[국내논문]벼 파종기에 따른 출수기 및 최종 엽수 변화와 출엽 모델에 의한 출수기 예측 Heading date and final Leaf Number as Affected by Sowing Date and Prediction of Heading Date Based on Leaf Appearance Model in Rice원문보기
본 연구는 광안벼를 공시하여 지연일장의 인공기상실(21$^{\circ}C$ 및 24$^{\circ}C$)과 포장 조건에서 파종기(최초 파종 일 4월25일, 최종 파종일 6월 5일) 이동에 따른 온도와 일장 변화가 출엽 및 출수기 변화에 미치는 영향을 검토하여, 일장에 따른 최종엽수 추정모델을 설정하였으며, 이 모델과 온도에 따른 출엽속도 모델을 결합하여 출수기 예측모델을 설정하여 모델의 출수기 추정 정확도를 검증하였다. 1. 포장에서는 4월 25일 이후 파종기가 늦을수록 생육기간 중 평균기온은 높아진 반면, 포장과 인공기상실 양 조건에서 일장감응기간(6엽기부터 유수분화기)중의 평균일장은 짧아졌다. 이에 따라 일장만 관여한 인공기상실에 비해 온도와 일장이 함께 관여한 포장에서 파종시기에 따른 출수소요일수 단축정도가 크게 나타났다. 2. 일장감응기간의 일장이 길어짐에 따라 최종엽수(FNL)가 증가하였으며, 이 관계는 다음과 같은 Rational 함수로 잘 표현이 되었고($R^2$=0.98),이를 광안벼의 최종엽수 추정모델로 설정하였다. 여기서 D는 일장이며, a,b,c는 상수로서 각각 14.694, -0.992, -0.068로 추정되었다. 3.온도에 따른 출엽속도 모델과 일장에 따른 최종엽수 모델로 구성된 출수기 예측 모델을 구성하였으며, 모델 설정에 이용되지 않은 포장실험 자료를 이용하여 검증한 결과 추정된 출수기는 예측오차가 1-2일로 추정 정확도가 높았다.
본 연구는 광안벼를 공시하여 지연일장의 인공기상실(21$^{\circ}C$ 및 24$^{\circ}C$)과 포장 조건에서 파종기(최초 파종 일 4월25일, 최종 파종일 6월 5일) 이동에 따른 온도와 일장 변화가 출엽 및 출수기 변화에 미치는 영향을 검토하여, 일장에 따른 최종엽수 추정모델을 설정하였으며, 이 모델과 온도에 따른 출엽속도 모델을 결합하여 출수기 예측모델을 설정하여 모델의 출수기 추정 정확도를 검증하였다. 1. 포장에서는 4월 25일 이후 파종기가 늦을수록 생육기간 중 평균기온은 높아진 반면, 포장과 인공기상실 양 조건에서 일장감응기간(6엽기부터 유수분화기)중의 평균일장은 짧아졌다. 이에 따라 일장만 관여한 인공기상실에 비해 온도와 일장이 함께 관여한 포장에서 파종시기에 따른 출수소요일수 단축정도가 크게 나타났다. 2. 일장감응기간의 일장이 길어짐에 따라 최종엽수(FNL)가 증가하였으며, 이 관계는 다음과 같은 Rational 함수로 잘 표현이 되었고($R^2$=0.98),이를 광안벼의 최종엽수 추정모델로 설정하였다. 여기서 D는 일장이며, a,b,c는 상수로서 각각 14.694, -0.992, -0.068로 추정되었다. 3.온도에 따른 출엽속도 모델과 일장에 따른 최종엽수 모델로 구성된 출수기 예측 모델을 구성하였으며, 모델 설정에 이용되지 않은 포장실험 자료를 이용하여 검증한 결과 추정된 출수기는 예측오차가 1-2일로 추정 정확도가 높았다.
Sowing date experiments were carried out by employing a rice variety "Kwanganbyeo" in both field and phytotron with natural daylength. In phytotron, temperatures were controlled at daily mean of 21$^{\circ}C$ and 24$^{\circ}C$. The responses of final leaf number and beading dat...
Sowing date experiments were carried out by employing a rice variety "Kwanganbyeo" in both field and phytotron with natural daylength. In phytotron, temperatures were controlled at daily mean of 21$^{\circ}C$ and 24$^{\circ}C$. The responses of final leaf number and beading date were analyzed in relation to daylength during photo-sensitive period (PSP). Based on the component models predicting the final leaf number and leaf appearance rate, a rice phenology model was established and verified. Days from sowing to flowering (DSF) were shortened and final number of leaves (FNL) increased as sowing dates were delayed from 25 April to 5 June in field and phytotron. The increased leaf appearance rate (LAR) and the reduced FNL, respectively, due to the higher temperature and the shorter daylength in delayed sowings in the field brought about greater shortening of DSF than in the phytotron where only FNL was reduced by shorter daylength in delayed sewings. FNL showed very close relationship with the average daylength during PSP of six-leaf stage to panicle initiation, being well fitted to the following rational function ($R^2$=0.98):(equation omitted) where D is daylength and a, b, and c are the constants that were estimated as 14.694, -0.992, and -0.068 in Kwanganbyeo, respectively. The rice phonology model, which was composed of two component models for LAR and FNL, predicted DSF very accurately. The differences between the observed and predicted DSF was less than two days in the sewing date field experiments in 1999 and 2000 of which data were not used for the model construction.struction.
Sowing date experiments were carried out by employing a rice variety "Kwanganbyeo" in both field and phytotron with natural daylength. In phytotron, temperatures were controlled at daily mean of 21$^{\circ}C$ and 24$^{\circ}C$. The responses of final leaf number and beading date were analyzed in relation to daylength during photo-sensitive period (PSP). Based on the component models predicting the final leaf number and leaf appearance rate, a rice phenology model was established and verified. Days from sowing to flowering (DSF) were shortened and final number of leaves (FNL) increased as sowing dates were delayed from 25 April to 5 June in field and phytotron. The increased leaf appearance rate (LAR) and the reduced FNL, respectively, due to the higher temperature and the shorter daylength in delayed sowings in the field brought about greater shortening of DSF than in the phytotron where only FNL was reduced by shorter daylength in delayed sewings. FNL showed very close relationship with the average daylength during PSP of six-leaf stage to panicle initiation, being well fitted to the following rational function ($R^2$=0.98):(equation omitted) where D is daylength and a, b, and c are the constants that were estimated as 14.694, -0.992, and -0.068 in Kwanganbyeo, respectively. The rice phonology model, which was composed of two component models for LAR and FNL, predicted DSF very accurately. The differences between the observed and predicted DSF was less than two days in the sewing date field experiments in 1999 and 2000 of which data were not used for the model construction.struction.
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문제 정의
본 연구에서는 광안벼의 파종시기를 달리하여 일장의 변화를 유도한 후 일장과 최종엽수와의 관계를 검토하여 최종엽수추정모델을 설정하였으며, 이 등(2001)의 출엽속도 추정 모델과 이를 종합하여 출엽을 기초로 한 발육단계 예측모델을 개발하고자 하였다.
가설 설정
최종엽수에서 3엽을 뺀 엽수까지, 즉 유수분화기까지의 평균일장을 이용하였다(Table 2). 광안벼는 '99년 동계기간의 연중 최저 일장조건에서 재배한 예비실험과 Yin 등(1997)과 Sie 등(1998>의 보고를 종합하여 5엽~7엽기부터 일장에 감응할 것으로 판단되었으며, 본 연구에서는 중간 값인 6 엽기부터 일장에 감응한다고 가정하였다. 또한 혹시 있을지 모르는 최종엽수에 대한 온도효과를 배제하기 위해서 2TC 동일온도 조건의 자료를 이용하였다.
여기에서 B는 발아에서 BVP가 끝날 때까지의 기간을 의미하며 광안벼에서는 6엽기까지로 가정하였다. PSP, 즉 6 엽기부터 유수분화기까지는 온도와 일장이 함께 관여하는데, 온도는 출엽속도에 일장은 최종엽수 추정에 관여한다.
5). 본연구에서는 앞에서 언급하였듯이 기본영양생장기(BVP)를 발아부터 6엽기까지, PSP는 6엽기부터 유수분화기(PI)까지로 가정하였다. 이때 PI의 엽수와 최종엽수는 3엽의 차이가 있으므로(Yin and Kropff, 1998) PI는 최종엽수에서 3엽을 빼서 추정하였다.
제안 방법
인공기 상동에서는 l~2mm 최아시킨 종자를 한 포트에 6립씩 파종하여 본엽 2엽기에 3 개체를 제외한 나머지는 솎아내고 생육시켰다. 시비는 인공기 상동에서는 성분량으로 N, P2O5, #를 포트당 각각 0.44 g, 0.18 g, 0.23 g을 주었으며, #는 전량 기비, Ne 기비, 분얼비, 수비로 각각 40%, 30%, 30%, KQ는 기비와 수비로 각각 70%와 30%로 분시하였다. 포장에서는 2.
실험 1은 동일온도 조건에서 파종기에 따른 일장변화가 벼의 출수에 미치는 영향을 검토하기 위하여 인공기 상동에서 평균온도가 21, 24℃(3이며 일교차가 9℃인 온도조건에서 일장에 변화를 주기 위해 4월 25일부터 6월 5일까지 10일 간격으로 포트에 파종하여 출수기를 조사하였다. 또한 실험 2는 포장조건에서 파종기에 따른 온도 및 일장의 변화가 벼의 출수에 미치는 영향을 검토하기 위하여 1999년에는 5월 1일, 5월 15일, 5월25일, 6월5일, 2000년도에는 4월25일, 5월 5일, 5월15일, 5월25일, 6월5일에 파종하여 출수기를 조사하였다.
포트에 파종하여 출수기를 조사하였다. 또한 실험 2는 포장조건에서 파종기에 따른 온도 및 일장의 변화가 벼의 출수에 미치는 영향을 검토하기 위하여 1999년에는 5월 1일, 5월 15일, 5월25일, 6월5일, 2000년도에는 4월25일, 5월 5일, 5월15일, 5월25일, 6월5일에 파종하여 출수기를 조사하였다. 자료 분석에 있어서 온도는 수원기상대의 자료를 이용하였다.
영향을 주지 않는다고 하였다. 따라서 본 연구에서는 실험1 의 2FC의 자료를 이용하여 파종기에 따른 일장과 최종엽수와의 관계로부터 최종엽수 추정모델을 설정하였으며, 이때 일장은 광안벼의 일장감응기로 추정되는 6엽기부터 유수분화기까지의 평균일장을 이용하였다. 또한 이 등(2001>의 출엽속도 모델과 여기에서 설정한 최종엽수 추정모델을 종합하여 출수기를 예측하는 모델을 구성하였으며, 최종엽수 추정모델 설정 시와 독립된 자료인 실험2의 자료를 이용하여 출수기 예측모델의 적합성을 검토하였다.
따라서 본 연구에서는 실험1 의 2FC의 자료를 이용하여 파종기에 따른 일장과 최종엽수와의 관계로부터 최종엽수 추정모델을 설정하였으며, 이때 일장은 광안벼의 일장감응기로 추정되는 6엽기부터 유수분화기까지의 평균일장을 이용하였다. 또한 이 등(2001>의 출엽속도 모델과 여기에서 설정한 최종엽수 추정모델을 종합하여 출수기를 예측하는 모델을 구성하였으며, 최종엽수 추정모델 설정 시와 독립된 자료인 실험2의 자료를 이용하여 출수기 예측모델의 적합성을 검토하였다.
실험1에서의 일장은 광안벼의 일장감응기로 추정되는 6 엽기부터 최종엽수에서 3엽을 뺀 엽수까지, 즉 유수분화기까지의 평균일장을 이용하였다(Table 2). 광안벼는 '99년 동계기간의 연중 최저 일장조건에서 재배한 예비실험과 Yin 등(1997)과 Sie 등(1998>의 보고를 종합하여 5엽~7엽기부터 일장에 감응할 것으로 판단되었으며, 본 연구에서는 중간 값인 6 엽기부터 일장에 감응한다고 가정하였다.
광안벼는 '99년 동계기간의 연중 최저 일장조건에서 재배한 예비실험과 Yin 등(1997)과 Sie 등(1998>의 보고를 종합하여 5엽~7엽기부터 일장에 감응할 것으로 판단되었으며, 본 연구에서는 중간 값인 6 엽기부터 일장에 감응한다고 가정하였다. 또한 혹시 있을지 모르는 최종엽수에 대한 온도효과를 배제하기 위해서 2TC 동일온도 조건의 자료를 이용하였다.
본 연구는 광안벼를 공시하여 지연일장의 인공기상실(2FC 및 24℃과 포장 조건에서 파종기(최초 파종 일 4월25일, 최종 파종일 6월 5일) 이동에 따른 온도와 일장 변화가 출엽및 출수기 변화에 미치는 영향을 검토하여, 일장에 따른 최종엽수 추정모델을 설정하였으며, 이 모델과 온도에 따른 출엽속도 모델을 결합하여 출수기 예측모델을 설정하여 모델의 출수기 추정 정확도를 검증하였다.
대상 데이터
본 연구는 1999년과 2000년 2년간 농촌진흥청 작물시험장인 공기 상동과 답작포장에서 광안벼를 공시하여 수행하였으며 재배 방식은 담수표면산파로 하였다. 인공기 상동에서는 l~2mm 최아시킨 종자를 한 포트에 6립씩 파종하여 본엽 2엽기에 3 개체를 제외한 나머지는 솎아내고 생육시켰다.
또한 실험 2는 포장조건에서 파종기에 따른 온도 및 일장의 변화가 벼의 출수에 미치는 영향을 검토하기 위하여 1999년에는 5월 1일, 5월 15일, 5월25일, 6월5일, 2000년도에는 4월25일, 5월 5일, 5월15일, 5월25일, 6월5일에 파종하여 출수기를 조사하였다. 자료 분석에 있어서 온도는 수원기상대의 자료를 이용하였다. 포장 실험기간 중 기온과 일장의 변화는 Fig.
벼의 최종엽수와 일장과의 관계를 알아보기 위해서 실험 1의 21℃ 온도처리 자료와 이 등(2001)의 자료중 13시간의 동일한 일장 및 2FC의 온도를 처리한 자료를 이용하였다. 이들 실험에서 최종엽수는 이 등(2001>의 광안벼의 출엽속도 추정모델, 식(1)을 이용하여 파종부터 출수기까지의 출엽속도를 적산하여 이를 최종엽수로 이용하였다.
이론/모형
7 kg을 주었고, 분시방법은 인공기상동과 동일하였다. 이후 재배관리는 작물시험장 표준재배법에 준해 수행하였다.
및 2FC의 온도를 처리한 자료를 이용하였다. 이들 실험에서 최종엽수는 이 등(2001>의 광안벼의 출엽속도 추정모델, 식(1)을 이용하여 파종부터 출수기까지의 출엽속도를 적산하여 이를 최종엽수로 이용하였다.
성능/효과
1. 포장에서는 4월 25일 이후 파종기가 늦을수록 생육 기간 중 평균기온은 높아진 반면, 포장과 인공기상실 양 조건에서 일장 감응 기간(6엽기부터 유수분화기) 중의 평균일장은 짧아졌다. 이에 따라 일장만 관여한 인공기상실에 비해 온도와 일장이 함께 관여한 포장에서 파종시기에 따른 출수소요일수 단축 정도가 크게 나타났다.
포장에서는 4월 25일 이후 파종기가 늦을수록 생육 기간 중 평균기온은 높아진 반면, 포장과 인공기상실 양 조건에서 일장 감응 기간(6엽기부터 유수분화기) 중의 평균일장은 짧아졌다. 이에 따라 일장만 관여한 인공기상실에 비해 온도와 일장이 함께 관여한 포장에서 파종시기에 따른 출수소요일수 단축 정도가 크게 나타났다.
3. 온도에 따른 출엽속도 모델과 일장에 따른 최종엽수 모델로 구성된 출수기 예측 모델을 구성하였으며, 모델 설정에 이용되지 않은 포장실험 자료를 이용하여 검증한 결과 추정된 출수기는 예측오차가 1~2일로 추정 정확도가 높았다.
일장이 13시간에서 14.46시간으로 길어짐에 따라서 최종엽수는 14.86엽에서 16.05엽으로 증가하는 것으로 추정되었으며 (Table 2, Fig. 4), 이 관계는 Rational 함수에 의해 r가 0.98 로 잘 표현되었다(Table 3). 따라서 이 함수를 일장에 의한 최종엽수 추정모델로 설정하였다.
6이다. 실제 조사된 출수기와 추정된 출수기와의 차이는 1~2일로 예측오차가 매우 적었으며, 결정계수(FF) 또한 0.98로 매우 높았다.
2. 일장감응기간의 일장이 길어짐에 따라 최종엽 수(FNL)가 증가하였으며, 이 관계는 다음과 같은 Rational 함수로 잘 표현이 되었고(R2=0.98), 이를 광안벼의 최종엽수 추정모델로 설정하였다.
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