파종방법 설정

시험은 전라북도농업기술원 시험포장에서 실시하였으며 품종은 만기 개화종인 홍마 300을 사용하였다. 시비량은 Table 1의 시험전 토양 화학적 특성을 조사하여 비슷한 특 성을 가진 작물로 평가되는 옥수수 시비처방기준에 따라 N-P₂O₅-K₂O (15-15-10 kg/ha)를 전층 시용하였다. 시용 후 4월 상순 쟁기를 이용하여 심경하였으며 파종 1주일 전 토 양 살충제를 살포하여 경운하고, 관리기를 이용하여 너비 120 cm, 배수로 40 cm의 이랑을 만든 후 시험처리 하였다. 파종은 5월 1일에 파종방법을 점파, 조파, 산파 처리하여 실 시하였는데 점파는 조간 30 cm 주간 20 cm로 시험구당 4 열로 처리하였으며 조파는 10a 당 2.0 kg 종자 투입량을 기 준으로 시험구에 4열로 줄을 낸 후 종자를 안분하여 줄 내 에 골고루 파종한 후 가볍게 복토하였다. 산파는 10a 당 2.0 kg 종자 투입량을 기준으로 시험구에 골고루 뿌린 후 쇠스 랑을 이용하여 가볍게 복토하였다. 처리 후 벼과 잡초가 3~5 엽기에 이르렀을 때 Fluazipof-p-butyl계 제초제를 사용하여 제초하였고 파종 90일에 식물체 시료를 채취하여 사료가치 를 분석하였으며 파종 150일 후 수확하여 수량을 측정하였 다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였다.

파종시기 설정

시험처리를 위한 시험구 준비 및 시비 등은 파종방법 처 리와 동일하게 하였고 시험품종은 만기 개화종인 홍마 300 을 사용하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였는데 파종은 너비 120 cm의 이랑에 조간 30 cm 주간 20 cm로 시험구당 4열로 점파하였다. 종자 소요량은 10a 당 2.0 kg 이 되도록 조정하였다. 파종시기는 청보리 수확 후 파종하 는 5월 30일을 대비로 하여 4월 15일, 5월 1일, 5월 15일 등 4처리 하였으며 성장이 최고에 달해 잎과 줄기분포비율 변화가 거의 일어나지 않아 이후 사료영양가치 변화가 적을 것으로 판단되는 8월 하순에 식물체 시료를 채취하여 사료 가치를 분석하고 10월 말에 수확하였다.

재식거리 및 파종량 설정

시험처리를 위한 시험구 준비 및 시비 등은 파종방법 및 파종시기 설정과 동일하게 실시하였고 시험품종은 만기 개 화종인 홍마300을 사용하였다. 파종은 파종시기를 5월 1일 로 하여 점파와 조파, 산파를 각각 처리하였는데 점파는 재 식거리를 20×10 cm, 20×20 cm, 20×30 cm로 3처리 하여 생육 및 수량 사료가치 등에 가장 적합한 재식거리를 설정 하였다. 조파와 산파는 파종량을 2 kg/10a, 4 kg/10a, 6 kg/10a, 8 kg/10a로 각각 처리하여 최적 생산조건 설정을 위한 파종 량을 결정하였으며 시험구 배치는 파종방법 별로 난괴법 3 반복으로 하였다.

제초제 선발 및 지역정응성 검정

케나프 생력화 재배 체계를 설정하기 위하여 제초제 선발 시 험을 수행하였다. 공시된 약제는 경엽 처리제인 벼과 선택형 Fluazipof-p-butyl과 토양 처리제인 Metolachlor, Pendimethalin 등을 사용하였는데 난괴법 3반복으로 처리하였고 시험면적은 18 ㎡이었다. Fluazipof-p-butyl은 잡초 3~5 엽기에 약제를 처 리하고 처리 20일 후에 잔초량을 조사하였으며 Metolachlor, Pendimethalin 등은 케나프 파종과 함께 잡초 발생 전에 토 양 살포하고 처리 40일 후에 잔초량을 조사하여 약효를 확 인하였다. 케나프의 지역 재배 가능성을 확인하기 위하여 지역 적응성 검정을 실시하였는데 지역은 전북 평야지인 익 산시 함라면, 임실군 오수면, 고창군 대산리, 순창군 유등면 등 4지역에서 현지 지역농가의 시험포장을 임대하여 실시 하였다. 파종방법은 기계화 점파(재식거리 20×20 cm)로 하 고 파종시기는 5월 1일로 통일하여 케나프를 파종한 후 생 육상황과 수량성 등을 관찰하였다. 시험지는 논과 밭을 모 두 사용하였는데 익산시와 고창군은 밭이었고 순창군 및 임 실군은 논으로서 토양의 화학적 특성은 Table 2와 같았다. 대체적으로 밭 토양의 pH가 논 토양 보다 1.0~1.6 정도 높 았고 유기물 함량은 논 토양이 밭 토양 보다 0.6% 정도 높 게 형성되어 있었다. 유효인산은 밭 토양이 평균 208 mg/kg 으로 논 토양 평균 73 mg/kg에 비해 높았다.

사료가치 분석

케나프 생장패턴 분석

Table 3은 시험지의 기상을 분석해 놓은 자료이다. 5월 이후 평균온도, 최저기온 및 최고기온 등은 대체적으로 평 년에 비해 높게 유지 되었는데 특히 7~10월 평균기온이 평 년에 비해 거의 대부분 1°C 이상 높았으며 강수량도 대체로 평년 수준보다 높아서 2013년 기상은 고온성 작물인 케나 프 생육에 전반적으로 유리하게 작용한 것으로 평가 할 수 있었다.

케나프의 시기 경과에 따른 생장패턴을 분석해 보면, 5월 4일 파종 후 충분한 수분 공급이 이루어지면 약 5일 정도 경과한 후부터 케나프가 본격적으로 발아하기 시작한다. 이 때 최초로 발아가 시작되는 평균 외기온도는 약 10~12°C 이며 생육상 변화를 통해 본격적으로 생장을 시작하는 온도 는 15~20°C 정도로 시기적으로는 5월 15일 전후에 해당한 다. 파종 후 본격적인 생장이 시작되는 6월 말까지는 완만 한 성장세를 유지하다가 6월 이후 본격적으로 온도가 상승 하면서 성장도 빨라지게 된다. 이후 장마기에는 고온과 수 분 스트레스로 약간의 성장 정체기가 있으나 장마기 이후에 본격적으로 성장속도가 빨라져서 최대 4 m 까지 크게 된다. 이러한 성장세는 평균 기온이 25°C 이상이 유지되는 8월 하순 까지 지속되는데 이후 평균기온이 떨어지는 9월이 되 면(Table 3, 9월 평균기온 22.4°C) 성장 속도가 점차 둔화되 다가 온도가 크게 하락하는 10월 중순 이후에는 낙엽이 발 생하게 되며 서리를 맞은 이후 에는 식물체가 고사한다. 이 와 같은 생장 패턴을 볼 때 케나프는 높은 온도에서 생장이 촉진되는 고온성 작물로 생육 최적 온도는 평균기온 24°C 에서 29°C 정도로 평가할 수 있다(Fig. 1).

Fig. 1.

The growth and development pattern of Kenaf (Hibiscus cannabinus L.). * Variety : Hongma300 (late flowering type).

이와 같은 생장패턴을 옥수수와 건물중 기준으로 비교해 보면 파종 후 70일경까지는 옥수수와 케나프의 증체 속도 가 거의 비슷하게 진행되지만 70일경 이후에 케나프는 급 격하게 건물중이 증가하는 반면에 옥수수는 상대적으로 증 체되는 비율이 낮아서 케나프와의 건물중 차이가 점차적으 로 벌어지게 되는데 파종 후 110일 정도에서 양 작물의 개 체 건물중을 비교해 보면 옥수수가 식물체당 217 g 정도인 반면에 케나프는 268 g/plant로 개체 당 49 g 정도의 건물중 차이를 나타내게 된다. (Fig. 2)

Fig. 2.

The comparison of growth and development pattern between Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) and corn. * Variety : Kenaf (Hongma300), Corn (Gwangpyungok).

파종방법 설정

국내에서 아직 기초적인 재배기술이 확립되어 있지 않은 케나프의 파종방법을 구명하는 시험을 실시하였다. 처리를 점파와 조파, 그리고 산파로 하여 발아시킨 후 입모수를 확 인한 결과 점파는 10a 당 12,000 주, 조파는 13,000 주 그리 고 산파는 16,500 주가 입모 하였다. 파종방법별 발아 소요 일수를 비교해보면 확실한 복토가 이루어져 수분손실 및 일 정 온도 유지가 가능한 점파 및 조파에서 각각 4.8일과 5.6 일이 소요된 반면 산파는 8.4일이 소요되어 산파 처리에서 초기 발아에 좀 더 많은 시간이 필요 하였으며 이에 따라 초기 식물의 정착 및 본격 생장에도 더 많은 시간이 필요하 여(Data not shown) 전반적인 생육 상황이 다소 저조하였 다. 또한 단위면적당 식물체 경쟁 개체수가 많은 산파에서 의 케나프 생육이 조파 및 점파 처리에 비하여 전반적으로 떨어졌는데 초장, 줄기 및 엽의 생육이 조파에서 가장 좋았 고 점파, 산파 순으로 점차 떨어지는 경향을 나타내었다. 특 히 잎의 생성 및 무게분포 비율에 밀접하게 연관되어 있는 줄기의 직경이 산파에서는 현저히 떨어지고 있는데 이에 따 라 분지수가 현저히 줄어들고 엽수와 엽장, 엽폭 등의 생육 도 감소하여 개체중이 점파 및 조파에 비하여 43.8~44.7% 감소한 547.3 g/주를 나타내었다(Table 4). 이와 같은 개체 중 감소에 따라 단위 면적당 수확량도 차이가 나타났는데 안정적인 성장세를 보인 조파 및 점파에서 10a 당 수량이 13,024 kg과 12,746 kg으로 높았던 반면 산파는 조파, 점파 와 유의적인 차이를 보이는 10,984 kg/10a로 떨어지는 경향 을 나타내었다(Fig. 3).

Fig. 3.

The Yield of Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) according to the seeding methods. * Each bar represents mean ± SD of 3 experiments. *P〈0.05 vs. control.

상대적으로 많은 수량을 확보할 수 있는 파종법인 점파 및 조파의 파종조건을 설정하기 위하여 점파는 20×(10, 20, 30) cm로 재식거리를 구명하고, 조파는 10a 당 2, 4, 6, 8 kg으로 파종량을 설정하는 시험을 실시하였다. 점파에서 파 종 거리를 점차적으로 늘릴 경우 입모수가 큰 폭으로 감소하 게 되는데 20×10 cm에서는 10a 당 식물체 입모수가 24,000 주였지만 20×20 cm에서는 12,000 주로 감소하였고 20×30 cm로 처리할 경우에는 10a 당 8,000 주까지 줄어들었다. 이 에 따라 넓은 생육면적 확보가 가능한 20×30 cm 처리에서 케나프는 우수한 생육 특성을 나타내었는데 줄기의 직경이 늘어나고 2.5 cm 이상의 굵은 줄기 분포 비율이 89.4%로 밀식 처리보다 4.2~26.2% 늘어나면서 상대적으로 엽수와 엽 장 및 엽폭 등도 큰 폭으로 증가하였다. 여기서 유의하여 볼 점은 줄기의 직경 감소가 분지수 및 엽수 감소와 상당히 밀 접하게 연관되어 있다는 점이다. 케나프는 주요 영양소가 잎 에 분포하고 있으며 이를 통해 높은 사료가치 등의 특성이 유지된 것으로 평가되고 있다(Cahilly, 1967; Phillips et al., 1989). 또한 사료가치 이외의 산업 활용 분야에서도 최대 성장을 통해 많은 수량을 확보하기 위해서는 광합성을 할 수 있는 적정한 선의 잎을 확보하는 것이 필수적이다. 따라 서 잎 분포 비율을 최대한도로 유지하고 많은 양이 수확되 도록 유지하는 것이 이용 측면에서는 유리한데 케나프는 줄 기직경을 2.5 cm 이상으로 유지할 수 있을 경우 유의할 수 준으로 엽수가 큰 폭으로 증가하고 줄기부분에 대한 상대적 무게비율이 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 이는 잎의 분 열을 촉진시킬 수 있는 충분한 생장량 확보가 줄기직경 2.5cm 이상에서부터 가능하다는 것을 의미하며 개체의 줄 기직경을 2.5 cm 이상으로 유도 할 수 있는 재배기술을 만 들어내는 것이 그만큼 중요하다는 것을 말한다. 실제로 줄기 직경 2.5 cm 이상 개체의 분포 비율이 89.4%와 85.2%인 20×30 cm와 20×20 cm 처리에서의 엽수와 엽면적 지수 등 이 20×10 cm 처리에 비해 유의적으로 높았고(Table 5) 이 에 따라 사료가치를 구성하는 요소인 조단백질 함량(CP)이 나 총가소화양분량(TDN)이 높고, 중성세제분해섬유소(NDF), 산성세제분해섬유소(ADF) 등이 낮아서 상대적으로 우수한 사료가치를 나타내었다(Table 6). (Fig. 4)

Fig. 4.

The change of individual weight of kenaf with time progress on seeding distance.

재식거리별 수량을 보면 전체적으로 생육량과 입모수가 상호 작용하여 결정되는데 소식인 20×30 cm 처리에서는 생육량은 우수하여 1296.9 g의 개체중으로 타처리에 비해 유의적으로 높았으나(Fig. 3) 재식주수가 적어 전체수량 에 서는 20×20 cm 처리에 비해 24.2% 적었고, 밀식인 20×10 cm 처리에서는 재식주수가 전체적으로 많았으나 생육량이 떨어져 개체중이 20×20 cm 처리에 비해 48.6% 적은 540 g/주를 나타냄에 따라 전체수량에서는 역시 20×20 cm 처리 에 비해 8% 적었다. 결과적으로 케나프의 점파시 재식거리 는 적당한 생장량 확보와 수확주수 확보가 가능한 20×20 cm가 가장 적합하였고 사료가치 확보에도 유리함을 확인 할 수 있었다. 이는 케나프 Tainung 2 품종의 재식거리를 조간 8 inch (20 cm)로 좁혔을 때 가장 높은 건물수량이 얻 어졌다는(Hovermale, 1993) 보고와 일치한 결과이다.

케나프 파종방법 설정 중 조파를 위한 파종량 설정에서도 이와 비슷한 결과가 얻어졌는데 밀식처리인 파종량 4, 6, 8 kg/10a 파종이 2 kg/10a 처리에 비해 생육량이 전체적으로 떨어졌으며(Table 7) 잎 분포비율 하락에 따라 사료가치도 크게 하락하였다. 생육량과 개체중 그리고 입모수가 반영되 어 산출한 수량은 파종량 2 kg/10a와 6 kg/10a 처리가 유의 하게 높게 나왔으나 사료가치 등을 종합적으로 평가해볼 때 10a 당 2 kg이 가장 적당하였다(Table 8).

케나프의 적절한 파종시기를 설정하기 위하여 지중온도 와 발아율과의 관계를 조사하였다. 케나프 파종 대상기간으 로 평가되는 4월 상순부터 5월 하순까지의 토양 온도는 각 각 4월 10일의 11.2°C에서부터 5월 30일의 21.2°C 까지 변 화 하였는데 시기별로 케나프를 파종하고 발아율 추이를 조 사한 결과 케나프의 발아는 4월 중순 이후부터 본격적으로 시작하였고 이시기의 토양온도가 약 11.8°C 정도인 것으로 보아 케나프의 토양 발아를 위한 최저 온도는 11.8°C 정도 인 것으로 확인되었다(Fig. 5). 그러나 서리피해에 매우 취 약한 케나프의 특성을 고려해 볼 때 안전재배를 위한 적정 파종시기는 만상을 피할 수 있는 4월 하순부터가 적절할 것 으로 판단되었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 최대 수량 확 보를 위한 케나프의 파종 시기를 정확히 판단하기 위하여 4 월 15일부터 15일 단위로 파종시기를 처리하여 생육 및 수 량 그리고 사료가치 등을 비교하였다. 케나프는 아열대성 작 물로 높은 고온 환경을 요구하는 작물이다. 따라서 본격적 인 성장시기인 6월 하순부터의 본격적인 생장을 위한 뿌리 활착이나 환경적응 등에 얼마만큼의 시간이 소요되는 지가 파종시기 산정의 결정 요인으로 작용 할 수 있는데 결론적 으로 말하자면 5월 1일 파종과 4월 15일 파종의 생육 및 수 량 차이가 크지 않고 오히려 4월 15일 파종시 약간의 저온 장해가 발생하는 것으로 보아(Data not shown) 적정 파종시 기는 5월 1일이 가장 적당하였다. 실제로 4월 15일 파종과 5월 1일 파종은 초장, 경직경, 분지수 엽수 엽장 등에서 생 육에 약간의 차이가 있었으나 유의하지 않은 수준이었고, 5 월 1일 파종의 개체중이 1,014.6 g으로 4월 15일 파종에 비 해 2.7% 높고, 10당 수량에서도 13,423 kg/10a로 유의적인 수준의 차이점을 나타내는 2.8% 증수 효과가 있었으나 그 렇게 크지는 않았다(Table 910).

Fig. 5.

Germination percentage of kenaf according to the soil temperature on time progress from seeding date.

파종시기별 사료가치 비교에서 조단백질 함량은 5월 1일 파종과 5월 15일 파종처리가 타 처리에 비하여 유의한 수준 으로 높았고 NDF를 기반으로 계산되는 건물섭취량(DMI) 에서는 4월 15일과 5월 1일 파종 처리구가 유의하게 우수 하였으며 ADF를 기반으로 계산되는 가소화건물량(DDM) 과 총가소화양분(TDN) 함량에서는 5월 1일 파종 처리구가 가장 높은 수준을 유지하였다. 분석된 항목을 종합하여 상 대적사료가치를(RFV) 분석해보면 5월 1일 파종처리가 130.2로 가장 높았고 4월 15일 파종과 5월 15일 파종이 각 각 126.1과 123.2로 그 다음 수준을 유지하였다.

케나프 재배의 효율성을 확보하기 위해서는 생력재배 기 술이 필요하다. 케나프는 그 생장 속도가 매우 빨라 생육 중 반기 이후에는 제초의 필요성이 적으나 본격적으로 고온기 에 들어서기 전까지는 성장세가 약하여 생육 초반기에는 잡 초와의 경합력을 확보하기 위하여 제초제를 처리해주는 것 이 필요하다. 케나프에 대한 약해가 발생하지 않고 제초 효 율이 좋은 약제를 선발하기 위하여 경엽처리제인 Fluazipofp- butyl과 토양처리제 Metolachlor, Pendimethalin을 공시하 여 약제에 맞게 시기별로 처리한 결과 세 약제 모두 잡초는 94% 이상으로 억제 할 수 있었으나 Metolachlor, Pendimethalin 은 케나프 종자 발아억제가 나타나고 발아된 식물체도 정상 식물체에 비하여 성장이 40% 이상 억제되는 성장저해 현상 이 발생하여 제초제로 사용하기는 부적합하였다(Table 11). 이러한 결과는 케나프 유묘기 및 35 cm 생장기에 사용할 수 있는 제초제로 clethodim, fluazifop, sethoxydim, MSMA 등 이 선발되었다는(Mark & Samuel, 1992) 보고와도 일치하 였다.

케나프의 전북지역 적응 가능성을 확인하기 위하여 익산 시와 임실군, 순창군, 고창군 등 4지역에서 논과 밭으로 구 분하여 지역적응시험을 실시한 결과 4지역 평균 수량이 10a당 12,400 kg으로 평균 수준을 유지 할 수 있어 전북지 역에서는 큰 지역 편차 없이 케나프를 재배하는 것이 가능 한 것으로 판단되었다. 지역 내에서 수량과 생육에서 차이 를 보인 부분은 논과 밭을 구분하여 비교하였을 때 나타났 는데 논에서 재배할 때 밭에서 재배할 때 보다 생육과 수량 이 약간 감소하였으나 그 차이가 크지 않아 논을 사용하여 케나프를 생산하는 것도 큰 문제없이 가능할 것으로 판단되 었다(Table 12).