생과용 구기자 품종 ‘청감’의 수량성 향상을 위한 고수고 재배 방법

1. 재배 방법

본 시험은 2021–2023년까지 3년간 충남 청양에 위치한 충남농업기술원 구기자연구소 비가림하우스에서 실시하였다. 시험에 사용한 구기자 품종은 ‘청감’ (Korea Seed and Variety Service, 2018)으로 자가불화합성 특성을 고려하여 열매 결실을 위해 수분수로 ‘호광’ (Korea Seed and Variety Service, 2008)을 1 : 1 비율로 교대로 혼식하여 재배하였다. 삽식은 3월 중순에 천창 개폐형 비가림하우스 시설에 이랑 넓이 150 ㎝로 두둑을 형성한 후 흑백 양면 비닐을 멀칭하고 포기 사이 50 ㎝ 간격으로 삽수를 삽목하였다. 재배 방법은 울타리형 재배로 2년생부터 1차 적심을 4월 하순에, 2차 적심을 5월 하순에 실시하였다. 시비는 농촌진흥청 구기자 표준시비량 (Rural Development Administration, 2011)에 준하여 N-P₂O₅-K₂O-퇴비를 40-30-30-3,000 ㎏/10a으로 질소와 가리는 기비 60％, 추비는 20％씩 1차 (6월 20일), 2차 (8월 20일)로 2회 분시하였고, 인산과 퇴비는 전량 기비로 시비하였다. 관수는 토양 수분 상태에 따라 점적관수를 실시하였고, 병해충 방제는 농약안전사용기준 (Rural Development Administration, 2021)에 따라 수행하였다. 열점박이잎벌레, 복숭아혹진딧물 등의 해충은 5–6월 발생기에 델타메트린 유제 (20 ㎖/20ℓ), 플로니카미드 입상수화제 (6.7 g/20ℓ) 등을 사용하였고, 탄저병, 흰가루병 등은 7–9월에 발생이 심하므로 발생 이전에 만코제브 수화제 (40 g/20ℓ), 메트라페논 액상수화제 (10 ㎖/20ℓ) 등을 예방 위주로 살포하였다.

2. 유인 및 적심 방법

구기자 고수고 줄기 유인은 관행 높이인 90 ㎝를 대조구로, 120 ㎝와 150 ㎝ 높이를 고수고로 처리구로 하여 재배하였다. 적심 처리는 처리별 수형 및 결과 습성을 알아보기 위해 120 ㎝ 높이로 줄기를 유인한 후 관행적으로 사용하는 15 ㎝ 2회 적심을 대조구로 하여 5 ㎝ 2회, 10 ㎝ 3회, 20 ㎝ 1회를 시험구로 하는 총 4종류의 처리를 난괴법 3 반복으로 배치하여 수행하였다. 1차 적심은 신초가 25-30 ㎝ 자란 4월 하순에, 2차 및 3차 적심은 5월 중·하순에 실시하였다. 모든 유인 및 적심은 수형을 울타리형으로 유지하도록 진행하였다.

3. 착과 생육 특성 및 수확 노동력 평가방법

착과생육 특성 조사는 착과가 시작되는 7월부터 농촌진흥청 시험연구조사 기준 (Rural Development Administration, 2012)에 준하여 실시하였다. 조사 항목으로는 열매 가지수, 열매 가지 길이, 착과수, 과장, 과경, 100 과 생과중을 조사하였다. 착과지 수는 주당 착과한 유효 결과지 수를 계수하였고, 착과지 길이는 주당 20 본 이상의 결과지를 무작위 측정 후 평균 값으로 나타내었다. 착과수는 주당 총 착과수를 측정하였다. 과장과 과경은 디지털 캘리퍼스 (0.01-150 mm, A&D Korea Ltd, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였고, 100 과중은 완전히 성숙한 열매 100 개의 무게를 측정하였다. 과실의 색도는 Hunter L (명도), a (적색도), b (황색도) 값으로, 표준 백색판 (L=96.71, a=-0.16, b=-0.18)으로 보정된 colorimeter (CM-700d, Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 측정하였다. 열매 수확시 노동력 산출은 손 수확 및 기계 수확 시간을 10a당 시간 (hr/10a)으로 환산하여 측정하였다. 수량은 7월 하순부터 10월까지 15일 간격으로 수확한 열매 무게를 ㎏/10a로 환산하여 2년간의 평균값으로 나타내었다.

4. 통계분석

모든 시험은 난괴법 3 반복으로 수행하였으며, 통계분석은 R 프로그램 (R version 4.4.2, The R foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)을 이용하여 분산분석 (Analysis of Variance; ANOVA)을 실시하였다. 각 측정군의 평균을 산출하고, 평균 간 유의성 비교는 5％ 수준에서 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 실행하였다 (p < 0.05).

1. 생과용 구기자 ‘청감’의 고수고 재배에 따른 착과지 특성 및 수량변화

착과수가 적은 생과용 구기자 ‘청감’의 착과수 증진을 위하여 줄기 유인 높이를 고수고로 높여 재배한 결과 착과 특성과 수량성은 Table 1, Fig. 1과 같았다. 구기자는 관목형으로 방임재배시 (줄기 유인 및 적심을 하지 않은 재배) 지표면에서 여러 갈래로 다수의 줄기가 발생한다. 새로 분지된 가지에서 열매가 착과 되는데, 방임재배를 하게 되면 가지가 서로 겹쳐 수광 및 통풍이 저하되고, 늘어진 가지가 지면에 닿으면서 마디에서 부정근이 생기거나 병 발생 위험이 커지게 된다 (Fig. 1A). 또한 방임재배시에는 지주로 유인하여 재배했을 때보다 수량도 급격히 감소하게 되는데, 특히 수형 관리의 어려움으로 인해 기계 수확의 적용률이 낮아지고, 열매 수확 시 작업자가 낮은 자세로 앉아 작업해야 하므로 작업자의 피로도가 크게 증가하게 된다 (Chungcheongnam-do Agricultural Research & Extension Services, 2010).

Table 1.

Growth characteristics and yield affected different stem training heights of Goji berry.

Fig. 1.

Comparison of cultivation type by stem training heights of the Goji berry.(A) Traditional type, (B) Rain-shelter types with training height of 90 ㎝ (control), (C) 120 ㎝, (D) 150 ㎝.

구기자 줄기 유인 높이를 관행인 90 ㎝ (Fig. 1B) 대비 120 ㎝와 150 ㎝로 높여 재배한 결과 (Fig. 1C, D), 주당 열매 가지 수는 관행 (대조구)의 54.9 개보다 5-15 개가 감소된 49.7 개, 40.0 개로 유의한 감소가 확인되었다 (p < 0.05, Table 1). 하지만 열매 가지의 길이는 관행 재배 (대조구) 107.4 ㎝에 비해 130.3 ㎝ 및 137.3 ㎝로 모두 길어졌으며, 착과수도 관행 재배 (대조구)의 주당 1,386 개보다 1.8 및 2.2 배 증가된 2,563개 및 3,076 개로 모두 유의한 증가를 나타냈다 (p < 0.05, Table 1). 구기자 줄기 유인 높이를 고수고로 높여 재배할 시 최초 유인 도달 시기는 관행 재배 (대조구) 90 cm에서 6월 7일경이었으나, 고수고 재배 시 줄기 유인 높이 도달 시기는 1주 및 2주가 늦어져 120 ㎝로 높일 경우 6월 14일, 150 cm는 6월 21일로 다소 지연되었다. 그러나 열매 가지의 길이는 길어져 착과수가 증가되는 결과를 얻었다. 생과 수량은 주당 착과수의 증가로 관행 (대조구) 1,839 ㎏/10a보다 42% 및 69% 증가하여 각각 2,618 ㎏/10a 및 3,101 ㎏/10a으로, 모든 고수고 처리구에서 유의한 차이를 나타내었다 (p < 0.05, Table 1). 따라서, ‘청감’의 착과량 증대를 위해서는 관행 재배 (대조구) 90 ㎝ 높이보다 높은 120–150 ㎝의 고수고로 줄기 유인 높이를 설정하는 것이 수확량 증대와 작업능률 개선에 유리하다는 결과를 얻었다.

2. 구기자 고수고 재배에 따른 열매 특성

구기자의 줄기 유인 높이에 따른 열매 특성은 Table 2와 같았다. 과장 (果長)은 시험구인 120 ㎝ 처리에서 26.5 ㎝로 가장 길었지만, 관행 (대조구)인 90 ㎝ (25.7 ㎝) 및 또 다른 시험구인 150 ㎝ (26.2 ㎝) 처리에서의 과장과 큰 차이를 보이지 않았으며 통계적으로도 유의한 차이는 없었다 (p < 0.05). 과경 (果徑)은 관행 (대조구)인 90 ㎝ 처리에서 10.3 ㎝, 시험구인 120 ㎝ 및 150 ㎝ 처리에서 각각 10.2 ㎝, 10.0 ㎝로 비슷한 값을 나타내었고, 통계적으로도 유의한 차이는 없었다 (p < 0.05). 100 과 생과중은 관행 (대조구)인 90 ㎝ 처리에서 113.4 g, 시험구인 120 ㎝와 150 ㎝ 처리에서 각각 120.3 g, 121.4 g으로, 고수고 재배시 약 7–8g 정도 더 무거운 것으로 나타났다. 색차계를 이용한 색도 측정결과 대조구 및 실험구 모두 명도를 나타내는 L 값은 32.2-33.3, 적색도를 나타내는 a 값은 20.1-20.6, 황색도의 b 값은 18.5-18.8이었으며, 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (p < 0.05). 이에 따라, 고수고 재배는 과실의 색 차이를 만들지 않음을 확인하였다. 당도는 시험품종 청감이 고당도 생과용 품종으로 20 °Brix 내외의 고당도로 측정되었으나 유인 높이에 따른 처리 간 유의성은 없었다. 이러한 결과들은 고수고 재배가 수량성은 증가되지만, 시험품종 열매의 과장, 과경, 색상, 당도의 고유한 특성은 유지하므로 생과를 원료로 하는 가공 및 이용에 실질적인 품질 차이는 발생하지 않음을 시사하였다.

Table 2.

Fruit characteristics affected different stem training heights of Goji berry.

3. 수고에 따른 열매 수확 노동력 비교

구기자 줄기 유인 높이를 고수고로 높여 재배한 결과, 10a당 생과 수량 증가율은 관행 재배 (대조구) 대비 각각 42% 및 69% 이었으나 (Table 1), 손 수확 노동력은 관행 재배 (대조구) 시 920 hr/10a인 것이 120 ㎝ 처리 시험구에서는 총 1,190 hr/10a 으로 29% 증가하였으며, 150 ㎝ 처리 시험구에서는 총 1,292 hr/10a 으로 40% 증가하였다. 이는 수확량 대비 각각 13% point 및 29% point 감소한 결과로, 수확량 증가율에 비해 손 수확 노동력 증가율이 상대적으로 낮게 나타남을 시사하였다 (Table 3).

Table 3.

Comparison of harvesting time according to different stem training heights of Goji berry.

고수고 재배 조건에서 손 수확과 기계 수확의 노동력을 비교한 결과, 줄기 유인 높이가 관행 재배 (대조구)인 90 ㎝ 일 때 손 수확으로 920 시간이 소요된 반면, 기계 수확은 303 시간에 불과해 기계 수확시 617 시간을 절감할 수 있었다. 그리고 시험구 조건 중 하나인 120 ㎝ 높이에서는 손 수확에 1,190 시간이 소요된 반면, 기계 수확에는 359 시간이 소요되어 10a당 831 시간의 노동력이 절감되는 효과를 나타내었다. 150 ㎝ 높이에서는 어깨 높이보다 높은 위치로 수확기계를 반복적으로 들어올려야 하는 작업으로 인해 정확한 조사가 이루어지지 못했다. 또한, 관행재배 (대조구) 높이인 90 ㎝ 일 때 단위 노동시간당 생산성은 6.1 ㎏/h이었지만, 시험구 조건 중 하나인 120 ㎝ 일 때는 7.3 ㎏/h으로 나타나 고수고 재배를 통한 수확 기계화는 생산성 향상과 노동력 절감 효과가 클 것으로 판단되었다 (Table 3). Lee 등 (2017)은 관행 인력수확 작업 대비 구기자 수확 기계를 이용할 시 최대 8.3 배의 작업 효율을 보인다고 하였다. 150 ㎝ 이상의 높이로 줄기를 유인하게 되면 40대 이상 농업인의 평균 신장을 165.9 ㎝ (Kim et al., 2011)로 보았을 때 어깨높이보다 높아지기 때문에 수확 작업이 어려워지고, 근골격계 질환의 위험 부담으로 수확 기계 적용이 제한되는 문제가 발생하였다. 따라서, 수확 효율성과 작업 편의성, 수량 증대 효과를 종합적으로 고려할 때 ‘청감’ 품종의 고수고 기계 수확을 위해서는 착수고 120 ㎝가 적합할 것으로 판단된다.

4. 고수고 재배에 따른 적정 적심방법

생과용 구기자의 ‘청감’은 수고를 120 ㎝로 높였을 때 수량이 향상되는 것으로 나타났다 (Table 1). 이에 근거하여 고수고 재배 조건에서 수세 관리 및 착과수 확보를 위한 적심방법별 생육 및 수량 특성을 조사한 결과는 Fig. 2 및 Table 4와 같았다.

Fig. 2.

Comparison of Goji berry branching patterns by pinching method.(A) 15 ㎝ two times (control), (B) 5 ㎝ two times, (C) 10 ㎝ three times, (D) 20 ㎝ one times.

Table 4.

Comparison of branch growth affected by different pinching method of Goji berry.

일반적인 구기자 적심은 4월 하순과 5월 하순에 15 ㎝로 2회 적심을 각각 실시한다. 하지만 고수고 재배시 2 회 이상의 적심은 열매 가지의 신장 확보가 어렵고 도장지로 인한 영양손실을 보게 된다. 5 ㎝로 짧게 적심을 하면 오히려 영양생장을 촉진시켜 열매가 잘 맺지 않는 특성을 보였으며 (Fig. 2B), 20 ㎝로 좌우 유인선까지 유인하고 1차 적심 후 열매가지를 아래로 유인하여 키우면 착과지 길이가 길어지고 생식생장도 빨라져 착과수도 증가되는 결과를 보였다 (Fig. 2D).

적심 방법별 주당 분지수는 관행 재배 (대조구) 15 ㎝로 2회 적심에서는 122 개 였는데, 5 ㎝로 짧게 2 회 적심 시 주당 100 개로 가장 적었고, 중간 길이인 10 ㎝에서 3 회 적심시 관행 재배 (대조구)와 유사한 123 개였으며, 20 ㎝로 길게 1 회 적심하였을 때가 135 개로 가장 많은 분지수를 나타내었다 (Table 4).

고수고 재배에 따른 안정적인 열매 가지 확보를 위한 적심길이별 열매가지의 길이는 5 ㎝로 짧게 적심했을 때와 20 ㎝로 길게 적심했을 때가 각각 106.9 ㎝, 107.5 ㎝로 유의한 수준으로 길었다 (p < 0.05, Table 4). 또한, 5 ㎝로 짧게 적심하면 강전정에 따른 영양생장을 촉진시켜 가지의 길이는 길어졌으나, 꽃눈 분화가 억제되어 주당 착과수가 1,451 개로 적었다. 특히 20 ㎝로 적심 길이를 길게 하여 1 회 적심 하였을 때 열매 가지 길이가 길어질 뿐만 아니라, 착과수도 1,755개로 유의하게 증가되는 결과를 확인하였다 (p < 0.05, Table 4). 선행 연구에 따르면 전정 길이가 길어질수록 착과수가 증가하고 수량성이 향상되는 경향이 보고되었으며 (Gangwon-do Agricultural Research & Extension Services, 2010), 적심 처리는 측지 발달을 유도하여 착과수를 증가시킨다고 하였다 (Choi, 1995; Kang, 1995; Joo et al., 1999; Seo et al., 2006). 본 연구 결과 역시 이러한 경향과 일치함을 확인하였다.

적심 방법에 따른 수량은 열매 가지 길이가 길고 착과수가 많았던 20 ㎝ 1 회 적심에서 2,673 ㎏/10a으로 가장 높았으며 (p < 0.05), 이는 관행 재배 (대조구) 대비 수량이 26% 증가되는 결과를 나타내었다. 또한 관행 2회 적심에서 1회 적심으로 작업 시간을 줄여 노동력도 절반으로 절감할 수 있었다 (Table 4).

구기자는 관목류로 유인 및 적심을 하지 않으면 자연적으로 발생한 분지가 서로 겹쳐지고 지면과 접지한 줄기에서 뿌리를 내리거나 분지가 발생하여 수형 및 수량성에 막대한 지장을 초래한다. Lee 등 (2016)은 일반 수목형 재배는 분지의 길이가 불규칙적이고, 분지 내에서 측지가 많이 발생되어 기계화 작업에 불리한 조건이 될 수 있으며, 수형이 사방으로 뻗어 수확 작업이 어려워 T자형으로 유인하여 울타리형으로 재배하면 수목형 대비 11%의 수량 증대 효과가 있다고 보고하였다. Maughan와 Black (2015)은 구기자의 적심은 뻗어 나가는 줄기에서 많은 측면 가지를 생성하여 더 많은 열매를 맺게 한다고 보고하였다. 생과용 구기자 ‘청감’은 다른 품종에 비해 수세가 강하고 착과지가 곧게 뻗어나가는 특성을 가지고 있어 수형 관리에 어려움이 많다. 따라서, 적심 길이를 20 ㎝ 1회 적심 하게 되면 착과지의 길이가 길어져 착과수가 증가하기 때문에 열매 생산성을 최대화할 수 있고, 안정적인 수형관리로 기계 수확도 가능할 것으로 판단된다.