[논문]미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정이 벼 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향

이충근; 곽강수; 김준환; 손지영; 양원하

doi:10.7740/kjcs.2011.56.3.233

미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정이 벼 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향
Impacts of Climate Change and Follow-up Cropping Season Shift on Growing Period and Temperature in Different Rice Maturity Types 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.56 no.3, 2011년, pp.233 - 243

이충근 (국립식량과학원) , 곽강수 (농촌진흥청) , 김준환 (국립식량과학원) , 손지영 (국립식량과학원) , 양원하 (국립식량과학원)

초록
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과거부터 현재까지 한반도의 온난화는 전 지구적 온난화에 비하여 심하였으며, 미래에도 더욱 심할 것으로 예상되고 있다. 기후변화에 따른 온도상승은 보통 벼 수량을 감소시키고 품질 저하를 야기하는데, 이 양상은 벼 생육기간 및 그에 따른 생육온도에 크게 영향을 받으며, 벼 생육기간 및 생육온도 또한 이앙 및 파종시기와 같은 재배시기에 조정에 의해 크게 달라질 수 있다. 본 연구는 미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정 여부가 현재 우리나라 벼 품종의 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였으며, 주요 결과는 다음과 같다. 1. 벼 생육모델 ORYZA2000을 이용하여 오대벼, 일품벼, 화성벼의 파종부터 출수기까지의 생육기간을 예측하였을 때 예측값이 관측값의 약 84% 설명할 수 있는 것으로 나타났는데, 예측오차 중 상당부분은 작물모형 자체의 문제보다는 육묘기 생육온도에 대한 정보부재 또는 불확실성 때문이며, 예측값과 관측값의 회귀직선과 1:1선 거의 일치하기 때문에 미래 기후변화 조건에서의 벼 생육기간 변화를 예측하는데 큰 문제가 없을 것으로 판단되었다. 2. 조생종은 전체 57개 지역 중 55개, 중생종은 51개, 중 만생종은 40개 지역에서 최적파종기가 설정되었는데, 전체적으로 최적파종기는 생육기간이 짧은 조생종에서 비교적 늦고, 생육기간이 긴 중만생종에서 빠른 경향이었으며, 벼 생태형에 관계없이 지구온난화가 진전될수록 최적파종기가 늦어지는 경향이었다. 3. 재배시기를 고정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 벼 출수기와 그에 따른 출수전 생육일수가 빨라졌는데, 조 중생종에 비해 중만생종의 생육기간이 크게 단축되는 경향이었고, 출수후 생육기간은 벼 생태형간 차이 없이 10일 정도 단축되었으며, 출수전에 비해 출수후 생육기간 단축 정도가 컸다. 4. 최적파종기를 기준으로 벼 재배시기를 조정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 출수기는 늦어졌으며, 출수후 생육기간 및 생육온도는 변화가 없었다. 재배시기를 고정하였을 때에 비해 출수전 생육온도는 크게 상승하였고, 생육기간은 크게 단축되었는데, 조 중만 생종에 비해 중만생종에서 그 경향이 심하였으며, 생육온도에 비해 생육기간 변화의 지역간 편차가 크게 나타났다. 5. 결론적으로 지구온난화가 진점됨에 따라 벼 생육온도가 상승하고 생육기간이 단축되어 벼 수량성 및 품질저하가 우려 되었는데, 특히 생육기간 단축이 큰 중만 생종의 피해가 클 것으로 예상되었으며, 기후변화에 따른 재배시기 조정은 벼 수량성 및 품질 결정에 영향력이 큰 등숙기간의 온도환경을 개선할 수 있지만 출수전 생육기간이 크게 단축되어 여전히 벼 수량성 감소를 경감시키는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 따라서 미래 기후변화에 대응하여 더욱 적극적인 재배기술과 품종개발이 요구된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This experiment was conducted to investigate the effect of future climate change on growing period and temperature in different rice maturity types as global warming progressed, where Odaebyeo, Hwaseongbyeo, Ilpumbyeo were used as a representative cultivar of early, medium, and medium-late rice maturity type, respectively, and A1B scenario was applied to weather data for future climate change at 57 sites in Korea. When cropping season was not adjusted to climate change, entire growing period and growing temperature were shorten and risen, respectively, as global warming progressed. On the other side, when cropping season was adjusted to climate change, growing period and temperature after heading date were not changed in contrast to growing period and growing temperature before heading which were more seriously shortened and risen as global warming progressed than in not adjusted cropping season. It is supposed that adjusting cropping season to climate change can alleviate rice yield reduction and quality deterioration to some degree by improving growing temperature condition during grain-filling period, but also still have a limit such as seriously shortened growing period indicating that there need to develope actively new rice cultivation methods and varieties for future climate change.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정 여부가 현재 우리나라 벼 품종의 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향을 분석하고, 그에 따라 대두되는 문제점을 파악하여 향후 기후변화에 대응하여 벼 연구 방향을 수립하는데 기초자료를 제공하고자 수행하였다.
실제로 우리나라에서 재배되고 있는 품종 중 중만생종은 비교적 최적파종기에 근접해서 파종을 하고 있으나 조생종 및 중만생종 품종은 대체적으로 최적파종기에 비해 일찍 파종되고 있으며 지역별로 최적파종기를 준수하여 파종하는 정도가 매우 다르게 나타나고 있다. 따라서 현재의 파종기 조건을 적용해서 분석할 경우에는 기후변화에 따라 재배시기를 조정할 때 벼 생태형별로 조정 기준이 달라지므로 본 연구에서는 객관적인 평가를 위해 벼 생태형별로 최적파종기를 기준으로 분석하였다. 농촌진흥청(2004)은 벼 품종 및 재배지역에 따라 등숙기 냉해 등 기상재해에 대한 안정성을 고려하여 최적 등숙온도를 22.
기후변화에 따른 온도상승은 보통 벼 수량을 감소 시키고 품질 저하를 야기하는데, 이 양상은 벼 생육기간 및 그에 따른 생육온도에 크게 영향을 받으며, 벼 생육기간 및 생육온도 또한 이앙 및 파종시기와 같은 재배시기에 조정에 의해 크게 달라질 수 있다. 본 연구는 미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정 여부가 현재 우리나라 벼 품종의 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였으며, 주요 결과는 다음과 같다.

제안 방법

Table 2. Agroclimatic regions and local sites analyzed in this study.
5℃로 설정하여 최적 출수기를 산출한 후 ’02~’04년간 매년 4회의 이앙시기에 따른 출수기 변화의 회귀분석을 통한 각 지대별 이앙적기를 역으로 추정하였다. 본 연구에서는 그림 1과 같이 지역별로 파종기를 4월 5일부터 5일 간격으로 6월 14일까지의 파종기 조건에서 작물모형을 이용하여 출수기를 추정한 후 그로부터 40일간의 평균온도가 22.5가 되는 파종기를 지역별 최적파종기로 설정하였다. 그림 1에서 보는바와 같이 철원에서는 현재(1971~2000) 조건에서 등숙기 온도가 낮아 최적파종기를 설정할 수 없었는데, 이와 같은 지역에서는 기후변화에 따른 생육기간 및 그에 따른 온도변화를 정학하게 분석하기 위해 지구온난화 진전에 따라 온도가 상승하여 최적파종기를 설정할 수 있더라도 추가로 최적파종기를 설정하지 않았다.
본 연구에서는 조생종인 오대벼, 중생종인 화성벼, 중만생종인 일품벼를 각 생태형별 대표품종으로 선정하여 작물 모형을 이용 우리나라 57개 지역을 대상으로 미래 기후변화 조건에 따라 재배시기를 고정하거나 조정하여 벼 생육기간 변화를 예측하고 그에 따른 생육온도 변화를 19개 농업 기후지대로 구분하여 분석하였다.
또한 벼 생육모델 ORYZA2000에 의한 벼 발육단계 예측의 정확도를 검증하기 위하여 농촌진흥청(2004)의 자료를 이용하였다. 여기에서 오대벼, 화성벼, 일품벼 모두 2002년부터 2004년 까지 3년간 10일 간격으로 4시기에 걸쳐 파종한 후 출수기를 조사하였는데, 오대벼는 4개 지역, 화성벼는 11개 지역, 일품벼는 3개 지역에서 수행되었다.
지역별로 추출한 월별 편차자료는 2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년의 30년 평년으로 계산하고 이를 다시 일별 편차자료로 변환하였다. 이렇게 구한 일별 편차자료를 각 지역별로 1971부터 2000년까지 30년간 일 평년자료(기상청 제공)에 더하여 기후시나리오에 따른 지역별 일 최고 및 최저온도 자료를 생성하였으며, 이를 다시 일 평균온도[평균온도 = (최고온도+최저온도)/2]로 변환하였다.
A1B 기후시나리오는 여러 기후시나리오 중에서 균형적 발전사회를 가정한 시나리오로써(IPCC, 2007) 우리나라의 사회 수준과 가장 유사한 조건으로 판단되었기 때문이다. 지역별 기상자료는 1971년부터 2000년까지의 30년 평년 기상자료를 현재의 기후조건으로 설정하였으며, 2011년부터 2040년, 2041년부터 2070년, 2071년부터 2100까지의 30년 평년기상을 미래의 기후조건으로 설정하였다. 우선 기상청으로부터 2011부터 2100년까지의 월별 편차자료(A1B 시나리오)를 입수하였는데, 이들 월별 편차자료는 한반도 영역에서 위도와 경도 모두 0.
따라서 위도 경도를 기준으로 생육모의 지역(57개 지역)의 월별 편차자료를 추출하였다. 지역별로 추출한 월별 편차자료는 2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년의 30년 평년으로 계산하고 이를 다시 일별 편차자료로 변환하였다. 이렇게 구한 일별 편차자료를 각 지역별로 1971부터 2000년까지 30년간 일 평년자료(기상청 제공)에 더하여 기후시나리오에 따른 지역별 일 최고 및 최저온도 자료를 생성하였으며, 이를 다시 일 평균온도[평균온도 = (최고온도+최저온도)/2]로 변환하였다.
지역에 따라 미래 기후조건별로 파종기를 5일 간격으로 다양하게 변화를 주어 발육단계를 예측한 후 출수후 40일간의 평균기온이 22.5℃가 되는 파종기를 최적파종기로 설정하였다(그림 1, 표 3).

대상 데이터

대상 지역은 30년 평년의 기상자료가 구축되어 있는 기상대 또는 관측소가 있는 지역 중 도서지역을 제외한 57개 지역을 선정하였으며, 이들 지역을 19개 농업기후지대(농촌진흥청, 1987)로 구분하여 분석하였다(표 2).
2432°(약 27 km) 간격으로 구성되어 있었다. 따라서 위도 경도를 기준으로 생육모의 지역(57개 지역)의 월별 편차자료를 추출하였다. 지역별로 추출한 월별 편차자료는 2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년의 30년 평년으로 계산하고 이를 다시 일별 편차자료로 변환하였다.
또한 벼 생육모델 ORYZA2000에 의한 벼 발육단계 예측의 정확도를 검증하기 위하여 농촌진흥청(2004)의 자료를 이용하였다. 여기에서 오대벼, 화성벼, 일품벼 모두 2002년부터 2004년 까지 3년간 10일 간격으로 4시기에 걸쳐 파종한 후 출수기를 조사하였는데, 오대벼는 4개 지역, 화성벼는 11개 지역, 일품벼는 3개 지역에서 수행되었다.
우선 기상청으로부터 2011부터 2100년까지의 월별 편차자료(A1B 시나리오)를 입수하였는데, 이들 월별 편차자료는 한반도 영역에서 위도와 경도 모두 0.2432°(약 27 km) 간격으로 구성되어 있었다.
조생종에서는 전체 57개 지역 중 기온이 낮은 태백 고냉지대인 태백과 대관령을 제외한 55개 지역에서 최적파종기가 설정되었다. 지구온난화 진전에 따른 최적파종기는 현재 조건(1971~2000)에서 5월 3일~6월 11일(평균 5월 25일)부터 2001~2040년에는 5월 22일~6월 23일(평균 6월 7일), 2041~2070년에는 6월 2일~7월 2일(평균 6월 18일), 2071~2100년에는 6월 14일~7월 9일(평균 6월 25일)이었다.

이론/모형

본 연구에서는 2000년 국제미작연구소와 네덜란드 Wageningen 대학에서 개발한 벼 생육모델 ORYZA2000(Bouman 등, 2001)을 이용하였으며, 이(2008)가 추정한 오대벼, 화성벼, 일품벼의 품종별 발육속도 파라미터를 적용하여 각각 조생종, 중생종, 중만생종의 발육단계를 예측하였다. ORYZA2000에서 벼의 발육단계를 예측하는 방법은 다음과 같다.

성능/효과

1. 벼 생육모델 ORYZA2000을 이용하여 오대벼, 일품벼, 화성벼의 파종부터 출수기까지의 생육기간을 예측하였을 때 예측값이 관측값의 약 84% 설명할 수 있는 것으로 나타났는데, 예측오차 중 상당부분은 작물모형 자체의 문제보다는 육묘기 생육온도에 대한 정보부재 또는 불확실성 때문이며, 예측값과 관측값의 회귀직선과 1:1선 거의 일치하기 때문에 미래 기후변화 조건에서의 벼 생육기간 변화를 예측하는데 큰 문제가 없을 것으로 판단되었다.
2. 조생종은 전체 57개 지역 중 55개, 중생종은 51개, 중만생종은 40개 지역에서 최적파종기가 설정되었는데, 전체적으로 최적파종기는 생육기간이 짧은 조생종에서 비교적 늦고, 생육기간이 긴 중만생종에서 빠른 경향이었으며, 벼 생태형에 관계없이 지구온난화가 진전될수록 최적파종기가 늦어지는 경향이었다.
3. 재배시기를 고정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 벼 출수기와 그에 따른 출수전 생육일수가 빨라졌는데, 조･중생종에 비해 중만생종의 생육기간이 크게 단축되는 경향이었고, 출수후 생육기간은 벼 생태형간 차이 없이 10일 정도 단축되었으며, 출수전에 비해 출수후 생육기간 단축 정도가 컸다.
4. 최적파종기를 기준으로 벼 재배시기를 조정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 출수기는 늦어졌으며, 출수후 생육기간 및 생육온도는 변화가 없었다. 재배시기를 고정하였을 때에 비해 출수전 생육온도는 크게 상승하였고, 생육기간은 크게 단축되었는데, 조･중만생종에 비해 중만생종에서 그 경향이 심하였으며, 생육온도에 비해 생육기간 변화의 지역간 편차가 크게 나타났다.
5. 결론적으로 지구온난화가 진점됨에 따라 벼 생육온도가 상승하고 생육기간이 단축되어 벼 수량성 및 품질 저하가 우려 되었는데, 특히 생육기간 단축이 큰 중만생종의 피해가 클 것으로 예상되었으며, 기후변화에 따른 재배시기 조정은 벼 수량성 및 품질 결정에 영향력이 큰 등숙기간의 온도환경을 개선할 수 있지만 출 수전 생육기간이 크게 단축되어 여전히 벼 수량성 감소를 경감시키는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 따라서 미래 기후변화에 대응하여 더욱 적극적인 재배 기술과 품종개발이 요구된다.
결론적으로, 지구온난화가 진점됨에 따라 벼 생육온도가 상승하고 생육기간이 단축되어 벼 수량성 및 품질 저하가 우려 되었는데, 특히 생육기간 단축이 큰 중만생종의 피해가 클 것으로 예상되었다. 그러나 현재 우리나라에서 재배 되고 있는 벼 품종을 살펴보면 중만생종이 85%를 차지하고 있어 그 피해가 더욱 클 것으로 판단된다.
기후변화에 관계없이 재배시기를 현재로 고정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 벼 생태형에 관계없이 출수기가 빨라졌으며, 그에 따라 출수전 생육기간은 조생종이 현재(1971~2000) 83일에서 100년 후에는 78일로 5일, 중생종은 96일에서 88일로 8일, 중만생종은 114일에서 104일로 10일 단축되었으며, 조･중생종에 비해 중만생종의 생육기간이 크게 단축되는 경향이었다. 출수후 생육기간 또한 10일 정도 단축되었으나, 벼 생태형간 차이는 거의 없었으며, 출수전에 비해 출수후 생육기간 단축 정도가 컸다.
기후변화에 따라 재배시기를 조정하였을 때, 벼 생태형 및 농업기후지대에 관계없이 출수전 생육온도와 생육기간의 변화율은 매우 밀접한 관계를 보였는데, 벼 생태형별로 조생종과 중생종에 비해 중만생종에서 지구온난화에 따른 출수전 생육온도와 생육기간의 변화율이 컸으며, 농업기후지대별로 출수전 생육온도의 변화율은 큰 차이를 보이지 않았으나, 출수전 생육기간의 변화율은 그 차이가 매우 컸다(그림 4). 이것은 벼 생태형에 관계없이 출수전 생육기간의 변화가 생육온도 변화에 비해 매우 민감해서 지구온난화에 따른 지역별 출수전 생육온도 변화의 작은 차이가 생육기간 변화에 큰 차이를 유발시킨다는 것을 의미한다.
47일 단축되었다. 농업기후지대 별로 보았을 때 조생종, 중생종, 중만생종 모두 출수전 생육 온도와 생육기간의 변화가 적은 지역은 차령 남부평야지대와 남서 해안지대로 우리나라에서 비교적 온도가 높은 지대이었으나, 출수전 생육온도와 생육기간의 변화가 큰 지역은 조생종에서는 동해안 북부지대 및 중부지대, 중생종에서는 태백 준고냉지대, 소백 산간지대 및 노령소백 산간지대, 중만생종에서는 중북부 및 중부 내륙지대로 비교적 온도가 낮은 지대이었다(표 7). 특히 중부 내륙지역은 현재 우리나라에서 가장 좋은 품질의 벼를 생산하는 지대로써 지구온난화에 따른 그 피해가 클 것으로 예상된다.
전체적으로 최적파종기는 생육기간이 짧은 조생종은 비교적 늦고, 생육기간이 긴 중만생종이 빠른 경향이었으며, 벼 생태형에 관계없이 지구온난화가 진전될수록 파종기가 늦어지는 경향이었다. 또한 중부지역에 비해 남부지역에서 최적파종기가 매우 늦게 추정되었으며, 중만생종의 최적파종기는 기존에 알려진 최적파종기와 비교적 잘 일치하였으나 종생종 및 중생종의 최적파종기는 기존에 알려진 최적파종기에 비하여 약간 늦은 경향이었다(표 3).
기후변화에 따라 재배시기를 조정하였을 때 지구온난화에 따른 출 수전 생육온도 및 생육기간 변화를 농업기후지대별로 나타낸 것이 표 7이며, 이 때 출수전 생육온도 변화율과 생육기간 변화율과의 관계를 나타낸 것이 그림 4이다. 벼 생태형별로 보았을 때 조생종은 지구온난화에 따라 지역별로 출수전 생육온도가 매년 0.050~0.072℃ 상승함에 따라 출수전 생육기간이 매년 0.03~0.28일 단축되었고, 중생종은 출수전 생육온도가 0.054~0.081℃, 출수전 생육기간이 0.07~0.33일 단축되었으며, 중만생종은 출수전 생육온도가 0.058~0.090℃출수전 생육기간이 0.15~0.47일 단축되었다. 농업기후지대 별로 보았을 때 조생종, 중생종, 중만생종 모두 출수전 생육 온도와 생육기간의 변화가 적은 지역은 차령 남부평야지대와 남서 해안지대로 우리나라에서 비교적 온도가 높은 지대이었으나, 출수전 생육온도와 생육기간의 변화가 큰 지역은 조생종에서는 동해안 북부지대 및 중부지대, 중생종에서는 태백 준고냉지대, 소백 산간지대 및 노령소백 산간지대, 중만생종에서는 중북부 및 중부 내륙지대로 비교적 온도가 낮은 지대이었다(표 7).
생성된 기상자료를 분석한 결과 기준년도(1971~2000)에 비하여 온난화가 진전될수록 평균기온이 점점 높아질 것으로 나타났다. A1B의 기상시나리오에 따르면 100년 후의 전지구적인 기온상승은 2.
그림 3은 육묘기간 중 유효적산온도와 파종부터 출수기까지의 생육기간 예측 오차, 즉 관측값과 예측값의 차이와의 관계를 나타낸 것이다. 여기에서 육묘기 유효적산온도가 낮을수록 예측값이 과다 추정되었고, 유효적산온도가 높을수록 예측값이 과소 추정되는 경향이었는데, 화성벼에서는 심지어 15일까지 예측값이 과다 추정되었으며, 오대벼에서는 10일까지 예측값이 과소 추정되었다. 우리나라에서는 거의 모든 일반 농가에서 육묘기 저온 피해를 막기 위하여 비닐 또는 부직포로 보온을 하는데, 산간 및 중북부지대와 같이 저온 지역이나 육묘기 때 저온이 지속되는 해에는 오랫동안 보온상태를 유지하는 반면, 우리나라 남부 평야지대와 같이 비교적 온도가 높은 지역이나 육묘기 때 온도가 일찍 상승하는 해에는 일찍 비닐 또는 부직포를 제거하는 경우가 많다.
반면, 재배시기를 조정할 경우에는 출수전 생육기간 단축에 따라 엽, 줄기 등 공급부위(Source)와 단위면적당 영화수와 같은 수용부위(Sink)가 모두 감소하여 수량이 감소할 가능성이 크다. 재배시기 조정 여부에 관계없이 기후변화에 따라 출수전후 생육기간의 단축이 큰 중만생종의 피해가 가장 클 것으로 예상되었다. 그러나 일반적인 조건에서 벼 종실에 축적되는 탄수화물은 70% 이상이 등숙기간 중 광합성에 의하여 형성되고, 나머지 부분이 출수전 엽, 줄기 중에 저장되었던 동화물질이 등숙기간 중 종실로 전류된다(Yoshida, 1981).
최적파종기를 기준으로 벼 재배시기를 조정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 출수기는 늦어졌으며, 출수후 생육기간 및 생육온도는 변화가 없었다. 재배시기를 고정하였을 때에 비해 출수전 생육온도는 크게 상승하였고, 생육기간은 크게 단축되었는데, 조･중만생종에 비해 중만생종에서 그 경향이 심하였으며, 생육온도에 비해 생육기간 변화의 지역간 편차가 크게 나타났다.
벼 생육모델 ORYZA2000을 이용하여 오대벼, 일품벼, 화성벼의 파종부터 출수기까지의 생육기간을 예측한 값과 관측값의 관계를 나타낸 것이 그림 2이다. 전체적으로 보았을 때 예측값이 관측값의 약 84% 정도만 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 그림 3은 육묘기간 중 유효적산온도와 파종부터 출수기까지의 생육기간 예측 오차, 즉 관측값과 예측값의 차이와의 관계를 나타낸 것이다.
지구온난화 진전에 따른 최적파종기는 현재조건(1971~2000)에서 3월 28일~5월 18일(평균 4월 27일)부터 2001~2040년에는 5월 4일~6월 4일(평균 5월 20일), 2041~2070년에는 5월 23일~6월 16일(평균 6월 4일), 2071~2100년에는 6월 2일~6월 24일(평균 6월 13일)이었다. 전체적으로 최적파종기는 생육기간이 짧은 조생종은 비교적 늦고, 생육기간이 긴 중만생종이 빠른 경향이었으며, 벼 생태형에 관계없이 지구온난화가 진전될수록 파종기가 늦어지는 경향이었다. 또한 중부지역에 비해 남부지역에서 최적파종기가 매우 늦게 추정되었으며, 중만생종의 최적파종기는 기존에 알려진 최적파종기와 비교적 잘 일치하였으나 종생종 및 중생종의 최적파종기는 기존에 알려진 최적파종기에 비하여 약간 늦은 경향이었다(표 3).
지구온난화 진전에 따른 최적파종기는 현재조건(1971~2000)에서 4월 16일~6월 1일(평균 5월 13일)부터 2001~2040년에는 5월 12일~6월 14일(평균 5월 30일), 2041~2070년에는 5월 29일~6월 26일(평균 6월 12일), 2071~2100년에는 6월 7일~7월 3일(평균 6월 20일)이었다. 중만생종은 57개 전지역 중 태백 고냉지대, 태백 준고냉지대, 소백 산간지대, 노령소백 산간지대, 동해안 북부, 중부 및 남부지대 등 17개 지역을 제외한 40개 지역에서 최적파종기가 설정되었다. 지구온난화 진전에 따른 최적파종기는 현재조건(1971~2000)에서 3월 28일~5월 18일(평균 4월 27일)부터 2001~2040년에는 5월 4일~6월 4일(평균 5월 20일), 2041~2070년에는 5월 23일~6월 16일(평균 6월 4일), 2071~2100년에는 6월 2일~6월 24일(평균 6월 13일)이었다.
지구온난화 진전에 따른 최적파종기는 현재 조건(1971~2000)에서 5월 3일~6월 11일(평균 5월 25일)부터 2001~2040년에는 5월 22일~6월 23일(평균 6월 7일), 2041~2070년에는 6월 2일~7월 2일(평균 6월 18일), 2071~2100년에는 6월 14일~7월 9일(평균 6월 25일)이었다. 중생종은 전체 57개 지역 중 태백 고냉지대인 태백과 대관령, 태백 준고냉지대에서 인제, 노령소백 산간지대에서 장수, 동해안 남부지대에서 울진을 제외한 51개 지역에서 최적파종기가 설정되었다. 지구온난화 진전에 따른 최적파종기는 현재조건(1971~2000)에서 4월 16일~6월 1일(평균 5월 13일)부터 2001~2040년에는 5월 12일~6월 14일(평균 5월 30일), 2041~2070년에는 5월 29일~6월 26일(평균 6월 12일), 2071~2100년에는 6월 7일~7월 3일(평균 6월 20일)이었다.
기후변화에 따라 최적파종기를 기준으로 벼 재배시기를 조정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 출수기는 벼 생태형에 관계없이 출수기가 늦어졌으나, 이것은 생육온도가낮아졌기 때문이 아니라 파종기가 늦추어 졌기 때문이다. 지구온난화 진전에 따라 출수기가 늦어졌음에도 불구하고 오히려 출수전 생육기간이 조생종은 현재(1971~2000) 83일에서 100년 후에는 74일로 9일, 중생종은 96일에서 80일로 16일, 중만생종은 114일에서 90일로 24일 단축되었는데, 재배시기를 고정하였을 때에 비해 출수전 생육기간이 크게 단축되었으며, 중만생종에서 그 경향이 심하였다. 이것은 최적파종기가 출수후 40일간 생육온도를 기준으로 설정되 었기 때문에 출수후 생육기간과 생육온도는 기후변화에 따른 차이는 거의 없지만 지구온난화가 진전에 따라 최적 등숙조건을 위한 파종기가 늦추어지면서 벼 생태형에 관계없이 출수전 생육온도가 매우 크게 상승하였기 때문이다.
지구온난화 진전에 따른 전체 생육기간의 단축 정도는 재배시기 조정 여부에 따른 차이가 크지 않았으나, 재배시기를 고정하였을 때는 출수전에 비해 출수후 생육기간이 상대적으로 크게 단축되었으며, 재배시기를 조정하였을 때는 출수후 생육기간의 변동 없이 출수전 생육기간이 크게 단축되었다. 따라서 재배시기를 고정할 경우에는 출수후 생육온도가 크게 상승하기 때문에 등숙기간 단축되어 종실중이 작이지고(Sato & Inaba, 1976), 고온장해에 따른 불임증가(Satake & Yoshida, 1978, Jagadashi et al, 2007)로 수량성 및 품질의 심각한 저하가 우려된다.
기후변화에 관계없이 재배시기를 현재로 고정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 벼 생태형에 관계없이 출수기가 빨라졌으며, 그에 따라 출수전 생육기간은 조생종이 현재(1971~2000) 83일에서 100년 후에는 78일로 5일, 중생종은 96일에서 88일로 8일, 중만생종은 114일에서 104일로 10일 단축되었으며, 조･중생종에 비해 중만생종의 생육기간이 크게 단축되는 경향이었다. 출수후 생육기간 또한 10일 정도 단축되었으나, 벼 생태형간 차이는 거의 없었으며, 출수전에 비해 출수후 생육기간 단축 정도가 컸다. 이것은 출수전 생육온도에 비하여 출수후 생육온도의 상승폭이 훨씬 컸기 때문이다.

후속연구

그러나 현재 우리나라에서 재배 되고 있는 벼 품종을 살펴보면 중만생종이 85%를 차지하고 있어 그 피해가 더욱 클 것으로 판단된다. 기후변화에 따른 재배시기 조정은 벼 수량성 및 품질 결정에 영향력이 큰 등숙기간의 온도환경을 개선하여 벼 수량성 감소 및 품질 저하를 어느 정도 경감시킬 수 있지만, 출수전 생육기간이 크게 단축되어 여전히 벼 수량성 감소를 경감시키는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 따라서 미래 기후변화에 대응하여 더욱 적극적인 재배기술과 품종개발이 요구된다.
그러나 일반적인 조건에서 벼 종실에 축적되는 탄수화물은 70% 이상이 등숙기간 중 광합성에 의하여 형성되고, 나머지 부분이 출수전 엽, 줄기 중에 저장되었던 동화물질이 등숙기간 중 종실로 전류된다(Yoshida, 1981). 따라서 등숙기간 중의 고온에 의한 수량성 및 품질저하가 출수전 고온에 의한 수량성 감소에 비해 훨씬 심각할 것으로 예상되므로 기후변화에 따른 재배시기 조정은 분명히 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근 100년간 세계의 평균기온이 얼마나 상승 하였는가?	기후변화란 기후 특성의 평균이나 변동성의 변화를 통해 확인 가능하고 수십 년 혹은 그 이상 오래 지속되는 기후상태 변화를 뜻하는데, 자연적 변동성 때문이든 인간 활동에 따른 결과이든 시간경과에 따른 모든 기후변화를 일컫는다 (IPCC, 2007). 최근 100년간(1906~2005년) 세계의 평균기온이 0.74℃ 상승한 반면, 1904년 이후 2000년까지 우리나라의 평균기온은 1.5℃ 상승하였으며(국립기상연구소, 2004), A1B의 기상시나리오에 따르면 100년 후 전지구적인 기온 상승은 2.
	기후변화란 무엇인가?	기후변화란 기후 특성의 평균이나 변동성의 변화를 통해 확인 가능하고 수십 년 혹은 그 이상 오래 지속되는 기후상태 변화를 뜻하는데, 자연적 변동성 때문이든 인간 활동에 따른 결과이든 시간경과에 따른 모든 기후변화를 일컫는다 (IPCC, 2007). 최근 100년간(1906~2005년) 세계의 평균기온이 0.
	미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정 여부가 현재 우리나라 벼 품종의 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향을 분석 한 결과는?	본 연구는 미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정 여부가 현재 우리나라 벼 품종의 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였으며, 주요 결과는 다음과 같다. 1. 벼 생육모델 ORYZA2000을 이용하여 오대벼, 일품벼, 화성벼의 파종부터 출수기까지의 생육기간을 예측하였을 때 예측값이 관측값의 약 84% 설명할 수 있는 것으로 나타났는데, 예측오차 중 상당부분은 작물모형 자체의 문제보다는 육묘기 생육온도에 대한 정보부재 또는 불확실성 때문이며, 예측값과 관측값의 회귀직선과 1:1선 거의 일치하기 때문에 미래 기후변화 조건에서의 벼 생육기간 변화를 예측하는데 큰 문제가 없을 것으로 판단되었다. 2. 조생종은 전체 57개 지역 중 55개, 중생종은 51개, 중 만생종은 40개 지역에서 최적파종기가 설정되었는데, 전체적으로 최적파종기는 생육기간이 짧은 조생종에서 비교적 늦고, 생육기간이 긴 중만생종에서 빠른 경향이었으며, 벼 생태형에 관계없이 지구온난화가 진전될수록 최적파종기가 늦어지는 경향이었다. 3. 재배시기를 고정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 벼 출수기와 그에 따른 출수전 생육일수가 빨라졌는데, 조 중생종에 비해 중만생종의 생육기간이 크게 단축되는 경향이었고, 출수후 생육기간은 벼 생태형간 차이 없이 10일 정도 단축되었으며, 출수전에 비해 출수후 생육기간 단축 정도가 컸다. 4. 최적파종기를 기준으로 벼 재배시기를 조정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 출수기는 늦어졌으며, 출수후 생육기간 및 생육온도는 변화가 없었다. 재배시기를 고정하였을 때에 비해 출수전 생육온도는 크게 상승하였고, 생육기간은 크게 단축되었는데, 조 중만 생종에 비해 중만생종에서 그 경향이 심하였으며, 생육온도에 비해 생육기간 변화의 지역간 편차가 크게 나타났다. 5. 결론적으로 지구온난화가 진점됨에 따라 벼 생육온도가 상승하고 생육기간이 단축되어 벼 수량성 및 품질저하가 우려 되었는데, 특히 생육기간 단축이 큰 중만 생종의 피해가 클 것으로 예상되었으며, 기후변화에 따른 재배시기 조정은 벼 수량성 및 품질 결정에 영향력이 큰 등숙기간의 온도환경을 개선할 수 있지만 출수전 생육기간이 크게 단축되어 여전히 벼 수량성 감소를 경감시키는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 따라서 미래 기후변화에 대응하여 더욱 적극적인 재배기술과 품종개발이 요구된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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