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ISSN : 0252-9777(Print)
ISSN : 2287-8432(Online)
The Korean Journal of Crop Science Vol.62 No.4 pp.275-284
DOI : https://doi.org/10.7740/kjcs.2017.62.4.275

Comparison of Yield and Grain Quality of Ten High Quality Rice Cultivars Grown in Three Different Agricultural Regions of Gyeongsangbuk-do Province

Jong-Hee Shin1, Sang-Kuk Kim1, Se-Jong Kim1
1Division of Crop Breeding, Gyeongsangbuk-do Provincial Agricultural Research and Extension Services, Daegu 41404, Korea
Corresponding author: Jong-Hee Shin; +82-53-320-0271; szzong91@korea.kr
20170528 20171025 20171026

Abstract

Rice quality should be considered as a primary consumer requirement. Regarding marketing, characteristics such as appearance, physicochemical properties, and palatability of brand rice are of high economic importance. Therefore, this study was conducted to select the optimal rice cultivars representing the commercial rice brands of Gyeongsangbuk-do province in Korea. Various rice grain quality components, grain appearance, several physicochemical properties of rice grain, and texture or palatability of cooked rice grains of ten cultivars (namely ‘top quality rice’) cultivated at three different locations, such as inland mountainous and southern plain areas of Gyeongsangbuk-do province in 2013~2014, were evaluated, and the obtained data was analyzed. ‘Hiami’ showed slightly higher protein contents and lower palatability of cooked rice than the other rice cultivars. Rice production and head rice yield produced at Gumi were the highest. The protein content of milled rice produced at Andong, an inland mountainous region, was approximately 0.3% point lower than that from other locations, whereas the amylose content of milled rice was approximately 1% point higher than those from the other plain regions, Daegu and Gumi. We evaluated the texture, Glossiness value determined using a Toyo teste meter and palatability of cooked rice of ten cultivars. The hardness of cooked rice produced in Andong was slightly lower than that produced in Daegu and Gumi, and additionally, the palatability of cooked rice produced in Andong was the best, followed by that producted in Gumi and Daegu. Considering rice yield and grain quality in the major rice cultivation areas of Gyeongsangbuk-do province, the rice cultivars that may be suitable for each region could be recommended mid-late maturation: ‘Younghojinmi’ and ‘Mipum’ in Daegu, ‘Daebo’, ‘Samgwang’, Chilbo’ and ‘Younghojinmi’ in Gumi, ‘Samgwang’, ‘Jinsumi’ and ‘Sukwang’ in Andong. These results obtained in this study imply that the selected cultivars with high yield and quality could be recommended with high priority to rice farmers in the regions.


경상북도 지역별 최고품질 벼 품종의 수량 및 품질 특성

신 종희1, 김 상국1, 김 세종1
1경상북도농업기술원 작물육종과

초록


    © The Korean Society of Crop Science. All rights reserved.

    This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

    고품질의 쌀 생산을 위한 재배와 적정 기후조건에 대한 연구로 농촌진흥청(RDA, 2005)은 고품질 쌀 생산을 위한 지대별 적정 이앙시기, 질소시비량, 적정수확시기 등을 제 시하였고, Choi et al. (2011)은 중만생종 쌀 품질 향상 및 식미증진을 위한 최적 등숙기온에 관하여 보고한 바 있으 며, 우리나라에는 2016년까지 수량, 재배특성, 품질 면에서 우수하다고 인정된 최고품질벼로 15개의 품종이 육성되어 보급중이다. 쌀 품질을 결정하는 인자로는 품종, 재배환경, 취반특성, 외관, 식미 등이 있는데(Kang et al., 2005) 특히, 소비자가 쌀을 구입할 때 품질은 주로 외관과 식미에 의 해 결정된다(Chung, 2005). 일반적으로 밥맛이 좋은 쌀은 희고, 광택이 있으면서, 찰기가 강하고, 연질의 특성을 가지 고 있고(Choi, 2002) 소비자들에 의해 구매될 때는 쌀의 입 형, 심복백 정도, 광택 및 완전미 비율 등이 시장성을 관여하 는 형질들로 보고되었다(Kim et al., 1988). Juliano (1985) 는 정현비율, 현백비율 및 완전미 도정수율 등의 도정특성, 쌀의 단백질이나 아밀로스함량 등의 화학적 성분도 미질 요소로 중요한 요인으로 작용한다고 하였다. 밥맛에 있어 일반적으로 자포니카 품종에서 식미가 양호한 품종들의 특 성은 토요식미치가 높고 단백질 함량이 낮으며, 아밀로스 함량에 따라 쌀의 호화 및 노화 특성 등 품질에 많은 차이를 보인다(Hong et al., 1988). 배유구성 성분 중 단백질 함량 이 높을수록 밥의 경도가 증가하여 식미가 저하된다(Lee et al., 1996). 이는 취반시에 단백질 과립이 분해되어 밥 내부 에 잔존율이 높을수록 쌀 표면의 망상구조 발달을 억제하 여 식미가 나빠지는 요인이 된다(Choi, 2002).

    현재 우리나라 농산물 브랜드는 5,271개로 그 중 쌀에 관 련된 브랜드 수는 1,469개로 27.9%정도 이다. 경상북도 쌀 브랜드는 147개로 전국 쌀 브랜드의 10.0% 정도를 차지하 고 있다. 경상북도 쌀 브랜드의 품종은 대부분 일품벼로 이 보다 미질이 좋은 최근 육성 품종으로 대체 하는 것이 필요 하다. 지금까지 경북지역별 쌀품질에 대한 연구로는 Lee et al. (2005)이 농업기후 지대별 경북쌀 품질에 대해 비교한 바 있으며, Won et al. (2006)은 2002부터 2004년까지 3년 간 경상북도 지역의 기후를 고려한 브랜드 쌀 생산을 위한 미질 및 식미특성변화에 대하여 연구한 결과를 보고 하였고, Kim et al. (2008)은 2006~2007년에 걸쳐 고품질 쌀 생산 을 위한 경북 주요 브랜드 쌀의 품질분석에 대한 결과를 발 표한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 육성된 최고품질 벼를 영남평야지인 대구, 구미지역, 남부중산간지인 안동지 역에서 재배하여 지역별로 수량과 미질이 높은 품종을 선 발, 보급하여, 경상북도 브랜드 쌀 품질을 높이는데 목적이 있다.

    재료 및 방법

    국내에서 육성된 최고 품질벼의 경상북도 지역별 생육 및 품질특성을 검토하기 위하여 2013~2014년간 영남 내륙 평야지인 대구, 구미, 남부 중산간지인 안동지역에서 호품, 고품, 하이아미, 대보, 삼광, 칠보, 진수미, 영호진미, 미품, 수광 10품종의 벼를 대구와 구미는 5월 30일, 안동은 5월 25일에 재식거리 30×15 cm로 이앙하였다. 시비 등 기타 관 리는 농촌진흥청 벼 표준재배법에 준하였다. 지역별로 품 종별 출수기, 주요 등숙 형질 등에 관한 자료를 수집하고, 지역별 기온, 일조 시간 및 강수량 등의 기상자료를 수집하 고 분석하여 기본 자료로 활용하였다. 각 지역의 기후 환경 에 따른 품종별 생육, 출수, 수량구성요소 및 미질특성을 조사하였는데 미질특성은 완전미율을 비롯하여 단백질, 아 밀로스 함량, 기계적 식미 값을 측정 하였다.

    농업적 형질 및 수량 구성요소

    출수기, 간장, 수수, 수당립수, 등숙률, 정현비율, 현미천 립중 및 백미수량은 농촌진흥청 연구조사분석기준(2012년 도)에 따라 조사하였다. 출수 후 60일에 각각의 품종을 수확 한 후 수분함량을 15%로 조절하여 현미기(SYTH-88, 쌍용) 를 이용하여 제현을 하였고, 백미기(Satake; THV, Yamamoto, Japan)를 이용하여 10분도로 도정하여 시료로 사용하였다.

    쌀의 외관 특성, 단백질 및 아밀로스 함량 분석

    쌀의 외관상 품위는 근적외선분석기(AN-700, Kett, Japan) 를 이용하여 완전미율, 분상질미, 싸라기 등을 조사하였다. 곡물 분석기(FOSS Infratec 1241, Australia) 는 자연 발생 전자기 스펙트럼을 사용하는 비파괴 분광기술인 투과모드 에서 파장범위가 570~1100 nm인 근적외선 분석으로 쌀의 단백질, 수분, 아밀로즈 함량을 분석하는 기기이다. 품종별 쌀 시료 200 g을 곡물 분석기의 시료 통에 넣어 단백질, 수 분 및 아밀로즈 함량을 측정하였는데 모든 시료는 3번 반 복하여 측정하였다.

    기계적 식미치 및 취반물성 측정

    밥맛이 좋은 쌀이 윤기가 많다는 원리에 착안하여 취반 한 밥 표면에 주사된 전자파의 반사율과 흡수율을 측정하 여 식미치를 계산하도록 고안된 토요 미도메터(ToYo, MB- 90A, MA-90B, Japan)를 사용하여 시료의 기계적 식미를 측정하였다. 백미 시료 33 g을 취반용 셀에 넣은 다음, 항 온수조(MB-90A)의 물이 80℃가 되었을 때 셀을 항온수조 에 넣고 10분 간 취반하고 상온에서 5분간 뜸들이기를 한 후 꺼내 식미 측정장치(MA-90B)에 넣어 취반 중 쌀알 내부 에서 나온 용출물이 밥알표면에 보수막을 형성하고 이 보 수막의 양을 측정함으로써 그 값을 비교하였다. 모든 시료 는 3번 반복 측정하였다. 밥의 물리적 특성 검정은 Texture analyser (Tensipresser My boy II, Japan)를 이용하여 밥의 경도, 부착성, 탄력성, 응집성, 씹힘성 등을 조사하였다. 백 미 중량의 1.35배의 물을 가하여 밥솥에 취반 후 10분간 뜸 을 들인 밥을 냉각장치에서 20분간 냉각하여 식감측정의 재 료로 활용하였다. 10 g의 밥 시료가 들어있는 측정용 셀을 기기에 장착하여 texture 측정 조건은 test speed 2.0 mm/s, distance 30.0 mm, contact area 1 cm2이었다.

    통계처리

    통계 처리는 SAS (statistical analysis system) 통계 package (version 9.2)를 이용하여 데이터에 대한 분산분석(ANOVA) 을 통해 유의성을 검정하였고 Duncans의 다중범위 검정 (Duncan’s multiple range test)을 실시하여 유의적인 차이 를 p<0.05수준에서 검정 하였다.

    결과 및 고찰

    품종과 재배기술이 전국적으로 같을 경우, 쌀 품질과 밥 맛을 다르게 하는 주된 요인은 크게 지역별 기후와 토양조 건으로 볼 수 있다. 시험이 이루어졌던 2013년과 2014년의 벼 등숙기 기상은 Table 1에서 보는 바와 같다. 8월 상순에 서 10월 상순까지 기상을 보면 평균기온은 평년대비 ± 0.2℃ 로 비슷하고, 등숙 후반기인 10월 상순의 기온이 평년에 비 해 지역별로 1.0~1.6℃ 높았다. 일조시간은 지역별로 평년 대비 일평균 0.7~1.2시간 많았고, 강수량은 안동이 38 mm 구미가 49 mm, 대구가 99 mm정도 평년보다 많았다. 수확 기인 10월 상순의 강수량이 평년대비 14~16 mm 정도 많 았다.

    출수기의 경우 대구, 구미지역보다 5일 일찍 이앙한 안동 지역의 평균 출수기가 2일 정도 늦었으며(Table 2), 영호진 미의 경우 8월 하순에 출수하여 품종 중 가장 늦었으며, 특 히 안동지역에서 8월 26일로 가장 늦게 출수하였다. 출수 기 지상부 건물 중은 구미가 가장 무겁고 안동이 가장 가벼 웠다. 이는 수확 후 쌀 수량에도 영향을 미쳐(Fig. 1) 구미 지역의 수량이 평균 671 kg/10a로 가장 많았다. 대구지역의 출수기 지상부 건물 중은 주당 53.1 g으로 안동지역보다 다 소 컸지만 쌀수량은 각각 591 kg/10a, 593 kg/10a로 비슷하 였다. 이는 자포니카 벼에 있어서 최고 수량에 달하는 등숙기 간의 일평균 기온이 22℃이며, 안전수량 확보에 알맞은 일평 균 기온은 21~23℃의 범위라고 보고한(Seol et al., 2010) 앞 선 실험 결과와 비교해 볼 때 대구지역의 평균기온이 등숙 적온 보다 다소 높았기 때문인 것으로 생각되었다.

    간장의 경우 구미, 안동, 대구 순으로 길었으며 안동 지 역의 호품은 수당립수가 다른 지역보다 9~10% 많았으며 영호진미의 경우 안동지역에서 출수기가 타 지역 보다 4~5 일 더 늦어지면서 등숙율이 77.4%로 현저히 낮았다(Table 3). 이는 영호진미 출수기인 8월 26일 이후 안동 일평균 기 온이 20.9℃정도로 안전수량 확보에 알맞은 일평균 기온인 21~23℃의 범위(Seol et al., 2010)보다 낮았기 때문인 것으 로 생각된다. 수광의 경우 수당립수, 현미천립중, 등숙율, 쌀수량 등 전반적인 생육 및 수량특성이 지역별 차이 없이 양호하였다.

    도정한 쌀의 완전미 비율은 지역별, 품종별로 차이를 보 였는데(Table 4), 대구지역에서는 진수미, 영호진미, 미품이 각각 92.0, 92.8, 90.0%로 높은 반면, 고품, 호품이 80%이 하의 완전미율을 나타내었다. 구미지역에서는 대보, 칠보, 수광이 90% 이상의 완전미율을 보였으며, 호품은 완전미 율이 82.0%로 가장 낮았다. 안동지역은 진수미와 수광의 완전미율이 높게 나타났으며, 호품이 75.6%로 가장 낮았 다. 등숙률이 가장 낮았던 안동의 영호진미의 경우는 등숙 립의 완전미율은 88.3%로 다소 높아지는 경향이었다. 기온 이 높은 대구지역의 경우, 출수기가 비교적 늦은 미품, 영 호진미의 수량과 완전미율이 출수가 빨랐던 다른 품종보다 높았다. 분상질미의 발생은 대구지역에서 재배된 하이아미 와 호품을 제외하고 5%이하로 낮았다. 백미에 함유된 단백 질 분석결과(Table 5), 품종별로는 하이아미가 가장 높게 나타났으며 지역별로는 안동지방에서 재배된 경우 모든 품 종에서 단백질 함량이 낮았다. 특히 영호진미의 경우 대구, 구미, 안동지역 모두에서 6%이하의 단백질 함량을 나타내 었다.

    아밀로스 함량은 안동지역에서 재배된 경우 대구와 구미 지역에 비해 높았다. Choi et al. (1990)의 앞선 연구에 따 르면 쌀의 불완전미율과 건전미율은 품종별로 혹은 산지별 로 상당한 차이가 있으며, 자포니카 벼에서 쇄미, 분상질미 비율과 단백질 함량은 지역간 차이가 크다고 하였으며, 아 밀로스 함량은 연차별, 산지별 차이가 적다고 보고한 바 있 다(Won et al., 2005). 일반적으로 자포니카 품종에서 식미 가 양호한 품종들의 특성은 토요식미치가 높고 단백질 함 량이 낮은 것으로 알려져 있다(Choi et al., 2006; Won et al., 2006).

    품종마다 재배된 지역이 달라지면 식감특성이 다르게 나 타났는데(Fig. 2), 중생종인 고품, 대보, 칠보의 경우 등숙 기간 동안 기온이 높았던 대구지역에서 찰기와 부착성이 낮 게 나타났고, 진수미와 영호진미의 경우 재배 지역에 따른 식감 특성 차이가 적었다. 점성은 전분인 아밀로스와 아밀 로펙틴에 영향을 받는다고 알려져 있지만(Jane et al., 1999), 본 실험에서 아밀로즈 함량과 점성과의 연관성은 확인할 수 없었다.

    적 요

    2013~2014년간 벼 등숙기 기상은 평균기온은 평년대비 ±0.2℃ 로 비슷하고, 등숙 후반기인 10월 상순의 기온이 평 년에 비해 지역별로 1.0~1.6℃ 높아 안정적인 등숙이 가능 한 조건이었다. 지역별 출수기의 경우 대구, 구미지역보다 5일 일찍 이앙한 안동지역의 평균 출수기가 2일 정도 늦어 지는 경향이었으며, 영호진미의 경우 안동지역에서 출수기 가 타 지역 보다 4~5일 더 늦어지면서 등숙률이 77.4%로 현저히 낮았다. 구미지역의 쌀 수량이 평균 671 kg/10a로 가장 많았다. 수광의 경우 수당립수, 현미천립중, 등숙률, 쌀수량 등 전반적인 생육 및 수량특성이 지역별 차이 없이 비슷하였다.

    도정한 쌀의 완전미 비율은 대구지역에서는 진수미, 영 호진미, 미품이 각각 92.0, 92.8, 90.0%로 높고 구미지역에 서는 대보, 칠보, 수광이 90% 이상의 완전미율을 보였으며, 안동지역은 진수미와 수광의 완전미율이 높게 나타났다. 호품은 시험지역 모두에서 가장 낮은 완전미율을 나타내었 다. 백미에 함유된 단백질 분석결과, 품종별로는 하이아미 가 가장 높게 나타났으며 지역별로는 안동지방에서 재배된 경우 모든 품종에서 단백질 함량이 낮았다. 특히 영호진미 의 경우 대구, 구미, 안동지역 모두에서 6%이하의 단백질 함량을 나타내었다. 아밀로스 함량은 안동지역에서 재배된 경우 대구와 구미지역에 비해 높았다. 고품과 대보의 경우 대구지역에서 찰기와 부착성이 낮게 나타났고, 진수미와 영호진미의 경우 재배 지역에 따른 식감 특성 차이가 적었 다. 지역별 최고품질벼 수량 및 품질 특성 분석을 통하여 대구지역은 진수미, 영호진미, 미품, 수광을 선발하고, 구미 지역은 대보, 삼광, 칠보, 수광, 영호진미, 미품을, 안동지역 은 삼광, 대보, 진수미, 수광을 선발 하였다. 이미 개발된 많 은 우수한 품종의 특성을 파악하고 각 지역의 환경에 적합 한 품종 선택하여 재배함으로써 고품질 쌀을 생산하면 농 업인의 소득도 보장이 되고 우리 쌀도 지킬 수 있을 것이 다. 따라서 본 시험결과를 활용하여 경북 주요 농업지대별 식미가 우수한 품종을 선별하여 농가에서 지역브랜드로 활 용토록 함과 동시에 지역별로 다른 환경변이에 맞추어 식 미가 우수한 쌀을 생산 할 수 있도록 하는 자료를 제공하고 자 한다.

    사 사

    본 논문은 농촌진흥청 공동연구사업(과제명: 지역별 최 고품질벼 브랜드 육성을 위한 품질특성 및 수량성 구명, 세 부과제 번호:PJ00921708)의 지원에 의해 이루어진 결과의 일부이며, 본 연구사업 수행에 협조해 주신 모든 분들에게 감사드립니다.

    Figure

    KJCS-62-275_F1.gif

    Comparison of milled-rice yield of ten different cultivars grown in Daegu, Gumi, and Andong.

    KJCS-62-275_F2-1.gif

    Texture of boiled grains of six rice cultivars grown in Daegu, Gumi, and Andong.

    KJCS-62-275_F2-2.gif

    Texture of he boiled grains of four rice cultivars grown in Daegu, Gumi, and Andong.

    Table

    General weather conditions during rice grain-filling stage in 2013~2014 in Daegu, Gumi, and Andong.

    †Normal indicate mean temperature of past 5years.

    Comparison of heading date and dry matter of the whole plant at the heading stage of ten different rice cultivars grown in Daegu, Gumi, and Andong.

    Growth characteristics and yield components of ten rice cultivars grown at Daegu, Gumi, and Andong.

    †The same letters in the table indicate no difference at 5% probability levels.

    Milled rice quality of ten cultivars grown in Daegu, Gumi, and Andong.

    †The same letters in the table indicate no difference at 5% probability levels.

    Protein content, amylose content and palatability of boiled grains of different rice cultivars grown in Daegu, Gumi, and Andong.

    *Cooking quality is the evaluated value of the texture, externals and balance of boiled rice using rice taste analyzer (SATAKE, Japan).
    †The same letters in the table indicate no difference at 5% probability levels.

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