산회토양에서 재배하였을 때 Fig. 4A에서 살펴본 바와 같이 가용성 고형물 함량도 높게 나타났으며, 이는 지상부의 활발한 생장과 더불어 광합성도 원활하게 이루어져 저장기관인 지하부에 축적되는 당 함량이 높아진 결과로 생각된다.

하지만, 암갈색 비화산회토양에서 재배한 무인 경우, 흑색 화산회토양이나 농암갈색 화산회토양에서보다 지상부와 지하부 모두에서 무기성분 함량이 전반적으로 높았다(Table 4). 이러한 차이는 무의 활발한 생장·발달과 함께 토양중의 무기질 성분이 상당량 뿌리로 흡수될 수 있지만 흡수된 성분의 농도는 Table 3에서 같이 화산회토양에서 재배된 무의 크기와 생체량의 증가로 인해 상대적으로 다소 낮아질 수 있을 것으로 보인다. 무기질은 체내에서 열량원으로 작용하지는 않지만 신체조직을 구성할 뿐만 아니라 다양한 생리적 기능 조절, 생리활성물질의 구성성분으로 기능을 수행한다(Sathiyavani et al., 2017). 식품소재로서의 영양적 가치를 평가함에 있어 이들 무기질에 대한 정보는 식품·영양학적 의의가 크다고 할 수 있다(The Korean Nutrition Society, 2005). 식물체 내의 무기성분 조성은 작물의 영양 상태뿐만 아니라 잠재적인 수확량을 나타내는 특성으로도 볼 수 있다. 따라서, 암갈색 비화산회토양에서 재배된 월동무는 뿌리의 크기가 다소 작지만(Table 3), 미량원소를 포함한 무기성분 함량이 높고(Table 4) 경도도 높아(Fig. 4), 영양학적 측면에서 이로울 뿐만 아니라 저장성도 높을 것으로 보인다. 무의 경도는 토양특성에 따라 영향을 받으며, 이러한 원인은 암갈색 비화산회토양이 흑색 및 농암갈색 화산회토양보다 토양수분 보유능력이 낮기 때문으로 판단된다(Hur et al., 2006). 더군다나 무의 지상부에 무기성분 함량이 높아 지상부의 이용가치가 높을 것으로 보인다. 식물의 무기질 함량은 식물이 생산되는 토양 속 무기질 조성 및 함량, pH, 근권온도 등에 의해 영향을 받는데(Oh and Koh, 2015; Oh et al., 2017), 본 연구에서는 pH가 높고 P, Ca, Mg 함량이 높은 농암갈색 화산회토양과 암갈색 비화산회토양에서 재배된 무라 하더라도 생체내 함량은 서로 달랐다. 하지만 N, P, K, Fe, Mn, Zn, Cu 등의 무기염류들은 암갈색 비화산회토양에서 재배하였을 때 그 함량이 높았는데 이에 대해서는 좀 더 체계적인 연구가 필요하다. 그리고 이들 무기성분 함량은 품종과 같은 내재적 요인 이외에도 토양조성, 재배환경, 계절적 요인, 작물의 성숙단계와 같은 외적인 요인에 의해서도 달라지므로 이에 대해서도 체계적인 연구가 필요하다.

이상의 결과를 종합해 보았을 때, 농암갈색 화산회토양에서 재배된 월동무는 신장이 잘 이루어져 크기가 클 뿐만 아니라 가용성 고형물 함량이 높아 외관상 상품성이 높을 것으로 보이며, 암갈색 비화산회토양에서 재배된 월동무는 크기가 다소 작지만 미량원소 함량이 높고 경도가 높아 영양적 가치와 저장성이 다소 높을 것으로 보인다. 그리고 가식부의 상품성을 높이면서 기능성을 가미한 고품질의 월동무를 생산하기 위해서는 생육에 최적인 농암갈색 화산회토양을 기준으로 시비기준을 달리하여 무기성분의 변화를 분석하여 확립할 필요가 있다. 이러한 재배지 토양유형별 작물의 특성은 고품질의 월동무를 생산하고자 하는 재배농가들에게 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 보인다. 토양내 세부적인 무기질 분석을 비롯하여 식물체에서 무기양분의 흡수에 대해서는 차후에 체계적인 연구가 필요하다.