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멕시코 톨루카 지역의 겨울 기온상승에 따른 한국 밀 품종의 출수생태 변이
Variation in Heading States of Korean Winter Wheat under Winter Temperature Rise of Toluca in Mexico 원문보기

한국농림기상학회지 = Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, v.18 no.3, 2016년, pp.99 - 108  

박태일 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물육종과) ,  정유란 (APEC 기후센터 응용사업팀)

초록
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최근 겨울 기온이 상승하면서 밀의 파종시기가 변화되고 있다. 겨울 밀의 경우, 파성 소거에 필요한 저온 노출지속기간이 충족되지 않으면 출수뿐만 아니라 생육이 불안정해질 수 있다. 한국의 농촌진흥청 국립식량과학원은 국제옥수수밀 연구소의 멕시코 톨루카에서 한국의 기후에 맞는 밀 육종을 위해 1996년 이후 지속적으로 밀 적응시험을 수행해 왔다. 그러나 톨루카의 최근 겨울기후가 상승하는 등 이상기후 발생에 의해 밀 파종시기 및 생육에 변화가 발생하였고 이에 따라 우리나라 겨울 밀의 육종 및 적응시험 전략의 변화가 필요하여 이를 위한 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 2013년과 2014년에 파종된 CIMMYT 교배 품종과 우리나라 겨울 밀 교배 품종의 출수생태를 그룹별(II and III) 저온 노출지속기간의 변화와 결합하여 파종시기의 변화에 따른 저온 노출지속기간과 출수율에 미치는 영향을 분석하였다. 2013년 11월 6일, 22일, 12월 6일로 3회 파종시기에서 11월 6일에 파종한 것은 저온 노출지속기간은 충분히 충족되지 않았고, 14일 이후인 11월 22일과 12월 6일에는 저온 노출지속기간이 충족되었다. 그러나 2014년 11월 5일과 20일에 파종한 경우는 저온 노출지속기간이 충족되었고, 오히려 12월 5일에 파종한 것에서 저온 노출지속기간이 충족되지 않았다. 이것은 2012년 이후 11월에 빈번한 고온 발생에 의해 11월 파종 후 저온 노출지속기간을 충족시키지 못했던 반면, 2014년 11월 일별 최저기온은 $3.0^{\circ}C$ 미만으로, 11월 파종 후에도 저온 노출지속기간을 충족할 수 있는 기후환경이 유지되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 우리나라 겨울 밀의 품종 개량 및 적응시험에서 춘파성인 그룹 II는 3회 파종시기 변경에 따라 출수율의 증감 차이가 확실하지 않았는데, 추파성인 그룹 III는 파종시기별 출수율이 뚜렷하게 나타나서 추파성인 그룹 III가 파종시기 이동에 더 민감할 것으로 판단되어 shuttle breeding의 효과가 더 클 것으로 보인다. 또한, 가까운 미래 기후변화 시나리오 전망에 적용한 결과, 톨루카에서 그룹 II의 미래 적정 파종시기는 예측되었지만, 그룹 III에서는 미래 적정 파종시기를 아예 예측할 수 없었기 때문에 추파성인 그룹 III에 대한 shuttle breeding 에는 이러한 점이 고려되어야 할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The shuttle breeding of Korean winter wheat has been able to develop high-yielding and day-length-intensive varieties with a wide range of ecologic adoption. However, the phenology of winter wheat has been changed due to recent rises in the winter temperature of Toluca and increasing frequency of hi...

주제어

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문제 정의

  • 한국의 농촌진흥청 국립식량과학원은 국제옥수수밀 연구소의 멕시코 톨루카에서 한국의 기후에 맞는 밀 육종을 위해 1996년 이후 지속적으로 밀 적응시험을 수행해 왔다. 그러나 톨루카의 최근 겨울기후가 상승하는 등 이상기후 발생에 의해 밀 파종시기 및 생육에 변화가 발생하였고 이에 따라 우리나라 겨울 밀의 육종 및 적응시험 전략의 변화가 필요하여 이를 위한 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 2013년과 2014년에 파종된 CIMMYT 교배 품종과 우리나라 겨울 밀 교배 품종의 출수생태를 그룹별(II and III) 저온 노출지속기간의 변화와 결합하여 파종시기의 변화에 따른 저온 노출지속기간과 출수율에 미치는 영향을 분석하였다.
  • 그룹 III은 15개의 엽이 전개되는데 100일의 저온 노출지속기간이 필요하며, 그룹 IV도 지엽 전개까지 걸리는 일수가 100일이 넘어 추파성으로 정의된다(Table 2). 또한 국립식량과학원의 파성 검정방법에서 저온 처리 온도를 4oC로 두었기 때문에 본 연구에서 저온 노출지속기간을 계산하기 위해 동일하게 4oC를 저온 기준으로 설정하였다.
  • 본 연구는 멕시코 톨루카의 최근 겨울 기후의 변화에 따른 저온 노출지속기간의 변화와 출수에 미치는 영향을 분석함으로써 우리나라 겨울 밀의 육종 및 적응시험(shuttle breeding)에 필요한 기초 자료를 제공하고자 수행하였다. 또한 톨루카의 미래 기후변화 시나리오 전망으로부터 우리나라 겨울 밀 품종의 저온 노출지속기간의 변화에 따른 미래 적정 파종시기의 변화를 전망해 보았다.
  • 특히, 겨울 밀의 경우 파성(vernalization)소거에 필요한 저온 노출지속기간이 충족되지 않아서 밀의 출수뿐만 아니라 생육상태가 불안정하였다. 본 연구는 멕시코 톨루카의 최근 겨울 기후의 변화에 따른 저온 노출지속기간의 변화와 출수에 미치는 영향을 분석함으로써 우리나라 겨울 밀의 육종 및 적응시험(shuttle breeding)에 필요한 기초 자료를 제공하고자 수행하였다. 또한 톨루카의 미래 기후변화 시나리오 전망으로부터 우리나라 겨울 밀 품종의 저온 노출지속기간의 변화에 따른 미래 적정 파종시기의 변화를 전망해 보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라의 식량자급률과 곡물자급률의 추세는? 우리나라의 식량자급률과 곡물자급률은 1970년 86%와 80%를 기록한 이후 계속해서 하락하여 2014년에는 약 50%와 24%까지 하락하였다. 우리나라 국민이 소비하는 곡물의 4분의 3 이상을 수입에 의존하고 있어 우리나라의 곡물자급률은 OECD(The Organization for Economic Co-operation and Development) 34개국 중에서 현재 29위로 매우 낮은 수준이다(농림축산식품부,2015).
우리나라의 곡물자급률은 어떤 수준인가? 우리나라의 식량자급률과 곡물자급률은 1970년 86%와 80%를 기록한 이후 계속해서 하락하여 2014년에는 약 50%와 24%까지 하락하였다. 우리나라 국민이 소비하는 곡물의 4분의 3 이상을 수입에 의존하고 있어 우리나라의 곡물자급률은 OECD(The Organization for Economic Co-operation and Development) 34개국 중에서 현재 29위로 매우 낮은 수준이다(농림축산식품부,2015). 이러한 가운데, 밀은 소비량이 계속 증가하여 연간 소비량이 일인당 2014년에 31.
식량안보의 불확실성을 해결하기 위해 어떤 노력을 하고 있는가? 더욱이 최근 기후변화에 의한 이상기후의 빈번한 발생은 식량 및 곡물자급률 향상에 새로운 변수가 될 뿐 아니라 식량안보의 불확실성을 높이고 있다. 많은 선진 농업국가들은 이러한 기후변화에 대한 대응으로 현재 품종을 냉해와 동해, 혹은 고온에 강한 품종으로 개량하거나 미래 기후에 적응할 수 있는 신품종개발에 노력하고 있다. 쌀의 경우, 기후대별 작황시험과국제미작 연구소(International Rice Research Institute,IRRI)에서 한반도의 아열대 기후에 대한 기후변화대응 전략으로 미래 예측기후에 적응하는 신품종 개발 및 적응성 연구 등이 활발히 진행되고 있다(농촌진흥청, 2015; 국립식량과학원, 2015).
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참고문헌 (14)

  1. Allard, V., O. Veisz, B. Koszegi, M. Rousset, J. Gouis, and P. Martre, 2012: The quantitative response of wheat vernalization to environmental variables indicates that vernalization is not a response to cold temperature. Journal of Experimental Botany 63, 847-857. DOI:10.1093/jxb/err316 

  2. Lalic, B., J. Eitzinger, D. T., Mihailovic, S. Thaler, and M. Jancic, 2013: Climate change impacts on winter wheat yield change - which climatic parameters are crucial in Pannonian lowland? The Journal of Agricultural Science 151(6), 757-774. DOI:10.1017/S0021859612000640. 

  3. Levy, J., and M. L., Peterson, 1972: Responses of spring wheats to vernalization and photoperiod. Crop Science 12(4), 487-490. 

  4. Magana, V. O., J. L. Vazquez, J. L. Perez, and J. B. Perez, 2003: Impact of El Nino on precipitation in Mexico. Geofisica Internacional 42(3), 313-330. 

  5. Mohammadi, M., D. Torkamaneh, and E. Mehrazar, 2012: Molecular examination and genotype diversity of vernalization sensitivity and photoperiod response in old and modern bread wheat cultivars grown in Iran. Journal of Crop Science and Biotechnology 15(4), 259-265. DOI:10.1007/s12892-012-0077-z. 

  6. Rhoda, R., and Burton, T., 2010: Geo-Mexico: the geography and dynamics of modern Mexico. Sombrero Books, 288pp. 

  7. Seino, H., 1993: An estimation of distribution of meteorological elements using GIS and AMeDAS data. Journal of Agricultural Meteorology (Japan) 48, 379-383. (In Japanese) 

  8. Wang, S. Y., R. W. Ward, J. T. Ritchie, R. A. Fischer, and U. Schulthess, 1995: Vernalization in wheat. I. A model based on the interchangeability of plant age and vernalization duration. Field Crops Research 41(2), 91-100. doi:10.1016/0378-4290(95)00006-C. 

  9. Yun, J. I., 2006: Climate change impact on the flowering season of Japanese cherry (Prunus serrulata var. spontanea) in Korea during 1941-2100. Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology 8(2), 68-76. 

  10. 국립식량과학원, 2013: 국산 밀 주요 품종 자료집, 농촌진흥청, 122pp. 

  11. 농림축산식품부, 2015: 농림축산식품 주요 통계 

  12. 농촌진흥청, 2013: 국외농업기술개발사업 완결보고서-국내 환경적응 조숙 고품질 다수성 밀 품종 개발, 농촌진흥청, 136pp. 

  13. 농촌진흥청, 2015: 농촌진흥사업 시행계획: 벼 유전자원 부가가치 향상(GUVA), 농촌진흥청, 81pp. 

  14. 국립식량과학원, 2015: IRRI 상주연구원 귀국 보고서, 농촌진흥청 국립식량과학원, 143pp. 

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