서 언

국내 양파 재배는 노동력 부족과 고령화로 인해 기계 정 식의 필요성이 커지고 있으며, 이에 따라 정부는 밭작물 기 계화율 향상에 박차를 가하고 있다. 실제로 양파 생산의 기 계화를 통해 단위면적당 노동비를 73.0%까지 절감할 수 있 다는 연구 결과가 보고된 바 있다(Cho et al., 2018). 세부적 으로는 종자 파종 및 묘판 관리 등 육묘 단계에서의 기계화 로 인해 10a당 작업시간이 10.5시간에서 5.2시간으로 5.3시 간을 절감하여 50.5%의 절감 효과를 보였으며, 시비, 경운정 지, 정식 등에서는 32.6시간이 8.9시간 정도 절감되어 총 23.7시간이 줄어 72.7%의 절감율을 나타내었다.

그럼에도 현재 밭농사 작물의 기계화율은 파종⋅정식 18.2%, 수확 42.9% 수준으로 여전히 낮은 수준에 머물고 있 으며, 이는 2021년 대비 수확은 10.5%, 파종⋅정식 5.6% 정 도 상승했지만 재배 현장에서 체감도는 낮은 것으로 알려져 있다. 특히 양파 정식의 기계화율은 22.7%에 그치고 있다 (Noh et al., 2025).

현재 양파 기계정식에는 448구 트레이가 주로 활용되고 있으며, 기계 정식의 성공 여부는 결주율 최소화, 균일성 확 보, 강건한 묘 특성 등에 의해 좌우된다. 특히 1셀의 용적량 이 3.9㎖에 불과한 448구 트레이에서는 수분 및 양분 관리의 정밀성이 요구되며, 특히 양파 벤치 육묘 환경에서 더욱 중 요한 요소로 작용한다(Lee et al., 2020;Kim et al., 2023).

한편, 비료의 질소(N), 인산(P), 칼리(K)의 시비 비율은 잎⋅ 뿌리 생장과 기계 이식 적응성(엽수, 뿌리돌림 등)에 큰 영향 을 미치는 요인으로 알려져 있다. 그러나 국내 재배 현장에 서 기계 정식에 적합한 육묘용 비료 성분 비율이나 적정 함 량에 대한 연구는 아직 미비한 실정이며, 이에 따라 농가에 서는 양분관리에 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구는 상용 복합비료 성분 비율이 다른 4종과 무처리를 비교하여 묘소질 지표에 미치는 영향을 분석하고, 기계정식용 트레이 육묘 재 배에 적합한 비료 성분 비율을 제시하여 양파 육묘 현장에서 의 양분관리 어려움을 해소하고자 한다.

재료 및 방법

1. 시험 장소 및 재료

본 연구는 전라남도 무안군 청계면에 위치한 국립원예특작 과학원 파속채소연구센터 시험연구포장(노지)에서 노지 벤치 육묘 형태로 수행하였다. 공시 품종은 제농사에서 구입한 양 파 품종 ‘킹콩’의 코팅 종자를 448구 기계정식용 전용 트레이 에 양파 전용 파종기(OSE-12HJ, Jukam Machinery&Chemical Co. Ltd., Goheung-gun, Korea)를 이용해 각 셀당 1립씩 파종 하였다. 상토는 기계정식 전용 상토인 골드퀵 피트모스 기반 배지(피트모스 58%, 제오라이트 8.7%, 버미큘라이트 33%, 탄산칼슘 0.05%, 비료 0.15%, 습전제 0.1%)를 사용하였다. 2024년 10월 4일에 파종한 후 흑색 PE 필름으로 피복한 뒤 3일간 음지에서 층적보관(Yoon et al., 2019) 후 10월 8일에 노지 벤치 위에 육묘상을 배치하여 재배 관리하였다.

2. 육묘 및 비료 처리

비료 처리는 상용 수용성 복합비료의 N–P–K 비율 조합에 따라 네 가지 처리구를 설정하고, 무처리구를 대조로 두어 총 5처리로 구성하였다. 각 처리구의 비료 성분 조성비는 S, H, M20, M30으로 구분하여 Table 1에 제시하였다.

수용성 비료는 파종 후 14일부터 처리하였으며, 1주일에 2 회 빈도로 트레이당 1,000배액 1L를 두상 관수로 공급하였 다. 광 조건은 자연광에 따랐으며, 온⋅습도는 노지 조건에 의존하였다. 관수는 상토의 건조 정도를 기준으로 분수호스 를 이용하여 10분씩 실시하였다.

3. 생육조사 및 무기성분 분석

생육조사는 파종 후 48일인 2024년 11월 21일에 실시하였 다. 조사항목은 초장, 엽수, 엽초경, 근수, 근장 및 생체중이 었다. 각 처리구에서 생육이 균일한 묘를 조사묘로 3주씩 선 정하여 조사하였다.

식물체 무기성분 분석을 위해 조사 후 즉시 식물체 뿌리를 수돗물과 증류수로 세척한 뒤, 드라이 오븐에서 60℃로 3일 이상 건조하였다. 건조 시료는 막자사발을 이용하여 고르게 마쇄한 후, 전문 분석기관에 의뢰하여 무기성분 함량을 분석 하였다.

4. 시험구 배치 및 통계분석

시험구는 난괴법(Randomized Complete Block Design, RCBD) 으로 배치하였으며, 각 처리구는 3반복(replications)으로 구 성하였다. 통계분석은 R 소프트웨어(version 4.5.0; R Core Team, Vienna, Austria)를 사용하여 수행하였다. 처리 효과는 분산분석(ANOVA)을 통해 검정하였으며, 유의성이 확인될 경우 처리 간 평균 비교는 Duncan의 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)을 적용하였다. 모든 통계분석은 5% 유의 수준(α = 0.05)을 기준으로 하였다.

결과 및 고찰

1. 비료 조성에 따른 묘 생육 및 묘소질

파종 후 48일째 조사 결과 모든 시비 처리구에서 초장은 10.8–12.3cm 범위로 유의적인 차이는 없었으나, 무처리구 8.9cm 대비 전반적으로 높은 수준을 나타냈다(Table 2). 반면 엽수, 엽초경, 근수, 생체중과 같이 기계정식 적응성을 좌우 하는 주요 묘소질 지표에서는 비료 처리 효과가 뚜렷하였다. 비료 처리구의 엽수는 모두 3장으로 무처리구의 2장보다 유 의적으로 많았으며, 엽초경과 생체중도 비료 처리구에서 유 의적으로 증가하였다. 특히 M30 처리구는 엽초경 2.5mm, 생 체중 0.85g으로, H 및 S 처리구보다 높거나 동등한 수준이었 고, 무처리구의 엽초경 1.8mm, 생체중 0.44g에 비해서는 현 저히 우수하였다.

양파 기계정식용 묘소질에서 뿌리돌림은 기계정식시 낙하 충격 흡수를 위해 특히 중요한데 본 시험에서는 비료 처리에 따른 근부 생육 특성의 차이가 관찰되었다. 근수는 비료 처 리구에서 11.3–13.7개로 무처리(10.0개)보다 많았으며, 그 중 M30 처리에서 13.7개로 가장 많았다. 반면 근장은 M20 처리 13.0 cm, 무처리 12.3 cm로 상대적으로 길었고, H 처리는 8.4 cm로 유의하게 짧았다. 이는 제한된 양분 공급 또는 상대적 으로 낮은 질소⋅칼륨 공급 조건에서 뿌리 길이 생장이 보상 적으로 증가할 수 있음을 시사하지만, 기계정식 상황에서는 절대 길이보다 근수와 근폭을 포함한 근권의 총량이 활착에 더 중요하게 작용할 가능성이 큰 것으로 판단된다(Fig 1).

기계정식용 양파 묘는 일반적으로 448구 트레이의 결주가 적어야 하고 3엽 내외, 충분한 엽초경, 그리고 기계정식 시 진동⋅낙하 충격에 견딜 수 있는 발달된 뿌리돌림을 요구한 다(Min et al., 2016;Lee, 2020). 이러한 기준과 비교할 때, 본 시험에서 M30 처리구는 3엽의 엽수, 상대적으로 굵은 엽초 경, 다수의 측근이 동시에 확보되어, 기계정식 후 활착성과 초기 생육 안정성 측면에서 가장 적합한 묘소질을 형성한 것 으로 판단된다. H 및 S 처리구도 무처리구에 비해 묘소질이 개선되었으나, 근수와 생체중에서 M30 처리구보다 낮았다. 이러한 결과는 양파 기계정식시 육묘기 추비관리 방법 구명 에서 질소 함량이 높은 비료 처리구에서의 생육이 촉진되는 결과와 동일하였다(Kim et al., 2017).

2. 식물체 무기성분 함량과 생육 반응의 관계

식물체 무기성분 분석 결과, 질소 함량은 무처리구가 1.2%로 가장 낮았고, 비료 처리구에서는 1.7–2.0% 범위로 유의하게 증가하였다(Table 3). 특히 S 및 H 처리구의 높은 질소 함량(1.9–2.0%)은 무처리 대비 명확한 생육량 증가를 보였으며, 이는 플러그 묘 단계에서의 질소 공급 효과를 반 영한 것으로 판단된다. 한편 기존 문헌에서 제시된 양파의 적정⋅임계 질소 농도는 구비대기의 엽조직(top 1/2 of leaf, no white portion)을 대상으로 산정된 값으로서(Silva et al., 2000) 본 연구에서 엽–엽초–근을 모두 포함한 모종 전체 (whole seedlings)의 분석값과 차이가 있으므로, 동일한 조직 기준으로 측정한 기존 연구의 엽조직 질소 농도와 직접 비교 하기에는 한계가 있을 것으로 생각된다. 그럼에도 본 연구에 서 얻어진 1.9–2.0%는 육묘상 초기의 건물 축적이 제한적인 생육 특성을 고려할 때, 질소 결핍 범주에는 해당하지 않는 양호한 수준으로 해석된다.

인(P) 함량은 H 처리구에서 0.3%로 가장 높았고, 기타 비 료 처리구는 0.2% 수준, 무처리구는 0.1%로 가장 낮았다. 인 함량이 가장 높은 H 처리구의 경우, 생체중과 근수는 M30 처 리구와 유사한 수준이었으나, 근장은 다소 짧은 경향을 보였 다. 칼륨 함량은 H 처리구에서 1.5%로 가장 높았고, M20⋅ M30 및 무처리구는 1.3–1.4% 범위였다. 그럼에도 생체중과 근수는 M30 처리구에서 가장 우수하였는데, 이는 단순한 조 직 내 K 함량의 절대 수준보다는 시비 단계에서의 N:K 비율 과 공급 시기, 그리고 상토 자체의 기저 K 수준이 묘소질에 더 직접적으로 작용했을 가능성을 시사한다.

칼슘(Ca)과 규산(SiO₂) 함량은 처리 간 차이가 상대적으로 작았으며, Ca는 pectin의 Ca-cross-linking을 통해 세포벽에 구조적 강성을 부여하므로(Hepler et al., 2010;Siemianowski et al., 2024), 본 연구에서 M20처리구에서 Ca 함량 증가 (0.6%)는 근부 세포벽의 안정성 향상과 관련될 가능성이 있 다. 이러한 세포벽 안정성 증대는 상대적으로 긴 근부 신장 에 기여하였을 것으로 사료된다. 그러나 본 시험 범위에서는 Ca 및 SiO₂ 함량 차이가 묘소질 지표에 미치는 영향은 제한 적이었다.

3. 기계정식용 트레이 육묘를 위한 비료 조성의 시사점

종합하면, 모든 상용 복합비료 처리는 무처리구에 비해 엽 수, 엽초경, 근수, 생체중 등 주요 묘소질 지표를 유의적으로 향상시켰으며, 특히 M30 처리구는 지상부와 지하부 생육의 균형, 근수, 생체중 측면에서 가장 우수한 묘소질을 확보하였 다. 무처리구는 상대적으로 긴 근장를 보였으나, 근수가 적고 지상부 생체중이 낮아 기계정식 시 진동 및 낙하 충격에 따 른 손실과 활착 지연이 발생할 가능성이 크다. 이는 제한적 인 영양환경에서 길이 위주로 근부가 생육되어도, 기계정식 상황에서는 근수와 근권의 밀도, 그리고 지상부 하중 지지가 보다 중요한 요인임을 의미하는 것으로 사료된다.

기존 연구에 따르면 양파 플러그 묘의 우량묘는 적정 엽 수, 엽초경, 그리고 충분한 근권 발달을 동시에 갖추어야 하 는 것으로 제시되어 왔다(Min et al., 2016;Lee, 2020). 본 연 구에서 30-10-10 조성(M30)의 수용성 복합비료 처리에서 양 파 플러그묘 생육이 가장 우수하게 나타난 것은 초기 묘상 단계에서의 질소 중심 조성(N-high formulation)이 근권 발달 및 엽초경 비대를 촉진하는 양파의 생리적 양분 요구와 부합 했기 때문으로 판단된다. 양파는 파종 후 2주 전후로 동화⋅ 분열조직의 질소 요구도가 급증하는데, 본 시험의 피트모스 기반 상토와 448구 트레이 환경에서는 이러한 질소 요구 증 가와 비료 반응이 더욱 명확히 나타난 것으로 보인다.

이와 유사한 경향은 대파 (Allium fistulosum L.)에서도 확 인된 바 있다. Ardiono et al.(2025)의 연구에서 N 함량이 상 대적으로 높은 16-16-16 조성(M1)에서 생육 및 근중이 가장 우수하였으며, 이는 질소 공급이 초기 엽⋅근 생장률을 좌우 하는 근본적 요인임을 뒷받침한다. 또한 같은 연구에서 제시 된 바와 같이, 비료 조성과 투입량에 따라 엽초경, 엽 건물중 등 생육 지표 간 유의한 차이가 나타나, Allium 속 작물에서 질소 비중이 높은 비료를 시비할 경우 초기 생육 반응이 일 관된 양상으로 재현되는 것으로 해석된다.

이러한 결과는 질소 비료 사용 효율을 분석한 Frink et al.(1999)의 보고와도 일치한다. 이들 연구진은 전 세계 농업 에서 비료-작물 전환 효율이 약 150% 수준으로 낮게 유지 된다고 지적하며, 생육 단계별 최적 질소 공급이 비료 효율 성과 생산성 향상에 결정적이라고 제시하였다. 즉, 단순한 다량시비가 아닌, 육묘상 단계에서 요구되는 정확한 비료 조성 조절과 시기 적합성을 확보한 질소 공급 전략이 비료 이용 효율을 극대화하는 핵심이라는 이론적 근거가 마련되 어 있다.

다만 본 연구는 육묘상 단계의 생육 및 묘소질 평가에 한 정되었으므로, 후속 연구에서는 기계정식 후 포장 활착률, 초 기 생육 반응, 그리고 최종 수량성까지 연계한 종합적 검증 이 필요할 것으로 판단된다.

적 요

본 연구는 기계정식용 양파 448구 트레이 벤치육묘시 묘 균일성을 확보하고 기계정식 적합성을 향상할 수 있는 묘 생 산이 가능한 수용성 비료의 적정 N-P-K 비율을 구명하고자 수행되었다.