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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.27 No.4 pp.489-496
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2015.27.4.489

Major Factors for Affecting to Soybean Yield Decline in South Korea

Sang-Ouk Shin†
Won-Young Han
Byung-Won Lee
Hyun-Jin Park
Jin-Woo Bae
Kyung-Jin Choi NICS RDA Wanju 55365 Korea
In-Seok Oh
Corresponding author (Phone) +82-53-663-1110 (shinso32@korea.kr)
September 1, 2015 November 9, 2015 November 9, 2015

Abstract

Currently cultivation area of soybean and percentage of self-sufficiency has been decreasing in Korea. The trend of soybean yield in farm is at a standstill. The difference of soybean yield between farm is large and soybean yield is low compared to the potential yield. During that time, to obtain a high yield in soybean many researchs focused on imputing cultivation techniques. A research for factors affecting to soybean yield through comprehensive analysis of actual condition in soybean cultivation have not practiced in our country. Accordingly, this research was carried out to investigate factors affecting to soybean yield based on actual condition of farmer’s field. This research was performed at three major soybean producing districts, Paju, Andong and Muan from 2013 to 2014. The soybean cultivar Daewon was grown in Paju and Andong, and the other cultivar Taekwang in Muan. Survey was conducted in 2013 for soybean cultivation factors in 2012, and the investigation in 2014 was practiced for survey on cultivation factors in 2013 along with field investigation. The contents of questions and field investigation were seeding dates, planting distances, frequency of fungicide and pesticide treatment, degree of weed occurrence, P.E. film mulching or non mulching, amount of fertilizer application, irrigation frequency, paddy or upland field and soybean yields in this study. Investigation factors were analyzed using multiple regression model of SAS program. The results of multiple regression analysis in three districts for three years are described follows: soybean yield increased by 488kg/ha(23%) under P.E. film mulching, 520kg/ha(24%) in paddy field cultivation, and 165kg/ha(7%)/10a per supplement irrigation to three times. Based on above results, even though factors affecting to soybean yield differs under weather condition in each district, major factor of soybean yield decrease was shortage of soil moisture during June and September according to the investigated data at three districts during three years in this research.


soybean , yield

우리나라에서 콩 수량성 저하에 영향을 미치는 주요요인

신 상욱†
한 원영
이 병원
박 현진
배 진우
최 경진 농촌진흥청 국립식량과학원
오 인석

초록


    Rural Development Administration
    No.PJ009379022014

    근래에 수년간 걸쳐 우리나라 콩의 재배면적 감소와 더불 어 자급율은 감소추세에 있는 실정이다. 또한 콩의 농가의 수 량성도 정체추세에 있는데 재배 농가 간에도 콩의 수량성 차 이가 크며 고유의 잠재수량에 비해 낮은 수량성 보이고 있다. 즉 콩의 선도농가 수량성은 연구소수준에 근접하나 일반농가 는 매우 낮은 상태이다.

    그동안 국내에선 저위수량에 대한 문제는 꾸준히 제기되었 고 이를 극복한 최대수량을 얻기 위한 노력들은 계속 진행되 어 왔다. 1970년대에는 토양개량을 병행한 재배법 연구로 증수 를 꾀하였는데, Jin & Jeong (1972)은 적정시비와 석회시용 그리고 중경제초 및 배토와 병충해 방제로 증수문제의 해결방 안으로 보았다. 그리고 Choi 등(1973)은 작형별 적기파종, 적 정재식밀도, 적정시비, 석회살포, 배토 및 중경제초, 병충해방 제를 통하여 콩 수량을 증대시킬 수 있다고 하였다. Yeon 등 (1976)은 콩 수량의 최고 수확농가와 도내평균과 차이가 10 a 당 100 kg 이상 차이가 나는 원인은 품종선택, 시비법, 재식밀 도, 병충해방제 등 몇 가지 증수요인을 도외시 하는데 기인한 것이라 지적하였다. 1980년대에는 증수를 위해 1970년대 재배 기술에 덧붙여 몇 가지 재배기술들이 추가되었는데 Kim 등 (1984)은 퇴비시용, 적심, 관수, 경심(耕深), 요소엽면시비 기술 들을 고려하였고 Kim 등(1985)은 추가로 질소추비 기술을 상 정하였으며 Jin 등(1986)은 증수를 위하여 비닐피복기술을 추 가하였다. Kim & Hu (1983)는 콩의 감수원인을 2 ~ 3년 한 번 정도의 콩 파종시기에 토양수분 부족에 의한 콩 파종시기 지연, 7월중 폭우에 따른 과습과 일조시간 단축과 더불어 고 온이 도장 및 도복을 유도, 그리고 3 ~ 4년에 한번정도의 8월 상중순에 한발이 개화착협기에 영향을 주는데 의한 것이라고 지적하였다.

    위의 콩 수량증수를 위한 재배기술들의 고려와 더불어 작물 생산 증대시키기 위해 미래전망을 분석하는데 있어 한 가지 접 근법은 수량의 격차를 평가하는 방법이다(Cassman et al, 2003; Lobell et al. 2009). 즉, 큰 수량격차는 수량성 향상을 위한 더 큰 잠재력이 있음을 의미한다. Evans와 Fischer (1999)는 잠재수량에 대해 영양분과 수분이 제한되지 않고 해 충, 병, 잡초, 도복 및 다른 스트레스가 효과적으로 방제된 적 응된 환경에 자란 품종의 생산량을 잠재수량이라 정의하였고, Loomis와 Conner (1992)는 최대 생산기술의 사용에 대한 특 이한 요구, 즉 파종시기, 파종밀도, 품종의 성숙기 등의 요구를 지닌다고 하였다. 잠재수량의 추정방법으로는 농가들의 다수확 경진대회에서 최고수량, 잘 입증된 작물 시뮬레이션 모델, 잘 관리된 시험포장에서의 수량 그리고 농가최고 수량 등이 있다 고 하였다(Lobell et al, 2009).

    콩은 다른 밭작물과 마찬가지로 토양환경, 기상재해, 병해충 등 생산 환경에 노출되어 수량성 차이가 큼에도 불구하고 위 에서 살펴 본 바와 같이 재배기술들의 투입을 통한 콩 생산성 향상을 위한 연구만 수행되어 왔고, 종합적인 농가 재배실태 분석을 통한 원인분석 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 콩 의 생산성 향상에 효율적인 대책수립과 효과적인 농가교육을 위해 농가재배실태를 종합적으로 조사하여 저수요인을 찾고자 콩의 수량에 미치는 요인 분석을 위한 본 연구가 수행되었다.

    재료 및 방법

    본 시험은 2013년부터 2014년까지 2년간 콩의 주산지인 파 주, 안동 그리고 무안지역에서 실시되었다. 시험품종은 파주 및 안동지역은 대원콩 그리고 무안 지역은 태광콩 이었다. 1 년차 시험조사에서는 2012년 재배상황에 대한 설문조사가 진 행되었다. 설문내용은 파주 19농가, 안동 28농가 그리고 무안 에서 24농가를 대상으로 파종시기, 재식거리, 병충해방제 횟수, 비닐피복유무, 시비량, 관수횟수, 논밭구분 및 수량에 대해 조 사하였다. 2014년도에는 재배이력 및 수량성에 대한 조사와 2013년도 재배상황에 대한 설문조사를 병행하였다. 2014년에 는 파종시기, 재식거리, 병충해방제 횟수, 비닐피복유무, 시비 량, 관수횟수, 논밭구분 그리고 수량성에 대해 파주 17지점, 안동 20지점 그리고 무안 20지점에 대한 조사를 진행하였다. 2013 재배상황에 대한 설문조사에서는 파종시기, 재식거리, 병 충해방제 횟수, 잡초발생정도, 비닐피복유무, 시비량, 관수횟수, 논밭구분 및 수량에 대해 파주 56농가, 안동 56농가 그리고 무안 50 농가에 대해 조사를 진행하였다. 조사된 자료 중 재 식밀도는 Ha당 재식본수로 그리고 시비량은 성분량으로 환산 하였다. 조사의 결과를 Table 1에서 보는 바와 같이 코드화 시켜 연도와 지역에 관계없이 통합적으로 감수요인을 중회귀 분석한 결과와 연도를 통합하여 지역별로(파주, 무안, 안동) 감 수요인을 분리한 결과를 별도로 분석하였다. 각 분석방법은 수 량변이와 단순상관이 가장 높은 요인을 먼저 선택하고 나머지 각 요인을 별도로 추가하여 가장 기여도가 높은 요인을 추가 로 선택하는 과정을 반복하는 Forward Selection 방식으로 분 석하였다. 추가로 선택된 요인의 기여도 증가 효과가 적은 경 우에는 그 요인과 나머지 요인은 분석에서 제외되었다.

    결과 및 고찰

    Table 2 ~ Table 4 는 콩 저수요인을 찾기 하기 위한 조사 년도 별 지역의 기상요인을 콩의 생육시기별로 나타낸 것이다. Table 2의 2012년도 기상에서 파주는 파종후 입모와 영양생장 기 동안(GP I과 GP II기간) 평년에 비해 강우량이 적고 평균 온도 높고 일조시수가 많은 상태로 경과하였고, 주로 개화와 착협기에 해당하는 시기(GP III)에는 강우량이 평년보다 많아 수분부족에 취약한 개화기의 수분장애 문제는 없었으며 주로 립비대 기간인(GP IV) 이 시기에는 평년에 비해 강우량은 적 지만 충분한 강우로 평년보다 긴 일조시수와 더불어 립중 증 대에 유리한 기상이었다. 안동과 무안에서는 파종, 입모 및 초 기생육에 해당하는 GP I기간 동안 평년보다 강우량이 적으며 절대량이 적어 입모와 초기생육에 불리하게 작용 작용하였으 며 GP III와 GP IV기간 동안 강우량이 많아 개화 및 수정 그리고 립비대에 필요한 수분부족은 초래하지 않은 것으로 사 료된다.

    Table 3에서 2013년도 기상을 보면 파주에서는 GP I기간에 평년에 비해 적은 강우량과 절대량이 매우 적어 파종, 입모 및 초기생육에 매우 불리하였으며 GP III기간 동안 평년보다 강우량은 적었으나 절대량이 부족하지 않아 높은 평균기온과 많은 일조시수로 개화 및 착협에 유리하게 작용하였고, GP IV기간 동안 적정량의 강우가 있었고 일조시수가 평년보다 길 어 립중 증대에 유리하게 작용한 것으로 생각된다. 안동에서 는 GP I ~ GP III기간 동안 적정량의 강우가 있었고 평년보다 평균기온과 일조시수가 높고 많아 입모, 생육 개화수정 및 착 협이 순조롭게 진행된 것으로 사료되며 GP IV기간 동안 강우 량이 평년보다 적고 절대량이 적어 립중 증대에 다소 불리하 게 작용하였다. 무안에서는 전 생육기간 동안 강우량이 적정 하고 평균기온이 평년보다 높으며 GP I기간을 제외한 나머지 기간에 일조시수가 많아 생육 및 결실이 순조로웠던 것으로 사료된다.

    Table 4에서 2014년도 기상을 보면 GP I기간 동안 절대강 우량이 적어 파종, 입모 및 초기생육에 불리하였으며 GP IV 기간에도 절대강우량이 적어 립중 증대에 불리하게 작용하였 다. 안동에서도 역시 GP I기간 동안 절대강우량이 적어 파종, 입모 및 초기생육에 불리하였고 GP II기간 동안 절대강우량이 적어 콩 생육에 불리하였으나 GP IV기간에 적절량의 강우와 일조시수 증가로 립비대에 유리하게 작용한 것으로 생각된다. 무안 역시 GP I기간 동안 절대강우량이 적어 파종, 입모 및 초기생육에 불리하였고 GP II이후 기간에 적정 강우량이 있었 으나 평년보다 평균기온과 일조시수가 낮고 적어 콩의 생육과 결실에 다소 불리하게 작용하였던 것으로 사료된다.

    Table 5에서는 설문 및 현지 조사를 통한 콩 재배실태를 분 석하기 위해 조사한 내용을 요약한 자료이다. 파종시기에 있 어서 파주에서는 소수 일부 농가에서는 5월말 파종이 있었으 나 대부분 6월중에 파종이 이뤄졌었고 안동에서도 소수 일부 농가에서 5월말과 7월초에 파종이 있었으나 대부분이 6월중에 파종이 이뤄졌으며 무안의 경우 6월중에 파종이 이뤄졌으나 양파후작인 관계로 대부분이 6월10일 이후로 파종이 이뤄졌었 다. 재식밀도는 3지역 모두 년도에 따라 차이는 있었으나 큰 차이는 없었고 지역별로는 파주와 안동은 비슷하였으나 무안 에서는 상대적으로 밀식을 하였다.

    비닐멀칭재배는 파주에서는 도입단계라서 일부에서 이루어 졌었고 안동에서는 대부분이 비닐멀칭위주로 재배되고 있었으 며 무안에서는 대부분이 노지에서 콩 재배가 이뤄졌었다. 2013 년 조사년도에 잡초발생정도를 보면 파주에서 상대적으로 잡 초방제가 미흡했는데 대면적에 강우로 잡초방제시기를 놓치는 경우가 많았다. 병충해 방제는 3지역 모두에서 평균2회 정도 에 못 미쳤었는데 파주와 안동에서는 연도에 따라 다소 차이 가 있었고 무안의 경우 년도에 따른 방제횟수 차이가 컸다.

    질소질 비료의 시비 경우 파주의 경우 주로 화학비료와 더 불어 우분, 축협액비 그리고 유박 등을 시비하는 농가가 일부 있었고, 안동의 경우 대부분 화학비료를 시비하였으며 무안의 경우 양파후작이 관계로 대부분 농가가 비료를 살포하지 않았 으나 일부 소수 농가에서는 화학비료를 시용하고 있었다. 콩 의 논재배는 파주와 안동에서 일부 소수농가가 하여 대부분이 밭재배였고 무안에서는 전부 밭재배를 하는 것으로 조사되었 다. 콩 포장 관수는 파주에서는 포장대부분이 시설이 갖춰져 있지 않아 관수가 미미하였으며 안동은 평균 1회에 약간 못 미치는 관수를 하는 것으로 조사되었으며 무안의 경우 지하수 를 이용한 포장관수 시설이 잘되어 있어 3지역중 관수를 가장 많이 하는 것으로 조사되었다. 콩 수량의 경우 안동에 있어서 는 3지역 중 수량이 가장 높고 연도별 큰 차이 없이 안정적 이었고 다음으로 무안이 수량이 높고 안정적 생산이 이뤄졌으 나 파주의 경우 연차간 차이가 크고 수량도 가장 낮았다.

    Table 6에서 Table 11까지는 콩 저수요인별 평균 수량을 비 교한 결과이다. Table 6에서 지역간에 수량을 비교하여 보았 을 때는 지역간 유의한 차가 있었는데 3개 지역중 안동에서 수량이 가장 높았다. 이는 안동에서는 비닐피복의 영향이 컸 던 것으로 보이며 무안에서는 필요시 관수가 용이한데 비롯된 것으로 생각된다. Table 7에서 콩 재배시 피복유무간의 비교 에서 3지역 전체적으로 보았을 때는 비닐피복이 수량은 많은 것이 유의하게 인정되었다. 지역별로는 파주에서는 피복유무 간 수량차이가 유의하게 인정되었으나 안동과 무안에서는 비 닐피복에서 수량은 많았으나 유의한 차이는 아니었다. 이는 토 양특성이 상이한데 따른 식물체가 이용할 수 있는 수분보유의 차가 그 원인으로 생각된다. Moon 등(1985)은 비닐피복을 하 지 않았을 때 보다 평휴의 경우 28% 그리고 고휴재배의 경우 62%의 증수효과가 있다고 보고하였으며 Yoon & Kim (1986) 도 비닐피복시 17%증수된다고 보고하였다.

    Table 8에서는 병충해 방제 횟수에 따른 수량의 비교를 하 여본 결과로 안동과 무안 그리고 전체적으로 방제회수 증가에 따른 수량이 많아지는 효과가 유의하게 인정되었다. 파주에서 방제횟수에 따른 수량의 차이가 없는 것은 재배년도에 따른 노린재발생 차이와 적정 방제시기를 놓쳐 수량차이가 크지 않 은 것으로 사료된다. 이는 조사기간중에 수량을 큰 영향을 줄 만한 병해와 주요해충인 나방류 피해가 없이 경과하여 콩의 수량감소에 노린재발생이 큰 영향을 미친 것으로 생각된다. 노 린재 중 톱다리개미허리노린재가 주로 큰 피해를 미치는데 1 회 성충은 5월중·하순경 그리고 2회 성충은 8월중·하순경에 발 생하는데(Yoon 등, 2012) 여러 요인이 많지만 주로 강우가 적 고 고온일 경우 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. Table 9 에서는 콩의 논재배와 밭재배시 수량을 비교하여 본 결과로 파주와 전체적으로 논재배에서는 밭재배시 보다 수량은 많은 것이 유의하게 인정되었다. 안동지역은 논재배시 밭재배시 보 다 수량은 많았지만 유의하지 않았는데 논의 밭토양화가 된 농가가 많았던데 기인한 것으로 사료된다. Kim 등(2007)은 콩 의 논 재배시 밭재배시 보다 수량성이 장류콩의 단작에서 3% 그리고 이모작에서 44% 높았고 나물콩의 경우 단작과 이모작 에서 33% 및 40%가 높다고 보고하였다.

    Table 10에서는 콩 밭에서 잡초발생정도에 따른 수량성을 비 교한 결과로 잡초방제를 소홀히 할 때에 수량성은 많이 저하 되었다. Kang 등(1980)은 콩 단작, 맥후작 공히 잡초와의 경합기간이 길수록 수량감소가 많았고 콩 생육상황도 협수, 분지수의 감소경향이 현저하였다고 보고하였다. 또 단작재배 에서 관행제초구 수량에 비해 생육초기 6주까지는 1 ~ 7% 감수이나 9주와 12주까지 경합은 25 ~ 51%의 감수율을 보여 파종후 6주때까지는 잡초방제가 실시되어야 한다고 하였다. Table 11에서 콩 포장 관수회수에 따른 수량성 비교의 결과를 보면, 파주와 무안의 경우 관수횟수별 유의한 차가 없었는데 2012 및 2013년도에 개화기와 협비대기에 강우량이 많아서 관 수의 효과가 두드러지지 않은 결과로 보이며(Table 2, Table 3), 안동의 경우2013년도에 협비대기에 강우량이 적어 관수횟수 를 늘릴수록 관수효과가 컷던 것이 유의한 차를 보이는데 큰 영향을 미친것이라 사료된다(Table 3 참조). 그리고 전체적으 로는 관수횟수가 많을수록 수량증가가 유의하게 인정되었다. Choi 등(1995)은 콩 생육기간중 무관수 대비 4회 관수시 수량 이 36%증수되는 효과가 있었다고 보고하였고, Kwon 등 (1988)은 건조처리에 의한 본당 수량감소는 생육후기로 갈수 록 크게 나타났다고 보고하였는데 Park & Son(1995) 역시 한발처리시 감수정도는 협비대기 >개화기 >초기생육기 순으 로 크다고 하였다.

    Table 12와 Table 13에서 재배기술들과 수량과의 상관분석 결과를 보면 3지역을 통합하였을 때는 비닐멀칭, 관수횟수 증 가 및 질소시비 정도가 높을수록 증수되었고, 파주지역에서는 콩의 논재배와 비닐피복이 증수를 보였으며 안동은 관수의 횟 수를 추가할수록 증수를 보였고 무안지역은 병충해방제 횟수 증대와 관수횟수 증가가 수량증수와 상관이 있었다.

    Table 14에서 3지역 3년 전체 중회귀분석 결과를 보면 비닐 피복을 하면 ha당 488 kg (23%) 증수를 하였고 논재배가 밭 재배 대비 ha당 520 kg (24%) 증수를 하였으며 추가관수 1회 마다(3회까지) ha당 165 kg씩(7%정도) 증수를 보였다. Table 15 에서 지역별로 보면 파주지역에서는 논재배가 밭재배 대비 ha 당 855 kg 증수하였으며 비닐피복하면 무피복 대비 ha당 482 kg 증수를 보였고 안동지역의 경우 추가관수 1회마다(3회 까지) ha당 231 kg씩 증수하였고 추가방제 1회마다(3회까지) ha당 174 kg씩 증수를 보였다. 무안지역에서는 비닐피복을 하 면 무피복 대비 ha당 470 kg 증수를 하였고 병충해방제에 있 어 추가방제 1회마다(3회까지) ha당 171 kg씩 증수하였다.

    Table 14에서 보면 수량에 큰 영향을 미치는 요인은 지역별 기상조건에 따라 달라지지만 무안, 안동 파주 등 3지역을 3년 간 조사한 결과를 대상으로 분석하면 콩의 수량 감수 주요인 은 6월과 9월의 토양수분 부족이었는데 해결방안으로는 논재 배 또는 밭에서 피복재배를 하는 것이며 밭재배에서 무피복일 경우는 한발시 수시 관수를 실시하는 것이다.

    적 요

    우리나라의 수량에 큰 영향을 미치는 요인을 구명하기 위해 콩의 주요 생산지인 파주, 안동 및 무안의 3지역에서 2012년 도에서 2014년까지 3개년의 설문 및 현지조사의 자료를 분석 한 결과는 다음과 같다.

    1. 3지역 3년 전체 중회귀분석 결과를 보면 비닐피복을 하 면 ha당 488 kg (23%) 증수를 하였고 논재배가 밭재배 대비 ha당 520 kg (24%) 증수를 하였으며 추가관수 1회마다(3회까 지) ha당 165 kg씩(7%정도) 증수를 보였다.

    2. 수량에 큰 영향을 미치는 저수요인은 지역별 기상조건 에 따라 달라지지만 무안, 안동 파주 등 3지역을 3년간 조사 한 결과를 대상으로 분석하면 콩의 수량 감수 주요인은 6월과 9월의 토양수분 부족이었다.

    Figure

    Table

    Encoding of investigated data for regression analysis

    ※FH-June : the first half of June, LH-June : the latter half of June

    Weather factors in 2012 according growth periods of soybean.

    ( ) : value comparing to normal year

    Weather factor in 2013 according growth periods of soybean.

    ( ) : value comparing to normal year

    Weather factor in 2014 according growth periods of soybean.

    ( ) : value comparing to normal year

    Summerized data of content surveyed at three district during three year.

    ※SD : Seeding Date, PD : Planting Density, M/N : Mulching/Non mulching, IF : Irrigation Frequency, CFDP : Control Frequency to Diseases and Insect Pests, NA : Nitrogen Application, P/U : Paddy/Upland field, WOD : Weed Occurence Degree,
    *: Farm No(Few/Medium/Many)

    Comparision of yield among cultivation districts in soybean.

    Comparision of yield between P.E film mulching and non mulching in soybean cultivation.

    Comparision of yield according to control frequency to diseases and pests in soybean cultivation.

    Comparision of yield according to soil condition in soybean cultivation.

    Comparision of yield as affected by weed occurrence degree in soybean field.

    Comparision of yield as affected by irrigation frequency in soybean cultivation field.

    Correlation analysis of total investigated data including three districts and three years. (n = 290)

    ※SD : Seeding Date, PD : Planting Density, M/N : Mulching/Non mulching, IF : Irrigation Frequency, CFDP : Control Frequency to Diseases and Insect Pests, NA : Nitrogen Application, P/U : Paddy/Upland field

    Correlation analysis between cultivation techniques and yield in each region.

    Multiple regression equation between yield and cultivation techniques of soybean in whole country.

    Multiple regression equation between yield and cultivation techniques of soybean in each district.

    Y : Yield, x1 : Planting Density, x2 : Control Frequency to Diseases and Insect Pests, x3 : Paddy/Upland field, x4 : Irrigation Frequency, x5 : Mulching/Non mulching,

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