벼 유수분화기 생육 및 질소영양 상태에 따른 쌀 단백질함량의 수비 질소 반응 Response of Grain Protein Content to Nitrogen Topdress Rate at Panicle Initiation Stage under Different Growth and Plant Nitrogen Status of Rice원문보기
백미의 단백질 함량은 쌀의 품질과 식미을 결정하는 중요한 요인이며, 질소시비에 의해서 크게 좌우된다. 따라서 본 실험에서는 기비 및 분얼비 시용량을 달리하여 수비 시기인 유수분화기에 벼의 생육 및 질소영양 상태를 다양하게 조성한 상태에서 수비 시용량을 달리하였을 때의 백미 단백질함량의 변화를 검토함으로써 고품질 쌀 생산에 맞는 질소 시비체계 설정을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 1. 백미의 단백질함량은 $6{\sim}9%$로서 기비+분얼비 및 수비 시용량비 증가할수록 높아지는 경향이었는데, 기비+분얼비 시용량이 20 kgN/10a까지 증가하더라도 수비 1.8 kgN/10a 이하일 경우 백미의 단백질함량은 7% 이하였으며. 기비+분얼비 보다는 수비에 의한 단백질 함량 증가폭이 더 컸다. 2. 수확기 지상부 질소함량과 백미의 질소함량간에는 고도로 유의한 직선회귀 관계를 보였는데, 수확기 총 질소흡수량 중에서 58.3%와 46.5%가 각각 이삭과 백미로 전이되었고, 연차간에 큰 차이가 없었다. 3. 백미의 단백질 함량은 유수형성기 지상부 질소 집적량 증가에 따라서는 직선적으로 증가하였고, 유수분화기 이후 수확기까지의 질소 집적량 증가에 따라서는 2차곡선적으로 증가하였으며, 후자의 영향이 컸다. 유수분화기 지상부 질소 집적량이 8 kgN/10a까지 증가하더라도 수비 이후의 질소집적량이 3 kgN/10a미만일 경우에는 백미의 단백질함량이 7% 미만이었다. 4. 수확기까지 총 질소 집적량이 같더라도 단위면적 당 영화수에 영향이 큰 유수분화기까지의 질소 집적량이 차지하는 비중이 클수록 그리고 등숙기 기상환경이 좋아 sink의 충진에 유리한 해에 백미의 단백질함량이 낮아지는 경향이었다.
백미의 단백질 함량은 쌀의 품질과 식미을 결정하는 중요한 요인이며, 질소시비에 의해서 크게 좌우된다. 따라서 본 실험에서는 기비 및 분얼비 시용량을 달리하여 수비 시기인 유수분화기에 벼의 생육 및 질소영양 상태를 다양하게 조성한 상태에서 수비 시용량을 달리하였을 때의 백미 단백질함량의 변화를 검토함으로써 고품질 쌀 생산에 맞는 질소 시비체계 설정을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 1. 백미의 단백질함량은 $6{\sim}9%$로서 기비+분얼비 및 수비 시용량비 증가할수록 높아지는 경향이었는데, 기비+분얼비 시용량이 20 kgN/10a까지 증가하더라도 수비 1.8 kgN/10a 이하일 경우 백미의 단백질함량은 7% 이하였으며. 기비+분얼비 보다는 수비에 의한 단백질 함량 증가폭이 더 컸다. 2. 수확기 지상부 질소함량과 백미의 질소함량간에는 고도로 유의한 직선회귀 관계를 보였는데, 수확기 총 질소흡수량 중에서 58.3%와 46.5%가 각각 이삭과 백미로 전이되었고, 연차간에 큰 차이가 없었다. 3. 백미의 단백질 함량은 유수형성기 지상부 질소 집적량 증가에 따라서는 직선적으로 증가하였고, 유수분화기 이후 수확기까지의 질소 집적량 증가에 따라서는 2차곡선적으로 증가하였으며, 후자의 영향이 컸다. 유수분화기 지상부 질소 집적량이 8 kgN/10a까지 증가하더라도 수비 이후의 질소집적량이 3 kgN/10a미만일 경우에는 백미의 단백질함량이 7% 미만이었다. 4. 수확기까지 총 질소 집적량이 같더라도 단위면적 당 영화수에 영향이 큰 유수분화기까지의 질소 집적량이 차지하는 비중이 클수록 그리고 등숙기 기상환경이 좋아 sink의 충진에 유리한 해에 백미의 단백질함량이 낮아지는 경향이었다.
As protein content of milled rice, generally used as a benchmark for rice eating quality, is greatly affected by N fertilization and nutrition status of rice plant, understanding its response to nitrogen rate and plant nitrogen status at different growth stage is important for recommending N fertili...
As protein content of milled rice, generally used as a benchmark for rice eating quality, is greatly affected by N fertilization and nutrition status of rice plant, understanding its response to nitrogen rate and plant nitrogen status at different growth stage is important for recommending N fertilizer management for high quality rice production. The responses of milled-rice protein content were compared and quantified under various combinations of basal+tillering and panicle N application levels in 2001 and 2002. Protein content of milled rice was ranged from 6 to 9%, increasing significantly with increasing basal+tillering and panicle N rates. However, milled rice protein content was raised much greater by panicle N than by basal+tillering N fertilization. Even though basal+tillering N increased up to 20 kg/ha, protein content of milled rice was observed less than 7% in case that panicle N was applied below 1.8 kg/10a. Regression analysis revealed that nitrogen accumulated until harvest was partitioned with almost constant rates of 58.3% and 46.5% to panicle and milled rice, respectively. The partitioning rates was slightly but not significantly different between experimental years. Protein content of milled rice showed linear and quadratic responses to the shoot N accumulation until panicle initiation stage (PIS) ant shoot nitrogen accumulation from PIS to harvest, respectively. The increment of milled-rice protein content per unit N increase was much greater in shoot N accumulation from PIS to harvest than in that until PIS. Regardless of shoot N accumulation until PIS upto 8 kg/10a, protein content of milled rice was lower than 7% and ranged from 6.5 to 7.5% in case that shoot N accumulation from PIS to harvest was below 3.0 kg/10a and below 6.0 kg/10a respectively. It would be concluded that even under the same N accumulation until harvest milled rice protein content could be different according to the N fertilizer management and weather condition especially during ripening, providing rooms for controlling protein content by N fertilizer management without damage to grain yield.
As protein content of milled rice, generally used as a benchmark for rice eating quality, is greatly affected by N fertilization and nutrition status of rice plant, understanding its response to nitrogen rate and plant nitrogen status at different growth stage is important for recommending N fertilizer management for high quality rice production. The responses of milled-rice protein content were compared and quantified under various combinations of basal+tillering and panicle N application levels in 2001 and 2002. Protein content of milled rice was ranged from 6 to 9%, increasing significantly with increasing basal+tillering and panicle N rates. However, milled rice protein content was raised much greater by panicle N than by basal+tillering N fertilization. Even though basal+tillering N increased up to 20 kg/ha, protein content of milled rice was observed less than 7% in case that panicle N was applied below 1.8 kg/10a. Regression analysis revealed that nitrogen accumulated until harvest was partitioned with almost constant rates of 58.3% and 46.5% to panicle and milled rice, respectively. The partitioning rates was slightly but not significantly different between experimental years. Protein content of milled rice showed linear and quadratic responses to the shoot N accumulation until panicle initiation stage (PIS) ant shoot nitrogen accumulation from PIS to harvest, respectively. The increment of milled-rice protein content per unit N increase was much greater in shoot N accumulation from PIS to harvest than in that until PIS. Regardless of shoot N accumulation until PIS upto 8 kg/10a, protein content of milled rice was lower than 7% and ranged from 6.5 to 7.5% in case that shoot N accumulation from PIS to harvest was below 3.0 kg/10a and below 6.0 kg/10a respectively. It would be concluded that even under the same N accumulation until harvest milled rice protein content could be different according to the N fertilizer management and weather condition especially during ripening, providing rooms for controlling protein content by N fertilizer management without damage to grain yield.
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문제 정의
요인이며, 질소시비에 의해서 크게 좌우된다. 따라서 본 실험에서는 기비 및 분얼비 시용량을 달리하여 수비 시기인 유수분화기 에 벼의 생육 및 질소영양 상태를 다양하게 조성한 상태에서 수비 시용량을 달리하였을 때의 백미 단백질 함량의 변화를 검토함으로써 고품질 쌀 생산에 맞는 질소 시비체계 설정을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다.
그러나 종전의 시비관리 체계는 다수성을 목표로 하여 설정된 것으로 쌀의 품질과 수량 향상을 동시에 충족해야하는 현재의 상황에서는 이의 재검토가 요구된다. 따라서 본 연구는 기비 및 분얼비 시용량을 달리하여 수비 시기인 유수분화기에 다양하게 조성된 벼 생육 및 질소영양상태 별 수비 질소시용량에 대한 쌀 단백질함량 반응을 검토하여 고품질 쌀의 다수확에 맞는 질소 시비체계 설정을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
7인 사질식양토(sandy clay loam)였다. 4월 24일C01)과 23일(, 02)에 기계이앙상자에 최아한 종자를 파종, 출아, 녹화시킨 후 비닐 보온절충못자리에서 육묘하였고, 5월 22일(, 01)과 21일('02)에 재식밀도 15×30 cm2로 1주3본으로 손이앙하였다.
칭량이 끝난 건물은 마쇄기로 분쇄하여 Kjeldahl 방식(Auto-Kjeltec 1035 System, Tecator社, Swiss)으로 질소를 분석하였다. 수량은 각 시험구별로 72주를 예취하여 상법에 준하여 조사하였고, 수분함량을 조사하여 14% 수분함량에서 수량으로 보정하였다, 수량 초사 후 시료는 9분도 미로 도정하였다. 백미의 단백질함량은 백미를 72℃에서 72시간 건조 후 식물체와 동일하게 Kjeldahl방식으로 분석한 전질소 함량에 쌀의 단백질 계수 5.
재배관리 등 여러 요인에 따라 달라지기 때문에, 시비량 자체 보다는 작물이 실제로 흡수한 질소량을 기준으로 작물에 대한 영향을 검토하는 것이 바람직하다(Muchow and Sinclair, 1995). 유수분화기 지상부 질소함량과 유수분화기 이후 질소축적량에 따른 미립단백질 함량의 변화를 중회귀 분석을 통하여 살펴보았다(Fig. 4). 미립단백질 함량은 유수분화기까지 지상부 질소 집적량의 증가에 의해서도 다소 증가하나 그 증가폭은 크지 않았고, 유수분화기 이후 지상부 질소집적량 증가에 의해 크게 증가하였으며, 또한 연차에 관계없이 유수분화기까지 질소집적량과 유수분화기 이후 질소 집적량 간에 상호작용이 있어서, 유수분화 전과 후의 질소집적량이 증가하면 미약하기는 하지만 미립 단백질 함량이 상승적으로 증가하였다.
이앙 후 7~14일 간격으로 각 처리구당 3주씩 예취하여 부위별로 분리하고, 72℃ 에서 72시간 건조하여 건물중을 칭량하였으며, 칭량이 끝난 건물은 마쇄기로 분쇄하여 Kjeldahl 방식(Auto-Kjeltec 1035 System, Tecator社, Swiss)으로 질소를 분석하였다. 수량은 각 시험구별로 72주를 예취하여 상법에 준하여 조사하였고, 수분함량을 조사하여 14% 수분함량에서 수량으로 보정하였다, 수량 초사 후 시료는 9분도 미로 도정하였다.
대상 데이터
2001년과 2002년 두 해에 걸쳐 서울대학교 농업생명과학대학 부속농장에서 화성벼를 공시하여 실험하였다. 실험 포장은 유기물함량이 2.
실험 포장은 유기물함량이 2.0~2.1%로 비교적 낮고, CEC가 12.3 ~ 13.1 cmol(+)/kg, pH가 5.5~5.7인 사질식양토(sandy clay loam)였다. 4월 24일C01)과 23일(, 02)에 기계이앙상자에 최아한 종자를 파종, 출아, 녹화시킨 후 비닐 보온절충못자리에서 육묘하였고, 5월 22일(, 01)과 21일('02)에 재식밀도 15×30 cm2로 1주3본으로 손이앙하였다.
데이터처리
95를 곱하여 계산하였다. 종회귀분석은 SAS의 stepwise regression을 적용하였으며, 변수의 선택은 5% 유의수준에서 forward selection 방법을 이용하였다.
이론/모형
수량은 각 시험구별로 72주를 예취하여 상법에 준하여 조사하였고, 수분함량을 조사하여 14% 수분함량에서 수량으로 보정하였다, 수량 초사 후 시료는 9분도 미로 도정하였다. 백미의 단백질함량은 백미를 72℃에서 72시간 건조 후 식물체와 동일하게 Kjeldahl방식으로 분석한 전질소 함량에 쌀의 단백질 계수 5.95를 곱하여 계산하였다. 종회귀분석은 SAS의 stepwise regression을 적용하였으며, 변수의 선택은 5% 유의수준에서 forward selection 방법을 이용하였다.
성능/효과
1. 백미의 단백질함량은 6~9%로서 기비+분얼비 및 수비 시용량이 증가할수록 높아지는 경향이었는데, 기비+분얼비 시용량이 20 kgN/10a까지 증가하더라도 수비 1.8 kgN/10a 이하일 경우 백미의 단백질함량은 7% 이하였으며, 기비+분얼비 보다는 수비에 의한 단백질 함량 증가폭이 더 컸다.
2. 수확기 지상부 질소함량과 백미의 질소함량간에는 고도로 유의한 직선회귀 관계를 보였는데, 수확기 총 질소흡수량 중에서 58.3%와 46.5%가 각각 이삭과 백미로 전이되었고, 연차간에 큰 차이가 없었다.
수확기 지상부에 집적된 질소 중 이삭 또는 백미로 배분된 비율은 2002년에 비하여 2001년에 다소 높았으나 유의적인 차이는 아니 었다. 2001년과 2002년을 통합하더라도 수확기까지 의지상부 총 질소 집적량과 이삭 및 백미 질소함량과는 매우 유의한 직선회귀 관계를 나타내어, 평균적으로 보면 수확기 지상부 총 질소 집적량 중 약 58.3%와 46.5% 정도가 각각 이삭 및 백미의 질소를 구성하는 것으로 나타났다. Nguyen et al.
3. 백미의 단백질 함량은 유수형성기 지상부 질소 집적량 증가에 따라서는 직선적으로 증가하였고, 유수분화기 이후 수확기까지의 질소 집적량 증가에 따라서는 2차곡선적으로증가하였으며, 후자의 영향이 컸다. 유수분화기 지상부 질소 집적량이 8 kgN/10a까지 증가하더라도 수비 이후의 질소집적량이 3 kgN/10a 미만일 경우에는 백미의 단백질 함량이 7% 미만이었다.
4. 수확기까지 총 질소 집적량이 같더라도 단위면적 당 영화 수에 영향이 큰 유수분화기까지의 질소 집적량이 차지하는 비중이 클수록 그리고 등숙기 기상환경이 좋아 sink의충진에 유리한 해에 백미의 단백질함량이 낮아지는 경향이었다.
4%와는 비슷한 결과이다. 기비+분얼 비 칠소 시용량이 중가할 수록 단백질 함량은 높아졌으나 그 증가폭은 크지 않았고, 20 kg/10a까지 기비+분얼비 시용 량이 많아지더라도 수비 질소 시용량이 1.8 kg/10a이하일 경우 단백질함량은 7% 이하를 나타내었다. 수비 질소 시용 량 증가에 따른 단백질 함량 증가는 기비+분얼비 증가에 따른 단백칠함량 증가 보다 현저하였고, 그 증가 폭은 기비+ 분얼비 시용량이 커질수록 커졌다.
백미의 질소함량은 유수분화기 지상부 질소함량이 증가함에 따라서 2차 곡선적인 반응을 보이나 유수분화기 이후 질소 집적량 증가에 따라서는 직선적으로 증가하는 경향을 보이며 또한 이들 간의 상승적 상호작용도 인정되었다. 단위 질소 흡수량 증가에 따른 백미 질소 함량 증가는 유수분화기까지 지상부 질소 집적량 보다는 유수분화기 이후 질소 집적량의 영향이 커서, 영양생장기 질소흡수량보다는 유수분화기 이후의 질소흡수량에 의해 더 크게 영향 받는 것으로 나타났다.
4). 미립단백질 함량은 유수분화기까지 지상부 질소 집적량의 증가에 의해서도 다소 증가하나 그 증가폭은 크지 않았고, 유수분화기 이후 지상부 질소집적량 증가에 의해 크게 증가하였으며, 또한 연차에 관계없이 유수분화기까지 질소집적량과 유수분화기 이후 질소 집적량 간에 상호작용이 있어서, 유수분화 전과 후의 질소집적량이 증가하면 미약하기는 하지만 미립 단백질 함량이 상승적으로 증가하였다.
1이다. 백미 단백질햠량은 6-9% 정도의 범위였으며, 기비+분얼비의 시용량이 증가할수록 그리고 수비시용량이 증가할수록 단백질함량도 증가하는 경향을 보였다. 이는 Perez 등(1996)이 0~19 kg/10a 시비 수준에서 IR계통 벼의 백미 단백질함량이 5.
3이다. 백미의 질소함량은 유수분화기 지상부 질소함량이 증가함에 따라서 2차 곡선적인 반응을 보이나 유수분화기 이후 질소 집적량 증가에 따라서는 직선적으로 증가하는 경향을 보이며 또한 이들 간의 상승적 상호작용도 인정되었다. 단위 질소 흡수량 증가에 따른 백미 질소 함량 증가는 유수분화기까지 지상부 질소 집적량 보다는 유수분화기 이후 질소 집적량의 영향이 커서, 영양생장기 질소흡수량보다는 유수분화기 이후의 질소흡수량에 의해 더 크게 영향 받는 것으로 나타났다.
벼가 흡수한 질소의 이삭으로의 배분 정도를 알아보기 위하여 수확기 지상부 전체의 질소 함량과 이삭의 질소 함량 및 백미 중의 질소함량과의 관계를 살펴보았다(Fig. 2), 2001년과 2002년 모두 수확기 질소함량과 이삭 및 백미 질소 함량 간에 고도로 유의한 직선회귀관계를 보였다. 수확기 지상부에 집적된 질소 중 이삭 또는 백미로 배분된 비율은 2002년에 비하여 2001년에 다소 높았으나 유의적인 차이는 아니 었다.
8 kg/10a이하일 경우 단백질함량은 7% 이하를 나타내었다. 수비 질소 시용 량 증가에 따른 단백질 함량 증가는 기비+분얼비 증가에 따른 단백칠함량 증가 보다 현저하였고, 그 증가 폭은 기비+ 분얼비 시용량이 커질수록 커졌다. 즉, 백미의 단백질 함량은 영양생장기 시비량보다 수비 시용량에 의해 크게 좌우되 었는데, 이는 Nguyen et 以(2006b)의 보고와 같은 결과였 다.
이상의 결과들을 종합하여 보면 미립 단백질 함량은 수비시용량에 따르는 생식생장기 질소 집적량에 크게 지배를 받지만 수비 시용시의 지상부 질소 집적량이 많으면 수비시용에 따르는 미립단백질 함량의 증가폭이 커지고, 또한 연차에 따르는 기상환경 차이도 단백질 함량에 크게 영향하였다. 이와 같은 결과는 앞에서 언급한 바와 같이 어느 시기에 질소가 흡수되더라도 흡수된 질소의 일정 부분이 이삭 즉 백미로 분배가 되는데, 동일량의 질소 집적 증가가 있더라도 유수분화기 이전에 흡수된 질소가 유수분화기 이후 흡수된 질소보다 sink size 증대 효과가 크기 때문에(김 등, 2006b) 미립당 배분되는 질소의 양이 적어 미립 단백질 함량 증가가 완화되기 때문이며 또한 등숙기 기상이 좋아 등숙이 잘 되면 그렇지 않은 경우보다 질소(단백질)의 희석(dilution) 효과가 나타나기 때문이다.
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