결과및고찰
국내 키위 주산지 토양의 화학적 특성
국내 키위 주산지 평균 토양화학성은 Table 1과 같다. 조사된 토양 화학성중 적정 범위에 속하는 성분은 pH가 6.64로 유일 하였고, 그 외 성분들은 상회하였다. 유효인산과 칼륨은 추천범위보다 약 200-300% 높은 각각 1,084 mg/kg과 2.22 cmol/kg이었고, 칼슘과 마그네슘 그리고 유기물함량은 약 150% 많은 각각 12와 2.79 cmol/kg 그리고 51.8 g/kg 이었다.
국내 밭 토양 양분 함량은 지속적으로 증가하는 경향을 띄고 있으며[30], 키위 재배지 토양 화학성 역시 전반적으로 적정 범위를 상회하는 것으로 조사되었다. 특히 2017년 기준 국내 밭 토양 평균과 비교하여 EC는 200%, 유기물과 칼륨 함량이 각각 92, 129% 더 높았다[30]. 토양 pH의 적정성은 1957년부터 현재까지 정부의 지속적인 석회질 비료 사용 장려의 결과로 판단된다. 그러나 높은 EC와 유효인산 등은 키위 농가들의 잔류량을 고려한 시비 관념의 부족으로 판단된다.
키위 주산지 토양 화학성 분포는 Table 2와 같다. 조사 농가 중 적정 토양 pH범위인 6.0-6.5수준을 나타낸 농가 비율은 6%였으며, 31%는 낮았고, 63%는 높았다. 특히 7.0 이상을 나타낸 농가 비율이 19%에 이른 것으로 조사되었다. EC는 대부분 조사 농가가 2.0 dS/m이하를 나타냈으나, 31%의 농가가 2.5 dS/m이상을 나타냈다. 토양 유기물함량은 모든 농가가 적정 수준 이상이었으며, 46 g/kg이상인 농가 비율이 81%를 차지하고 있었다. 유효인산 분포 비율 중 적정 수준에 위치한 비율은 약 13%였으며, 조사 토양의 19%는 300 mg/kg이하였고, 700 mg/kg이상인 농가 비율은 69%에 이르고 있었다. 치환성 양이온중 칼리, 칼슘 그리고 마그네슘이 각각 94, 88 그리고 69%가 적정수준 이상인 것으로 조사되었다. 토양 질산태질소 함량은 100 mg/kg 이하가 63%였고, 150 mg/kg이상인 농가 비율은 38%였다. 키위 농가의 토양 화학성 분포율은 Table 1의 평균적 수치와 달리 농가별 차이가 컸다. 조사 농가의 평균 화학성중 권장 수준을 가장 크게 벗어난 EC는 조사 농가의 69%가 적정 수준 이하를 나타냈으며, 반면 키위 생육에 장해를 유발할 수 있는 수준은 31%에 그쳤다. 그러나 EC를 제외한 다른 화학성은 적정수준을 상회한 분포 비율이 적게는 63%에서 많게는 100%를 나타냈다. 가장 높게 상회한 분포 비율은 토양 유기물 함량으로서 조사대상 농가 모두가 적정수준을 상회한 것으로 나타났다.
높은 토양 유기물 함량은 염류장해완화, 물리성개선 등 키위 생장에 긍정적인 효과를 유도할 수 있다. 그러나 거시 물리적 환경 즉 심토층의 물리적 환경이 뒷받침 되지 못할 경우, 강우 시 급속한 토양환원화로 인해 습해 피해가 가속화 될 수 있다[17-19, 31-33]. 치환성 양이온 역시 약 70%이상 농가가 권장 수준을 상회하였으며, 특히 치환성 칼륨은 약 94%의 농가가 권장 수준 보다 높았다.
키위 재배지 토양 화학성간 상관관계는 Table 3과 같다. 토양 pH는 치환성 칼슘을 제외한 모든 이온과 부의 상관관계를 나타냈다. 토양 EC는 치환성 칼륨과 마그네슘 그리고 질산태질소가 영향을 주었고, 질산태질소는 유효인산과 치환성 칼륨 그리고 치환성 마그네슘과 같은 경향이었다. 한편 질산태질소와 유기물함량은 유의적 상관관계를 나타내지 않았다.
국내 과수 토양의 질소시비기준이 토양 유기물 함량을 바탕으로 이루어진다는 점에서 예상을 벋어난 결과였다. 그러나 조사 농가 토양의 질산태질소를 100 mg/kg이하로 범위를 제한하여 조사한 결과 5% 유의성이 인정되었다(자료 미 제시). 이는 유기물 함량에 따른 질소시비지표가 토양 질산태질소 함량에 따라 제한적일 수 있음을 확인할 수 있었다. 한편 국내 밭 토양 EC는 토양흡착력이 낮은 음이온에 영향을 주로 받으며, 그중 시비량이 많은 질소에 영향을 주로 받는다[34]. 이와 같은 경향은 키위 재배지 토양에서도 다르지 않았다(Table 3). 따라서 재배지 토양의 다양한 토양 유기물과 무기태 질소함량을 고려하면 토양 질소시비량 설정은 질산태질소 또는 EC가 지표로 포함된 검정시비기준 마련이 필요하다 판단된다.
토양 양분중 질산태질소는 유효인산과 치환성칼륨 그리고 치환성 마그네슘과 비슷한 경향을 나타냈는데, 이는 키위 농가들이 사용하는 비료 형태가 단비가 아닌 복합비료 사용이 원인으로 판단된다.
키위 재배지 토양과 엽 화학성 그리고 과중과의 관계
토양과 키위 엽 화학성간 상관관계는 Table 4와 같다. 키위 엽 질소와 인산 그리고 칼슘함량은 토양 유효인산과 유의성 있는 정의 상관관계를 나타냈으나, 엽 칼륨함량과는 1%의 매우 높은 부의 상관관계를 나타냈다. 엽 마그네슘함량은 토양 pH와 유의성 있는 경향을 나타냈다.
따라서 시비 효과의 관점에서 인산은 시비량에 따른 지속적인 시비효과 기대할 수 있었고, 질소와 칼륨은 시비량이 일정수준 이상 증가할 경우 그 효과가 제한될 수 있음을 시사하고 있다.
토양 질산태질소, 유효인산 그리고 치환성 칼륨함량에 따른 엽 질소, 인산 그리고 칼륨함량 변화와 그에 따른 과중과의 관계는 Fig. 1과 같다.
엽 질소함량은 토양 질산태질소 100 mg/kg을 기준으로, 그 이하에서는 큰 폭의 변화를 나타냈으나, 100 mg/kg이상에서는 기울기가 0.007로 매우 완만 하였다. 과중은 엽 질소 함량 약 25 g/kg에서 가장 무거운 110 g내외를 나타냈다. 그러나 엽 질소함량의 계속된 증가는 오히려 과중을 낮추는 결과를 나타냈다.
엽 인산 함량은 토양 유효인산증가와 같은 경향을 나타냈다. 그러나 엽 인산함량에 따른 과실비대효과는 미미하였으며, 엽 인산이 1.5 g/kg이상에서는 과실비대효과가 낮았다.
토양 치환성 칼륨은 엽 칼륨 함량과 경향성을 나타내지 않았으나, 2.0 cmol/kg내외에서 엽 칼륨 함량 변화가 가장 컸다. 엽 칼륨함량증가에 따른 과중은 완만하게 증가하는 경향이었으나, 그 기울기는 0.03수준으로 미미하였다.
키위 적정 엽 질소와 인산 그리고 칼륨 함량은 각각 22-28 g/kg, 1.8-2.2 g/kg 그리고 18 g/kg로 알려져 있다[35]. 과중 비대가 정점을 나타낸 엽 질소 함량 25 g/kg은 토양 질산태 질소가 50-100 mg/kg범위에서 충족할 수 있었다. 키위 농가의 높은 유기물함량과 시비생산성을 고려하면 질소 시비의 절제가 필요하다 판단된다. 키위 적정 엽 인산 함량은 Fig 1에서와 같이 토양 유효인산 500 mg/kg수준에서 도달 가능함을 확인할 수 있었다. 그러나 국내 키위 농가의 유효인산함량은 조사 농가의 약 70%가 500 mg/kg을 초과하고 있다(Table 2). 토양 인산 유효도는 토양 pH와 물리적 환경에 따라 유효도 큰 차이를 갖는다. 따라서 인산 시비의 효율성은 시비량 증대 보다는 토양 물리환경을 개선방향으로 유도해야 할 것으로 본다.
엽 칼륨 함량에 따른 과중 변화는 약 20 g/kg수준이하에서 가장 두드러졌으며, 이 함량은 기존 연구를 통해 제시된 적정 엽 칼륨 함량 범위에 속하였다. 따라서 이를 위한 토양 치환성 칼륨 함량은 2 cmol/kg내외에서 충족이 가능할 것으로 판단된다.
키위 엽 무기성분과 과실특성과의 관계
엽 무기 성분 함량과 후숙 전 과실 특성 간 상관관계는 Table 5와 같다. 엽 질소 증가는 과실 단단함과 같은 경향이었다. 엽 칼륨은 경도, 산 함량과 부의 상관관계를 나타냈으며, 과중, 당 함량과는 정의 상관관계를 나타냈다. 엽 칼슘은 과실 경도 증가와 같은 경향이었지만 대신 당 함량과는 부의 경향을 나타냈다. 마그네슘은 산 함량과 경도와 같은 경향을 나타냈지만 당 함량과는 부의 상관관계를 나타냈다.
키위 과실 크기는 종자수와 착과량 그리고 엽면적이 미치는 영향이 크지만[36-38], 엽 질소, 인산, 칼륨 그리고 마그네슘과도 상관을 가지는 것으로 알려져 있다[43]. 과실 경도는 엽 인산, 칼슘과 정의상관관계를, 질소와 칼륨 그리고 마그네슘과는 부의 상관관계를 나타냈다고 한다[40, 41]. 그러나 본 조사는 엽 칼륨만이 과실 크기와 상관을 나타냈고, 경도 증가에 질소와 칼슘 그리고 마그네슘이 같은 경향을 나타내 기존 결과와 차이를 가졌다.
칼륨은 엽 수분 조절과 함께 과실로의 광합성 산물 전류를 촉진한다고 알려져 있다[42, 43]. 이러한 이유로 키위를 포함한 과수 농가는 과실의 당 함량 증대를 위해 칼륨 시비 빈도를 높이고 있다. 본 결과에서도 과실 당 함량 증가에 상관관계를 나타낸 유일한 엽 이온이 칼륨이었다. 반면 칼륨의 과잉축적은 야간 호흡량을 늘려 생장과 품질을 하락시킬 수 있다[44]. 또한 높은 토양 칼륨은 마그네슘과 칼슘 흡수를 억제하며, 이에 따른 마그네슘 결핍은 뿌리 등 sink로의 광합성 물질 전류를 억제해 엽 잔존 당 함량을 높이고 엽록소 a와 b의 생성을 억제한다[45].
국내 생산 “Hayward” 과실의 품질
조사된 주산지 키위 과실 특성을 후숙 전과 후로 구분한 결과는 Table 6과 같다. 후숙 전 과실 당 함량은 평균 9.58 °Brix 이였으며, 후숙 후에는 약 45%가 증가한 13.9 °Brix 이었다. 과즙 산 함량은 후숙 전 1.54% 이였으며, 후숙 후 약 66% 감소한 0.52%를 나타냈다. 과실의 단단함 역시 후숙 전보다 약 58% 감소한 1.07 kg을 나타냈다. 과중은 약 110g 내외로 조사되었다.
‘Hayward’ 과실의 시장성을 고려한 수확기는 만개 후 170일이 내외로 권장하고 있으며, 이 시기 과중은 100-120 g, 후숙 전 과실 당 함량은 약 7-8 °Brix, 산 함량은 1.78% 내외였다[46-50]. 뉴질랜드는 저장과 수출을 고려해 과실 당 함량 6.2 °brix 도달 시점을 수확기로 판단하고 있었으나[51], 최근에는 7-9 °brix 내외의 수준을 권장하고 있다[52]. ‘Hayward’ 로 제한 한 국내 키위 과원의 수확기 과실 품질은 기 보고된 수준과 큰 차이는 보이지 않았다[53-55].
본 조사는 국내 키위 재배지 토양 화학성이 대체로 권장 수준을 상회하였고, 양분의 불균형 정도가 심함을 인식시켜 주었다. 편중된 토양 양분 함량은 키위 생산성을 지속하는데 큰 제한요인으로 작용할 것이며, 이는 국내 키위 산업의 시장 경쟁력 악화와 비용증가를 강요할 것으로 판단된다. 따라서 현재 수형과 품종에 국한된 연구를 넘어 양분 관리를 포함한 폭넓은 토양환경관리 연구가 이루어져야 한다고 판단된다.
Note
The authors declare no conflict of interest.
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