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우리나라는 국제 경쟁력 향상을 위한 쌀 생산비 절감을 위하여 직파재배가 중요한데 이에 대한 연구가 많이 진행되었으나 아직 제한 요인이 많아 농가 보급이 미진한 실정이다. 또한 재배환경의 변화에 따라 파종기 및 재배요인에 대한 재검토가 필요한 시점이다. 

1990년 중반이후 지구온난화에 따라 자포니카 벼의 등숙기간 중의 기온이 높아지고 있는데, 그에 따라 평년보다 높은 온도가 출수기를 앞당기고, 출수후에도 등숙기간 중의 온도가 높아지고 있기 때문이다. 이러한 기상상황에서 관행 재배시기를 지키면 자칫 고온기에 출수하여 높은 온도에서 등숙기간을 경과하게 되므로 벼의 등숙비율이 감소하여 수량이 줄어들 염려가 있다고 하였다(Matsui et al., 1997). 벼는 출수하기 전까지 온도가 높고 일조시수가 적으면, 광합성이 부진하게 되고 기질의 소모가 조장되어 출수후에 이삭으로 이전될 탄수화물이 적어진다. 이 경우 만약 출수후 등숙기간에도 불량환경을 만나서 광합성이 부진하게 되면 작물의 수량이 낮아지게 된다(Cock & Yoshida, 1972). 이러한 기상이 기후로 굳어질 수 있다는 가정을 하면 벼농사에서 품종 육성과 재배법 개선에 고려하여야 할 사항이 아닐 수 없다. 

벼의 안전성숙 한계온도는 출수 후 40일간의 평균기온이 20~22°C인데(津森, 1957), 일반계 품종의 안전출수 한계기는 840°C, 출수 만한기는 800°C로 볼 때, 김 등(1986)은 전북 평야지에서의 안전출수 한계기는 8월 31일이고, 출수 만한기는 9월 3일이라고 하였으며, 이 등(1988)은 전북지역의 기상으로 볼 때 8월 21일에서 8월 25일에 출수하는 것이 기상생산력이 가장 높다고 하였다. 대체로 평야지에서는 등숙기온이 21°C보다 1°C가 낮은 20°C가 되면 7%가 감수하여 저온의 영향을 받았다고 할 수 있고, 23°C보다 1°C가 높은 24°C일 때는 5%가 감수되어 고온의 영향을 받는다고 알려져 있다. 米野(1988)는 직파재배는 기계이앙에 비하여 기비량을 감소시켜야 하고 분얼비는 입모상황에 따라 가감하여야 하며, 과번무를 억제하여야 하고 수비를 시용하여 출수기의 식물체 건물중을 증가시켜야 한다고 하였다.

분얼발생양상은 질소시비와 관계없이 파종밀도에 따라 양분과 에너지의 경합에 의하여 자연적으로 분얼 발생양상이 달라지는데 적정 입모밀도는 품종에 따라 다소 다르나 120개/m² 내외가 적당한 것으로 알려져 있으므로, 일반적으로 입모율이 60~70% 정도에서 파종량은 3~4 kg/10a가 적당한 것으로 보고되었다(Lee et al., 1994). 파종시기가 늦어지면 입모율이 떨어지는데 이는 파종시기가 늦을수록 종자의 활력이 저하되고, 기온이 높아짐에 따라 토양환원이 심하고 유기물 분해도 빨라지는 등의 영향을 많이 받기 때문으로 생각되며, 파종기 및 품종별 평균 입모수는 183~222개/m², 입모율은 68~81%로 파종시기가 늦을수록 입모수가 적었으며 입모율도 낮아진다고 하였다(河本 등, 1970; 長峰 등, 1984).

입모수가 적을 때는 적정 수수의 확보가 어려워 수량이 감소하고 지발수 등으로 미질이 저하되며 입모수가 과다할 때는 과번무로 도복이 발생되기 쉽다(김 등, 1992; 이 등, 1993; 山崎 등, 1992; 米野, 1988). 

밥쌀의 품질요소에는 외관특성, 이화학적특성, 영양가, 기능성, 식미(밥맛), 안전성 및 상품성 등이 있으나 고품질 시대를 맞아 무엇보다도 가장 중요시해야 할 품질요소는 식미이다(채등, 2003). 쌀의 식미는 품종, 기상 및 토양조건, 작기, 시비량, 수확시기 등의 재배기술과 건조, 저장, 도정 등의 수확 후 관리기술의 영향을 크게 받는다. 재배조건 중에서도 질소시비량의 영향을 크게 받음은 잘 알려져 있는 사실이다(김, 2001; 王桂 등, 1998; 岡留 등, 1999, 최, 2001). 이앙시기에 따른 미질특성을 보면, 이앙시기가 늦어지면 심복백이 많아지고(오등, 1991), 호화온도가 낮아져 식미가 저하된다(松江 등, 1991). 또한 쌀의 외관상 미질은 등숙기간의 평균기온과 관련이 있어 23~26°C에서는 완전미가 많아지나, 22°C 이하에서는 복백미, 착색미, 미숙미, 사미 등이 증가하며, 27~28°C에서는 복백미, 정백미, 동할미가 증가하였다(황, 1992). 아밀로스 함량은 등숙기의 온도에 영향을 받는데, 아밀로스 함량은 출수 후 등숙조건이 고온이면 낮아지고 저온이면 높아지며(Asaoka et al., 1989; Choi et al., 1979; Choi & Choi, 1980; Cruz et al., 1989), 등숙기간 중 전반기의 고온조건에 더 큰 영향을 받는다고 하였다(稻津, 1988).

위와 같이 쌀의 수량과 미질을 고려하였을 때 Back et al. (2007)은 보리 후작 벼 담수표면 직파시 파종한계기를 6월 15일이라고 하였다. 그러나 벼무논직파 재배의 경우 적정파종기 및 파종한계기에 대한 정보가 부족한 실정이다. 따라서 무논점 파재배시 고품질 쌀생산을 위한 호남평야지에서의 적정파종기 및 파종한계기를 구명하고자 생육 및 수량 등을 검토하였다.

재료 및 방법

호남평야지에서 벼 무논점파재배시 적정파종기를 구명하고자 2009년에서 2010년까지 2년에 걸쳐 전북 익산시 농촌진흥청 국립식량과학원 벼맥류부 시험포장에서 중만생종인 호품벼를 공시하여 4월 30일부터 6월19일(2010) 까지 10일 간격으로 5회 파종하였다. 각 파종기별 파종량은 10a당 5 kg로 동일하였고, 무논점파파종기(황금파종기 HG8V 8조식)를 이용하여 무논점파 하였다. 

10a당 시비량은 질소 9 kg, 인산 4.5 kg, 칼리 5.7 kg을 시용하였으며, 분시방법으로 질소는 기비 50%, 분얼비 20%, 수비 30%로 분시 하였으며, 인산은 전량기비, 칼리는 기비 70%, 수비 30%로 분시 하였다. 기타 물관리, 병해충 및 잡초방제 등은 표준재배법에 준하였다. 

기상조건에 따른 벼의 수량성을 비교하기 위하여 벼 기상생산력(Y₁: 쌀수량)과 기후등숙량(Y₂: 정조수량)을 아래의 식을 이용하여 계산하였다. 벼 기상생산력(Y₁)은 출수 전 10일부터 출수 후 30일까지의 평균기온과 평균 일조시수, m²당 영화수(30,000개)를 식(1)에 대입하여 산출하였다. 

 Y₁ = −50.004+6.452X−1.063X²+36.771t−7.812t²+0.004Xt+0.092Xs                    (1)

 Y₁ = 벼 기상생산력(쌀수량, kg/10a), X = m²당 영화수/10000, t = (출수 전 10일 ~출수 후 30일 평균기온)/10, s =(출수 전 10일 ~출수 후 30일 평균일조시수)/10

 기후등숙량(Y₂)은 출수 후 40일간의 평균온도와 평균일조시 수를 식(2)에 대입하여 산출하였다.

Y₂ = 4.14 − 0.13(21.4−t)²Xs                                                                                     (2)

Y₂ = 기후 등숙량(정조수량, kg/10a), X = m²당 영화수/10000, t = 출수 후 40일간 평균온도, s = 출수 후 40일간 평균일조시수

입모수는 파종후 10일에, 유수형성기 생육은 출수전 25일에 조사하였다. 쌀수량 및 품질은 출수 후 50일에 수확하여 정조 수분이 15~16% 정도가 되도록 통풍 건조한 후 도정하여 조사하였다. 단백질 분석은 RN-500(Kett, Japan)으로, 현미 및 쌀의 품위는 근적외선분석기인 AN-700(Kett, Japan)으로 측정하였다. 기타 재배 및 생육조사 등은 농촌진흥청 표준재배법(농촌진흥청, 2009)과 농촌진흥청 시험연구 조사기준(농촌진흥청, 2003)에 의하여 조사하였다.

결과 및 고찰

호남평야지 벼 무논점파재배시 적정 파종시기 및 파종한계기를 알아보고자 시험한 결과는 Table 1에서와 같다. 파종시기에 따른 출수기는 연도간에는 5월 30일 파종을 기점으로 그 이전 파종기에서는 2009년도 보다 2010년도에서 출수기가 2일 정도 빨랐는데 이는 2010년도의 온도가 높았기 때문으로 판단되며, 그 이후 파종기에서는 오히려 2009년도 보다 2010년도에서 2일 정도 늦어지는 경향을 보였다. 또한 2009년도에 6월 9일 파종한 경우 호남평야지에서의 안전출수한계기(8월 31일) 이전인 8월 25일에 출수하였다. 이에 2010년도에는 2009년도 보다 파종시기를 10일 더 늦춘 6월 19일까지 파종한 결과 8월 31일에 출수하였다. 이는 호남평야지에서 6월 19일 파종까지 모두 안전출수한계기 이내에 출수가 가능할 것으로 판단된다. Back et al. (2007)은 1999년도 호남평야지에서 보리 후작 벼 담수표면 직파의 파종한계기를 6월 15일로 보고하였는데, 무논점파는 이보다 4일 더 늦음을 알 수 있었다.

Table 1. Atmospheric climate under different seeding dates of direct hill seeding on flooded paddy surface in Honam plain area.

등숙적산온도는 출수후 40일간 880°C가 필요한데, 파종시기가 늦어짐에 따라 적어지는 경향을 보인다. 등숙적산온도를 확보하기 위한 최적출수기는 2009년도에는 5월 20일 파종, 2010년도에는 5월 30일에서 6월 9일경 파종이었다. 평년의 적산온도로 계산한 경우 2009년도에는 5월 30일에서 6월 9일, 2010년도에는 5월 30일경 파종임을 알 수 있었다.

파종시기에 따른 기상생산력지수 및 기후생산력을 보면 2009년도의 기상생산력지수는 5월 20일 및 5월 30일 파종시 각각 4.76 및 4.78이었고, 기후생산력은 5월 20일에 542으로 가장 높았다. 2010년도에는 6월 19일 파종시까지 기상생산력 지수 및 기후생산력이 계속 증가되었다. 이러한 것은 최근 기상의 변화와 관련되어진 것으로 보여지나 직파재배시 파종기를 너무 늦추는 것은 생육량 확보도 고려해야 할 사항으로 생각된다.

남부지역에서 벼 무논점파재배시 파종시기에 따른 입모수 및 유수형성기의 생육을 보면 Table 2와 같다. 입모수는 파종기간에는 큰 차이를 보이지 않았으나, 파종 연도간에는 2010년도가 2009년도에 비하여 15개/m² 정도 많았는데, 직파재배시 m²당 적정입모수가 80에서 120개인 것을 고려하여 볼때 2009년도 4월 30일 파종을 제외하고는 적정 입모수를 확보하였다. 유수형성기의 경수는 2009년도에는 5월 20일 파종 까지는 많아지다가 그 이후 파종에서는 적어지는 경향이었으며 2010년도에는 5월 30일 파종에서 가장 많았으며, 연도간에는 오히려 ㎡당 입모수와는 반대의 경향으로 6월 9일 이후 파종을 제외하고 2009년도가 2010년 보다 경수가 많았는데 이는 2009년도 기상이 2010년 기상 보다 좋았기 때문인 것으로 판단된다. 유수형성기에 조사한 SPAD 값은 5월 30일 파종까지는 높아지다가 그 이후 파종에서 낮아지는 경향을 보였다. 그리고 질소 함량 역시 SPAD 값과 같은 경향을 보였다.

Table 2. Seedling stand and growth of panicle formation stage under different seeding dates of direct hill seeding on flooded paddy surface in Honam plain area.

파종시기에 따른 등숙기(출수후 30일)의 생육을 보면 Table 3과 같이 SPAD 값은 파종시기가 늦어짐에 따라 계속 증가되었으며 엽질소함량 역시 같은 경향을 보였다. 연도간에는 2009년 보다 2010년도에 SPAD 값 및 엽 질소농도가 높았다. 엽면적 지수는 5월 20일 파종까지는 증가 하다가 그 이후 감소되는 경향을 보였으며 연도간에는 2009년도 보다는 2010년도에 크게 증가하였다. 성숙기의 벼의 전체 건물중은 5월 20일까지는 증가 되다가 그 이후 감소되는 경향을 보였으며, 연도간 줄기 및 엽의 건물중을 보면 2009년도 보다 2010년도에 무거웠으나 수중은 오히려 2009년도가 2010년도 보다 무거웠다. 이것은 엽 및 줄기에서 수중으로의 물질전류가 2010년도보다 2009년도가 큰 것을 보여주는데 이는 기상생산력 및 기후생산력으로 보았을 때 등숙기의 기상에 크게 영향을 받은 것에 기인되었다고 판단된다.

Table 3. Growth of ripening stage under different seeding dates of direct hill seeding on flooded paddy surface in Honam plain area.

파종시기에 따른 수량구성요소 및 수량을 보면 Table 4와 같다. ㎡당 수수는 파종기간에는 5월 30일 파종까지는 파종기가 늦어짐에 따라 증가되다가 그 이후는 별 차이가 없었으나 2010년도에는 계속해서 증가되는 경향을 보여 연차간에 다른 양상을 보였으며, 연도간에는 2009년도가 2010년도 보다 많은 경향을 보였다. 일수립수는 파종기간에는 큰 차이를 보이지 않았으며, 등숙비율 역시 연도간에는 2009년도가 2010년도 보다 높았으나, 파종기간에는 2009년도의 4월 30일 조기파종을 제외하고는 별 차이를 보이지 않았다. 1,000립중 간에도 같은 경향을 보였는데 이는 등숙기에 고온을 만나 이삭으로의 탄수화물 전류가 적어졌기 때문으로 생각된다(Cock & Yoshida, 1972). 쌀수량은 2009년도에는 5월 20일 파종에서 최고수량을 보였으나 2010년도에는 5월 30일 파종에서 최고수량을 보였으며 완전미 수량 역시 같은 경향을 보였다. 그리고 5월 10일 이전 파종보다는 5월 20일 및 5월 30일 파종에서 수량이 높았는데 이는 조기 파종시는 등숙기의 고온에 의한 기상의 영향을 만기 파종시는 생육량 부족으로 판단되었으며, 특히 기상이 나쁜 해에는 조기파종시 기상의 영향을 크게 받은 것으로 판단되어 조기파종을 지양하는 것이 좋을 것으로 판단되었다. 또한 연도간에는 2010년도 보다 2009년도에서 수량이 높았는데 이는 기상생산력지수 및 기후생산력과 같은 경향이었다.

Table 4. Yield and yield components of rice under different seeding dates of direct hill seeding on flooded paddy surface in Honam plain area.

파종시기에 외견상 품위 및 단백질함량을 보면 Table 5와 같다. 단백질함량은 파종기가 빠를수록 낮은 경향을 보였으며, 완전미비율은 5월 20일에서 5월 30일 파종에서 이러한 경향은 수량과 같은 경향으로 기후변화와 함께 온도 및 일조시수가 벼 재배 환경에 미치는 영향에 대하여 지속적인 연구가 필요 할 것으로 판단된다. 

Table 5. Difference of rice quality under different seeding dates of direct hill seeding on flooded paddy surface in Honam plain area.

따라서 호남평야지에서 벼 무논점파재배시 수량 및 등숙기 적산온도로 보았을 때 중만생종인 호품벼의 남부지역 최적파종기는 5월 30일, 호남평야지에서의 안전출수한계기(8월 31일)로 본 파종한계기는 6월 19일 이내로 판단되었다.

적 요

호남평야지에서 벼 무논점파재배시 파종 한계기를 구명하고자 2009년 및 2010년에 호품벼를 공시하여 파종기를 4월 30일 부터 6월 19일 까지 10일 간격으로 파종하여 시험한 결과는 다음과 같다. 

1. 입모수는 5월 20일과 5월 30일 파종에서 가장 많았으며, 4월 30일 조기파종을 제외하고는 적정 입모수를 확보하였다.

2. 유수형성기의 경수는 5월 20일 및 5월 30일 파종 까지는 많아지다가 그 이후 파종에서는 적어지는 경향이었다.

3. 출수기는 5월 20~30일 파종에서 8월 19~23일경에 출수하였으며, 6월 19일 파종에서는 8월 31일에 출수하였다. 

4. m²당 수수는 2009년도에는 5월 20일 파종까지 많아지다가 그 이후 파종에서 적어지는 경향을 보였으나 2010년도에는 6월 19일 파종에서 가장 많고 그 외 파종기에서는 비슷하였으며, 일수립수는 파종기가 늦어짐에 따라 조금씩 적어지는 경향이었다.

5. 쌀수량은 2009년도에는 5월 20일 파종에서 최고수량을 보였으나 2010년도에는 5월 30일 파종에서 최고수량을 보였다.

6. 완전미비율은 5월 20일 파종 까지는 많아지다가 그 이후 파종에서는 비슷한 경향을 보였으며, 단백질함량은 파종기가 빠를수록 낮은 경향을 보였다.

이상의 결과로 보아 호남평야지에서 벼 무논점파재배시 수량 및 등숙기 적산온도로 본 중만생종인 호품벼의 최적파종기는 5월 30일경이며, 안전출수한계기로 본 파종한계기는 6월 19일이었다.