서 론
감나무(Diospyros kaki Thunb)는 온대지방의 대표적인 과일나무로 한국, 중국, 일본 등 동아시아 지역에 주로 분포하며, 미국, 브라질, 뉴질랜드 등에서도 재배되고 있다(Lee and Hur, 2015). 감의 주성분은 탄수화물로 구성되어 있으며, 포도당과 과당의 함유량이 많고, 프롤린(proline)과 글루탐산(glutamic acid), 아스파트산(aspartic aicd)과 불포화 지방산의 함량이 높을 뿐 아니라, 비타민 C, 비타민 A와 B1, 폴산 등이 풍부하다(Jeong et al., 2010; Joo et al., 2011). 감은 떫은맛을 내는 수용성 타닌의 유무에 따라 단감과 떫은감으로 구분하고 있는데, 떫은감은 당류와 비타민, 무기염료 등이 풍부할 뿐 아니라 고혈압이나 숙취 제거, 설사, 이뇨, 산화 방지, 뇌 신경세포 보호에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2004; Kim et al., 2018).
떫은감은 우리나라 단기소득임산물(수실류) 중 생산액이 가장 높은 품목으로, 국내 총 생산량과 생산액이 각각 177,551 톤, 2,306 억 원으로 재배면적은 총 8,773 ha에 달하며, 경상북도 3,138 ha, 경상남도 1,873 ha, 전라남도 1,834 ha 순으로 많이 재배되고 있다(Korea Forest Service, 2022; Statistics Korea, 2020). 주요 재배종(주산지)은 둥시(상주, 영동), 반시(청도), 고동시(산청), 갑주백목(영암) 등으로 지역에 따라 다양하다. 산청지역의 주요 재배종인 ‘고동시’는 수세가 중간 정도이고, 수형은 개장성이며, 평균 과중은 약 180 g으로 단위결과성이 강해 씨가 잘 생기지 않아 가공용(곶감, 감말랭이)으로 매우 우수하다(Korea Forest Service, 2021b).
감나무는 당해 연도에 발생한 새 가지에서 꽃이 피고 과실이 열리는데 지난해의 결과지, 즉 결과모지의 상태에 따라 새 가지의 생장량이 크게 달라진다(Kitagawa, 1970). 일반적으로 과수는 수형관리를 하지 않으면 새 가지 발생이 많아지고 수고가 높아져 재배관리가 힘들어지며, 과실품질이 불량해진다(Park et al., 2008). 정지전정은 과수의 재배관리 있어 꽃눈 형성과 가지의 생장 조절 및 결과지에 충분한 햇빛이 조사될 수 있게 하고(demirtas et al., 2010), 과실품질(과중 및 크기)을 향상시킬 수 있는(Kumar et al., 2010; Choudhary et al., 2020) 중요한 재배관리 기술이다. 국내에서 재배되고 있는 떫은감나무는 재배종 간에 생육 특성이 달라 재배종마다 각각 다른 기준으로 수형관리를 실시하고 있다. 그러나 같은 지역에서 재배하는 동일한 재배종임에도 불구하고 전정방법에 대한 기준이 없고, 이로 인해 재배자 간에 과실품질, 수확량 등에 차이가 발생함에 따라 안정적 과실 생산을 위한 재배기술 마련이 필요하다.
‘고동시’는 수확 후 대부분 건조감으로 가공하는데 고품질 곶감 생산을 위해 인력으로 수확을 실시함에 따라, 수확과 운반, 가공에 소요되는 노동력이 전체 노동력 투입시간 중 48.24 %를 차지한다고 보고된 바 있다(Korea Forest Service, 2021c). 따라서, 전체 생산량 대비 고품질 과실(대과)의 생산량을 늘리는 것은, 농촌의 고령화에 따른 노동력 감소 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있다.
본 연구는 산청지역 주요 재배종인 ‘고동시’를 이용한 건조감의 생산비(수확, 가공 비용) 절감을 위해 전정처리 수준에 따른 원료감의 과실품질, 수확량, 생산액 등을 비교 분석하여 고품질 곶감의 원료감 생산에 효율적인 재배관리(수형관리) 기술의 기초자료로 활용하고자 한다.
재료 및 방법
시험지는 경남 산청군 단성면의 ‘고동시’ 재배지(’92년 조성 및 식재)를 선정하였고, 2018년부터 2019년까지 연구조사를 수행하였다. 공시목은 재식거리가 6 m × 6 m(약 280주/ha)인 시험지에서 생육상태가 비슷한 40주를 무작위로 선정한 후 각 처리당 10반복으로 완전임의배치하여 전정 처리(1년차; 2018년 2월 20일)하였고, 이듬해 동일한 공시목을 대상으로 전정 처리(2년차; 2019년 2월 22일)를 실시하였다. 관수는 2일에 1회 6시간 점적 관수(가뭄이 지속되는 경우)하였고, 병해충 방제는 월 2회 충제와 균제를 방제하였다. 시비는 연 1회 퇴비(20 kg/본)와 복합비료를 사용하였다.
전정강도 설정을 위해 2017년 산청지역 ‘고동시’ 재배지의 결과모지수를 사전에 조사하여 200∼500개 수준으로 관리되고 있는 것을 확인하였다. 이에 처리구별 결과모지수는 200개, 300개, 400개, 700개(대조구)로 각각 설정하여 결과모지수를 조절하였다. 전정 1년차에 결과모지수 200개 처리구의 수확량 및 생산액이 타 처리구에 비해 크게 감소하는 경향이 나타나 전정 2년 차에는 처리구별 결과모지수를 300개, 400개, 500개, 700개(대조구)로 조절하였다.
토양 분석은 전정처리 전 시험지 내의 토양을 무작위로 5점 채취하였다. 토양 시료는 건조 후 2 mm 체에 걸러 준비하였고, 농촌진흥청 농업과학기술원의 토양 및 식물체 분석법(National Institute of Agricultural Science and Technology, 2000)을 적용하여 분석하였다.
생육 특성은 2월 중순에 전정 전·후의 수고, 수관폭, 근원경 등을 조사하였다. 결실특성은 7월, 8월, 10월에 공시목당 8반복으로 하여 결과모지당 결과지수, 결과지당 개화수, 결과지당 착과수, 착과율을 산출하였다.
과실품질은 산청지역의 관행적 수확기인 2018년 11월 1일과 2019년 10월 26일에 수확한 후 공시목 1주당 30과씩 무작위로 선정하여 조사하였다. 과중, 과실크기(종경, 횡경)는 미량저울과 버니어켈리퍼스를 이용하여 측정하였다. 경도는 물성측정기(CR-3000EX-S, Sun Scientific Co., Japan)을 이용하여 5 mm 직경의 탐침과 삽입깊이를 10 mm로 설정한 후 과실당 2회 반복으로 측정하였다. 색도는 색차계(Chromameter CR-400, Minolta Co., Japan)를 사용하여 과실 적도 부위의 L*(lightness, 명도), a*(redness, 적색도), b*(yellowness, 황색도)값을 각각 2회 반복으로 측정하였다. 가용성 고형물 함량은 과실의 즙을 내어 당도계(RA-510, Kyoto Electronics MFG Co., Japan)를 이용하여 측정하여 °Brix로 표기하였다.
수확량은 공시목별로 총 과실수와 평균 과중의 곱으로 산출하였다. 과실 등급은 임산물표준규격[2L(ｘ>200g), L(170g<ｘ≤200g), M(150g<ｘ≤170g), S(ｘ≤150g)]을 기준으로 구분하여 전정 처리구별로 4등급의 과실 비율을 산출하였다(Korea Forest Service, 2021a).
‘고동시’는 대부분 건조감으로 가공하여 판매되기 때문에 산청지역 등급별 곶감 판매가격인 2L 1,500원/개, L 1,000원/개, M 800원/개, S 480원/개를 적용하여 생산액을 추정하였다. 또한, 임산물표준규격의 건시 수분함량은 25∼35%로, ‘고동시’의 건조감 가공 시 등급별 원료감에 따른 건조감 품질 연구결과를 참고하여 곶감 등급을 추정하였다(Kim et al., 2021).
결과 및 고찰
시험지 토양의 화학적 특성은 Table 1과 같다. 시험지의 토양은 미사가 많은 양토로 농촌진흥청에서 제시한 작물별 시비처방기준의 감나무 재배에 적당한 토양 기준(National Institute of Agricultural Science and Technology, 1999) 중 토성, pH, OM(유기물), TN(총질소) 등이 적합하여 재배적지로 볼 수 있다.
산청지역의 지난 10년간 연평균기온은 13.3°C, 일조량은 2,222시간, 연평균 강수량은 1646.9 mm로 나타났다(Table 2). 감나무의 재배지의 기상조건은 연평균 11∼15°C사이로, 일조량은 연간 2,340시간, 강우량은 연간 1,200 mm이상 인 곳(Korea Forest Service, 2021b)으로 본 시험지는 떫은감 재배에 적합한 기후를 가지고 있다고 할 수 있다.
산청 기상관측소의 2년간(2018∼2019년) 기상자료를 분석한 결과 2018년은 평년보다 1∼2월 기온은 낮고 3∼4월 기온은 높았으며, 8월에 강수량이 집중되는 경향을 보였다. 이에 비해 2019년은 연평균기온이 평년에 비해 0.5도 높았고, 연평균 강수량이 1,769.9 mm로 평년 대비 높았다(Table 2). 감나무의 내동성은 휴면 타파 이후 가장 약하며, 3∼4월의 높은 기온은 감나무의 전엽기와 개화기를 앞당길 수 있다(Kim et al., 2007). 또한, 일반적으로 감나무 과실의 비대 생장은 이중 S자 성장 곡선을 그리며, 빠르게 생장하는 1기, 3기, 그리고 느리게 생장하는 2기로 구분되고, 1기, 2기 및 3기의 기간은 각각 60∼100일(5∼6월), 20∼40일 (9∼10월) 및 40∼50일(7∼8월)로 알려져 있다(Sugiura et al., 1991; Mowat and George, 1996; Candir et al., 2009). 1, 2기에서는 20∼25°C 내외, 3기에서는 22°C가 가장 유리하며, 너무 높거나 낮은 온도는 과중 증가에 방해가 되고, ‘상주둥시’의 경우, 4월, 9월, 10월의 일조시간과 평균기온이 과실 착과량과 수확량에 큰 영향을 미칠 수 있다(Chujo, 1982; Park et al., 2015). 2018년에는 3∼4월 평년보다 높은 기온으로 인해 개엽 시기가 빨라져 재배지의 공시목에 저온피해가 일부 발생하였다. 2019년에는 이상기후로 인한 생육피해가 발생하지 않았으며, 평년과 유사한 기후(강수량, 일조량)를 나타내 감나무 재배환경에 큰 문제는 없었다.
전정 1년 차의 전정 전 평균 수고, 수관폭, 근원경은 각각 3.9 m(3.7∼4.3), 6.6 m(6.2∼7.4), 23.6 cm(22.2∼25.5)였고, 전정 후 수고와 수관폭은 각각 3.7 m(3.5∼3.9), 6.2 m(5.8∼6.8)로 나타났다.
전정 2년 차의 전정 전 평균 수고, 수관폭, 근원경은 각각 3.9 m(3.7∼3.9), 6.9 m(6.5∼7.4), 24.3 cm(23.8∼25.0)였고, 전정 후 수고와 수관폭은 각각 3.8 m(3.7∼3.9), 6.2 m(5.8∼6.8)로 나타났다(Table 3).
본 연구에서는 동일한 수형(개심형)으로 관리되는 (’92년 조성 및 식재) 감나무 ‘고동시’ 재배지에서 생육상태가 비슷한 공시목을 선정하였고, 결과모지 개수를 조절하는 처리만 진행하여 연도 및 전정처리 전‧후 간의 수체 크기에 유의적으로 큰 차이가 나타나지 않았다.
전정 1년 차의 평균 결과모지당 결과지수는 2.5개(2.3∼2.6)로 전정 처리구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 전정 2년 차의 결과모지당 결과지수는 결과모지를 300개로 조절한 처리구에서 3.1개로 유의적으로 가장 많았다. 특히, 전정 2년 차에는 무처리구의 결과모지당 결과지수가 2.0개로 전년도 대비 감소하였다(Table 4). 전정을 강하게 처리하는 경우 신초 생장에 영향을 주고 영양생장이 증가한다고 알려져 있는데(Choudhary et al., 2020), 본 실험에서 전정 2년 차의 결과모지당 결과지 수가 많아진 것은 전년도의 영양생장이 증가함에 따라 꽃눈 형성이 충실해져 이듬해 결과지 형성에 영향을 미친 것으로 판단된다.
결과지당 개화수, 착과수, 착과율은 전정 1년 차 각각 2.0개(2.2∼1.8), 0.7개(0.5∼0.9), 37.8%(30.9∼49.7), 전정 2년 차 2.5개(2.3∼2.6), 1.9개(1.8∼2.0), 78.8%(73.3∼84.8)였고, 처리구간 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 전정 2년 차의 평균 개화수, 착과수 및 착과율은 전년도 대비 증가하였는데 이는 2018년도에 발생한 저온 피해에 의한 영향으로 사료된다.
전정 1년 차의 평균 과중은 158.5 g(151.9∼165.0)으로 나타났으며, 전정을 강하게 실시했을 때, 즉 결과모지수가 적을 때 유의적으로 과중이 높았다. 평균 가용성 고형물 함량과 경도는 대조구(결과모지수 700개)에서 각각 19.5 °brix, 13.9 N으로 가장 낮게 나타났다(Table 5). 과실의 평균 색도(L, a, b) 값은 각각 66.1, 29.0, 65.2였고, 처리구간 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
전정처리 2년 차의 평균 과중은 177.9 g(138.0∼212.2)이었고, 전정강도가 강한(결과모지수 300개) 처리구의 과중(212.2 g)이 유의적으로 가장 높게 나타났다. 평균 가용성 고형물 함량은 19.3°brix(18.8∼19.8)였고, 처리구간 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 평균 경도는 20.7 N(15.9∼22.1)으로, 대조구가 유의적으로 가장 낮게 나타났다. 과실의 평균 색도(L, a, b) 값은 각각 74.3, 24.9, 73.1로 나타났다. 특히, 적색을 나타내는 a값은 대조구가 29.3으로 가장 높았는데 이는 대조구의 과실이 다른 처리구에 비해 빨리 성숙되는 것을 나타낸다.
유실수인 사과나무의 경우, 과실의 크기와 색도, 당도, 경도 등은 PPF(광합성량)과 밀접한 관련이 있으며(George et al., 1997; Grappadelli, 2003), 초기 과실에 약 3∼7일 광을 차단하면 세포가 작아져 과일 생장이 감소한다(Dash et al., 2012)고 알려져 있다. 감나무 ‘부유’ 품종도 사과나무와 같이 PPF값이 감소할수록 경도와 당도가 감소한다(Kim et al., 2017)고 하였다.
또한, 평균 과중은 본당 착과수와 상관관계가 있으며, 전정으로 전체 과실 개수를 줄이는 것은 개별 과일에 충분한 영양분이 공급될 수 있게 하고(Hiremath et al., 2018), 밤나무의 경우, 입중은 결과지당 결과지수와 유사한 경향을 나타내 결과지당 착구수가 적을수록 무거워졌다고 보고된 바 있다(Lee et al., 2008). 본 연구에서도 결과모지수를 많이 남기는 경우 과다한 새가지 발생으로 수관 내부와 과실의 비대생장에 영향을 주는 잎까지 광투과가 원활히 이루어지지 않아 광합성량이 낮아져 경도가 감소한 것으로 사료된다. 또한, 결과모지수를 많이 남긴 처리구는 과실수가 많아져 과실에 영양분 공급이 충분치 않아 과중이 감소한 것으로 판단된다.
전정 1년 차의 평균 본당 과실수와 수확량은 각각 715개(443.0∼1,038.7), 106.6 kg(73.4∼139.4)으로, 대조구가 1,038.7개, 139.4 kg으로 유의하게 가장 많았고 결과모지수 200개 처리구 대비 약 1.9배 많은 수확량을 보였다(Table 6).
전정 2년 차의 평균 본당 과실수와 수확량은 각각 891개(676.3∼1,238.7), 145.4 kg(134.5∼170.1)으로, 대조구가 1,238.7개, 170.1 kg으로 유의하게 가장 많았고 결과모지수 300개 처리구 대비 약 1.8배 많은 과실수를 보였다.
2년간의 조사 결과 본당 결과모지수를 많이 남김에 따라 총 결과지수가 증가하여 본당 착과수와 수확량이 증가하는 경향을 보였고, 2019년의 본당 착과수와 수확량이 2018년 대비 많았다. 한국농촌경제연구원에서는 시험포지가 위치한 산청지역의 2018년 떫은감 생산량은 전년도(2017년) 대비 35.8 % 감소하였고, 2019년은 2018년 대비 15.4 % 생산량이 증가했다고 보고하였는데(Korea Rural Economic Institute, 2018, 2019), 본 연구의 시험지에서도 일부 저온피해가 발생하여 2018년도의 생산량이 2019년에 비해 적게 나타난 것으로 사료된다.
임산물표준규격에서 ‘고동시’의 과실 등급을 2L(ｘ>200 g), L(170 g<ｘ≤200 g), M(150 g<ｘ≤170 g), S(ｘ≤150 g)로 분류하고(Korea Forest Service, 2021a) 있으며, 이 기준에 맞춰 등급별 수확량을 조사하였다.
전정 1년차에는 등급별(2L, L, M, S) 평균 과실비율이 각각 4.6%(0.4∼9.4), 24.9%(6.2∼38.8), 28.2%(19.6∼31.6), 42.2%(20.2∼73.8)를 나타냈다. 전정강도가 강한 결과모지수 200개 처리구에서 과실품질이 우수한 2L, L 등급 비율이 각각 9.4%, 38.8%로 가장 높았고, 대조구에서 S 등급 비율이 73.3%로 유의하게 가장 높았다(Table 7).
전정 2년 차에는 등급별(2L, L, M, S) 평균 과실비율이 각각 20.7%(0.6∼64.5), 23.5%(7.5∼34.5), 29.7%(9.2∼42.3), 26.1%(3.9∼65.1)를 나타냈다. 전정강도가 강한 결과모지수 200개 처리구에서 과실품질이 우수한 2L 등급 비율이 64.5%로 가장 높았고, 대조구에서 S 등급 비율이 65.1%로 유의하게 가장 높았다(Table 7).
일반적으로 강한 전정은 꽃눈의 수와 결과지 당 착과수를 줄어들게 해 저장된 대사물을 풍부하게 이용할 수 있어 과중이 커진다고 보고된 바 있다(Pant et al., 2015). 따라서 본 연구결과를 통해, 감나무 ‘고동시’는 높은 등급의 과실 생산을 위해서 적절한 결과모지수를 조절하는 전정처리가 반드시 필요할 것으로 판단된다.
전정 1년차의 전정처리(결과모지수 200, 300, 400, 700개)별 생산액은 각각 389,380원, 582,267원, 481,580원, 600,647원으로 나타났다[Figure 1(a)]. 대조구와 결과모지수 300개 처리구의 생산액이 높았고, 결과모지수 200개 처리구가 가장 낮았다. 결과모지수 200개 처리구는 등급이 높은 과실(2L, L) 비율이 다른 처리구에 비해 높았으나 본당 수확량이 적어 생산액이 낮았다.
전정 2년차의 전정처리(결과모지수 300, 400, 500, 700개)별 생산액은 각각 868,340원, 737,360원, 695,367원, 754,167원으로 나타났다[Figure 1(b)]. 결과모지수 300개 처리구의 생산액이 가장 높았고, 결과모지수 500개 처리구가 가장 낮았다. 결과모지수 300개 처리구는 착과수는 적었으나 등급이 높은 과실(2L) 비율이 다른 처리구에 비해 매우 높아 생산액이 유의적으로 가장 높게 나타났다. 또한, 전정 2년차에는 감나무 생육피해가 발생하지 않아 전체적으로 수확량이 증가하여 생산액이 2018년에 비해 증가하였다. 2년간의 조사 결과, 결과모지수를 300개로 조절한 처리구에서 생산액이 가장 높았다.
23년생 수고 3.7 m의 ‘고동시’의 평균 수확 시간은 1분당 8개(1인)으로 조사된 바 있다(National Institute of Forest Science, 2018). 본당 수확량이 많아지면 수확, 선별 및 가공 작업에 소요되는 인건비 또한 증가할 수 있다. 특히, 전정 처리는 전체적인 수확량을 감소시키지만 높은 등급의 과실 생산이 많아짐에 따라, 가공 작업에 소요되는 인건비가 줄고 가격이 비싼 고품질 곶감의 생산은 증가하여 소득 증가에 영향을 미칠 수 있다.
전정 1년차 상관분석 결과 결과모지 수와 본당 과실수와 수확량은 유의한 정의 상관을 나타내어, 전정강도를 약하게 할수록 본당 과실수와 수확량은 증가하는 경향을 나타냈다.
또한, 결과모지 수가 많을수록 과실의 과중, 경도가 감소하는 유의한 음의 상관이 나타났으나, 색도 및 당도와는 상관관계가 나타나지 않았고, 전정 강도를 강하게 하여 결과모지 수를 줄일수록 과중과 경도가 유의하게 증가하였다.
결과모지 수와 S등급의 낮은 등급의 과실은 정의 상관을 보였고, L등급과 2L 등급의 높은 등급의 과실은 음의 상관을 보여, 전정강도가 강해질수록 낮은 등급의 과실 수확량은 줄어들고 높은 등급의 과실 수확량은 증가하는 경향을 보였다(Figure 2).
전정 2년차 상관분석 결과, 결과모지 수와 전정 처리 후 수관폭에서 유의한 정의 상관관계가 나타났고, 결과모지당 결과지수와는 유의한 음의 상관관계가 나타났다. 결과모지 수가 많을수록 과중, 경도가 감소하는 유의한 음의 상관이 나타났고, 전정강도를 강하게 하여 결과모지 수를 줄일수록 과중과 경도가 유의하게 증가하였다. 결과모지 수와 S등급의 낮은 등급의 과실은 정의 상관을 보였고, L등급과 2L 등급의 높은 등급의 과실은 음의 상관을 보여, 전정강도가 강해질수록 낮은 등급의 과실 수확량은 줄어들고 높은 등급의 과실 수확량은 증가하였다(Figure 3).
전정 1년차와 2년차에서 공통적으로 전정강도가 강해짐에 따라, 본당 과실 개수는 감소하고, 과실품질(과중, 등급)이 향상되었으나, 과실의 색도 및 당도와는 상관관계가 나타나지 않았다.
이는 유실수인 밤나무 절단전정 시 처리강도가 강할수록 고등급 과실 생산이 많았고(Lee et al., 2008), 다래 강전정 처리 시 총생산량은 감소하지만 고품질 과실(대과) 생산량이 증가한다(Kim et al., 2016)고 보고된 것과 유사한 결과이다.
결 론
본 연구는 감나무 ‘고동시’의 안정적인 고품질 과실 생산과 효율적인 관리를 위한 재배기술 기초자료를 확보하기 위해 수행되었다. 감나무 ‘고동시’는 전정강도가 강해질수록 평균 본당 수확량이 감소하였고, 평균 과중은 높아지는 경향을 보였다. 곶감 품질과 밀접한 가용성고형물함량과 경도는 전정처리구가 대조구에 비해 높게 나타났다. 고품질 곶감 가공을 위한 L(170 g<ｘ≤200 g) 등급 이상의 과실의 비율은 전정처리구가 대조구에 비해 유의적으로 높았다. 곶감 가공 시 본당 생산액은 결과모지수 300개 처리구와 대조구가 유의적으로 높게 나타났으나 착과수가 많은 대조구는 수확 및 가공 작업에 소요되는 인건비가 증가할 것으로 예상된다. 결론적으로 감나무 ‘고동시’의 과실 품질을 높이기 위해서는 전정처리가 필수적이며, 전정 시 결과모지수를 300개 내외로 조절하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
본 연구결과는 감나무 ‘고동시’의 재배관리에 유용한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
