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ISSN : 2288-0992(Print)
ISSN : 2288-100X(Online)
Protected Horticulture and Plant Factory Vol.24 No.3 pp.252-257
DOI : https://doi.org/10.12791/KSBEC.2015.24.3.252

Characteristics of the Newly Developed Rain Shelter for Grapevine and Growth of ‘Campbell Early’

Yun Sang Lee1*, Seung Deok Kim1, Seok Ho Lee1, Seong Taek Hong1, Jae Wung Lee1, Eui Yon Hong1, Dae Il Kim2
1Chungcheongbukdo Agricultural Research and Extension Services, Cheongju 28130, Korea
2Department of Horticultural Science, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea
Corresponding author : podolee@korea.kr
April 8, 2015 May 20, 2015 September 18, 2015

Abstract

Fruit cracking and vine leaf spot of grapes tend to occur when the plants were directly exposed to rain under outdoor culture. Rain shelter facility can be an alternative method to prevent the cracking and disease of grape, but it also has some limitations in practical usages. We designed rain shelter facility which can completely shut out the rain and ventilate naturally, and it was upgraded to meet the standards of disaster prevention against snow and wind load. The newly developed rain shelter has two-story roof structure, and the 2nd floor roof was equipped over 1st floor roof at a distance of 40cm. For natural ventilation and water proof, the upper roof protruded about 50cm from the ridge of a 1st floor roof. The various tests were carried to examine such as grape quality, brown spot and fruit cracking of Campbell Early under the conventional and the newly developed rain shelter facility which was built about 100ߊ. In comparison of temperature between the conventional and the newly developed rain shelter facility when outside temperature was more than 34°C, the inside temperature was recorded as 40.7°C and 37.4°C, respectively. There was no significant difference between the two facilities when outside was below 32°C The quality such as soluble solids and marketable fruit was increased, and fruit cracking of grapes and vine leaf spot also drastically diminished in the newly developed rain shelter.


신개발 포도 비가림 시설의 특성과 ‘캠벌얼리’의 생육

이 윤상1*, 김 승덕1, 이 석호1, 홍 성택1, 이 재웅1, 홍 의연1, 김 대일2
1충청북도농업기술원
2충북대학교 원예과학과

초록

노지 포도재배는 강우에 직접 노출되어 열과와 병 발 생이 많아진다. 그래서 도입된 것이 간이 비가림 재배이 지만, 이것 역시 열과와 병 발생을 예방하는 데는 한계 가 있다. 따라서 간이비가림 시설의 문제점을 보완하기 위해서 완전하게 강우를 차단하면서 자연적인 환기가 가 능한 비가림 시설을 개발하여 적설하중과 풍하중을 내재 해 규격에 맞추었다. 개선된 비가림 시설의 특성을 검증 하기 위해서 100m2 규모의 시설을 설치한 다음 관행 비 가림 시설과 시설 내외부 온도 분포와 그에 따른 포도 캠벨얼리의 품질, 갈반병 발생 및 열과율 등을 조사하여 비교하였다.

관행 비가림 시설과 개선된 비가림 시설의 온도 조사 결과 외기온이 34°C 이상일 경우 시설 내부온도가 관행 최대 40.7°C, 개선 시설은 37.4°C로 측정되어 개선 시설 이 3정도 낮았고, 32°C 이하에서는 관행과 개선 시설 간 에 온도 차이가 없었다. 과실 품질은 개선된 비가림 시설 이 관행 비가림 시설보다 당도와 상품과율이 높았다. 개 선된 비가림 시설이 관행에 비해 열과율과 갈반병 발병 율이 현저히 낮았다.


    서 론

    우리나라의 포도재배면적은 2014년 16,300ha로 2000 년도에 비해 44%정도 감소하였으나, 포도시설재배 비중 은 2000년도의 4%에 비해 2014년 17%로 크게 증가하 였다(KREI, 2015). 시설재배가 큰 폭으로 증가한 이유는 노지재배에 비해 기상여건과 병해에 따른 단수 변동이 적고, 소득도 상대적으로 높기 때문인 것으로 판단된다. 시설재배가 기상여건과 병해에 따른 안전성 때문에 증가 하고 있듯이, 노지재배 작형의 대부분은 간이 비가림 시 설 하에서 재배되고 있다. 하지만 강우에 완전하게 노출 된 노지재배보다는 간이 비가림 재배가 다소 효과적일 수는 있으나, 여전히 비가림 사이의 폭이 넓어 비가림 사이로 신초의 끝은 강우에 노출되고, 이랑사이에 물이 고이기 때문에 열과와 병해를 예방하기에는 역부족인 실 정이다. 포도의 열과는 대표적인 생리장해 중의 하나로, 포도 열과 실태조사부터 원인구명과 대책까지의 종합적 인 연구(Gwon 등, 2005), 관수 방법과 열과와의 관계 (Kim 등, 2006), 봉지 씌우기와 열과의 관계(Son과 Kim, 2010)등 여러 가지 연구가 진행되었지만 주요 원 인은 강우에 의한 토양 수분의 급격한 변화를 들 수 있 다. 병해 발생 또한 강우와 밀접한 관련이 있다고 알려 져 있다(Park, 1993). 따라서 이러한 문제점을 개선하기 위해 그동안 다양한 연구(Lee 등, 1999; Yum 등, 2004; Yum 등, 2007; Jung 등, 2014)가 진행 되었지만 대부분 의 연구가 간이 비가림의 문제점인 비가림 비닐과 수관 사이의 간격이 좁아 발생 하는 고온 일소 증상의 개선 과 병해를 줄이기 위한 비가림 폭의 변경 및 자연 재해 로부터 시설을 보호하기 위한 내재해 규격 개발등에 중 점을 둔 연구였다.

    따라서 본 연구는 간이 비가림 포도재배에서 나타나는 문제점인 강우노출에 의한 병해와 생리장해를 경감시킬 수 있는 완전 강우 차단기능과 시설 내 고온현상을 방 지 할 수 있는 새로운 형태의 비가림 시설을 개발하여 그 특성을 ‘캠벌얼리’ 포도재배를 통하여 실증하고자 수 행하였다.

    재료 및 방법

    1개량 완전 비가림 시설의 설계

    완전하게 강우를 차단하면서 환기가 가능한 세가지 모 델(안)을 설계한 다음 전산구조해석을 통해 그 중 구조 안전성이 가장 우수한 모델을 선발하였으며, 그 모델의 골조파이프 규격은 원예특작시설 내재해형 규격 설계도 설계도·시방서(농림축산식품부 고시 제2014-78호)에 제 시된 충청지역의 30년빈도 설계적설심(34cm)과 설계풍 속(28m/s)을 충족하도록 보강 설계하였다.

    본 연구에 사용된 비가림 시설은 Fig. 1과 같이 폭 1.5m(측고 2.2m×동고 3.4m×길이 58m) 8개 지붕의 2층 구조 개량 완전 비가림시설로 환기 효율을 높이기 위하 여 곡부 지붕 위에 또하나의 반칸짜리 비가림 시설을 덧대어 비가 유입되지 않도록 하였다. 강우 유입을 차단 하기 위해 지붕 위에 덧 댄 반 칸의 전체 지붕 폭은 3m로 지붕 용마루 부위로부터 각각 바깥쪽으로 50cm가 되도록 하였으며 비가림시설의 피복재는 PE 필름 0.1mm이다.

    2개량 완전 비가림 시설의 효과 검정

    개량 완전 비가림 시설의 효과 검정을 위해 충북농업 기술원 포도연구소(충북 옥천 소재) 내의 간이 비가림 시설에서 봉지 씌우기하여 재배되고 있는 캠벨얼리 품종 15년생을 이용하였고, 이 포장의 간이 비가림 시설 100m2을 철거한 다음 최종 선발된 모델을 2014년 6월 중순 시범 설치하여 간이 비가림 모델과 비교 하였다. 착 색기에서 수확기까지의 관수방법은 두 시설 모두 지상 50cm 높이에 2m 간격으로 설치된 스프링클러를 이용하 여 10일간격으로 10mm를 정기적으로 관수하였다. 수확 시설 내의 온도 변화로 자연 환기 효과를 비교하기 위해 성하기인 2014년 7월 24일부터 2주간 디지털 온도계 (TR-71S, T&D corp., Japan)를 이용하여 외기온, 덕면(수 관부) 및 덕위 50cm 상부에 각각 센서를 Fig. 2와 같이 설치하여 1시간 간격으로 측정하였다.

    과실 품질을 비교하기 위해 각각의 시설에서, 포도 전 용봉지에 싸여 내부의 과방 상태를 알수 없는 상태의 것을 무작위로 30송이씩 채취하여 2014년 8월 27일 오 전에 수확한 다음 즉시 과방장, 과방중, 착립수, 과립중, 송이당 열과율을 전수 조사하였다. 각 시설의 상품과율 비교는 채취한 30송이 중 송이당 열과율이 5%미만인 송이 비율로 하였다. 각 송이의 상, 중, 하단에서 3립씩 총 9립을 취하고 거즈 2겹을 이용하여 착즙한 후 가용 성 고형물함량(당도계 : PR-1, Atago, Japan)과 산도(산 도계 : GMK-835, G-Won, Korea)를 측정하였다. 캠벨얼 리 품종의 주요 병인 갈반병은 조사는 농촌진흥청 농사 시험연구 조사기준(RDA, 2012)에 준하여 무발병 0, 발 병엽율 50% 초과를 9로 나타내어 조사하였다.

    3통계분석

    각각의 시설 간의 과실 품질 차이를 검증하기 위해서 Microsoft Excel 2010을 사용하여 Paired t-test로 유의수 준 관계를 분석하였다.

    결과 및 고찰

    개선된 비가림 시설의 대류에 의한 자연 환기 효과를 관행의 간이 비가림 시설과 비교하기 위해 외기온의 변 화에 따른 각 시설 내의 온도변화를 성하기에 2주 동안 측정한 결과 외기온이 34°C를 기준으로 비가림 시설 간 온도 상승 정도의 차이가 뚜렸하였으며, 대표적인 온도 변화 패턴은 Fig. 4와 같았다. 외기 최고온도가 34°C로 높았던 7월 31일 측정(A)에서는 관행 간이 비가림의 수 관부 온도와 덕위 50cm에서 측정한 온도가 40°C를 넘 었지만, 개선된 비가림은 이보다 3°C 낮은 37°C이었다. 반면에 외기 최고온도가 30°C 였던 8월 1일 측정(B)에 서는 관행과 개선된 비가림 시설 모두 32°C 정도로 온도 차이가 없었다. 포도재배시 사용되는 기존 간이비가림 시 설의 210cm 비가림 폭을 240cm로 넓혀서 병해를 막고 자한 시험(Jung 등, 2014)에서 기존 비가림 시설보다 광 폭의 비가림이 0.5~1°C 가량 온도가 상승하였다고 하였 다. 결국 비가림 면적을 넓히면 그만큼 공기가 정체되어 온도가 상승하는 것으로 볼 수 있다. 본 시험 시설의 구 조는 Fig. 3과 같이 시설 상부에 고온에 의해 발생되는 상승기류가 효과적으로 배출될 수 있는 구조여서 외기온 이 상대적으로 저온인 30°C일 때보다 고온인 34°C일 때 자연환기가 활발하게 유도되었기 때문에 완전한 비가림 구조임에도 관행에 비해 낮은 온도를 유지 할 수 있었던 요인이라 볼 수 있다. 사과에 있어서도 고온은 성숙과 착 색을 불량하게 만든다(Seo와 Park, 2003)는 연구가 있으 며, Kim 등(2011)은 포도 캠벨얼리의 과실 품질과 기후 요인과의 상관분석을 통해 과실품질은 기상요인 중 특히 온도와 밀접한 관련이 있다고 하였는데, 본 연구가 관행 의 비가림 재배에서 폭염에 의해 나타나는 일소 증상이 나 착색장해 등 생리 장해 예방에도 도움을 줄 것으로 기대된다.

    개선된 비가림 모델과 관행 모델 하에서 재배된 캠벨 얼리 품종의 과실 품질을 paired t-test를 통하여 비교하 였다(Table 1). 관행 비가림에 비해 개선된 비가림 하에 서 재배한 것이 과방장이 길고, 과방중이 무거웠으며, 과립 수가 많았다. 과립수가 많아 과립중이 다소 적었음 에도 개선된 비가림이 당도가 높았으며, 송이당 열과율 5% 미만 송이 수를 총 송이 수로 나눈 상품과율도 27% 나 높았다.

    포도재배에 있어서 수분과 관련된 대표적인 생리장해 인 열과 발생(Fig. 5)은 관행 비가림 시설에서 5.8%인데 반해 개선된 비가림 시설에서는 1.8%로 현저히 낮았다.

    또한 갈반병의 발생 정도(Fig. 5)도 관행 비가림은 7정 도로 심했지만 개선된 비가림 시설은 3정도로, Fig. 6에 서 처럼 발병정도의 차이가 뚜렷하였다.

    비가림 시설은 Fei 등(2015)의 연구에서 노균병, 잿빛 곰팡이병, 갈반병 등 다양한 병의 예방에 효과적이었다 고 하였으며, Jung 등(2014)은 광폭(240cm)의 비가림이 관행(210cm) 비가림에 비해 갈반병 이병엽율이 현저히 낮아 당도가 유의성 있게 높았다고 하였고, Park 등 (2004)도 갈반병 발생이 심했던 집단과 상대적으로 발병 이 적었던 집단과는 약 20%의 당도 차이가 있었다고 하였다. 본 시험도 같은 경향이었는 데, 이는 관행에 비 해 새로 개발한 비가림 시설이 강우를 완전하게 차단함 으로서 갈반병 발생이 적었고 잎에서 충분한 광합성 작 용이 이루어졌기 때문으로 생각된다.

    열과의 발생은 관수방법을 적은양의 물로 여러 번 관수 하여 토양 수분 변화를 적게 한 처리에서 열과가 적었다 는 보고들(Gwon 등, 2005; Kim 등, 2006)이 있다. 완전 비가림이 관행 비가림에 비해 열과가 적었던 이유는 관행 비가림의 경우 비가 내리면 이랑사이에 빗물이 고이는 반 면 개선된 비가림은 강우를 완전히 차단하여 토양 수분의 변화 폭이 상대적으로 적었기 때문이라고 판단된다.

    이상과 같이 자연환기 유도형으로 개선된 완전 비가림 모델은 시설 내 고온 방지는 물론 열과나 갈반병 등의 발생을 억제하고 과실 품질도 높이는 효과가 있다. 따라 서 무농약을 전제로하는 유기농업에도 활용도가 높을 것 으로 생각되며, 비가림 시설을 필요로 하는 대추 등 다 른 과수에도 확대 적용 가능성을 검토해 볼 필요가 있 다고 판단된다.

    Figure

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    The sectional view and dimensions of the newly developed rain shelter.

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    Setting drawing of thermometer sensors (•). Left : Outside, Middle : Conventional rain shelter, Right : Newly developed rain shelter.

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    The actual vineyard of the newly developed rain shelter in which natural ventilation is enhanced.

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    Daily temperature fluctuations of conventional and newly developed rain shelter. OT: Outside temperature, UCC50: 50cm upper part temperature of crown in conventional rain shelter, CC: Crown part temperature of conventional rain shelter, UCN50: 50cm upper part temperature of crown in newly developed rain shelter, CN: Crown part temperature of newly developed rain shelter.

    KSBEC-24-252_F5.gif

    Comparison of fruit cracking rate and desease degree of vine leaf spot (0: No symptoms, 3: Disease leaf rate 1.0~10%, 5: 11~20%, 7: 21~50%, 9: 51% over) between conventional (CRS) and newly developed rain shelter (NRS). Vertical bars indicate standard erroes (n=30).

    KSBEC-24-252_F6.gif

    Comparison of grapevine leaf spot occurrence (A: Conventional rain shelter, B: Newly developed rain shelter).

    Table

    Comparison of fruit quality between conventional and newly developed rain shelter.

    zMean±Standard deviation (n=30),
    yFruit commodity rate : No. of cluster less than 5% fruit cracking rate in one cluster / Total cluster’s number. Significantly different at
    *p<0.05,
    **p<0.01,
    ***p<0.001 and
    n.s.non significant by paired t-test.

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