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문제 정의
- 본시험은 월동 후 분얼기와 신장기에 나타날 수 있는 장해현상 특히 유수 고사와 퇴화현상을 포장에서 인위적으로 발생시킨 저온환경 하에서 이에 대한 제 증상을 분석하고 생육 및 수량에 미치는 영향 정도를 밝혀 맥류 조숙화 육종에 기여하고자 수행하였다.
- 비닐피복을 이용, 보리, 밀 품종의 봄철 저온장해의 대규모 유도와 품종간 차이로 선발 가능성을 구명하고자 포장의 비닐 피복을 이용한 저온처리시험을 실시하였다. 저온에 대해 보리, 밀 모두 가장 민감한 생육시기는 수잉기였고 영화분화기 > 화기발육기 순이었다.
제안 방법
- 비닐피복을 하게 되면 그림 1에서 보는 것처럼 월동 중에도 한낮의 최고기온이 외부기온보다 맑은 날에는 최대 15℃ 이상 더 높고 밤에는 외기와 온도가 비슷하여 비닐내 장해가 우려되었으나 식물체에 다른 장해증상이 관찰되지는 않았으며 비닐피복하지 않은 외부 식물체보다 생육진전이 빨라 의도하던 대로 2월 중에는 원하는 정도의 생육진전을 유도할 수 있었다. 식물체를 목표 생육단계까지 키운 후 저온에 처하게 하기 위해 ‘98 년 두 차례, 99년 세 차례에 걸쳐 비닐을 제거하였다. 비닐을 제거할 때 생육단계를 유수분화 조사기준(조 등, 1983) 에 의거, 검정하였다.
- 육종목적으로 저온장해에 관련된 포장선발 가능성을 확인하기 위해 비닐 피복법을 시도해 보았는데, 자연 포장에서 장해를 일으킬 수 있는 저온이 자주 내습하는 시기로 식물체의 생육을 조장하여 12월 중순에 터널식으로 시험구의 2/3정도를 비닐로 피복(폭 1.8 m, 높이 '98 1.2 m, '99 0.8 m)하여 이듬해 봄 2월까지 경과시켰다. 비닐피복을 하게 되면 그림 1에서 보는 것처럼 월동 중에도 한낮의 최고기온이 외부기온보다 맑은 날에는 최대 15℃ 이상 더 높고 밤에는 외기와 온도가 비슷하여 비닐내 장해가 우려되었으나 식물체에 다른 장해증상이 관찰되지는 않았으며 비닐피복하지 않은 외부 식물체보다 생육진전이 빨라 의도하던 대로 2월 중에는 원하는 정도의 생육진전을 유도할 수 있었다.
- 처리기간 중의 온도변화는 자동온도기록계(MP-110 Data Logger, Eco社)를 이용하여, 1시간 간격으로 지상 3 cm(비닐 안, 비닐 밖)와 백엽상으로 나누어 온도변화를 측정하였다. 98년 포장상태에서 유수발육기에 저온장해를 받은 시기는 3월 21~24일, 3월 28~31일 사이였다.
- 포장에서 군락상태로 저온장해를 유발시켜 생육 양상과 수량을 분석코자 98~, 99년 2년간 포장시험을 실시하였다. 시험작물과 품종으로 보리, 밀을 각각 '98년에 6품종, 99년에 4품종을 이용하였다.
대상 데이터
- 시험작물과 품종으로 보리, 밀을 각각 '98년에 6품종, 99년에 4품종을 이용하였다. 수원지방 맥류 파종적기인 10월 초순에, 오스트리아 Winters tiger사의 Oyjord 세조 파종기를 이용하여 휴폭 20 cm, 파폭 5 cm, 파종량 13 kg/10a로 파종하였다. 시비량은 질소-인산-칼리 12-9-7 kg/10a(성분량)를시용하였다.
- 실시하였다. 시험작물과 품종으로 보리, 밀을 각각 '98년에 6품종, 99년에 4품종을 이용하였다. 수원지방 맥류 파종적기인 10월 초순에, 오스트리아 Winters tiger사의 Oyjord 세조 파종기를 이용하여 휴폭 20 cm, 파폭 5 cm, 파종량 13 kg/10a로 파종하였다.
이론/모형
- 식물체를 목표 생육단계까지 키운 후 저온에 처하게 하기 위해 ‘98 년 두 차례, 99년 세 차례에 걸쳐 비닐을 제거하였다. 비닐을 제거할 때 생육단계를 유수분화 조사기준(조 등, 1983) 에 의거, 검정하였다.
성능/효과
- 우리밀(화기발육후기)도 같은 생육정도를 보인 올 밀과는 차이를 보여 무피복구의 73%(27% 감소)밖에 수량을 얻지 못하였다. 2차비닐제거시보다는 수량 감소가 적어 무 피복 구의 77%의 수량을 보였다.
- 3차 비닐제거시 조광(화기발육전기)과 올밀(화기발육후기) 은 무처리구와 같은 수량을 보였으나 올밀과 같은 생육기였던 은파밀은 무피복구 대비 21%, 그루밀(수잉기) 72%, 금강밀(수잉기) 71%의 수량을 보여 품종간 차이가 크게 나타났다. 우리밀(화기발육후기)도 같은 생육정도를 보인 올 밀과는 차이를 보여 무피복구의 73%(27% 감소)밖에 수량을 얻지 못하였다.
- 99년 2년차 시험(표 7~9)에서는 비닐제거(3시기 평균) 로 저온장해를 받은 보리가 무피복구에 비해 수량이 88% 정도로 줄었는데 올보리의 피해가 가장 심하여 무피복구 대비 77%의 수량을 보였고 강보리는 83%, 찰보리는 89%의 수량을 나타냈다. 그러나 수원 259호는 무피복구와 수량 차이가 전혀 없었다.
- 3차로 4월 7일에 비닐을 제거한 구에서는 수량이 무피복 구의 73%로 나타나 27% 정도가 감소되었는데 화기발육기 이상 진전된 상태여서 비닐제거 전에 이미 많은 이삭이 고사한 상태였다. 강보리, 올보리, 찰보리, 수원 259호는 각각 무처리 대비 64, 69, 71, 87%의 수량을 보였다.
- 이는 인위적인 저온처리를 통해 온실에서 얻은 결과(구 등, 2003)와 유사하였는데 수잉기가 저온장해에 가장 민감하였고 영화분화기, 화기발육기 순으로 나타나 실내실험과 포장실험의 결과가 일치하였다. 같은 생육단계에 있더라도 보리보다 밀의 피해가 큰 것으로 나타났는데 수잉기에 고사한 이삭비율을 예로 들면 보리에서는 27.9%였으나 밀에서는 58.7%로 나타나 차이가 큼을 알 수 있었고 평균치로 보아도 고사 개체 수에서 보리가 18.3%, 밀이 44.4%여서 맥종간 차이가 컸으며 퇴화된 이삭비율에서도 보리가 10.2, 밀이 36.5%로 역시 맥종간차이가 컸다. '98년과 99년의 보리, 밀의 저온장해 정도의 연차간 변이가 컸는데 '98년과 99년에 비닐제거후 내 습한 저온 정도가 달라서 생긴 차이였던 것으로 판단되었으며 '99 년의 기온이 '98년보다 낮고 변이가 심했던 것으로 추정된다.
- 나머지 품종 중 강보리는 무피복구에 비해 89% 정도의 수량을 보였고 탑골보리, 새올보리 찰보리 순으로 나타났다. 3월 10일 비닐 제거구의 수량이 2월 26일 비닐 제거 구보다 적었는데 올보리와 찰보리가 무피복구와 수량이 같았고 수원 259호 > 새올보리 > 탑골보리 > 강보리 순으로 적어졌다.
- 밀에 있어서는 고사나 퇴화 모두 생육이 진전될수록 피해가 심하였는데, 고사의 경우 화기발육전기와 수잉기에 59- 60%로 가장 컸고, 영화분화전기 42%이었으며 퇴화는 수잉기에 가장 심하여 61%였고 화기발육후기에 45%, 화기발육전기 41%, 소수분화후기 29%순이었다. 이는 인위적인 저온처리를 통해 온실에서 얻은 결과(구 등, 2003)와 유사하였는데 수잉기가 저온장해에 가장 민감하였고 영화분화기, 화기발육기 순으로 나타나 실내실험과 포장실험의 결과가 일치하였다.
- 밀에서는 영화분화기, 화기발육기, 수잉기에 속한 식물에서 수량감소가 커 98년에는 수량이 23-44% 감소하였고 99년에는 소수분화기를 포함해 43~85%나 감소해 피해가 컸으며 이때 고사이삭 비율이 높아 밀에 있어 수수감소가 수량감소에 큰 영향을 미친 것으로 생각되었다. 저온 스트레스로 인한 생육에의 영향은 수량구성요소 중 주로 수수와 일 수립 수에 큰 영향을 미치게 되는데 보리 품종 중 수원 259호와 강보리의 수량이 수수와 밀접한 상관을 보였으나 일 수립 수는 상관이 없었다.
- 저온 스트레스로 인한 생육에의 영향은 수량구성요소 중 주로 수수와 일 수립 수에 큰 영향을 미치게 되는데 보리 품종 중 수원 259호와 강보리의 수량이 수수와 밀접한 상관을 보였으나 일 수립 수는 상관이 없었다. 밀은 대부분의 품종들이 비닐 제거 세 시기 모두 수수와 밀접한 상관을 보였고 생육이 진전된 4월 7일 처리시에는 일수립수와도 상관을 보여 저온이 수수의 감소와 더불어 일수립수의 감소에도 크게 영향을 미쳤음을 알 수 있었다.
- 수량 감소정도가 40%나 차이가 났다. 보리는 4 품종 모두 영화분화전기에 해당되었는데 수량 감소정도는 0~ 14% 였다.
- 이는 금강밀 > 올밀>은파밀 순으로 나타난 저온장해 정도와는 차이를 보였는데 저온장해 정도와 수량과의 불일치는 小田(1963)가 언급한 식물체의 보상작용의 결과인 것으로 생각되었다. 보리와 밀의 수량 감소는 비슷하였는데 보리가 무피복구 대비 평균 74.3%의 수량을 보였고, 밀이무피복구 대비 평균 73.8%였다.
- 비닐을 제거한 시기별로 수량을 조사한 결과를 보면 2월 26일 비닐제거시 보리 6품종은 모두 영화분화전기에 해당되었는데 수원 259호와 올보리는 무피복구와 거의 수량이 같았다. 나머지 품종 중 강보리는 무피복구에 비해 89% 정도의 수량을 보였고 탑골보리, 새올보리 찰보리 순으로 나타났다.
- 8 m)하여 이듬해 봄 2월까지 경과시켰다. 비닐피복을 하게 되면 그림 1에서 보는 것처럼 월동 중에도 한낮의 최고기온이 외부기온보다 맑은 날에는 최대 15℃ 이상 더 높고 밤에는 외기와 온도가 비슷하여 비닐내 장해가 우려되었으나 식물체에 다른 장해증상이 관찰되지는 않았으며 비닐피복하지 않은 외부 식물체보다 생육진전이 빨라 의도하던 대로 2월 중에는 원하는 정도의 생육진전을 유도할 수 있었다. 식물체를 목표 생육단계까지 키운 후 저온에 처하게 하기 위해 ‘98 년 두 차례, 99년 세 차례에 걸쳐 비닐을 제거하였다.
- 3월 10일에 비닐을 제거했을 때도 수량 감소는 적어 무피복구 대비 95%의 수량을 나타냈다. 생육단계가 화기발육전 기로 가장 빨랐던 강보리는 수량이 무피복 대비 90% 였고 영화분화후기로 생육단계가 같았던 올보리와 찰보리는 각각 80%, 103%로 품종간 차이를 보였다
- 2차 비닐제거시에는 영화분화전기에 속한 올밀의 수량 감소가 가장 커 무피복구 대비 44%의 수량을 보였으나 같은 영화분화전기였던 우리밀이 55%로 수량 감소가 조금 덜한 편이었다. 영화분화후기였던 금강밀이 우리밀과 비슷한 수량을 보였고, 소수분화후기였던 은파밀, 그루밀, 조광도 무피복구대비 55~64%의 수량을 보였다. 밀에 있어서는 2차로 비닐 제거시 평균적으로 보아 수량이 무피복구의 74% (26% 감소)로 나타나 저온에 가장 민감하였음을 알 수 있다.
- 3월 10일 비닐 제거구의 수량이 2월 26일 비닐 제거 구보다 적었는데 올보리와 찰보리가 무피복구와 수량이 같았고 수원 259호 > 새올보리 > 탑골보리 > 강보리 순으로 적어졌다. 올보리와 찰보리는 생육단계가 영화분화 후기로 새올보리, 탑골보리와 같았음에도 수량이 무처리와 차이가 없어 두 품종이 새올보리, 탑골보리에 비해 저온에 대해 내성을 보였다.
- 수원 259호, 올보리, 찰보리 등은 수량감소 정도가 가장 적은 편이었다. 장해이삭이 많이 발생한 올보리, 강보리의 수량을 보면 올보리는 수량감소가 거의 없었는데 강 보리는 수량이 크게 감소하였다. 밀에 있어서는 은파 밀과 금강 밀의 수량감소가 가장 심한 것으로 분류되었는데 은파밀 > 금강밀 > 우리밀 > 올밀>그루밀 > 조광 순으로 나타났다.
- 저온스트레스는 수량구성요소중 주로 수수와 일수립 수에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 보리품종중 수원 259 호와 강보리 수량이 수수와 밀접한 상관을 보였으나 일 수립 수와는 상관이 없었다. 밀은 대부분의 품종들이 세 시기 모두 수수와 밀접한 상관을 보였고 생육이 진전된 시기에는 일 수립 수와도 상관을 보였다.
- 같은 생육정도라도 맥 종간장해 정도에 차이를 보였는데 보리, 밀 각각 고사이삭비율28%, 59%, 고사개체비율 10%, 44%, 퇴화이삭비율 18%,44%였다. 저온장해 저항성 품종은 없었으나 품종간 장해정도 는 차이를 보여 보리에서는 찰보리가, 밀에서는 그루 밀, 조광밀 등이 안정적인 수량을 보였다.
- 3차비닐제거 시는 무피복구 대비 15%밖에 수량을 확보하지 못하였는데가장 수량감소가 적은 품종이 우리밀로 무피복구 대비 22% 정도밖에 되지 않았다. 품종간 차이도 거의 없어 무피복구 대비 9~22%정도의 수량을 나타내 이 시기의 수량에 미치는 영향이 제일 큼을 알 수 있었다
- 심하였다. 품종별로 살펴보면 4 품종 모두 무피복구 대비 33-48% 정도의 수량을 보여 품종간 저온 내성 차이는 크지 않았다. 화기발육기이후 내습하는 저온에 대한 내성은 품종간 차이가 없었다.
- 같은 수잉기에 속한 강보리와 올보리는 각각 44%, 55%의 수량을 보여 품종간에도 큰 차를 보였다. 화기발육후기 였턴 탑골보리와 찰보리는 피해가 적었는데 탑골보리는 수량감소가 없었고 찰보리는 무피복구에 비해 79%의 수량을 보였다.
후속연구
- 보리의 수량 감소가 밀에 비해 상대적으로 적었는데 밀에서의 저온장해 발생이 보리보다 심함을 포장시험을 통해 확신할 수 있었으며 보리, 밀의 저온장해 피해발생 기작분석에 대한 충분한 연구를 바탕으로 저온저항성 기작 구명과 저온 저항성 품종개발이 이루어져야 할 것이다.
- 봄철에 나타나는 맥류 저온장해는 맥체가 급격히 내 동성을 잃는 과정중에 발생하는 장해이므로 비닐 피복을 이용해 기존의 저온순화와 관련된 식물체내 저온방어시스템 작동과는 근본적으로 다르며 품종의 안정성 증대를 위해 육종 적으로 봄철에 나타나는 저온장해를 대규모로 포장에서 유도하여 이에 대한 선발을 할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 비닐 제거 후 저온이 내습하는 시기가 일정치 않고 저온 정도도 불균일한 점이 있으므로 선발기간을 2년 정도에 걸쳐 시행하는 것이 안전할 것으로 생각된다.
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