서 론
재료 및 방법
벼 무논직파 안정지역 설정을 위한 전국 기상분석 및 포장수행 지역
벼 직파재배 시 적정 파종시기 설정
벼 직파재배 시 지역별 벼 안전출수한계기 설정
벼 직파재배 적합 지역 설정
결과 및 고찰
잡초성벼 방제 후 지역별 파종 가능시기 설정
벼 직파재배 시 입모개선를 위한 적정 파종시기
지역별 벼 안전출수한계기 설정
벼 안전출수한계기 분석을 통한 지역별 직파재배 가능성 검정
벼 직파시 입모확보를 고려한 지역별 직파재배 가능성 검정
벼 안전출수한계기 및 입모확보를 고려한 지역별 직파가능성 검정
적 요
서 론
쌀의 국제경쟁력을 향상시키기 위해서는 쌀 품질 향상에 의한 소비자들의 만족도 향상 뿐만 아니라 벼의 육묘단계를 생략하여 생산비를 절감할 수 있는 직파재배의 확대가 필요하다. 1990년대부터 본격적으로 추진되어 왔던 벼 직파재배는 1995년에 당시 벼 재배면적의 11.1%에 해당되는 117.5천 ha에서 재배된 후 점차 면적이 감소하여 현재 벼 재배면적의 2.8%에 해당하는 약 21천 ha에서만 재배되고 있다(Korean Statistical Information Service, 2014).
직파재배의 재배가 시작된 후 재배안정성 확대를 위해 많은 연구가 진행되었다. 벼는 평균기온 13~15°C인 시기에 출아능력을 가지고 있어 많은 연구가들은 온도가 낮은 조기에 파종하는 방법을 연구하였다(Hwang et al., 1998; Choi et al., 1994; Kim et al., 1992; Kim et al., 1997). 그러나 온도가 낮은 시기에 파종을 하면 입모가 불량한 단점이 있어 이 후 지역별 파종한계기 및 파종만한기에 대한 연구가 진행되었으며, 남부지역에서는 파종한계기와 이모작 벼의 파종만한기에 대한 연구 결과 영남지역은 5월 25일 내외, 호남지역은 6월 10 내외에 파종하면 가장 유리한 수량성을 가진다고 보고된바 있다(Hwang et al., 1998; Back et al., 2007). 잡초성벼는 직파재배 안정성을 낮추는 가장 큰 요인으로 알려져 있으며 이의 방제를 위해 잡초성벼 출아특성 및 약제방제 기술 등 많은 연구가 진행되었다(Jeong et al., 2000, 2001). 그러나 최근에는 무논점파의 파종시기를 잘 선택하면 이앙재배와 동일한 수량성을 나타낸다고 하여 직파재배에서 파종기의 중요성이 강조되고 있다(Shon et al., 2012; Hwang et al., 2018).
직파재배 면적이 급격히 상승했다가 떨어진 내용을 보면 건답직파재배 면적의 증감이 그 원인이 되고 있는데(NICS, 2018) 이는 조기파종에 따른 입모불안정과 직파재배에 따른 잡초성벼의 다발생이 그 원인으로 알려져 있다(Shon et al., 2012; So et al., 1995; Jeong et al., 2001). 이 때문에 직파재배의 면적확대를 위해서는 입모확보 및 잡초성벼 방제를 효율성을 높여 재배 안정성을 높일수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
따라서 이 연구에서는 잡초성벼 방제 후 적정 파종시기 및 수확시기를 분석하여 직파재배가 가능한 지역과 실패와 성공이 교차하는 지역, 직파재배가 어려운 지역을 설정하여 벼 직파재배의 안정성을 확대하기 위해 수행하였다.
재료 및 방법
벼 무논직파 안정지역 설정을 위한 전국 기상분석 및 포장수행 지역
국내 벼 무논직파 안정지역을 분석하기 위해 지역별 온도를 분석하였다. 자료 분석에 사용된 기상자료는 기상청의 2001년부터 2018년까지 18개년치의 자료를 활용하였으며 자료가 수집된 지점의 위치는 경기도 61개 지점, 강원도 86개 지점, 충청북도 31개 지점, 충청남도 42개 지점, 전라북도 36개 지점, 전라남도 70개 지점, 경상북도 70개 지점, 경상남도 64개 지점 등 전국 460개 지점이었다(Fig. 1A). 벼 무논직파 시 지역별 파종기에 따른 출수기를 조사하기 위해 2015년부터 2018년까지 3년간 강원도 춘천 등 6개도에서 각 지역별로 많이 재배되는 품종을 이용하여 재배시험을 수행하였다. 파종 시기는 강원도, 충청북도의 경우 4월 30일부터 5월 30일까지 10일 간격으로 4차례 파종하였으며, 전라남북도 및 경상남북도는 5월 10일부터 6월 10일까지 10일 간격으로 4차례 파종하였다. 파종 이후 재배는 표준재배법에 따라 수행되었다.
벼 직파재배 시 적정 파종시기 설정
벼 직파재배 시 적정 파종시기는 잡초성벼 방제 및 입모확보 효율을 고려하여 설정하였다. 먼저 잡초성벼 방제 후 적정 파종시기를 설정하기 위해 온도에 따른 잡초성벼의 출아특성 분석결과를 바탕으로(Hwang et al., 2018), 잡초성벼의 80%가 출아하는 온도인 14일간 평균기온이 15°C가 되는 시기를 기준으로 이후 10일간의 영농준비 기간을 더하여 지역별 벼 직파재배 적정 파종시기를 설정하였다. 또한 직파재배 시 입모율을 고려한 적정 파종시기를 설정하기 위해 평균온도에 따른 벼 발아정도 및 입모율 변화 결과를 바탕으로(Hwang et al., 2018), 지역별 평균온도 20°C가 되는 시기를 기준으로 어린모의 생장이 3 cm이상 확보가 가능한 10일 후를 적정 파종시기로 설정하였다.
벼 직파재배 시 지역별 벼 안전출수한계기 설정
지역별 벼 안전출수한계기는 지역별로 등숙이 진행되는 온도인 평균기온 15.5°C가 되는 시기를 기준으로 적산온도 1,100°C가 되는 시기로 설정하였다.
벼 직파재배 적합 지역 설정
지역별 벼 직파재배 적합여부는 지역별 적정 직파 파종시기 및 안전출수한계기를 고려하여 파종 후 수확가능 여부를 판단하여 분석하였다.
결과 및 고찰
잡초성벼 방제 후 지역별 파종 가능시기 설정
잡초성벼는 일반벼에 비해 낮은 온도에서도 발아가 빠른 것으로 알려져 있다(Cho, 2013; Chung & Paek, 2003). 기존 연구결과, 잡초성벼는 일평균기온 14°C 조건에서 파종 후 21일이 경과되거나 15°C 조건에서는 파종 후 약 14일이 경과되어야 80% 이상이 출아하며 재배벼는 15°C 조건에서 21일이 경과하여도 출아율은 46% 정도에 불과하여 잡초성벼가 재배벼 보다는 저온 출아에 강한 특성을 나타내었다(Hwang et al., 2018). 따라서 잡초성벼의 80% 이상이 출아되는 시기는 각 지역별 14일간의 평균기온이 15°C 되는 시기에 해당되는 것으로 판단되어 이 시기 후 10일간의 영농준비 기간을 더하여 잡초성벼의 80% 정도가 출아하는 시기보다 10일 늦은 시기를 파종가능시기로 설정하였다(Fig. 2).
잡초성벼를 경종적으로 방제한 후 벼 지역별로 직파재배가 가능한 시기는 영남 남부지역이 5월 15일 전후로 가장 빠르며 그 다음이 호남 남부지역으로 5월 17일~19일 경이었으며 중부 서해안 지역은 5월 20일이 지나야 파종이 가능하며 강원도 지역은 5월 하순 경에나 가능하였다. 이 시기보다 이른 시기에 파종하면 온도가 낮아 벼는 생육이 매우 늦고 잡초성벼들이 먼저 출아하여 잡초성벼 방제가 어려우며 나중에 벼가 출아하더라도 입모가 매우 나빠질 가능성이 높은 것으로 판단된다.
벼 직파재배 시 입모개선를 위한 적정 파종시기
벼 직파의 경우 파종 후 입모율이 가장 중요한 것으로 알려져 있다. 온도에 따른 볍씨 발아율 분석결과를 바탕으로 잡초성벼 방제 후 볍씨 파종을 위해 볍씨 파종시기에 해당하는 4월 하순부터 6월 상순까지 우리나라 지역별 평균기온의 변화를 분석한 결과(Fig. 3), 4월 하순이 되면 영남 남부지역부터 온도상승이 빨라지며 5월 중순이 되면 영남 남부지역은 평균기온이 약 18°C, 호남 내륙지역은 약 17.5°C가 되지만 호남 해안지역은 약 17°C로 온도 상승 정도가 늦었는데 이는 바닷물의 비열이 높아 해안가의 온도가 쉽게 상승하지 못하게 하는 것이 원인인 것으로 판단된다. 6월 상순이 되면 강원도를 제외한 전국의 내륙지역은 평균기온이 21°C 이상 상승하였으나 해안지역은 내륙지역 보다 낮게 경과되고 있어 해안지역의 파종시기는 내륙지역보다 늦어지는 것이 바람직한 것으로 판단되며 이에 따라 지역별 파종시기를 설정하였다(Table 1).
Table 1. Recommended seeding date of direct-seeded rice for improving seeding establishment.
지역별 벼 안전출수한계기 설정
전국 각 지역별 일 평균기온 15.5°C 이상에서 적산온도가 1,100°C가 되는 가장 늦은 시기를 안전출수한계기로 설정하여 분석한 결과(Fig. 4), 강원도 및 일부 산간내륙지역의 경우 안전출수한계기가 8월 초에서 중순으로 나타났으며, 중부내륙지역의 경우 8월 중하순, 남부지역의 경우 8월 말에서 9월 초까지가 안전출수한계기로 나타났다.
벼 안전출수한계기 분석을 통한 지역별 직파재배 가능성 검정
벼 직파재배의 안정성은 지역별 파종시기에 따른 출수기에 따라 크게 변동되기 때문에 출수반응이 다른 생태형별로 구분하여 지역별 벼 직파재배 가능시기 분석을 진행하였다. 2015~2017 3년간 춘천, 청원, 나주, 대구 등 6지역을 대상으로 생태형별 직파시기에 따른 출수기를 분석한 결과, 조생종에 비해 중만생 품종의 경우 파종기가 늦어질수록 출수기 지연정도가 큰 것으로 나타났다(Table 2).
Table 2. Heading date of direct-seeded rice according to seeding date in each province.
지역별 파종기에 따른 출수기변화를 분석하기 위하여 조생종 대상으로 파종시기별 출수기 변화를 분석한 결과, 파종 후 출수까지의 평균기온과 각 지역별 품종의 출수까지 소요기간은 매우 밀접한 관계를 나타내었다(Fig. 5). 파종 후 출수기까지 평균기온이 상승할수록 출수까지 소요일수는 직선적으로 감소하였는데 평균기온 1°C가 상승에 따라 출수까지 소요일수는 약 7.1일 단축되었다. 따라서 잡초성벼의 경종적 방제 후 파종가능 시기에 조생종 품종을 파종을 할 경우 최소한 안전출수한계기에 출수가 가능하여야 조생종을 이용한 직파가 가능하며 안전출수한계기보다 더욱 이른 시기에 출수가 가능하면 중만생종 재배도 가능하다고 판단되었다.
지역별로 직파가능 여부를 분석하기 위해 각 지역의 적정 파종기와 안전출수한계기를 바탕으로, 적정 파종기에 파종 시 출수기까지의 평균온도를 기반으로 실제 출수까지 소요일수를 계산하여 직파가능 여부를 분석하였다(Table 3). 그 일부 결과를 살펴보면, 경기도 이천과 강원도 춘천지역은 조생종을 파종하였을 경우 안전출수한계기에 맞추어 출수가 되므로 조생종 재배만 가능하였고 충남 부여와 전북 군산은 6~7일 정도 여유가 있어 중생종 이상 재배가 가능하였으며 대구나 광주광역시는 약 30일 정도 여유가 있어 안정적인 직파재배가 가능한 것으로 나타났다. 출수까지의 일수가 부족하여 직파재배가 어려운 지역이나 직파재배를 할 경우 지역에 따라 조생종 또는 중생종까지만 재배가 가능한 지역은 가급적 직파재배를 지양하고 비교적 안정적인 이앙재배를 하는 것이 바람직하다고 판단된다.
Table 3. Review of thepossibility of using direct-seeded rice by region.
Remaining days = (Heading date-Sowing date) - Required days
벼 직파시 입모확보를 고려한 지역별 직파재배 가능성 검정
지역별로 벼 직파재배의 안정성을 분석하기 위한 두 번째 분석은 초기의 입모안정화가 가능하고 이앙재배에 비해 수량성에서 차이가 없는 파종시기인 파종 후 10일간 평균기온 20°C인 시기에 파종한 후 수확 가능시기(일 평균기온 15.5°C 이상)까지의 적산온도를 산출하여 검정하였다. 파종~출수까지 평균기온과 출수일수와의 관계(Fig. 5) 의 수식을 참조하면 조생종 벼의 파종~출수까지 필요한 적산온도(일 평균기온의 합)는 약 1,800~1,900°C 정도이며 출수기부터 수확기까지 필요한 적산온도는 약 1,100°C가 되므로 직파재배로 조생종 벼를 안정적으로 수확하기 위해서는 약 2,900~3,000°C의 적산온도가 필요하다. 따라서 파종에서 수확기까지 적산온도가 3,000°C 이하면 직파재배를 지양해야 하며 3,100°C 이상이면 중만생도 재배가 가능하다고 판단된다.
벼 안전출수한계기 및 입모확보를 고려한 지역별 직파가능성 검정
위에서 분석한 두 가지 요인인 벼 안전출수한계기 및 입모확보가능성을 비교하여 지역별 벼 직파재배 가능성 여부를 비교하였다(Fig. 6).
출수 전 생육온도에 따른 안전출수한계기까지의 출수가능 여유 일수로 판단한 직파재배 가능성을 검정한 그림(Fig. 6A)은 파종에서 수확까지 적산온도로 판단하여 직파재배 가능성을 검정한 그림(Fig. 6B)은 대체적으로 동일한 내용을 나타내었다.
따라서 전국 지역별 벼 직파재배 가능성 검토 결과 두 가지 측면 즉, 지역별로 조생종을 재배하였을 경우 파종~출수까지 소요일수 여유정도와 파종 후 10일간 평균기온 20°C인 시기에 파종한 후 수확 가능시기(일 평균기온 15.5°C 이상)까지의 적산온도를 종합하여 지역별 벼 품종생태형에 따른 재배가능성을 검토한 결과는 Fig. 7에서 나타낸 바와 같으며 벼 직파재배를 회피하여야 할 지역은 강원도의 대부분 지역과 충북과 경북 북부 지역 및 영호남 지역의 일부분인 중간지가 이에 해당되었다. 또한 조생종 또는 중생종 재배만 가능한 지역은 경기도 내륙평야지 및 해안지, 충남 서해안지 및 충남과 영남 중북부 내륙평야지의 일부가 해당되었으며 직파안정 재배가 가능한 지역은 남부 평야지의 대부분과 지대가 낮은 중부 내륙평야지의 일부가 이에 해당되었다.
적 요
벼 직파재배의 재배안정성 확보 및 재배면적 확대를 위해 적정파종시기 및 잡초성벼 방제에 대한 많은 연구가 진행되었지만 농가에서는 여전히 볍씨 조기파종에 따른 입모불안정과 잡초성벼 발생의 문제점이 크게 나타나고 있어 직파재배 면적 확대의 문제점이 되고 있다. 이에 본 연구는 잡초성벼 방제 후 적정 파종시기 및 수확시기 분석을 통해 직파재배 안정성이 확보되는 지역, 직파재배가 어려운 지역 및 불가능한 지역으로 구분하여 벼 직파재배의 안정성을 확대하기 위해 수행되었다.
1. 지역별로 잡초성벼를 경종적으로 방제 후 벼 직파재배가 가능한 시기는 영남 남부지역이 5월 15일 전후, 호남 남부지역은 5월 17일~19일 경이었으며 중부 서해안 지역은 5월 20일이 지나야 파종이 가능하며 강원도 지역은 5월 하순 경에나 가능하였다.
2. 벼 직파재배 시 입모확보를 위한 적정 파종시기를 분석한 결과, 대체로 5월 하순이 되어 파종하는 것이 유리한 것으로 나타났다.
3. 지역별 벼 직파재배 가능성을 생육온도 따른 지역별 벼 출수기 변화 및 적산온도에 따라 분석한 결과 두 가지 분석에서 동일한 결과가 도출되었다.
4. 그 결과, 벼 직파재배를 회피하여야 할 지역은 강원도의 대부분 지역과 충북과 경북 북부 지역 및 영호남 지역의 일부분인 중간지가 이에 해당되었다. 또한 조생종 또는 중생종 재배만 가능한 지역은 경기도 내륙평야지 및 해안지, 충남 서해안지 및 충남과 영남 중북부 내륙평야지의 일부가 해당되었으며 직파안정 재배가 가능한 지역은 남부 평야지의 대부분과 지대가 낮은 중부 내륙평야지의 일부가 이에 해당되었다.
