기상분석

연차별 기상요소가 강원지역 주요 농업지대별에 따른 벼 수량 및 품질에 미치는 영향을 분석하고자, 2013년에서 2014년까지 2년간 일평균기온, 강수량 및 일조량 변화와 지 난 5년(2008~2012년)간의 평균 기상요소를 비교하였다 (Fig. 1, Fig. 2, Table 1). 벼 생육기간 평균기온은 평년대비 춘천은 2013년에 1.1°C, 2014년에는 0.6°C 상승하였고, 강 릉은 2013년에 1.0°C, 2014년에는 1.3°C 상승하였다. 철원 지역도 춘천, 강릉과 비슷한 경향으로 2013년에 0.7°C에서 2014년에는 0.1°C 높아져 수량과 품질에 직간접적으로 영 향을 미칠 것으로 예상되었다 강원지역에서 중만생종 재배 시 출수 후 등숙기 기간인 8월 중순~10월 상순 사이의 일평 균기온은 2013년 춘천에서 평년대비 1.5°C 높았고, 2014년에 는 0.1°C 낮았다. 강릉은 2013년과 2014년에 각각 1.4°C와 0.5°C 높았으며, 철원은 2013년에 1.0°C 높았던 반면 2014 년에는 오히려 0.4°C 낮았다. 이와같이 등숙기간의 일평균 온도는 평년 대비 지역별로 0.1~1.4°C 정도 높았다. 이상의 결과에서 평년 등숙기간의 일평균기온은 춘천과 강릉에서 20.5°C였으며, 철원지역은 이보다 낮은 19.8°C였다. 강원지 역에서 조생종 재배 시 평야지는 5월 25일, 중간지는 5월 20일에 각각 이앙할 경우에 대부분 7월 하순에서 8월 상순 사이에 출수가 되며, 이때 등숙온도는 21.6~25.3°C의 범위 로 평균 23.9°C이었다는 보고(Lee et al., 2011)와는 달리 다소 낮은 등숙온도를 보였다. 그러나 이 같은 등숙온도가 중만생종 위주로 적응시험을 수행한 본 시험에서는 지대별 품종간의 수량이나 품질에 미치는 영향이 크지 않았던 것으 로 조사되었으며, 출수기가 조생종에 비해 10~15일 정도 늦어짐으로 인해 등숙기간이 더 길어지는 것을 확인할 수 있었다. Lee et al. (2011)은 중만생종 일품벼의 경우 20°C 이하의 등숙온도에서 수량이 낮아진다고 하였으나 본 시험 에서는 지대별 품종간 수량차이가 크지 않았던 것으로 조사 되어 등숙온도는 숙기가 비슷한 중만생종 품종간 수량에는 많은 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 특히 본 시험 은 인공조절 환경조건이 아닌 자연환경 조건에서 수행되었 기 때문에 그만큼 변이요인이 많아 품종간 차이가 뚜렷이 나타나지 않았을 것으로 보여지며, 또한 강수량과 일조량이 라는 기상 변수간의 차이에 기인한 영향도 작용한 것으로 추정된다.

Fig. 1.

Change of average temperature on growing period of rice in Chuncheon, Gangreung, and Cheolwon in 2013 and 2014 compared with the data for 2008~2012.

Fig. 2.

Change of average temperature from mid-august to early october(as ripening period of mid-late maturing rice) in Chuncheon, Gangreung, and Cheolwon in 2013 and 2014 compared with the data for 2008~2012.

강수량은 2013년에 춘천과 철원에서 평년대비 182~282 mm 많았던 반면, 강릉에서는 128 mm가 적었다. 2014년에는 춘천, 강릉 및 철원에서 평년대비 각각 766 mm, 53 mm 및 759 mm 적었으며, 출수기 이후 등숙기간의 지대별 강수량 은 2013년에 춘천은 평년대비 52.5 mm가 많았으며, 2014년 에는 176.4 mm가 적었다. 반면 강릉지역은 2013년에 평년 대비 103.1 mm가 적었고 2014년에는 42.9 mm가 많았다. 철원지역은 2013년과 2014년 모두 225.9~322.7 mm 가량 적었다(Fig. 3). 벼 출수기부터 40일간의 일평균기온, 일교 차, 강수량, 일조시수에 대하여 오대벼와 일품벼가 수량과 등숙율에 큰 영향을 받았다는 Lee et al.(2011)의 보고와 같 은 경향으로 지대별 품종간의 수량구성요소의 차이는 등숙 기간 중의 강수량이 크게 영향하였기 때문으로 추정된다. 또한 시험기간인 2013~2014년의 경우 생육초기 가뭄 등 여 러 가지 기상악화에도 불구하고 도내 쌀 생산량이 평년수준 을 상회하는 수량을 나타낸 것이 상기와 유사한 기상조건에 기인한 것으로 보여진다.

Fig. 3.

Change of precipitation from mid-August to early october(as ripening period of mid-late maturing rice) in Chuncheon, Gangreung, and Cheolwon in 2013 and 2014 compared with the data for 2008~2012.

벼 등숙기간의 누적 일조시간은 2013년에 춘천과 강릉, 철원지역에서 각각 평년대비 142, 108 및 94시간이 많았고, 2014년에는 2013년보다 감소하였음에도 불구하고 춘천과 강릉에서 20~21시간, 철원에서는 82시간이 많았다(Table 2). 품질이 우수한 양질미 생산지역의 기상조건은 벼 생육 기간 중, 특히 등숙기간에 일평균기온이 낮고 기온차가 크 며, 일조시수가 길고, 상대습도와 증기압이 낮다고 하였는 데(Kim et al., 2000; Lee et al. 2009), 이는 최종 종실중이 연차 및 품종에 관계없이 등숙기간의 일사량이 많을수록 높 아지기 때문으로 추정된다. 또한 출수기 이후 40일간의 일 조시수 증가는 유백미와 사미를 줄일 뿐 아니라 품질에도 크게 영향을 미치며, 특히 등숙기간의 일사량이 수량과 품 질에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 시험에서 도 일조시간 등 증가가 쌀의 품질과 안전수량 확보에 유리 하게 작용한 것으로 판단되며. 향후 일사량 증가 등의 기상 요소 변화로 인해 출수기가 빨라지고 등숙기간의 일평균기 온이 높아질 것으로 예상되어 강원도내 일부 고지대를 제외 한 지역에서는 중생종이나 중만생종 벼의 재배가능 지역이 더욱 확대될 것으로 전망되며, 조생종 재배 시 문제가 되고 있는 수량과 품질의 저하 부분도 어느 정도 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

수량 및 품질특성

벼 수량은 수수, 수당립수, 등숙율, 천립중에 의해 결정되 고 이들 4요소는 서로 밀접하게 상보적인 경합관계를 가지 고 있다(Park et al., 2006). 강원도 평야지인 춘천에서 품종 별 수량구성요소의 변화를 Table 3에 나타내었다. 수당립수 는 칠보벼에서 가장 적었던 반면 주당수수는 가장 많았으 며, 등숙율은 고품벼와 칠보벼에서 다른 품종에 비하여 다 소 높았고, 현미 천립중은 호품벼에서 유의적으로 높은 경 향을 보였다. 이와 같은 결과는 단위면적당 수수가 많아지 면 상대적으로 수당립수와 등숙율이 떨어진다는 연구결과 (Song et al., 1990; Yamamoto et al., 1991)와 일치하였으 나, 칠보벼의 경우는 주당수수가 많고 수당립수가 현저하게 적은 반면에 오히려 등숙율이 높아 앞에서 보고한 내용과 다소 상반된 결과를 보였는데, 이는 품종 고유의 특성에서 기인한 것으로 추정된다. 일반적으로 벼 수량구성요소 간에 는 부의 상관관계가 있어 4요소를 모두 증가시킬 수는 없으 며, 대부분 단위면적당 수수가 많으면 수당립수가 적어지고 수당립수가 증가하면 등숙율이 감소한다(Park and Lee, 2013). 특히 단위면적당 수수는 최고분얼기까지의 질소와 일조량 에 영향을 크게 받고 수당립수는 분화된 립수와 퇴화된 립 수의 차이에 의해 결정되는데 립수의 분화는 질소의 영향을 받기 쉽고 립수의 퇴화는 일조량과 감수분열기 시 저온의 영향을 크게 받는다. 따라서 같은 지역에서 동일 재배조건 으로 재배시 품종간의 수량구성요소의 차이는 품종고유의 특성뿐만 아니라, 시비량, 일조량에 대한 광반응, 생육단계 별 일평균기온 등 외부환경요인에 영향을 크게 받기 때문에 이에 대한 품종간 수량구성요소에 대한 차이 구명은 각 환 경요인에 따른 보다 세밀한 검토가 추가적으로 이어져야 할 것으로 판단된다.

완전미율은 하이아미벼, 진수미벼, 미품벼에서 다소 높게 나타나고 싸라기율은 하이아미벼와 진수미벼에서 적었으 며, 심복백미는 대보벼, 호품벼 및 칠보벼에서 다소 많은 경 향을 보였다(Table 4). Matsue and Ogata (1999)가 보고한 심복백미 비율은 동일재배 조건하에서 품종간 변이가 0.6~ 13.3%의 범위이며, 동일 품종내에서는 산지간 변이가 7.9~13.6% 의 범위로서 산지간 변이가 품종간 변이보다 컸다는 보고와 는 달리 본 시험의 결과에서는 품종간 변이가 오히려 큰 것 으로 나타났는데, 이는 각 품종들이 지니고 있는 고유의 유 전적 특성 때문인 것으로 추정되었다. 한편 TOYO 윤기치 는 칠보벼에서 고품벼 및 하이아미벼에 비하여 유의적으로 낮았고, 나머지 품종간에는 76~80의 범위로 뚜렷한 차이는 없었다.

강릉에서의 품종별 수량구성요소에 대한 분석결과는 Table 5에서 보는 바와 같이, 수당립수는 호품벼가 96개로 가장 많았으며, 주당수수는 칠보벼가 18.7개로 다른 품종에 비하 여 유의적으로 많았다. 등숙율은 하이아미벼가 81.9%로 가 장 낮았고 다른 품종들에서는 85.4~91.0%의 범위로 품종간 유의한 차이가 인정되지 않았다. 10a당 백미수량은 대보벼, 호품벼, 칠보벼, 미품벼에서 다소 증가하는 경향이었으나 이들 품종간 유의한 차이는 없었으며 삼광벼와 하이아미벼 에서 가장 낮은 백미수량을 보였다. Kim et al. (2010)의 보 고에 의하면 벼 생육기간 동안 동해안 지역에서 북태평양 고기압이 발달하면 여름철 저온현상이 나타나며, 이로 인해 벼 유수형성기 및 수잉기부터 출수기에 이르기까지 지연형 냉해를 초래하여 쌀 수량과 품질을 크게 떨어뜨린다고 보고 하였다. 따라서 동해안 지역에서 출수기 전후의 기상이 쌀 수량에 직·간접적으로 영향을 미칠 것으로 예측하였으나 본 시험의 결과에서는 유수형성기 및 수잉기부터 출수기까지 의 일평균기온이 평년대비 다소 높게 경과되는 것으로 분석 되어 동해안지역 특유의 이상기온 등에 의한 큰 영향을 받 지 않았던 것으로 추정된다. Yang et al. (2001)은 오대벼 등 조생종 벼 11개 품종들에 대한 품종과 환경과의 상호작 용에 관한 연구결과에서 동해안지 강릉지역은 환경적으로 기온이 타 지역에 비해 높고 해양성 기후의 영향을 받고 있 으며, 품종간 수량 및 품질의 차이는 품종간 적응성 정도의 차이가 크기 때문으로 보고하였다. 본 시험의 결과에서도 동일지역에서 품종간 수량 차이는 상기 보고와 같이 품종고 유의 유전적 특성이 가장 큰 원인으로 추정되었으며, 그 외 동일시험지 내의 미세기상이나 포장조건에서도 상당한 차 이가 있었던 것으로 보여진다. 따라서 품종이 가지고 있는 유전적 특성은 환경요인과의 상호작용을 거쳐 발현되므로 각 지역이나 지대별에 알맞은 품종선정을 위해서는 연차간 다지역 검정과 함께 이들 유전자와 환경간의 상호작용을 평 가하는 것이 재배안전성과 지역적응성을 객관적으로 파악 하는데 매우 중요할 것으로 판단되었다.

강릉에서의 쌀 품질분석 결과는 Table 6에 나타낸 바와 같다. 완전미율은 하이아미벼와 삼광벼에서 88.3% 및 88.1% 로 다소 높게 나타났고, 호품벼와 진수미벼에서는 85.2%, 82.7%로 다소 낮은 경향이었으나, 이들 품종간 뚜렷한 차이는 없었다. 쌀 품질에 있어서 싸라기율은 7.5~18.3%의 범위로 품 종간 수치상 차이를 보였으나 통계적으로 유의적인 차이가 없었으며 그 중 하이아미벼와 삼광벼에서 7~8%의 범위로 다른 품종들에 비하여 다소 낮은 경향을 보였다. 심복백미 율은 미품벼에서 6.4%로 가장 높았고, 그 외 다른 품종들은 1.9~3.8%의 범위로 뚜렷한 경향 없이 비슷한 수준을 보였 다. 피해립 정도에서는 미품벼가 0.4%로 다소 높은 수치를 보였으나, 품종간 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 특히 쌀 품질에 대한 지대별 비교에서 강릉지역이 강원 평야지 춘천에 비하여 쌀 품질이 다소 낮은 것으로 나타났는데, 이 는 강릉지역의 경우 2013년도에 등숙기간 동안의 강수량이 평년대비 100 mm 이상 많았던 것이 쌀 품질과 완전미율 저하에 크게 영향을 미쳤던 것으로 추정된다. 단백질 함량 은 5.1~5.8%의 범위로 품종간 차이가 없었는데, 이는 쌀의 여러 성분들은 일반적으로 재배조건에 따라 변화가 크다는 보고(Park et al., 2006)와는 달리 본 시험의 경우는 동일지 역에서 같은 재배조건으로 시험이 수행되었기 때문에 품종 간 큰 차이가 없었던 것으로 보여진다. 특히 벼에 있어서 조 생종이 만생종에 비하여 단백질 함량이 높다는 Kido and Yanatori (1965)와 Honjo (1971)의 보고와는 달리 본 시험 에서 공시한 대부분의 중만생종 품종들에서 기존 조생종 품 종들과 비슷한 수준의 단백질 함량을 보였다. 이 결과로부 터 쌀의 단백질 함량은 품종간 숙기에 따른 영향보다 재배 지역이나 시비량 등 재배방법과 포장조건 등에 영향을 더 받는 것으로 추정되었으나, 이에 대해서는 보다 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다. 아밀로스 함량은 다른 품 종들에 비하여 칠보벼에서 15.7%로 가장 낮았고, 그 외 품 종간에서는 일정한 경향이 없었다. TOYO 윤기치는 미품벼 에서 78로 가장 높은 수치를 보였으나, 이들 품종간의 유의 적인 차이는 없었다.

강원 중간지 철원지역에서 중만생종 벼 재배에 따른 쌀 수량구성요소 분석결과를 Table 7에 나타내었다. Table 7에 서 보는 바와 같이, 수당립수, 주당수수 및 등숙율 모두 고 품벼에서 다른 품종에 비하여 적거나 낮았으며, 천립중은 대보벼에서 19.6 g으로 유의적으로 낮았다. 그 결과 10a당 백미수량은 품종간 수치상의 차이를 볼 수 있었으나, 통계 적으로 현저한 차이는 없었다.

철원지역에서 품종간 품질분석 결과는 Table 8에서 보는 바와 같이, 완전미율은 대보벼에서 89.2%로 다른 품종에 비하여 현저하게 높았고 싸라기율은 하이아미벼에서 1.8% 로 가장 낮았다. 심복백미율과 피해립은 수치상 차이가 있 었으나 품종간에 뚜렷한 차이 없이 비슷한 수준을 보였으 며, TOYO 윤기치도 품종간에 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 동일지역에서 같은 재배조건으로 중만생 종 벼를 재배할 경우에는 쌀의 외관이나 식미 등 품질에 미 치는 영향은 다소 미미한 것으로 판단되었다. 이상의 결과 에서 철원지역의 경우 본 시험에서 공시한 고품벼, 하이아 미벼 및 대보벼 3품종 모두 환경안전성과 지역적응성이 있 는 품종으로 추정되었으나, 수량구성요소와 품질특성 결과 를 종합해 볼 때 고품벼나 하이아미벼 보다는 대보벼가 재 배적응성이 가정 우수한 것으로 판단되었다.

강원지역 주요 농업지대별 적응성이 우수한 중만생종 품 종은 평야지 춘천의 경우 삼광벼, 하이아미벼, 진수미벼, 동 해안지 강릉은 대보벼와 칠보벼, 그리고 중간지 철원지역에 서는 대보벼와 하이아미벼가 재배안전성과 환경적응성이 우수한 것으로 나타났다. 수량과 품질이 양호하고 재배안전 성과 환경적응성을 종합적으로 고려하여 선정된 지대별 중 만생종 품종들은 쌀 산업 이해당사자들의 선호도에 부합할 수 있을 뿐만 아니라, 재배농가에 장려품종으로 적극 권장 해도 손색이 없을 것으로 판단된다. Chae et al. (1992)는 우 리나라에서도 기후변화로 인해 점차 서리가 내리는 시기가 늦어지고 있어 벼 수확을 일찍 서두를 필요가 없다고 하였 으며, Lee et al. (2014)은 기후변화에 따른 일평균기온 상 승으로 인해 과거 평년보다 현재 평년에서 출수한계기가 길 어지고 있기 때문에, 이 같은 기후변화를 고려한다면 파종 및 이앙한계기도 현재보다 더 늦추어질 것으로 추정하였다. 특히 출수 후 등숙기까지 40일간의 일평균기온의 누적온도 로 계산하여 안전등숙 한계기온을 설정한 결과에서 강릉 840°C, 춘천 880°C를 기준으로 하였을 때 각각 출수한계기 가 7일씩 지연되었다고 보고하였고, Lee et al. (2011)은 현 재 재배되고 있는 조생종 벼를 파종 및 이앙시기 조절 등의 변화 없이 기존 관행대로 재배할 경우에는 등숙기간 동안의 생육온도가 최적 등숙온도 보다 높아질 것으로 예측하였다. 따라서 이 같은 결과들을 반영해볼 때 조생종 품종을 기존 의 재배방식대로 계속해서 재배할 경우 쌀의 품질과 수량이 더욱 저하될 것으로 보여지기 때문에 가급적 출수기가 다소 늦은 품종을 선정하여 재배하는 것이 안전수량 확보와 고품 질 쌀 생산에 유리할 것으로 추정되었다. 하지만 재배품종 선정 시 품종과 재배환경 간의 상호작용 변이 등과 연계하 여 지역적응성을 명확히 검정하는 것이 무엇보다 중요하다 (Yang et al., 2001). 또한 쌀 품질 가운데 아밀로스 함량은 연차 및 산지별 차이가 작지만, 쇄미나 심복백미율, 단백질 함량 등은 연차 및 지역간 차이가 다소 크게 나타나기 때문 에 쌀의 품질은 품종별 고유특성과 더불어 품종과 환경간의 상호작용에 관여하는 일평균기온, 일조량, 강수량 등 주요 기상요인에 따른 면밀한 검토가 필요하다(Choi et al., 1990; Jeong, 1984; Choi et al., 2011). 본 시험의 결과에서 도 동일지역에서 품종간 수량이나 품질특성이 다양한 형태 로 나타나는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 향후 각 지역이 나 지대에 따라 적응성이 높은 품종을 선정하기 위해서는 지대별 기상요인과 품종간의 재배적, 유전적 특성과의 상호 작용 등에 대한 명확한 검토와 함께 연차별 적응시험을 병 행하여 그 결과를 토대로 선발 목적에 맞는 지대별 최고품 질의 품종선발 과정이 지속적으로 이루어져야할 것으로 판 단된다.