딸기 당도 형성의 원리와 광합성·일사량·온도·관수·착과부하의 관계

딸기를 먹었을 때 느껴지는 단맛은 단순히 물을 적게 주거나 비료 농도를 높인다고 만들어지는 것이 아니다. 잎에서 광합성으로 만들어진 탄수화물이 체관을 통해 과실로 이동하고, 과실이 성숙하는 동안 포도당과 과당, 자당 등의 당이 축적되는 과정의 결과다. 동시에 유기산의 양도 맛에 영향을 주기 때문에 같은 당도라도 산 함량에 따라 실제로 느껴지는 맛은 달라질 수 있다.

현장에서는 휴대용 당도계로 측정한 °Brix를 흔히 ‘당도’라고 표현한다. 하지만 °Brix는 과즙에 녹아 있는 전체 가용성 고형물의 굴절률을 이용한 값으로 순수한 당 함량만을 직접 측정하는 수치는 아니다. 딸기에서는 당류가 가용성 고형물의 중요한 부분을 차지하기 때문에 품질 비교에 유용하지만, 맛을 평가할 때는 산도와 향, 숙도까지 함께 봐야 한다. 최근 환경제어 딸기 연구에서도 °Brix는 단맛과 밀접한 품질지표로 사용되지만 산도와의 비율이 실제 풍미에 중요하다고 설명한다.

따라서 딸기 당도관리는 하나의 비료나 관수기술보다 광합성을 충분히 확보하고, 만들어진 동화산물이 과실로 원활하게 이동하며, 과실이 정상적으로 성숙할 수 있는 환경을 만드는 것이 기본이다.

딸기 당도와 광합성 산물의 이동 원리

딸기 잎은 빛과 이산화탄소를 이용해 광합성을 하고 탄수화물을 만든다. 성숙한 잎에서 만들어진 동화산물은 체관을 통해 새로운 잎과 뿌리, 꽃과 과실 같은 생장기관으로 이동한다. 과실은 대표적인 싱크 기관이며 발달 중인 과실의 요구량과 생리적 활성이 동화산물이 얼마나 이동하는지에 영향을 준다.

탄소 동위원소를 이용해 딸기의 동화산물 이동을 추적한 연구에서는 잎에서 만들어진 동화산물이 약 1시간 이내에 과실에 도달하는 것이 확인됐다. 또한 각 과실로 이동하는 양은 균일하지 않았으며 과실의 위치와 발달단계에 따라 싱크 활성이 달랐다.

이 때문에 당도는 잎에서 당을 얼마나 많이 만드는지만으로 설명되지 않는다. 충분한 기능엽이 광합성을 하고 있어도 동시에 성장하는 잎과 뿌리, 여러 과실 사이에서 동화산물을 놓고 경쟁이 일어난다. 결국 당도 형성은 광합성이라는 ‘생산’과 과실로의 전류라는 ‘분배’가 함께 이루어진 결과라고 볼 수 있다.

일사량이 딸기 당도에 중요한 이유

광합성의 에너지원은 빛이기 때문에 겨울철 시설딸기에서 일사량은 당 생산과 밀접하게 연결된다. 흐린 날이 장기간 이어지거나 온실 피복재의 투광률이 낮아지면 잎이 하루 동안 받을 수 있는 광량이 감소하고 광합성을 통해 생산할 수 있는 탄수화물의 양도 제한될 수 있다.

딸기를 서로 다른 차광조건에서 재배한 스마트온실 연구에서는 광량이 크게 감소한 처리에서 과실의 가용성 당 함량도 감소하는 경향이 나타났다. 최근 설향 다단 수경재배 연구에서는 하단의 부족한 광환경에 적색·백색 LED 보광을 추가했을 때 수량뿐 아니라 가용성 고형물 함량과 당산비 등 과실 품질도 개선됐다.

다만 일사량이 많을수록 당도가 무조건 계속 증가한다고 해석하면 안 된다. 지나치게 강한 일사와 높은 엽온, 높은 VPD가 동시에 나타나면 기공이 닫히고 광합성이 제한될 수 있기 때문이다. 따라서 핵심은 순간적인 강광보다 하루 동안 작물이 실제로 받은 누적광량과 그 빛을 광합성에 이용할 수 있는 온도·수분환경을 함께 관리하는 데 있다.

온도가 딸기 당도와 맛에 미치는 영향

온도는 광합성뿐 아니라 호흡, 과실의 발달속도와 숙기, 당과 유기산의 대사에 영향을 준다. 온도가 지나치게 높으면 과실의 성숙 속도가 빨라지고 호흡을 통한 탄수화물 소비가 증가할 수 있으며 과실이 충분한 크기와 품질을 형성할 시간이 달라질 수 있다.

2026년 여러 딸기 품종을 서로 다른 주야간 온도에서 비교한 연구에서는 가용성 고형물 함량의 온도 반응이 품종마다 달랐다. 조사된 품종 전체로 보면 18/10℃ 처리에서 높은 가용성 고형물 함량이 나타났지만 온도가 높아졌을 때의 변화 양상은 품종별로 서로 달랐다. 따라서 18/10℃를 모든 딸기의 고당도 설정값으로 해석해서는 안 된다.

최근 Sonsation 품종을 대상으로 한 환경제어 연구에서도 온도처리에 따라 °Brix 자체의 변화는 크지 않았지만 산 함량이 달라지면서 °Brix와 산도의 비율이 달라졌다. 낮은 온도처리에서 상대적으로 높은 당산비가 나타난 것도 당 자체뿐 아니라 산의 변화가 함께 작용한 결과였다.

즉 사람이 느끼는 단맛과 풍미는 당 농도만이 아니라 산과의 균형에도 영향을 받는다. 따라서 당도를 높이기 위해 야간온도를 무조건 낮추는 방식보다 품종과 생육속도, 수량과 산도까지 함께 판단해야 한다.

관수를 줄이면 딸기 당도가 올라가는가

농가에서는 수확 전에 물을 줄이면 당도가 올라간다는 이야기가 자주 나온다. 일부 연구에서 약한 수분 제한이 과실의 가용성 당이나 당산비를 높인 사례가 실제로 존재한다. 그러나 이것을 ‘물을 적게 줄수록 당도가 높아진다’는 공식으로 적용하는 것은 위험하다.

2025년 두 딸기 품종을 대상으로 최대용수량의 약 95%, 75%, 55%, 35% 수준으로 관수를 달리한 연구에서는 수분 스트레스가 강해질수록 가용성 당과 당산비가 증가하는 경향이 나타났다. 하지만 55%와 35% 수준의 처리에서는 수량이 유의하게 감소했다. 연구진은 약한 수분 제한에서는 품질과 물 이용효율의 균형을 얻을 가능성이 있지만 심한 수분 스트레스는 생산성을 떨어뜨린다고 분석했다.

또 다른 연구에서는 품종에 따라 제한관수에 대한 당의 반응 자체가 달랐다. Flamenco에서는 제한관수로 당 함량이 증가했지만 Eva's Delight에서는 오히려 충분하거나 비교적 충분한 관수조건에서 총당 함량이 더 높았다.

따라서 수분 부족으로 과즙을 단순히 농축시키는 방법을 정상적인 당도관리 기술로 보기는 어렵다. 특히 수경재배에서는 배지를 과도하게 건조시키면 뿌리의 수분흡수와 기공전도도, 광합성이 함께 감소할 수 있다. 당도를 조금 높이려다가 과실비대와 수량을 손해 볼 가능성까지 고려해야 한다.

착과부하와 잎 면적이 당도에 미치는 영향

한 식물체가 만들 수 있는 광합성 산물은 무한하지 않다. 같은 시기에 많은 과실이 빠르게 성장하면 각 과실은 잎에서 만들어진 동화산물을 서로 경쟁해 사용한다. 이것을 소스와 싱크의 관계로 설명할 수 있다.

과실이 많다고 반드시 당도가 낮아지는 것은 아니지만 잎의 광합성 능력에 비해 착과량이 지나치게 많으면 한 과실에 공급될 수 있는 동화산물이 제한될 가능성이 있다. 반대로 과실 수를 지나치게 줄이면 총수량이 감소하기 때문에 단순히 적과를 많이 하는 것도 최적의 관리방법은 아니다.

딸기의 동화산물 전류 연구에서는 과실마다 싱크 활성이 다르고 잎이 받은 누적광량이 증가하면서 동화산물 적재 능력이 증가하면 과실로 이동하는 탄소도 증가하는 것으로 나타났다.

따라서 적정 착과부하를 판단할 때는 한 화방에 달린 과실 숫자만 볼 것이 아니라 기능엽의 크기와 건강상태, 전체 착과량과 계절별 광환경을 함께 봐야 한다. 겨울철 저일사기와 봄철 고일사기에 동일한 착과부하를 유지했을 때 같은 과중과 당도가 나온다고 가정하기 어렵다.

딸기 당도를 안정시키는 스마트팜 관리 방법

실제 농장에서는 당도계 숫자 하나만 기록하기보다 과실이 성장한 기간의 환경 데이터를 함께 남기는 것이 중요하다. 수확일과 화방, 과중, °Brix를 기록하고 해당 과실의 비대기간 동안 누적 일사량, 평균온도, 관수량과 배액률, 공급·배액 EC를 함께 비교하면 자신의 농장에서 당도가 변하는 원인을 찾는 데 도움이 된다.

또한 당도는 숙도에 따라서도 달라질 수 있으므로 서로 다른 착색단계의 과실을 비교하면 환경효과를 잘못 판단할 수 있다. 가능하면 비슷한 숙도와 화방 위치, 비슷한 크기의 과실을 같은 조건에서 측정해야 데이터의 비교 가치가 높아진다.

보광 역시 단순히 당도만 올리는 장치로 이해하기보다 겨울철 부족한 광합성량을 보완하는 기술로 접근하는 것이 좋다. 2024년 온실딸기 연구에서는 시간당 광적산을 이용해 보광을 제어했을 때 대조구보다 수량이 32%, 가용성 고형물 함량이 21%, 당산비가 33% 증가했다. 다만 이는 해당 연구의 품종과 보광·시설조건에서 얻어진 결과로 모든 농장에서 같은 증가율을 기대할 수는 없다.

결국 딸기 당도는 물을 굶기거나 특정 ‘당도제’를 살포해서 만들어지는 단순한 결과가 아니다. 충분한 빛을 이용해 잎에서 탄수화물을 생산하고, 적절한 착과부하를 유지하면서 동화산물이 과실로 이동하도록 하며, 온도와 근권 수분을 안정적으로 관리하고 정상적인 숙도까지 과실을 발달시키는 과정이 함께 필요하다.

스마트팜의 장점은 이 과정에 영향을 주는 데이터를 계속 축적할 수 있다는 데 있다. 자신의 농장에서 일사량과 온도, 관수 및 착과량 변화에 따라 과중과 당도가 어떻게 달라지는지를 기록하면 특정 숫자를 따라가는 관리보다 수량과 품질을 함께 확보하는 재배전략을 만들 수 있다.

 

참고문헌 및 연구자료 - ① Yang, R. et al. (2024). “LED supplementary strategy based on hourly light integral for improving the yield and quality of greenhouse strawberries.” International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 17(5), 96-104. DOI: 10.25165/j.ijabe.20241705.8900. ② “Supplemental light and silicon improved strawberry fruit size and sugars concentration under both full and deficit irrigation.” Scientia Horticulturae, 313, 111912 (2023). DOI: 10.1016/j.scienta.2023.111912. ③ Wang, S.Y. & Camp, M.J. (2000). “Temperatures after bloom affect plant growth and fruit quality of strawberry.” Scientia Horticulturae, 85(3), 183-199. DOI: 10.1016/S0304-4238(99)00143-0.