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 2011년 7월 28일 필리핀 부근에서 발생한 제9호 태풍 ‘무이파(MUIFA)’는 대형 태풍으로 8월 7일 오후 9시에 목포 서쪽 해상을, 8일 오전 3시에 군산 서쪽 해상을 통과하며 제주와 전라남도 지역의 농작물과 시설물에 많은 피해를 주었다. 태풍진행 방향의 동쪽에 위치한 전·남북, 충남지역의 벼에서는 침관수와 도복, 변색립이 발생하였다. 특히 진도에서는 순간최대 풍속이 38.8 m/s, 10분간 평균최대풍속이 26.1 m/s로 2002년 8월 31일의 ‘루사’ 이후 가장 강력한 태풍으로 기록되었다. 이 태풍으로 전라남도 서해안 지역에서는 진도 2,792 ha, 신안 886 ha, 해남 600 ha, 장흥 45 ha, 강진 30 ha 등 4,353 ha의 벼 재배답에서 조풍 피해를 받았다. 피해가 가장 컸던 진도군의 경우 전체 벼 재배면적 6,278 ha중 약 95%인 6,000 ha가 조풍 및 강풍 피해를 받았는데, 조풍 피해 면적비율은 44%로 주로 해안가나 간척지(심동간척지, 서포만간척지, 도명간척지 등)에 집중되었다. 태풍의 강한 바람이 바다 쪽에서 육지로 불게 되면 높은 파고로 인하여 바닷물이 공중으로 비산하여 바람을 따라 이동 낙하하는데, 이 때 강우가 없으면 식물체에 염분이 축적되어 조직을 고사시킨다. 이는 비바람에 의한 피해보다 극심하여 한번 피해를 입으면 회복이 어렵다(Hiroshi et al., 2006; Shizuka et al., 2008; Yasushi et al., 2009).

 일본의 경우 벼 생산량에 영향을 주는 태풍이 우리나라보다 더 자주 발생하는데, 주로 8월 중·하순의 등숙 초기에 받는 피해가 수량에 가장 큰 영향을 주므로 이 시기에 해당하는 조사 및 분석과 조풍피해 경감 재배연구가 주로 수행되었다(Haruhiko et al., 1996; Yashihiro et al,. 2006; Shizuka et al., 2007). 우리나라의 조풍 피해 관련 자료는 등숙기에 발생한 내용이 대부분이며, 2011년과 같이 출수기 전에 발생하는 경우는 1999년 태풍 ‘올가’에 의한 국내 조풍 피해 보고를 참고할 수 있을 뿐 그 사례가 많지 않다(Table 1). 조풍에 의한 피해 조사 연구를 살펴보면 1986년 태풍 ‘베라’에 의해 발생한 조풍으로 삼천포지방의 해안지역에서 쌀 수량이 72%나 감소함에 따라, 그동안에는 발생빈도가 적고, 국지적으로 발생하였던 조풍이 관심의 대상이 되었다(Kang et al., 1987).

Table 1. List of typhoons that affected rice production by making salty wind damage at different rice growth stages.

 조풍에 의한 피해는 태풍의 세기와 기상상황, 조풍 발생 지역, 벼의 생육시기 등에 따라서 큰 차이를 보이고 있다. 조풍이나 태풍에 의한 변색립 발생은 태풍 발생 5일전에 출수한 벼가 가장 심하고 출수후 일수가 경과할수록 변색립 발생률은 감소한다. 변색립 발생률이 많을수록 등숙률과 완전미율이 낮아지는데, 변색립률이 약 40%이면 수량은 4% 감소하고, 80% 이상이면 12 ~ 17%의 수량이 감소된다(Haruhiko and Kiyoshi, 2006; Shizuka et al., 2009; Yamamoto et al., 2006).

 한편, 감수분열기에 조풍 피해를 입는 경우 쌀 수량이 해안으로부터 100 m에서 61%, 500 m에서 42%, 그리고 1,000 m에서 29%가 감소하였다는 보고(Shin et al., 2000)가 있으며, 해안으로부터 거리가 가까울수록 그 피해가 극심하며 기상조건에 따라 2 km이상에서도 피해가 나타나는 경우도 있다. 따라서 본 연구에서는 2011년 8월 7일에 발생한 태풍 ‘무이파’에 의한 조풍 피해를 가장 크게 입은 진도군을 중심으로 해안으로부터 거리, 벼 생육단계 및 벼 잎 피해정도에 따른 수량 감소율을 분석하여 벼 조풍 피해 경감대책 수립을 위한 기초 자료와 조풍 피해시 농가현장 피해산정 기준자료로 제시하고자 조사하였다.

재료 및 방법

 해안으로부터 거리에 따른 벼의 조풍 피해를 조사하기 위하여 해안가에 위치한 진도군 지산면 심동리와 송호리(Group I), 중간지역인 지산면 앵무리와 진도읍 포산리(Group II), 그리고 해안과 거리가 가장 멀고 주변에 산이 있는 군내면 송산리(Group III)의 3개 지역으로 구분한 후 총 41개 지점을 조사하였다(Fig. 1). 심동간척지의 경우 지형적으로 서쪽은 산으로 막혀 있으나 태풍이 방조제가 있는 남쪽으로부터 북쪽으로 통과하여 피해가 심하였다. 따라서 남쪽 해안가를 기준으로 거리별 조풍 피해 정도를 조사하였다.

Fig. 1. Salty wind damage surveying locations (Group I, II, and III) and sites of Group I in Simdong reclaimed field in Jindo (Source : Google maps).

 조사지점은 해안으로부터 거리, 벼 생육단계, 품종, 피해 원인(조풍, 강풍 등), 피해엽률 및 피해정도를 기준으로 설정하였다(Table 2). 잎의 손상정도는 태풍이 통과한지 10일이 지난 8월 18일에 조사구당 평균적인 피해 정도를 0(피해 없음) ~ 9(피해 심)로 평가하였고, 엽신고사율은 조사대상 포기에서 줄기를 선정하여 주간엽신의 엽위별 고사부위 길이의 비율로 조사하였다. 해안으로부터 거리에 따른 이삭의 염부착 정도를 조사하기 조사 지점별로 3주씩 채집한 후 이삭을 잘라 1 L 증류수를 담은 통에 넣어 염분을 물에 용해시킨 다음 염분농도계를 염분농도계를(Orion 162A) 이용하여 농도(%)를 측정하였다. 수량구성요소는 황숙기가 지난 후 조사구당 3주를 조사하였으며, 수량은 조사구당 100주를 수확하여 조사하였다. 현미 품위는 수량을 평량한 시료를 이용하여 조사하였다. 이 밖의 조사는 농촌진흥청 농사시험연구 조사기준에 준하였다.

Table 2. Major factors related to salty wind damage on rice by typhoon.

결과 및 고찰

태풍 통과시 기상자료 분석

 2011년 제 9호 태풍 ‘무이파’가 8월 7일 서해상을 따라 북상하는 진행 상황을 기상 위성 천리안의 태풍 영상(기상청)과 지상 일기도를 Fig. 2에 나타내었다. 태풍진행 방향의 동쪽(위험반원)에 위치한 제주도와 전남 지역에서 강한 바람이 불었으며, 특히 진도의 경우 순간최대풍속은 38.8 m/s, 10분간 평균최대풍속은 26.1 m/s로 2002년 8월 31일 태풍 ‘루사’ 이후 가장 강력한 태풍이었다.

Fig. 2. Typhoon Muifa, snapped by satellite COMS on August 7 at 1445 KST, and weather map at 1500 KST (Source : Korean Meteorological Administration (KMS)).

 주 풍향은 태풍이 접근할 때에는 남풍 또는 남서풍이, 통과시에는 서풍과 남서풍이 불었다. 바람은 7일 0시경부터 17m/s 이상으로 강하게 불기 시작하여 13시경에는 30 m/s 이상의 강풍이 유입되었다 진도지역의 해발기압은 8월 7일 15시부터 21시 사이에 988 hPa에 도달하여 강도가 가장 강하였다(Fig. 3).

Fig. 3. Changes of wind speed, temperature, precipitation and sea level pressure in Jindo while passing typhoon Muifa.

 8월 7일에 내리기 시작한 강우는 태풍 경과시 최대 시간 강수량이 15.0 mm이었고, 일 강수량은 65.5 mm이었다. 강우가 멈춘 후에도 20 m/s이상의 강풍이 지속되어 강풍과 함께 비산한 바닷물이 연무상태로 작물에 낙하하였다. 이후 8월 8일의 1.0 mm의 강우를 제외하면 9일에 17 mm의 비가 내릴 때까지 32시간 정도 강우를 동반하지 않은 건조풍이 지속되어(Fig. 4), 작물에 낙하한 염분이 씻겨 내려가지 않고 잎 및 이삭에 피해를 주었다. 조풍피해는 해안에서 내륙으로 최고풍속 15 m/s 이상이거나 10 m/s 이상으로 5시간 이상 지속되면, 비산한 염분입자가 논으로 이동되거나 강수량이 적은 경우 농작물에 부착된 염분이 씻겨 내려가지 못하여 조풍 피해가 발생한다(Hiroshi et al., 2006).

Fig. 4. Precipitation before and after the passage of typhoon Muifa.

 태풍의 영향으로 7일 14시에는 제주도, 서해, 남해 전해상에 바람이 강하게 불고 4 ~8m의 매우 높은 물결이 일었다. 또한 목포, 보령 등 서해안 지역에서는 태풍 접근에 따른 해수면 상승으로 7일 오전 만조시각에 60 ~ 70 cm 가량 높은 조위를 기록하였다. 진도지역에서도 해수면 상승과 함께 높은 물결이 일어 조풍 발생 정도가 가중되었다고 생각된다.

해안으로부터 거리에 따른 피해 양상 조사

 조풍을 받은 벼는 Fig. 5에서와 같이 강한 바람에 잎 선단이 파열되고, 염분에 의해 갈변 고사하며, 벼알은 건조 백화되고 일부는 흑갈색으로 변색된다.

Fig. 5. Rice affected by strong salty wind usually shows ruptured and discolored leaves(a, b, and c), dead or discolored panicle(c, d, e, and f) that resulted in significantly reduces the growth and rice yield.

 조풍시 해안으로부터 거리에 따른 피해엽률을 보면(Fig. 6), 3 km 이내(Group I, 지산면 심동리 일대)에서는 해안에 가까워질수록 피해엽율이 급격히 증가하여, 최대 80%에서 최소 35%의 다양한 피해 정도를 보였다(Fig. 6(a)). 특히 100 ~ 500 m에서 평균 52%이었고, 500 m 이후부터 피해엽률이 30%대로 감소한 후 2,700 m까지 비슷한 수준이 분포되어 있었다. 해안으로부터 거리가 8 ~ 13 km인 Group II에서는 강풍과 조풍의 영향을 함께 받았고, 20 km 거리의 Group III는 강풍의 영향을 받았으며, 이 그룹들의 피해엽률은 각각 11 ~ 28%와 8%로 나타났다. 이는 해안에 멀어질수록 조풍보다는 강풍에 의한 엽의 파열, 상처 등 고사현상이 나타남을 알 수 있으며, 해안가 지역에서는 강풍에 의한 물리적인 손상에 조풍에 의한 염의 피해가 가중되어 고사율이 더 높은 것으로 생각된다.

Fig. 6. Effect of salty wind on rate of leaf damage (a) and head rice yield (b) according to the distance from the coast in Jindo.

 벼 완전미 수량은 해안으로부터 가까워질수록 급감하였다(Fig. 6(b)). 이와 같이 해안으로부터 가까울수록 감수하는 경향은 Kang et al. (1987)과 Shin et al. (2000)의 보고와 비슷하나 거리와 감수율에 큰 차이를 보이고 있다. Kang et al. (1987)은 해안선 근방에서 72%, 1.3 km 지역에서 22%의 수량 감수율을 보였으나 2.5 km이상에서는 조풍에 의한 피해가 없었다고 하였다. 이처럼 비교적 가까운 거리에서도 수량 감소가 적었던 이유는 1986년 태풍 ‘베라’의 내습시기가 8월 27일 ~ 29일로 대부분의 벼가 출수후 등숙기의 생육 단계에서 조풍 피해를 입은 때문으로 생각된다. 한편 Shin et al. (2000)은 해안으로부터 거리가 100, 500, 1,000 m 지점에서 쌀 수량은 각각 183, 274, 336 kg/10a로 1999년 전라남도 평균수량인 473 kg/10a 대비 39%, 58%, 71% 수준이라고 하였다. 2011년 태풍 ‘무이파’에 의한 조풍 피해 조사에서 비슷한 거리의 수량은 전라남도 평균수량 대비 21 ~ 52%로 1999년에 비해 수량지수가 크게 낮았다. 이는 조풍 발생 강도, 강우 유무, 무강우 시간과 벼 생육단계의 차이로 볼 수 있다. 그런데 농가들의 실질적인 소득과 관련하여 피해가 심한 곳에서는 수량이 전무하지는 않았더라도 등숙률과 완전미율이 낮아 쌀의 상품성이 떨어져 수확을 포기하는 경우가 있으므로, 이러한 경우에는 경제성 분석, 조사료 대체 활용 등을 검토한 후에 수확여부를 결정하는 것이 타당하리라고 생각된다.

 조풍 피해가 수량구성요소에 미치는 영향은 Table 3에서 나타난 바와 같이 주당수수와 등숙률에 큰 영향을 미친 것을 확인할 수 있다. 주당수수는 거리와 반비례 경향으로 나타났는 데 이는 조풍 내습 당시 출수기 직전에 이삭과 줄기가 함께 고사되어 이삭수가 증가하지 못하였기 때문으로 생각된다. 등숙률은 해안으로부터 거리별로 43 ~ 85%의 수치를 보여 거리가 가까울수록 낮아졌다. 등숙률이 낮아지는 이유로는 등숙률에 가장 큰 영향을 미치는 지엽을 포함한 상위 2엽의 손상으로 동화 산물 생산이 줄었다는 점과 이삭의 백수와 갈변에 의한 조직의 손상 때문으로 생각된다.

Table 3. Effect of salty wind on yield and yield components according to the distance from the coast in Jindo.

벼 생육 시기에 따른 피해 양상 조사

 조풍이 내습한 벼 생육 시기와 완전미 수량 사이의 관계는 Fig. 7과 Table 4에서와 같다. 벼 생육 시기별 완전미 수량은 출수 전 10일 경이 가장 높았고, 이 시기를 기준으로 전후로 감소하는 경향을 보였다(Fig. 7). 생육 시기에 따른 수량감소 경향을 차수가 2인 다항식 추세선(R² = 0.421)을 확인할 수 있었다. 상관계수(R-제곱) 값이 높지 않은 이유는 생육시기별로 조풍에 의한 피해 양상에 따라 수량 감소 정도가 달랐기 때문으로 생각된다. 출수 후 5 ~ 10일 경에 조풍 피해를 받을 경우 완전미 수량은 0 ~ 10%를 보였다(Table 4). 수량 감소율이 90 ~ 100%로 피해가 극심한 이유는 피해엽율이 80%로 높아 등숙을 위한 양분 생산이 크게 줄었고, 출수된 이삭에 부착된 염에 의한 피해로 영이 갈변되거나 백수가 발생하였기 때문이다.

Fig. 7. Effect of salty wind on head rice yield according to growth stage when salty wind damage occurred (−30: growth stage at 30 days before heading, 0: heading date, +10: 10 days after heading when typhoon Muifa passed).

Table 4. Effect of salty wind on leaf damage and yield decreasing according to the stage of rice when the typhoon hit in Jindo (Group I).

 한편 출수시에 태풍이 내습한 경우 지엽의 손상과 함께 비정상적인 출수가 발생하여 완전미 수량이 60% 정도 감소하였다(Table 5). 이 시기에 피해를 받은 경우 엽과 엽병의 경계부분이 강풍에 의해 꺾여서 이삭이 밀고 나오는 길이 막히자 이삭이 잎집 부위에서 터져 나오는 이상 출수를 보이기도 하였다. 6월 하순 경 만식 이앙을 한 경우 대략 출수 전 25 ~ 35일경에 태풍이 내습하였는데 피해엽율은 28 ~ 33%정도였으나 수량감소율은 83 ~ 73%로 매우 높게 나타났다. 이는 태풍에 의한 피해뿐만 아니라 태풍 이후 8월 하순까지 지속된 강수 및 일조부족으로 출수가 지연된 영향도 컸다. 6월 말 경의 만기 이앙으로 생육이 늦은 것과 더불어 8월의 일조시수가 부족해 출수만한기에 다다르거나 이를 넘기게 되면서 등숙기간을 충분히 확보하지 못해 완전미 수량이 급격히 떨어진 것으로 보인다. 따라서 출수기 즈음에 발생하는 태풍에 대비하여 벼 이앙 시기를 다양하게 조절함으로써 태풍에 내습 시기가 분산된다면 조풍에 의한 피해를 낮출 수 있을 것으로 생각된다(Fig. 8).

Table 5. Combined table of leaf damage and yield decreasing according to the distance from the coastal line and the stage of rice when the typhoon hit in Jindo.

Fig. 8. Progress of rice growth and ripening under salty wind injuries by typhoon Muifa.

이삭의 염분 부착량 및 수량과의 관계

 조풍 피해 발생의 중요한 요인 중의 하나인 염분이 벼의 수량 및 미질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 41개의 조사지점에서 태풍 통과 10일 후 벼를 채취하여 줄기와 잎, 그리고 이삭에 부착된 염분량을 측정하였다. 해안으로부터 가까울수록 벼 잎에 부착된 염농도가 높았으며, 해안으로부터 2 km 거리에서 수렴하는 경향을 보였다(Fig. 9(a)).

Fig. 9. The correlation between the distance from the coast and salt concentration adhering rice panicle (a), and the correlation between salt concentration adhering rice panicle and head rice yield (b).

 일본에서 태풍 통과 직후 해안에서 거리(km)와 이삭에 부착된 염분(mg/이삭) 사이의 관계를 종합하여 분석한 결과 해안부근에서는 2.7 ~ 3.2 mg의 염분이 이삭에 부착하고, 해안에서 멀어지면서 염분부착량은 감소하여 약 1 km는 2 ~ 2.5mg, 10 km에서는 0.5 mg 전후까지 격감하는 것으로 확인되었다(Shizuka et al., 2007; Yamamoto et al., 1995; Yamamoto and Iwaya, 2006). 이처럼 태풍에 의한 조풍이 발생하는 경우 해안으로부터 거리가 멀어질수록 부착된 염분이 줄어들었으며, 거리와 염분 부착량의 두 요인은 상관계수가 0.923으로 높은 부의 상관관계가 있는 것으로 분석되었다. 또한 염분의 비산은 내륙 지형에 따라 크게 영향을 받으며, 해안 또는 평지와 같이 장해물이 없는 경우에는 약 10~15 km까지 도달하는 것으로 알려져 있다.

 진도에서 채집한 벼 이삭에 부착된 염분농도와 완전미수량 사이의 관계를 분석한 결과 농도가 증가할수록 완전미 수량 또한 감소함을 알 수 있었다(Fig. 9(b)). 이삭에 부착된 염농도가 0.2 ~ 0.3%인 경우 완전미 수량은 284 kg/10a, 0.3 ~ 0.5%인 경우에는 135 kg/10a, 그리고 0.5 ~ 1.4%인 경우에는 40 kg/10 a이었다. 완전미 수량은 염농도가 0.3%까지는 격감하였고, 이후 염농도가 증가할수록 감수하다가, 1.4%에서 완전미 수량이 거의 없었다.

 Yamamoto & Kiyoshi(2009)는 이삭당 염분 부착량과 감수율과의 관계를 분석하여 조풍시 감수율 추정을 위한 피해지도를 작성하였는데, 이를 보면 이삭당 염분부착량이 1.51 mg 이상인 경우 감수율은 55 ~ 70%, 0.91 ~ 1.5mg에서는 24 ~ 54%, 0.71 ~ 0.9mg에서는 12 ~ 39%, 0.51 ~ 0.7mg에서는 13 ~ 18%, 0.5mg 이하에서는 3 ~ 14%로 분류를 하였다. 1986년 베라에 의한 조풍시 벼 생육단계가 출수후 10일인 경우 해안으로부터 1.3 ~ 2.5 km 이삭당 염분 부착량은 1.9~ 2.0mg으로 완전미율은 18~21%이었다(Kang et al., 1987).

 또한 품종간 조풍 피해에 따른 수량과 등숙비율의 차이가 컸는데, 이는 조풍시 품종간 생육기의 차이에 의한 것이었다(Shizuka et al., 2008). 추후 태풍 통과시 풍속, 해안선으로부터 거리, 강우량, 벼의 생육단계, 식물체 염분함량 등과 피해 정도 등에 대한 자료를 축적하여 활용한다면 정확한 피해산정에 유용한 자료가 될 수 있을 것이다.

적 요

 2011년 8월 6일 서귀포 남서쪽 해상을 지나 서해상으로 북상한 태풍 ‘무이파’는 벼에 잎 파열과 백수 및 변색립 발생, 생육정지와 출수지연에 따른 수량감소 등 많은 피해를 주었다. 특히 태풍의 중심권이 서해상을 지나가면서 태풍의 동쪽에 위치한 해안 지대의 벼에 바닷물의 비산에 의한 조풍 피해가 심하게 발생하였다. 이에 따라 기상재해에 의한 벼의 피해 등을 조사하여 재해에 따른 영농 대책을 수립하고자 태풍 피해 발생 후 벼 생육단계별로 전남 진도군 지산면 지역을 대상으로 벼 생육, 수량구성요소, 수량 및 미질 등을 조사하였다.

 태풍 ‘무이파’ 발생시 기상은 평균기온 24˚C, 최대풍속 38.8 m/s, 강우 66.5 mm 이었다. 특히 이번 조풍에 의한 피해는 8월 7일 강풍발생 후 32시간동안 비를 동반하지 않은 강풍으로 더욱 큰 피해를 주었다.

 해안에 가까워질수록 피해엽율이 급격히 증가하였으며, 해안에서 100 ~ 500m 거리 에서는 평균 52%, 500 ~ 1,000m에서는 30%이었다. 해안으로부터 3 km 이내에서는 강풍에 의한 물리적인 손상에 조풍에 의한 염의 피해가 가중되어 고사율이 높았고, 8 ~ 13 km에서는 강풍과 조풍의 영향을 함께 받았으며, 20 km 이상의 거리에서는 강풍의 영향을 받았다.

 수량감소율은 해안으로부터 100 ~ 500 m 거리에서는 평균 79%, 500 ~ 1,000 m에서는 평균 48%이었다.

 벼 생육시기별로는 출수 후 5~10일 경에 조풍 피해를 받았던 벼는 이삭이 염해를 받아 백수발생으로 수량 감소율이 90 ~ 100%로 피해가 가장 컸다. 6월 하순경 만식 이앙한 경우 조풍시 출수 전 25 ~ 30일경으로 이후 생육 지연으로 등숙기간을 확보하지 못해 수량감소율이 83 ~ 73%로 높았다.