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ISSN : 0252-9777(Print)
ISSN : 2287-8432(Online)
The Korean Journal of Crop Science Vol.62 No.4 pp.361-366
DOI : https://doi.org/10.7740/kjcs.2017.62.4.361

Effects of Seeding Rate and Depth during Broadcast Sowing on Growth and Yield of Foxtail millet (Setaria italica L.) and Proso millet (Panicum miliaceum L.)

Ki-Youl Jung1, Young-Dae Choi1, Young-Son Cho2, Seung-Ho Jeon2
1Department of Southern Area Crop Science, NICS, RDA, Milyang 50424, Korea
2Division of Agronomy & Medicinal Plant Resources, Gyeongnam National University of Science & Technology, Jinju 52725, Korea
Corresponding author: Seung-Ho Jeon; +82-55-751-3697; skyt78@daum.net
20170919 20171102 20171110

Abstract

This study was conducted to evaluate effects of seeding rate and depth during broadcast sowing on growth and yield of foxtail millet and proso millet over 2 years. The rate of sowing seeds was adjusted to 5, 7, 10 and 20 kg per ha on foxtail millet, and 5, 10, 15 and 30 kg per ha for proso millet. Sowing depth was 0.5, 1, 3, 5, 7, and 10 cm used tractor rotary attachment for shallow-tilling. The rate of seedlings standing when foxtail millet and proso millet were sowed to a depth of 0.5~5 cm was 72.0~78.0% and 73.0~80.5%, respectively. Plant height and weight at the three-leaf stage after emergence was highest for the treatment with 3 cm rotary depth. As the rate of broadcast seed sowing increased, plant length, diameter, seed length, and seeds on the panicle decreased. The grain yield of foxtail millet was highest with broadcast seed sowing of 10 kg per ha (3652, 3977 kg ha-1) and proso millet was highest at broadcast seed sowing of 15 kg per ha (2226, 2052 kg ha-1) in 2012 and 2013, respectively. Therefore, the optimum rate of sowed seeds under broadcast cultivation was 10 kg ha-1 for foxtail millet and 15 kg per ha-1 for proso millet. Optimum sowing depth for foxtail and proso millet under broadcast cultivation was 3 cm, using a rotary tractor attachment for shallow-tilling.


조, 기장의 산파파종 시 파종깊이와 파종량에 따른 생육특성

정 기열1, 최 영대1, 조 영손2, 전 승호2
1국립식량과학원
2경남과학기술대학교

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.

    최근 삶의 질 향상에 따라 식품의 기능이 칼로리 중심에서 기호성 및 기능성으로 확대되면서 잡곡 고유의 영양 및 건 강 기능 가치에 대한 소비자의 선호도가 높아지고 있다. 지 금까지 잡곡은 소득이 낮아 경제성이 적은 작물로 인식되 어 왔으나, 최근 잡곡에 대한 기능가치가 발표되면서 소비 자들의 선호도가 급격히 높아지고, 2007년 이후 잡곡 수요 량은 69,000 톤이었으며 수입량은 50,000 톤으로 크게 증가 하였다(MIFAFF, 2010; Jung et al., 2016) 또한 잡곡이 식・ 의약품 및 천연색소 등 산업 신소재로 용도가 다양하고 경 관・환경보전 작물로도 우수하여 새로운 고부가 가치를 창 출할 수 있는 녹색성장 작물로서 산・학・연 연계를 통한 공 동연구가 활발히 진행 중이다(Jung et al., 2016).

    우리나라에서 잡곡은 주로 토양 비옥도가 낮은 사력, 경사 지에서 소규모로 재배하고 있고, 점파, 조파 및 산파재배 등 다양하게 재배되고 있으며, 잡곡은 잡초방제와 솎음시간이 많이 소요됨으로 파종 노력비 절감을 위해 산파재배, 멀칭 재배, 육묘 이식재배 기술이 개발되고 있다(National Research Council, 1996). 잡곡의 생력 파종 재배기술은 농작업의 정 밀도 향상으로 작물의 전통적인 농작업에 비해 수수의 생 산성이 72% 향상되었다고 보고하였으며(NCAER, 1980), 또 한 Balishter et al. (1991)은 파종과 수확작업의 생력화를 통해 일반 인력 의존형 농법과 부분 기계화 농작업에 비해 파종작업의 균일도가 높아지고 파종 후, 솎음작업 등 추가 작업을 줄일 수 있어 노력비가 10~27% 절감된다고 보고하 였다.

    서속(黍粟)류 잡곡인 조와 기장은 보통 한 이삭에 약 1,500~ 10,000립의 종실의 달리며, 크기가 매우 작은 소립형으로 점 파종(Dibbling)과 조파(Seed drilling)하면 발아율 저하, 성장 및 발육저하, 포장 출현율 감소 등으로 입모가 불균일 하여 생산성이 낮아지는 것으로 알려져 있다(Edwards & Charter, 1986; Peacock, 1982). 산파재배는 다른 파종방법 에 비해 파종 노력비를 줄일 수 있어, 주로 조와 기장과 같 은 소립형 종자의 파종방법으로 주로 이용되어 왔다(Yousif, 2003). 반건조지대인 아프리카에서는 수수 파종은 산파재 배가 일반적이며, 산파 시 종자불량, 토양환경 불량, 토양병 해충 등에 의한 입모불량으로 인한 재파종으로 생산성이 감소된다고 보고되고 있다(Young & Mottram, 2002). 손가 락조의 산파재배 했을 때 점파재배에 비해 이삭수, 이삭무 게, 수량, 천립중에 차이가 있었다고 보고하였다(Shinggu & Gani, 2012). 파종 노력비 절감을 위한 산파재배 방법은 주로 논 담수직파재배를 안정입모 확보를 위한 파종량 시 험이 이루어졌으며(Back et al., 2006; Hwang et al., 2002; Song et al., 1997), 소립형 잡곡 조와 기장에 대한 파종기 술에 대한 연구는 매우 미흡한 수준이다.

    따라서 본 연구는 서속류 잡곡인 조와 기장의 산파재배 에 적합한 파종량과 파종깊이에 따른 생육 특성을 알아봄 으로써, 안정적인 입모율 확보와 파종 노력비 절감을 위한 산파재배기술 확립하고자 수행하였다.

    재료 및 방법

    본 시험은 강원도 농업기술원에서 육성한 품종으로 조생 종인 황금조(Hwanggeum-jo)와 황금기장(Hwanggeum-gijang) 를 산파 재배 시 안정적인 입모 확보를 위한 파종량 설정과 파종깊이에 따른 생육특성과 수량성을 구명하기 위하여 2013 년 경남 밀양에 위치한 시험포장(N 35° 49' 24", E 128° 74' 25")에서 수행하였다(Table 1). 시험토양의 특성은 홍적층 을 모재로 한 토양으로 식질계 적황색토로 덕평통(fine, mesic family of typic Epiaqualfs)에 인위적으로 복토(30 cm)를 하 여 조성한 사양질 토양으로 이화학적 특성은 Table 2와 같다.

    산파재배 확립을 위한 시험1은 산파재배에 적합한 파종 깊이 설정 시험으로 휴폭 180 cm 두둑을 조성하고, 정선된 우량종자를 시험구 2 m2에 1,000립의 종자를 뿌린 후 37 kW급 트랙터로 각각 0.5, 1, 3, 5, 7, 10 cm 깊이로 로터리 하고 출현 15일 후 입모율과 유묘의 생육특성(3 엽기)을 조 사하였다.

    시험2는 산파재배 시 적정 파종량 설정 시험으로 적정 재 식밀도를 구명하기 위하여 주구로 작물을 배치하였고, 세구 는 작물별 파종량을 조 5, 7, 15, 20 kg ha-1, 기장 5, 10, 15, 30 kg ha-1로 각각 4수준으로 분할구배치법(Randomized Split-plot design, RSPD) 4반복으로 수행하였다. 작물별 시 비량은 토양 검정시비량(작물별 시비처방기준, 2006)에 따 라 질소 100 kg ha-1, 인산과 칼륨은 80, 70 kg ha-1에 해당 하는 량을 각각 요소, 용성인비, 염화가리로 파종 전 밑거 름으로 전량 시비하였다. 작물별 시험 파종량은 아래 수식 에서와 같이 계산하여 설정하였다.

    Seed rate (kg/ha) = Plant population (per ha) ×No. of seed/hill ×Test weight (g)×100 1,000×1,000×Germination percentage (%)

    파종방법으로 Fig. 1에서와 같이 휴폭 180 cm 두둑을 조 성하고, 인력으로 각각의 종자를 흩어 뿌린 후 37 kW급 트 랙터로 약 3 cm 깊이로 얕게 로터리 하였다. 파종 후 제초 제 처리는 조의 경우 “클리포세이트이소프로릴아민・사플 루페나실(glyphosate-isopropylamine)” 액제와 기장은 “시마 진(simazine)” 액상 수화제를 각각 살포하였다.

    농업적 형질특성 조사는 농촌진흥청 농업과학기술 연구 조사분석기준에 의해 파종 깊이별 유묘 생육특성은 출현 후에 입모율, 초장, 배축길이, 건물중을 각각 3회 반복 측정 하였다. 또한 수확기에 시험포 중간지점에서 간장, 경직경 등을 조사하였으며, 수량 및 수량구성요소 조사는 성숙기 에 각 구별로 생육이 일정한 지점에서 3.3 m2 (1.8 m × 1.8 m)을 예취한 다음 이삭길이, 주당립수, 천립중과 ha당 수량 을 조사하였다.

    토양의 이화학성 분석은 농촌진흥청 토양 및 식물체분석 법(NIAST, 2000)에 준하여 분석하였고, 토성은 토양조사 기준(USDA, 1996)에 준하여 조사하였다.

    본 연구에서 얻어진 데이터의 통계분석은 SAS프로그램 (V. 9.2, Cary, NC, USA)을 이용하여 분산 분석하였고, Duncan의 다중검정법(Duncan’s multiple rage test, DMRT) 을 통해 5% 유의수준에서 처리구간 유의성을 검정하였다.

    결과 및 고찰

    조, 기장 산파재배시 파종 깊이에 따른 출아특성

    조, 기장의 산파재배 시 로터리 깊이에 따른 출아 특성을 평가하여 적정 파종 깊이를 설정하기 위해 휴폭 180 cm 두 둑을 조성하고 종자를 산파 한 후 0.5, 1, 3, 5, 7, 10 cm 깊이로 로터리하고 출현 후 입모율과 유묘의 생육특성을 조사한 결과는 Table 3과 같다. 조, 기장의 산파재배 시 로 터리 깊이에 따른 입모율은 조의 경우 0.5~5 cm 깊이에서 는 72.0~78.0%였으며, 7~10 cm 깊이에서는 52.0~55.0% 였다. 기장의 경우 1~5 cm 깊이에서 78.5~80.5%로 가장 높았으며, 10 cm 깊이에서는 49.5% 낮은 입모율이었다. 배 축의 길이는 파종 깊이가 깊어질수록 길어지는 경향이 나 타났으며, 가장 긴 10 cm 깊이에서 조, 기장 각각 3.97, 7.64 cm로 얕은 0.5 cm 깊이에 비해 3.67, 7.09 cm 더 긴 것으로 나타났다. 초장에서는 3 cm 깊이에서 조, 기장 모두 가장 큰 17.26, 16.88 cm였고, 유모의 무게에서도 3 cm 깊 이에서 조, 기장 모두 14.41, 15.25 g plant-1로 보였다.

    따라서 조, 기장의 파종시 너무 얕거나 깊어질수록 입모 율은 감소와 배축신장의 영향으로 인한 출아지연 등의 현 상이 나타나(Chae et al., 2006), 산파재배 시 로터리 깊이 는 3 cm가 가장 적당한 것으로 평가되었다.

    조, 기장 산파재배시 파종량에 따른 생육특성

    산파파종량 조는 5, 7, 15, 20 kg ha-1, 기장은 5, 10, 15, 30 kg ha-1 각각 4수준으로 파종하여 파종량에 따른 수확기 생육반응을 비교 평가한 결과는 Table 4와 같다. 출현 후 파종량에 따른 재식밀도를 조사한 결과에서 조는 5 kg ha-1 처리 373천본으로 보였으며, 20 kg ha-1처리 1,026 천본으 로 5 kg ha-1처리 대비 275.2%로 가장 많이 출현하였다. 다 음으로 각각 10, 7 kg ha-1처리는 193.2%, 143.6% 출현하 였다. 기장은 5 kg ha-1처리에서 446 천본으로 보였으며, 30 kg ha-1처리에서는 129.6% 많은 1,024 천본이 보였다.

    조와 기장은 파종량이 많을수록 간장 및 경직경은 작아 지거나 얇아지는 경향으로 나타났다. 5 kg ha-1처리에서 조 의 간장은 126.9 cm, 기장은 118.4 cm 가장 컸으며, 파종량 이 많은 20 kg ha-1처리에서 가장 작은 105.2 cm, 92.6 cm 로 각각 보였다. 경직경에서도 조, 기장 모두 2.7, 1.0 mm 차이를 보였다. 이러한 결과는 조와 수수 등의 고휴점파에 서도 비슷한 경향으로 재식본수가 증가할수록 작거나 얇아 지는 것으로 보고되었다(Jeon et al., 2014; Jung et al., 2016). 조와 기장의 생장과정에 있어 재식밀도에 따른 개체 간의 수분, 양분 및 광 이용 등의 불량으로 인한 경쟁으로 인한 결과로 사료된다(Cho et al., 2001; Masaoka & Takano, 1980; Jung et al., 2016).

    조, 기장 산파재배시 파종량에 따른 수량구성요소 및 수량

    수량구성요소인 이삭장, 이삭당 종실수 및 천립중에서는 천립중으로 제외하고 파종량이 많을수록 짧아지거나 적어 지는 것으로 나타났다(Table 5). 조와 기장 모두 이삭장은 5 kg ha-1처리에서 16.9, 38.4 cm로 가장 길었으며, 가장 짧 게 나타난 20 kg ha-1처리 대비 176, 121% 차이가 보였다. 이삭당 종실수에서는 파종량이 많아질수록 뚜렷히 감소경향 이 보였으며, 조와 기장 모두 5 kg ha-1처리에서 조 14,282 기장 2,874 으로 가장 많은 종실수를 보였고, 20 kg ha-1처 리에 비해 각각 193, 351% 차이를 보였다. 천립중에서는 조는 평균 3.39 g, 기장은 5.57 g으로 처리간 유의성은 없 었다.

    이상의 결과로부터 조, 기장 산파재배 시 파종량이 증가 할수록 이삭장 및 이삭당 종실중이 짧거나 적어지는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 조와 기장의 재식거리 에 따른 생육과 수량반응 시험 결과 재식밀도에 따라 간장, 이삭길이, 건물중, 천립중 등의 생육특성과 수량 반응이 달 라지며 일반적으로 조밀하게 파종하면 개체 간에 공간과 물, 양분 등을 서로 경쟁하게 되어 분얼수, 생체중, 간장은 감소하고, 반면 심음배기를 넓히면 씨알 무게, 천 알 무게 는 증가하고 전체 길이는 감소한다는 보고와 일부분 일치 하는 것으로 나타났다(Agdag et al., 2001; Jung et al., 2016).

    1 ha당 수량은 조는 연차간 모두 10 kg ha-1처리에서 1년 차 3,652 kg, 2년차 3,977 kg으로 가장 높은 수량이었으며, 기장에서도 연차간 모두 15 kg ha-1처리에서 1년차 2,226 kg, 2년차 2,052 kg으로 가장 높은 수량이었다(Fig. 2). 이 러한 차이는 재식밀도가 낮아질수록 개체수가 적어져 수량 이 감소하며(Cho et al., 2004; Jung et al., 2016), 조는 10 kg ha-1, 기장은 15 kg ha-1 산파하여 재배할 경우 수량증대 에 유리할 것으로 생각된다. 추후 산파재배에 적합한 품종 선발 및 파종시기 등에 관한 연구가 추가적으로 이루어진 다면 조, 기장의 생산성 증대와 자급률 향상에 보다 크게 기여할 수 있을 것으로 보여진다.

    적 요

    최근 건강 기능성 농산물로 각광받고 있는 조, 기장의 생 산량과 자급률 향상을 위하여 산파재배에 적합한 파종량과 파종깊이를 알아보기 위하여 생육 및 수량특성을 알아보았 다. 파종량은 조는 5, 7, 10, 20 kg ha-1, 기장은 5, 10, 15, 30 kg ha-1를 실시하였고, 파종깊이는 0.5, 1, 3, 5, 7, 10 cm 로 실시하였다. 조와 기장의 파종깊이의 출현율은 0.5~5.0 cm에서 72.0~78.0%, 73.0~80.5%였다. 출현 후 3엽에서 초 장과 무게는 로터리깊이 3 cm에서 조, 기장 모두 가장 크 거나 무거웠다. 또한, 파종량이 증가함에 따라 초장, 경직 경, 이삭장 및 이삭당 종실수가 감소하는 것으로 보였다. 1 ha당 수량은 조는 연차간 모두 10 kg ha-1처리에서 1년차 3,652 kg, 2년차 3,977 kg으로, 기장에서도 연차간 모두 15 kg ha-1처리에서 1년차 2,226 kg, 2년차 2,052 kg으로 가장 높은 수량을 보였다. 따라서 조, 기장 모두 산파 재배시 조 는 10 kg ha-1, 기장은 15 kg ha-1으로 로터리 3 cm 깊이에 서 파종하여 재배할 경우 수량증대에 유리할 것으로 생각 된다.

    사 사

    본 논문은 농촌진흥청 연구사업(과제번호 : PJ00868801) 의 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    KJCS-62-361_F1.gif

    Mechanical sowing methods and row spacing for foxtail and proso millet.

    KJCS-62-361_F2.gif

    Yield response of foxtail and proso millet by rate of sowed seeds for broadcast sowing. A: Foxtail millet, B: Proso millet.

    Table

    Characteristics of foxtail and proso millet varieties in the experiment.

    Chemical properties of soil before the experiment.

    Seedling growth characteristics for different rotary depths during sowing of foxtail and proso millet.

    xWithin each sampling date, the results followed by the same letter are not significantly different according to DMRT (p<0.05).

    Mean value of growth characteristics of sowed seeds using broadcast sowing of foxtail and proso millet.

    xWithin each sampling date, the results followed by the same letter are not significantly different according to DMRT (p<0.05).

    Mean value of yield components by rate of sowed seeds for broadcast sowing of foxtail and proso millet.

    xWithin each sampling date, the results followed by the same letter are not significantly different according to DMRT (p<0.05).

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