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 우리나라 간척사업은 서남해안을 중심으로 개발하여 농경지를 확대시켜 왔으며, 그동안 벼를 재배하여 식량의 자급률 향상에 큰 기여를 해 왔다. 그러나 쌀 공급 과잉 우려 등 농업환경의 변화로 간척지의 타용도 전환 요구가 증대됨에 따라 간척지의 범용화를 추구하고 있다(RRI, 1998; RRI 2006; RRI 2007). 이에 따라 정부에서는 간척지에 다양한 밭작물 재배를 권장하고 있다. 그러나 특정 밭작물을 대규모로 재배할 경우 대량생산으로 인하여 기존 생산농가의 피해가 예상되므로 기존 밭작물 재배농가에게 피해가 적은 작물을 도입하는 것이 무엇보다 중요하다. 이에 따라 대규모 간척지를 이용하여 조사료 자급률을 향상시키기 위하여 겨울철에는 청보리, IRG 등, 여름철에는 옥수수, 총체사료용 벼 등의 사료작물 재배를 유도하고 있다. 그러나 간척지에서 벼를 재배할 때와는 달리 사료작물을 재배할 경우 지하수위, 배수조건 등에 따라 토양의 염류분포가 불균일하여 작물의 생육과 수량 등에 많은 차이를 나타낸다. 특히 가뭄이 계속될 때 관수 등 물관리가 매우 중요하다(Son et al., 1994). 그 동안 간척지에서 사료작물에 대한 연구로는 화옹, 이원 및 대호간척지에서 청보리, 옥수수 등 재배법에 관한 몇몇 연구(Lim et al., 2010; Sohn et al., 2009)가 있다. Back et al. (2011)은 새만금간척지에서 동계 사료작물을 검토한 결과 유기물함량이 매우 낮아 일반농경지에 비해 수량성이 저조하고, 특히 토양 염농도 0.3% 이상에서는 수량성이 매우 낮다고 하였다. 그러므로 신간척지에서는 사료작물의 생산성 제고를 위하여 질소질비료를 증비해야 한다고 하였다(Shin et al., 2005; Shin et al., 2006; Yang et al., 2012). 따라서 본 연구는 신간척지인 새만금간척지에서 청보리의 생산성 증대를 위한 적정 질소시비량과 파종량을 구명하고자 토양특성, 염농도 변화, 생육 및 수량성 등을 검토하였다.

재료 및 방법

 본 시험은 새만금간척지 내부 국립식량과학원 벼맥류부 간척지농업과 시험포장(문포통)에서 2009년 가을부터 2011년 봄까지 2년간 수행하였다. 시험 전 토양의 물리화학적 특성은 Table 1과 같이 토성은 사양토, 토양산도는 알칼리성을 나타냈고, 유기물, 유효인산 및 치환성 칼슘 함량이 매우 적었으며, 치환성 마그네슘 및 나트륨 함량이 많은 염류토양으로 EC는 비교적 낮은 수준이었다. 청보리 재배기간 동안의 기상조건은 Table 2와 같이 평균기온이 5.7℃로 평년에 비해 0.6℃가 높았고, 평균 강수량은 399 mm로 평년에 비해 다소 많았다. 공시품종은 영양보리를 사용하였으며, 파종은 10월 28일에 휴립 광산파하였다. 처리내용은 주구의 질소시비량을 ha당 150, 200, 250, 300 kg의 4수준으로 하여 기비 및 추비(재생기 후 10일)를 40% 및 60%로 분시 하였으며, 인산과 칼리는 각각 ha당 100-100 kg을 전량 기비로 시용하였다. 비종은 유안, 용성인비 및 황산칼륨을 사용하였다. 세구로서 청보리의 파종량을 ha당 200, 300, 400 kg의 3수준으로 하여 파종하였다. 기타 본답관리는 국립식량과학원 표준재배법에 준하였다.

Table 1. Soil chemical properties before experiment.

Table 2. Average temperature and precipitation during whole-crop-barley cultivation.

 시험토양의 화학성 분석은 작토층을 채취하여 건조 및 조제한 후 농촌진흥청 토양 식물체 분석법(NIAST, 2000)에 준하여 pH는 토양과 증류수를 1 : 5로 하여 pH meter로 측정하였고, 토양유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 치환성양 이온은1N-NH₄OAc(pH 7.0)으로 침출하여 ICP(Liberty 110, Germany)로 측정하였다. 토양 염농도는 파종부터 수확기까지 매월 중순에 토양시료를 채취하여 EC meter로 토양과 증류수를 1 : 5로 하여 EC를 측정하고(NIAST, 2000), 이 측정값을 5배수 하여 토양의 EC로 환산하였다.

 파종 후 20일에 출현율과 이듬해 2월 상순에 월동율을 조사하였고, 수확기에 초장, 경수 및 도복정도를 달관으로 조사하였다. 생초수량은 출수 후 20일에 4를 예취하여 칭량한 다음 ha당 수량으로 환산하였다. 건물수량은 예취된 시료 1kg을 취하여 65℃의 열풍순환건조기에 72시간 건조 후 건물함량을 산출한 다음 ha당 수량으로 환산하였다. 기타 생육 및 수량조사 등은 농업과학기술연구조사기준 (RDA, 2003)에 준하였다.

결과 및 고찰

토양 염농도 변화

 토양 염농도는 간척연대와 숙전화 정도에 따라 다르지만 일반적으로 지하층의 지하수위 변위에 따라 좌우되며, 토양 염농도의 변화는 작물의 생육 및 수량에 큰 영향을 미친다. 청보리 재배기간중 토양 염농도 변화는 Table 3과 같다. 파종시 토양 염농도가 0.2%로 비교적 낮은 수준이었으며, 겨울철(12월 ~ 2월)에는 기온이 낮고 눈과 비가 내려 염농도가 더욱 낮게 경과되었다. 이듬해 3월부터 수확기인 5월까지는 기온이 상승하고 건조한 날씨가 많아 토양 염농도가 약간 증가되었으나 큰 변화는 없었다. 이는 Shin et al., (2005)등의 연구에 의하면 봄철에는 작목에 의한 피복률 증가에 따라 토양 염농도가 다소 낮아진다고 했는데 본 시험결과와 유사하였다.

Table 3. Changes of soil salinity during whole-crop-barley cultivation.

출현율과 월동율

 청보리재배시 질소시비량과 파종량에 따른 출현율과 월동율은 Table 4와 같다. 출현율은 질소시비량과 파종량간에 차이없이 질소시비량 처리에서 72 ~ 74%, 파종량 처리에서는 69 ~ 77%로 나타났다. 월동율은 질소시비량 처리에서 62 ~ 63%, 파종량 처리에서는 60 ~ 65% 수준이었다. 이는 Back et al., (2011)이 새만금간척지(염농도 0.2%)에서 동계 사료작물의 평균 출현율이 73%, 월동율이 64% 수준인 결과와 유사한 경향이었다.

Table 4. Germination ratios and wintering rates by nitrogen fertilization rates and seeding rates during whole-cropbarley cultivation.

출수기 생육 및 포장도복

 청보리재배시 질소시비량과 파종량에 따른 출수기 생육 및 포장도복 정도는 Table 5와 같다. 출수기는 질소시비량 150 kg/ha과 200 kg/ha에서 5월 2일이었고, 질소시비량 250 kg/ha과 300 kg/ha에서는 5월 3일로 1일정도 늦었다. 파종량간에는 파종량이 많을수록 약간 빨라지는 경향을 나타냈다. 이와 같은 결과는 Choi & Cho (1976)등의 보고에서 시비량이 증가하면 출수가 지연되고 파종량이 증가하면 출수가 빨라진다는 경향과 유사하였다. 초장은 질소시비량이 증가할수록 길어졌는데 질소시비량 150 kg/ha에서는 89 cm이었고 질소시비량 200 kg/ha에서는 96 cm, 질소시비량 250 kg/ha에서는 100 cm, 질소시비량 300 kg/ha에서는 104 cm로 증가하였으나 파종량간에는 차이가 없었다. m²당 경수는 질소시비량 250 kg/ha까지는 다소 증가 하였으나 그 이상의 질소시비량에서는 당경수가 증가하지 않았다. 파종량간 m²당 경수는 파종량 200 kg/ha에 비해 파종량 300 kg/ha까지는 증가하였으나 그 이상의 파종량에서는 차이가 없었다. 포장도복은 질소시비량 300 kg/ha과 파종량 400 kg/ha에서 경미하게 발생하였고 나머지 처리에서는 발생하지 않았다.

Table 5. Growth characteristics of whole crop barley according to nitrogen fertilization rates and seeding rates at the reclaimed land.

생체수량과 건물수량

 청보리재배시 질소시비량과 파종량에 따른 생체수량과 건물수량은 Table 6과 같다. 생체수량과 건물수량 모두 질소시비량 250 kg/ha까지는 증가하였으나 그 이상에서는 차이가 없었으며, 파종량간에도는 파종량 300 kg/ha까지는 생체수량과 건물수량이 증가하였으나 그 이상에서는 변화가 없었다.

Table 6. Fresh and dry yield by nitrogen fertilization rates and seeding rates during whole-crop-barley cultivation.

 청보리재배시 질소시비량 및 파종량과 수량과의 관계는 Fig. 1과 같이 질소시비량은 250 kg/ha, 파종량은 300 kg/ha에서 최고의 건물수량을 보였다.

Fig. 1. Relationship between nitrogen fertilization rates, seeding rates and dry matter yields of whole-crop-barley at the reclaimed land.