총체 사료용

벼 재배는 홍수조절 등 논의 공익적 기능 을 유지하면서 수입사료를 대체할 수 있는 장점이 있어, 논에 서 식용 쌀 생산을 대체할 수 있는 대안으로 제시되어 왔다 (Sung et al., 2004; Kim et al., 2006). 총체 사료용 벼 이외 에도 논에서 사료작물로 재배하기 위하여 옥수수, 수수-수단그 라스 교잡종, 사료용 피, 진주조 등이 검토되었다(Kim et al., 2006; Choi et al., 2006). 그러나 우리나라에서는 7 ~ 8월의 강우에 의한 습해 때문에 대부분의 밭작물이 논에 적응하기 못 하고 생육과 수량이 저조한 양상을 보인다(Lee et al., 1994; Kim et al., 2006). 작물 이외에 미국개기장(Panicum dichotomiflorum Michx.)과 갯겨이삭(Puccinellia coreensis Honda) 과 같은 야생 식물종의 사료작물화도 검토되었으나(Jong et al., 1995; Kim et al., 1994), 그다지 성공적이지 못했다. 이와 같 은 이유로 여름철 논에서 사료작물 생산을 위해서는 총체 사 료용 벼를 재배하는 것이 유리하다 하겠다. 우리나라에서는 벼 재배의 부산물로서 볏짚이 조사료로 이용되고 있으나 영양적 으로 부족한 단점이 있다(Kim, 2004). 반면 총체 사료용 벼는 가소화영양총량이 높은 종실도 함께 이용하므로(Yang et al., 2007), 볏짚만 사료로 사용했을 때보다 양분가치를 높일 수 있 는 장점이 있다.

Lee et al. (2005)은 총체수량과 가축의 기호성 향상을 위해 총체 사료용 벼는 다얼 수수형, 높은 수확지수와 조단백질 함 량, 낮은 neutral/acid detergent fiber 함량의 특성을 지녀야 한다고 보고하였다. 총체 사료용 벼는 일시에 수확하여 주로 사일리지로 활용되므로(Kim et al., 2008), 총체수량, 영양가치, 기호성 등이 중요하지만, 사료용 작물의 특성상 건물 생산량 이 1차 육종목표가 된다(Yang et al., 2014). 그러므로 총체 사료용 벼는 건물 생산량을 증가시키는 방향으로 육성되어 왔 고, 이를 위하여 인디카 또는 다수성 열대 자포니카인 신초형 (New Plant Type)을 유전적 배경으로 하고 있다(Lee et al., 2013; Yang et al., 2011; Yang et al., 2013). 이와 같이 육 성된 총체 사료용 벼는 2014년 현재 2품종이 국가품종목록에 등재되어 있고, 3품종이 출원되어 있다.

총체 사료용 벼의 수확적기는 황숙기(Sung et al., 2004)라 는 보고와 호숙기(Kim et al., 2006)라는 상반된 주장이 있으 나, 탈립성이나 영양가치를 고려했을 때 일반적으로 출수 후 30일 경으로 받아들여진다. 한편, 총체 사료용 벼는 보다 쉬운 재배와 노동력 및 자재 투입 경감을 위하여 직파재배하는 것 이 유리하며(Kim et al., 2006), 이를 위해서 직파재배에 적응 하는 특성을 갖추어야 한다(Yang et al., 2007). Park(1999)은 직파재배 적응 품종은 소얼 수중형으로 저온발아성과 출아성 이 높아야 하며, 혐기 조건에서 발아와 신장의 저하 정도가 적고, 식물체의 신장성이 좋아야 하며, 도복에 강한 특성을 가 져야 한다고 요약하였다. 이와 같은 벼의 직파재배 적응성은 총체 사료용 벼 품종의 직파재배에도 적용될 수 있을 것이다.

본 연구는 담수표면산파에서 총체 사료용 벼 품종의 파종시 기에 따른 초기 신장성을 비교하고, 입모기간 중 온도변화에 따른 초기 신장성과 생육 및 입모 특성을 비교 검토하기 위하 여 수행하였다.

재료 및 방법

본 연구는 2014년 수원 국립식량과학원 답작과 시험포장과 인공기상연구동에서 총체 사료용 벼 품종 및 계통을 공시하여 담수표면산파 조건에서 수행하였다.

포장시험

포장시험은 총체 사료용 벼로 등록된 녹양 및 목우와 지적 시험에서 생육이 양호한 수원560을 공시하였으며, 4월 30일에 서 6월 9일까지 10일 간격으로 5회 파종하였다. 전년도에 수 확한 종자를 수선하여 충실한 종자를 가려내고 다시 건조한 후 10a당 4 kg 수준으로 준비하였다. 키다리병 등 종자전염병 방제를 위하여 준비된 종자를 30℃에서 48시간 약제소독한 후 물에 침종하여 최아된 종자를 파종하였다. 시험포장은 파종 6 일 전에 기비를 시용하고 정지·균평한 후 다음 날 담수직파 재배용 파종 전 제초제를 표준량 살포하였다. 이후 제초제의 효과를 유지하기 위하여 포장을 10 cm 이상의 심수상태로 유 지하였으며, 파종 전 1일에 담수심이 1 ~ 3 cm가 되도록 배수 하고 다음 날 손파종하였다. 시험포장은 벼 입모를 위하여 파 종 후 10일간 낙수상태로 유지하였고, 파종 후 10일에 담수하 고 초기 제초제를 살포한 후 20일까지 담수상태로 유지하였으 며, 뿌리 신장을 촉진하기 위하여 파종 후 20일에서 30일까지 낙수하였다. 비료는 총체사료용 벼 재배의 표준 시비량인 질 소 18 kg, 인산 4.5 kg, 칼리 5.7 kg중 질소 50%, 인산 100%, 칼리 70%를 기비로 전층시비하였다. 시험구는 각 파종시기별 로 난괴법에 따라 3반복으로 배치하였다. 입모상태와 초기 신 장성을 조사하기 위하여, 파종 후 30일에 각 파종시기와 품종 별로 입모와 생육이 비교적 균일한 곳에서 0.5×0.5m (0.25m²) 의 격자를 이용하여 식물체를 뿌리째 채취한 후 입모수를 세 어 m²당 입모수로 환산하였으며, 그 중 생육이 양호한 10개체 를 선정하여 초장을 측정하였다. 시험성적은 최소유의차 검정 을 통해 품종별 파종시기간 차이와 파종시기별 품종간 차이를 비교하였다.

실내시험

총체 사료용 벼 품종 및 계통의 기온에 따른 초기 신장과 입모 특성을 보다 면밀하게 검토하기 위하여, 인공기상연구동 정밀유리실에서 실내시험을 실시하였다. 시험재료는 포장시험 에 사용된 총체 사료용 벼 3품종 및 계통을 공시하였으며, 일 반형 품종인 일품을 추가하여 비교하였다. 일평균기온은 포장 시험의 파종시기 처리별로 입모기간 중 평균기온이었던 18℃ ~ 24℃에 고온 조건인 27℃를 추가하여 3℃ 간격으로 4 처리하였으며, 각 처리 온도별 일교차를 8℃로 변온처리 하였 다. 종자는 포장시험과 같은 방법에 따라 준비하였다. 파종 6일 전 사각 플라스틱 상자(가로 ×세로 ×깊이 = 47 × 30 × 14 cm)에 토양을 7 cm 깊이로 채우고 물을 더해 교반하였다. 토양 교반 후 1일에 벼 담수직파재배용 파종 전 제초제를 토 양표면 처리하고 담수상태를 유지하였으며, 파종 당일 담수심 1 cm로 배수하였다. 시험구는 처리온도별 난괴법 4반복으로 배 치하였으며, 각 시험구당 최아종자 50립을 표면파종하였다. 비 료는 완효성 복합비료의 포장 표준시비량을 상자의 면적으로 환산하여 시비하였다. 초기생육과 입모상태를 검토하기 위하 여, 각 시험구별로 파종 후 30일에 입모수를 세어 입모율로 환산하고, 그 중 생육이 양호한 10개체의 초장을 조사한 후 70℃에서 7일간 건조하여 건물중을 측정하였다. 모 충실도는 건물중을 초장으로 나누어 계산하였다. 시험성적은 최소유의 차 검정을 통해 품종별 파종시기간 차이와 파종시기별 품종간 차이를 비교하였다. 기온 1℃ 증가에 의한 초장, 건물중, 모 충실도의 변화 정도는 조사성적 평균치의 처리간 차이를 처리 온도의 차이로 나누어 계산하였다.

결 과

포장시험

4월 30일부터 6월 9일 파종 처리의 입모기간 중 평균기온 변화는 Fig. 1과 같다. 평균기온은 날짜 경과에 따라 증가하는 추세였는데, 5월 상순의 평균기온은 14.3℃로 낮았고 그 중 6 일은 15℃ 이하를 보였다. 파종시기에 따른 파종 후 30일간의 벼 입모기간 중 평균기온은 4월 30일 파종 18.0℃, 5월 10일 파종 20.8℃, 5월 20일 파종 22.0℃, 5월 30일 파종 22.9℃, 6월 9일 파종 23.8이었다. 5월 10일 이후로는 파종기가 10일 늦어짐에 따라 입모기간 중 평균기온이 0.9 ~ 1.2℃ 증가하였 으나, 4월 30일에서 5월 10일로 늦어진 경우에는 2.8℃ 증가 하여 평균기온이 급격하게 상승하였다.

파종시기에 따른 입모수는 3품종 모두 5월 10일 파종부터 는 통계적 차이가 없었으나, 4월 30일 파종에서는 낮은 경향 을 보였다(Table 1). 품종에 따른 입모수는 5월 20일 파종에 서 수원560이, 6월 9일 파종에서 수원560과 목우가 다른 품 종에 비해 많았고, 파종기 처리에서는 품종간 통계적 차이가 없었다. 그러나 전반적으로 녹양에 비해 목우와 수원560의 입 모수가 많은 경향을 보였다. 파종 후 30일의 초장은 3품종 모 두 파종기가 늦을수록 유의하게 길어졌는데, 목우 및 수원560 과 달리 녹양은 5월 30일과 6월 9일 파종간에는 통계적 유의 차가 없었다. 각 파종시기 처리에서 초장은 품종간에 통계적 차이가 있었는데, 파종기에 따라 차이는 있었으나 전반적으로 수원560, 목우, 녹양의 순으로 긴 경향이었다.

실내시험

포장시험의 입모기간 중 평균기온 범위인 18, 21, 24℃에서 검토한 결과, 파종 후 30일의 입모율은 일품에서는 온도 상승 에 따라 높아지는 경향이었지만, 모든 품종에서 처리온도간 차 이를 보이지 않았다(Table 2). 일평균기온 18℃에서 입모율은 일품이 가장 높았고 수원560이 다음이었으며 녹양과 목우에서 는 비슷하였으나, 품종간 통계적 차이는 없었다. 평균기온 21℃와 24℃에서 입모율의 품종간 차이는 18℃에서와 비슷한 경향을 보였으나, 총체 사료용 벼에 비하여 일품에서 유의 하게 높았고 총체 사료용 벼 품종간에는 통계적 유의성이 없었다.

파종 후 30일에 초장은 4품종 모두 온도가 높을수록 증가하 였는데, 18℃와 21℃에서는 수원560이 가장 길었고 목우, 녹 양, 일품은 비슷하였다(Fig. 2). 그러나 24℃와 27℃에서는 수 원560과 목우의 초장이 녹양과 일품에 비하여 길었다.

파종 후 30일의 건물중은 공시 품종 모두 24℃까지는 온도 가 높을수록 유의하게 증가하였다(Table 3). 평균기온 27℃에 서 건물중은 24℃와 통계적 차이가 없었으나, 녹양의 경우 24℃와 비슷한 반면 목우, 수원560, 일품에서는 오히려 감소 하였다. 평균기온 18, 21, 24℃에서 품종간 건물중의 유의차는 일정하지 않았으나, 수원560, 목우, 일품, 녹양 순으로 무거운 경향이었다. 그러나 27℃에서는 목우가 수원560보다 건물중이 높았고, 녹양과 일품은 비슷하게 낮았다. 묘 충실도는 모든 품 종에서 24℃까지는 온도가 증가할수록 유의하게 증가하는 경 향이었으나, 27℃에서는 24℃와 통계적 차이는 없었지만 모든 품종에서 감소하였다. 특히 수원560은 24℃에 비해 27℃에서 충실도의 감소가 다른 품종보다 컸다.

고 찰

포장시험에서 4월 30일 파종 처리의 벼 입모기간 중 평균 기온은 18℃였고, 이때의 입모수는 입모기간의 평균기온이 20.9℃였던 5월 10일 파종에 비해 낮았다(Fig. 1 & Table 1). 이 결과를 보면 입모기간 중 평균기온이 20℃ 이상 되어야만 총체 사료용 벼의 입모가 안정화되는 것으로 생각되나, 실내 시험에서는 18℃에서도 21℃ 및 24℃에서와 입모율의 차이가 없었다(Table 2). 이와 같은 차이는 포장에서는 파종 후 시일 경과에 따라 기온이 상승한 반면, 실내시험에서는 30일간의 입 모기간 동안 평균기온이 동일하게 유지되었기 때문인 것으로 생각된다. 4월 30일 파종 처리에서는 특히 파종 후 10일간의 평균기온이 15℃ 이하로 낮아 총체 사료용 벼의 입모에 부정 적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 포장시험에서 m²당 입모 수는 녹양의 4월 30일 파종에서 80개로 가장 적었고, 수원 560의 5월 20일 파종에서 143개로 가장 많았다(Table 1). Lee et al. (1994)은 벼 담수직파재배에서 m²당 적정 입모수 는 품종에 따라 다르나 78 ~ 120개이고, 이 때 10a당 파종량 은 2.7 ~ 4.0 kg이라고 보고하였다. 이 적정 입모수는 쌀수량을 기준으로 한 것이기 때문에, 총체 수량을 기준으로 하면 달라 질 수 있을 것이다. 그러나 총체 사료용 벼의 적정 입모수가 아직까지 보고되어 있지 않기 때문에, Lee et al.(1994)의 결 과를 기준으로 하면 4월 30일에 파종하여도 적정 입모수 범 위를 충족할 수 있었다. 한편 실내시험에서 총체 사료용 벼 품종간 입모율은 통계적 차이는 없었으나 수원560, 목우, 녹 양의 순으로 높았다(Table 2). 그러나 이들 세 품종은 일반형 품종인 일품에 비하여 입모율이 낮았으며, 평균기온이 18℃보 다 높아져도 입모율이 증가하지 않았으므로 품종 자체가 갖는 발아와 출아성이 개선되어야 할 것으로 생각된다.

포장시험에서 초장은 4월 30일 ~ 6월 9일의 파종기 범위에 서 입모기간 중 기온이 상승함에 따라 유의하게 길어져, 입모 수와는 다른 양상을 보였다(Table 1 & Fig. 1). 5월 30일 파종 에 비해 6월 9일 파종에서 초장은 녹양의 경우 증가정도가 적 었으나, 목우와 수원560의 경우에는 유의하게 길어졌다(Table 1) 또한 상대적으로 저온이었던 4월 30일 파종에서는 목우의 초 장이 녹양보다 짧았던 결과를 감안하면, 목우와 수원560의 초 기 신장성은 녹양보다 고온에서 더욱 크게 발현되며, 특히 목 우는 초기 신장을 위한 고온 요구도가 높은 것으로 보인다. 실내시험에서도 입모기간의 온도 증가에 따른 품종의 초기 신 장성 변화 양상은 포장시험에서와 비슷하였다(Fig. 2). 특히 목 우는 입모기간 중 평균기온 18℃와 21℃에서는 녹양과 초장 이 비슷하였으나 24℃와 27℃에서는 길어졌는데, 이 결과는 포장시험에서의 결론을 뒷받침한다. 실내시험에서 평균기온이 18℃에서 21℃, 21℃에서 24℃, 24℃에서 27℃로 높아질 때 기온 1℃ 증가에 대한 초장 신장 정도는 Fig. 3과 같다. 기온 1℃ 상승에 따른 초장 증가 정도는 18℃에서 24℃까지 상승 할 때는 녹양, 목우, 수원560이 일품보다 월등하게 컸으나, 24℃에서 27℃로 상승할 때는 반대의 경향을 보였다. 모든 품 종에서 기온 1℃ 상승에 따른 초장 신장 정도는 18 ~ 24℃ 범위에서 높았고, 24℃에서 27℃로 상승한 경우에는 적어졌다. 이는 초장 신장 효과가 평균기온 24℃ 이하에서 큰 것을 의 미하는데, 총체 사료용 벼 품종에서는 녹양보다 목우와 수원 560의 신장 정도가 커서 직파재배를 위한 초기 신장성 측면에 서 유리한 것으로 생각된다. 녹양과 수원560은 입모기간 중 평균기온이 18℃에서 21℃로 높아질 때가 21℃에서 24℃로 높아졌을 때보다 초장 신장 정도가 컸으나, 목우는 반대의 경 향을 보였다. 이 결과로 볼 때, 목우의 초장 신장은 상대적으 로 고온에서 효과가 크고, 수원560은 비교적 저온에서 초장 신장 효과가 크며, 목우와 수원560이 녹양보다는 전반적으로 초기 신장성이 양호한 것을 알 수 있다. 수원560의 경우 입모 기간의 평균기온이 24℃에서 27℃로 높아질 때는 초장 신장 정도가 다른 품종에 비해 급격하게 적어져, 입모기간 중 평균 기온 24℃ 이상일 때는 초기 신장성 증진의 효과가 적은 것 으로 나타났다.

실내시험에서 파종 후 30일의 건물중은 평균기온 상승에 따 라 24℃까지는 증가하였으나, 27℃에서는 24℃에서와 비슷하 거나 오히려 감소하였다(Table 3). 평균기온 18℃를 기준으로 온도 1℃ 상승에 따른 건물중 변화 양상을 보면, 녹양은 18℃에서 21℃로 올라갈 때 증가 정도가 가장 컸고 다음이 21℃에서 24℃로 높아질 때였으며, 24℃에서 27℃로 상승할 때는 거의 증가하지 않았다(Fig. 4(a)). 반면, 목우는 평균기온 이 18℃에서 21℃로 높아질 때보다 21℃에서 24℃로 상승할 때 건물중 증가 정도가 컸고, 24℃에서 27℃로 높아질 때는 오히려 감소하였다. 수원560은 18 ~ 21℃와 21 ~ 24℃의 평균 기온 범위에서 건물중 증가 정도가 비슷하여 일반형 품종인 일품과 유사한 양상을 보였으나, 24℃에서 27℃로 온도가 상승 하면서 건물중의 감소 정도가 다른 품종보다 현저히 컸다. 이와 같이 건물중의 변화는 모든 품종의 초장이 27℃까지 기온이 높 아짐에 따라 증가한 결과와는 다른 양상을 보였다(Fig. 2 & 3).

초장은 건물중과 함께 증가해야만 묘가 충실하고, 초장만 신 장하면 묘가 도장하고 연약해져 그 이후의 생육에 영향을 미 치게 된다. 각 처리 온도에서 평균기온 1℃당 묘 충실도의 증 감 양상은 총체 사료용 벼 품종간 차이를 보였다(Fig. 4(b)). 녹양은 입모기간 중 온도가 18℃에서 21℃로 상승할 때 묘 충실도의 증가 정도가 21℃에서 24℃로 상승할 때보다 컸던 반면, 목우는 반대의 결과를 보였으며, 수원560은 두 온도 범 위에서 비슷하여 일반형인 일품과 유사한 양상을 보였다. 기 온이 24℃에서 27℃로 높아질 경우에는 모든 품종의 충실도 가 낮아졌는데, 특히 수원560에서 그 정도가 컸고 녹양에서 가장 적었다.

이러한 결과를 종합하면, 입모기간 중 평균기온 18 ~ 27℃의 범위에서 벼 담수표면산파의 초기 신장 촉진과 건전한 입모에 가장 효과적인 온도는 녹양에서 21℃, 목우와 수원560에서 24℃이며, 특히 수원560은 온도가 24℃ 이상으론 높아지면 묘 가 도장하여 연약해지므로 지나친 고온에서의 파종은 피해야 할 것으로 판단된다.

적 요

총체 사료용 벼의 초기 신장성과 입모 특성을 알아보기 위 하여 수원 소재 국립식량과학원 시험포장 조건에서 파종시기 를 조절하고, 인공기상연구동 정밀유리실에서 입모기간 중 평 균기온을 조절하여 검토한 결과는 다음과 같다.