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참깨(Sesamum indicum L.)는 참깨과에 속하는 1년생 초본 식물로 기름을 얻기 위한 목적으로 재배되는 유지작물이다(Iwo et al., 2002). 지방이 52%, 단백질이 20%, 탄수화물이 20% 함유되어 있는 고영양작물로 알려져 있으며, 우리나라에서는 삼국시대 이전부터 재배되어 온 오랜 역사를 가지고 있다. 또한, 참깨의 재배는 양파, 봄감자, 월동배추, 마늘 등을 수확한 후 참깨를 재배하는 이모작 재배가 증가하고 있는 상황으로 최근에는 전체 참깨 재배의 약 8%를 이모작으로 재배하고 있다(RDA, 2021). 그러나 참깨의 생육기인 7월과 8월에 강우가 집중되면 토양 과습으로 인해 수량이 급격하게 감소하는 문제가 발생하며 연차 별 생산량 차이가 크게 나타난다(Kim et al., 1986).
재식밀도는 작물 재배에서 중요한 요소로 재배 환경, 생산 시스템, 병 발생 및 품종 특성에 직접적인 영향을 미친다. 단위면적 당 작물의 재식밀도는 수확의 안정성을 위한 필수 요건이며, 재식밀도의 조절을 통해 작물의 광 이용효율을 높일 수 있어 품종 특성 및 재배환경에 따라 적정 재식밀도가 달라질 수 있다(Diepenbrock, 2000;Okuda et al., 2004;Seo et al., 2005;Uoon and Cho, 2009;Lee et al., 2010;Wee et al., 2018;Kim et al., 2023).
전남 무안군의 참깨 재배 방식은 전남의 신안군, 함평군 등 인근지역과 동일 방식으로 대부분 양파, 마늘 수확 후 이모작으로 재배하고 있는데 양파, 마늘 재배 시 사용한 멀칭비닐을 제거하지 않고 재활용하여 다른 지역에 비해 넓은 이랑(폭 150 ~ 180 cm)에, 이랑당 10~14줄로 재배하고 있다. 농촌진흥청에서는 참깨 재식거리를 설정하고 있으나(RDA, 2018), 이는 품종 및 일모작과 이모작을 구분하지 않고 재식거리 및 밀도를 제시하고 있는 실정이어서, 지역에 특화된 재배 양식에 따른 재식거리 설정이 필요하다. 대부분의 참깨 재배 연구가 이랑 하나를 기준으로 한 줄, 또는 두 줄 재배에 대해서만 비교 연구하였고, 넓은 이랑에서의 최적 재식거리 및 밀도에 대한 비교연구는 수행되지 않은 실정이다. 이모작 재배에 적합한 재식거리 및 밀도에 관한 연구가 수행된 바 없으며, 특히, 무안 지역의 양파와 마늘 재배 후 이모작 재배로 인한 늦은 파종 시기에 적합한 재식거리 및 밀도와 수확량과의 관계를 구명하는 연구도 수행된 바 없는 실정이다. 또한, 농촌진흥청과 산하기관에서는 무안 지역의 12~14줄 재배는 밀식이며 낮은 수확량의 가장 큰 원인으로 판단하고 적정 재식밀도를 유지할 것을 권장하고 있으나, 이모작 재배를 위한 적절한 솎음 방법과 정도 및 재식거리도를 제시하지 못하고 있는 실정이다.
본 연구는 무안 지역의 양파, 마늘 수확 후 넓은 이랑에서 참깨 2개 품종(재래종, 건백깨)의 재식밀도에 따른 생육 및 수확량과 병해 및 노동시간 비교를 통해 양파, 마늘 후작 넓은 이랑재배에서 최적의 참깨 재식밀도를 구명하고자 하였다.
재료 및 방법
본 실험은 2020년 6월 6일부터 8월 24일까지 무안군 무안읍 성동리 소재의 양파 농가(34.99°N, 126.49°E)에서 수행하였다. 실험 재료는 국립식량과학원에서 분양받은 소분지형인 건백깨(Goenbaek, Danong, Korea)와 무안군 현경면 소재 농가에서 재배하고 있는 재래종(Land race, Aram seed, Korea)을 사용하였다. 실험 전 토양 화학성은 농업기술센터에 의뢰하여 분석한 결과 적정 범위보다 산도는 낮았고 특히 유효인산과 칼륨이 높은 편이었다(Table 1).
시험구 배치는 2품종 3처리구 난괴법 6반복으로 1.2×2 m(이랑 1.7 m, 고랑 0.3 m)=2.4 m2에서 진행하였다(Fig. 1 and 2). 참깨 파종은 2020년 6월 6일, 솎음작업은 6월 22일과 6월 26일 총 2회 실시하여 각 구멍 당 1포기씩 재배하였고 수확은 8월 24일에 실시하였다. 파종 작업은 양파 수확 직후인 6월 6일에 양파 재배에 사용된 기존 이랑과 투명비닐(폭 180 cm, 14열 구멍, 구멍 간격 13×20 cm) 위에 인력 손점파 하였다. 솎음 작업은 1주 1본만 남겼고, 8월 24일 수확하여 노지 건조 및 2회 탈곡 후 정선하였다. 처리구는 Fig. 1과 같이 재식열에 따라 14열 중 6열, 8열, 12열로 파종하였다. 6열로 정식한 처리구는 Fig. 1A와 같이 한 행에 양쪽 가장자리 1열과 가운데 4개 열은 제외하고 양쪽에 3열씩 정식하였고, 8열로 정식한 처리구는 Fig. 1B와 같이 가운데 4개 열을 제외하고 양쪽에 4열씩 정식하였다. 그리고 12열 처리구는 기존에 양파를 재배하였던 12개의 구멍에 한 개의 식물체를 정식하였다. 식물체간 재식거리 3처리구 모두 13×20 cm로 설정하였으며 각 처리구마다 재식주수를 각각 16,250주/10a, 21,666주/10a, 32,500주/10a로 조절하였다(Fig. 1 and 2). 처리구에 따른 재배는 농촌진흥청 표준재배법에 준하여 재배하였다.
생육, 수확량 및 병해는 농업과학기술 연구조사분석 기준(RDA, 2018)에 준하여 수확 직후에 초장, 유효분지수, 직경, 주당삭수, 수확량, 도복, 그리고 잎마름병과 역병을 조사하였다(Table 2 and 3). 처리구 별 8주를 표본으로 하여 직경은 제1본엽절의 굵기 평균값을, 유효분지수는 삭이 달린 분지수의 평균값을 계산하였으며 주당삭수는 꼬투리수의 평균값을 계산하였다. 또한, 수확량은 각 처리구(1.2×2=2.4 m2)의 총수량의 평균값을, 초장은 지표면에서부터 경선단까지의 길이를 조사하였다. 역병은 수확 직전 발병주율을 조사하여 0~9사이의 계급값을 부여한 후 평균값으로 나타내었는데 조사 기준은 무발병일 때는 0, 발병주율이 5% 이하일 때는 1, 5%에서 15% 사이일 때는 3, 15%에서 25% 사이일 때는 5, 25%에서 50% 사이일 때는 7, 50% 이상은 9로 나타내었다. 노동시간은 파종과 솎음 시간을 처리구 별로 측정하여 단위 면적 10a로 환산하였다.
통계분석은 SPSS 28.0(SPSS Institute Inc., Chicago, USA)를 이용하여 95% 신뢰수준에서 Duncan 검증을 실시했다.
결과 및 고찰
재래종 참깨와 건백깨를 각각 10a에서 재식방법을 다르게 하여 재식밀도를 조절해 초장을 조사한 결과, 재래종 참깨는 각 재식밀도에서 유의한 차이가 없었고, 건백깨는 재식 방법 및 밀도를 조절한 6열, 8열, 12열에서 각각 103.2, 111.4, 115.0 cm로 재식밀도가 높을수록 초장이 길었다(Table 2). 농촌진흥청 ‘건백깨 품종 설명’에 따르면 건백깨 초장의 평균은 149 cm이며, 무안지역과 위도가 비슷한 경남지방의 권장 파종 적기는 4월 하순부터 5월 중순이었다(RDA, 2018). 그러나, 본 실험에서의 파종일은 6월 6일로 농촌진흥청에서 권장하는 파종일보다 1개월 이상이 늦어졌다. 이는 무안지역에서는 양파와 마늘 수확 후 후작으로 이모작 재배를 하기 때문에 일모작으로 재배하는 다른 지역과 비교하여 재배기간이 짧아 건백깨의 생육 특성이 발휘될 충분한 시간이 없었기 때문에 초장이 짧았다고 판단된다. 그러나 건백깨의 경우 재식밀도가 증가할수록 초장이 길어지는 본 실험의 결과는 참깨(Sesamum Indicum L.) 재식열의 재식거리가 짧을수록 초장은 길어졌으나 수확량은 50×25 cm일 때 가장 높았으며 50 cm보다 짧거나 긴 경우에는 생육 후반으로 갈수록 초장의 차이가 감소하였고 수확량도 감소하였다는 보고와 일치하였다(Ngala et al., 2013). 또한 재식밀도가 높을수록 옥수수의 초장이 증가하고 초장에 대한 유전자의 발현이 더 활발해진다는 연구의 결과와 비슷한 결과를 나타냈다(Shi et al., 2016;Ku et al., 2015). 목화의 경우 재식밀도가 증가함에 따라 잎의 질소함량이 증가하고 질소를 활용하는 광합성 효율이 증가하여 초장도 증가하였다는 연구 결과가 보고된 바 있다(Yao et al., 2015). 식물은 재식밀도가 높으면 광에 대한 자유로운 접근을 시도하고 수광에 대한 식물 간 경쟁으로 인해 식물의 초장이 증가한 것으로 사료된다(Sibhatu et al., 2016;Inanc et al., 2007).
유효분지수는 재식 방법 및 밀도를 조절한 6열, 8열, 12열에서 재래종 참깨는 각각 0.79, 0.35, 0.20개였고, 건백깨는 각각 0.25, 0.20, 0.14개로 재식밀도가 낮을수록 증가하는 경항을 보였으나 유의한 차이가 없었다(Table 2). 같은 재식밀도에서 재래종의 유효분지수가 건백깨의 유효분지수보다 많은 것은 품종의 특성으로 사료되며 분지수가 많은 특성을 가진 작물의 경우 재식밀도가 낮더라도 분지수를 늘려 생산량을 확보하는 품종의 특성이 있다는 연구의 결과가 보고된 바 있다(Yoshihira et al., 2020). 참깨(수지깨, 아름깨)와 대두의 경우에도 재식밀도가 낮을수록 유효분지수가 많아져 본 연구결과와 비슷한 결과를 나타냈다(Kim et al., 2013;Xu et al., 2021;Oloniruha et al., 2021).
줄기의 직경은 재식 방법 및 밀도를 조절한 6열, 8열, 12열 처리구에서 재래종 참깨는 각각 1.14, 1.02, 0.94 cm이고, 건백깨는 각각 1.05 0.99, 0.94 cm로 모두 재식밀도가 낮을수록 두꺼웠다(Table 2). 다른 품종의 참깨뿐 아니라 멜론과 돌나물의 재식밀도에 따른 작물의 생육을 조사한 결과 재식밀도가 낮을수록 직경이 높았다는 연구결과가 보고된 바 있다(Lee et al., 2010;Lim et al., 2020;Rahnama et al., 2006).
주당 삭수는 재래종 참깨는 재식 방법 및 밀도를 조절한 6열, 8열, 12열에서 각각 35.5, 29.6, 27.8개, 건백깨는 29.4개, 32.4개, 27.2개로 재래종 참깨의 경우 재식밀도가 감소할수록 주당삭수가 증가하는 경향을 보였으나 건백깨는 처리구에 따른 유의적인 차이가 없었다(Table 2 and Fig. 3). 이는 유효 분지수의 결과와 같이 품종의 특성으로 생각되며 참깨의 다른 품종에서도 재식밀도가 낮을수록 참깨의 주당 삭수가 증가하여 재래종 참깨의 연구 결과와 비슷한 결과가 보고되었다(Kim et al., 2013;Kim et al., 2016;Rahnama et al., 2006).
수확량 조사 결과 재래종 참깨는 재식 방법 및 밀도를 조절한 6열, 8열, 12열에서 각각 99.7 g(41.5 kg/10 a), 129.6 g(54 kg/10 a), 45 g(60.4 kg/10 a), 건백깨는 78.4 g(32.7 kg/10 a), 107.3 g(44.7 kg/10 a), 120.9 g(50.4 kg/10 a)로 재래종과 건백깨 모두 재식밀도가 높을수록 수확량이 많았다(Table 2). 참깨, 렌틸콩, 완두콩의 경우 식물밀도가 높을수록 수확량이 많았다는 연구결과가 보도된 바 있다(Adebisi et al., 2005;Turk et al., 2003;Rasaei et al., 2012;Krizmanic et al., 2020). 충북농업기술원 포장에서 수지깨와 아름깨 재식거리별 비교 결과(Kim, 2013) 두 품종 모두 휴폭 100(2열)×주간 20 cm에서 수확량이 가장 많았다고 하였다. 충북지역 참깨 수확기계화를 위한 재배양식 표준화 연구에서 건백깨를 휴폭 110 cm(2열) 30×10 cm, 30×15 cm, 30×20 cm, 30×25 cm를 비교한 결과 수확량은 재식거리 30×20 cm이 가장 높았고, 양백깨를 4월 20일부터 7월 5일까지 15일 간격으로 파종 시기를 달리한 결과 5월 5일 파종구에서 수확량이 가장 높았으며, 5월 20일 이후 파종한 경우 수확량이 급감하여 충북지역 참깨 적정 파종시기는 5월 상순에서 중순으로 제시하였다(Kim et al., 2016). 남부지역 참깨 생력재배에 적합한 초형 및 재식밀도 연구에서 건백깨의 최적 재식밀도를 55×15 cm로 보고했다(Ann et al., 2016). 이와 같이 대부분 참깨 재식거리 및 밀도 관련 연구는 재식거리별 생육 및 수확량을 비교하여 적정 재식거리와 파종시기를 구명하고 있으며, 참깨 적정 재식거리는 품종, 재배방식, 지역에 따라 다른 연구 결과가 보고되고 있다. 따라서 무안에서의 참깨 재배 작형은 이모작 즉 양파와 마늘의 후작으로 재배하기 때문에 정식기는 늦고 재배기간은 짧아 일모작을 하는 다른 지역에 비교하여 수확량이 감소하는 것으로 판단된다.
재래종 참깨와 건백깨를 각 동일한 재배면적인 10a에서 재식주수를 다르게 하여 재식밀도를 조절해 병 발생 정도와 투여 노동시간을 조사한 결과, 모든 처리구에서 잎마름병도 모든 처리구에서 경미하게 발생하였다(데이터 미제시). 역병은 발병 정도 재래종 참깨는 재식밀도 6열, 8열, 12열에서 각각 2.0, 1.7, 2.0 건백깨는 3.7, 1.8, 2.0으로 약간의 차이를 보였지만 유의한 차이는 없었다(Table. 3). 재식밀도를 높여 잎이 과다하여 수광량이 부족하게 되면 하엽 부분에 다습한 환경이 되어 병해 발생 및 황화현상이 나타난다(Yoo et al., 2013;Jang et al., 2001). 따라서 본 연구에서도 재식밀도가 높은 12열이 8열과 6열보다는 병해 발생이 더하고, 도복도 다소 발생할 것으로 예상했으나, 실험결과는 처리구 간 병 발생 차이가 없었다. 이것은 생육기간이 짧은 이모작 특성상 밀식으로 인해 병이 발생할 정도로 시간이 충분치 않았던 것으로 판단 된다.
재래종과 건백깨 재배에 투여된 노동시간을 조사한 결과 12열과 8열, 6열간 유의적인 차이가 없었으나, 재래종보다는 건백깨 처리구에서 시간이 적게 소요됐는데 이 결과는 재래종보다 건백깨의 발아초기 생육이 더 양호하여 솎음 작업이 더 용이했기 때문이며 했기 때문인 것으로 판단된다(Table 3). 그리고 무안 지역의 참깨 재배는 마늘과 양파 수확 후 멀칭필름을 제거하지 않고 바로 직파를 하기 때문에 파종에는 노동력이 많이 소요되지 않으나 한 구역에 여러 개의 종자가 들어가기 때문에 솎음 작업에 많은 시간이 소요됐기 때문에 재식밀도에 따른 노동시간에 큰 차이는 없으나 초기 생육이 약해 솎음 작업이 어려웠던 재래종의 12열에서 더 많은 노동시간이 소요된 것으로 판단된다.
본 연구의 결과는 이모작을 실시하고 있는 무안 지역에 적합한 참깨 재배 기술을 제시하기 위한 중요한 자료로 사용될 수 있을 것이다.
적 요
본 실험은 무안 지역의 양파, 마늘 수확 후 넓은 이랑에서 참깨 2개 품종(재래종, 건백깨)의 재식밀도에 따른 생육 및 수확량과 병해 및 노동시간 비교를 통해 양파, 마늘 후작 넓은 이랑재배에서 최적의 참깨 재식밀도를 구명하고자 하였다.
초장과 수확량은 12열(32,500주/10a)에서 가장 높았으며 재식밀도가 높아질수록 수치가 증가하였다.
유효분지수는 6열(16,250주/10a)에서 가장 높았으며 재식밀도가 낮아질수록 수치가 증가하였다.
재래종 참깨의 직경과 주당삭수는 재식밀도가 낮아질수록 증가하였으나 건백깨는 처리구에 따른 유의한 차이가 없었다.
노동시간은 재식밀도에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나 재래종보다는 건백깨의 노동시간이 더 짧았다.
이모작 재배 참깨는 1모작보다 재배기간이 짧고, 재식밀도가 높을수록 수확량은 증가하였으나 도복이나 병 발생에는 차이가 없었다.
본 연구의 결과는 이모작 참깨 재배에 적합한 재식밀도를 구명하여 이모작 재배 기술을 확립하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
