관개수에 포함된 중탄산이 딸기의 번식에서 모주의 생장과 생리장해 발현, 그리고 자묘 발생에 미치는 영향을 밝히고, 고농도 중탄산 피해를 경감하기 위한 다양한 종류의 산 혼합 효과 및 배지에 혼합된 고토석회와 유황의 시비 수준을 변화시킬 때 딸기의 생육 및 근권부 화학성에 미치는 영향을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다.
1. 중탄산 농도에 따른 생리장해 및 피해 양상
관개수의 중탄산 농도가 240mg·L-1인 처리구에서는 처리 60일 후부터 모주에 Fe, Zn 및 B 결핍 증상이 발생하였고, 처리 90일 후에는 자묘를 포함한 모든 식물체로 증상이 확대되었다. 처리 126일 후 조사한 딸기의 생육에서 관개수의 중탄산 농도가 120mg·L-1 이상으로 높아질수록 모주의 지상부 생육이 저조해지는 경향이었다. 처리 후 126일 동안 모주당 발생한 자묘수는 60mg·L-1 처리구가 23.0 개체로 가장 많았고 240mg·L-1 처리구에서 13.0 개체로 가장 적었다. 처리 126일 후 중탄산 농도를 60 및 90mg·L-1로 조절한 처리구의 근권부 pH는 각각 5.4와 5.8로 낮아졌고, 120, 180 및 240mg·L-1 처리구는 각각 7.3, 7.9 및 8.2로 오히려 상승하였다. 근권부 중탄산 농도변화를 분석한 결과, 60 및 90mg·L-1(대조구)에서는 처리일수가 지날수록 점차 낮아졌지만, 120, 180 및 240mg·L-1 처리구에서는 처리 126일 후 각각 120, 250 및 330mg·L-1로 분석되었으며 정식 후 처리일 수가 지날수록 농도가 점차 높아지는 경향이었다. 지상부 식물체의 무기물 함량에서 중탄산 농도가 높은 처리구의 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 함량이 낮아지는 경향을 보였다.
2. 중탄산 피해 경감을 위한 관개수의 산 혼합
126일 동안 산을 처리하지 않은 240mg·L-1(-대조구) 중탄산의 모주당 자묘수는 13.0 개체였지만, 질산, 인산, 황산, 질산+인산 및 살리실산 처리구는 각각 19.4, 20.1, 18.6, 22.4 및 18.9 개체로 조사되어 ?대조구에 비해 발생한 자묘수가 뚜렷하게 많아짐을 알 수 있었다. 특히 질산+인산 처리가 다른 처리들 보다 유의하게 자묘수가 많았다. 처리 126일 후 근권부의 pH는 -대조구와 살리실산 처리구에서 각각 8.2와 7.3으로 상승하였지만, 질산, 인산, 황산 및 질산+인산 처리구는 각각 5.5, 5.4, 5.3 및 5.5로 측정되었다. 수확 후 식물체내 Ca 및 Mg 함량은 90mg·L-1(+대조구), 질산, 인산, 황산, 질산+인산, 살리실산 처리구에서 비슷하였지만, -대조구에서 가장 적게 분석되었다. 식물체내 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 함량은 산을 혼합한 처리구에서 비슷했고, -대조구에서는 가장 적었다.
3. 중탄산 피해 경감을 위한 혼합상토의 화학성 변화
3.1 고토석회의 시비수준 변화
처리 140일 후 ‘설향’과 ‘싼타’ 딸기의 생육 특성은 기비로 고토석회를 2 및 3g?L-1 처리하였을 때 초장, 엽록소 함량 및 생체중 등 지상부 생육이 우수하였다. 고토석회 1, 2 및 3g·L-1 처리구에서는 ‘설향’과 ‘싼타’ 딸기 모주가 양분결핍 증상 없이 정상적인 생육을 하였으나, 0(무처리) 및 4g·L-1 처리구에서는 Ca, K 및 B 결핍 증상이 발생하였다. 모주당 발생한 자묘수가 고토석회 0, 1, 2, 3 및 4g·L-1 처리구에서 ‘설향’ 딸기는 각각 21.0, 29.5, 35.8, 27.3 및 16.0 개체였고, ‘싼타’ 딸기는 각각 5.8, 9.8, 11.8, 8.8 및 5.0 개체로 조사되었다. 두 종류 딸기 품종 모두 고토석회를 2g·L-1으로 시비한 처리구에서 자묘 발생이 가장 많았다. ‘설향’ 딸기에서 측정한 근권부 pH는 고토석회 1 및 2g·L-1 처리구에서 적정 범위에 포함되었고, 4g·L-1 처리구에서는 가장 높게 상승하였다. ‘싼타’ 딸기를 측정한 근권부 pH는 ‘설향’ 딸기와 유사하게 처리간 차이를 보였지만, ‘설향’ 딸기에 비해 ‘싼타’ 딸기의 근권부 pH가 더 높았다. ‘설향’과 ‘싼타’ 딸기 모주의 다량 및 미량원소 함량은 고토석회 2g·L-1 처리구에서 가장 많았고, 4g·L-1 처리구에서 가장 적게 나타났다.
3.2 유황의 시비수준 변화
중탄산 농도가 높은 관개수로 딸기를 수경재배 할 때 혼합상토에 기비로 유황을 0.45, 0.90 및 1.80g·L-1으로 혼합한 처리구에서 ‘설향’ 딸기 모주와 자묘는 양분결핍 증상 없이 정상적인 생육을 하였으나, 0(무처리) 및 0.23g·L-1 처리구에서는 초장 및 엽수 등 전체적인 생육이 저조하였다. ‘싼타’ 딸기 모주와 자묘도 유황 0.45, 0.90 및 1.80g·L-1 처리구에서 정상적인 생육을 하였으나, 0 및 0.23g·L-1 처리구에서는 Ca, K 및 B 결핍 증상이 나타났고, 초폭과 엽병장 등 전체적인 지상부 생육이 저조하였다. ‘설향’ 딸기의 근권부 용액을 분석한 결과 모든 처리구에서 처리일 수가 많아질수록 중탄산 농도와 pH가 높아졌으며, 특히 0g·L-1 처리의 중탄산 농도와 pH가 가장 높게 상승하였다. ‘싼타’ 딸기의 근권부 중탄산 농도와 pH는 ‘설향’ 딸기의 변화 양상과 비슷하였다. 그러나 ‘설향’ 딸기에 비해 ‘싼타’ 딸기의 중탄산 농도와 pH가 더 높았다. ‘설향’과 ‘싼타’ 딸기 모주의 T-N, P, K, Ca 및 Mg 함량은 유황 0.90 및 1.80g·L-1 처리구에서 가장 많았고, 0g·L-1 처리구에서 가장 적었으며, 미량원소인 Fe, Mn, Zn 및 Cu의 식물체내 함량도 유사한 경향을 나타냈다.
4. pH 적정 곡선을 통한 상토의 근권부 pH 변화량 예측
상토의 pH 적정 곡선을 통해 상토가 보유하고 있는 활산성의 양 뿐만 아니라 잠산성의 양을 계산함으로써 재배기간 중의 근권부 pH 변화량을 예측할 수 있었다. 코이어 더스트+펄라이트(7:3, v/v) 혼합상토에 대조구인 90mg·L-1 중탄산 농도의 pH 적정 곡선을 작성 한 후, 중탄산 농도에 따른 재배기간별 pH 변화량을 예측하였다. 그 결과 중탄산 농도가 120, 180 및 240mg·L-1에서는 처리기간이 경과 할수록 pH가 높아지는 경향을 보여, 처리 후 126일에는 각각 6.87, 7.70 및 8.59까지 높아질 것으로 예측되었다. 피트모스+수피(5:5, v/v) 혼합상토의 pH 적정 곡선을 작성한 결과, 혼합상토에 중탄산 농도가 240mg·L-1으로 관수 될 경우, 최초 pH인 4.07에서 처리 후 7, 14, 46, 100 및 140일에 각각 4.13, 4.20, 4.51, 5.10 및 5.61로 상승할 것으로 예측되었다.