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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.30 No.4 pp.285-291
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2018.30.4.285

On-Farm Study of the System of Rice Intensification (SRI) of Rainfed Lowland in Southern Cambodia

Yun-Ho Lee, Myung-Chul Seo, Jung-Il Cho, Hyeoun-Suk Cho, Jun-Hwan Kim, Pyong Shin, Jae-Kyeong Baek, Wan-Gyu Sang
Crop physiology and production, National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, 181, Hyeoksin-ro, Iseo-myeon, Wanju-gun, Jeollabuk-do 55365, Republic of Korea
Corresponding author : (Phone) +82-63-840-5285 (E-mail) wg_sang@korea.kr
September 2, 2018 November 12, 2018 November 16, 2018

Abstract


The System of Rice Intensification (SRI) has been spread very quickly in southern Cambodia. To understand the motivation of farmers in adapting SRI, and its benefits, we conducted an onfarm study at Popel commune, Tramkak district, Takeo province in southern Cambodia, during the 2012 and 2013 wet season. We noticed a significant difference between SRI and conventional farmers’ practices (FP) in rainfed lowland rice ecosystem. Despite of low nitrogen input, without chemical fertilizers, high grain yield was achieved in SRI 1 (6.0 t ha) and SRI2-Bottom (7.2 t ha-1) in 2013. SRI 1 and SRI 2 of panicle and number of panicle were high than SR 3, FP 2, and FP 3 due to early transplant. Relationships between total number of spikelet and plant nitrogen were (r2 = 0.95) highly positive at harvest. SRI fields were, most of them achieving highly superior yield and number of panicle compared to their FP fields. The results indicated that SRI practices of planting younger seedling, with organic material and topography of paddy, lead to increased grain yield.



캄보디아 남부 천수답지역의 벼 집약관리재배 시스템(SRI)에 대한 현장 연구

이 윤호, 서 명철, 조 정일, 조 현숙, 김 준환, 신 평, 백 재경, 상 완규
농촌진흥청 국립식량과학원 작물재배생리과

초록


    Rural Development Administration
    PJ01168401

    서 언

    벼(Oryza sativa L.)는 중요한 식량작물로 전체 생산과 소비 의 90%가 아시아 국가에서 행해지고 있으며, 전체 벼 재배면 적의 약 45만ha, 약 34%가 저지대 천수답(Rainfed lowland rice)지역에서 재배되고 있다(Heafelea et al., 2014). 열대 몬순 기후에 있는 메콩지역 국가들은 수 천년 동안 천수답에서 벼 를 재배하고 있다. 이 지역은 매년 재배기간 동안 잦은 홍수와 가뭄 그리고 낮은 토양 비옥도로 인해 생산성 향상에 저해를 초래하고 있다(Fukai & Ouk, 2012).

    캄보디아는 메콩지역에 있는 국가로 전체 벼 재배의 약80% 가 천수답으로 2017년 평균 건기의 재배면적은 548,755 ha이 고, 우기의 재배면적은 2,657,768 ha 로 같은 기간동안 건기의 수량은 4.5 t ha이고, 우기는 3.0 t ha을 기록하였다(MAFFA, 2018). 우기의 재배면적이 넓은데도 불구하고 건기 보다 수량 이 낮은 이유는 제한된 관개수로, 재래 품종, 관행 재배법, 낮 은 화학비료 사용량 그리고 재배 기간 중 발생하는 자연재해 등 있다(Lee et al., 2014).

    최근 아시아와 아프리카 지역을 중심으로 벼 집약관리 시스 템(System of Rice Intensification: SRI)이 보급되고 있다. SRI는 1980년대 프랑스 선교사에 의해 아프리카 마다가스카르 에서 처음으로 소개 되었으며(Stoop et al., 2002), 현재는 약 50개 국가에 보급되어 실천 중에 있다(http://sri.ciifad.cornell. edu/). SRI의 목적은 외부 환경으로부터 들어오는 자원을 최소 화하여 고품질 다수확을 극대화하는데 있다. SRI의 원리는 주 변환경에 따라 다르지만 일반적으로 1) 어린모 사용(10~15일), 2) 재식 밀도는 1포기당 모수를 1~2개로 하고, 3) 재식 거리는 정방형식으로 25 cm × 25 cm에서 40 cm × 40 cm 넓게, 4) 물 관리는 출수기까지 논 토양을 호기성으로 유지, 5) 화학비료 보 다는 유기물 투입, 6) 꾸준한 제초 작업 등이 있다(Mishra et al., 2006;Stoop et al., 2002; Uphoff, 2012). 즉 최대 분얼 확보와 재식 밀도를 넓혀 종자 량 감소 뿐만 아니라 물관리를 통한 물절약과 토양 생물상의 뿌리를 산화 활성화를 시켜 최 대 수량을 확보하는데 있다(Mishra et al., 2006).

    이러한 결과 많은 연구에서 종자와 화학비료 및 물 절감 효 과와 함께 수량이 20~40% 까지 증가하였다(Barison & Uphoff, 2011;Kassam et al., 2011; Ndiiri et al., 2013; Stoop et al., 2002;Thakur et al., 2013;Tsujimoto et al., 2009;Uphoff, 1999). 그러나 대부분의 연구는 관개수로 지역 을 대상으로 시험한 결과 일뿐 천수답지역의 연구는 미비한 실정이다.

    캄보디아는 2000년부터 비정부기관(NGO)인 CEDAC (Cambodian Centre for Study and development in Agriculture) 에 의해 처음으로 27개 농가에 소개되어, 2013년 149,657 농 가가 실천 하고 있다(Yang, 2002;Yang, 2008; SRI-LMB project, 2013). 물관리가 어려운 천수답 지역인데 불구하고 SRI을 실천한 농가는 수량 증가와 함께 종자(34%)와 화학비 료(69%) 소비량이 크게 감소하였다(Anthofer, 2004; Lee & Kobyashi, 2017; Ly et al., 2012).

    본 연구는 캄보디아 천수답 지역에서 고품질 다수확을 위한 SRI에 대한 현장 연구를 통해 향후 천수답 지역의 벼 재배 방향에 대해 논 하고자 한다.

    재료 및 방법

    연구 지역 특성

    본 연구는 캄보디아 수도인 프놈펜에서 남쪽으로 약 75 km 떨어진 따게오주 뜨람꺼군 포펠읍(11° 04' 67" N", 104° 40' 79" E ")에서 2012년과 2013년 2년간 우기에 수행을 하였다 (Fig. 1). 캄보디아 남부는 전형적인 천수답 지역으로 우기에 1 기작으로 재배를 한다. 이 지역은 캄보디아에서 단위면적당 수 량이 가장 높은 지역으로 현재 SRI를 가장 많이 실천하는 지 역이다.

    뜨람꺼군의 연간 강수량은 약 1,097 mm로 80% 이상이 우 기에 집중되어 있으며(PDA, 2013), 토성은 점토5%와 미사 22% 그리고 모래 73%로 프레크메르(Fluvisols/Arenosols)그룹 에 속한다(Seng et al., 2001;White et al., 2000).

    농가 선정 및 재배 관리방법

    현장 연구를 위해 2011년 수확기에 약 30농가를 대상으로 SRI에 대한 조사를 실시 한 후 2012년과 2013년 우기에 총 17개 포장을 선정하여 SRI와 FP(Farmer’s practices)에 대한 현장 연구를 하였다. 현장 연구에 있어서 시비, 이앙시기, 재 식밀도, 물 관리와 같은 재배관리방법은 농가가 직접 수행하 였다. SRI과 FP에대한 정확한 수량 비교를 위해 2012년 SRI2을 제외한 모든 포장은 고품질 품종인 프카룸둘(Phka Rumduol)로 재배하였다. 프카룸둘은 캄보디아 농업개발 연구 원(CARDI)에서 육성된 감광성 중생종으로 10월 중순경에 출 수하며, 잠재 수량은 약 3.5~5.5 t ha 이라고 하였다(CARDI, 2001). 이 품종은 향미 쌀로 완전비율이 높고 아밀로스 함량 이 낮다고 하였다(Lee et al., 2015).

    기상자료 수집과 토성 조사

    기상자료를 수집하기 위해 재배기간 동안 SRI 2포장에 자 동기상장치(EM 50, Decagon Devices, Inc., USA)를 설치하 여 습도, 온도, 일사량 및 강수량을 기록하였다. 토성 분석은 선정된 각 포장에 약 30 cm깊이로 토양을 채취 한 후 캄보디 아 농업개발 연구원 천수답 토양실에서 비중계법으로 분석을 하였다.

    수량 특성 조사 및 질소 흡수량

    수확은 곡물 수분 측정기(Grain moisture meter, G-won Hitec, Co., Ltd, Korea)로 수분 함량이14%일 때 각 포장 마 다 3반복으로 1 m2로 채취를 하였다. 수량구성요소 조사를 위 해 단위면적당 수수, 이삭수 당 영화, 등숙비율 및 천립중을 조사하였다. 등숙비율은 전체 이삭에 여문 이삭을 나누어 계 산하였다. 수확된 식물체를 잎과 줄기로 구분하여 건조기에 75°C에 약 72시간 동안 건조 후 킬달(Kjeltec auto 1030, analyzer, Foss, Inc., USA)로 총 질소 함량을 측정 하였다. 질소 분석을 통해 얻은 각 부위별 질소함량을 건물 중에 곱하 여 흡수량으로 환산하였다.

    통계분석은 SAS 9.2(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 통계패키지를 이용하여 수행하였으며, ANOVA(P<0.05)로 유 의성 분석을 하였다.

    결과 및 고찰

    재배기간 기상과 토성 환경

    2012년과 2013년 재배기간 동안의 기상환경(Table 1)으로 습 도는 최저50%에서 최고 99.0%까지 기록을 하였고, 평균 온도는 최저 22.0°C에서 최고 36°C까지 기록하였다. 일사량은 2012년 (14 MJ m-2) 이 2013년(17 MJ m-2) 보다 다소 낮았다. 2012년 강수량은 출수이후 감소를 하였나, 2013년은 이앙시기와 출수전 에 강수량이 감소하여 2012년에 비하여 약 200 mm 적었다.

    각 포장의 pH범위는 5.99~6.89 사이였다(Table 2). 토성은 양질사토로 모래85%, 미사 10.6% 그리고 점토 4.2%로 구성 되었다.

    SRI와 FP재배관리

    현장 농가의 SRI와 FP에 대한 재배관리 조사 결과 이다 (Table 3). 농가는 자신의 포장을 지형의 높낮이에 따라 높은 곳, 중간, 낮은 곳으로 분류하였다. 비료 시비에 있어서 SRI 농가 대부분은 화학 비료보다는 퇴비를 투입하였고, FP 농가 는 퇴비와 화학비료를 혼합하여 사용하였다. 퇴비 투입량은 SRI가 FP 보다 약 1~2 t ha정도 많이 투입하였다. 일반적으 로 화학비료Urea(46: 0: 0, N-P-K)와 DAP(Diammonium Phosphate, 18: 46: 0, N-P-K)를 사용하였다.

    2012년과 2013년 SRI와 FP의 재배 관리를 보면 이앙 주수 와 재식 밀도는 SRI가 FP에 비하여 적었고, 못 자리 기간은 6월 초에서 6월 중순으로 육묘 기간은 20~36일로 SRI가 FP 에 비해 육묘 기간이 짧았다. 이앙시기는 SRI가 FP보다 약 7~20일 정도 일찍 시작 하였는데, 이는 강우량에 의한 본 답 의 지형과 물 보유능력과 관련이 있는 것으로 판단되었다. 출 수기는 2012년SRI 2를 제외한 대부분의 포장에서 10월 중순 에 이루어 졌으며, 수확기는 11월 중순 이었다.

    SRI와 FP 수량구성요소 특징

    SRI와 FP에 대한 수량구성요소 조사 결과이다(Table 4). 2012년의 단위면적 당 수수는 SRI와 FP를 비교해보면 유의한 차이는 없었으나, 2013년은 SRI가 FP에 비하여 높았다. 이삭 수 당 영화수는 2년간 SRI가 FP에 비해 다소 높았다. 등숙비 율과 1000립중은 2012년 SRI 2를 제외하면 SRI와 FP 간 유의한 차이를 보이지않았다.

    이러한 결과 SRI가 FP에 비하여 수량이 높았는데, 특히 SRI 1과 SRI 2-B는 낮은 지형에 어린모의 조기 이앙으로 수 량이 높게 나타난 것으로 판단된다.

    천수답재배에 있어서 어린모의 조기 이앙과 물 보유능력은 분얼과 건물중 생산 효과를 높여 수량에 증대에 크게 기여한 다고 하였다(Homma et al., 2007;Pasuquin et al., 2008;Menete et al., 2008). Miyagawa and Kuroda(1998)은 태국 동북 천수답지역에서 지형의 깊이에 따라 높은 곳, 중간, 낮은 곳으로 포장 형태를 구분하여 수량조사 결과 높은 지형보다는 낮은 지형에서 수량이 높다고 보고하였다. 낮은 지형 일수록 물 보유 능력이 높고, 높은 지형 일수록 물 부족현상 쉽게 일 어나 한발이 발생한다고 하였다(Haefele et al., 2016).

    2012년 FP 1은 성묘인 데도 불구하고 단위면적 당 수수가 높았는데, 이러한 결과는 물 관리가 어려운 천수답지역의 일 부 농가에서 포장 주변에 작은 연못 만들어 강수량이 낮은 시 기에 자신의 포장에 원활한 물공급을 하여 생산성을 높인 것 으로 판단된다. SRI 3은 SRI 원리를 일부 적용 하였지만 다 소 경사진 지형에 재배하여 물 관리가 어렵지면서 이앙시기가 늦어졌으며, 출수기전에 일시적인 물 부족 현상이 나타나 수 량이 감소 한 것으로 판단된다.

    인도차이나반도의 일부 국가들은 재배기간 불규칙한 강수로 인해 출수기전 한발을 받게 되면 이삭수감소와 출수지연으로 벼 수량을 12-46%까지 떨어뜨린다고 한다(Fukai, 1999;Homma et al., 2004;Tsubo et al., 2006;Homma et al., 2007;Pantuwan et al., 2002;Tsbuo et al., 2009;Ouk et al., 2006).

    이러한 결과를 보았을 때 천수답지역에서 SRI을 실천하는 농가는 SRI에서 요구하는 물 관리보다는 담수상태에서 낮은 지형에서 물 보유능력을 향상 시켜 어린모의 조기 이앙으로 수량을 극대화 시킨다는 선행 연구와 일치 하였다(Lee & Kobyashi, 2018).

    SRI과 FP 질소 흡수

    각 부위별 질소 흡수량에 대한 결과(Table 5)로 2012년 FP 1을 제외하며 SRI가 FP에 비해 높았다. 2013년 수확된 SRI (82 kg m-2) 와 SR2-B (97 kg m-2) 은 다른 포장 보다 질소 흡수량이 높게 나타났다(Fig. 2). 수량은 이삭수와 질소 흡수 와 상당한 유의성이 있다고 하였으며(Horie et al., 1997), 총 질소 흡수량과 면적당 총 영화수는 정의상관관계를 나타냈었 다(Fig. 2). 이러한 결과는 마다가스카르에서 SRI와 FP를 비교 한 결과와 유사 하였다(Barison & Uphoff, 2011).

    본 현장 연구 결과 SRI와 FP의 포장은 모래토양으로 가뭄 으로 인해 화학비료의 효과는 크지 않았다. 그러나SRI가 FP 보다 수량이 높은 이유는 오랜 기간 유기물 시용과 깊은 경운 으로 인해 토양내 질소가 뿌리로 전달되고, 토양 보수력과 유 효 수분을 오래 도록 유지되면서 수량이 높게 유지된 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 기존의 연구 결과와 일치하였다 (Kundu et al., 1996; Tujimoto et al., 2009; Yang et al., 2004).

    적 요

    1. 본 연구는 저지대 천수답지역인 캄보디아 남부 따게오주 에서2012~2013년에 2년간 벼 집약재배관리 시스템(System of Rice Intensification: SRI)에 대한 현장 연구 결과이다.

    2. 천수답 지역에서 2년간 SRI는 FP 보다 화학비료 사용 없이 쌀 수량이 증가 되었다. 캄보디아 천수답 농가의 SRI 은 어린모로 조기 이앙과 넓은 재식 밀도로 인해 이삭수 확보와 함께 지형에 따른 물 보유 능력과 오랜 기간 유기물 사용으로 수량이 증가된 것으로 판단된다.

    3. 3. 쌀 수량에 미치는 영향으로 총 질소 흡수량과 단위면적 당 총 영화수는 (r2=0.95) 정의 상관관계를 보였으며, 천수답 지역에서 물 관리 방법은 어렵지만 유기물을 장기간 사용한 지역 농가의 쌀 생산은 증가 되었다.

    4. 최근 국내에서 일부 지역에서 소식재배가 확대되고 있는 데SRI원리를 소식재배와 연계한다면 보다 좋은 재배방법이 될 것으로 기대된다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 논문은 농촌진흥청 국립식량과학원 농업과학기술 연구개 발 사업(과제번호: PJ01168401)의 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    KSIA-30-285_F1.gif

    Location of the study site: Popel Commune, Tram Kak District, Takeo Province of Cambodia.

    KSIA-30-285_F2.gif

    Relationships between the number of spikelets per m-2 and N accumulated in plants at harvest (significant at p ≤ 0.01.).

    Table

    Climatic conditions during the growing seasons of rainfed lowland rice in study field in 2012 and 2013.

    Soil pH and soil texture of rainfed lowland rice in SRI and FP sites.

    Detail description of cropping management at SRI and FP fields for the 2012 and 2013 seasons.

    Grain yield components of rainfed lowland rice in SRI and FP in 2012-2013 seasons.

    N amount accumulation in leaf, culm and sheath and panicle in each field at harvest in 2012 and 2013.

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