포도 작물 영양과 토양관리 농촌진흥청 국립농업과학원 토양비료과 식물영양연구실 농업연구사 성좌경

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1 포도 작물 영양과 토양관리 농촌진흥청 국립농업과학원 토양비료과 식물영양연구실 농업연구사 성좌경
2017 포도연합회 (목) 포도 작물 영양과 토양관리 농촌진흥청 국립농업과학원 토양비료과 식물영양연구실 농업연구사 성좌경

2 1. 태양 2. 공기(이산화탄소, 산소) 3. 물 4. 양분(영양원소) 대기 토양
I. 포도 무기영양 작물(발아~수확)에게 가장 필요한 것들은 무엇이 있을까? 1. 태양 대기 2. 공기(이산화탄소, 산소) 3. 물 토양 4. 양분(영양원소)

3 I. 포도 무기영양 CO2 H2O 양분(비료) 양분 탄수화물 미네랄 비타민 O2

4 광합성 I. 포도 무기영양 식물이 광 에너지를 이용해서 탄산가스와 물을 재료로 탄수화물과 산소를 만들어 내는 과정
광합성에서 만들어지는 탄수화물은 모든 생물의 에너지원 (1차 생산자)

5 I. 포도 무기영양 영양관리의 결과!!!  어떤 몸매를 원하십니까??? [결핍] [적정] [과잉]

6 필수 식물영양소의 기본개념 I. 포도 무기영양 정의 : 식물이 생육과 대사과정에 필요한 물질을 흡수하고 이용하는 현상
영양소(Nutrient) - 식물 생육과 대사과정을 위한 물질 특징 - 식물이 필요로 하는 영양소 - 무기물의 형태 - 토양 : 대부분의 원소들이 양이온과 음이온 또는 화합물형태로 존재

7 I. 포도 무기영양  필수 무기영양성분의 요건 1) 해당원소가 결핍되었을 때, 식물체가 생명현상을 유지할 수 없다
- 발아, 생장, 개화, 결실 등 식물일생에 꼭 필요한 원소이어야 한다 2) 해당원소가 가지는 특이적 기능이 있어야 한다 - 다른 원소에 의해 그 기능이 대체될 수 없다 3) 해당원소는 식물의 대사과정에 직접적으로 관여하여야 한다 4) 해당원소의 필수성이 특정 식물이 아닌 모든 식물에 공통적이어야 한다  유익한 원소 1) 일부 식물에 필수성이 인정되거나, 일부 생육조건에서 식물생육 촉진 2) Ni, Co, Na, Si, Se, Al, Sr, V

8 필수 식물영양소의 분류 (식물체의 요구량에 근거)
I. 포도 무기영양 필수 식물영양소의 분류 (식물체의 요구량에 근거) 구 분 분 류 원 소 흡 수 형 태 비무기성 다량원소 C (탄소) HCO3-, CO32-, CO2 H (수소) H2O O (산소) O2, H2O 무기성 1차 영양소 N (질소) NO3-, NH4+ P (인) H2PO4-, HPO42- K (칼리) K+ 2차 영양소 Ca (칼슘) Ca2+ Mg (마그네슘) Mg2+ S (황) SO42-, SO2 미량영양소 Fe (철) Fe2+, Fe3+, Chelate Cu (구리) Cu2+, Chelate Zn (아연) Zn2+, Chelate Mn (망간) Mn2+, Chelate Mo (몰리브덴) MoO42-, Chelate B (붕소) H3BO3 Cl (염소) Cl-

9 필수 식물영양소의 기능 : 질소(Nitrogen)
◐ 단백질의 구성요소인 아미노산을 비롯하여 핵산, 엽록소 등 중요 유기화합물을 구성하는 필수원소이다. ◐ 뿌리의 발육, 경엽의 신장을 촉진하고 잎의 녹색을 좋게한다. ◐ 식물체 중 질소함량 : 0.5~5.0% ◐ 암모늄태질소는 중성조건에서 가장 잘 흡수, pH가 낮아짐에 따라 감소 질산태질소는 낮은 pH에서 보다 빨리 흡수, 높은 pH에서는 음이온(OH) 과의 경쟁으로 인해 흡수가 감소됨

10 필수 식물영양소의 기능 : 인(Phosphorus)
I. 포도 무기영양 필수 식물영양소의 기능 : 인(Phosphorus) ◐ 광합성을 통해 얻어진 에너지(ATP)를 저장하고 전달하는 기능 ◐ 핵산과 인지질을 포함한 식물체 내 물질의 구성원소 ◐ 식물체 중 인함량 : 0.1~0.5% 필수 식물영양소의 기능 : 칼리(Potassium) ◐ 식물체 내 대부분 효소의 보조인자, 탄수화물의 합성/이동/축적에 관여 ◐ 세포 팽압조절 (증산작용), 세포의 전기적 중성 유지 ◐ 식물체 중 칼리함량 : 1.0~3.0%

11 필수 식물영양소의 기능 : 칼슘(Calcium)
◐ 세포벽 중엽구성, 대사조절의 2차 신호전달자, 과잉상태의 유기산 중화 ◐ ATP와 인지질 가수분해에 관여하는 효소 ◐ 식물체 중 칼슘함량 : 0.2~3.0% 필수 식물영양소의 기능 : 마그네슘(Magnesium) ◐ 광합성에 관여하는 엽록소 분자의 구성원소 ◐ 인산화작용을 활성화시키는 효소들의 보조인자로 작용, 유지합성에 관여 ◐ 식물체 중 마그네슘함량 : 0.1~1.0%

12 필수 식물영양소의 기능 : 황(Sulfur)
I. 포도 무기영양 필수 식물영양소의 기능 : 황(Sulfur) ◐ 단백질 구성(90% 이상) : 시스테인, 메티오닌 ◐ 보조효소-A, 비타민(Biotin, Thiamine)의 구성성분 ◐ 식물체 중 황함량 : 0.1~0.2% 필수 식물영양소의 기능 : 망간(Manganese) ◐ 질소대사, 탄수화물합성(광합성 반응), 산화환원효소 ◐ 항산화효소, 비타민C 합성 ◐ 식물체 중 망간함량 : 15~100ppm

13 필수 식물영양소의 기능 : 구리(Copper)
I. 포도 무기영양 필수 식물영양소의 기능 : 철(Iron) ◐ 시토크롬 및 광합성적 N2 고정과 호흡에 관여하는 효소의 구성성분 ◐ 산화환원효소의 보조인자 ◐ 식물체 중 철함량 : 30~150ppm 필수 식물영양소의 기능 : 구리(Copper) ◐ 시토크롬 산화효소 등 세포 내 산화환원효소의 보조인자 ◐ 락카아제 및 플라스토시아닌 성분 ◐ 식물체 중 구리함량 : 5~15ppm

14 필수 식물영양소의 기능 : 붕소(Boron)
I. 포도 무기영양 필수 식물영양소의 기능 : 아연(Zinc) ◐ 질소대사, 탄수화물 합성 및 산화효소 활성에 관여 ◐ 식물체 중 아연함량 : 10~50ppm 필수 식물영양소의 기능 : 붕소(Boron) ◐ 세포신장/세포벽형성 (옥신대사), 리그닌 생합성, 당류이동 촉진, 전분대사 ◐ 질소/칼리/칼슘의 흡수에 영향, 세포분열과 화분수정에 관여 ◐ 식물체 중 구리함량 : 5~50ppm

15 필수 식물영양소의 기능 : 몰리브덴(Molybdenum)
I. 포도 무기영양 필수 식물영양소의 기능 : 몰리브덴(Molybdenum) ◐ 질소고정효소, 질산환원효소, 근류균의 생육에 영향 ◐ 식물체 중 아연함량 : 1~5ppm 필수 식물영양소의 기능 : 염소(Chloride) ◐ 광합성 반응, 섬유화 작용을 통해 병해저항성 및 내도복성 강화 ◐ 식물체 중 구리함량 : 50~200ppm

16  필수원소(양분) I. 포도 무기영양 대기 : 탄소, 산소 토양/물
- 다량 : 수소, 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황, 규소 - 미량 : 철, 망간, 아연, 구리, 붕소, 몰리브덴, 염소, 니켈, 나트륨 탄소, 산소를 제외한 모든 원소는 이온형태(+, -)로 뿌리털에 의해 흡수!

17 --------------------------- 산성
I. 포도 무기영양  토양(pH)과 양분흡수와의 관계 알아보기  산성 중성 염기성  4 5 6 7 8 9 대부분의 이온흡수 원활 미량원소 흡수 ↑ (철, 망간, 구리, 붕소, 아연) 몰리브덴 흡수 ↓ 다량원소 흡수 ↑ (질소, 칼리, 칼슘, 마그네슘, 황) 인은 6~7 사이에서만 흡수용이!!!

18 토양과 식물과의 관계 I. 포도 무기영양 ◐ 필수 영양소의 흡수는 영양소의 이용성과 뿌리 표면의 근접성에 좌우
◐ 영양소들이 뿌리 표면에 공급되는 3가지 방법 1. 뿌리의 가로챔 (Root Interception) - 뿌리가 토양을 가로질러 자라면서 토양 콜로이드상에 있는 영양소와 접촉 - 전토양 중 뿌리가 직접 닿을 수 있는 부분은 1~2%에 불과하기 때문에 중요치 않음 2. 집단류 (Bulk flow) - 영양소가 물과 함께 뿌리로 이동 - 물과 함께 쉽게 이동하므로 영양소 흡수에 있어서 가장 중요 (질소의 주된 이동) 3. 확산 (Diffusion) - 농도기울기가 뿌리 표면 근처에서 일어나고 연이어 토양에서도 일어난다 - 대부분의 양이온에 있어 가장 중요한 이동 형태이다

19  작물의 비료이용율은 얼마나 될까? 비료성분 흡수율 (%) 관비 표층시비 질소 인산 칼리 95 45 80 45~55
I. 포도 무기영양  작물의 비료이용율은 얼마나 될까? 비료성분 흡수율 (%) 관비 표층시비 질소 인산 칼리 95 45 80 45~55 20~30 40~45 하지만!!! 비료이용율은 토양pH에 의해 변한다는 것을 상기하자!!!

20 II. 포도 영양진단 양분흡수에 대한 양분 간 경쟁과 협력 식물체 내 양분의 이동성 이동성 비이동성 질소 칼륨 마그네슘 인
염소 나트륨 아연 몰리브덴 칼슘 황 철 붕소 구리

21 II. 포도 영양진단 영양장애 발생요인 영양장애증상과 병충해증상의 구별
◐ 주가 되는 원인 : 필수원소의 부족 또는 과잉되는 경우 ◐ 내적 원인 : 뿌리의 발달정도 또는 품종의 장애발생 저항성 등 ◐ 외적 원인 : 저지온, 토양수분 부족 등의 환경영향으로 인한 영양장애 영양장애증상과 병충해증상의 구별 ◐ 시드는 증상은 보이지 않는다. ◐ 전염하지 않는다. ◐ 증상부분이 습윤 상태를 나타내는 일은 대체로 적다. ◐ 냄새가 나지 않는다. ◐ 작물체의 반쪽부분이 이상증상을 나타내는 일은 대체로 적다. ◐ 도관이 갈변하는 일은 대체로 적다.

22 II. 포도 영양진단 토양검정을 통해 내 토양에 맞게 비료사용처방!!!
필요한 양분을 필요로 하는 양만큼만 공급하는 것이 최고의 양분관리 노하우! 토양검정을 통해 내 토양에 맞게 비료사용처방!!!

23 II. 포도 영양진단 외형적 증상 상위엽 하위엽 칼슘 붕소, 황 칼리 마그네슘 인 질소, 황 엽맥 황화 생장점 괴사 잎 황화
잎 가장자리 갈변 또는 그을림 엽맥 황화 생장점 괴사 잎 황화 잎 가장자리 갈변 잎색의 자줏빛화 칼슘 철, 망간,아연,구리 붕소, 황 암모니아 독성 인 과잉 칼리 마그네슘 인 질소, 황 염류집적 붕소독성 칼리 과잉 하위엽

24 II. 포도 영양진단

25 III. 포도 토양관리 모래와 미사 : 대공극을 형성하여 통기성, 배수성을 결정 점토 : 모세관을 형성하여 수분보유능을 증대
밭토양 논토양 모래와 미사 : 대공극을 형성하여 통기성, 배수성을 결정 점토 : 모세관을 형성하여 수분보유능을 증대 모래 미사에 비해 비표면적이 넓어 양분보유력 높음

26 III. 포도 토양관리 과수원 토양의 관리기준 항 목 목 표 치 물리성 유효 토심 근군이 분포된 토층의 경도 투수계수 지하수위
항      목 목  표  치 물리성   유효 토심   근군이 분포된 토층의 경도   투수계수   지하수위   60cm 이상   22mm 이하   2.7mm/시간 이상   지표하 1m 이하 화학성   pH   유효인산함량   양이온치환용량(CEC)   염기포화도   칼슘함량   마그네슘함량   칼리함량   마그네슘/칼리 비율   붕소함량   6.0~6.5   200~300mg/kg   15~20cmol+/kg   60~80%   6~8cmol+/kg 이상   1.5~2.3cmol+/kg   0.6~0.8cmol+/kg   당량비로서 2이상   0.3~0.5mg/kg 정도 유 기 물 함 량 25~35g/kg

27 III. 포도 토양관리 과종별 물리성 적정 기준 토양 과종 유효토심 (cm 이상) 유효토심의 조건 지하 수위 (cm) 용적밀도
산중식경도 점토함량 18%이상 사과(밀식) 70(60) <1.50 <25 >100 배 70 복숭아 60 포도 50 18%미만 <1.60 관수 및 지주시설 등 정밀관리과원 50(40) <1.50~1.60 >80 40

28 III. 포도 토양관리 주요과수의 적정 pH

29 III. 포도 토양관리 주요 과수류의 토양 감응성 포도 강함 좀 강함 수분, 공기의 요구도 높음 유럽계통은 심근성
요  인  별 포도 감 밤 ① 내한성 강함 중간 ② 내습성 좀 강함 약함 비교적 강함 ③ 토양물리성에 대한 요구성 수분, 공기의 요구도 높음 수분의 요구도가 높음 수분의 요구도 높음 ④ 뿌리의 깊이 유럽계통은 심근성 심근성 ⑤ 토양조건 사질토에 적함 유기물이 많고 토심이 깊은 토양 토심이 깊은 유기질 토양에 적합 ⑥ 토양반응 석회요구도가 높음 산성에 강함 산성에 강함, 알칼리성에 부적합 ⑦ 비료에 대한 감응성 질소과다를 기피함 비료에 둔감함 질소의 과다장해 입기 쉬움

30 토양유기물의 탄질비-1 III. 포도 토양관리 부산물비료 1. 부숙유기질 비료 2. 유기질비료
탄질비(C/N) : 유기물 중 탄소(C)와 질소(N)의 함량비 유기물 대 질소 비 (OM/N) : 탄질률(C/N) ⅹ 1.724 질소(N)는 미생물의 영양원이고 탄소(C)는 미생물의  에너지 공급원 ⇒ 토양 유기물의 분해는 탄질비에 따라 크게 달라짐 부산물비료 1. 부숙유기질 비료 - 가축분퇴비, 퇴비 : 유기물대 질소의 비 45이하 (C/N : 26이하) 2. 유기질비료 - 대두유박(6:2:1, 유기물 70%), 혼합유박(7%, 70%) 가공계분, 혼합유기질 등

31 토양유기물의 탄질률-2 III. 포도 토양관리 시용하는 유기물의 탄질비와 질소 공급
 시용하는 유기물의 탄질비와 질소 공급 - 탄질비 25 이하 : 미생물이 유기물 분해에 필요한 질소가 유기물 중에 충분 - 탄질비 25 이상 : 미생물이 유기물 분해를 위하여 토양 중 질소를 이용 작물의 질소기아현상(nitrogen starvation) 탄질비이 높은 유기물을 시용하면 토양미생물과 작물간의 질소경합으로 야기 ⇒ 질소가 많은 시설재배지에서는 질소 과다 경감 효과

32 III. 포도 토양관리 토양유기물의 탄질비-3 유기물의 유기 탄소와 전질소의 함량과 CN비(Miller와 Gardner, 2001) 유기물 유기 탄소 (%) 전 질소 (%) CN비 작물 잔재물     클로버 40 2 20     블루그라스 1.3 30     옥수수대 1     볏짚 42 0.6 70     곡류 짚 0.5 80     톱밥 50 0.1 500 미생물     박테리아 10 6     사상균 8.5     곰팡이 5 12 토양 부식 4.5

33 토양유기물의 탄질비-4 III. 포도 토양관리 유기질 비료 원료별 함유성분 및 탄질비(C/N) (단위: %) 종류 수분 질소
인산 칼리 칼슘 마그네슘 탄소 단백태질소 C/N 채종박 12.6 5.03 2.61 1.42 0.90 0.34 28.2 4.35 5.6 대두박 7.4 6.95 1.49 2.46 0.44 0.15 32.7 6.88 4.7 면실박  9.2 6.25 2.95 1.94 0.30 0.36 38.5 5.96 4.5 피마자박  10.8 6.05 2.50 1.28 0.53 27.7 4.77  미강유박 11.8 2.40 5.82 2.04 0.08 0.74 36.2 15.0 - 출처: 친환경농업의 이론과 실제

34 III. 포도 토양관리 토지이용별 토양화학성 적정범위 양이온치환용량(CEC) 적정범위는 10~15 cmolc kg-1
토양산도 pH (1:5) 전기전도도 EC (dS m-1) 유기물 OM (g kg-1) 유효인산 Av.P2O5 (mg kg-1) 치환성양이온 Ex. Cations (cmolc kg-1) 질산태질소 NO3-N 칼륨 K 칼슘 Ca 마그네슘 Mg 논 5.5～6.5 2이하 25～30 80～120 0.25～ 0.30 5.0～ 6.0 1.5～ 2.0 - 밭 6.0～6.5 20～30 300～500 0.5～ 0.6 과수원 25～35 200～300 0.3～ 시설 6.0～7.0 350～500 0.7～ 0.8 7.0 2.5 작물별 50~200 양이온치환용량(CEC) 적정범위는 10~15 cmolc kg-1 논 : 유효규산(Av. SiO2) 적정범위는 130~180 mg kg-1 , 목표: 157 mg kg-1

35 III. 포도 토양관리 1. 토양 pH pH교정 – pH 올리기(pH가 낮을 경우)
토양의 성질과 양분의 공급능력을 판단하는 중요한 지표 pH = -log[H+] pH 5 = -log[10-5] pH 6 = -log[10-6] pH 7 = -log[10-7] 토양 양이온 함량이 유기물 함량보다 많으면 높아지고 적으면 낮아짐 ⇒ 토양검정을 통해 양이온과 유기물 함량을 적절하게 조절하는 것이 중요 H+ 농도 차이 10배 H+ 농도 차이 100배 pH교정 – pH 올리기(pH가 낮을 경우) 토양의 산도조절에 필요한 석회량을 구하기 위해서는 석회소요량을 구해야 함 석회소요량 : 토양산도를 목표산도를 6.5로 조절하는데 필요한 탄산석회의 량 - 토양 중 점토함량과 유기물함량이 많을수록 완충력이 높아 석회소요량은 많아짐 - 10a당 300 kg 이하로 3년에 한 번 살포함

36 III. 포도 토양관리 pH교정 – pH 내리기(pH가 높을 경우) 1) 유황 사용
- pH를 1 낮추는데 필요한 황 소요량 : 식양토 130 kg, 사질토 40 kg/10a (토양의 완충능력(점토와 유기물 함량)에 따라 다름) - 아주심기 1개월 전에 시용, 전면에 고루 살포하고 토심 20 cm까지 혼합 - 한번에 150 kg/10a를 넘지 않도록 함. - 경운기 등 자재부식 우려되므로 작업 후 필히 세척 - 황가루는 토양에서 물과 반응하면 황산이 생성되고, 이로 인해 전기전도도가 높아져 염류장해가 발생하므로 과다 시용하지 않는다. 2) 잘 부숙된 퇴비를 토양유기물 함량에 따라 10a당 1~2톤 시용

37 IV. 참고자료

38 IV. 참고자료

39 IV. 참고자료  포도 생육장애발생 원인 구명  피해증상
- 생육초기 잎 전개속도가 늦고, 생육지연, 착과수 및 열매성숙 문제발생  장애원인 미숙불량퇴비를 나무주변에 두껍게 시용 후 비닐피복을 하여 뿌리가 질식된 상태임. 비닐로 피복된 상태에서 퇴비가 일부 화학비료와 함께 분해되면서 열과 가스가 발생되고 산소가 부족하게 됨으로써 뿌리가 피해를 받는 장애임. - 지표면 잔뿌리들이 대부분 고사하였고, 심한 경우 굵은 뿌리까지도 고사하였음.  개선대책 - 지표면의 피복비닐을 걷어 공기유통을 시키고, 지표면 퇴비 층을 파괴하여 뿌리들이 호흡 유도 - 뿌리기능의 마비로 양 수분흡수가 되지 못하므로 비료성분들의 엽면살포

40  미부숙 부산물퇴비에 의한 포도 신초 및 뿌리 피해
IV. 참고자료  미부숙 부산물퇴비에 의한 포도 신초 및 뿌리 피해