Original Research Article

The Korean Journal of Crop Science. September 2021. 210-219
https://doi.org/10.7740/kjcs.2021.66.3.210

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 재료 및 방법

  •   시험 재료 및 시험 장소

  •   기상분석 및 벼 생육 자료 수집

  •   재배방법

  •   생육, 수량구성요소와 수량 및 미질특성

  •   통계분석

  • 결과 및 고찰

  •   중북부중산간지의 오대벼 재배 35년간 기상환경 분석

  •   중북부중산간지 오대벼 수량 및 수량구성요소의 35년간 변화

  •   충북지역 중북부중산간지의 중생종과 중만생종 적응성 검토

  • 적 요

서 론

충청북도는 대한민국 국토의 중앙에 위치하여 평야지와 산간지역이 어우러져 있고, 청주를 중심으로 중부평야지, 제천을 중심으로 중북부중산간지, 보은을 중심으로 중부중간지로 구분되어 벼 재배지대가 다양한 지역이다(Choi et al., 1985).

지구온난화로 인한 기온상승과 지속적인 화석연료의 사용은 대기 중 CO2 증가를 일으키고 있다. CO2의 증가는 벼의 광합성율을 증가시키고, 물과 영영분을 효과적으로 이용하며, 뿌리까지 광합성산물을 배분하기 때문에 바이오매스와 수량을 증가시킨다(Reddy et al., 2010). 이와는 대조적으로 식물의 생육적온보다 기온이 증가되면 광합성율은 저하되고, 바이오매스와 수량은 감소된다. 상승된 온도는 광합성율을 증가시킬 CO2의 긍정적 효과를 줄이기 때문에 등숙을 저하시켜 수량감소를 초래한다(Horie, 1993).

우리나라에서는 온도가 2°C 상승하면 출수기간이 7~8일 단축되어, 쌀수량이 4.5% 감소되며, 동시에 CO2와 기온이 증가되면 수량은 전국적으로 평균 14.9% 감소된다고 예측하였다(Shim et al., 2010). 벼 생육모델 ORYZA2000을 이용한 분석에 의하면 2040년 이후에는 모든 출수생태형이 출수 후 등숙온도가 26°C 이상이므로 파종기를 늦춰야 하며, 현재의 기후변화를 가정했을 때 한반도의 벼 생산량은 지역과 출수생태형에 따라 21.6~31.1% 감소될 것이라고 하였다(Lee et al., 2011, 2012). 기후변화로 인해 수량은 전 세계적으로 평년 대비(1980-2008) 0.1% 감소될 것으로 예측하였고, 10년 주기 생장율 역시 1960년대보다 낮아져 향후 10년의 수량은 1.5% 감소가 예상된다(Lobell et al., 2011; Lobell & Gourdji, 2012).

고온에서는 임실률 저하, 야간의 호흡손실로 인해서 전분 합성 중 α-아밀라아제 저하로 인한 전분부족으로 분상질립이 증가되어 쌀 품질을 현격하게 저하시킨다(Peng et al., 2004; Yamakawa, 2011; Hakata et al., 2012; Mitsui et al., 2016; Morita et al., 2016). 또한 출수기 기온이 35°C 이상이면 열에 민감한 품종은 임성이 현저하게 저하되기 때문에 주요 재배지역의 이동이 없으면 아시아의 쌀수량은 10.4% 감소될 것으로 전망된다(Matsui et al., 1997; Yoshimoto et al., 2011; Horie, 2019).

일본에서는 각 지역별로 1980년대보다 2000년대 들어 쌀 1등급의 비율이 낮아졌는데 이는 온도가 지속적으로 상승하여 출수 후 20일간 기온이 26°C보다 높았기 때문이고, 이를 초과하는 일수가 많아졌으며(Ishigooka et al., 2011), 품종에 따라 분상질립이 많게는 50.5%까지 발생되는데 대부분 복백미의 증가가 두드러졌다(Hosoya, 2013). 일본의 기후변화 시나리오에 따라 RCP 8.5일 경우 수량과 품질을 고려한 이앙시기를 변동하면 A등급 쌀이 71.1~91.5%로 70% 이상 증가되고(Ishigooka et al., 2017), 2040년대에는 분상질립이 2배 이상 증가되어, 연간 4억 달러의 경제적 손실이 발생될 것으로 예상했다(Masutomi et al., 2019). 우리나라의 RCP 8.5 시나리오에 따라 현재보다 온도는 2.8°C 상승과 CO2 580 ppm 농도 조건에서는 현재보다 현미 천립중은 12%, 등숙률은 24%, 쌀수량은 33% 감소되고, 출수가 빨라짐에 따라 고온등숙 환경에 처해질 것으로 예측했다(Sang et al., 2018). 이러한 쌀수량과 수량구성요소의 감소를 방지하고자 이앙시기를 변동하면 출수생태형별 쌀수량의 감소를 -0.2~-7.4%로 최소화 시킬 수 있다(Lee et al., 2012).

현재의 기후변화를 반영하였을 때 향후 기온상승이 예상되고, 충북지역은 1970년대와 비교하여 2000년대의 평균기온과 일조시간이 증가되었기 때문에(Jung et al., 2014), 현재 조생종을 주로 재배하고 있는 중북부중산간지에서 과거 35년간 지역적응시험의 비교품종인 오대벼의 생육환경을 5년 주기로 분석하고, 주로 조생종을 재배하고 있는 이 재배지대의 중생종과 중만생종의 적응성을 검토하여 농업인의 품종 선택의 기준을 마련하고, 쌀등급제의 품질을 고려한 출수생태형별 최적 재배시기를 구명하고자 본 시험을 수행하였다.

재료 및 방법

시험 재료 및 시험 장소

본 시험은 IV-1 지대의 중북부중산간지인 충청북도 제천시 백운면의 농가포장(37°07'N, 128°01'E, 해발 220 m)에서 시험하였다. 시험 1은 1986년부터 2020년까지 조생종인 오대벼를 지역적응시험 비교품종으로 재배하였고, 시험 2는 출수생태형별로 적응성을 검토하기 위해서 2018년부터 2020년까지 조생종 오대, 중생종 청품과 중만생종 삼광을 이용하여 3품종의 이앙시기를 달리하여 재배하였다. 시험구는 단구제로 배치하였으며, 모든 조사와 분석은 3반복으로 하였다.

기상분석 및 벼 생육 자료 수집

기상청 날씨누리의 누리집을 이용하여 1981년부터 10년 주기로 제천의 평균기온, 일조시간과 강수량을 5월 1일부터 10월 20일까지 월별 평균값을 구하였다.

기후생산력지수(Climatic Productivity Index, CPI)는 출수기부터 등숙기간 40일간의 기온 및 일조시간과 벼 수량과의 관계식에서 도출된 아래 식을 활용하였다(RDA, 1986).

CPI = DS [0.187-0.0034(T-22.75)2]

여기서 DS와 T는 각각 출수 후 40일간의 평균 일조시간과 평균기온이다.

기후등숙량(Climatic Yield Potential, CYP)은 출수기부터 등숙기 40일간의 평균기온과 등숙기 가장 적합한 온도와 회귀계수를 이용한 아래 식을 활용하였다(Hanyu et al., 1966; Murakami, 1973; Ahn et al., 2020).

CYP(kg/10a) = DS [α-β(Ta-T1)2]

여기서 DS와 Ta는 각각 출수 후 40일간 일 누적일조시간과 평균기온이며, T1은 등숙적합 온도 21.4°C이고, 회귀계수 α는 4.14, β는 0.13이다.

과거 벼 생육 데이터는 농촌진흥청 작물연구 통합 정보시스템에서 제천 지역적응시험의 오대벼 자료를 수집하였으며, 1986년부터 2020년까지 35년간의 값을 5년 주기 평균값으로 비교하였다.

재배방법

시험2를 수행하기 위하여 종자소독은 60°C에서 10분간 온탕침지 후, prochloraz 유제로 32°C에서 48시간 소독하였다. 이앙하기 30일 전 파종하여 못자리 육묘를 하였고, 이앙시기는 2019년부터 2020년까지 조생종은 5월 30일부터 6월 30일까지, 중생종은 5월 20일부터 6월 20일까지, 2018년부터 2020년까지 중만생종은 5월 10일부터 6월 10일까지 출수생태형별로 각각 10일 간격, 4회 이앙을 실시하였다. 재식거리는 30 × 12 cm로 주당 3~5본씩 식재하였다. 10 a 당 시비량은 N:P2O5:K2O = 10:6.4:7.8 kg으로 기비 50%. 분얼비 25%, 수비 25%의 분시비율로 시용하였다. 병해충은 7월 상순과 하순에 각각 살충제와 살균제로 방제하였다. 기타 재배관리는 농촌진흥청 표준재배법에 준하였다.

생육, 수량구성요소와 수량 및 미질특성

출수기는 시험구 40~50%의 포기가 출수에 이른 날로 하였다. 등숙성기에 간장, 수장, 수수를 반복 당 20주, 수당립수는 3주를 선정 후 채취하여 조사하였다. 등숙비율은 비중이 1.06인 소금물에 수선하여 백분율로 구하였고, 쌀수량은 100주를 예취하여 정조중을 측정한 후 10 a로 환산하였다.

백미의 단백질 및 아밀로스함량은 근적외선분석기(Foss Infratec 1241, Sweden)를 이용하여 측정하였다. 쌀의 외관특성은 곡립판별기(RN-600, Kett, Japan)를 이용하여 완전립, 분상질립, 싸라기, 피해립 등을 측정하였다.

통계분석

생육 및 수량 등은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준에 의하여 조사하였으며, 각 항목의 평균치간의 유의성은 One-way ANOVA를 이용하여 Duncan’s multiple range test 5% 유의수준에서 검정하였다.

결과 및 고찰

중북부중산간지의 오대벼 재배 35년간 기상환경 분석

기온상승은 전 세계적으로 2000년대 이후 급격히 높아졌고, 특히 2010년대 이후 가속화되어 우리나라도 지속적으로 증가될 것으로 예상된다(NASA, 2021). 충북 제천지역의 10년 주기 재배 기상환경은 Fig. 1과 같다. 일 평균기온은 8월까지 2010년대가 가장 높았다.

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Fig. 1.

Meteorological condition of air temperature (A), sunshine hour (B), precipitation (C) over the last four decades in Jecheon in the central northern mid-mountainous area.

그러나 제천지역의 등숙후기인 9월에는 1980~1990년대보다 2010년대가 높았으나 늦장마, 태풍 등의 영향으로 2000년대보다 낮았던 것으로 판단된다. 이러한 기상이변으로 일 평균 일조시간은 2000년대가 가장 높았고, 2010년대는 출수기 이후 가장 낮은 경향이었다. 경북지역은 2010년대가 1990년대, 2000년대보다 높아 충북지역과 다른 경향이었는데, 이는 벼 재배지대의 차이로 생각되었다(Shin et al., 2020).

10년 주기 제천지역의 온도와 일조시간을 바탕으로 출수시기별 도출된 기후생산력지수(CPI)와 기후등숙량(CYP)은 Fig. 2와 같다. CPI는 출수시기에 1을 기준으로 생산력의 정도를 파악할 수 있다. 2000년대에 일조시간이 많았기 때문에 가장 높았으며, 2010년대에는 가장 낮은 경향이었다. Shim et al. (2014)은 최근 들어 CPI가 감소되는 가장 큰 원인은 등숙기간의 지속적인 온도상승과 일조시간 부족이라 하여 제천지역의 CPI와 비슷한 경향이었다. CYP도 CPI와 비슷한 경향이었고, 지속적인 기온 상승으로 8월 19일 이후에는 1990년대보다 높아지는 경향이었으며, RCP 4.5와 8.5를 기준으로 예측한 우리나라 CYP와 같은 결과였다(Ahn et al., 2020).

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Fig. 2.

Climatic productivity index (A) and climatic yield potential (B) by rice heading date over the last four decades in Jecheon in the central northern mid-mountainous area.

중북부중산간지 오대벼 수량 및 수량구성요소의 35년간 변화

지난 35년간 제천지역의 오대벼 생육 및 수량구성요소를 5년 주기로 분석한 결과는 Table 1과 같다. 출수기는 온도에 반응하는 조생종의 특성상 지속적으로 앞당겨지고 있었으며, 이앙부터 출수까지 생육시기가 줄어들기 때문에 간장과 수장이 다소 감소되는 경향이었다. 등숙률은 과거보다 최대 10%, 현미 천립중도 증가되었는데, Lee (1995)는 자포니카와 통일형의 등숙적온의 범위를 21~26°C이며, 해당 온도 범위에서 등숙량이 가장 높다고 하여, 과거보다 등숙온도가 높아졌음에도 등숙률이 낮아지지 않은 것으로 판단되었다.

Table 1.

Growth, yield components and yield properties of Odaebyeo over 35 years (1986~2020) by regional adaptation test in Jecheon in the central northern mid-mountainous area.

Period Heading date Culm
length
(cm)
No. of
panicles/
hill
No. of
spikelets/
panicle
Percent
ripened
grain
(%)
1,000
grain
weight
(g)
Milled
rice
yield
(kg/10a)
Environmental Change
ATTH
(°C)
MTDAH
(°C)
ADH
(Days)
A Aug. 1a 78a 16a 74a 79.6b 22.8c 486bc 2,854abc 23.4abc 74.2a
B Aug. 3a 72ab 14ab 74a 78.0b 22.8c 450c 2,770c 22.3c 76.0a
C July 28b 72ab 15ab 76a 81.4ab 24.0b 489bc 2,819bc 23.3bc 70.0b
D July 26b 66b 14ab 73a 85.0ab 25.4a 545ab 2,853abc 23.4abc 68.0b
E July 28b 71ab 14ab 76a 82.4ab 24.6ab 564a 2,852abc 23.6abc 70.2b
F July 25b 72ab 13b 81a 86.0ab 24.0b 489bc 2,897ab 24.0ab 67.2b
G July 24b 69ab 14ab 78a 88.8a 25.0ab 518ab 2,945a 24.8a 66.8b

Quinquennial period, A : 1986-1990, B : 1991-1995, C : 1996-2000, D : 2001-2005, E : 2006-2010, F : 2011-2015, G : 2016-2020

ATTH : accumulated temperature from transplant to harvest, MTDAH : mean temperature 40 days after heading, ADH : average days from transplanting to heading date

Different letters in the same column are significantly different by ANOVA and Duncan’s test, (p < 0.05).

10 a 당 쌀수량은 2006~2010년에 가장 높았는데, 이 시기에는 일조시간이 다른 시기보다 길었고, 평균기온도 높았기 때문에 쌀수량에 많은 영향을 미친다는 결과와 같았다(Shin et al., 2020). 특히 1980년대와 1990년대에 지역적응시험의 표준 시비량은 N-P-K=12-12-13 kg/10a를 시용하였기 때문에, 과거보다 생산량이 증가된 것은 시비량보다 기상변화가 더 큰 영향을 미쳤다고 판단되었다. 이는 Ito et al. (2009)Chen et al. (2013)에 따르면 벼 생육 중 높은 온도는 낮은 온도보다 비료를 더 흡수하므로 체내 질소와 탄소와 같은 필수원소의 함량이 더 높아 바이오매스를 증가시키므로 시비량을 줄여도 생산량 보전이 될 수 있을 것으로 생각되었다.

생육, 수량구성요소 및 수량과 기상요소와의 상관관계는 Table 2와 같다. 출수기는 이앙부터 수확까지 적산온도 및 등숙률과는 부의 상관이었으며, 출수 후 40일간 평균기온, 등숙률과 천립중은 정의 상관관계가 성립되는 것으로 분석되어 기상환경 요인이 수량 및 수량구성요소에 큰 영향을 미친다는 결과와 비슷한 경향이었다(Lee, 1976; Shin et al., 2020).

Table 2.

Correlation coefficients for growth, yield, yield components, and meteorological conditions in Odaebyeo during 35 years.

HD CL NPH NSP PRG TGW MRY ATTH MTDAH ASHTH CPI
CL 0.30ns
NPH 0.33ns 0.34*
NSP -0.15ns 0.24ns -0.22ns
PRG -0.46** -0.38* -0.36* -0.09ns
TGW -0.73*** -0.36* -0.26ns 0.12ns 0.26ns
MRY -0.40* -0.08ns 0.20ns -0.03ns 0.27ns 0.51**
ATTH -0.55*** -0.01ns -0.26ns 0.10ns 0.48** 0.33ns 0.29ns
MTDAH -0.58*** -0.04ns -0.39* 0.30ns 0.46** 0.41* 0.21ns 0.87***
ASHTH -0.32ns -0.30ns 0.13ns -0.22ns 0.28ns 0.43** 0.30ns 0.14ns 0.17ns
CPI -0.17ns -0.21ns 0.17ns -0.27ns 0.22ns 0.22ns 0.30ns 0.06ns 0.11ns 0.96***

HD : heading date, CL : culm length, NPH : number of panicles per hill, NSP : number of spikelets per panicle, PRG : percent ripened grain, TGW : thousand grain weight, MRY : milled rice yield, ATTH : accumulated temperature from transplant to harvest, MTDAH : mean temperature 40 days after heading, ASHTH : average daily sunshine hour from transplant to the harvest, CPI : climatic productivity index

ns : not significant, *, ** and ***, significant at p = 0.05, p = 0.01 and p = 0.001, respectively.

5년 주기의 출수 후 40일간 적산온도로 역산한 출수 한계기는 Fig. 3과 같다. 벼 안전 성숙을 위한 온도 범위는 출수 후 40일간 평균기온이 20~22°C로 일반계 품종의 안전출수 한계기를 840°C, 출수 만한기를 800°C로 보면(Choi et al., 2005), 제천지역의 출수 한계기는 지속적으로 늦어졌으며, 안전출수 한계기는 최근 5년간 8월 15일, 출수 만한기는 8월 20일로 분석되었다. 2000년 이후 기후자료를 바탕으로 한 제천지역의 최적 출수기는 8월 10일~13일이라고 하여(Seo et al., 2020), 적산온도 880°C로 역산한 출수기인 8월 11일과 비슷한 결과였으며, 기온상승이 계속되는 한 출수 한계기는 점점 늦어질 것으로 판단되었다.

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Fig. 3.

Late marginal heading date over the last four decades in Jecheon in the central northern mid-mountainous area.
*Accumulated temperature for 40 days after heading
Quinquennial period, A : 1986-1990, B : 1991-1995, C : 1996-2000, D : 2001-2005, E : 2006-2010, F : 2011-2015, G : 2016-2020

충북지역 중북부중산간지의 중생종과 중만생종 적응성 검토

충북지역 중북부중산간지 제천에서 벼 출수생태형별로 조생종, 중생종과 중만생종의 이앙시기를 달리하여 재배한 결과는 Table 3과 같다. 중생종과 중만생종은 같은 이앙시기간에는 출수기 차이가 크지 않았으며, 출수 후 40일간 평균기온은 출수생태형별 마지막 이앙시기를 제외하고 출수 만한기 이내였다. 출수생태형별 간장, 수수, 수당립수는 이앙시기에 따라 큰 차이가 없었으나, 오대와 청품의 등숙률은 이앙시기별 큰 차이가 있었고, 삼광은 통계적으로 유의하지 않았다. 이는 품종별 특성으로 판단되었다. 등숙기 18°C 미만에는 광합성량이 저하되지만, 자포니카형은 최저온도가 3~8°C라도 10일 정도는 계속 등숙하므로(Lee, 1995), 중북부중산간지에서도 중생종 또는 중만생종의 재배가 가능할 것으로 판단되었다.

Table 3.

Comparisons of growth characteristics and yield components by rice heading ecology type varieties as affected by different transplanting dates in Jecheon region.

Variety Trans-
planting date
Heading
date
MTDAH (°C) Culm
length
(cm)
No. of
panicles
/hill
No. of
spikelets/
panicle
Percent
ripened
grain (%)
Brown
rice
recovery
(%)
1,000
grain
weight
(g)
OD May 30 Aug. 2 24.1 72a 15a 92a 86.7c 83.4a 24.2b
June 10 Aug. 11 22.8 70ab 17a 83b 90.9ab 83.1a 24.0b
June 20 Aug. 20 20.5 66b 15a 82b 93.2a 83.4a 24.6b
June 30 Aug. 30 18.4 69ab 15a 89ab 90.1b 80.9b 26.6a
CP May 20 Aug. 13 22.3 71a 15a 80b 93.8a 83.0ab 22.1a
May 30 Aug. 16 21.5 72a 16a 88ab 94.0a 83.8a 21.5a
June 10 Aug. 22 20.2 72a 16a 80b 92.8ab 83.5ab 22.1a
June 20 Aug. 27 19.0 67a 15a 93a 90.3b 82.7b 22.3a
SK* May 10 Aug. 12 22.2 76a 14b 84a 90.7a 83.4a 21.5c
May 20 Aug. 14 21.6 73a 15ab 82a 91.4a 83.0a 21.7bc
May 30 Aug. 17 20.9 73a 14b 84a 93.2a 83.2a 22.1b
June 10 Aug. 23 19.8 76a 17a 84a 91.3a 83.4a 23.1a

OD : Odae, CP : Cheongpum, SK : Samkwang

MTDAH : mean temperature 40 days after heading

Different letters in the same column are significantly different by ANOVA and Duncan’s test, (p < 0.05).

*mid-late maturing type, examined for 3 years in 2018-2020

단백질 및 아밀로스함량과 미질특성은 Table 4와 같다. 단백질과 아밀로스함량은 각 출수생태형 품종별로 증가되는 경향이었으나, 연차간 차이로 인해 통계적으로는 유의하지 않았으며, 중생종 청품은 이앙시기가 늦어질수록 단백질 함량이 증가되는 경향이었다. 이는 Shimizu et al. (1994)Ko et al. (1998)과 같은 결과였다. 완전미율은 이앙시기별로 조생종은 6월 20일, 중생종은 6월 10일, 중만생종은 5월 20일부터 6월 10일에서 가장 높았다. 분상질립과 싸라기의 발생은 완전미율과 반비례하였고, 특히 조생종 오대벼에서 많이 발생하였는데, 출수 후 10일간 평균기온이 26°C에 가까우면 품종에 따라 분상질립이 크게 증가되는 결과와 같았다(Hosoya, 2013). 분상질립 중 심백과 복백 발생의 출수 후 30일간 임계온도는 각각 27.28°C와 25.05°C라고 하여(Masutomi et al., 2015), 오대와 비슷한 수준이었다. 2000년대 이후 개발된 중생종 청품과, 중만생종 삼광은 온난화 적응 품종으로 미질 변화가 크지는 않았으나 초기 이앙할 때보다 이앙시기가 늦을수록 분상질립은 낮아지는 경향이었다.

Table 4.

Comparisons of rice quality characteristics by rice heading ecology type varieties as affected by different transplanting date in Jecheon region.

Variety Trans-planting date Protein content
(%)
Amylose content (%) Rice quality (%)
Head Chalky Cracked Damaged
OD May 30 6.0a 19.1a 68.5c 19.2a 10.6ab 1.9a
June 10 6.3a 17.9a 80.6b 10.8bc 7.6ab 1.1a
June 20 6.6a 18.7a 86.3a 6.3c 6.1b 1.4a
June 30 6.3a 19.6a 72.3c 14.2ab 11.9a 1.7a
CP May 20 5.4c 17.7a 89.3b 6.1a 3.9a 0.7a
May 30 5.7bc 18.1a 92.0ab 3.8b 3.5a 0.8a
June 10 6.1ab 18.2a 92.5a 3.7b 3.1a 0.7a
June 20 6.4a 18.0a 91.4ab 4.2b 4.1a 0.3b
SK* May 10 5.1a 15.2a 87.4b 4.4a 4.3a 2.9a
May 20 5.2a 15.8a 91.1a 2.6b 4.2a 2.1ab
May 30 5.3a 16.6a 92.4a 2.9b 3.3a 1.5ab
June 10 5.4a 17.3a 91.6a 3.3b 4.0a 1.1b

OD : Odae, CP : Cheongpum, SK : Samkwang

Different letters in the same column are significantly different by ANOVA and Duncan’s test, (p < 0.05).

*mid-late maturing type, examined for 3 years in 2018-2020

출수생태형별 이앙시기에 따른 10 a 당 쌀수량과 완전미 수량은 Fig. 4와 같다. 쌀수량은 조생종은 5월 30일과 6월 10일 이앙, 중생종은 6월 10일 이앙, 중만생종은 5월 20일과 5월 30일에서 가장 높았다. 완전미 수량은 조생종은 6월10일부터 6월 20일까지, 중생종은 6월 10일, 중만생종은 5월 20일부터 6월 10일까지 높은 경향이었다. Choi et al. (2005)은 호남 평야지에서 벼 출수생태형별로 쌀수량이 가장 높은 이앙시기로 조생종 5월 30일, 중생종 5월 30일, 중만생종 6월 9일로 제시하였으며, Kang et al. (2005)은 본 시험과 같은 재배지대인 IV-1에서 이앙시기와 쌀수량과의 상관관계는 고도로 유의하다고 하여 각 재배지대에 맞는 출수생태형별 적정 이앙시기 구명이 필요하다고 생각된다.

/media/sites/kjcs/2021-066-03/N0840660304/images/kjcs_66_03_04_F4.jpg
Fig. 4.

Comparisons of milled rice yield and head rice yield by rice heading ecology type varieties as affected by different transplanting date in Jecheon region.
Different letters in the same column are significantly different by ANOVA and Duncan’s test, (p<0.05).

완전미 수량이 가장 높은 이앙시기를 회귀분석한 결과는 Fig. 5와 같다. 10 a 당 생산량은 조생종 460 kg, 중생종 550 kg, 중만생종 529 kg으로 중생종의 생산량이 가장 높았고, 최대 생산 가능한 이앙시기는 조생종은 6월 15일, 중생종은 6월 5일, 중만생종은 5월 25일이었다. 이 시기에 이앙할 경우 출수 한계기 이전에 출수하고, 출수 후 40일간 평균기온도 21°C보다 높아서 고품질 쌀을 안정적으로 생산할 수 있을 것으로 판단되었다. Yang et al. (2020)은 출수 후 40일간 평균기온이 오대는 21.9°C, 삼광은 21.5°C에서 쌀수량이 가장 높다고 하여 본 연구결과와 비슷하였다. Choi et al. (2011)은 출수 후 40일간 평균기온보다 출수 후 30일간 평균기온이 식미치를 대변할 수 있다고 하여 출수 후 30일간 평균기온이 22.2°C에서 식미치가 가장 높다고 하였는데, 본 시험에서 오대는 22.5°C, 청품은 22.0°C, 삼광은 22.3°C이므로 식미 역시 우수할 것으로 판단되며, Kang et al. (2005)에 따르면 식미는 이앙시기와 품종간 상호효과에 고도로 유의한 상관관계가 인정되므로 품종별 적기 이앙이 필요하다. 조생종 오대는 이앙시기별 완전미 수량의 차이가 심한 반면, 중생종 청품과 중만생종 삼광은 그 차이가 많지는 않았다. 2010년대에는 CPI와 CYP가 낮았음에도 1980년대와 1990년대보다 수량이 높았던 것은, 최근 육성품종은 온도 반응이 다르지만, 대체적으로 온난화에 적응된 품종이라는 의견과 같다고 생각되었다(Seo et al., 2020). 특히 온도 상승과 CO2의 증가는 등숙기 전분합성의 문제로 인하여 미질과 식미가 낮아지므로(Hakata et al., 2012; Jing et al., 2021), 온도상승을 고려하여 중북부중산간지에도 중생종과 중만생종 재배가 가능하며, 조생종은 이앙시기를 늦추는 것이 품질 향상에 좋을 것으로 사료된다. 지구온난화는 탄소를 지속적으로 배출하는 한 계속될 것으로 예측되므로, 식량안보와 기후변화를 반영한 농산물의 안정적 수급을 위해서 더욱 심도있는 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

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Fig. 5.

Regression estimates of optimum transplanting date to produce high quality rice yield by heading ecology type in the central northern mid-mountainous area.
Rice variety (A) Odae, (B) Cheongpum, (C) Samkwang
*, and ***, significant at p = 0.05, and p = 0.001, respectively.

적 요

최근 지구온난화에 의해 기온이 상승하여 조생종을 주로 재배하는 중북부중산간지대에 중생종과 중만생종의 적응성을 검토하기 위해서 출수생태형별로 이앙시기를 달리해서 조생종 오대, 중생종 청품, 중만생종 삼광을 제천의 농가포장에서 시험한 결과는 다음과 같다.

1. 벼 생육에 영향을 미치는 기상요소 중 평균기온은 2010년대에 8월까지는 가장 높았고, 다른 시기보다 월별로 0.7~0.9°C가 높았으며, 일조시간은 장마, 태풍 등으로 인한 기상이변으로 가장 낮은 수준이었다.

2. 지난 35년간 오대의 지역적응시험 결과 출수기는 점점 빨라지고 있으며, 이앙부터 출수기까지 재배일수가 짧아져 간장과 수수가 감소되었다. 과거보다 등숙률은 최대 10%, 천립중은 2 g 이상 증가되었으나, 품질과 직결되는 출수 후 40일간 평균기온은 많게는 2°C 이상 증가되었다.

3. 제천지역 안전출수한계기는 출수 후 40일간 적산온도 880°C 기준으로는 8월 11일, 840°C 기준으로는 8월 15일로 분석되었다.

4. 이앙시기별 출수생태형에 따라 생육은 비슷하였으나 이앙시기별 최고, 최저 수준을 비교한 등숙률은 조생종 6.5%, 중생종 3.7%, 중만생종 2.5% 높았다. 쌀수량은 조생종 83 kg, 중생종 113 kg, 중만생종 47 kg 많았으며, 완전미율은 조생종 17.8%, 중생종 3.2%, 중만생종 5.0% 높았다.

5. 중북부중산간지에서 안전출수한계기 및 완전미수량을 고려한 이앙시기는 조생종은 6월 15일, 중생종은 6월 5일, 중만생종은 5월 25일이었으며, 본 시험 지역(IV-1)에서도 온난화로 인해 중생종과 중만생종이 안정적으로 재배될 수 있을 것으로 예상된다.

Acknowledgements

본 논문은 농촌진흥청 신농업기후변화대응체계구축사업(세부과제명 : 충북지역 벼 재배지대별 출수생태형과 이앙시기에 따른 수량성 및 품질 변동 연구, 세부과제번호 : PJ01508306)의 연구비 지원에 의해 이루어진 것임.

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