사과나무재배-칼슘제의 역할과 사용방법..

가. 석회비료의 역할 1) 토양에서의 역할 현재까지 석회비료는 비료요소로서의 역할보다는 토양중화제로서의 역할에 더 큰 비중을 두어왔다. 실제로 각종 비료요소의 토양에서의 용해도는 토양산도에 따라 차이가 있으므로 산성토양에서 생기기 쉬운 망간의 활성화, 마그네슘, 인산 등의 불용화를 석회비료의 시용에 의해 토양을 중화시킴으로써 간접적으로 방지하는 효과를 가져온다. 또한 석회비료는 중금속원소에 의한 토양오염을 경감시켜 준다. 일반적으로 중금속원소는 토양이 산성일 때 토양 용액중에 많이 녹아 나와서 작물의 생육과 미생물의 활동을 억제 할뿐 아니라 이 금속을 흡수한 작물을 먹는 사람에게 까지 피해를 준다. 일반적으로 토양의 미생물은 미산성 내지 중성에서 활동이 왕성하다. 따라서 석회비료의 시용은 토양미생물의 활동을 왕성하게 하여 토양의 입단구조를 양호하게 하고 토양중에 남아있는 농약 성분을 분해하여 주므로써 농약의 잔류독성을 줄이는데도 효과가 있다. 2) 식물체에서의 역할 석회비료의 주성분인 칼슘(Ca)은 식물체에서의 생리적인 작용에 대하여 명확하게 밝혀지지는 않았지만 현재까지 연구결과 밝혀진 작용은 다음 몇 가지로 요악할 수 있다. 첫째, 칼슘은 식물체 구성의 최소단위인 세포의 세포벽에서 펙틴화합물과 결합하여 세포벽의 견고성을 유지시키는 역할을 한다. 둘째, 세포막에서 다른 무기원소의 흡수를 선택적으로 조절하고, 셋째, 각종 효소의 활성에 영향을 미치며 단백질의 합성에도 관여 한다. 넷째, 과실의 성숙과 밀접한 에칠렌 발생과도 관계가 있으며 과실의 저장중 호흡을 억제 시켜 저장력을 증진시킨다. 다섯째, 외부의 온도·빛·바람·접촉·생장조절물질 등에 대한 반응을 식물체내로 전달하는 제2의 전달자로 각종 유전자의 발현에 관여하고 있다. 따라서, 식물체에서 칼슘이 부족하면, 특히 다른 부위에 비하여 함량이 적은 과실의 경우 조직의 붕괴를 촉진하고, 호흡을 촉진하여 사과나무에서는 고두병· 열과· 고무병 등 과실에서 각종 생리장해를 유발하고, 과실의 연화가 촉진되어 저장력을 약화시킨다. 과실 이외의 조직에서도 칼슘의 부족은 세포벽의 견고성약화와 다른 이온의 세포막에서의 선택적 흡수가 높아져 적진병(일명 수피괴사현상)과 같은 생리장해 유발의 간접적인 요인의 될 수 있다. 칼슘부족은 배나무에서는 장십랑품종에 잘 발생하는 돌배현상의 원인이 될 수 있다. 또한 포도나무에서는 포도의 성숙을 촉진하기 위하여 에스렐(에테폰, 포스폰 디) 살포시 야기되는 탈립현상을 칼슘을 첨가함으로써 방지할 수 있다. 최근에는 과수원에서 석회비료의 수관살포로 과실의 칼슘농도를 증가시킴에 따라 과실의 부패에 대한 내성이 증진된다는 연구보고도 있다. 우리나라에서는 일부 농가에서 석회비료 현탁액을 수관살포하여 과실의 동녹방지와 심식층의 산란 기피효과가 있다하여 실제 재배에 이용하고 있다. 나. 석회비료의 토양과 식물체내에서의 이동성 및 분포 칼슘은 토양에서 치환력이 높아 상화좌우의 이동이 매우 적은 성분이다. 특히 가뭄이 심하여 토양이 건조한 경우에는 더욱 이동이 안된다. 식물체에 흡수된 칼슘은 우선 생장이 왕성하게 되는 부위로 이동이 되고, 일단 이동된 칼슘은 다른 부위로의 재이동의 거의 되지 않는다. 특히 과실로의 칼슘이동은 과실의 발육초기인 만개후 5주 이내에 수확시 과실내에 함유된 칼슘함량의 90%이상이 이동되고, 그 이후에는 과실로의 칼슘이동이 10%내외이다. 따라서 과실발육초기인 만개 후 5주경 까지 가뭄이 계속되거나 뿌리가 장해를 받아 칼슘을 충분하게 흡수하지 못하게 하는 경우에는 과실에 생리장해가 유발될 가능성이 매우 높다. 또한 칼슘이 식물체에 정상적으로 흡수 되었어도 수체의 과도한 영양생장은 과실과 영양생장부위간의 칼슘경합에 의하여 과실에 칼슘결핍을 유발 할 수 있다. 앞에서도 언급한 바와 같이 칼슘은 식물체내에서 특정부위로 이동된 후에 다른 부위로의 재이동이 거의 되지 않기 때문에 식물체에 칼슘이 충분하게 흡수되었어도 특정부위에서 칼슘부족에 의한 생리장해가 유발될 수 있다. 실제로 식물체의 부위별 칼슘함량을 분석하여 보면 생장이 왕성한 영양생장부위를 제외하고는 뿌리·대목·줄기의 순으로, 수체의 상단부위보다는 하단부위의 칼슘함량이 높다. 과실은 식물체 조직중에서 칼슘함량이 가장 낮아 재배여건에 따라 쉽게 칼슘부족에 의한 생리장해가 발생할 수 있다. 동일 과실 내에서도 칼슘이 유입되는 통로인 과경부가 함량이 제일 높고, 다음이 파괴부위이고, 과피 바로 밑 0-6mm의 과육부위가 함량이 제일 낮다. 또한 과실 적도면을 중심으로 하여 과실 꼭지쪽 상단부가 화탁쪽의 하단부에 비하여 함량이 높다. 실제로 과실에서 칼슘부족에 의한 생리장해는 과피 바로 밑의 과육부위에서 발생하고 과실상단부보다 하단부에서 발생이 심하다. 다. 석회비료의 합리적인 시용방법 1) 토양 시용 일반적으로 칼슘은 땅속에 3.6% 함유되어 있으며, 농경지에서 총양이온 치환능력의 65～85%를 차지하고 있다. 대부분 토양용액내의 칼슘농도는 3.4～14mM(153～630ppm) 정도이며, 다른 양이온의 농도가 과다하지 않은 조건하에서는 식물체 뿌리근처의 칼슘농도가 0.1～1mM(4.5～45ppm)정도이면 적당하다. 칼슘부족에 의한 생리장해가 발생하는 과수원에서 석회비료의 사용에 의해서 토양용액내의 칼슘농도를 높이더라도 생리장해의 발생이 경감되지 않는 경우가 많은데, 이는 토양의 물리성이 불량하거나 저온 등의 원인에 의해서 식물체 뿌리의 흡수기능이 저하되었거나, 아니면 식물체가 칼슘을 충분하게 흡수하였어도 과도한 영양생장 등의 원인에 의해서 식물체 부위간 칼슘의 분포 불균형에 의한 것이라 하겠다. 그러나 토양내 칼슘이 용탈 등의 원인에 의하여 실제로 부족한 경우에는 식물체의 칼슘함량을 높일수 있는 최선의 방법은 토양에 석회비료를 직접 시용하는 것이다. 석회비료의 토양시용 목적은 식물체에 이용되는 비료요소의 공급뿐만 아니라 토양을 중화시키는데 있다. 따라서 석회시용량은 비료 요소로서 뿐만 아니라 토양을 중화 시킬 수 있는 량으로 결정하여야 한다. 석회시용량은 석회비료 종류에 따른 토양중화력과 개량하려는 토양의 종류와 토양산도에 따라 다르다. 일반적으로 토양중화력은 생석회(CaO)가 제일 높고 고토석회, 소석회(Ca(OH)2), 탄산석회(CaCO3), 규산석회(CaSiO3)의 순이다. 중화력이 높은 석회는 적은 양으로도 넓은 면적의 산성토양을 개량할 수 있다. 예를 들면 탄산석회 100kg을 시용해야 할 면적에 생석회라면 56kg을 시용하면 된다. <표 VII-13>은 석회비료의 종류와 주성분을 표시한 것이다. 석회의 소요량은 토양의 점토함량이 많을수록, 부식의 함량이 많을수록 크다. <표 VII-14>는 토양의 종류에 따라 토양의 산도를 1.0높이는데 소요되는 석회량을 표시한 것이다. 우리나라 토양은 사질일 때가 많고, 부식함량이 적은 것이 일반적이다. 그래서 소석회의 시용량이 10a당 300kg을 넘어서면 좋지 못할 때가 있다. 대개의 경우 100kg에서 300kg이 적당한데 부식이 적은 사질토에서는 100kg정도 시용하는 것이 좋다. 석회를 과다시용 하였을 때는 토양산도가 높아 질 뿐만 아니라 미량요소의 부족을 초래하여 식물의 생육을 억제한다. <그림 VII-5> 석회질 비료의 시용방법이 수체내 Ca의 흡수에 미치는 영향(임열재, 1979) 토양에서 칼슘은 치환력이 높아 이동이 적으므로 <그림 VII-5>에서 보는 바와 같이 표면시용보다는 경토층에 골고루 섞이도록 전층 시용하는 것이 절대 필요하다. 주의를 하여 시용하여도 석회비료가 골고루 섞이지 않아 부분적으로 석회과용의 해를 받는 경우가 있을 수 있는데, 유기물과 석회비료를 같이 시용하면 피해를 완화시킬 수 있다. 그 이유는 유기물이 토양의 흡수력을 증가 시킬 뿐만 아니라 탄산가스를 발산하여 알칼리성의 소석회를 탄산석회로 침전시켜서 알카리도를 크게 낮추기 때문이다. 결실수의 경우 과실로의 칼슘이동을 효과적으로 증진시키려면, 앞에서도 언급한 바와 같이 칼슘이 가장 활발하게 과실로 전이되는 시기 이전, 즉, 만개 후 5주 이전에 토양시용을 하여야 한다. 물론 석회비료의 토양시용은 이시기 이외에 여름철이나 가을철에 하여도 식물체의 갈슘 흡수는 활발하게 이루어지지만 과실로의 칼슘이동은 거의 되지 않는다. 따라서 여름철이나 가을철에 석회비료를 토양에 시용하는 것은 당년 과실의 칼슘함량 증진에는 효과가 없지만 이 시기에 흡수된 칼슘은 많은 량이 수피에 저장 되어 다음해 봄에 새가지· 잎· 과실로 재 이동 된다. 2) 수관살포(樹冠撒布) 과실발육 초기의 기상환경조건이나 재배방법이 생리장해를 유발시킬 염려가 있을 경우에는 칼슘의 수관살포를 통하여 과실의 칼슘함량을 높일 수 있는 방법을 강구하여야 한다. 즉, 식물체 뿌리의 흡수능력 저하로 칼슘흡수가 적어 칼슘부족이 발생한 위험이 있는 경우나, 지나친 가뭄에 의하여 토양건조로 칼슘의 유효도가 저하되고 식물체가 수분 부족으로 과실내의 수분이 다른 부위로 빠져나가게 될 정도가 되었을 경우나, 과실의 생장에 비하여 새가지 등 다른 부위의 영양생장이 과도할 경우 등에는 칼슘의 수관살포 필요성이 있다. 칼슘은 일단 특정조직에 축적되면 대부분은 비이동성이 되어 식물체내에서 재이동이 거의 일어나지 않는다. 엽면살포한 칼슘의 재 이동 정도를 구명하기 위하여 착색봉지를 씌운 과실에 인접한 과대지에 45Ca를 처리한 후에 과실 및 인근 신초에 전이된 45Ca의 량을 조사한 결과는 <표 VII-15>과 같다. 45Ca를 처리한 잎에서 계측된 45Ca의 량을 100이라고 할 때 봉지 씌운 과실과 인근 신초는 0.1～0.3으로 45Ca의 전이량은 극히 미미함을 알 수 있다. 그러므로 칼슘을 수관에 살포할 경우에는 과실 중심으로 살포하여야 하며 봉지를 씌운 나무에서는 칼슘을 살포하여도 과실의 칼슘함량에는 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 명심하여야 한다. 칼슘의 수관살포는 7월 상순부터 2주 간격으로 7회 정도 살포하는 것이 과실내의 칼슘함량이 제일 높고 장해과 발생율이 제일 낮으며, 생육초기에 3회 살포하는 것 보다 생육후기에 3회 살포하는 것이 과실의 칼슘함량을 높이는데 효과적이다. 수관살포제로는 염화석회(CaCl2)와 질산석회(Ca(NO3)2)를 많이 사용하는데 고두병을 방지하기 위하여는 염화석회를 사용하는 것이 바람직하다. 일부지역에서 물에 잘 녹지 않는 탄산석회(CaCO3)를 현탄액으로 만들어 살포하고 있으나 과실의 칼슘함량을 증진시켜 생리장해과의 발생을 방지할 목적이라면 바람직하지 않다. 일반적으로 칼슘의 수관살포농도는 0.5%이다. 나무의 영양상태에 따라 고온기에 잎이 타는 등 약간의 약해가 발생하는 경우가 있는데 정도가 심하면 살포농도를 낮추어 주는 것이 좋다. 농약살포시 혼용살포 하여도 약해는 발생하지 않으나 농약의 산도가 높아짐에 따라 농약의 약효가 문제될 수도 있기 때문에 원칙적으로는 단용 살포가 바람직하다. 3) 수확후 과실침지(果實侵漬) 칼슘부족에 의한 생리장해는 과실저장 중에도 문제가 되므로 저장과실의 장해과 발생을 줄이고 저장력을 증진시키기 위하여는 수확 후 과실의 칼슘침지처리가 바람직하다. 실제로 외국에서는 보편화되어 있다. 수확 후 침지처리는 염화석회가 질산석회보다 비교적 낮은 농도로도 효과적이며, 또한 질산석회는 과실 내 질소함량이 높아질 염려가 있기 때문에 염화석회를 더 많이 사용한다. 침지용액의 농도는 2～4%이며 전착제를 가용하는 것이 더욱 효과적이다. 침지방법은 일반침지와 감압침지 방법이 있다. 일반침지방법은 대기압 하에서 과실을 침지용액에 10분정도 침지하는 것으로 침지하지 않은 과실보다 100ppm이상의 칼슘농도를 증가 시킬 수 있다. 외국에서는 수확한 과실을 20℃정도 온도를 유지시킨 후 전착제를 가용한 4%염화칼슘용액을 5℃정도로 냉각시켜 여기에 과실을 10분간 침지시킴 으로써 과실 생체중 100g당 칼슘당량을 3mg이나 증가시키는 방법이 연구 중에 있다. 이 방법의 원리는 따뜻한 과실을 냉각된 물에 침지함으로써 과실내부의 가스 용적이 감소되어 과피 표면의 피목을 통한 과실내의 칼슘용액의 침투가 용이 하게 되기 때문이라고 한다. 감압에 의한 침지방법은 우선 감압침지를 하기 전에 과실을 0.5분간 대기압상태에서 침지액에 담근 후 650-110mmHg로 감압하는데 0.5분을 소요하고 감압된 상태에서 1분간 침지 후 다시 대기압 상태로 기압을 올리는데 0.5분을 소요하고 대기압상태에서 0.5분간 침지 후 과실을 꺼낸다. 따라서 과실침지에 소요되는 시간은 3분이 소요된다. 감압에 의한 과실침지방법은 과실의 칼슘침투효과가 대기압 하 에서의 침지보다 현저하여 장해과의 발생을 감소시키는 효과는 크다. 그러나, 과피 바로 밑의 과육에 상처를 주기 쉬우며 칼슘용액이 보통은 과피 표면의 피목을 통하여 침투되지만 과실의 배꼽부분이 벌어져 있는 과실은 이 부위를 통하여 칼슘용액이 과심부로 들어가 경우에 따라서는 감압침지한 과실의 20% 이상이 부패되기도 한다. 또한 과실의 피층 조직의 무기염류 조성비가 변하여 과육내부 깊숙이 장해가 유발될 수 있는데 이러한 장해과실은 선과과정에서 찾아낼 수 없어서 외부적으로 나타나는 장해과실보다 더 어려운 상품상의 문제가 있다. 라. 일반 재배관리상의 대책 1) 3요소 비료의 비배관리 질소비료는 수체의 영양생장에 영향을 주는 비료요소로서 특히 과실의 발육초기에 질소에 의한 새가지 생장의 촉진은 수체내에 흡수된 칼슘에 대한 과실과의 경쟁을 유발하여 상대적으로 과실의 칼슘함량을 감소시키므로 질소질 비료의 과다시용은 절대적으로 피아여야 한다. 또한 산성토양이나 배수 불량한 토양 조건에서는 시용된 질소비료가 환원상태인 암모니아 태(NH4+)로 되기 쉬운데, 암모니아태 질소는 칼슘과 뿌리에서 흡수경쟁을 하게 되므로 결과적으로 칼슘의 흡수를 억제하게 된다. 칼리비료의 과다시용도 칼슘의 흡수를 억제하므로 주의를 요한다. 인산비료는 적정수준에서는 칼슘에 흡수를 촉진시키나 과다 시용은 뿌리표면에서 인산석회로 되어 침전시키므로 식물체의 칼슘부족을 유발시킬 수 있다. 2) 관수 토양에서의 석회비료는 비이동성이고 특히 토양 건조시 에는 그 정도가 더욱 심하다는 것은 앞에서도 강조한 바가 있다. 과실 칼슘함량의 90%이상을 결정하는 과실발육초기의 토양건조는 과실의 칼슘함량에 결정적으로 영향을 미처 성숙기 및 과실 저장시 생리 장해유발의 직접적인 원인이 될 수 있다. 특히 병충해방제, 착색증진 등 과실품질향상을 위하여 봉지 씌우기 재배를 하는 과원에서는 더욱 문제가 된다. 근본적인 대책은 이 시기의 철저한 관수작업 뿐이다. 그러나 가뭄시의 관수작업은 쉬운 일이 아니다. 그러므로 관수시설은 물을 가장 적게 쓰면서 효율성이 높은 점적관수를 권장하며, 토양의 보수력을 높이기 위하여 평소에 유기물시용 등 토양개량을 게을리 하지 말아야 한다. 과실에 봉지를 씌우지 않은 과원에서는 생육중기인 6월 하순～7월 초순부터 수확시 까지 2주 간격으로 염화석회를 0.5% 농도로 뿌려 주면 효과적이다. 3) 전정 및 적과 동계 전정시 과도한 전정은 신초생장을 왕성하게 하여 과실로의 칼슘이동을 상대적 감소시킴으로 가급적이면 피한다. 8월 이후에 실시하는 하기전정은 과실의 칼슘함량을 증진 시키는 효과는 있으나 상대적으로 과실의 비대를 억제시키기 때문에 대과생산에는 문제가 있다. 특히 착색을 증진시키기 위하여 과실 인근에 있는 신초를 제거하는 경우가 있는데 이 경우에는 과실의 비대 감소는 물론 과실의 당도를 감소시킬 우려가 있으므로 주의를 요한다. 과실의 칼슘농도는 일반적으로 큰 과실에 비하여 작은 과실에서 높아 장해과의 발생은 큰 과실에서 많다. 칼슘부족에 의한 장해과 발생이 심한 과원에서는 적과를 적게 하여 과실을 크게 하지 않는 것도 장해과 발생 방지의 한 방법이다. 그러나 우리나라와 같이 큰 과실 선호 경향이 있는 곳에서는 권장할 만한 방법은 아니라고 생각된다. 마. 칼슘부족에 의한 저장중 과실의 생리장해 발생여부 예견방법 강전정이나 질소비료 과다시용에 의하여 새가지의 생장이 너무 왕성하거나 과실발육 초기에 토양이 지나치게 건조할 경우 과실에 생리장해가 발생할 확률은 매우 높다. 사과나무에 칼슘이 결핍되면 유엽의 경우 잎가장자리가 뒤쪽으로 만곡되고, 신초선단에서 왕성하게 자라면서 막 전개되고 있는 잎은 황화 되며 신초선단의 생장이 정지된다. 노엽의 경우에는 잎가장자리가 괴사하고 심한 경우에는 신초의 선단부위가 고사한다. 칼슘은 여러 가지 경로로 다른 무기영양원소의 공급에 영향을 끼치기 때문에 불충분한 칼슘공급에 의한 간접적인 영향으로 잎에 나타나는 증상을 칼슘결핍증상으로 혼동할 수도 있다. 실제로 잎에 나타나는 칼슘결핍증상을 과원에서 발견하는 것은 매우 어렵다. 그러므로 칼슘부족에 의한 저장중 생리장해 발생여부를 정확하게 예견하기 위하여는 수체내의 무기성분 함량을 분석하는 방법 이외에는 없다. 일반적인 수체내의 무기영양진단은 엽 분석을 통하여 실시하고 있지만 <표 VII-16>에서 보는 바와 같이 엽과 과실과의 무기 성분중 질소, 인산, 칼리는 고도의 상관관계를 보이고 있으나 생리장해의 지표가 되는 칼슘에 있어서는 상관관계를 보이지 않는다. 따라서 칼슘부족에 의한 저장중 생리장해를 예견할 수 있는 정확한 방법은 과실의 무기성분을 분석하는 것이다. 과실분석 시기는 수확시기에 가까울수록 좋다. 영국에서는 <표 VII-17>에서 보는 바와 같이 주요 품종의 장기저장을 위한 과실내의 적합한 무기성분 함량을 제시하여 주고 있다. 우리나라에서도 앞으로는 우량과실을 안전하게 장기저장하기 위하여서는 저장전에 수확한 과실의 무기성분을 관계 연구기관에 분석 의뢰하여 기준치에 미달할 경우에는 침지처리 등의 방법으로 예방조치 하는 것이 바람직하다고 생각한다.