지구 온난화에 의해

평균기온이 상승되는 것은 각종 기 상재해가 심화되는 위기요인이지만 한편으로는 농작물의 재배 기간이 늘어나는 기회요인이 될 수 있다(Jung et al., 2012). 우리나라의 단옥수수는 1962년부터 외국품종을 도입하면서부 터 재배되기 시작하였고, 1982년에는 종자 70톤이 도입되어 약 4천 ha가 재배되었다(Park et al., 1987a). 단옥수수는 단일과 고온에 의해 개화가 촉진되며 파종일 부터 수확까지의 생육기 간이 짧아 우리나라 남부지방에서는 단옥수수를 비닐하우스를 이용하여 조기 재배한 후 후작으로 벼 또는 콩을 재배하여 경 지이용률을 높이는 동시에 농가 소득을 올릴 수 있는 주요한 소득 작물로 자리매김하고 있다(Park et al., 1987b). 농촌진흥 청에서는 단옥1호(1983년 육성)를 시작으로 현재까지 단옥수수 7품종을 육성하였는데 최근 육성한 품종으로는 고당옥과 구슬 옥이 있다(Lee et al., 1987; Kim et al., 1988; Kim et al., 2013). 고당옥과 구슬옥은 단교잡종으로 고당도 유전자인 sugary enhance(se)를 가지고 있어 당도가 높고, 구슬옥은 일반 단옥수수와 달리 종실색이 흰색과 노란색이 섞여있는 품종이 다(Lee et al., 2013). 최근 지구 온난화 현상으로 평균기온이 상승하여 여름이 길어지고 상대적으로 겨울이 짧아졌으며, 초 상일이 늦어지고 종상일이 빨라짐에 따라 무상일수가 증가하 였다. 따라서 대부분 봄 재배로 이루어지고 있는 옥수수에 대 한 만식재배 연구가 필요한 실정이다(Jung et al., 2012). 단옥 수수 가을재배 연구는 80~90년대에 이루어졌으나 주로 수입품 종인 Golden Cross Bantam 70 등을 이용한 연구가 대부분이 었고(Kim et al., 1998; Jong and Heo, 1992), 최근 육성된 단옥수수 품종의 파종시기별 생육 특성에 대한 연구 및 관련 정보는 상대적으로 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 최근 개발된 단옥수수 품종인 고당옥과 구슬옥을 대상으로 파종시 기에 따른 생육 및 이삭 특성을 비교하여 고품질 단옥수수 생 † 산을 위한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.

재료 및 방법

본 시험은 2011년부터 2012년까지 2년 동안 국립식량과학 원 밭작물 시험연구포장(수원, N126°58’ E37°15’)에서 단옥수 수 품종인 구슬옥 및 고당옥을 6회(6월 30일, 7월 10일, 7월 20일, 7월 25일, 7월 30일, 8월 5일)에 걸쳐 파종하였다. 재식 거리는 옥수수 표준 재식밀도(5,714본/10a)에 따라서 70 × 25㎝(휴폭×주간거리)로 하였다. 시비량은 10a당 15-3-6- 1,000㎏(N-P₂O₅-K₂O-퇴비) 수준으로 시용하였는데, 질소비료 는 기비와 추비(5∼6엽기)를 50 : 50으로 각각 분시하였고, 인 산, 칼리 및 퇴비는 전량을 기비로 로타리 작업 전에 시용하 였다. 조명나방 방제를 위하여 파종직후 Carbofuran 입제를 10a당 4㎏를 살포 한 후 출웅 직전에 Fenitrothion 및 출사시 에 Phenthoate을 각각 1,000배액으로 하여 10a당 160L를 살 포하였다. 기타 재배관리는 농촌진흥청 옥수수표준재배법(농진 청, 2003)에 준하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 배치 하였고, 조사항목은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석 기준(RDA, 2011; 2012)에 준하였다. 출사기까지의 유효적산온 도(growing degree days : GDD)는 Gilmoreet al. (1958)의 방법에 따랐고, 일최저기온(T_max)이 10℃이하이면 10℃이고, 일최고기온(T_min)이 30℃이면 30℃로 계산하였다(Sacksa & Kucharika, 2011). 단옥수수 생육 특성은 간장, 착수고, 경태, 절수, 건물중과 개체당 이삭수를 조사하였는데, 단옥수수 풋 이삭은 시험구당 24개체의 이삭을 채취하여 포엽을 제거한 후 이삭무게, 이삭길이, 이삭직경, 단위면적당 이삭수와 수량을 조 사하였다. 본 시험기간의 기상은 Table 1에 나타내었고, 시험 결과의 통계분석은 SAS 9.2(statistical analysis systems Inc., Raleigh, NC, USA)을 이용하여 분산분석(analysis of variance)을 하였으며, 던컨의 다중범위검정(Duncan’s multiple range test) 으로 5% 유의수준에서 검정하였다.

결과 및 고찰

단옥수수 재배기간의 기상

본 시험을 수행한 2011 ~ 2012년의 단옥수수 재배기간 동안 순별 평균기온, 강수량과 일조시간을 평년(1981 ~ 2010)의 자 료와 함께 Fig. 1에 나타내었다. 단옥수수 재배기간(4월 상순 ~ 10월 하순) 동안 평균기온은 2011년 19.9℃, 2012년에 20.4℃로 평년의 19.4℃보다 약 0.5℃ 높았으며, 4월 상순과 9월 중순을 제외하고 대체로 평년보다 높거나 비슷하였다. 재 배기간 동안의 강수량은 2011년에 1,833 mm, 2012년에 1,581 mm로서 평년 1,147 mm보다 약 560 mm 많았고, 6월 하순 ~ 7월 중순과 8월 중순 ~ 9월 중순에 집중적으로 분포되 어 있었다. 일조시간은 2011년에 약 1,190시간, 2012년에 약 1,373시간으로 평년 1,311시간 보다 약 30시간 길었으며, 상대 적으로 강수량이 많았던 7월 상순 ~ 7월 중순과 8월 중순 ~ 9 월 중순의 일조시간은 평년과 비슷하거나 짧았다. 일반적으로 옥수수의 생육 적온은 25 ~ 30℃로 알려져 있으며, 옥수수 생 육과 수량은 온도, 강수량, 그리고 일장과 밀접하게 관련되어 있다(Herrero & Johnson, 1980; Park et al., 1987). 옥수수 여름재배를 할 때에는 고온기에 영양생장기와 출사기를 거치 게 되는데, 기온이 32℃ 이상되는 고온으로 지속되면 화분의 발육정지 및 파열로 수정불량을 일으킨다(Herrero & Johnson, 1980). 본 연구 기간 중 최고온도가 가장 높았던 시기는 7월 하순 ~ 8월 상순이며, 강수량은 6월에 평균 247 mm, 7월에 683mm, 8월에 371 mm, 9월에 137 mm, 10월 69 mm였다 (Table 1).

파종시기별 출사일수와 수확적기

파종시기에 따른 단옥수수의 생육기간 중 출사일수, 수확적 기를 Fig. 2에 나타내었다. 고당옥과 구슬옥 모두 파종시기가 늦어질수록 파종에서 출사기까지의 일수가 짧아졌으나 품종간 의 차이는 거의 없었다. 6월 30일 파종의 출사일수는 43 ~ 45 일이었고, 7월 20일 파종은 출사일수는 49 ~ 52일, 7월 25일 파종은 51 ~ 53일로 늘어났다. 출사에서 수확까지의 소요일수 를 계산해보면 6월 30일 재배 시에는 약 22 ~ 23일 이었으나 7월 25일은 27 ~ 30일, 8월 5일 재배에서는 30 ~ 36일로 길 어졌다. 옥수수 재배 시 출사기까지의 일수는 기온, 일조시간, 토양수분 등에 의해 영향을 받지만 대체로 평균기온이 높으면 짧아지며 일장에 의한 출사기의 변이가 현저한데 통상 단일에 의해 촉진된다고 한다(Song et al., 1985). 본 시험에서는 파 종시기가 늦을수록 생육초기의 습해, 고온에 의하여 출사일수 가 늦어지고, 등숙기의 저온에 의해 등숙 속도가 느려져 수확 시기가 지연된 것으로 판단된다.

파종시기별 생육적산온도와 생장온도일수(GDD)와의 관계

단옥수수의 파종에서 출사일까지의 적산온도는 Fig. 3에서 보는 바와 같이 2011년은 약 1,080 ~ 1,325℃이고 2012년은 약 1,080 ~ 1,334℃였고, 출사에서 수확기까지의 적산온도는 2011년은 약 544 ~ 619℃, 2012년은 약 523 ~ 585℃였다. 파 종에서 수확기까지의 적산온도는 2011년은 약 1,624 ~ 1,871℃, 2012년은 약 1,603 ~ 1,857℃로 거의 비슷하였다. 이와 같은 결과는 작기에 따라서 출사와 수확 소요일수는 달라도 적산온 도가 비슷한 것은 기온이 생장을 크게 지배한다는 보고와 일 치하는 경향이었다(Benoit et al., 1965).

옥수수의 생육영점온도인 10℃를 기준으로 계산한 생장온 도일수(GDD)는 파종 후 출사기까지 2011년은 약 659 ~ 821℃이 고 2012년은 약 675 ~ 774℃ 범위로 2011년에서 더 높았는데 (Fig. 4), 이와 같은 차이는 2011년 생육 초기의 고온에 의한 것으로 판단되었다. 출사 후부터 수확기까지는 약 213 ~ 353℃ 범위로 비슷하였으나 파종에서 수확까지의 GDD는 2011년(약 916 ~ 1,067℃)과 2012년(약 911 ~ 1,055℃) 모두 큰 차이가 없었다. 특히 8월 5일 파종에서 등숙기 중의 생장온도일수가 다른 파종시기에 비하여 크게 낮았는데 이는 등숙기의 기온이 상대적으로 낮은 것이 주요 원인으로 판단되었다.

파종시기에 따른 생육 특성 비교

고당옥과 구슬옥의 파종시기에 따른 간장과 착수고를 비교 한 결과 Table 2에 나타낸 바와 같이 파종시기가 늦어질수록 짧아졌으며 6월, 7월 재배에 비해 8월 5일 파종기에서 유의하 게 짧았다. 고당옥의 경우 2011년 6월 30일 파종구에 비해 7 월 25일 파종구에서 간장이 25%, 착수고가 21.4% 길어졌고, 구슬옥의 간장은 21.3% 길어지고, 착수고는 39.2%가 짧아졌 으며, 간장에 비해 착수고의 차가 더 컸다. 고당옥은 2012년 6월 30일 파종구에 비해 7월 25일 파종구에서 간장이 6%, 착 수고가 18% 짧아졌고, 구슬옥의 간장은 30%, 착수고는 48% 가 짧아졌다. 경태 역시 파종시기가 늦어질수록 유의하게 두 꺼워지는 경향을 보였으며, 두 품종 모두 2011년에는 6월 파 종 보다 8월 파종구에서 경태가 고당옥은 24%, 구슬옥 21% 두꺼워졌다. 그러나 2012년은 고당옥은 6월 30일 파종구에 비 해 8월 5일 파종구에서 53%, 구슬옥은 25% 얇았다. 이와 같 은 결과는 Jong과 Heo(1992)가 보고한 단옥수수 파종기 시험 에서 파종기가 늦어짐에 따라 간장과 착수고가 감소하였다는 결과와 일치하는 경향이었으나, 2년간(2011 ~ 2012년)의 6월과 8월의 기상은 현저하게 다르고 장마철과 강우와 일조시간에 따라 생육이 좌우한다(Table 2). 파종시기에 따른 엽장과 엽폭 을 6월 파종보다 7월 20, 25일 파종기가 긴 것으로 조사되었 고, 고당옥은 7월 25일 파종이 가장 길고, 구슬옥은 7월 20일 파종이 길다. 파종시기에 따른 단옥수수의 건물량을 보면 고 당옥의 경우는 7월 20일, 구슬옥은 6월 30일 이 가장 높으며, 두 품종 모두 파종시기가 늦어질수록 건물량이 감소하는 것으 로 나타났다. 이러한 결과들은 파종시기가 늦을수록 고온 환 경에서 생장하므로 호흡에 의한 소모가 증가하고 유기물의 생 성이 저하되어 상대생장률(relative growth rate)이 낮고(Kim et al., 1998), 충분한 영양생장이 이루어지지 못한 상태에서 생식생장으로 전환된 것으로 판단되며, 파종시기가 늦어짐에 따라 생육기간 중 온도가 높아지고, 일장이 짧아져 만식에 따 른 단일의 영향이 더 크게 작용한 것으로 판단된다.

단옥수수 이삭 특성 및 수량변화

파종시기별 이삭의 길이, 직경과 무게 변화는 Table 3과 Table 4, Fig 5와 6에 각각 나타내었다. 이삭 길이는 2011년 재배 시 고당옥이 16.5 cm, 구슬옥이 16.5 cm였으나, 2012년 재배 시에는 각각 14.7 cm와 14.5 cm로 2011년의 89%와 88% 수준이었다. 이삭 직경은 2011년 평균 4.4 cm이고 2012 년의 약 95% 수준인 4.2 cm로 나타났다. 이삭 무게는 2011년 재배 시 고당옥이 157.1 g, 구슬옥이 142.3 g이고, 2012년 재 배 시에는 2011년의 80%와 70% 수준인 126 g과 99 g으로 구슬옥의 감소량이 더 컸다(Table 3).

2년간 이삭특성을 보면 길이는 고당옥의 6월 파종은 13 cm, 7월 파종은 16.7 cm, 8월 파종은 13.9 cm이고, 구슬옥은 6월 파종은 15.2 cm, 7월 파종은 15.9 cm, 8월 파종은 14.5 cm이 다. 이삭직경은 고당옥은 4.37 mm, 구슬옥은 4.43 mm로 차이 가 없으나 6월, 8월 파종보다 7월 파종구에서 두껍다(Fig. 5). 이삭무게는 두 품종 모두 6월, 8월 파종구 보다 7월 파종구에 서 높고, 7월 25일 파종구를 보면 고당옥은 201 g, 구슬옥은 140 g으로 높다(Table 4, Fig. 6). Jong과 Heo (1992)는 단옥 수수를 생식용으로 재배할 경우 이삭의 길이는 15 cm, 이삭의 무게는 150 g 이상이 되어야 시장성이 있다고 하였고, 수원에 서 6월 30일, 8월 5일 파종에서는 이삭의 길이가 15 cm 이하 가 되어 상품으로서의 품질에 문제가 있으며 수원에서의 단옥 수수 파종 한계기는 7월 10일 ~ 20일이라고 보고하였다(Song et al. 1985). 본 시험에서 2년간 만식재배한 단옥수수의 이삭 특성을 비교하였을 때 7월 25일 파종구의 이삭 또한 상품성 이 양호한 것으로 나타나, 중부지역 단옥수수의 만식 재배한 계기는 7월 20일 ~ 25일인 것으로 판단된다.

적 요

본 연구에서는 2년간 수원 밭작물 시험포장에서 단옥수수 품종인 고당옥과 구슬옥을 파종시기에 따른 생육 및 이삭 특 성을 검토한 결과이다.