호밀(Secale cereale L.)은 환경적응성이 우수하여 내한성이 강하고 토양 적응성도 넓어 우리나라 중부 지방에서 월동이 가 장 우수한 사료작물로 평가받고 있으며, 봄에 가장 일찍 예취 할 수 있는 청예 사료작물로서 가치가 높다. 또한 겨울철 유휴 논을 활용하여 생산할 수 있으므로 수확시기만 잘 조절된다면 매우 유용한 뒷그루 작물로 알려져 있다(Kim et al., 1986). 특히 호밀 품종인 ‘곡우’는 답리작과 옥수수 앞그루 청예용 조 사료 생산에 우수한 것으로 평가받고 있다(Heo et al., 2005).
경상북도는 2014년 기준 한우 농가가 21,800여 가구로 전국 지자체 중 가장 높은 점유율(22.2%)을 보이고 있다(Statistics Korea, 2014). 특히 경북 북부지역인 봉화, 예천, 안동 등을 중 심으로 한우농가가 밀집하여, 많은 양의 조사료가 필요하지만, 사료작물 재배를 위한 종자는 대부분 수입에 의존하고 있고 도 입가격 또한 매년 상승하는 경향이므로(Korea Customs Service, 2015) 조사료 종자생산 재배방법 등 조사료 자급생산 을 위한 기술 확립이 절실히 요구되고 있다.
사료작물의 파종량과 질소시비량에 관한 연구 보고에 의하 면, 일반적으로 파종밀도가 높을수록, 초기의 건물수량은 높아 지지만 개체 간 경합에 의하여 약한 개체는 고사하며 남은 개 체들은 비대화되는 현상을 보여 생육 후기의 건물 및 종자수 량에는 개체밀도 간에 큰 차이가 없다고 하였으며(Schadlich, 1986), 우리나라에서 호밀 파종 적기 범위인 10월 28일 파종 의 경우 파종량이 6 kg/10a에서 15 kg/10a으로 많아질수록 건 물수량은 증가하는 경향이었으나 종실수량(種實收量)은 파종 량 6 kg/10a에서 최고를 보인 후 감소하는 경향이었으며, 만기 인 11월 11일 파종의 경우는 파종량 증가에 따른 건물수량 증가 경향은 뚜렷하지 않았고 종실수량은 증가하는 경향이었 으나 적기 파종 수량에는 미달하였다고 보고된 바 있다(Kang and Ryu, 1987). 사료작물의 적정 파종량은 작물의 품종, 파 종기, 재배 지역, 토양비옥도, 병해충, 가뭄, 고온장해 등 재배 환경에 따라서 달라져야 하고, 특히 파종량이 증가하면 개체 밀도가 증가함에 따라 빛, 수분, 영양분 등에 대한 경합이 증 가하여 개체당 립수(粒數)와 종실중(種實重)을 감소시키고, 병 해충과 도복을 증가시킨다고 알려져 있다(Marshall et al., 1992). 충남 예산지역에서 답리작으로 호밀을 재배할 때 파종 량이 많을수록 초장과 단위면적당 경수 및 건물수량이 증가하 였으며(Kim and Chae, 1991) 질소시비량이 10 kg/10a에서 30 kg/10a까지 증가할수록 건물수량과 단백질 및 총가소화영 양분(TDN)이 증가한다고 하였다(Kim and Chae, 1994). Han et al. (1995)은 경기도 수원지역에서 수단그라스계잡종의 후 작(後作)으로 호밀을 파종하였을 때 건물수량 면에서 파종 량 20 kg/10a, 질소시비수준 22 kg/10a이 가장 적합하다고 하였다. 캐나다 서부지역에서 보리재배 시 질소 시비량이 증 가할수록(~ 12 kg/10a) 보리의 종실수량(barley grain yield)이 증가한 반면 도복도 증가하는 경향을 보였다(O'Donovan et al., 2011). 트리티케일의 경우, 질소시비량이 ~12 kg/10a까지 증가할수록 초장, 1수립수(穗粒數), 1수립중(穗粒重) 및 종실수 량이 증가한다고 하였다(Saglam and Ustunalp, 2014). Kang and Ryu (1987)는 경북 경산지역에서 적기(10월 28)에 파종하 였을 때 파종량 6 kg/10a에서 종실수량이 가장 높았다고 하였 다. 그럼에도 국내에서 호밀의 종자생산에 미치는 파종량과 질 소 시비량의 영향에 대한 연구는 미미한 실정이다.
따라서 본 연구는 경북 북부지역에서 호밀(Secale cereale L.)의 재배 생산지 확대를 위해 답리작과 옥수수 앞그루 청예 용 조사료 생산에 우수한 것으로 평가받고 있는 호밀 종자인 ‘곡우’를 이용하여 파종량과 질소 시비수준이 호밀의 채종(採 種)에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다.
재료 및 방법
본 시험은 2013년 10월 7일부터 2014년 6월 15일까지 경 상북도 봉화군 봉성면 외삼리에서 수행되었다. 시험 지역의 토 성은 사양토(모래 72.1%, 미사 24.8%, 점토 3.1%)이었으며 토양의 이화학적 특성은 pH 7.2, 유기물(OM) 함량 35.4 g/kg, 전기전도도(EC) 0.30 dS/m, 총 질소 함량 2.22%로 고랭지의 유기물 함량 20 g/kg(Zhang et al., 2007)보다는 높은 수준이 었다(Table 1).
시험에 사용된 호밀(Secale cereale L.)은 ‘곡우’를 사용하였 고 구당 면적은 50 m2로 하고 재식거리는 25 cm × 5 cm로 하 여 세조파하였다. 시험구 배치는 분할구 집구 배치 3반복으로 하였는데 파종량을 주구로 하여 3, 5, 7 kg/10a의 3수준으로 하였고, 질소시비량을 세구로 하여 0, 3, 6, 9 kg/10a의 4수준 으로 처리하였다. 인산은 7.4 kg/10a, 칼리는 3.9 kg/10a로 고 정하여 시용하였다.
호밀의 출수기(出穗期), 출현율, 생육재생기, 성숙기 등 생육 특성 조사, 월동(越冬)율, 도복 정도 등 생리장해 조사 및 1수 영화수, 종실 수량, 1,000립중(粒重), 1수립중(穗粒重), 종실수 량 등 수량관련 요소 조사는 농업과학기술 연구조사분석기준 (RDA, 2012)에 준하여 실시하였다. 생육재생기는 2월 상순에 경엽을 절단한 후 새로운 잎의 신장이 인정될 때를 기준으로 2월 중, 하순에 걸쳐 조사하였으며, 도복 정도는 수확 전 20일 에 달관조사를 실시하였다. 월동의 피해를 조사하기 위한 월 동율 조사는 작물의 월동 전후(11월, 4월)에 가로 20cm, 세로 30cm의 방형구를 시험구마다 무작위로 3개씩 설치하여 출현 주수에 대한 월동주수의 백분율로 계산하였다. 조사된 자료는 SAS program (version 9.1; SAS Institute Inc., Cary, NC) 을 이용하여 분산분석을 실시하였고 Duncan's multiple range test에 의하여 5% 유의수준에서 처리 평균간 통계적 차이를 검정하였다.
결과 및 고찰
시험기간 동안 봉화 지역의 평균 온도는 10월, 1월 및 6 월에 각각 8.9, −4.0 및 19.6°C로 30년간 평년 기온인 각각 9.3, −3.9 및 19.4°C와 비슷한 기온 분포를 보였으며 강수량은 시험기간 중 총 362 mm로 30년간 평균 514 mm 보다 적은 수준이었으나 파종 후 2, 3개월째에 예년 대비 비교적 높은 강수량을 보였다(Table 2).
호밀의 월동 및 생육상태
파종량과 질소시비 수준에 따른 호밀의 월동 및 생육에 대 한 영향은 Table 3과 같다. 파종량이 3 kg/10a에서 7 kg/10a으 로 늘어날수록 출현율은 86.3%에서 88.3%로 증가하는 경향이 었으며 질소시비량이 증가함에 따른 출현율 차이는 나타나지 않아 본 시험에서 파종량과 질소시비가 출현율에 영향을 미치 지 않은 것으로 판단되었다. 월동율은 모든 처리구에서 동일 하게 100%로 나타나 파종량과 질소시비량이 월동율에 미치는 영향은 없었다. 생육재생기는 파종량과 질소시비량에 따른 영 향 없이 일정하였고, 출수기는 모든 파종량 처리구에서 평균 4월 26일로 동일하여 파종량은 출수기에 영향을 주지 않는 것 으로 나타났으며, 질소무시용 처리구의 출수기는 4월 27일로 써 질소시용 처리구의 출수기에 비해 출수기가 1~3일 늦어지 는 경향을 보였으며, 질소비료를 시비할 경우 질소시비량이 증 가함에 따라 출수기가 1 ~ 2일 빨라짐을 보였으나 통계적 유 의성은 없었다. 수확 전 20일에 조사한 도복의 경우 호밀 파 종량이 3 kg/10a일 때 도복 척도가 평균 0.7로 나타나 20% 미만의 도복을 보였으나 파종량 5 kg/10a 이상의 처리구에서 는 질소무시용구를 제외한 모든 구에서 도복 척도가 3.0 이상 으로 나타나 21% 이상의 도복이 발생하였다. 그리고 파종량 7 kg/10a에서보다 파종량 5 kg/10a에서 도복이 더 많이 발생한 것으로 나타나 본 시험지역에서는 도복 발생을 줄이기 위한 한계 파종량은 3 kg/10a인 것으로 판단되었다. 본 시험에서 질 소시비는 도복을 증가시키는 것으로 나타난 반면 질소무시비 는 도복이 거의 발생하지 않았다. 파종량 3 kg/10a 조건에서는 질소비료 투여량이 증가하여도 도복 척도는 1.3 이하로 나타 나 도복이 적었으나, 파종량 5 kg/10a 이상의 조건에서는 질소 비료를 3 kg/10a 이상 투여하면 도복이 21% 이상(도복 척도 3.0 이상)으로 많아지는 것으로 나타났다.
상기 결과는 귀리의 파종량이 비교적 많으면(13.4 kg/10a) 도 복이 증가되고(Marshall et al., 1987), 벼에서도 5에서 10 kg/10a 로 질소시비량의 증가에 따라 포장도복 정도가 심하였다(Song, et al., 1996)는 결과와 같은 경향이었고, 이는 파종량이 증가 하면 개체밀도가 증가하고 빛, 수분, 영양분 등에 대한 경합이 증가하여 개체가 연약해짐에 따라 도복 피해가 증가한다는 보 고(Marshall et al., 1992)와 유사한 결과로 판단되었다.
파종량과 질소시비 수준에 따른 호밀의 생육 특성
파종량과 질소시비 수준에 따른 호밀의 생육 관련형질에 대 한 영향은 Table 4와 같다. 주당(株当)엽수는 파종량이 3 kg/ 10a에서 5 및 7 kg/10a로 늘어남에 따라, 질소 시비 수준의 증가와 함께 각각 7.6 ~ 16.7개, 8.4 ~ 23.1개 및 8.1 ~ 21.6개로 증가하였으며 파종량 5 kg/10a일 때 평균 15.4개, 7 kg/10a일 때 평균 14.9개로 3 kg/10a일 때의 평균 12.7개 보다 높았다 (p<0.05).
Kim과 Chae (1991)는 팔당 호밀의 파종량(8, 13, 18, 23 및 28 kg/10a)별 답리작 재배에서 파종량이 많아질수록 초장(草 長)과 경수(莖數)가 증가하여 청예 및 건물 수량이 많다고 보고 하였는데 본 연구에서도 파종량이 3에서 7 kg/10a로 늘어날수록 초장(草長)은 평균 183 cm에서 187 cm로 길어졌고 단위 면적 (m2)당 경수(莖數)도 평균 314개에서 398개로 증가함을 보여 (p < 0.05) 유사한 결과를 보였다. 간장(幹長)은, 파종량의 증가에 따라 평균 177 cm에서 178 cm로 증가하였으며 질소 시비량이 증가할수록 질소무시용 처리구(172 ~ 173 cm)보다 9 kg/10a 처 리구의 180 cm까지 길어졌다(p<0.05). 수장(穗長)은, 3 kg/10a 파종 시에 평균 10.5 cm로 가장 길었으나 파종량이 5 및 7 kg/ 10a로 증가함에 따라 각각 평균 10.0 및 9.9 cm로 감소한 반 면 파종량별 질소 시비량 증가에 따라 질소무시용 처리구의 9.1 ~ 9.9 cm에서 9 kg/10a 처리구의 10.1 ~ 10.9 cm까지 유의적 으로 길어졌다(p<0.05). 이러한 결과는 답리작 호밀의 질소시 비량별(10, 15, 20, 25, 30 kg/10a) 추파재배에서 질소 시비량 이 증가할수록 엽신과 엽초 등 부위별 건물의 수량도 유의적 으로 증가하는 결과(Kim과 Chae, 1994)와 유사하였다. 이상의 결과, 본 시험에서 호밀의 파종량과 질소시비가 호밀의 전반 적인 생육에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
호밀의 종실 수량 및 성숙도
파종량과 질소 시비 수준에 따른 호밀의 종실 수량 및 성숙 정도는 Table 5와 같다.
단위 면적(m2)당 이삭 수는 파종량 3 kg/10a일 때 평균 257 개에서 5 및 7 kg/10a로 늘어남에 따라 각각 293개 및 357 개로 증가하였고 파종량별 질소 시비량 증가에 따라 질소무시 용 처리구(216 ~ 242개) 보다 6kg/10a 처리구(287 ~ 411개)와 9 kg/10a 처리구(272 ~ 424개)에서 증가하였다(p<0.05). 이는 맥 아보리의 경우 질소시비량(0 ~ 12 kg/10a)이 증가할수록 개체 당 이삭 수도 많아진다는 보고(O'Donovan et al., 2011)와 유 사하였다.
1수영화수(穗穎花數)는 파종량 3 kg/10a일 때 평균 63.2개로 가장 많았으나 파종량이 5 및 7 kg/10a로 증가함에 따라 각각 평균 61.1개 및 60.6개로 감소하였다(p < 0.05). 한편, 1수당 성숙립수는 파종량 증가에 따라 평균 50.8개에서 53.0개로 증 가하였으며 파종량별 질소 시비량 증가에 따라 질소무시용 처 리구(47.1 ~ 49.1개) 대비 질소 시용 처리구(49.8 ~ 56.7개)에서 증가하였다(p < 0.05).
종실 수량의 경우, 파종량 3 kg/10a일 때 단위 면적(10a)당 평균 226 kg에서 파종량이 5 및 7 kg/10a로 늘어남에 따라 각각 254 및 256 kg까지 유의적으로 증가하였고(p<0.05) 파종량별 질 소 시비량 증가에 따라 질소무시용 처리구(153 ~ 205 kg)보다 질소 시용 처리구(223 ~ 286 kg)에서 증가하였다(p<0.05). 또한, 파종량과 질소시비에 의한 상호작용 효과(p<0.05)가 발생하여 파종량 5 kg/10a, 질소 시비량 3 kg/10a 일 때 종실 수량이 310 kg으로 가장 많았다.
1,000립중(粒重)은 파종량 3 ~ 5 kg/10a일 때 평균 33.5 kg에 서 파종량이 7 kg/10a로 늘어남에 따라 평균 31.9 kg으로 감소 하였으며(p < 0.05) 질소 시용에 따른 유의적인 차이는 없었다.
이상의 결과는 보리 재배 시 질소 시비량(0 ~ 12 kg/10a)이 증가함에 따라 보리의 종자 수율(barley grain yield)이 증가했 다는 결과(O'Donovan et al., 2011)와도 유사하였으나 낱알의 무게도 함께 증가했다는 결과와는 다소 차이가 있었는데 이는 파종량(200 and 400 seeds/m2)대비 질소시비 수준(0, 30, 60, 90, and 120 kg/ha actual N)이 본 시험에서보다 다소 낮았던 것과 더불어 재배지와 기후 등 재배 환경의 차이도 영향이 있 을 것으로 사료된다. 한편, Rho (1981)는 생육환경이 양호한 경우 질소 시비량에 따른 종실 수량에 차이가 없고, 질소 시 비량에 대한 반응이 적다고 보고하였는데 본 연구에서는 호밀 재배 기간 중 (2013. 10. ~ 2014. 6.) 월 평균기온이 예년 평균 기온과 대체로 큰 차이 없이 유사하였고 강수량(363 mm)도 예 년 평균(514 mm) 보다는 적었으나 파종 후 2, 3개월째에 각각 56.8 및 21.7 mm로 예년 평균(각각 33.7 및 19.6 mm) 대비 높은 강수량을 보였고 토양 유기물 함량이 고랭지보다는 비교 적 높은 등 호밀의 생육에 지장 없는 것으로 판단되는데 종실 수량에 대한 파종량(A)과 질소 시비량(B)의 영향이 인정됨과 더불어 상호작용(A×B) 효과도 확인되어(Table 5) 적정 수준의 파종량과 질소 시비량은 호밀의 종실수량을 효과적으로 확보 하기 위한 주요 요인임을 확인하였다. 이상의 결과는 질소 시 비량 (6.7 ~ 13.4 kg/10a)이 증가하면 귀리의 biomass와 종실수 량이 많아진다는 보고(Marshall et al., 1987; Robert, 1995) 와 비슷한 결과를 보였다.
Kim and Chae (1994)는 질소 시비량이 많을수록 호밀의 생체에너지 함량 및 조사료(forage) 수량이 증가했다고 하였고, Kim et al. (2008)은 고농도 질소(total nitrogen, TN 0.82%) 함유 돈분 액비를 사용하였을 때 저농도(TN 0.44%) 사용 시 보다 호밀의 초장(草長) 및 건물 수량이 증가했다고 하였다. 본 시험에서 1,000립중이 질소 시용 처리구에서 무시용구보다 평균값이 다소 낮은 경향은, 경수 및 이삭수가 증가하는 반면 낱알의 평균 무게도 감소하는 것으로 볼 때 일정 면적에서 질 소 시비량의 증가가 호밀의 종실보다는 줄기와 잎의 생육에 더 기여하기 때문인 것으로 사료된다.
종실 수량 측면에서 적정 파종량 및 질소 시비량을 설정할 경우, 파종량 3, 5 및 7 kg/10a, 질소시비량 각각 3, 3 및 6kg/ 10a일 때 종실 수량은 각각 267, 310 및 285 kg/10a으로 높 았고, 파종량과 질소시비에 의한 상호작용 효과로 파종량 5 kg/ 10a, 질소 시비량 3 kg/10a 일 때 종실 수량(310 kg/10a)이 가 장 많았다. 이는 파종량 5 및 7 kg/10a에서는 질소 시비량이 늘어남에 따라 평균 30 ~ 40%(도복 척도 4.4 및 3.3)의 비교 적 높은 도복을 보였던 것과 질소 시비량의 증가가 총 생체 량 보다 호밀의 종실에 덜 기여하는 것으로 본다면 파종량별 질소 시비량 증가는, 도복과 초체(草體) 대비 종자 생장의 비 중 감소를 조장하여 이에 따른 종실 수량 감소에 영향이 있는 것으로 사료된다.
이상의 결과, 경북 북부지역에서 사료용 종자 생산을 위한 파종량은 5 kg/10a, 질소 시비량은 3 kg/10a 수준이 적절할 것 으로 사료되었다. 파종량과 질소 시비 수준 최적화와 연차별 변화 확인을 위한 추가 시험이 필요할 것으로 사료된다.
요 약
본 연구는 경북 북부지역에서의 호밀(Secale cereale L.)의 종자생산을 위한 적정 파종량과 질소시비량을 알아보고자 파 종량은 10 a당 3 kg, 5 kg, 7 kg의 3 수준으로, 질소 시비량은 10 a당 0(무시비), 3 kg, 6 kg, 9 kg의 4수준으로 하여 파종량 은 주구, 질소시비량은 세구로 분할구 집구 배치 3반복으로 시 험한 결과는 다음과 같다.
출현율과 월동율은 파종량 및 질소시비량 증가에 대해 영향 을 받지 않는 것으로 나타났다. 도복은 파종량과 질소시비의 영향이 있는 것으로 나타났으며, 파종량 5 kg/10a 이상, 질소 시비량 6 kg/10a 이상에서 도복이 많이 발생하였으며, 파종량 3 kg/10a 조건에서는 질소시비량이 증가하여도 도복 발생이 20% 이하로 적었고, 질소 무시비 조건에서는 파종량이 7 kg/ 10a으로 증가하여도 도복이 발생하지 않았다. 개체당 엽수, 초 장, 경장은 파종량과 질소시비량이 많아짐에 따라 증가하였 으며, 파종량보다는 질소시비량 효과가 더 큰 것으로 나타났 다. 이삭길이는 파종량 증가에 의해서 짧아지고 질소시비에 의 해서 길어지는 효과를 보였으며, 파종량과 질소시비량의 상호 작용효과는 인정되지 않았다. 단위면적(m2)당 경수(莖數)와 이 삭수는 파종량보다는 질소시비량 증가에 의한 증대 효과가 더 큰 것으로 나타났으며 파종량과 질소시비량 상호작용 효과는 없었다. 종실수량은 파종량과 질소시비량 증가에 따라 유의적 으로 증가하였고 파종량과 질소시비에 의한 상호작용효과가 발생하여 파종량이 5 kg/10a이고 질소시비량이 3 kg/10a일 때 310 kg/10a으로 가장 높은 수량을 보였다. 이상의 결과를 종합 하여 볼 때 경북 북부지역 호밀 종자 생산을 위한 적정 파종 량은 5 kg/10a, 적정 질소시비량은 3 kg/10a 인 것으로 판단되 었다.
