14. 방진기.pdf502.8KB

 최근 국제곡물가 폭등과 세계식량 수요증가에 따라 전세계적으로 식량위기에 대한 불안감이 높아지고 식량안보의 중요성이 갈수록 증대되고 있다. 2011년 우리나라 옥수수 공급량은 9,921천 톤이지만 자급률은 74천 톤으로 99.2%를 수입하고 있는 실정이다 (MAFRA, 2012). 따라서 정부는 국제곡물가 폭등을 대비하기 위한 대책으로 농산업체의 해외농장 개발과 옥수수의 유통을 통해서 보다 안정적인 수급대책을 강구하는 것으로 알려졌다. 아열대 지역인 캄보디아의 경우 총 사료용 옥수수 수확량은 717톤 이지만 우기 때의 수확량 646천톤이 건기 때의 옥수수 수확량 71천 톤보다 9배정도 수확량이 적은 것으로 보아 우기 때에도 안정적으로 옥수수를 재배할 수 있다면 다작도 가능하다고 사료된다(MAFF, 2012). 따라서 앞으로 우리나라 사료작물재배의 현지진출과 캄보디아의 옥수수 생산량 증대를 위해서는 적합한 옥수수 품종개발이 필요한 실정이다.

 현지 공동연구사업을 통한 농업기술개발, 맞춤형 기술보급 및 현지의 농업전문가와 농업인에 대한 농업기술 교육과 함께 국격제고는 물론 우리 농산업체의 협력을 목적으로 농촌진흥청이 주관하는 해외농업연구개발(Korea Project on International Agriculture KOPIA) 프로그램이 진행 중이다. KOPIA 캄보디아센터에서는 현지적응 사료용 옥수수 품종육성을 목적으로 2010년부터 지금까지 일년에 우기와 건기 등 두시기로 나누어 시험연구사업을 추진하고 있다. 캄보디아에서 시험연구된 현재까지의 사료용옥수수 시험결과를 볼 때 현지에서 가장 많이 재배되고 있는 태국품종인 CP888과 CARDI 육성품종인 Loeung Mongkul과의 수량성 비교에서는 건기, 우기 등 재배시기에 따라 차이가 나타났다(Lee et al., 2011, Yu and Noh., 2012, Kim and Noh., 2012).

 이러한 배경에서 캄보디아에 적응하는 교잡 옥수수 품종육성에 필요한 기초자료를 얻고자 품종간 특성, 기상과 토양에 따른 뿌리특성과 지상부간 관계 등 생육 및 수량에 미치는 영향을 조사하였다.

재료 및 방법

 공시된 재료는 Table 1에서와 같이 국내에서 개발된 옥수수품종인 광평옥, 안다옥, 청다옥, 다평옥 등과 캄보디아에서 가장 많이 재배하고 있는 태국품종 CP888, 캄보디아 품종인 Loeung Mongkul 등 총 6개 품종 및 현지적응 교잡선발을 위한 자식계통 451계통을 공시하였다.

Table 1. Comparison of corn varieties tested

 재배지역은 위도 11.4, 경도 104.8 위치에 있는 CARDI(Cambodian Agricultural Research and Development Institute)내의 시험포장에서 실시하였다. 전체 재배면적은 30a로 시험구는 품종비교시험 및 분리세대진전시험 포장으로 구분하였다. 2012년 8월27일에 파종하였으며 주당 2 ~ 3립씩 2 ~ 4 cm깊이에 재식거리 75 × 26 cm로 품종별 조당 17개체를 기준하여 4조 파종을 실시하였고, 파종 후 15일에 1개체만 남기고 솎아 주었다. 시험구배치는 난괴법 3반복으로 실시하였으며 분리세대진전시험은 순열배치 단반복으로 하였다.

 파종 일부터 수확시기까지의 유효적산온도(Growing Degree Days; GDD)의 계산은 최저기준온도와 최고기준온도를 병용하는 것이 유효적산온도의 정확도를 높여주었다는 보고에 따라(Gilmore & Rogers, 1958)최저기준온도를 10℃, 최고기준온도를 30℃로 하여 하루 GDD = (최고온도 +최저온도)/2 − 10으로 계산하되, 10℃ 이하의 최저온도는 10℃로 하고 30℃ 이상의 최고온도는 30℃로 계산하였다. 기온, 강우량, 일사량, 수분 함량은 1시간 간격으로 Decagon Devices(Em5b. USA)로 측정하였고, 토양온도는 Hioki(LR5011, Japan)로 측정하였다. 엽록소 측정은 Konica Minolta (Japan)로 (Stephanie Belfield & Christine Brown 2008)의 방법에 따라 수술이 출현하는 시기, 잎의 성장이 완료되고 뿌리성장이 급속도로 일어나는 시기, 수술의 크기가 최대가 되는 시기, 수술이 모두자란 시기를 참조하여 파종 후 D +21, D +42, D +56, D +66일에 조사하였다. 이삭과 뿌리의 무게는 정밀 저울 Sartorius(BSA124S, Germany)를 사용하였으며, 토양분석은 파종 전 20Cm 깊이로 5곳을 채취하여서CARDI Soil and Water 실험실에서 Manual of laboratory techniques for plant and soil analysis(ACIAR Project No CSE 37 of Australia, March 2011)준하여 분석하였으며, 시험결과의 통계처리는 SAS(Statistical Analysis System, V, 9.1, USA)프로그램을 사용하였다.

 시비량은 ha당 100-80-60(N-P₂O₅-K₂O)로 질소 50%, 인산, 칼륨은 100%를 기비로 시용하였으며, 질소 25%는 파종 후 20일, 파종 후 40일에 각각 추비로 시용하였다. 품종비교시험의 주요특성은 발아율, 출웅기, 출사기 및 수량관련형질 등을 조사하였으며, 분리세대진전 시험구에서는 신품종 우량계통 육성을 위해 자식(Selfing)을 실시하였다. 수확은 2012년 12월12일에 실시하였고 기타는 농촌진흥청 옥수수 표준재배기준에 준하였다.

결과 및 고찰

1. 생육기간의 기상 및 토양 특성

 본 시험에서 옥수수의 생육기간(8월 27일 ~ 12월 12일, 108일)동안 강수량 및 유효적산온도, 일사량은 Table 2에서 보는 바와 같이 생육초기인 8월말부터 9월에는 2011년도에 비해 강우량이 3배 많았으며 10월을 제외하고는 2012년의 강우량이 2011년보다 더 많았다. 생육기간 중 총 강우량은 790 mm가 내려 2011년 보다 252 mm 많았다. 이와 같이 전년도 보다 많은 강우량은 병해충 발생과, 뿌리생장 장애 등을 유발해 수량이 낮아진 원인이 된 것으로 보였다. 기존 보고에 의하면 강수량과 유효적산온도가 옥수수 생육에 많은 영향을 미친다고 하여 본 결과와 비슷하였다(Kim, 1999; Aldrich et al., 1986; Holland et al., 1990; Hill, 2000).

Table 2. Weather condition of experimental period

 Table 3에서 보는 바와 같이 최저온도는 23℃ 정도로 생육에 영향을 주지 않았지만 최고온도는 2012년에 41.8℃로 고온 장해를 받았으며, 토양온도는 최고 35.3℃로 토양의 생육적온인 21~30℃와 비교해볼 때 높은 토양온도로 인한 피해를 입은 것을 알 수 있다. Stephanie Belfield and Christine Brown(2008)의 보고에 따르면 옥수수의 생육적온은 18~32℃이고 35℃가 넘으면 생장에 장해를 받고, 토양온도의 적온은 21~30℃라고 보고하였다.

Table 3. Temperature condition of experimental period

 토양수분 함량은 Fig. 1에서 보는 바와 같이 8월~10월 사이에는 불규칙적으로 시간당 최대 43 mm의 집중호우가 쏟아져 배수불량 등 효과적인 토양 수분관리가 어려웠다. 집중호우시기 이외에는 적정량의 강우에 의해 토양수분함량이 유지 되었고 출웅기(10월 14일), 출사기(10월16일)이 지난 이후로는 비가 거의 오지 않았으나. 적기 관수로 토양수분을 유지할 수 있었다는 것을 알 수 있었다.

Fig. 1. Comparison of precipitation and soil water moisture.

 토양의 이화학적 특성에 미치는 영향은 Table 4에서 보는 바와 같다. CARDI 포장의 토양은 Prateah Lang이다(Bell and Seng 2004; Seng et al. 2001). pH는 6.7이며 총 질소 함량은 0.3% 포함되어 있고, 유기탄소 함량은 0.6%, 유기물질 함량은 0.02% 포함되어 있는 것으로 나타났다. 유효인산 함량은 8.3mg/kg이 포함되어 있고 토양 구성성분으로는 모래 38.8%, 미사 35.8%, 점토 25.2%로 물 빠짐이 좋은 양토의 특성을 가지고 있다. Stephanie Belfield and Christine Brown(2008)의 보고에 따르면 옥수수 생육의 최적 pH는 5.0~8.0이고 토양의 성질은 배수가 좋은 양토가 재배에 적합하다고 보고하였다.

Table 4. Soil properties and soil texture of experimental field

2. 생육 및 뿌리특성

 6개의 공시품종의 생육특성은 Table 5에서 나타난 것과 같다. 2012년 우기의 공시품종의 출사일수는 안다옥이 46일로 가장 빨랐고 가장 늦은 CP888(54일)과는 8일 차이가 났다. 영양생장기의 간장은 CP888과 비교해 볼 때 나머지 품종들은 38 ~ 14 cm정도 작은 것으로 나타났다. 착수고율은 CP888이 57%로 가장 높았고 나머지 품종들은 34 ~ 43%로 CP888에 비해 낮은 것으로 나타났다. 도복과 관련있는 간장과 착수고율은 CP888이 간장 207 cm 착수고율 57%로 가장 높았고, 다평옥이 169 cm 착수고율 35%로 가장 낮았다. Aldrich et al.(1986)은 간장과 착수고가 높아지면 도복이 증가한다고 보고 하였다. 따라서 금후 간장 및 착수고율과 도복간의 관계를 정밀 검토할 필요가 있었다.

Table 5. Comparison of growth and root characteristics among varieties

 100주당 이삭수는 CP888이 121개로 가장 많았고 한국품종과 Loeung Mongkul은 57 ~ 88으로 CP888과 큰 차이를 보였다. 근장은 CP888과 Loeung Mongkul 품종이 25.8 ~ 30.3 cm로 높게 나타났고, 한국 품종은 17.3 ~ 19.1 cm로 대체로 짧은 것으로 나타났다. 생근중은 CP888이 64.9 g로 가장 무거웠고 나머지 품종들은 13.0 ~ 27.6 g로 대체로 가벼웠다. 건근중은CP888이 31.3 g로 가장 무거웠고 광평옥, 청다옥, 다평옥, Loeung Mongkul은 비슷하였으며 안다옥은 9.4 g로 가장 가벼웠다. 경태는 품종간 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

3. 이삭 및 수량 특성

 이삭길이는 Table 6에서와 같이 CP888품종이 17.5 cm로 가장 길었으며 Loeung Mongkul품종은 CP888과 비슷하였고 한국품종들은 짧은 것으로 나타났다. 사일리지 옥수수에서 가장 중요한 부분이 이삭이며, 이삭비율이 높으면 사일리지의 품질이 높아져 사료가치 증진에 유리하다고 보고한 바 있다.(Phipps & Wilkinson 1985; Kim et al., 1996)

Table 6. Comparison of major characteristics and yield among varieties

 이삭직경은 광평옥과 청다옥 안다옥이 짧았고 나머지 품종들은 CP888과 비슷하였다. 착립장률은 광평옥과 다평옥 CP888이 비슷하였고 나머지 품종들은 청다옥과 비슷하였다. 100립중은 CP888과 Loeung Mongkul가 28.3 g, 27.6 g로 높았으며 한국품종들은 15.6 ~ 19.3 g로 가벼웠다. 종실중은 광평옥(231 kg/10 a), 청다옥(175 kg/10 a), 다평옥(306 kg/10 a), 안다옥(242 kg/10 a)등이 캄보디아 재배품종인 CP888(580 kg/10a)와 Loeung Mongkul (39 5kg/10a)보다 적었다. 한국품종의 100립중과 종실중이 낮았던 원인은 금년 강우량이 전년도에 비해 많아 배수 불량에 따른 뿌리발육 저해와 고온 피해를 받은 것으로 고찰되었다. Kim and Noh (2012)에 의하면 캄보디아에서의 옥수수 재배는 우기보다 건기에 생육상황이 양호할 뿐 아니라 수량도 많았다고 보고하였다. 또한 우기에는 현지품종이 국내 도입품종보다 생육 및 수량적 측면에서 우수하였지만 건기에는 국내 도입품종이 현지품종보다 우수함을 보였다고 한 바 있다. 따라서 금후 동일품종을 공시하여 건기 및 우기별로 나누어 연차간 변이와 기상과의 관계 등을 세밀하게 검토할 필요성이 제기되었다.

 옥수수의 생육시기별 엽록소 함량은 Fig. 2에서와 같이 출사 후 42일, 잎의 성장이 완료되는 시기까지는 꾸준하게 오르다가 출사 후 56일 인 수술의 크기가 최대로 되는 시기까지 출사 후 42일 일때와 비슷한 함량을 유지하다가 출사 후 66일인 수술이 완성되는 시기에는 한국품종의 엽록소 함량은 떨어지는데 반해 Loeung Mongkul과 CP888은 엽록소 함량을 비슷하게 유지하는 것으로 나타났다. 전체적인 엽록소 함량을 보면 생육초기에는 한국품종의 엽록소 함량이 높았다가 생식생장기로 넘어가면서 Loeung Mongkul과 CP888의 엽록소 함량이 한국품종보다 높아지는 것을 알 수 있었다. 그 원인은 한국품종이 우기의 습해와 고온피해를 받아 후기 녹체성이 떨어진 것으로 보였다.

Fig. 2. Comparison of chlorophyll contents by varieties in maize.

4. 주요특성 간 상관관계

 사일리지용 옥수수의 이삭 및 생육 관련형질 및 수량과의 관계를 보면 Table 7과 같다. 종실중과 출사일수, 간장, 착수고율, 100주당 이삭수, 이삭길이, 이삭직경, 100립중과의 상관계수가 0.4975*, 0.7325**, 0.7852**, 0.9447**, 0.7868**, 0.6151**, 0.8685** 로 유의적인 정의 상관을 보여 이삭 및 생육특성이 증가 할수록 수량이 증가하는 것을 알 수 있었다.

Table 7. Correlation coefficients between yield and major agronomic characters

 사일리지용 옥수수의 뿌리특성과 지상부 특성 간 상관관계를 Table 8에서 보면 근장, 생근중 및 건근중 등과 간장, 착수고율, 100주당 이삭수, 이삭길이, 100립중, 종실중 등과 유의적인 정의 상관이 있었다. 특히 근장 등 뿌리관련 특성은 종실중에 크게 영향하므로 배수관리, 습해방지 등 뿌리를 튼튼하게 생장시켜야 다수확 할 수 있음을 알 수 있었다. 경태는 간장, 착수고율, 100주당 이삭수, 종실중과 정의 상관을 나타냈다. 뿌리관련 특성과 생육특성과의 관계에 대하여 기존의 연구보고(Jordan et al., 1979; Miyasaka, 1979; Pinthus and Eshel, 1967; Scott and Aldrich, 1970)와 유사한 경향을 보였다.

Table 8. Correlation coefficients between roots and major agronomic characters