본 연구는 사과 ‘홍로’의 생육 시기별 품질 변화를 분석하여 숙기를 진단하기 위한 최적 수확 지표를 선정하고, 기계 수확 이 가능한 사과 ‘홍로’의 품질 기준을 설정하고자 수행되었다. 전라북도 완주군에 위치한 국립원예특작과학원에서 재배된 7년생 사과 ‘홍로’ 품종을 대상으로 2021년부터 2023년까지 만개 후 58－59일(6월 상순)부터 수확 시기가 지난 만개 후 164－173일(9월 하순)까지 10일 간격으로 과실 품질을 조사 하였다. 또한 완주군, 화성시, 포천시에서 수집된 품질 데이터 를 활용하여 지역별 ‘홍로’ 품질 변화를 분석하였다. 과중은 생육이 진전됨에 따라 증가하다가 수확기 직전 250－320g 범 위에 도달했다. 경도와 산도는 생육이 진전되면서 감소했고, 가용성 고형물 함량은 증가하다가 12－14°Brix 에서 더 이상 증가하지 않는 경향을 나타냈다. 또한 당산비는 생육이 진전 될수록 증가하여 수확기에는 50 이상으로 증가했다. 색도 L* 값과 b*값은 증가하다가 수확기에는 급격하게 감소했으며, a* 값은 수확기에 급격히 증가하였다. 전분 함량은 생육 후반부 에 급격히 감소하여 수확기에는 20mg·g-1 이하로 낮아졌다. 전분 함량과 과실 특성들 간의 상관분석을 한 결과, 경도와 산도가 각각 0.86과 0.84로 높은 상관성을 나타냈다. 따라서 경 도와 산도를 최적 수확 지표로 선정하였으며, 수확 가능 최소 품질 범위는 경도 39.7±6.4N, 산도 0.255±0.052%, 가용성 고 형물 함량 13.6±1.3°Brix, 색도 a*값 14.7±12.8로 설정하였 다. 이 기준과 함께 회귀 계수가 높은 비파괴 조사항목인 종경, 횡경, 색도a*값을 활용한다면 기계 수확뿐만 아니라 재배자 에게도 유용한 정보를 제공하여 수확 시기를 최적화시킬 수 있을 것으로 기대한다.

This study aimed to assess and determine the optimal model for predicting the full bloom date of ‘Fuji’ apples across South Korea. We evaluated the performance of four distinct models: the Development Rate Model (DVR)1, DVR2, the Chill Days (CD) model, and a sequentially integrated approach that combined the Dynamic model (DM) and the Growing Degree Hours (GDH) model. The full bloom dates and air temperatures were collected over a three-year period from six orchards located in the major apple production regions of South Korea: Pocheon, Hwaseong, Geochang, Cheongsong, Gunwi, and Chungju. Among these models, the one that combined DM for calculating chilling accumulation and the GDH model for estimating heat accumulation in sequence demonstrated the most accurate predictive performance, in contrast to the CD model that exhibited the lowest predictive precision. Furthermore, the DVR1 model exhibited an underestimation error at orchard located in Hwaseong. It projected a faster progression of the full bloom dates than the actual observations. This area is characterized by minimal diurnal temperature ranges, where the daily minimum temperature is high and the daily maximum temperature is relatively low. Therefore, to achieve a comprehensive prediction of the blooming date of ‘Fuji’ apples across South Korea, it is recommended to integrate a DM model for calculating the necessary chilling accumulation to break dormancy with a GDH model for estimating the requisite heat accumulation for flowering after dormancy release. This results in a combined DM+GDH model recognized as the most effective approach. However, further data collection and evaluation from different regions are needed to further refine its accuracy and applicability.

This study was conducted to determine the optimal irrigation starting point by analyzing tree growth, physiological responses, fruit quality, and productivity in peach orchards. Seven-year-old ‘Kawanakajima Hakuto’ peach trees were used in an experimental field (35°49′30.4″N, 127°01′33.2″E) located within the National Institute of Horticultural and Herbal Science located in Wanju-gun, Jeollabuk-do. The irrigation starting point was set with four levels of –20, –40, –60, and –80 kPa from June to September 2022. While there were no significant differences in increase of trunk cross-section area and leaf area among treatments, shoot length and diameter decreased in the –80 kPa and –20 kPa treatments. The photosynthetic rate measured in August was highest for –60 kPa (17.7 μmol·m-2·s-1), followed by –40 kPa (15.6 μmol·m-2·s-1), –20 kPa (14.5 μmol·m-2·s-1) and –80 kPa (14.0 μmol·m-2·s-1). SPAD value measured in May and August was lower in the –80 kPa and –20 kPa treatments than in the –60 kPa and –40 kPa treatments. The harvest date reached three days earlier in the –20 kPa treatment compared to other treatments. The fruit weight was highest in the –60 kPa (379.1 g), followed by –40 kPa (344.0 g), –80 kPa (321.0 g) and –20 kPa (274.9 g). Firmness was the lowest in the –20 kPa treatment. The soluble solid content was highest in the –60 kPa treatment (13.3°Bx).The ratio of marketable fruits was highest in the –60 kPa treatment (50.7%) and lowest in the –80 kPa treatment (23.4%). In conclusion, we suggest that setting the irrigation starting point at –60 kPa could improve the fruit quality and yield in peach orchards.

본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 데이터는 사과나무 ‘홍로 /M.9’ 2년생을 대상으로 고해상도 RGB와 초분광 센서로 촬 영 후 영상처리를 통해 취득하였다. 식물체 데이터는 촬영이 끝난 직후 엽록소와 잎 질소 함량을 측정하였다. 엽록소 측정 기의 SPAD meter, RGB 센서의 개별 파장, 컬러 식생지수 및 초분광 센서의 214개의 파장과 식물체 데이터를 이용하여 회 귀분석을 실시하였다. 엽록소와 잎 질소 함량 데이터는 시기 와 상관없이 질소 시비량에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 잎은 시기가 지나면서 잎에 있던 영양분이 과실로 전이되어 색이 옅어졌으며 RGB센서의 경우 Red파장에서 시 기와 상관없이 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 초분광 센서의 경우 두 시기 모두 질소 시비 수준에 따라 가시광 영역 보다 비가시광 영역에서 차이가 크게 나타났다. 반사값를 이 용하여 식물체 특성의 예측 모델 결과 엽록소, 잎 질소함량 모 두 초분광 데이터를 이용한 부분최소제곱 회귀분석을 이용하 였을 때 성능이 가장 높게 나타났다(chlorophyll: 81% / 63%, leaf nitrogen content: 81% / 67%). 이러한 원인은 RGB 센서 에 비해 초분광 센서는 좁은 FWHM과 400－1,000nm의 넓 은 파장 범위를 가지고 있어 질소 결핍에 의한 스트레스로 인 해 작물의 분광학적 해석이 가능했을 것으로 판단된다. 추후 분광학적 특성을 이용하여 전 생육 시기의 수체 생리, 생태 모 델 개발 및 검증 그리고 병해충 진단 등 연구를 통해 고품질, 안 정적인 과실 생산 기술 개발에 기여될 것으로 사료된다.