[논문]벼 냉해 발생시 피해정도에 따른 쌀 품질 특성 구명

김덕수; 송진; 이정일; 천아름; 정응기; 김정태; 허온숙; 김선림; 서세정

[국내논문] 벼 냉해 발생시 피해정도에 따른 쌀 품질 특성 구명
Rice Quality Characterization According to Damaged Low Temperature in Rice Plant 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.54 no.4, 2009년, pp.452 - 457

김덕수 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 송진 (농촌진흥청) , 이정일 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 천아름 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 정응기 (농촌진흥청) , 김정태 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 허온숙 (농촌진흥청 농업유전자원센터) , 김선림 (농촌진흥청) , 서세정 (농촌진흥청 바이오에너지작물센터)

초록
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본 시험은 벼가 저온 피해를 받았을 때 수확 전에 쌀 수량 및 품질변화를 예측하여 쌀 수급계획 수립 및 벼 안정생산기술 개발의 기초자료를 제공하고자, 2007년 국립식량과학원 춘천출장소 냉해검정 포장에서 오대벼를 이용하여 수행하였다. 냉해를 유발하기 위해서 수온이 $17^{\circ}C$인 물을 유수형성기부터 출수기까지 관개 처리하였다. 수확은 임실률에 따라서 하였고, 품질분석 항목은 등숙률, 제현률, 현미천립중, 단백질함량 등을 조사하였다. 품질특성분석은 임실률 변화에 따라서 각 항목별로 하였다. 1. 임실률에 따른 등숙률은 y=1.0444x-7.6597$(R^2=0.9874^{**})$의 관계가 있어서 임실률이 1% 증가하면 등숙비율은 1.0444% 증가하여, 임실률이 40~50%일 때 등숙비율은 34.1~44.6%, 임실률 60~70%일 때 등숙비율은 55~65.4%, 임실률 80~90%일 때 등숙비율은 75.9~86.3%이었다. 2. 완전미율은 임실률 변화에 따라 회귀분석을 하면 y=-0.2306x+104.32$(R^2=0.634^*)$로 임실률과 부의 관계가 있어서, 저온 피해를 받았을 때 임실률에 따른 완전미율 예측이 가능하여 임실율이 40%일 때 완전미율은 95.1%, 임실률이 50~60%일 때 완전미율은 92.8~90.5%, 임실률이 70~80%일 때 완전미율은 88.2~85.9%, 임실률이 90%일 때 완전미율은 83.6%로 임실률이 높으면 완전미율은 낮았다. 3. 단백질함량는 임실률에 따라서 y=-0.046x+10.875$(R^2=0.6973^*)$의 관계가 있어서 임실률이 증가하면 감소하는 경향으로 임실률이 40~50%일 때 단백질함량은 9.0~8.6%, 임실률 60~70%일 때 단백질함량은 8.1~7.7%, 임실률 80~90%일 때 단백질함량은 7.2~6.7%이었다. 이와 같이 저온피해 정도가 커서 임실립수가 적어지면 단백질함량은 높아져서 쌀 품질을 저하시킨다. 4. 저온피해를 받은 벼의 쌀은 자연구보다 아밀로스함량은 높고, 현미천립중, 정현비율, 현백비율은 낮으며, 백미의 백도는 비슷하였으나, 임실률에 따른 뚜렷한 경향은 없었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study was to provide fundamental data on breeding cultivar and cultural technique to identify quality characterization according to damage degrees in rice when are damaged at low temperature. For induction of cold damage, we treated the irrigation water at $17^{\circ}C$ from the panicle formation stage to the heading date. The rice products were harvested by grades according to the sterility ratio and investigated 5 items of quality analysis including ripened grain ratio, brown/rough rice ratio, 1000 grain weight of brown rice, protein content, and amylose content. The quality analysis were characterized by each items according to the sterility ratio. As a result, the ripened grain ratio was y=1.0444x-7.6597($R^2=0.9874^{**}$), protein content was y=-0.046x+10.875 ($R^2=0.6973^*$), and head rice ratio was y=-0.2306x+104.32 ($R^2=0.634^*$), but the amylose content, brown/rough rice ratio and the milled/brown rice ratio were not significant. The rice plants, which injured by the low temperature, had bad influence in the yield and quality. Consequently, the breeding of rice cultivar and development of cultural technique are required to improve its cold tolerance.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

벼가 저온 피해를 받았을 때 수확 전에 쌀 품질을 예측하여 쌀 수급계획을 수립 할 수 있는 자료제공과 벼 안전재배 기술 개발 및 품종육성 기초자료를 제공하고자 수행한 결과를 보고하자 한다.
본 시험은 벼가 저온 피해를 받았을 때 수확 전에 쌀 수량 및 품질변화를 예측하여 쌀 수급계획 수립 및 벼 안정생산기술 개발의 기초자료를 제공하고자, 2007년 국립식량과학원 춘천출장소 냉해검정 포장에서 오대벼를 이용하여 수행하였다. 냉해를 유발하기 위해서 수온이 17℃인 물을 유수형성기부터 출수기까지 관개 처리하였다.

제안 방법

파종은 4월 25일에 중모기계이앙 상자에 80 g씩 인력으로 하였으며, 이앙은 5월 25일에 재식거리 25×15 cm로 손 이앙 하였다.
시비량은 질소-인산-칼리를 10a당 12-8-8 kg로 하였으며, 시비방법은 질소는 기비-분얼비-수비를 50-30-20%, 인산은 전량 기비, 칼리는 기비-수비를 70-30%로 분시 하였다. 질소질 비료의 시비시기는 기비를 본답 정지 전, 분얼비를 이앙 후 12일, 이삭거름을 출수전 25일에 하였다.
물관리는 이앙 후 유수형성기 전 까지와 등숙기는 관행방법으로 관리를 하고, 유수형성기부터 출수기까지는 수온을 17℃로 조정하여 냉해를 유발 시켰으며, 대조구인 자연구는 이앙에서 수확기까지 관행방법으로 하였다.
벼의 수확은 냉해 정도가 비슷한 시료를 피해 정도에 따라 하였으며, 임실률조사는 피해정도별로 5주를 하였다.
정현비율은 정조 1 kg를 실험용 제현기(T.H.U. 35A, Satake, Japan)로 벼의 왕겨를 분리 한 후 1.6 mm 줄체로 쳐서 체위에 남은 현미량을 평량 하여 백분율로 표시하였으며, 현백 비율은 현미 500 g을 실험용 정미기(MCM-250, Satake, Japan)로 현미의 미강층을 제거하여 10분도로 도정 한 후 1.4 mm 그물체로 싸라기를 제거한 후 평량하여 백분율로 표기하였다.
백미 외관품위는 완전미, 분상질미, 동할미, 기타미로 분류하여 시료 전체무게에 대한 백분율로 나타내었다. 완전미는 백미의 외관이 깨지지 않은 쌀과 깨진쌀이라도 완전한 낟알 평균길이의 3/4이상의 형태를 가지고 있는 쌀, 분상질미는 체적의 1/2이상이 분상질 상태의 쌀, 동할미는 1.
본 시험은 벼가 저온 피해를 받았을 때 수확 전에 쌀 수량 및 품질변화를 예측하여 쌀 수급계획 수립 및 벼 안정생산기술 개발의 기초자료를 제공하고자, 2007년 국립식량과학원 춘천출장소 냉해검정 포장에서 오대벼를 이용하여 수행하였다. 냉해를 유발하기 위해서 수온이 17℃인 물을 유수형성기부터 출수기까지 관개 처리하였다. 수확은 임실률에 따라서 하였고, 품질분석 항목은 등숙률, 제현률, 현미천립중, 단백질함량 등을 조사하였다.
냉해를 유발하기 위해서 수온이 17℃인 물을 유수형성기부터 출수기까지 관개 처리하였다. 수확은 임실률에 따라서 하였고, 품질분석 항목은 등숙률, 제현률, 현미천립중, 단백질함량 등을 조사하였다. 품질특성분석은 임실률 변화에 따라서 각 항목별로 하였다.
수확은 임실률에 따라서 하였고, 품질분석 항목은 등숙률, 제현률, 현미천립중, 단백질함량 등을 조사하였다. 품질특성분석은 임실률 변화에 따라서 각 항목별로 하였다.

대상 데이터

본 연구는 2006년에는 국립식량과학원 춘천출장소에서 냉수처리에 의한 피해를 받은 삼광벼, 고품벼와 진부시험지에서 자연냉해를 받은 진부올벼, 2007년에는 춘천출장소에서 오대벼 이용하여 수행하였다.

이론/모형

단백질 함량은 쌀의 전질소량을 Kjeldahl 분석법으로 정량하고 5.95을 곱하여 구하였으며, 아밀로스함량은 Juliano(1971)의 비색법에 따라 분석하였다. 기타 조사는 작물연구 조사기준에 따라서 하였다.

성능/효과

냉수처리시 임실률에 따른 등숙비율, 현미천립중, 정현비율, 현백비율은 표 2와 같다. 임실률 41.1%에서 등숙비율은 35.3%, 현미천립중은 19.8%, 정현비율은 82.4%, 현백비율은 90.4%였으며, 임실률 55.1%에서 등숙비율은 49.4%, 현미천립중은 21.3%, 정현비율은 82.6%, 현백비율은 90.7%였으며, 임실률 61.6%에서 등숙비율은 56.7%, 현미천립중은 20.1%, 정현비율은 82.1%, 현백비율은 90.6%였으며, 임실률 68.3%에서 등숙비율은 66.3%, 현미천립중은 20.4%, 정현비율은 82.9%, 현백비율은 90.7%였으며, 임실률 81.0%에서 등숙비율은 75.9%, 현미천립중은 21.6%, 정현비율은 82.3%, 현백비율은 90.3%였으며, 대조구인 자연구는 임실률 93.8%에서 등숙비율은 90.6%, 현미천립중은 25.6%, 정현비율은 82.9%, 현백비율은 92.8%이었다. 냉수처리구는 자연구보다 등숙비율은 14.
저온 피해를 받았을 때 관계식에 의하여 임실률에 따른 완전미율을 예측 할 수 있어서 임실율이 40%일 때 완전미율은 95.1%, 임실률이 50～60%일 때 완전미율은 92.8～90.5%, 임실률이 70∼80%일 때 완전미율은 88.2～85.9%, 임실률이 90%일 때 완전미율은 83.6%로 임실률이 높으면 완전미율은 낮았다(표 5).
냉수처리시 임실률에 따른 백미 외관품위 변화는 표 4와 같다. 임실률 41.1%에서 완전미율은 92.5%, 분상질미율은 1.4%, 동할미율 2.5%, 기타미율 3.6%였으며, 55.1%에서 완전미율은 91.5%, 분상질미율은 3.3%, 동할미율 2.4%, 기타미율 2.8%였으며, 임실률 61.6%에서 완전미율은 92.0%, 분상질미율은 3.6%, 동할미율 2.5%, 기타미율 1.9%였으며, 68.3%에서 완전미율은 94.7%, 분상질미율은 2.0%, 동할미율 1.6%, 기타미율 1.7%였으며, 임실률 81.0%에서 완전미율은 84.8%, 분상질미율은 7.1%, 동할미율 4.2%, 기타미율 4.0%이었으며, 대조구인 자연구는 임실률 93.8%이고 완전미율 79.4%, 분상질미율 15.7%, 동할미율 3.2%, 기타미율 1.7%이었다. 냉수처리구는 자연구보다 임실률은 낮았으며, 완전미율은 5.
7%이었다. 냉수처리구는 자연구보다 임실률은 낮았으며, 완전미율은 5.4～15.3% 높았고, 분상질미율은 8.6～14.3%, 적었으며, 동할미율은 임실률 41.1～68.3%일 때는 적었으나 임실률 81.0% 일 때는 1.0% 많았다. 이와 같이 냉수 처리에 따른 쌀 품질은 임실률이 낮아지면 완전미율은 높아지고, 분상질미율, 동할미율, 기타미율은 임실비율에 변화에 따른 뚜렷한 경향이 없었다.
0% 많았다. 이와 같이 냉수 처리에 따른 쌀 품질은 임실률이 낮아지면 완전미율은 높아지고, 분상질미율, 동할미율, 기타미율은 임실비율에 변화에 따른 뚜렷한 경향이 없었다. 안(1993)은 냉수관개가 벼 생육, 수량 및 미질에 미치는 영향에 대한 연구에서 냉수(17℃)를 이앙후 25일부터 성숙기까지 처리한 결과 정조천립중은 처리구와 대조구의 차이가 품종에 따라서 상이한 반응을 보였고, 완전미율은 소백벼, 운봉벼, 치악벼, 진미벼 등은 냉수처리구에서 떨어졌으나 오대벼, 여명벼, 백암벼, 대관벼, 도봉벼 등은 증가하여 품종간에 일정한 경향이 없다고 하였다.
안(1993)은 냉수관개가 벼 생육, 수량 및 미질에 미치는 영향에 대한 연구에서 냉수(17℃)를 이앙후 25일부터 성숙기까지 처리한 결과 정조천립중은 처리구와 대조구의 차이가 품종에 따라서 상이한 반응을 보였고, 완전미율은 소백벼, 운봉벼, 치악벼, 진미벼 등은 냉수처리구에서 떨어졌으나 오대벼, 여명벼, 백암벼, 대관벼, 도봉벼 등은 증가하여 품종간에 일정한 경향이 없다고 하였다. 본 시험에서의 백미 완전미율은 임실률이 높아지면 완전미율이 낮아지는 경향으로 그 관계는 y=-0.2306x+104.32(R²=0.634^*)이었다(그림 2). 저온 피해를 받았을 때 관계식에 의하여 임실률에 따른 완전미율을 예측 할 수 있어서 임실율이 40%일 때 완전미율은 95.
냉수처리시 임실률에 따른 백미의 백도, 단백질함량, 아밀로스 함량변화는 표 6과 같다. 임실률 41.1%에서 백도는 27.1, 단백질 함량은 8.8%, 아밀로스 함량은 17.0%였으며, 임실률 55.1%에서 백도는 32.9, 단백질 함량은 8.0%, 아밀로스 함량은 17.4%였으며, 임실률 61.6%에서는 백도는 30.6, 단백질 함량은 8.6%, 아밀로스 함량은 17.1%, 임실률 68.3%에서 백도는 32.6, 단백질 함량은 8.6%, 아밀로스 함량은 17.4%였으며, 임실률 81.0%에서 백도는 35.1, 단백질함량은 6.8%, 아밀로스 함량은 17.3%이었다. 자연구에서는 임실률 93.
따라서 벼 저온피해를 받았을 때 관계식에 따라 임실률에 변화별 백미단백질 함량을 예측 할 수 있는데, 그 관계는 임실률이 1% 증가하면 등숙비율은 0.046%이 낮아지는 부의 관계가 있어서 임실률이 40∼50%일 때 단백질함량은 9.0∼8.6%, 임실률 60∼70%일 때 단백질함량은 8.1∼7.7%, 임실률 80∼90%일 때 단백질함량은 7.2∼6.7%이었다(표 7).
3. 단백질함량는 임실률에 따라서 y=-0.046x+10.875(R2=0.6973*)의 관계가 있어서 임실률이 증가하면 감소하는 경향으로 임실률이 40∼50%일 때 단백질함량은 9.0∼8.6%, 임실률 60∼70%일 때 단백질함량은 8.1∼7.7%, 임실률 80∼90%일 때 단백질함량은 7.2∼6.7%이었다.
2. 완전미율은 임실률 변화에 따라 회귀분석을 하면 y=-0.2306x+104.32(R2=0.634*)로 임실률과 부의 관계가 있어서, 저온 피해를 받았을 때 임실률에 따른 완전미율 예측이 가능하여 임실율이 40%일 때 완전미율은 95.1%, 임실률이 50～60%일 때 완전미율은 92.8～90.5%, 임실률이 70∼80%일 때 완전미율은 88.2～85.9%, 임실률이 90%일 때 완전미율은 83.6%로 임실률이 높으면 완전미율은 낮았다.
1. 임실률에 따른 등숙률은 y=1.0444x-7.6597(R2=0.9874**)의 관계가 있어서 임실률이 1% 증가하면 등숙비율은 1.0444% 증가하여, 임실률이 40∼50%일 때 등숙비율은 34.1∼44.6%, 임실률 60∼70%일 때 등숙비율은 55∼65.4%, 임실률 80∼90%일 때 등숙비율은 75.9∼86.3%이었다.
4. 저온피해를 받은 벼의 쌀은 자연구보다 아밀로스함량은 높고, 현미천립중, 정현비율, 현백비율은 낮으며, 백미의 백도는 비슷하였으나, 임실률에 따른 뚜렷한 경향은 없었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	벼는 어떠한 환경에서 자라는 작물인가?	벼는 온도가 높은 여름철에 자라는 작물로서 재배하는 기간에 기온이나 수온이 낮으면 생육이 늦어지고, 그 정도가 심하면 수량이 크게 감소되는 등 냉해를 입는다. 벼의 생육 기간중의 저온 피해 증상은 생육이 저조하고, 출수가 지연되며, 불임이 발생하거나 등숙 장해를 받아 수량이 낮아진다(Lee et al.
	우리나라에서 가장 심한 벼의 냉해피해는 언제 발생한 것인가?	, 1989). 우리나라에서 가장 심한 냉해피해는 1980년에 발생한 것으로 10a당 쌀 수량이 288kg이었다. 이는 전년(1979) 쌀 수량의 63.
	쌀의 품질은 어떤 요인에 의해 변화하는가?	쌀의 품질은 품종, 재배환경, 기상환경, 수확후 관리 등 많은 요인에 의해 변화한다. 밥맛이 좋은 쌀은 쌀알이 투명하고, 광택이나며, 찰기가 있고, 연질의 특성을 가지고 있다(Choi, 2002).

참고문헌 (10)

안종국. 1993. 냉수관개가 벼 생육, 수량 및 미질에 미치는 영향. 한작지. 38(6) : 554-559

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최경진, 김제규, 이경희, 이문희, 노영덕. 1995. 벼 체내 질소함량이 냉해발생에 미치는 영향. 작물시험장 시험연구보고서 : 425-429
정응기, 김덕수, 이정일, 김선림, 김기종, 예종두, 손종록. 2006. 냉수처리에 따른 쌀의 품질특성 변화. 한작지 51(S) : 119-124
정응기, 최해춘, 홍하철, 문헌팔, 신영섭. 1997. 생식생장기 저온이 미질에 미치는 영향. 한작지. 42(6) : 805-809
Choi, H.C. 2002. Current status and perspectives in varietal improvement of rice cultivars for high-quality and value-added products. Korean J. of Crop Sci. 47(S) : 15-32
Juliano, B.O. 1971. A simplified assay for milled rice amylose. Cereal Sci. Today 16 : 334-340
Juliano, B.O. 1985. Criteria and tests for rice grain qualities rice : Chemistry and Technology, AACC : 443-524
Kim, K.T., J.I. Choung, B.K. Kim, S.H. Shin, J.K. Ko, H.K. Park, and C.K. Kim. 2006. Effect of cold water irrigation on rice grain quality. Korean J. Intl. Agri. 18(1) : 58-63
Lee, M.H., N.K. Park, and S.H. Park. 1989. Mechanism of cold injury and cultural practices for reducing damage of rice. Korean J. of Crop Sci. (Physicochemical Injuries No. 1) : 34-44
Nishimura, M. 1993. Lowering eating quality induced by sterility due to cool weather damage in Hokkaido rice varieties. Japan J. Crop Sci. 66(2) : 242-247

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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