서 언
국내에 키위가 도입된지 40년이 지났으며, 현재 키위는 농 림사업정보시스템(uni.agrix.go.kr)에 의하면 2019년 기준으로 1,468ha가 재배되고 있다. 안전재배 한계 온도가 영하 10°C로 주산 단지는 전남(보성, 고흥 등), 경남(고성, 사천 등), 제주 등 남해안에 집중되어 있다(Kwack et al., 2012, 2014, 2017a).
키위 재배품종은 2000년 이전은 대부분 녹색과육의 ‘헤이워 드(Hayward)’였으며, 2000년 이후 뉴질랜드에서 육성된 골드 키위라 불리는 황색과육 ‘Hort16A’ (Muggleston, 1998)가 제 주에서 OEM 재배, 생산되면서 품종이 다양화되고 있다. 특히, 키위 시장에 골드키위의 등장으로 국내에서도 2000년 이후 ‘골드원’, ‘감록’, ‘레드비타’ 등 과육색, 모양 등에서 특색을 달리하는 다양한 품종이 육성되었다(RDA, 2017).
이러한 신규 품종들은 지역별로 보급이 진행되었거나 진행 되고 있다. 보급된 지역에 따라 수확기 일교차, 평균기온 등에 의해 수확시기, 과실품질에 차이가 발생하고 있는 것으로 알 려져 있으나 실험적 자료는 부족한 실정이다. 따라서 이들 신 육성 품종의 원활한 보급을 위해 주산지에 따른 과실특성 발 현, 관리대상 병해충 발생양상 등에 대한 연구가 필요한 상황 이다. 특히, 키위 품종의 재배, 생리에 관한 연구는 주로 2000 년 중반까지 ‘헤이워드’ 품종에 집중되었으며, 2000년대 이후 재배가 증가하고 있는 골드키위 품종에 대한 연구 결과는 아 직까지 자료가 부족한 상황이다.
과수재배에 있어 기상조건은 수량과 품질에 직간접적으로 영향을 미치는 중요한 인자이다. 특히, 최근 여름철 폭염 피해 가 빈번히 발생하고 있으며, 구름 끼고 비가 잦은 날이 많을 수록 과실 생장과 품질에 부정적인 영향을 미칠 확률이 매우 높다. 본 연구는 키위 신품종의 재배지에서의 안정적인 생산 을 위해 서로 다른 조건의 키위 재배지 2곳에서 4월부터 10 월까지 발아 후 생육기 동안 온도변화와 광합성유효광선(PAR) 을 조사하였다. 이 자료를 바탕으로 키위 신품종의 연도별 과 실특성을 조사, 비교하여 연차간 기상조건의 차이가 과실품질 에 미치는 영향을 조사코자 수행되었다.
재료 및 방법
시험 장소 및 품종
본 연구는 농촌진흥청에서 육성된 키위 신품종 ‘감록 (Garmrok)’과 ‘골드원(Goldone)’을 대상으로 이뤄졌다. 시험 장 소는 경남 사천시 실안동(34°56′N, 128°03′E)과 전남 보성군 조성면(34°48′N, 127°13′E) 2곳에서 이뤄졌다. 경남 사천 시험 포는 해발 약 140 m 노지환경이었으며, 전남 보성 시험포는 해발 약 49 m PE필름 비가림 재배조건이었다. 두 곳 모두 10 년생 이상 성목에 고접한 상태로, 고접 갱신 후 착과 2년 이 상된 나무를 대상으로 실험이 진행되었다.
‘감록(Garmrok)’은 녹색 우점 품종인 ‘헤이워드(Hayward)’를 대체하기 위해 2013년 농촌진흥청에서 육성되어 2016년 국립 종자원에 품종보호등록(제6038호)되어 통상실시권 판매를 통 해 보급되고 있는 품종이다(RDA, 2017). ‘골드원(Goldone)’은 농촌진흥청에서 보다 경쟁력 있는 2세대 골드품종 육성 프로 젝트를 통해 2011년 육성된 품종이다. 2014년 국립종자원에 품종보호등록(제4835호)되었으며, 2015년 전용실시권 판매를 통해 보급이 진행되고 있다(Kwack et al., 2017a).
미세기상 조사
경남 사천과 전남 보성의 각 시험포의 4월부터 10월까지 생 육기 온도변화를 조사하기 위해 과실이 착과된 높이(약 160~ 170 cm)에 WatchDog 2550 (Spectrum technology, Inc., USA)를 설치하여 1시간 간격으로 측정하였다. 또한 생육기의 일조량 차이가 광합성을 통한 과실품질에 미치는 영향을 간접 적으로 알아보기 위해 Quantum light sensor (Item #36681, Spectrum technology, Inc., USA)를 WatchDog 2550 (Spectrum technology, Inc., USA)에 연결하여 덕면 30 cm 위에 설치하여 광합성유효광선(PAR)을 1시간 간격으로 측정하였다.
과실특성 조사
수확기의 과실특성 조사를 위해 만개 후 175~180일에 과실 을 수확하여 15~20°C에서 후숙 후 과실의 과중, 당도, 산함량 등을 측정, 비교하였다. 당도는 굴절당도계(ATAGO Palette PR-32α)를 이용해 나무당 10개의 후숙과실의 적도부를 착즙 하여 측정하였다. 산함량은 과즙 10 ml에 증류수 40 ml를 첨 가하여 자동적정기(TitroLine easy, Schott Instrument)를 이용 해 pH 8.20 종결점까지 투여된 0.1 N NaOH 량을 구연산으 로 환산하였다. 또한 상품성 중요 인자인 과육의 착색정도를 색차계(Minolta Chromameter CR-400)를 이용해 후숙 과실 적도부를 2~3 mm 박피 후 측정하였다.
통계분석
실험처리는 완전임의배치 3반복으로 이뤄졌으며, 조사된 데 이터는 통계분석 패키지인 SAS 9.2, Enterprise 4.3 (SAS Institute, Inc., Cary, N.C., USA)을 이용하여 분산분석을 진행 했고, 평균간 유의성 검정 비교는 Dunnett’s t Tests (P=0.05) 로 실시하였다.
결과 및 고찰
생육기 온도변화
Fig. 3은 2015~2017년에 발아하여 잎이 출현한 후부터 수확 기까지 경남 사천과 전남 보성 시험포의 평균 온도변화를 조사 한 결과이다. 키위나무의 발아, 전엽기인 4월의 평균기온은 경남 사천 시험포는 13.0~14.5°C, 전남 보성 시험포는 13.7~14.9°C였 다. 개화기인 5월의 기온은 경남 사천이 18.8~18.9°C, 전남 보성은 18.8~19.0°C였으며, 키위 과실의 급속비대기인 6~7월의 기온은 경남 사천이 20.6~26.6°C, 전남 보성은 21.4~26.7°C를 나타냈다. 한여름인 8월의 경우 경남 사천은 25.1~26.8°C, 전 남 보성은 25.2~27.3°C를 나타냈으며, 과실생장 후반기이며 수 확기에 가까워지는 9~10월은 경남 사천이 16.3~21.6°C, 전남 보성이 15.9~22.4°C를 나타냈다.
전남 보성 시험포가 PE필름 비가림하우스임에도 노지재배 인 경남 사천 시험포와 비교해 차이가 크지 않았다. 다만, 2015년과 비교해 2016~2017년은 여름에 폭염이 발생한 해였 다. 두 지역 모두 2016~2017년 7~8월의 기온이 2015년과 비 교해 높게 나타났다. 경남 사천은 7월 기온이 2015년과 비교 해 2016년, 2017년에 각각 1.6°C, 2.8°C 높았고, 8월은 2015 년과 비교해 2016년, 2017년이 각각 1.7°C, 1.4°C 높았다. 전 남 보성은 7월 기온이 2015년과 비교해 2016년, 2017년이 각 각 1.6°C, 2.3°C 상승했고, 8월은 2016년, 2017년이 각각 2.1°C, 1.1°C 높았다.
키위가 상업적으로 재배되는 국가는 크게 두 기후 지역으로 나뉠 수 있다. 미국 캘리포니아, 칠레, 이태리 등 여름에 30~35°C 이상 상승하고 겨울에는 -5°C로 내려가는 대륙성 기 후 지역과 뉴질랜드처럼 여름에도 24°C 정도로 유지되며 겨 울에도 15°C를 나타내는 해양성 기후 지역이 대표적이다 (Richardson et al., 2004). 한국도 미국, 칠레, 이태리와 마찬 가지로 여름철 고온과 겨울철 영하의 조건에서 키위가 재배되 고 있다.
키위 재배에서 봄, 여름, 가을에 대기 온도보다 2~5°C 높일 경우 생육반응 양상이 시기마다 달리 나타나는 것으로 보고 되고 있다. 봄철 가온은 개화시기를 앞당겨 과실크기와 건물 함량을 증가시키는 긍정적 영향을 미치기도 하지만, 여름철 가온은 가지의 영양생장을 증가시켜 과실생장과 건물함량 축 적에 부정적인 것으로 보고되었다. 또한 가을철 가온 역시 과 실품질을 저하시키고 수확기를 지연시키는 것으로 보고되었 다(Snelgar et al., 2005). 따라서 여름철 폭염이 발생하고 있 는 우리나라 키위 재배지에서도 과실품질 저하가 우려되며, 품질경쟁력을 향상시키기 위한 대책 마련이 필요할 것으로 판 단된다.
생육기 광합성 유효광선량(PAR)
키위 잎은 출현 후 정상적인 광합성능력을 발휘하기 위해서 는 약 5주의 기간이 소요된다. 나무 전체로 봐서는 잎 출현 후 약 3~5주의 기간이 소요된다. 키위 잎의 최대순동화율은 9~11 μmol CO2 m-2 s-1를 나타내는 것으로 알려져 있다. 잎 출현 후 3~5주 후에는 16~17 μmol CO2m-2 s-1의 순동화율을 나타내기도 한다. 이 때 광합성유효광선조사량(PAR)은 460~870 μmol PAR m-2 s-1인 것으로 알려져 있다. 또한 9~ 11 μmol CO2 m-2 s-1의 순동화율에 도달하기 위해서는 적어도 300 μmol PARm-2 s-1 이상이 필요하다고 보고되었다(Buwalda et al., 1991).
2015~2017년 3년간 경남 사천과 전남 보성 키위 시험포의 광합성유효광선조사량(PAR)을 측정한 결과, 노지재배 환경인 경남 사천 시험포는 생육기 전반에 걸쳐 월간 평균 PAR 수치 가 300 이상을 유지했다. 다만, 2016년은 9~10월 월간 평균 PAR 수치가 300 미만으로 나타났다. 반면, 전남 보성 시험포 는 생육기 전반에 걸쳐 월간 평균 PAR 수치가 300 미만으로 나타났으며, 특히 과실품질과 관련하여 전분과 당 축적에 있어 중요한 시기인 9~10월에 광량이 부족한 것으로 나타났다(Fig. 4). 이와 같은 PAR 광량의 차이는 전남 보성 시험포는 PE 필 름피복 비가림 재배환경으로 피복 후 시간이 지나면서 광투과 성이 불량해진 결과로 추정된다.
과실특성
녹색과육 신품종 ‘감록(Garmrok)’은 2016년과 2017년을 비 교해 볼 때 PE필름 비가림하우스 조건인 전남 보성 시험포에 서 노지재배 경남 사천보다 더 높은 과중을 나타냈다. 하지만, 과실품질에서 중요한 요소 중 하나인 가용성 고형물 함량(당 도)은 노지재배 조건인 경남 사천 시험포에서 더 높게 나타났 다. 산함량, 과실경도 및 과육단면의 밝기는 지역간 차이가 없 었다. 다만, 과육의 녹색도를 나타내는 a*값은 노지재배인 경 남 사천 시험포가 높게 나타났다(Table 1).
키위의 대표적 녹색과육 품종인 ‘헤이워드’ 과실은 개화 후 40일까지 세포수의 증가와 함께 급속한 비대가 이루어지며, 41~161일 사이에 전분의 축적과 완만한 과실생장을 나타내고, 과실성숙기인 162~194일에 종자가 성숙되면서 가용성 당으로 의 전환과 함께 전분의 축적이 둔화되는 것으로 알려져 있다 (Richardson et al., 2004). 또한 ‘헤이워드’ 나무는 봄, 여름, 가을에 각각 대기온도보다 2~5°C 높게 34~89일간 처리했을 때, 봄 가온은 개화기를 앞당기고 과실의 크기와 건물중을 증 가시킨다. 하지만, 여름 가온은 영양생장을 증가시켜 과실의 크기와 건물중을 감소시켰으며, 가을 가온은 과실의 크기는 증 가되나 가용성 당을 감소시켜 숙기를 지연시키는 것으로 알려 져 있다(Richardson et al., 2004;Snelgar et al., 2005).
2015년은 여름철 폭염도 없고 날씨가 양호한 해였으며, 2016년과 2017년은 Fig. 3에 나타난 것처럼 7~8월 평균기온 이 약 2°C 높았고 폭염현상이 발생하였다. 전남 보성 시험포 의 ‘감록(Garmrok)’ 과중이 노지재배인 경남 사천 시험포보다 큰 것은 Richardson 등(2004)과 Snelgar 등(2005)이 보고한 것처럼 PE필름 피복 비가림 재배조건에서 봄철 온도가 상대 적으로 약간 높아 세포분화에 긍정적인 영향을 미친 것으로 추정된다. 반면, 과실당도가 노지재배 조건에서 높았던 것은 Fig. 3의 평균기온은 두 지역간에 차이가 두드러지지 않았지 만, 최고온도는 PE필름 비가림 재배인 전남 보성이 높았기 때 문에(자료 미제시) 7~8월의 고온스트레스로 인한 것으로 추정 된다. 또한 Buwalda 등(1991)이 보고한 것처럼 전남 보성 시 험포의 9~10월 광합성유효광선조사량이 300 μmol PAR m-2 s-1 미만이었던 것도 당도 저하의 원인으로 추정된다.
황색과육 신품종 ‘골드원(Goldone)’의 과실특성은 2015~ 2017년 3년 동안 수확기 과실을 채취하여 과실특성을 조사한 결과이다. 과중은 8월 폭염이 심했던 2016년을 제외하고 지역 간 차이가 없었다. 가용성 고형물 함량(당도)은 2016년에는 지 역간 차이가 없었으나 2015년과 2017년에는 노지재배인 경남 사천이 PE필름 비가림 하우스 재배인 전남 보성보다 높게 나 타났다. 산함량과 과육경도는 한 해는 차이가 발생했으나 실 험이 진행된 다른 2개 년도에서는 차이가 없었다. 과육색의 노 란색 발현정도를 나타내는 Hue angle 값은 2016년을 제외하 고 노지재배인 경남 사천에서 100 미만으로 유의적 차이를 나 타냈다(Table 2).
‘골드원(Goldone)’ 과중은 ‘감록(Garmrok)’과 달리 경남과 전남 시험포에서 차이가 나지 않았다. 다만, 2016년 전남 시 험포의 과중이 적은 것은 늦은 적과에 기인한 것으로 추정된 다. 실제로 수확기 키위 과실의 크기는 만개 후 50일 이내에 결정되며, 과실 세포의 대부분이 만개 후 50일 이내에 분화된 다고 알려져 있다(Hall et al., 1996;McPherson, 2001). 그 러나 당도는 ‘골드원(Goldone)’도 노지재배 조건인 경남 사천 에서 높게 나타났는데, 녹색과육 ‘감록(Garmrok)’과 마찬가지 로 PE필름 피복 비가림 재배에 의한 여름철 고온 스트레스와 9~10월 광합성유효광선조사량이 300 μmol PAR m-2 s-1 미만이 었던 것이 원인으로 추정된다.
골드 키위에 있어 과육색의 노란색 발현정도는 색차계 (chromameter)를 이용해 측정한 Hue angle 값이 범용적으로 사용되고 있다. 골드키위의 대표 품종인 ‘Hort16A’는 이 값이 103 이하일 때 과육의 노란색 발현이 뚜렷한 것으로 알려져 있다(Minchin et al., 2003). 키위 과육에는 엽록소와 카로티 노이드 두 가지 색소가 존재한다. 이 두 가지 색소는 녹색과 육 품종과 황색과육 품종에 공통적으로 있는 것으로 알려져 있다. 특히 골드품종은 수확기에 가까워지면 엽록소가 분해되 면서 골드 특유의 색이 발현되는 것으로 알려져 있다(McGhie & Ainge, 2002;Minchin et al., 2003;Pilkington et al., 2012). 골드 키위인 ‘골드원(Goldone)’의 Hue angle 값이 비 가림 조건에 비해 상대적으로 노지재배 조건에서 100 미만으 로 낮게 나타나 과육색이 더 노랗게 관찰되었다. 비록 Fig. 3 의 평균기온은 두 지역간에 차이가 두드러지지 않았지만, 최 고온도는 PE필름 비가림 재배인 전남 보성이 높았기 때문 에(자료 미제시) Richardson 등(2004)과 Snelgar 등(2005)이 보고한 바와 같이 비가림하우스의 고온에 따른 수확기 지연과 연관된 것으로 추정된다.
결론적으로 키위 재배에 있어 비가림 조건은 초봄 개화기의 세포분화를 촉진하는 긍정적 요인으로 작용할 수 있지만, 여 름부터의 고온 스트레스는 당도 저하와 과육색 발현 지연 등 부정적 요소로 작용할 수 있을 것으로 판단된다. 키위의 가용 성 당은 재배관리에 의해 향상시킬 수 있는 범위가 제한적이 며, 유전적, 기후적 요인에 의해 더 크게 좌우될 수 있다고 알려져 있다(Richardson et al., 1997). 최근 대만, 홍콩 등에 키위 수출이 꾸준히 진행되고 있으며, 특히 대만은 우리나라 과실 주요 수출국으로 알려져 있다(Seo et al., 2020). 따라서 수출을 위한 고품질 키위 과실을 안정적으로 생산하기 위해서 는 여름부터의 고온 스트레스를 받지 않도록 환기를 통한 온 도관리가 적절히 이뤄져야 할 것으로 판단된다.
적 요
과수재배에 있어 기상조건은 수량과 품질에 직간접적으로 영향을 미치는 중요한 인자이다. 과거와 달리 요즘 3~4월 최 저기온 변동의 폭이 넓어 꽃이 일찍 피는 과종에서는 화기의 동해로 인한 착과불량 피해가 자주 발생하고 있다. 또한 여름 철 폭염도 빈번히 발생하고 있으며, 올해처럼 구름 끼고 비가 잦은 경우 과실 생장과 품질에 부정적인 영향을 미칠 확률이 매우 높다. 본 연구는 2015년부터 2017년까지 3년간 키위 재 배지 2곳에서 4월부터 10월까지 발아 후 생육기 동안 온도변 화와 광합성유효광선(PAR)을 조사하였다. 또한 과실특성을 조 사하여 연차간 기상조건의 차이가 과실품질에 미치는 영향을 조사하였다. 2016년, 2017년은 2015년에 비해 6월~9월 평균 기온이 약 1~2°C 높았으며, 특히 7~8월은 2°C 가량 높은 폭 염현상을 나타냈다. 광합성유효광선(PAR) 조사량을 측정한 결 과, 노지재배인 사천지역은 4월에서 8월까지는 2015~2017년 모두 평균 300 μmol PAR m-2 s-1 이상을 나타냈으나 2015년을 제외한 2016년, 2017년 9~10월에는 300 μmol PAR m-2 s-1 미만을 나타냈다. 비가림 재배인 보성은 생육기 전반에 걸쳐 300 μmol PAR m-2 s-1 구간이였으며, 특히 9~10월은 2015~ 2017년 모두 300 μmol PAR m-2 s-1 미만을 나타냈다. 농촌진흥 청에서 육성된 신품종 ‘감록(Garmrok)’, ‘골드원(Goldone)’ 품 종을 두 지역에서 재배, 수확한 결과 상대적으로 광합성유효 광선(PAR)량이 부족했던 보성에서 생산된 과실의 품질이 낮 았다.
