서 론
재료 및 방법
시험 재료
종자 발아 특성 및 현미 외관 품위
종자 발아율 수준별 종자소독 방법에 따른 어린모 생육
고온 육묘 시 관수 방법에 따른 어린모 생육
통계처리
결과 및 고찰
발아율 수준에 따른 현미 외관 품위
발아율 수준에 따른 어린모 생육 특성
종자 소독 방법에 따른 어린모 생육 특성
고온 육묘 시 관수 방법에 따른 어린모 생육 특성
적 요
서 론
최근 최근 기후변화로 인해 폭염·홍수·가뭄 등 이상기상 발생 빈도가 크게 증가하면서 벼의 생육과 품질이 심각한 영향을 받고 있다. 2024년 연평균기온은 14.5℃로 평년(12.5℃)보다 2.0℃ 높아 1973년 기상 관측 이래 최고치를 기록하였으며, 특히 여름철 고온이 9월까지 지속되어 9월 평균기온은 평년 대비 4.7℃ 높은 24.7℃로 나타났다(Korea Meteorological Administration, 2025). 이러한 등숙기 고온은 벼의 수량과 품질 저하의 주요 원인으로 알려져 있다. 고온 노출 시 전분합성효소(GBSS, SSS)의 발현은 감소하고 α-amylase와 같은 전분 분해효소는 활성화되어, 총 전분량과 아밀로오스 함량이 저하되고 종자의 충실도 또한 떨어지는 것으로 보고되었다(Yu Jianghui et al., 2024; Nakata et al., 2017). 또한 Hossain et al. (2024)은 고온이 배유세포의 단백질 변성과 막 안정성 붕괴를 일으켜 종자의 수분흡수능력을 약화시키고 발아를 지연시킬 수 있다고 보고하였다. 이러한 생리적 이상은 등숙 불량과 수발아립 증가로 이어지며, 이로 인해 미숙립과 손상립 비율이 높아져 종자의 발아율과 초기 활력이 저하되고 종자용 가치 또한 감소하게 된다. 발아율이 낮은 종자는 배유의 전분 축적이 충분하지 않거나 배 조직이 손상된 경우가 많아 수분흡수와 대사 효율이 떨어지며(Wang et al., 2020), 이 때문에 파종 전 소독 처리의 효과가 종자 품질 저하 상황에서 더욱 중요해진다. 기존 연구에 따르면 온탕소독은 종자 표면 병원균 억제에는 효과적이지만, 수발아립 또는 미숙립 비율이 높은 종자에서는 온탕소독 과정이 오히려 발아율을 감소시킬 수 있다고 보고되었다(Baek et al., 2024).
또한 벼 육묘 과정에서 물관리는 어린모 생육을 좌우하는 핵심 요인이다. Ismail et al. (2009)은 벼가 침수 조건에서 발아할 경우 에틸렌과 α-amylase 활성이 촉진되어 저장전분 분해가 빨라지지만, 과도한 저산소 환경은 뿌리 생장을 억제한다고 보고하였으며, 이는 상시 담수 상태에서 어린모가 쉽게 연약해지거나 도장될 수 있음을 시사한다. Mishra & Salokhe (2008) 또한 습답육묘보다 건답육묘에서 뿌리 발달과 양분흡수 능력이 개선되어 활착과 초기 생육이 촉진된다고 하였으며, 이앙 후 벼 생육에서도 얕은 물관리(5-10 cm)는 고온 조건에서 뿌리 신장과 지상부 생장을 촉진하는 반면, 깊은 물관리(15-20 cm)는 뿌리 발달을 저해하고 건물중과 엽면적을 감소시킨다고 보고하였다(Khakwani et al., 2005).
한편 ‘바로미2’는 등숙 적산온도가 700℃ 수준으로 비교적 낮은 조건에서도 수발아가 발생하기 쉬운 품종으로, 일반 품종에 비해 수발아 피해 위험이 큰 것으로 알려져 있다(Hwang et al., 2021). 이러한 종자를 종자용으로 사용할 경우 발아율과 초기 활력이 저하되어 입모율 감소로 이어질 가능성이 크다(Shon et al., 2014). 특히 수발아 피해 등으로 종자 활력이 낮아진 상황에서는 종자소독 방식이나 물관리 방법에 따라 육묘 과정의 산소 공급이 제한될 수 있어, 발아와 초기 묘 생육에 부정적 영향을 줄 수 있으므로 더욱 세심한 관리가 요구된다.
현재 종자관리요강에서는 ‘바로미2’의 종자 품질 기준을 발아율 최저 85%, 메벼 출현율 최고 0.6%, 미숙립율 최고 4%로 설정하고 있다(MAFRA, 2022). 그러나 2024년 등숙기에 발생한 이상고온으로 인해 등숙 불량과 수발아립 비율이 증가하면서, 종자 공급 안정성을 확보하기 위해 발아율 기준을 일시적으로 85%에서 80%로 완화할 필요성이 제기되었다. 이에 본 연구에서는 발아율이 85%에서 80%로 저하될 경우 ‘바로미2’ 어린모 생육에 미치는 영향을 분석하고, 품질이 저하된 종자를 활용할 때 안정적인 육묘를 가능하게 하는 종자소독 및 물관리 조건을 제시하고자 하였다.
재료 및 방법
시험 재료
시험 재료는 2024년도에 국립종자원 충청남도, 전라북도, 전라남도 지원에서 각각 생산된 ‘바로미’ 보급종(Certified seed) 종자를 활용하였다. 발아율 수준은 현재 종자검사기준 상 발아율 최저한도인 85%와 완화되었을 경우인 80% 두 수준에 대해 국립종자원에서 시료를 제공받아 사용하였다. 또한 발아율 80% 수준에 대해서 3개 지역의 시료를 혼합한 혼합 시료를 추가하여 총 7개의 시료를 대상으로 하였다.
종자 발아 특성 및 현미 외관 품위
발아 시험은 페트리디쉬(100*20 mm)에 여과지를 깔고 각각 50립씩 3반복으로 치상하고 증류수 10 mL을 분주하여 25℃에 항온 처리하였다. 유아 또는 유근이 2 mm 이상 출현한 경우를 발아로 정의하고, 치상 후 7일째 최종 발아율(Germination percent)를 계산하였다. 한편, 현미 외관 품위는 ｢종자검사 요령｣(KSVS, 2024)에 준하여 정조 100 g씩을 제현하여 3반복으로 하였고 육안으로 정립(perfect grain), 이품종(other grain), 피해립(damaged grain)을 분류하였다. 미숙립(immature grain)은 시료 중 현미를 1.7 mm 체에 통과시켜 측정하였으며, 피해립률(%)은 발아립, 부패립, 충해립 등 물리적 손상이 확인되는 종자의 중량(g)을 기준으로 산출하였다.
종자 발아율 수준별 종자소독 방법에 따른 어린모 생육
본 시험은 국립식량과학원 내 육묘 온실 및 인공기상동에서 수행되었다. 발아율 수준별 시료에 대해 종자소독 방법에 따른 어린모의 생육 차이를 확인하기 위해 무소독, 약제소독, 온탕소독으로 처리하여 어린모의 생육을 비교하였다. 무소독은 30℃ 수돗물에 48시간 처리하였고 약제소독은 Ipconazole 종자처리 액상수화제를 500배 희석하여 30℃에서 2일 침지 하였으며, 온탕소독은 60℃ 물에 10분간 침지 후 냉수에 10분 처리하였다. 각각 종자소독 이후 파종 전 최아율(Emergence rate)를 조사하였다. 파종은 일반 육묘상자(60*30 cm)를 20개로 구획하여 제작한 육묘상자를 제작하여 사용하였으며, 파종량은 200g을 기준으로 하여 파종하였다. 처리당 3반복으로 하여 출아실(30℃, 포화습도)에서 2일간 출아 시킨 모를 반그늘 온실에서 1일간 녹화하여 인공기상동 내 유리실(25℃)에 치상 하였다. 파종 후 10일째 초장, 엽수, 성묘율, 건물중 등 어린모 생육 특성을 조사하였는데, 반복당 5 cm2의 샘플에서 정상묘, 비정상묘, 불발아립으로 분류하여 전체 개체수에 대한 정상묘의 비율로 성묘율(Normal Seedling ratio)를 계산하였고, 반복당 20개체씩 초장 및 엽수를 측정하였고 건조기(JEIO TECH OF-1000s, Korea)에서 70℃, 3일간 건조하여 지상부 건물중(mg)에 대한 초장(cm)의 비율로 모충실도(Seedling health value)를 계산하였다.
고온 육묘 시 관수 방법에 따른 어린모 생육
발아율이 낮은 종자를 사용했을 때, 고온 육묘 조건에서 관수 방법에 따른 영향을 분석하기 위해 발아율 수준별 시료에 대해 표준재배조건과 상시담수 조건에서 어린모의 생육을 비교하였다. 표준 관수조건은 가루쌀 육묘 시 권장 관수 횟수인 하루 1~2회를 기준으로 하여 상면관수를 대조구로 하였고(RDA, 2025), 상시담수 조건은 매일 1~2 cm 수심을 유지하였다. 육묘 기간 동안 일 평균기온은 가루쌀이 주로 육묘되는 6월 상~중순 평균 기온에 하우스 육묘시 상승되는 온도조건을 고려하여 27℃로 설정하였다. 파종량은 표준량인 200 g으로 하였고, 10일간 육묘 후 초장, 엽수, 성묘율, 건물중 등 어린모 생육 특성을 조사하였다.
통계처리
통계처리는 R packages (Version 3.4.3)을 사용하였고 Duncan’s multiple range test (DMRT)에 의해 처리 평균들 상호간의 유의성을 검정하였다.
결과 및 고찰
발아율 수준에 따른 현미 외관 품위
국립 종자원에서 제공받은 지역별 총 7개의 보급종 시료에 대해 발아율을 평가하였고, 각 지역별 발아율 80% 시료는 75.3~82.0%의 발아율 수준을 보였고, 발아율 85% 시료는 88.0~88.7%의 발아율을 나타냈다(Table 1). 발아율 수준별 현미 외관 품위를 분석한 결과(Table 2), 발아율이 85%에서 80%로 저하되었을 때 세 지역 모두에서 완전립율이 감소하고 미숙립율과 피해립율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 충남 시료는 미숙립 비율이 28.8%로 나타나 다른 지역보다 유의하게 높았으며, 전남 시료는 피해립 비율이 12.0%로 유의하게 높게 나타났다. 반면 기타립 비율은 지역 간 차이는 있었으나 발아율 수준에 따른 유의한 변화는 없었다. 이와 같은 결과는 발아율이 낮게 나타난 시료가 미숙립과 손상립 비율이 높은 저품질 종자였음을 보여주며, 이러한 품질 저하 종자는 재파종 시 활력 및 초기 생육에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 크다(Baek et al., 2024).
Table 1.
Analysis of the standard germination test for seeds by level of germination rate and region.
| Sample | Germination percentage (%) | |
| 80% | 85% | |
| CN | 82.0±5.3 | 88.7±3.1 |
| JB | 75.3±4.2 | 88.0±5.3 |
| JN | 80.0±4.0 | 88.7±6.1 |
| Total | 79.3±4.2 | - |
Table 2.
Grain quality of ‘Baromi2’ brown rice according to the germination rate of 7 samples in each region.
*CN : Chungcheongnam-do, JB : Jeollabuk-do, JN : Jeollanam-do. Total : mixed sample from regions. Different lowercase letters in a column indicate significant differences between germination rates within each region at p<0.05 according to Duncan’s multiple range test (DMRT). Different uppercase letters in a column indicate significant differences among regions based on DMRT(p<0.05). *** = p<0.001, ** = p<0.01, * = p<0.05, ns = not significant at p<0.05.
발아율 수준에 따른 어린모 생육 특성
발아율 수준에 따른 종자를 파종하여 어린모 초기 생육을 분석한 결과(Table 3), 발아율 수준에 따라 지역별로 생육 반응이 다소 상이하게 나타났다. 전북과 전남 시료는 발아율이 85%에서 80%로 낮아져도 어린모 생육지표에서 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 반면 충남 시료는 발아율이 85%에서 80%로 저하될 때 성묘율이 3.7%p 감소하여 유의한 차이를 보였으며, 이는 해당 시료에서 미숙립 비율이 높았던 것과 관련된 것으로 판단된다. 실제로 Baek et al.(2024)은 미숙립이나 수발아립 비율이 높은 종자에서 성묘율이 낮아지는 경향을 보고한 바 있으며, 본 연구에서도 동일한 패턴이 확인되었다.
Table 3.
Growth characteristics of rice seedlings by level of germination rate and region.
*CN : Chungcheongnam-do, JB : Jeollabuk-do, JN : Jeollanam-do. Total : mixed sample from 3 regions. Different lowercase letters in a column indicate significant differences between germination rates within each region at p<0.05 according to Duncan’s multiple range test (DMRT). Different uppercase letters in a column indicate significant differences among regions according to DMRT(p<0.05). *** = p<0.001, ** = p<0.01, * = p<0.05, ns = not significant at p<0.05.
지역별 시료를 통합하여 분석한 경우에도 발아율이 저하된 종자는 성묘율이 3.2~4.4% 감소하여 유의한 차이를 나타냈다. 이는 발아율이 낮은 종자를 사용할 때 지역별 종자 순도와 품질 변이를 관리하지 않으면 어린모 초기 생육에 불리하게 작용할 수 있음을 보여준다.
종자 소독 방법에 따른 어린모 생육 특성
한편, 발아율 수준과 종자소독 방법이 어린모 초기 생육에 미치는 영향을 분석한 결과, 파종 전 최아율은 소독 방법에 따라 뚜렷한 차이를 보였다(Fig. 1). 무소독과 약제소독에서는 발아율 85%와 80% 간 최아율의 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 온탕소독의 경우 발아율 80% 시료에서 약 8.0%p 낮아져 발아 단계에서 이미 생육 저하가 시작되는 양상이 확인되었다.
Fig. 1.
Effects of seed disinfection methods and germination percentage on the emergence rate of rice seeds. Disinfection methods are described as follows. Non- disinfection : soaking seeds in water at 30℃ for 48 hours, Pesticide : Disinfection using 500-fold diluted suspension of ipconazole at 30℃ for 48 hours, Hot water : Disinfection by soaking seeds in water at 60℃ for 10 minutes, followed by cooling in cold water for 10 minutes.
성묘율 또한 동일한 경향을 보였는데(Table 4, Fig. 2), 약제소독은 대부분의 지역 및 혼합시료에서 성묘율이 80% 이상으로 유지되며 비교적 안정적인 생육을 보였다. 반면 온탕소독은 충남 시료와 혼합시료 뿐만 아니라 전북·전남 시료에서도 모두 성묘율이 80% 이하로 감소하여, 발아율이 낮거나 미숙립 비율이 높은 종자에서는 온탕소독이 초기 생육에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 높았다. 이는 기존 연구에서 보고된 “수발아립 또는 미숙립 비율이 7% 이상일 경우 온탕소독 시 성묘율 감소가 발생한다”는 결과(Baek et al., 2024)와 일치하는 경향을 보인다.
Table 4.
Growth characteristics of rice seedlings according to seed disinfection methods and germination rate levels.
*CN : Chungcheongnam-do, JB : Jeollabuk-do, JN : Jeollanam-do. Total : mixed sample from 3 regions Different lowercase letters in a column indicate significant differences between germination rates within each disinfection method at p<0.05 according to Duncan’s multiple range test (DMRT). ns = not significant at p<0.05.
종합적으로 볼 때, 발아율이 80% 수준으로 낮아진 종자라도 발아율 85% 수준의 종자와 비교하여 전체적인 어린모 생육 지표는 대부분 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 다만, 종자소독 방법에 따라 초기 생육 저하가 명확하게 나타났으며, 특히 온탕소독에서는 발아 단계부터 성묘율까지 일관된 감소가 관찰되었다.
고온 육묘 시 관수 방법에 따른 어린모 생육 특성
‘바로미2’는 이앙 시기가 6월 말~7월 초로 늦어 육묘 과정에서 고온이 발생하기 쉬우며, 이 시기 수분 관리 방식은 모의 생육과 묘소질에 중요한 영향을 미친다(Khakwani et al., 2005). 담수 환경은 저산소 상태를 유발해 발아와 뿌리 신장을 저해할 수 있는 반면(Ismail et al., 2012), 상면관수를 기반으로 한 표준 관수조건은 산소 공급에는 유리하지만 수분 공급이 불균일할 경우 모 균일도가 떨어질 수 있다. 이러한 이유로, 발아율이 저하된 종자의 고온 육묘 시 물관리 방식에 따른 어린모 생육 특성을 평가하였다.
Table 5의 결과에 따르면, 표준 관수조건과 상시담수 조건 모두에서 발아율 수준(85% vs. 80%)에 따른 성묘율과 모충실도는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 물관리 방식에 따른 차이는 뚜렷했으며, 상시담수 조건에서는 표준 관수조건 대비 초장이 평균 5.5% 증가하여 담수 환경에서 도장 경향이 강화되는 양상이 확인되었다. 반면 성묘율과 모충실도는 관수 방식 간 유의한 차이는 없었다.
Table 5.
Effect of water management methods on growth characteristics of rice seedling under high temperature nursery conditions.
* Different lowercase letters in a column indicate significant differences between germination rates within each water management method at p<0.05 using Duncan’s multiple range test(DMRT). Different uppercase letters in a column indicate significant differences between water management methods according to DMRT(p<0.05). *** = p<0.001, ** = p<0.01, * = p<0.05, ns = not significant at p<0.05.
즉, 발아율 80% 수준의 종자라 하더라도 어린모 생육에는 큰 차이가 없었으나, 상시담수 조건에서는 도장의 위험이 높아져 고온기 ‘바로미2’ 육묘 시에는 표준 관수조건을 유지하는 것이 보다 건전묘 확보에 유리할 것으로 판단된다.
적 요
‘바로미2’는 품종 특성상 수발아에 취약하여 등숙기 기상 조건에 따라 종자 품질이 쉽게 저하될 우려가 있다. 본 연구에서는 발아율 85%와 80% 수준의 ‘바로미2’ 종자를 대상으로, 종자소독 방법과 육묘 환경이 초기 생육에 미치는 영향을 분석하여 발아율이 낮아진 종자의 활용 가능성을 평가하였다. 그 결과, 발아율이 85%에서 80%로 낮아지더라도 성묘율과 모충실도는 크게 달라지지 않아 기본적인 어린모 생육에는 큰 영향을 주지 않았다. 그러나 종자소독 방법에 따라 차이가 나타났으며, 특히 온탕소독에서는 발아율 80% 종자의 최아율이 약 8%p 감소하고 성묘율 또한 저하되어 저활력 종자에서는 온탕소독이 초기 생육에 부정적인 영향을 줄 수 있었다. 한편, 고온기 육묘에서 표준 관수조건과 상시담수 조건 간 성묘율과 모충실도의 차이는 없었으나, 상시담수에서는 초장이 과도하게 신장되어 도장 위험이 확인되었다. 이상의 결과를 종합하면, 발아율이 80% 수준으로 낮아진 종자도 활용 가능성을 갖지만, 소독 및 물관리 조건에 따라 생육 차이가 발생할 수 있으므로 육묘 과정에서의 관리가 특히 중요하다. 본 연구는 수발아 및 이상기후로 인한 종자 품질 저하 상황에서도 ‘바로미2’ 가루쌀 생산의 안정성을 높일 수 있는 현장 중심의 종자 활용 기준 마련에 기여할 것으로 기대된다.
