수박 - 재배관리(5) : 과실 비대생리

암꽃과 수꽃이 수정이 되면 난세포는 곧바로 세포분열을 시작하여 조직을 분화시켜 나간다. 암꽃은 씨방이 크고, 꽃자루가 긴 것이 열매가 달리는 비율이 높고, 과일의생육도 잘된다.

과일의 생육은 크게 양적 생장과 질적 생장으로 나눌 수 있는데 개화 전 씨방 발육기로부터 개화 후 20일까지는 과실의 크기가 비대 되는 양적 발육기라고 볼 수 있으며, 그 이후에는 품질이 결정되는 질적 발육기라고 볼 수 있다. 수정이 되어 달린 과일은 외형적으로 2일 후에 폭(과경)이 커지고, 씨방이 아래로 향하게 되면서 과일이 비대하기 시작한다. 수박과 같이 큰 과일들은 어느 정도 비대할 때까지 분열과 비대가 동시에 일어난다.

과일이 달린 후 전반기에는 종적 신장이 강한 반면, 후반기에는 횡적인 신장이 강하다. 수정 직후에 달린 과일을 보면 과일 길이가 과일 폭에 비하여 약간 긴 것이 대과로 발달된다. 과일의 크기는 일반적으로 수정 5일 경에 과일의 길이가 결정되고, 12일 경에는 과일의 둘레가 거의 결정되기 때문에 이 기간 동안에 거름효과가 나타날 수 있도록 웃거름을 주는 것이 대과 생산의 지름길이다. 수박이 커나가는 과정을 보면 수정 10일 후부터 급격히 빨라져 12일에 25%, 22일에 60%, 29일에는 80%정도 된다. 과일의 분열이 가장 왕성한 시기에는 착과 마디의 잎과 그 주변의 잎에서 마그네슘 결핍현상이 많이 나타난다. 이러한 증상은 과일이 분열할 때 DNA 중합효소(DNA Polymerase)가 마그네슘을 조효소로 사용하기 때문에 이 시기에 마그네슘이 부족하지 않도록 미리 잎에 비료를 주면 과일의 생장에 도움이 된다.

과일이 크기 위해서는 50~60매 정도의 건전한 잎 수가 확보되어야 하며, 열매가 달린 후에는 잎자람새(초세)가 좋은 식물일수록 광합성 산물이 많아 대과를 생산할 수 있다. 과일이 열리면 영양과다 현상은 일어나지 않기 때문에 비료의 효과가 강하게 나타나도록 웃거름을 잘해야만 대과를 얻을 수 있다. 만약 잎자람새가 약하면 씨방 발육과 과일의 발육이 어렵기 때문에 과일이 작고 납작해져 수량성이 낮아진다.

특히, 온도는 광합성을 활발하게 유지시키며, 야간온도는 작물의 호흡 및 동화양분의 이동과 분배에 관련되어 있다. 수박의 경우 18.3℃ 이상에서는 잎에 있던 양분이 광합성을 하지 않는 생장점이나 과일로 이동되지만, 온도가 10℃ 이하로떨어지면 이동이 잘 이루어지지 않아 아침까지 상당량의 동화산물이 남아있게 된다. 이런 상태에서 다시 동화작용이 시작되면 잎이 제 기능을 발휘하지 못하여 과일이 작고 속 빈 과일(공동과)이 발생한다. 잎에서 만들어진 광합성 산물의 이동은 잎에서 밀어내는 힘과 과일이 당기는 힘에 의해서 체관을 통해 이루어지고 있는데, 수박은 과일에서 당기는 힘이 더욱 크게 작용하는 것으로 생각된다.

저온기 재배에서 열매달림(착과) 1주일 전부터 착과 후 15일까지 전열선이나 탄소발열패드를 이용하여 수박 열매주변의 온도를 18℃정도로 유지해 주면 착과율이 높아지고 과비대 초기 발육이 왕성해지게 되며 수확기 당도가 높아지게 된다. 그 이유는 열매 달릴 무렵 야간온도가 많이 떨어질 때 과일 주변의 온도관리를 해주면 과일이 잎에서 만들어진 동화산물을 잡아당기기 때문에 동화물질의 이동을 도와 과비대 초기 양적발육이 왕성하게 일어나고, 시기에 맞게 질적 발육으로 무리 없이 전환이 된다. 저온으로 인해 초기 비대가 지연된 경우에는 양적 발육이 늦게까지 이루어지기 때문에 과일 부분별로 질적 발육으로 전환되는 시기가 달라 과실 중심부의 당도와 가장자리 부분의 당도차가 크며 전체적인 당도를 떨어뜨리는 것으로 추정된다.

전체적인 광합성 산물의 이동을 보면 전체 광합성량 중 1/3정도는 대사작용에 이용되며, 나머지 2/3가 이동하여 작물에 축적되는데, 주간에 3/4정도가 이동하고 야간에 1/4이 이동한다. 밤 동안의 고온은 이동 및 분배를 빨리 시킬 수 있으나 호흡량이 많아져 과일을 말렸을 때 무게(건물중)는 감소된다.

 

반대로 밤의 저온은 전류가 늦어져 다음 날까지 잎에 양분이 축적됨으로 동화능력이 떨어지고 생육도 점차 나빠진다. 이러한 점에서 초저녁에는 다소 고온 관리하여 물질이동을 돕고 한밤 이후(약 22시)에는 온도를 낮추어 호흡에 의한 소모를 줄이는 재배방법이 이상적인 관리이다. 수정 직후부터 최저온도와 최고온도의 차이는 15℃이상 되지 않도록 관리하는 것이 좋다. 밤 동안의 식물이 저온의 자극을 받으면 생장이 둔화되는 것은 물론, 착과율이 낮아지고 과일 비대가 불량해지며, 줄기와 잎이 왜소해지는 등 여러 가지로 형태로 생육장해를 일으킨다. 반면, 고온으로 관리했을 때는 수확기(적산온도: 800~1,000℃)를 앞당길 수 있으나 품질이 좋지 않고, 수확 직후 꼭지가 시들어 상품성이 떨어진다. 착과에서부터 수확까지 소요일수는 소과종에서 짧고, 대과종에서는 길어지나 대과종에서도 늦게 수확하는 품종(늦여뭄종, 만생종)으로 갈수록 성숙일수는 길어진다.