서 론
재료 및 방법
재배토양에 따른 사일리지 옥수수 개화반응 조사
토양 물리성 차이에 따른 옥수수 생장반응
토양 물리성이 양호한 토양에서 침수 기간에 따른 옥수수 생장반응
토양 물리성이 불량한 토양에서 침수일수에 따른 생장반응
결과 및 고찰
적 요
서 론
우리나라조사료 재배면적은 2015년 9.1만ha에서 2022년 13.3만ha로 지속적으로 증가 추세이나, 기후변화에 따른 이상기상으로 단위면적당 생산성이 감소하고, 한우, 젖소, 말 등 가축 사육두수는 증가하여 조사료 자급률이 정체되고 있는 실정이다. 2022년 기준 국내 조사료 자급률은 81.3%이지만, 이 중 사료가치가 낮은 볏짚이 71.1%를 차지하고 있으며, 옥수수, 호밀 등 양질 조사료의 생산 비율은 낮다. 또한, 전 세계적인 기후변화와 러시아-우크라이나 전쟁 등 국제 수급 불균형으로 인한 사료곡물 국제 가격과 해상 운송비 상승은 국내 조사료 수급에 악영향을 주고 있다. 이에 정부에서는 쌀 수급안정과 논 이용률 제고를 위해 2023년부터 전략작물직불제를 시행하고 있으며, 논을 이용한 하계조사료 생산을 장려하기 위해 논에 하계 사료작물 재배 시 ha당 430만원을 지원하고 있다(MAFRA, 2024).
하계 조사료 작물 중 옥수수는 단위 면적당 생산성이 가장 높고, 사료가치가 높을 뿐만 아니라, 가축 기호성이 우수하다(Kim et al., 1996). 하지만 논토양은 점토분이 많아 보수 및 보비력은 우수하지만, 공극의 크기가 작아 통기성과 투수성이 불량하기 때문에 뿌리의 발달이 어렵고, 양분흡수가 저해되어 옥수수 수량이 약 50%까지 감소할 수 있다(Cho et al., 2002; Seo et al., 2012). 그럼에도 불구하고 밭은 대부분 소득이 높은 작물을 재배하여 상대적으로 경제성이 낮은 조사료 재배를 확대하기에는 한계가 있으며, 논 타작물 재배 지원 정책과 더불어 논을 활용한 조사료 재배 확대가 필요하다(Ji et al., 2009b). 그러나 논토양은 투수성이 불량하기 때문에 사일리지 옥수수를 논에서 재배할 때에는 습해를 줄이기 위해 배수가 양호한 곳을 선정하는 것이 가장 중요하다는 선행 연구결과가 있다(Ji et al., 2009b). 그리고, 논토양에서 안정적으로 재배하기 위해서는 품종선택이 중요하며, 지금까지 연구결과에 의하면 국내 품종 중에서는 광평옥과 강다옥이 논 재배 적응성과 수량성이 뛰어나다고 보고되고 있다(Ji et al., 2009a; Ji et al., 2011). 경종적 방법으로 재배안정성을 늘리기 위해서는 논토양 물리성을 개선할 필요가 있으며, Seo et al. (2012)은 논토양을 심토파쇄하면 옥수수의 TDN 수량이 19~39% 증가하고, 옥수수 생육촉진에 효과가 있다고 하였다. 이처럼 논에서 사일리지 옥수수 재배에 대한 연구는 논 적응 품종의 선발, 토양물리성 개선 등 일부 수행되고 있으나, 그 수는 많지 않으며, 옥수수의 최종 수량성 중심으로 진행되어 사일리지 옥수수가 논에서 재배될 때의 생장반응이나 개화에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡한 실정이다.
본 연구에서는 2020년과 2021년 논과 밭에서 사일리지 옥수수를 재배했을 때 옥수수의 생육반응의 변화를 관찰하고, 논토양과 같이 토양 물리성이 불량한 환경과 침수에 따른 사일리지 옥수수의 생장반응을 구명하여, 논에서 사일리지 옥수수를 안정적으로 재배하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
재료 및 방법
재배토양에 따른 사일리지 옥수수 개화반응 조사
본 시험은 2020년부터 2021년까지 2년간 수원의 국립식량과학원 중부작물부 논 재배포장과 밭 재배포장에서 수행하였다. 시험품종으로는 강다옥, 광평옥, P3394, 청다옥, 신황옥, 평안옥, 양안옥, 황다옥, 장다옥, 평강옥, 다청옥 등 11품종이었으며, 평안옥은 2020년에, 다청옥은 2021년에 1년간 시험하였다. 각 품종들은 논토양과 밭토양에서 동일하게 4월 중순에 파종하여 재식거리 70 × 25 cm (5,555주/10a)로 2립씩 파종하여 3~5엽기에 1주만 남기고 솎아 주었으며, 시비량은 N-P2O5-K20=20-15-15 kg/10a으로 질소의 반량은 기비로 나머지 반량은 7~8엽기에 추비로 주었으며, 인산과 가리는 전량 기비로 주었다. 시험구는 품종별로 4 m, 4 열씩 난괴법 3반복으로 임의배치하였고, 나머지 재배관리는 사일리지 옥수수 표준재배법에 준하여 실시하였으며, 작물학적 특성조사는 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준에 따라 조사하였다(RDA, 2012). 통계분석은 R software version 4.3.1 (R Core Team, 2023)을 사용하여 수행하였다.
토양 물리성 차이에 따른 옥수수 생장반응
본 시험은 2023년 수원의 국립식량과학원 가공이용연구동 온실에서 토양물리성 차이에 따른 사일리지 옥수수의 생장반응을 구명하기 위해 사일리지 옥수수 ‘다청옥’을 사용하여 수행하였다. ‘다청옥’은 2016년에 개발된 품종으로 개화기와 생육특성이 ‘광평옥’과 유사하고, 수량적인 측면에서는 우수하다(Son et al., 2018). 특히, ‘다청옥’은 ‘광평옥’과 더불어 종자를 시중에서 쉽게 구할 수 있기 때문에, 본 연구의 결과를 농업현장에 빠르게 적용하기 위해 ‘다청옥’을 온실시험에 사용하였다. 그리고, 토양의 물리성의 차이를 균일하게 처리하기 위해 원예용상토와 수도용상토를 사용하였고, 7월 18일에 각각의 상토별로 다청옥을 1/2000a 와그너 포트에 2립씩 3반복으로 파종하였으며, 3엽기에 1주만 남기고 솎아 주었다. 재배하는 도중 수분 스트레스를 받지 않도록 적정 수분을 공급하였다. 3엽기부터 45일간 초장, 완전히 전개된 잎의 수, 완전히 마른 잎의 수를 조사하였고, 처음 17일은 2일 간격으로 나머지 28일은 일주일 간격으로 조사하였으며, 출사 후 35일에 수확하여 생육특성과 지상부와 지하부의 건물중을 조사하였다.
토양 물리성이 양호한 토양에서 침수 기간에 따른 옥수수 생장반응
본 시험은 2023년 수원의 국립식량과학원 가공이용연구동 온실에서 침수기간에 따른 사일리지 옥수수의 생장반응을 구명하기 위해 수행하였다. 침수처리 시 투수성, 통기성 등 토양의 물리성의 영향을 최소화하기 위해 투수성과 통기성이 잘 확보된 원예용 상토를 사용하였고, 5월 16일에 ‘다청옥’을 1/2000a 와그너 포트에 2립씩 3반복으로 파종하였으며, 3엽기에 1주만 남기고 솎아 주었다. 침수는 3엽기부터 23일 동안 처리하였고, 처리 시부터 2일 간격으로 초장, 경태, 완전히 전개된 잎의 수, 완전히 마른 잎의 수를 조사하였으며, 최종적으로 처리 후 23일에 초장, 경태, 뿌리길이, 지상부와 지하부 건물중을 조사하였다.
토양 물리성이 불량한 토양에서 침수일수에 따른 생장반응
본 시험은 2023년 수원의 국립식량과학원 가공이용연구동 온실에서 토양물리성이 불량한 토양에서 침수일수에 따른 사일리지 옥수수의 생장반응을 구명하기 위해 수행하였다. 토양 물리성이 불량한 수도용상토를 사용하였고, 7월 18일에 각각의 처리구별로 다청옥을 1/2000a 와그너 포트에 2립씩 3반복으로 파종하였으며, 3엽기에 1주만 남기고 솎아 주었다. 처리구별로 3엽기에 침수처리하여 처리 후 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15일에 배수하였고, 3엽기부터 45일간 초장, 완전히 전개된 잎의 수, 완전히 마른 잎의 수를 조사하였으며, 처음 17일은 2일 간격으로 나머지 28일은 일주일 간격으로 조사하였다. 그리고, 출사 후 35일에 수확하여 생육특성과 지상부와 지하부의 건물중을 조사하였다.
결과 및 고찰
사일리지 옥수수를 논에서 재배 시 개화반응의 차이를 알아보기 위해 사일리지 옥수수 주요 품종 11개에 대해 논과 밭에서의 개화기를 조사하였다. 2020~2021년 2년간 품종별 평균 출웅일수는 밭에서는 P3394가 72일로 가장 짧았고, 논에서는 P3394, 신황옥, 황다옥이 82일로 가장 짧았으며, 연차간에는 논과 밭에서 모두 품종별로 0~3일정도 차이가 있었다. 동일한 품종에서도 재배하는 토양에 따라 출웅하는데 소요되는 기간에 차이가 있었으며, 밭과 비교하여 상대적으로 논에서 출웅하는데 소요되는 기간이 7~10일 정도 늦었다(Table 1). 평균 출사일수는 논과 밭에서 모두 P3394가 각각 74일, 83일로 가장 짧았고, 강다옥이 82일 90일로 가장 길었으며, 연차간에는 밭에서는 1~3일정도, 논에서는 0~2일정도 차이가 있었다. 출웅일수와 유사하게 동일한 품종에서도 재배하는 토양에 따라 출사일수의 차이가 있었고, 논에서 재배할 경우 밭에서 재배하는 것보다 상대적으로 수염이 나오는데 소요되는 기간이 8~10일정도 늦은 것으로 나타났다(Table 1). Son et al. (2010)은 사일리지 옥수수 6품종을 논과 밭에 심은 결과, 광평옥과 강다옥은 논에서 출사일수가 1~2일 길어진 반면, 청안옥과 P3394는 오히려 출사일수가 하루 줄어드는 결과를 얻어 본 시험의 결과와 다소 차이가 있었다. 밭과 비교하여 논에서 수확기 식물체의 주당 건물중은 2020년에는 10품종 모두에서 9.3~41.6% 감소하였고, 2021년에는 강다옥, 광평옥, 평강옥, 다청옥은 오히려 0.5~3.7% 증가하였으며, 나머지 6품종에서는 15.6~42.9% 감소하였다(data not shown). 연차별 논과 밭의 주당 건물중 차이는 개화기 이후 강우량의 영향으로 생각되었으며, 상대적으로 강우량이 많은 2020년에 과습에 의한 스트레스가 더 심했을 것으로 판단되었다. 하지만 표본수가 반복당 5개체로 적고, 개체별 변이가 커서 전체적인 수량의 차이는 나타내지 못할 것으로 생각된다. 기온, 강수, 일조 등 기상환경이 동일함에도 개화기의 차이가 발생하는 것은 토양의 차이 또는 침수에 의한 피해에 의한 것으로 판단되었다.
Table 1.
Days to tasseling and silking of silage corn hybrids in 2020 and 2021.
Hybrid | Year | Days to tasseling (days) | Days to silking (days) | ||||
Upland (A) |
Paddy (B) |
Difference (B-A) |
Upland (A) |
Paddy (B) |
Difference (B-A) | ||
Kangdaok | 2020 | 79 | 87 | 8 | 81 | 89 | 8 |
2021 | 81 | 89 | 8 | 83 | 91 | 8 | |
mean | 80 a† | 88 a | 8 | 82 a | 90 a | 8 | |
Kwangpyongok | 2020 | 75 | 82 | 7 | 78 | 87 | 9 |
2021 | 76 | 84 | 8 | 77 | 86 | 9 | |
mean | 76 bcd | 83 cd | 8 | 78 bc | 87 bc | 9 | |
P3394 | 2020 | 72 | 81 | 9 | 73 | 83 | 10 |
2021 | 72 | 82 | 10 | 74 | 83 | 9 | |
mean | 72 e | 82 d | 10 | 74 d | 83 e | 10 | |
Cheongdaok | 2020 | 77 | 82 | 5 | 78 | 84 | 6 |
2021 | 76 | 85 | 9 | 77 | 86 | 9 | |
mean | 77 bc | 84 cd | 7 | 78 bc | 85 cde | 8 | |
Sinhwangok | 2020 | 72 | 82 | 10 | 73 | 84 | 11 |
2021 | 73 | 82 | 9 | 74 | 83 | 9 | |
mean | 73 e | 82 d | 10 | 74 d | 84 e | 10 | |
Pyeonganok | 2020 | 80 | 87 | 7 | 81 | 89 | 8 |
2021 | - | - | - | - | - | - | |
mean | 80 a | 87 ab | 7 | 81 a | 89 a | 8 | |
Yanganok | 2020 | 73 | 82 | 9 | 74 | 84 | 10 |
2021 | 76 | 83 | 7 | 77 | 85 | 8 | |
mean | 75 cde | 83 d | 8 | 76 cd | 85 cde | 9 | |
Hwangdaok | 2020 | 73 | 83 | 10 | 75 | 85 | 10 |
2021 | 73 | 81 | 8 | 75 | 83 | 8 | |
mean | 73 de | 82 d | 9 | 75 cd | 84 de | 9 | |
Jangdaok | 2020 | 75 | 82 | 7 | 76 | 85 | 9 |
2021 | 76 | 83 | 7 | 78 | 85 | 7 | |
mean | 76 bcd | 83 d | 7 | 77 bc | 85 cde | 8 | |
Pyeonggangok | 2020 | 75 | 84 | 9 | 76 | 86 | 10 |
2021 | 77 | 85 | 8 | 79 | 86 | 7 | |
mean | 76 bc | 85 bcd | 9 | 78 bc | 86 bcd | 9 | |
Dacheongok | 2020 | - | - | - | - | - | - |
2021 | 78 | 86 | 8 | 80 | 88 | 8 | |
mean | 78 ab | 86 abc | 8 | 80 ab | 88 ab | 8 |
2020년과 2021년에 시험에 사용된 옥수수 품종들이 출웅하고 출사하는 시기인 7월 상순 전부터 7월 하순까지 지속적으로 비가 내렸기 때문에, 밭과 비교하여 상대적으로 수직 배수가 불량한 논에서 재배한 옥수수가 침수 피해를 받기 쉬웠을 것으로 판단되었다. 이러한 논과 밭에서의 옥수수 개화기 차이가 토양 물리성에 의한 것인지 침수에 의한 피해에 의한 것인지 구명하기 위해 온실시험을 수행하였다(Fig. 1).
첫째로, 토양 물리성에 의한 사일리지 옥수수 생육반응을 구명하기 위하여, 통기성과 투수성에 차이가 있는 원예용 상토와 수도용 상토를 사용하여 ‘다청옥’을 재배하였으며, 생육기간 중 수분에 의한 스트레스를 최소화하기 위하여 적정 물관리를 하였다. 국내에서 유통 시판되고 있는 원예용 상토의 평균 용적밀도는 0.22 g/cm3 정도로 공극률이 91.7%로 높아 투수성과 통기성이 좋고, 유기물 함량이 높으며, 코코피트, 피트모스, 펄라이트 등을 함유하고 있어 보수, 보비력이 우수하다. 수도용 상토의 용적밀도는 평균 1.01 g/cm3 정도로 식토에 해당하는 수준이고, 보수, 보비력은 우수하나, 공극률이 61.9%로 상대적으로 투수성과 통기성은 불량할 것으로 판단되었다(Kim & Cho, 2002; Cho, 2002). 각각의 상토에서 재배한 사일리지 옥수수의 생육특성을 조사한 결과, 초장은 3엽기 이후 5일까지는 거의 차이가 없었지만, 7일째부터는 수도용 상토에서 재배한 옥수수의 초장이 원예용 상토에서 자란 것보다 유의하게 작아지기 시작하였다(Fig. 2A). 옥수수의 생육단계를 나타내는 완전히 전개된 잎의 수는 3일째부터 차이가 나기 시작하였으며, 수도용 상토에서 잎이 전개되는 속도가 상대적으로 낮았다(Fig. 2B). 이것은 수도용 상토의 통기성이 불량하기 때문에, 옥수수 뿌리에 산소의 공급 원활하지 않아 호흡이 저해되고, 이로 인해 양수분의 흡수와 광합성 등이 정상적으로 이뤄지지 못해 작물의 생장이 억제된 것으로 판단되었다(Cho & Lee, 2000). 잎의 노화를 나타내는 완전히 마른 잎은 9일째 되는 날부터 발생하기 시작하였으며, 원예용 상토에서 발생량이 많았다(Fig. 2C). 잎의 노화는 질소의 결핍으로부터 기인하는 것으로 원예용 상토에서 자란 옥수수가 질소의 결핍이 빠르게 일어나는 것으로 판단되었고, 이것은 원예용 상토에서 식물체 생장이 빠르고, 투수성이 매우 우수하여 질소의 결핍이 상대적으로 빠르게 나타나는 것으로 생각되었다(Kang, 2006).
출사일수는 수도용 상토에서 자란 옥수수가 원예용 상토에서 자란 것보다 4일정도 통계적으로 유의하게 지연되었고, 화분비산기에서 출사기까지의 일수도 수도용 상토에서 4일정도 지연되었다(Table 2). 옥수수의 출사기는 유효적산온도에 영향이 크지만, 논과 밭과 같이 토양 물리성에 의해서도 차이가 있음을 확인하였다(Kim et al., 2017). 출사 후 35일에 수확하여 조사한 결과, 작물학적 특성에서는 초장, 착수고, 엽장, 엽폭, 지상부 건물중에서는 유의한 차이를 나타내지 않았으나, 수도용 상토에서 경태가 유의하게 줄었고, 수확기 생엽수가 47% 많았으며, 지하부 건물중은 원예용 상토에서 자란 것에 비해 54% 감소하였다(Table 2). 수도용 상토에서 재배한 옥수수의 초장, 엽장, 엽폭 등 생육특성이 원예용 상토에서 재배한 것보다 낮지만, 지상부의 건물중이 크게 나타난 것은 생엽수에 영향을 받았을 것으로 판단되었다. 생엽수는 후기녹체성을 나타내는 특성으로, 생엽수의 증가는 광합성 기간을 연장하고, 영양 공급량과 생체중을 증가시키며, 최종적으로 수량을 증가시킬 수 있다(Zhang et al., 2019). 또한, 수분 스트레스를 받지 않게 적정 수분을 공급하여 재배하더라도 수도용 상토의 물리적 특성으로 인해 뿌리의 발달이 상당히 저해되는 것을 확인할 수 있었으며, 원예용 상토와 비교하여 생엽수가 유의하게 차이나는 것으로 볼 때, 수토용 상토에서 상대적으로 오랫동안 생육후기까지 질소 공급 유지된다고 판단되었다.
Table 2.
Comparison of agronomic characteristics of ‘Dacheongok’ cultivated in paddy rice and horticultural bedsoils.
둘째로, 토양의 특성에 따른 생육 차이를 최소화하고, 침수에 의한 옥수수의 생육반응을 구명하기 위하여 토양 물리성이 양호한 원예용 상토를 이용하여 ‘다청옥’을 재배하였고, 3엽기부터 침수처리하여 2일 간격으로 옥수수의 초장, 경태, 완전히 전개된 잎의 수, 완전히 마른 잎의 수를 조사하였다. 침수처리후 옥수수의 초장은 무처리구와 비교하여 침수 4일째까지는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 6일째부터 침수처리구에서 생장이 저해되어 초장이 상대적으로 작아지기 시작하였고, 침수기간이 늘어날수록 초장의 차이는 더 커졌다(Fig. 3A). 경태도 초장과 유사하게 침수 4일째까지는 무처리와 유사하였지만, 6일째부터 상대적으로 얇아지기 시작하였고, 시간이 지날수록 그 차이는 커졌다(Fig. 3B). 완전히 전개된 잎의 수는 4일째부터 차이가 나기 시작하여 초장과 경태의 생장저해보다 더 짧은 침수기간에서 생육발달이 저해된다고 판단되었고, 초장과 경태는 시간이 지날수록 그 차이가 커졌지만 완전히 전개된 잎의 수는 조사시기별로 차이가 유사하여 초장과 경태 등 생장의 저해와 생육단계의 진전에는 차이가 있음을 확인하였다(Fig. 3C). 완전히 마른 잎은 침수 8일째 침수처리구에서 발생하기 시작하였고, 무처리구에서는 12일째 나타나기 시작하였으며, 시간이 지날수록 완전히 마른 잎의 수는 무처리구와 침수처리구에서 유사한 경향으로 증가하였다(Fig. 3D). 잎의 노화는 질소의 공급과 관련되어 있으므로, 침수된 옥수수에서 질소의 공급이 부족한 것으로 판단되었다. 침수로 인한 토양의 산소부족은 뿌리의 호흡을 제한하고, 무기양분과 수분의 흡수를 저해하여, 뿌리의 생장감소시키고, 잎의 황화를 일으킬 수 있다(Cho & Lee, 2000; Gwak, 1983).
침수처리 후 23일째 식물체를 수확하여 생육특성을 조사한 결과, 지상부의 초장과 경태는 각각 42.0%, 36.7% 감소하였고, 지상부 건물중은 72.7% 감소하였으며, 지하부의 뿌리길이는 56.0% 감소하였고, 지하부 건물중은 74.2%로 감소하여, 침수가 지속될수록 작물생육에 심각한 피해를 준다는 것을 확인하였다(Fig. 4).
마지막으로, 토양 물리성이 불량한 조건에서 침수기간별 옥수수의 생육반응을 구명하기 위하여 토양 물리성이 불량한 수도용 상토를 이용하여 ‘다청옥’을 재배하였고, 3엽기부터 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15일간 침수처리하여 3엽기 이후 45일간 옥수수의 초장, 경태, 완전히 전개된 잎의 수, 완전히 마른 잎의 수를 조사하였다. 모든 침수처리구들의 초장은 침수처리후 3일까지는 무처리구와 유사하게 증가하다가 5일부터는 각각의 시험구별로 초장이 증가하는 패턴에 차이를 보이기 시작하였고, 이후 5일 이하 침수처리한 시험구들은 무처리구와 유사하게 초장이 증가하는 양상을 나타내었으나, 그 이상 침수처리한 시험구들은 침수기간이 증가하는동안 초장의 생장에 저해를 받다가 침수조건이 해소된 후 초장이 무처리구와 유사하게 증가하는 양상을 나타내었고, 최고 초장에 도달하는 시기는 늦었지만, 3엽기 이후 45일경에는 모든 시험구의 초장이 유사하게 나타났다(Fig. 5A). 이러한 결과로 볼 때, 옥수수는 5일 이하의 침수처리에서는 초장의 신장에 큰 영향을 주지 않지만, 그 이상이 되면 초장의 신장에 저해를 받고, 피해 정도는 침수기간의 증가와 관련되며, 침수 상황이 해소되면 정상적인 생육이 가능할 것으로 판단되었다. 완전히 전개된 잎의 수는 3엽기 이후 3일까지는 처리구간 차이를 보이지 않았으나, 5일째부터 차이가 발생하기 시작하였으며, 침수처리기간에 따라 다소 지연되는 양상은 나타내었으나, 그 차이는 크지 않았고, 침수처리가 해소되면 무처리 수준으로 빠르게 회복되었다(Fig. 5B). 완전히 마른 잎의 수는 무처리와 비교하여 침수처리 3일째부터 침수처리구에서 나타나기 시작하여 침수기간이 길어질수록 빠르게 증가하는 경향을 나타내었으나, 침수처리가 해소되면 무처리구와 유사한 양상으로 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 5C). 옥수수 뿌리가 침수되어 있는 동안에는 뿌리 주위의 산소 부족으로 인해 호흡이 제한되고, 무기양분 흡수가 저해되어 지상부 잎의 황화를 초래한 것으로 판단되었다(Gwak, 1983).
수도용 상토에서 재배한 옥수수의 침수기간별 개화기를 조사한 결과, 무처리구와 비교하여 출웅일수는 1~3일정도 늦어지는 경향을 나타냈고, 출사일수는 무처리구와 침수처리구에서 거의 차이가 없었으며, 화분비산 후 출사까지의 일수는 침수처리구보다 무처리구에서 유의하게 길었다(Table 3).
Table 3.
Comparison of flowering time of ‘Dacheongok’ according to period of flooding treatment in paddy rice bedsoil.
Flooding period | Days to tasseling | Days to silking | Anthesis-silking interval (ASI) |
Control | 46 ± 0.0 c† | 55 ± 2.1 a | 8 ± 2.1 a |
1 day | 47 ± 1.2 bc | 52 ± 1.0 b | 4 ± 0.6 b |
3 days | 48 ± 0.6 ab | 53 ± 1.2 ab | 4 ± 1.2 b |
5 days | 48 ± 0.6 ab | 53 ± 1.0 ab | 4 ± 1.0 b |
7 days | 47 ± 1.2 abc | 52 ± 0.0 b | 1 ± 1.5 c |
9 days | 48 ± 0.0 ab | 53 ± 0.0 ab | 1 ± 0.0 c |
11 days | 48 ± 0.6 a | 54 ± 0.6 a | 2 ± 1.0 bc |
13 days | 49 ± 1.2 a | 54 ± 0.6 a | 2 ± 1.0 bc |
15 days | 48 ± 0.0 ab | 53 ± 1.2 ab | 2 ± 2.0 bc |
수도용 상토에서 재배한 옥수수의 침수기간별 시험구들을 출사후 35일에 수확하여 생육특성을 조사한 결과, 초장은 무처리구와 침수처리구간 유의한 차이를 나타내지 않았고, 착수고는 9일 이상 침수처리구부터 유의한 차이를 나타냈으며, 경태는 5일 이상 침수처리구에서부터 유의한 차이를 나타내었다(Table 4). 잎의 길이와 폭은 무처리구와 침수처리구간에 큰 차이를 나타내지는 않았으며, 생엽수는 13일간 침수처리구를 제외하고, 5일 이상 침수처리구에서부터 유의하게 감소하였다(Table 4). 무처리구와 비교하여 지상부 건물중은 5일 이상 침수처리구에서 유의하게 감소하였고, 지하부 건물중은 모든 침수처리구에서 유의하게 감소하여 지상부 생육특성은 침수후 최소 5일 이상 경과해야 무처리구와 비교하여 유의하게 감소하지만, 뿌리는 저산소 또는 무산소 조건에서 저장된 전분을 빠르게 소비하고, 뿌리의 성장과 기능을 유지하기 어렵기 때문에 하루만 침수되어도 저해를 받을 수 있다고 판단되었다(Bailey-Serres & Voesenek, 2010). McDaniel et al.(2016)은 옥수수는 4엽기에 하루만 침수되어도 뿌리의 신장이 현저히 줄어든다고 보고하여, 본 연구 결과와 유사하였지만, 3일동안 침수되어도 뿌리 무게에 유의한 차이는 보이지 않는다고 하여, 본 연구의 결과와 다소 차이가 있었다. 이것은 배수 후 식물 뿌리의 생장은 다시 증가하지만, 회복 정도은 토성에 따라 차이가 있을 것으로 생각되어 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다. 11일 이상 침수처리된 옥수수에서 지상부와 지하부 건물중이 증가하는 경향을 나타내었으나, 7일과 9일 침수처리된 옥수수를 제외하면, 5일 이상 침수된 옥수수의 지상부 건물중과 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았고, 하루 이상 침수된 옥수수의 지하부 건물중과도 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 4).
Table 4.
Comparison of agronomic characteristics of ‘Dacheongok’ according to period of flooding treatment in paddy rice bedsoil.
Flooding period |
Plant height (cm) |
Ear height (cm) |
Stem width (mm) |
Leaf length (cm) |
Leaf width (cm) |
Number of fresh leaves | Dry matter (g) | |
Above ground | Under ground | |||||||
Control | 232.7 ± 22.14 a† | 79.7 ± 4.62 abc | 22.5 ± 0.71 a | 103.0 ± 1.73 abc | 9.4 ± 0.75 a | 13.3 ± 1.15 a | 333.3 ± 20.77 a | 74.7 ± 29.14 a |
1 day | 255.7 ± 19.86 a | 90.7 ± 2.31 a | 22.7 ± 1.24 a | 105.7 ± 0.58 a | 9.6 ± 0.12 a | 13.3 ± 0.58 a | 281.7 ± 21.90 abc | 44.7 ± 11.02 b |
3 days | 247.3 ± 23.29 a | 88.7 ± 2.08 ab | 23.3 ± 0.24 a | 101.3 ± 14.15 abc | 9.5 ± 1.08 a | 12.7 ± 1.53 ab | 288.2 ± 30.89 ab | 36.7 ± 1.15 bc |
5 days | 256.3 ± 4.16 a | 84.0 ± 11.53 ab | 19.1 ± 1.18 b | 105.0 ± 3.61 ab | 9.0 ± 0.5 ab | 10.3 ± 0.58 c | 272.5 ± 7.00 bc | 42.7 ± 9.45 b |
7 days | 243.3 ± 13.32 a | 73.0 ± 4.36 bcd | 17.9 ± 0.93 b | 91.2 ± 4.04 cd | 8.2 ± 0.85 ab | 11.0 ± 1.73 bc | 222.9 ± 22.52 cd | 18.0 ± 5.29 cd |
9 days | 234.7 ± 35.35 a | 55.3 ± 20.31 e | 14.4 ± 3.95 c | 77.0 ± 9.64 e | 7.0 ± 2.37 b | 11.0 ± 1.00 bc | 191.0 ± 70.66 d | 12.0 ± 3.46 d |
11 days | 234.7 ± 5.13 a | 60.0 ± 4.00 de | 17.4 ± 0.41 bc | 82.2 ± 6.53 de | 8.3 ± 0.25 ab | 11.0 ± 1.00 bc | 248.1 ± 28.35 bcd | 23.3 ± 5.77 bcd |
13 days | 238.3 ± 5.51 a | 65.3 ± 3.79 cde | 16.9 ± 1.1 bc | 94.2 ± 2.75 abcd | 8.9 ± 0.17 ab | 12.7 ± 0.58 ab | 279.0 ± 29.49 abc | 25.3 ± 3.06 bcd |
15 days | 230.3 ± 6.43 a | 57.7 ± 10.97 de | 16.7 ± 2.74 bc | 92.8 ± 3.33 bcd | 7.9 ± 1.22 ab | 11.3 ± 0.58 bc | 261.0 ± 13.83 bc | 24.7 ± 3.06 bcd |
위의 결과를 종합해 보면, 논과 밭에서의 개화기의 차이는 논토양의 물리적 구조에 의한 생육 지연과 침수 피해에 의해 야기되었다. 토양 물리성이 불량할 경우, 물리성이 양호한 토양에 비해 옥수수의 생장발달과 개화가 지연되고, 뿌리의 발달이 저해되었으며, 토양 물리성이 양호하더라도 침수기간이 늘어나면 지상부의 생육발달과 지하부의 뿌리생장에 상당한 저해를 받는다. 토양 물리성이 불량할 경우, 침수 기간동안 생육이 저해되지만, 환경이 좋아지면 회복하는 양상을 나타내었고, 침수 기간이 5일 이상 경과하면 지상부의 건물중이 유의하게 감소하였으며, 지하부 건물중은 하루만 경과하여도 상당히 감소하였다. 2020년과 2021년 포장시험에서 출사일수의 차이는 밭과 비교하여 논에서 8~10일정도 길었지만, 온실 시험에서 차이가 상대적으로 적었던 것은 옥수수 파종과 침수 피해를 받은 시기의 차이에 의한 것으로 판단되었다. 중만생종 찰옥수수를 7월 20일경에 파종하면 출사일수가 44일로 4월 20일에 파종한 것보다 29일 빨라지고, 조생종 찰옥수수는 22일정도 빨라지며, 조생종과 중만생종의 출사일수는 4월 20일에 파종하면 10일 정도 조생종이 빠르지만, 7월 20일에 파종하면 3일 정도로 좁혀진다(Jung et al., 2012). 이것으로 볼 때 4월 중순에 노지에 파종한 것보다 7월 중순에 온실에 파종한 것의 생장발달 속도가 빨라지기 때문에 4월 중순 노지시험과 7월 중순의 온실시험의 결과가 차이가 있을 수 있다. 또한, 침수 피해는 침수기간동안 생육 지연을 야기하기 때문에 개화기에 침수피해를 받은 노지시험에서 개화기 지연에 대한 영향이 더 클 것으로 판단되었다. 이것으로 볼 때, 논 토양의 물리적 구조와 침수는 옥수수 생육발달의 지연 또는 저해하는 요인으로, 침수기간이 하루만 경과하여도 뿌리의 상당한 피해를 받기 때문에 논 토양에서 옥수수를 안정적으로 재배하기 위해서는 우선적으로 배수가 양호한 포장을 선정하고, 심토파쇄, 배토, 답전윤환, 유기물 투입 등 토양 물리성 개선 작업과 침수피해를 예방하기 위해 포장 가장자리 및 내부에 배수로를 조성해야 하며, 침수 시에는 가능한 빠른시일 내에 배수하도록 노력해야 할 것이다(Byeon et al., 2023; Ji et al., 2009b; Kang et al., 2018; Kim et al., 1993; Lee, 2012; Seo et al., 2012).
적 요
사일리지 옥수수 논 재배 시 밭 재배 대비 생육발달이 지연되는 것을 구명하기 위하여, 토양의 물리성에 차이가 있는 수도용과 원예용 상토를 이용하여 사일리지 옥수수의 생육반응과 침수 시 피해 양상을 검토한 결과는 다음과 같다.
1.2020년과 2021년 2년간 사일리지 옥수수 품종별 평균 출웅일수는 기온, 강수, 일조 등 기상환경이 동일함에도 밭과 비교하여 논에서 7~10일정도 지연되었으며, 출사일수는 8~10일정도 늦어졌다.
2.토양 물리성에 따른 옥수수 생육반응을 조사하기 위해 수도용과 원예용 상토를 이용하여 옥수수를 재배한 결과, 상대적으로 통기성이 불량한 수도용 상토에서 3엽기 이후 7일째부터 초장이 작아졌고, 3일째부터 잎의 전개 속도가 늦어졌으며, 출사일수도 4일정도 지연되었다. 출사후 35일에 수확하여 조사한 결과, 수도용 상토에서 경태가 유의하게 줄었고, 지하부 건물중은 54% 감소하였다.
3.침수 피해로 인한 옥수수 생육반응을 구명하기 위하여 옥수수를 토양 물리성이 양호한 원예용 상토에서 재배한 후 3엽기에 침수처리하여 생육특성을 조사한 결과, 무처리구와 비교하여 침수처리 6일째부터 초장과 경태가 감소하였고 침수기간이 증가할수록 차이는 심해졌으며, 잎의 전개 속도는 4일째부터 늦어지고, 잎의 노화는 8일째부터 시작되었다. 침수처리 후 23일째 식물체를 수확하여 조사한 결과, 지상부의 초장과 경태는 각각 42.0%, 36.7% 감소하였고, 지상부 건물중은 72.7% 감소하였으며, 지하부의 건물중은 74.2% 감소하였다.
4.토양 물리성이 불량한 조건에서 침수기간별 옥수수의 생육반응을 구명하기 위하여 토양 물리성이 불량한 수도용 상토에서 재배한 후 3엽기부터 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15일간 침수처리하여 생육특성을 조사한 결과, 5일 이하 처리구에서는 무처리구와 유사하게 초장이 증가하였으나, 그 이상 침수한 것들은 침수기간동안 생장에 저해를 받다가 침수조건이 해소되면 정상 생장하였다. 잎이 전개되는 속도는 5일째부터 늦어졌으며, 잎의 노화는 3일째 시작되어 침수기간이 길어질수록 빠르게 진행되었다. 출사후 35일에 수확하여 조사한 결과, 5일 이상 침수된 옥수수에서 경태, 생엽수, 지상부건물중 등이 유의하게 감소하였고, 지하부 건물중은 하루만 침수되어도 상당히 감소하는 경향을 나타내었다.