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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.28 No.4 pp.485-489
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2016.28.4.485

Determination of Late Marginal Heading Date for Safe Maturation of ‘Palbangmi’ Rice in Korea

Han-yong Jeong, Kyung-Jin Choi†, Woon-Ha hwang, Dae-Wook Kim, Seung-Hyun Ahn, Jae-Hyeok Jeong, Hyeon-Seok Lee, Jun-Hwan Kim, Woon-Ho Yang*, Ji-Young Shon**
National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Wanju, 55365, Korea
*National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Suwon, 16429, Korea
**Rular Development Administration, Jeonju 54875, Korea
Corresponding author: +82-63-238-5262; choichoi@korea.kr
July 20, 2016 October 24, 2016 October 28, 2016

Abstract

‘Palbangmi’ is a super high-yield rice cultivar bred by interspecies cross between Tongil type and Africa rice. But, ‘Palbangmi’ has a problem in grain maturation which results in rice yield decreases. Because ‘Palbangmi’ is Tongil and Africa rice interspecies-crossed cultivar, it would be predicted to require higher temperature for grain maturation than japonica rice. Therefore, ‘Palbangmi’ would be required to determine Late Marginal Heading Date (LMHD) for normal maturation. In this study, experiment of transplanting date was carried out to determine LMHD of ‘Palbangmi’ in Suwon and Iksan for 3 years. When daily mean temperature was below 23°C, grain filling ratio (%) increased about 8% for each 1°C. On the other hands, grain filling ratio (%) didn't increase when the daily mean temperature was above 23°C. Therefore, it is determined that 23°C is adequate for minimum threshold temperature for grain maturation. The LMHD of ‘Palbangmi’ was determined from calculated heading dates for each year which could satisfy threshold temperature for 40 days after heading during last 15 years. As a results, LMHD was earlier than August 1 in 16 regions where it is inadequate for ‘Palbangmi’. Continually, LMHD was August 1 ~ August 5 in 13 regions, August 6 ~ August 10 in 14 regions and August 11 ~ August 15 in 21 regions. Finally, LMHD was later than August 15 in 14 regions. Considering that heading date of ‘Palbangmi’ is August 13 as mid maturing ecotype, it is suggested that earlier transplanting required for normal maturing in almost areas except south plain area and some areas of central plain area.


초다수성 벼 품종 팔방미의 안전 등숙을 위한 출수한계기 설정

정 한용, 최 경진†, 황 운하, 김 대욱, 안 승현, 정 재혁, 이 현석, 김 준환, 양 운호*, 손 지영**
농촌진흥청 국립식량과학원,
*농촌진흥청 중부작물부,
**농촌진흥청 국제기술협력과

초록


    Rural Development Administration
    PJ00926503

    팔방미는 국내 품종인 밀양 23호와 아프리카 재배종(O. glaberrima)간의 여교배로 육성한 통일형 벼 품종으로서 출수기 가 8월 13일인 중생종이다. 팔방미는 아밀로스 함량이 높아서 쌀국수 가공에 적합하며 백미 수량이 약 633 kg/10a로 높은 초 다수성 품종이지만, 지역적응시험결과 일부 지역에서 낮은 등 숙률에 의한 수량감소가 문제점으로 제기되었다(농촌진흥청, 2010, 2012, 2013).

    일본의 Tanaka (1950)는 출수 후 40일간 평균기온에 의해 벼의 등숙이 결정된다고 하였다. 그 후, 일본의 Murata (1964) 는 출수 후 40일간 평균기온이 약 21.5°C일 경우 최대수량을 확보할 수 있다고 하였다. 반면 농촌진흥청(1981)의 연구결과 에 의하면 우리나라에서는 출수 후 40일간 평균기온이 약 22.1°C일 때 최대수량을 확보할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 통일형 벼는 출수 후 40일간 평균기온이 23°C이상일 경우에도 수량이 증가하였으며 약 25.7°C일 경우 최대수량을 확보할 수 있을 것으로 추정되었다(農村振興廳, 1981). 팔방미 는 통일형 품종이므로 기존의 연구결과와 마찬가지로 등숙기 간 중 고온을 요구할 것으로 판단된다. 따라서 안정적인 등숙 을 위한 안전등숙 한계온도와 이를 충족시킬 수 있는 출수한 계기를 설정할 필요가 있다.

    벼가 정상적으로 등숙할 수 있는 최저온도를 안전등숙 한계 온도라고 하며, 이 온도를 충족시킬 수 있는 가장 늦은 출수 기를 출수한계기라고 한다(Tanaka, 1950). 출수한계기를 추정 할 수 있는 방법은 여러 가지가 있는데, 일본의 Tanaka(1950) 는 출수 후 40일간 평균기온에 따른 천립중의 변화를 통해 안 전등숙 한계온도와 출수한계기를 추정하였다. 반면, 우리나라 의 Son et al. (1985)은 벼의 등숙률이 70%가 되는 최저온도 를 실용적 안전등숙 한계온도로 설정하였으며 1973년부터 1983년까지의 기상자료를 바탕으로 80%확률로 안전등숙 한계 온도를 확보할 수 있는 출수기를 출수한계기로 설정하였다. 더 나아가 Kim et al. (2014)은 출수기와 안전등숙 가능성의 관 계를 로지스틱 함수로 추정하여 기상재해나 기상이변에 의한 출수한계기 변동을 최소화 하였다.

    본 연구에서는 팔방미의 안전등숙 한계온도를 추정하기 위 해 2013년부터 2015년까지 포장실험을 수행하였으며 2001년 부터 2015년까지의 기상청 기상자료를 분석하여 출수한계기 를 추정하였다.

    재료 및 방법

    시험장소 및 재배 방법

    본 연구는 국립식량과학원 수원 포장에서 2013년에는 5월 10일부터 6월 24일까지 15일 간격으로 4회 이앙하였고 2014 년에는 5월 12일부터 6월 9일까지 7일 간격으로 5회 이앙하 였으며 2015년에는 5월 10일부터 6월 19일까지 10일 간격으 로 5회 이앙하였다. 그리고 익산 포장에서는 2015년에 5월 15일부터 6월 25일까지 10일 간격으로 5회 이앙하였다. 육묘 일수는 30일 이었으며 재식거리 30 × 14 cm 간격으로 기계이 앙 하였다. 질소비료 수준은 다수확재배 표준량인 18 kg/10 a 로 시비하였으며 인산과 칼리 시비 및 기타 재배법은 농촌진 흥청 표준재배법에 준하여 재배하였다.

    출수한계기 결정 방법

    지난 15년간 출수한계기를 추정하면 연차간 온도편차에 의 해 매년마다 출수한계기가 달라지는데, 15년간 각각의 출수기 가 출현할 확률을 늦은 날짜부터 역으로 누적하면 해당 출수 기에 정상적으로 등숙할 수 있는 확률이 된다(Lee et al., 2014). 본 연구에서는 Son et al. (1985)과 마찬가지로 80%확 률로 안전등숙 한계온도를 확보할 수 있는 출수기를 출수한계 기로 설정하였다. 이 과정에서 기상이변에 의한 출수한계기 변 동을 최소화하기 위해 식 (1)을 이용하였다.

    Y = 1/(1 + e-a×(b-x)) × 100%
    (1)

    a와 b는 상수, x는 출수기(Julian date)이며 Y는 해당 출수 기에 안전등숙 한계온도를 확보할 확률이다. 본 연구에서는 식 (1)을 이용하여 78개 시·군의 기상자료를 분석하고 각 지역별 로 출수한계기를 추정하였다.

    결과 및 고찰

    팔방미의 연차간 출수기, 수량구성요소 및 수량 변이

    팔방미의 연차간 출수기, 수량구성요소 및 수량 변이는 Table 1, 2와 같다. 시험결과, 이앙시기가 늦어질수록 출수기가 늦어졌으며 출수 후 40일간 평균온도가 낮아졌으며 등숙률, 천 립중, 백미수량이 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 등숙률이 70%이상일 경우 등숙률은 이앙시기 또는 출수 후 40일간 평 균온도와 상관관계가 없는 것으로 판단되었다. 반면, 면적당 수수와 수당립수는 이앙기에 따른 편차가 존재하지만 상관관 계는 없는 것으로 판단되었다. 그리고 등숙률은 2015년 수원 에서 5월 10일 이앙했을 때 85.7%로 가장 높았지만 수량은 5월 20일 이앙했을 때 791 kg/10a로 가장 높았는데, 이는 5월 20일의 경우 5월 10일 이앙했을 때 보다 등숙률은 낮았지만 수당립수와 천립중의 영향으로 수량이 더 높았던 것으로 판단 되었다.

    팔방미 안전등숙 한계온도 설정

    Table 1, 2에 의하면 이앙시기에 따라 등숙률과 천립중, 수 량이 감소하였는데, 등숙률의 변화가 천립중의 변화에 비해 경 향이 뚜렷이 나타났으며 수량은 등숙기 기상 뿐만 아니라 다 른 요인에 의한 영향도 많으므로 출수한계기를 추정하기 위해 서는 등숙률과 등숙기 기상조건의 관계를 분석해야 할 것으로 판단된다. 따라서 출수 후 40일간 평균기온과 등숙률의 관계 를 분석한 결과, 팔방미는 출수 후 40일간 평균기온이 23°C이 하일 경우 평균기온 1°C당 등숙률이 약 8%씩 변화하였으며 평균기온이 23°C이상일 경우 등숙률은 평균기온과 관계없이 안정적이었다(Fig. 1). 따라서 팔방미의 안전등숙 한계온도는 출수 후 40일간 평균기온 23°C로 추정할 수 있다.

    팔방미의 출수한계기 설정

    앞선 결과에 의하면 팔방미의 안전등숙 한계온도는 23°C이 며 식 (1)을 이용하여 팔방미의 전국지역 출수한계기를 추정 한 결과 Table 3, Fig. 2와 같았다. Table 1에 의하면 태백, 봉화, 장수, 인제, 울진, 동해, 제천, 문경, 속초, 철원, 영주, 정선, 청송, 보은, 영덕, 영월에서는 출수한계기가 8월 이전이 므로 사실상 팔방미의 재배가 불가능할 것으로 판단되었다. 그 리고 출수한계기가 8월 1일 ~ 8월 5일인 지역은 거창, 안동, 강릉, 의성, 임실, 파주, 홍천, 금산, 동두천, 의령, 상주, 이천, 춘천이었다. 그리고 출수한계기가 8월 6일 ~ 8월 10일인 지역 은 경주, 산청, 순천, 양평, 영천, 천안, 충주, 함양, 서산, 고창, 원주, 구미, 남원, 부여였으며 8월 10일 ~15일인 지역은 강진, 보령, 순창, 영광, 장흥, 군산, 합천, 고흥, 대전, 부안, 울산, 인천, 정읍, 포항, 해남, 밀양, 진주, 보성, 서울, 수원, 청주였 다. 마지막으로 출수한계기가 8월 16일 이후인 지역은 거제, 남해, 완도, 광주, 목포, 전주, 대구, 부산, 통영, 양산, 김해, 여수, 광양, 창원이었다. 그런데 팔방미는 평야지에서 보통기 재배 시 평균 8월 13일에 출수하는 중생종이므로 출수한계기 가 8월 13일 이전인 지역에서는 보통기재배에 비하여 조기 이 앙할 필요가 있다. 따라서 출수한계기가 8월 13일 이후인 남 부 평야지와 중부 평야지 일부 지역에서만 팔방미의 적기 이 앙이 가능하며 나머지 지역에서는 조기 이앙을 해야 할 것으 로 판단된다.

    적 요

    가공용 초다수성 벼 팔방미의 등숙기간 중 온도와 일조에 따른 등숙률 변화와, 이를 바탕으로 출수한계기를 설정하기 위 해 2013 ~ 2015년에 시험한 결과는 다음과 같다.

    1. 팔방미는 출수 후 40일간 평균기온이 23°C이하일 경우 1°C당 등숙률이 약8%씩 감소하였으며 23°C이상일 경우 안정 적인 등숙이 가능하였다.

    2. 따라서 팔방미의 안전등숙 한계온도는 출수 후 40일간 평 균기온 23°C로 추정할 수 있다.

    3. 팔방미의 출수한계기를 추정한 결과, 남부 평야지와 중부 평야지 일부 지역에서만 팔방미의 적기 이앙이 가능하며 나머 지 지역에서는 조기 이앙해야 안정적인 등숙이 가능할 것으로 판단된다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 논문은 농촌진흥청 연구사업(세부과제명 : 가공용 벼 신 품종 최적 재배기술 개발, 세부과제번호 : PJ00926503)의 지 원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    KSIA-28-4-485_F1.gif

    Relationship between grain filling ratio and mean temperature for 40 days after heading.

    KSIA-28-4-485_F2.gif

    Late marginal heading date of ‘Palbangmi’ when the minimum threshold temperature for grain filling is 23°C.

    Table

    Heading date and Mean temperature for 40 days after heading of ‘Palbangmi’ according to Transplanting date, year and region.

    Yield components and yield of ‘Palbangmi’ according to Transplanting date, year and region.

    Values followed by different letters are significantly different at P≤0.05

    Late marginal heading date of ‘Palbangmi’ when the minimum threshold temperature for grain filling is 23°C.

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