본 연구는 벼 무논 및 담수직파 시 입모향상을 위해 철분코팅종자와 일반종자에 대한 발아특성 및 담수깊이에 따른 초기 입모영향을 구명한 결과를 요약하면 다음과 같다. 철분코팅종자는 일반종자보다 발아초기에는 발아율이 높았으나 후기에는 일반종자의 발아율과 비슷하였다. 그 결과 철분코팅종자가 일반종자에 비해 발아속도가 빠르고 평균 발아일수가 짧았다. 철분코팅종자를 상온종자창고에 보관시 1년이 지난 후 발아율은 보관당시보다 15.3~21.6% 감소되어 가능한 철분코팅 종자는 1년 이내에 사용하는 것이 바람직하였다. 또한 담수직파조건에서 철분코팅 종자는 일반종자에 비해 깊은 수심에도 출아율이 높고, 뜬묘비율도 낮을 뿐만 아니라 모 충실도가 높아 담수직파 시 철분코팅종자를 사용하는 것이 초기입모를 향상시킬 수 있는 방법이 될 수 있다.
본 연구는 벼 무논 및 담수직파 시 입모향상을 위해 철분코팅종자와 일반종자에 대한 발아특성 및 담수깊이에 따른 초기 입모영향을 구명한 결과를 요약하면 다음과 같다. 철분코팅종자는 일반종자보다 발아초기에는 발아율이 높았으나 후기에는 일반종자의 발아율과 비슷하였다. 그 결과 철분코팅종자가 일반종자에 비해 발아속도가 빠르고 평균 발아일수가 짧았다. 철분코팅종자를 상온종자창고에 보관시 1년이 지난 후 발아율은 보관당시보다 15.3~21.6% 감소되어 가능한 철분코팅 종자는 1년 이내에 사용하는 것이 바람직하였다. 또한 담수직파조건에서 철분코팅 종자는 일반종자에 비해 깊은 수심에도 출아율이 높고, 뜬묘비율도 낮을 뿐만 아니라 모 충실도가 높아 담수직파 시 철분코팅종자를 사용하는 것이 초기입모를 향상시킬 수 있는 방법이 될 수 있다.
Germination characteristics, seedling emergence, and early seedling growth of iron-coated rice seeds, cultivars Daebo and Samdeokbyeo, under different water depths were compared with those of non-coated seeds (control) and the results evaluated to obtain basic information for establishing stable see...
Germination characteristics, seedling emergence, and early seedling growth of iron-coated rice seeds, cultivars Daebo and Samdeokbyeo, under different water depths were compared with those of non-coated seeds (control) and the results evaluated to obtain basic information for establishing stable seedlings in direct water seeding. The total germination percentage of the two seed treatments was similar, but iron-coated seeds had slightly faster germination and shorter mean germination time than non-coated seeds. Water absorption rates of iron-coated seeds were lower than that of non-coated seeds during seed germination. The germination percentage of the two iron-coated rice seed cultivars showed a significant decline of 15-22% after one year of storage under natural conditions. The seedling emergence percentage and uniformity of the two rice cultivars were significantly higher in the iron-coated seeds at 1-13 cm water depths but the percentage of floating seedlings was lower in iron-coated seeds than in non-coated seeds. The iron-coated seeds had a high seedling emergence percentage of 91.3-93.3% at all flooding depths whereas the non-coated seeds had a significantly low seedling emergence percentage of 57.7-71.7% at a water depth of 13 cm. Moreover, the shoot dry weight and seedling health score of iron-coated seeds were significantly higher than those of non-coated seeds, while root dry weights were similar in iron-coated and non-coated seeds, regardless of water depth. These results suggest that iron-coated seeds are more appropriate for stable seedling establishment in direct water seeding than are non-coated seeds.
Germination characteristics, seedling emergence, and early seedling growth of iron-coated rice seeds, cultivars Daebo and Samdeokbyeo, under different water depths were compared with those of non-coated seeds (control) and the results evaluated to obtain basic information for establishing stable seedlings in direct water seeding. The total germination percentage of the two seed treatments was similar, but iron-coated seeds had slightly faster germination and shorter mean germination time than non-coated seeds. Water absorption rates of iron-coated seeds were lower than that of non-coated seeds during seed germination. The germination percentage of the two iron-coated rice seed cultivars showed a significant decline of 15-22% after one year of storage under natural conditions. The seedling emergence percentage and uniformity of the two rice cultivars were significantly higher in the iron-coated seeds at 1-13 cm water depths but the percentage of floating seedlings was lower in iron-coated seeds than in non-coated seeds. The iron-coated seeds had a high seedling emergence percentage of 91.3-93.3% at all flooding depths whereas the non-coated seeds had a significantly low seedling emergence percentage of 57.7-71.7% at a water depth of 13 cm. Moreover, the shoot dry weight and seedling health score of iron-coated seeds were significantly higher than those of non-coated seeds, while root dry weights were similar in iron-coated and non-coated seeds, regardless of water depth. These results suggest that iron-coated seeds are more appropriate for stable seedling establishment in direct water seeding than are non-coated seeds.
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문제 정의
, 1993), 철분코팅종자를 이용한 포장조건에서 벼 출아특성 및 생산성 비교시험은 일부 보고되어 있으나 철분코팅종자의 발아특성, 종자활력유지 기간 및 담수깊이에 따른 초기 출아 및 입모 영향에 관한 자료가 미흡한 편이다. 본 시험은 담수산파 및 무논점파 직파재배 시 입모 안정성 향상 방법으로 철분코팅종자의 사용에 대한 기초자료를 얻고자 실시하였다.
본 연구는 벼 무논 및 담수직파 시 입모향상을 위해 철분코팅종자와 일반종자에 대한 발아특성 및 담수깊이에 따른 초기 입모영향을 구명한 결과를 요약하면 다음과 같다. 철분코팅종자는 일반종자보다 발아초기에는 발아율이 높았으나 후기에는 일반종자의 발아율과 비슷하였다.
제안 방법
그리고 코팅작업 후 철분의 산화로 발열에 따른 종자 유아의 고온열상 피해로 인한 출아불량을 방지하기 위하여 벼 육묘상자의 70∼80% 높이로 코팅종자를 담아 다단선반에 치상하고 3일간 매일 오전 1회, 오후 1회 물뿌리개(스프레이)를 이용하여 물을 골고루 분무하였다.
발아기에서 12, 24, 36, 48, 72, 96시간 후에 종자를 꺼내어 종자 표면의 수분을 paper towel로 제거한 다음 90°C 건조기에 5일간 건조시킨 후 무게를 평량하여 계산하였다.
발아시험은 온도가 조절되는 발아기(Conviron, Canada)에서 완전임의 배치로 3∼4반복으로 실시하였다.
출아율은 파종후 20일에 출아된 개체수를 파종 립수로 나눈 다음 100을 곱한 값, 입모균일도는 비정상 개체수를 제외한 정상 개체수를 총 출아갯수로 나눈 다음 100을 곱한 값, 모 충실도는 개체 당 지상부 건물중을 초장으로 나눈 값으로 나타내었다. 시험은 완전임의배치 3반복으로 실시하였다.
온도 영향을 조사하기 위해 지름이 11 cm인 petridish에 Whatman#1 여과지를 한 장 깐 다음 철분코팅된 대보 및 삼덕벼 종자와 코팅하지 않은 일반종자(대비) 100립씩 넣고 증류수 7㎖를 부은 후 20°C, 25°C 및 30°C 발아기에서 1∼2일 간격으로 발아율을 조사하였다.
사각 플라스틱 상자(41×33×22 cm)에 8 cm 높이로 논흙을 채우고 물과 흙을 잘 섞은 후 2일 동안 토양을 굳혔다. 종자이동을 막기 위해 물높이와 같은 플라스틱판으로 2등분하여 6월 10일에 대보 및 삼덕벼의 철분코팅 및 일반종자(대조) 100립씩 표면에 파종하였고, 파종한 후 담수깊이를 1, 4, 7, 10, 13 cm 4단계 3 cm간격으로 유지하였다. 파종후 20일에 출아율, 입모균일도, 뜬묘비율, 초장, 근장을 조사하였고, 건물중은 지상부 및 뿌리를 분리한 다음 90°C 건조기에 5일동안 건조 시킨 후 무게를 평량하여 측정하였다.
종자코팅처리는 대보와 삼덕벼 종자를 3일 동안 침종을 (물 온도 15°C) 한 후 최아 전에 건져내어 그늘에 1시간 정도 두었다가 종자가 손에 붙지 않을 정도로 수분을 제거시킨 후 환원철분(입자크기 100 ㎛ 이하)을 종자 무게에 50%, 소석고(CaSO4·1/2H2O)는 철분 무게의 10%로 하여 종자 코팅기에 종자와 함께 넣어 3∼4분 정도 1차 코팅작업을 한 후, 2차로 소석고(철분 무게의 5%)를 코팅기에 넣고 2분 정도 더 코팅작업을 하였다(Park & Yamauchi, 2011).
철분코팅 종자의 발아율 및 발아속도에 대한 영향을 구명하기 위해 종자 수분흡수율을 조사하였다. 철분코팅 및 일반종자(대비) 100립을 위와 같이 petridish에 넣은 후 30°C 발아기에서 종자에 수분을 침윤시켰다.
철분코팅종자를 과다신청 및 파종기 일실에 따른 사용 후 남은 종자를 장기간 보관하는 농가가 있어 이에 따른 종자활력 유지기간을 구명하기 위해 대보 및 삼덕벼의 코팅 및 일반종자를 2015년 7월부터 상온 종자창고에 보관해 두고 1개월 마다 1년간 발아율 변화를 조사하였다. 발아시험 조건은 위에서와 같이 30°C 발아기에서 수행하였다.
O)는 철분 무게의 10%로 하여 종자 코팅기에 종자와 함께 넣어 3∼4분 정도 1차 코팅작업을 한 후, 2차로 소석고(철분 무게의 5%)를 코팅기에 넣고 2분 정도 더 코팅작업을 하였다(Park & Yamauchi, 2011). 코팅작업 시 수분부족을 막기 위하여 작업 중간에 물뿌리개(스프레이)를 이용하여 물을 골고루 분무하면서 코팅작업을 수행하였다. 그리고 코팅작업 후 철분의 산화로 발열에 따른 종자 유아의 고온열상 피해로 인한 출아불량을 방지하기 위하여 벼 육묘상자의 70∼80% 높이로 코팅종자를 담아 다단선반에 치상하고 3일간 매일 오전 1회, 오후 1회 물뿌리개(스프레이)를 이용하여 물을 골고루 분무하였다.
파종후 20일에 출아율, 입모균일도, 뜬묘비율, 초장, 근장을 조사하였고, 건물중은 지상부 및 뿌리를 분리한 다음 90°C 건조기에 5일동안 건조 시킨 후 무게를 평량하여 측정하였다.
대상 데이터
본시험은 2015년부터 2016년까지 국립식량과학원 남부작물부 및 영덕출장소에서 수행하였다. 시험에 사용한 벼품종은 전국 및 경북지역에서 많이 재배되고 있는 중생종인 대보벼와 삼덕벼를 2014년 영덕출장소 시험포장에서 증식하여 수분함량 15% 정도인 종자를 사용하였다.
본시험은 2015년부터 2016년까지 국립식량과학원 남부작물부 및 영덕출장소에서 수행하였다. 시험에 사용한 벼품종은 전국 및 경북지역에서 많이 재배되고 있는 중생종인 대보벼와 삼덕벼를 2014년 영덕출장소 시험포장에서 증식하여 수분함량 15% 정도인 종자를 사용하였다.
철분코팅종자의 담수직파 시 담수깊이에 따른 출아 및 초기 입모특성은 국립식량과학원 영덕출장소에서 폿트 시험으로 수행하였다. 사각 플라스틱 상자(41×33×22 cm)에 8 cm 높이로 논흙을 채우고 물과 흙을 잘 섞은 후 2일 동안 토양을 굳혔다.
데이터처리
*Means with the same letters are not significantly different at the 5% probability level by Duncan’s multiple range test.
, Cary, NC, USA) PC package를 이용하였다. 통계 package로 평균을 구한 후 분산분석(ANOVA), Duncan의 다중검정을 통해 5% 유의수준에서 비교하였다.
성능/효과
Table 3에서와 같이 파종 후 20일 묘의 평균 초장은 철분코팅종자에서 대보 22.5 cm, 삼덕벼 25.0 cm, 일반종자는 각각 23.6 cm, 25.3 cm 이었고, 평균 뿌리 길이는 코팅종자는 대보 12.9 cm, 삼덕벼 12.8 cm, 일반종자에서 대보와 삼덕벼 모두 14.8 cm로 코팅종자와 일반종자 간에 서로 비슷하였다. 담수 1 cm 깊이에서 초장은 18.
철분코팅종자는 일반종자보다 발아초기에는 발아율이 높았으나 후기에는 일반종자의 발아율과 비슷하였다. 그 결과 철분코팅종자가 일반종자에 비해 발아속도가 빠르고 평균 발아일수가 짧았다. 철분코팅종자를 상온종자창고에 보관시 1년이 지난 후 발아율은 보관당시보다 15.
모든 처리에서 20°C에서는 치상 후 2일에, 25°C, 30°C 온도에서는 치상 1일후에 시작되었으며 철분코팅종자의 발아율이 일반종자보다 20°C에서는 18∼42%, 25°C에서는 13∼17%, 30°C에서는 23∼34%가 더 높았다. 그리고 철분코팅종자는 일반종자보다 온도에 관계없이 발아속도가 빨랐고 평균발아일수도 짧았으며 유의차도 있었다. 20°C, 25°C, 30°C 온도에서 코팅종자의 발아속도는 각각 36.
두 품종 모두 철분코팅종자가 발아초기 치상 후 1∼2일 사이에는 온도에 관계없이 일반종자보다 발아율이 높았으나 후기에는 철분코팅종자와 일반종자의 발아율은 대보 및 삼덕벼 모두 97%로 비슷하였다.
6% 감소되어 가능한 철분코팅 종자는 1년 이내에 사용하는 것이 바람직하였다. 또한 담수직파조건에서 철분코팅 종자는 일반종자에 비해 깊은 수심에도 출아율이 높고, 뜬묘비율도 낮을 뿐만 아니라 모 충실도가 높아 담수직파 시 철분코팅종자를 사용하는 것이 초기입모를 향상시킬 수 있는 방법이 될 수 있다.
또한 물에 뜬묘비율은 코팅종자에서 3%이하로 일반종자는 6∼23%보다 현저하게 줄어들어 유의차를 보였다.
또한 코팅종자의 평균발아일수는 20°C, 25°C, 30°C 온도에서 각각 2.8∼2.9일, 2.0∼2.1일, 1.5∼1.6일로 일반종자의 평균발아일수보다 짧았다.
모든 처리에서 20°C에서는 치상 후 2일에, 25°C, 30°C 온도에서는 치상 1일후에 시작되었으며 철분코팅종자의 발아율이 일반종자보다 20°C에서는 18∼42%, 25°C에서는 13∼17%, 30°C에서는 23∼34%가 더 높았다.
이상의 결과를 종합 해 볼 때, 철분코팅종자의 경우 담수직파재배에서 출아율, 입모균일성이 높고 뜬묘발생이 적어 지상부 건물중 및 모충실도가 높아 초기입모확보에 일반종자보다 유리하다는 것을 알 수 있었다. 하지만 철분코팅종자의 담수조건에서 초기 입모 및 생육촉진이 벼 전생육기를 통한 생육 및 수량에 미치는 영향은 추후 포장시험을 통해 더 면밀한 검토가 필요하다.
이와 같이 철분코팅종자가 일반종자에 비해 깊은 수심에도 출아율 및 입모균일도가 높고, 물에 뜬묘비율이 낮은 것은 종자에 철분 및 석고코팅으로 인해 100립당 종자무게가 3.66∼3.69 g으로 일반종자보다 1.5배 더 무겁게 되어 담수직파 또는 무논직파 시 종자가 논바닥에 쉽게 부착되거나 관개 시 이동하거나 뜨지 않아서 출아율이 높고, 뿌리활착이 양호하여 초기 입모에 유리하다는 것을 나타낸다.
(1993)의 직파재배에서 물깊이별 벼 종자 출아율을 조사한 결과, 15 cm이상 수심에서 입모율은 0∼7 cm에 비하여 15∼16%가 감소하였다는 결과와 비슷한 경향이었다. 정상개체 입모비율을 나타내는 입모균일도도 출아율과 마찬가지로 두 품종에서 코팅종자가 각각 평균 94.6%, 96.3%로서 일반종자 81.1%, 87.6%보다 유의하게 높았다. 또한 물에 뜬묘비율은 코팅종자에서 3%이하로 일반종자는 6∼23%보다 현저하게 줄어들어 유의차를 보였다.
철분코팅종자를 상온종자창고에 보관시 1년이 지난 후 발아율은 보관당시보다 15.3∼21.6% 감소되어 가능한 철분코팅 종자는 1년 이내에 사용하는 것이 바람직하였다.
수심 3 cm 간격(1, 4, 7, 10, 13 cm)의 수준에서 철분코팅 및 일반종자의 초기 모 출아율, 입모균일도 및 뜬묘비율은 Table 2와 같다. 철분코팅한 대보와 삼덕벼의 평균 출아율은 각각 92.4%, 92.6%로 철분코팅을 하지 않은 일반종자의 평균 출아율 72.3%, 83.1%보다 대보는 21.8%, 삼덕벼는 10.3% 높은 유의차를 보였다. 물 깊이별로는 수심 1∼13 cm에서 철분코팅종자의 출아율은 대보 90.
치상 전 종자수분함량은 일반종자가 12∼14%, 철분코팅종자가 11%로 비슷하였고 24시간 후 일반종자는 41∼45%로 철분코팅종자 35%보다 16∼18% 높아 치상 후 96시간까지 같은 경향이었다.
코팅종자를 상온에 보관할 경우 저장 1년후 대보 및 삼덕벼의 발아율은 76∼90%로 저장 전 발아율 97～98%보다 15∼22%가 낮아졌으나 일반종자는 보관 3∼4개월 후 부터 발아율이 급격히 떨어져 1년 후 발아율은 39∼43%로 저장 전 발아율보다 56～60%가 낮았다.
후속연구
이상의 결과를 종합 해 볼 때, 철분코팅종자의 경우 담수직파재배에서 출아율, 입모균일성이 높고 뜬묘발생이 적어 지상부 건물중 및 모충실도가 높아 초기입모확보에 일반종자보다 유리하다는 것을 알 수 있었다. 하지만 철분코팅종자의 담수조건에서 초기 입모 및 생육촉진이 벼 전생육기를 통한 생육 및 수량에 미치는 영향은 추후 포장시험을 통해 더 면밀한 검토가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
직파재배에서 후기 벼 수량생산에 중요한 요인이 되는 것은?
직파재배에서 출아 및 입모의 양부는 후기 벼 수량생산에 중요한 요인이 되므로 출아 및 입모향상기술 개발이 무엇보다도 중요하다. 벼 직파재배에서 출아촉진을 위하여 종자에 CaO2 분의처리(Won et al.
최근 벼 무논점파와 담수직파재배에서 입모안정성을 높일 수 있는 방법으로 제시된 것은?
, 1998; 1999; 2000, Min & Seo, 1999) 등 많은 연구들이 시도되었으나 이들 처리제는 입모향상 효과가 안정적이 못하여 농가에 널리 보급되지는 못하였다. 하지만 최근 벼 무논점파와 담수직파재배에서 입모안정성을 높일 수 있는 방법으로 종자 철분코팅기술 보급을 추진하고 있다. 철분코팅기술은 벼 종자를 3일간 침종하여 꺼낸 후 손에 붙지 않을 정도(0.
일본에서 철분코팅기술을 이용해 어떤 효과를 보았는가?
5∼1시간)로 물을 제거 후 철분과 소석고를 일정한 비율로 혼합하여 종자에 코팅시켜 파종하는 기술로서 2004년 일본에서 처음 개발되었고, 이후 직파재배에서 입모향상, 수량 영향 등에 대한 연구를 활발히 해오고 있다. 일본에서 담수직파 및 무논직파에서 철분코팅 종자를 이용한 시험한 결과를 보면 철분코팅 종자는 무게가 무거워 파종후 출아할 때까지 벼 종자가 논 관개수에 의해 이동되거나 출아후 물위에 뜨는 묘가 적어 입모향상(Yamauchi, 2002; 2004, Furuhata et al, 2009), 새피해 경감(Furuhata et al, 2009) 및 수량이 증가 되는 것으로 나타났다. 또한 철분코팅종자는 코팅전 물에 침종하여 발아직전 상태에서 코팅하기 때문에 종자 프라이밍처리와 같이 α-amlyase 효소가 활성화되고 종자에서 초엽으로 당의 전류가 증진되어 일반종자를 사용했을 때 보다 건물증이 증가되는(Mori et al., 2012; Lee & Kim, 1999)는 결과를 기대할 수 있다.
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