수박 시설 재배에서 정식 전 심경로타리 처리가 토양 이화학성, 생육 및 과실 특성에 미치는 영향
은종선1·한석교1·강남희1·김호철2·배종향2*
1전북대학교 원예학과, 2원광대학교 원예·애완동식물학부
Effects of Deep Tillage before Planting on Physicochemical Properties of Soil, Growth and Fruit Characteristics in Cultivation
of Watermelon under Plastic Film House
Jong Seon Eun1, Suk Kyo Han1, Nam Hee Kang1, Ho Cheol Kim2, and Jong Hyang Bae2*
1Department of Horticultural Science, Chonbuk National University, Jeonju 561-756, Korea
2Division of Horticulture and Pet Animal-Plant Science, Wonkwang University, Iksan 570-749, Korea
Abstract. To investigate effects of deep tillage before planting on physicochemical properties of soil, growth and fruit characteristics in cultivation of watermelon (Citrullus vulgaris L. cv. ‘Uriggul’) under plas- tic film house, this study was conducted in cultivating field of Gochang Junbuk. pH in soil after harvest compared with soil before planting of watermelon had almost no change, but EC lowed greatly in the two treatments. Available phosphate concentration in the soil with the deep tillage treatment was lower, K con- centration of exchangeable cation decreased greatly than these with conventional tillage treatment. In the growth at 27th day after planting plant, stem length to 10th node from the first node, leaf width with deep tillage treatment were longer, bearing node of the first and second flower and wilting degree were lower than these with conventional tillage treatment. In the growth of harvesting time, the stem length to 30th node from the first node with the deep tillage treatment were longer, leaf discoloration degree was lower than these with conventional tillage treatment. Also, the harvested fruits length, diameter, peel hardness, and weight were significantly better than these with conventional tillage treatment.
Key words : deep tillage, exchangeable cation, physicochemical properties, soil, watermelon
서 론
2008년 국내 수박재배 면적은 20,756ha이며 이중 시설 재배가 83%를 차지하고 있다. 전라북도의 경우 2,671ha의 재배면적 중 시설 재배가 73.8%를 차지하 고 있다(MIFAFF, 2008). 수박은 재배 작형에 따라 일부지역에서는 5월에 출하를 하고 있지만 생산량이 많지 않고 대부분 6월 하순에서 7월에 집중적으로 생 산 및 출하되고 있다. 대부분 채소류의 재배 현장에서 는 출하 시 과실 품질을 높이기 위해 다량의 시비가 이루어지고 있다. 이러한 과다 시비에 따른 토양 내
염류 집적이 크게 문제가 되고 있는데 시설 재배 토 양에서는 NO3−와 Cl−가 주된 염류로 알려져 있다. 이 러한 염류는 작물의 대사 작용을 저해시켜 양분의 불 균형을 가져와 생육 및 생산성을 저하시킨다. 시설 재 배에서 염류집적이 노지에 비해 심한 것은 강우의 차 단 및 보온으로 인해 표층온도가 상승함으로써 양분의 용탈 및 유실은 적은 반면 하층의 토양수분이 상층으 로 이동하면서 염류가 표층에 집적되기 때문이다(Lee 등, 1993). Kang 등(2000)은 5년 이상의 장기적인 작물 연작 토양에서 염류 집적이 심화된다고 보고하였 다. Bernstein 등(1975)은 일년생작물에서 염류집적은 작물 생장 및 과실의 충실도를 떨어뜨리고 작고 두터 우며 암녹색인 잎으로 생장한다고 하였다. Kang 등 (1996)은 상추 생육 시 토양 염류 집적과 EC 간에
*Corresponding author: [email protected]
*Received August 26, 2010; Revised September 19, 2010;
*Accepted September 28, 2010
깊은 관계가 있다고 보고하였고, Shalhevef 등(1973) 도 염류 농도와 토마토의 수량 간 관계에서 EC를 2.0mS·cm−1로 기준하여 이보다 1.5mS·cm−1씩 증가 할 때마다 수량은 10%씩 감소한다고 보고하였다. 특 히, Jung(1994)은 과실의 수보다는 무게를 감소시키는 데에 염류 농도가 큰 영향을 미친다고 보고하였다. 염 류 집적이 심화된 토양을 개선하는 방법으로 다양한 방법들이 소개되었으나 생산량 및 수익에 초점이 집중 되어 있는 재배 현장에서는 내·외부적인 요인에 의해 잘 활용되지 않고 있고, 활용되더라도 그 방법이 적절 히 않아 효율성이 높지 않은 것이 사실이다. 전북 고 창의 시설 재배 농가에서는 6월 상순까지는 품질이 우 수한 과실이 생산되지만 이후 품질이 급격히 떨어져 낮은 가격으로 판매되고 있다. 이러한 원인이 관행적인 연작과 과다 시비에서 오는 것으로 인식은 하고 있지 만 전혀 개선이 되지 않고 이러한 문제점이 매년 반 복되고 있는 실정이다.
이에 본 연구는 전북 고창의 수박 시설하우스 농가 를 대상으로 정식 전 심경로타리 처리가 토양의 이화 학성, 생육 및 과실품질에 대해 개선 효과가 있는지를 알아보고자 수행하였다.
재료 및 방법
(주)농우바이오의 ‘우리꿀(Uriggul)’ 수박을 신젠타
종묘사의 ‘불로장생’ 대목에 접목하여 2007년 4월 1 일부터 7월 10일까지 전북 고창의 수박 재배 농가 포 장에서 처리구당 40주씩을 300 × 45cm 간격으로 난괴 법 3반복으로 정식하여 수행하였다. 경운 처리는 정식 전 로타베이터(WR1850DPW, WECANGLOBAL Co., Ltd., Korea)를 이용하여 심경하였고 대조구로 관 행적인 로타리 경운을 하였다(Fig. 1). 정식 후 수박의 초기 생육은 초장, 10절까지의 줄기 길이, 절간장, 총 엽수, 엽장, 엽폭, 그리고 1번 및 2번화의 절위를 조 사하였고, 후기 생육은 초장, 10절 및 30절까지의 줄 기 길이, 지재부 및 30절 부위의 줄기 직경을 조사하 였다. 수확과 특성은 과중, 과장, 과경, 과피 두께 및 경도, 당도, 과육 경도 등을 조사하였다. 토양의 이화 학성 변화를 살펴보기 위해 정식 전과 수확 후 재배 토양을 채취하여 Thermo사의 Genesis 10을 이용하여 유기물 및 유효 인산 함량을, Verian사의 ICP VISPA- MTX를 이용하여 칼슘 및 칼륨 함량을, Thermo사의 Orion 3-star를 이용하여 pH와 EC를 분석하였다.
결과 및 고찰
일반 및 심경로타리 처리에 따른 수박의 정식 전과 수확 후 간 토양의 물리·화학성 조사하였다(Table 1).
토양 pH는 정식 전에 비해 수확 후 두 처리 모두에 서 다소 떨어지는 경향이었으나 큰 변화는 없었다. 그
Fig. 1. Depth to soil-pen layer in soil treated by different depth of tillage for watermelon cultivation. Left, conventional till- age; right, deep tillage.
러나 토양 EC는 일반로타리 처리구에서는 3.0dS·m−1 에서 1.8dS·m−1로, 심경로타리 처리구에서는 2.8dS·
m−1에서 1.4dS·m−1로 큰 변화를 나타내었다. 유기물 함량은 두 처리 모두에서 다소 증가하는 경향이었고, 유효인산은 토양 EC와 마찬가지로 두 처리구 모두에 서 크게 증가하였는데 특히 정식 전에 비해 그 증가 폭은 심경로타리 처리구에서 컸으나 누적된 함량에서 는 각각 516mg·kg−1 및 458mg·kg−1으로 일반로터 리 처리구에서 많았다. 치환성 양이온은 심경로타리 처 리구의 Mg을 제외하고는 모두 감소한 경향이었는데 심경로타리 처리구에서 K의 감소가 뚜렷하게 나타났다.
일반 및 심경 로타리 처리에 따른 수박의 초기 생 육을 조사한 결과(Table 2), 일반로타리 처리구에 비해 심경로타리 처리구에서 초장은 16.7cm, 10절까지의 줄 기 길이는 88.2cm, 엽폭은 17.3cm로 유의하게 길었
다. 그리고 1번 및 2번화의 착과 절위도 8.0 및 12.4 마디로 유의하게 낮았다. 나머지 대부분의 생육 특성도 다소 높은 경향이었으나 유의한 차이를 나타내지는 않 았다. 조사일에 육안 관찰한 식물체 위조 증상 정도도 일반로타리 처리구에 비해 심경로타리 처리구에서 적 었다(Fig. 2). 이러한 차이는 과번무를 방지하기 위해 착과 5일전까지 관행적으로 포장을 건조하게 관리한 것과 시험 년도의 봄 가뭄으로 인하여 표토층의 수분 부족 현상이 일반로타리 처리구에서 더 크게 일어났기 때문으로 생각된다.
일반 및 심경로타리 처리에 따른 수박의 후기 생육 을 조사한 결과(Table 3), 일반로타리 처리구에 비해 심경로타리 처리구에서 10절까지의 줄기 길이는 유의 한 차이를 나타내지 않았으나, 30절까지의 줄기 길이 는 336.3cm로 유의하게 길게 나타났다. 그러나 지재 Table 1. Change of physicochemical properties in soil affected by different tillage depth in watermelon cultivation.
Tillage depth pH
(1 : 5, v : v)
EC (dS · m−1)
Organic matter (g · kg−1) Conventional before planting z6.9 ± 0.6z 3.0 ± 0.3 24.3 ± 3.5
after harvest 6.8 ± 0.8 1.8 ± 0.2 26.7 ± 4.8 Deep before planting 7.0 ± 0.3 2.8 ± 0.4 20.8 ± 4.7 after harvest 6.8 ± 0.5 1.4 ± 0.3 22.3 ± 5.3
Tillage depth Av. phosphate
(mg · kg−1)
Exchangeable cation (cmol+· kg−1)
K Ca Mg
Conventional before planting ,641.9 ± 65.6 1.4 ± 0.5 15.9 ± 2.7 4.1 ± 0.7 after harvest 1,157.4 ± 151.1 1.0 ± 0.3 13.3 ± 1.9 3.6 ± 0.9 Deep before planting ,458.5 ± 45.7 2.5 ± 0.3 15.8 ± 3.6 3.1 ± 0.9 after harvest ,916.3 ± 48.8 0.7 ± 0.4 11.2 ± 3.1 3.2 ± 0.7
zMean ± SD (n = 3).
Table 2. Plant growth investigated at 27th day after planting of watermelon affected by different tillage depth.
Tillage depth Plant length (cm)
1~10 node length
of stem (cm) Node length (cm)
No. of Leaf (No./plant)
Conventional z161.3 bz 82.9 b 8.2 a 18.0 a
Deep 169.7 a 88.2 a 8.2 a 18.4 a
Tillage depth Leaf length (cm)
Leaf width (cm)
Node of bearing flower
First Second
Conventional 15.8 a 16.5 b 9.2 a 14.7 a
Deep 20.0 a 17.3 a 8.0 b 12.4 b
zMean separation within columns by T-test at 5% level.
부 및 30절부위의 줄기 직경은 유의한 차이를 나타내 지 않았다. 심경로타리 처리 후 생육 후기로 갈수록 일반로타리 처리에 비해 토양 수분의 확보가 원활하여 물질대사 및 동화산물의 전류가 많아지면서 줄기 신장 이 더 좋았던 것으로 생각된다.
Fig. 3은 수확기의 초세를 비교한 것으로 심경로타 리 처리구에서는 왕성한 생육을 보이나 일반로타리 처 리구에서는 잎의 황변 현상을 비롯한 다양한 장해가 발생하는 것을 볼 수가 있었다.
일반로타리 처리구에 비해 심경로타리 처리구에서
과장 및 과경은 각각 31.5 및 25.8cm로 유의하게 길 게 나타났다. 그리고 과피 경도도 유의하게 높게 나타 났다. 그러나 과피 두께, 당도 및 과육 경도는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 과중은 일반로타리 처리구의 9.2kg/개에 비해 심경로타리 처리구에서 9.7kg/개로 유 의하게 무겁게 나타났다(Table 4).
이상의 결과로 볼 때 심경로타리 처리 시 토양 속 으로 뿌리 뻗음이 안정화되어 초기 생육에 도움을 주 어 재배 중 발생할 수 있는 급성위조 및 미량원소 결 핍에 따른 결주율을 낮출 수 있을 것으로 생각된다.
Fig. 2. Plant wilting investigated in early growing period of watermelon affected by different tillage depth. Left, conven- tional tillage; right, deep tillage.
Table 3. Plant growth investigated in harvesting season of watermelon affected by different tillage depth.
Tillage depth Stem length (cm) Stem diameter (mm)
To 10 node To 30 node Crown 30th node
Conventional 92.1 a 320.6 b 15.39 a 6.27 a
Deep 97.3 a 336.3 a 15.06 a 6.68 a
zMean separation within columns by T-test at 5% level.
Fig. 3. Leaf discoloration investigated in harvesting season of watermelon affected by different tillage depth. Left, conven- tional tillage; right, deep tillage.
또한 과중 및 이에 따른 수량성을 높일 것으로 생각 되나, 심경로타리에 따른 경반층의 파괴는 토양 수분의 용탈량을 증가시킬 수 있으므로 일반로타리 포장보다 관수량을 늘려주어야 할 것을 생각된다.
적 요
본 연구는 전북 고창의 수박 시설 농가에서 ‘우리꿀’
을 대상으로 토양의 이화학성, 생육 및 과실품질에 대 한 정식 전 심경로타리 처리의 효과를 알아보고자 수행 하였다. 정식 전에 비해 재배 및 수확 후 토양 pH 변 화는 거의 없었으나 토양 EC는 크게 떨어졌다. 유기물 및 유효인산 함량은 두 처리 모두에서 증가하였는데, 유효인산의 누적 함량이 심경로타리 처리구에서 적었다.
치환성 양이온도 Mg을 제외하고는 모두 감소한 경향이 었는데 심경로타리 처리구에서 K의 감소가 뚜렷하였다.
수박의 정식 후 27일째 생육 특성 중 일반로타리 처리 구에 비해 심경로타리 처리구에서 초장, 10절까지의 줄 기 길이, 엽폭에서 유의하게 길었고, 1번 및 2번화의 착과 절위가 낮았다. 그리고 육안 관찰 시 식물체 위조 증상 정도이 적었다. 수확기에는 일반로타리 처리구에 비해 심경로타리 처리구에서 30절까지의 줄기 길이가 유의하게 길었고, 육안 관찰 시 잎의 황변 현상이 적었 다. 수확된 과실의 길이, 직경, 과피경도, 그리고 무게 는 심경로타리 처리구에서 유의하게 높았다.
주제어 : 수박, 심경, 이화학성, 치환성양이온, 토양
사 사
본 연구는 농촌진흥청, 전라북도농업기술원의 수박특 화작목연구과제로 수행된 것임.
인 용 문 헌
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6. Shalhevef, J. and B. Yaron. 1973. Effect of soil and water salinity on tomato growth. Plant and Soil 39:
285-292.
Table 4. Fruit quality and yield of harvested watermelon affected by different tillage depth.
Tillage depth Fruit length (cm)
Fruit diameter (cm)
Peel thickness (mm)
Soluble solids (oBrix) Center Seed part Conventional z29.6 bz 23.2 b 12.5 a 11.17 a 11.16 a
Deep 31.5 a 25.8 a 13.7 a 10.85 a 11.35 a
Tillage depth
Hardness (kg/Ø5mm)
Fruit weight (kg/ea)
Peel Flesh
Center Seed part
Conventional 3.87 b 0.38 a 0.36 a 9.2 b
Deep 4.00 a 0.38 a 0.36 a 9.7 a
zMean separation within columns by T-test at 5% level.
