[논문]파종시기별 생육일수 및 적산온도 변화가 콩의 개화, 등숙 및 수량에 미치는 영향

이재은; 정건호; 김성국; 김민태; 신수현; 전원태

doi:10.7740/kjcs.2019.64.4.406

파종시기별 생육일수 및 적산온도 변화가 콩의 개화, 등숙 및 수량에 미치는 영향
Effects of Growth Period and Cumulative Temperature on Flowering, Ripening and Yield of Soybean by Sowing Times 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.64 no.4, 2019년, pp.406 - 413

이재은 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 재배환경과) , 정건호 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 재배환경과) , 김성국 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 재배환경과) , 김민태 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 재배환경과) , 신수현 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 재배환경과) , 전원태 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 재배환경과)

초록
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기후변화에 대응하여 중부지역에서 콩 생산성 향상을 위해 적합한 품종선발과 대재적기 결정에 필요한 등숙 및 개화생태형 기초자료를 확보하고자 본 시험을 수행하였다. 시험재료는 조생종으로 큰올콩, TI196944, 중생종으로 선유콩, 중만생종으로 대원콩, 대풍2호 등 총 5품종이 사용되었다. 파종기는 6월 1일, 6월 20일, 7월 10일, 7월 20일 총 4회 파종하였다. 개화에 필요한 최소한의 소요일수 즉 기본 영양생장기간(BVP)은 조생종인 큰올콩이 27일, 중생종인 선유콩은 31일, 중만생종인 재원콩과 대풍2호는 36일 정도이었고, 적산온도는 5개 품종 평균적으로 볼 때 950℃ 정도이었다. 등숙율은 대풍2호를 제외하고 6월 1일 파종구가 가장 저조하였고, 대풍2호는 모든 파종시기의 등숙율이 90% 이상으로 높았다. 등숙율과 수량성을 고려할 때 중만생종인 대원콩과 대풍2호의 등숙적온은 25℃ 정도이었다. 대풍 2호의 다수성은 등숙기간이 길어 일사량 흡수가 증가하고 마디수와 동화물질 전류량이 증가하여 결과적으로 수량이 증수하는데 기인하는 것으로 분석되었다. 파종시기별 수량성은 북한도입 유전자원인 TI196944를 제외하고 나머지 국내육성 4품종은 6월 20일 파종구가 가장 높았으며, 7월 20일 파종의 경우 6월 20일 파종과 비교할 때 85~92% 수준이었다. 따라서 최근 우리나라 기상여건 상 5~6월의 상습적인 가뭄으로 파종시기를 놓치거나 출현율이 극히 저조할 경우, 중부평야지에서는 7월 20일까지 파종을 해도 경제적인 수준의 콩 생산이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this research was to analyze the effect of different sowing times on the flowering and maturing of major soybean cultivars by varying day length and temperature in the central plain region. The average of growth period and cumulative temperature in five test cultivars by sowing times were 121 days and 2,972℃ on June 1, respectively and gradually decreased to 85 days, 2,042℃, respectively on July 20. Analysis of the flowering response according to the sowing times showed that flowering was greatly influenced by the decrease of photoperiod until the sowing on July 10, and the minimum number of days for flowering were 27 days, 36 days, respectively in early and mid-rate maturing type in the central plain region. Daepung 2 is classified to the same ecotype with Daewonkong, the total number of growing days was not different between two cultivars, but ripening period (R2-R6) was longer by 5 days and yield was higher by 11% in Daepung 2. The maturity rate was also high and safe enough to maintain more than 90% through the entire sowing times. This ecological characteristic can be usefully applied as a section index for breeding environmental stress resistant and high yielding soybean varieties. The yield of 4 domestic cultivars (except TI196944) sowing on July 20 were 85~92% levels compared to sowing on June 20.

주제어

표/그림 (11)

표 Table 1. Description of soybean reproductive growth stage^†.
그림 Fig. 1. Precipitation recorded in the study area in 2018. the Temperature in 2018 and in an average year (Average of 2013~2017) were compared.
표 Table 2. Monthly average of daily mean temperature, monthly average of daily mean duration of sunshine, and monthly precipitation during the growth period for 2018.
표 Table 3. Responses of days to flowering and cumulative temperature in 5 soybean varies by sowing times.
표 Table 4. Responses of grain filling period (R2-R6) and cumulative temperature in 5 soybean varieties by sowing times.
표 Table 5. Responses of grain ripening period (R6-R8) and cumulative temperature in 5 soybean varieties by sowing times.
표 Table 6. Percentage of ripening grains in 5 soybean varieties by sowing times.
그림 Fig. 2. Comparison of seed quality between Keunolkong (A) and Daepung 2 (B) by sowing times.
표 Table 7. Mean temperature and daily temperature range during ripening period in 5 soybean varieties by sowing times.
표 Table 8. Yield and yield components of 5 soybean varieties by sowing times.
그림 Fig. 3. Comparison of ripening period (A), ripening Rate (B), yield (C) between Daewonkong (DW) and Daepung 2 (DP 2) by sowing times.

AI 본문요약
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문제 정의

콩의 파종시기에 관한 연구는 대부분 생육 및 수량형질에 관련된 것이 많고, 파종시기별 생육일수 단축 정도, 적산온도 및 등숙적온 반응 등에 관한 기초적인 연구는 매우 빈약한 실정이다. 따라서 기후변화에 대응하여 중부지역에서 콩 생산성 향상을 위해 적합한 품종선발과 재배적기 결정에 필요한 등숙 및 개화생태형 기초자료를 제공하고자본 시험을 수행하였다.

제안 방법

수량구성요소 조사는 수확기에 시험구당 10주 20개체를 채취하여 개체 당 협수 및 립수, 백립중 등을 조사하였고, 수량조사를 위해 각 시험구별로 생육이 일정한 지점에서 5.4 m2(3 m × 1.8 m) 넓이로 채취하였다.
기타 재배관리는 농촌진흥청 콩 표준 재배법에 준하였다. 시험구 배치는 파종기를 주구로, 품종을 세구로 한 분할구배치 3반복으로 하였으며, 각 처리구 당 시험구 면적은 28 m² (휴장 3 m, 16줄) 이었다.
재식거리는 콩 단작 표준재식밀도(22,000개체 /10a)에 따라서 재식거리는 휴폭 60 cm × 주간거리 15 cm, 재식본수는 1주 2개체로 하였다.
주요 생식생장 단계별[개화기(R2), 종실비대성기(R6), 성숙기(R8)] 도달 일자는 Table 1의 콩의 주요 생식생장단계 개념 정의(Fehr & Caviness, 1977) 기준에 따라 주 3회 지속적으로 조사하였다. 적산온도는 기상청 자료를 활용하여 주요 생식생장단계 도달 기간 동안의 일 평균기온 값을 합산하여 구하였다. 수량구성요소 조사는 수확기에 시험구당 10주 20개체를 채취하여 개체 당 협수 및 립수, 백립중 등을 조사하였고, 수량조사를 위해 각 시험구별로 생육이 일정한 지점에서 5.
주요 생식생장 단계별[개화기(R2), 종실비대성기(R6), 성숙기(R8)] 도달 일자는 Table 1의 콩의 주요 생식생장단계 개념 정의(Fehr & Caviness, 1977) 기준에 따라 주 3회 지속적으로 조사하였다.
콩의 파종시기별 등숙기간 확장이 등숙율과 수량에 미치는 영향을 살펴보았다(Fig. 3). 대풍2호는 현재 국내 보급종중 내재해 및 다수성이 가장 우수한 품종으로 생태형 분류상 중만숙군(총 생육일수 110~130일)에 속한다.
파종기는 6월 1일, 6월 20일, 7월 10일, 7월 20일 총 4회 파종하였다. 재식거리는 콩 단작 표준재식밀도(22,000개체 /10a)에 따라서 재식거리는 휴폭 60 cm × 주간거리 15 cm, 재식본수는 1주 2개체로 하였다.
파종시기에 따른 콩 품종별 수량구성요소와 수량을 살펴보았다(Table 8). 개체당 협수와 개체당 입수는 모든 시험 품종에 있어서 6월 20일과 7월 10일 파종한 경우 전반적으로 많은 경향이었다.

대상 데이터

본 시험은 경기도 수원시 서둔동에 위치한 국립식량과학원 중부작물부 밭작물 시험연구포장에서 수행하였다. 시험 재료는 조생종으로 큰올콩, TI96944, 중생종으로 선유콩, 중만생종으로 대원콩, 대풍2호 등 총 5종의 콩 품종이 사용되었다.
, 2008). 본 시험을 수행한 2018년의 콩 재배기간 동안 순별 평균기온, 강수량과 일조시간을 평년(2013~2017)의 자료이다. 콩 재배기간의 평균 기온은 22.
본 시험은 경기도 수원시 서둔동에 위치한 국립식량과학원 중부작물부 밭작물 시험연구포장에서 수행하였다. 시험 재료는 조생종으로 큰올콩, TI96944, 중생종으로 선유콩, 중만생종으로 대원콩, 대풍2호 등 총 5종의 콩 품종이 사용되었다.

데이터처리

통계분석은 SAS 9.4 (Statistical Analysis Systems Inc., Raleigh, NC, USA)을 이용하여 분산분석을 하였으며, 던컨의 다중범위검정(Duncan’s multiple test)으로 5% 유의 수준에서 처리구간 유의성을 검정하였다.
모든 데이터는 3회 반복 측정하였으며, 평균과 표준편차로 나타내었다. 통계분석은 SAS 9.

성능/효과

, 1987) 와 일치하는 경향이었다. 10a당 수량은 대풍2호를 제외하고 나머지 4품종은 기존의 표준재배법 상 단작 파종적기에 해당하는 6월 1일 파종할 경우 상습적인 가뭄으로 인해 출현율이 저조하고, 영양생장기간 중 고온으로 경과하여 지상부 생육이 과번무하고 도복이 심하여 등숙율이 낮았던 관계로 가장 저조하였던 것으로 판단된다. 북한도입 유전자원인 TI196944는 6월 20일 파종기까지 지속적으로 등숙율이 저조하여 7월 10일 파종구가 수량이 가장 높았고, 나머지 국내육성 4품종은 6월 20일 파종구가 가장 높았다.
중만생종인 대원콩과 대풍2호는 6월 1일 파종할 경우 개화일수는 51~54일 정도 소요되었고 적산온도는 1,218~ 1,227°C이었으며, 7월 20일 파종할 경우 개화일수 36일, 적산온도 1,074°C까지 감소하였다. 낮의 길이가 가장 긴 6월 22일을 기준으로 할 때, 5개 시험품종 모두 7월 10일까지 파종한 콩의 개화일수 및 적산온도 반응은 일장과 온도에 크게 영향을 받아 지속적으로 감소하였고, 7월 20일 파종할 경우는 일장과 온도의 영향보다는 개화에 필요한 최소한의 소요일수와 적산온도에 달해야 하는 것으로 판단되었다. 작물의 개화까지의 일수는 감온성과 감광성에 크게 지배되지만(가소영양생장기간), 작물에 아무리 개화에 알맞은 온도와 일장조건에 놓이더라도 일정한 기간의 기본영양생장을 하지 않으면 개화에 이르지 못하며 이를 기본영양 생장기간(BVP, Basic Vegetative Phase)이라 정의한다.
3% 수준이었다. 대풍2호는 모든 파종시기의 등숙율이 90% 이상으로 높았고, 파종시기가 늦어질수록 등숙율이 증가하여 7월 10일과 7월 20일 파종구의 등숙율은 97%로 매우 높았다. 이를 초형과 관련하여 살펴보면, 대풍2호를 제외한 나머지 4품종은 잎이 난형으로 엽폭이 매우 넓고 분지가 많거나 주경의 길이가 긴 특성을 갖고 있다.
등숙율과 수량성(Table 8)을 종합적으로 고려하여 콩생태형별 등숙적온과 일교차를 살펴보면(Table 7), 조생종인 큰올콩은 등숙적온 28.2°C, 일교차 9.0°C, 중생종인 선유콩은 각각 26.8°C, 9.4°C, 중만생종인 대원콩과 대풍2호는 각각 25.1°C, 9.5°C 정도인 것으로 나타났다.
같은 생태형으로 분류되는 대원콩과 비교할 때, 4차례 파종시기 전체 평균 생육일수는 112일 정도로 차이가 없으나 등숙기간(R2~R6)이 5일 정도 더 길고 수량은 11% 더 높았다. 등숙율도 전파종시기에 있어서 90% 이상을 유지할 정도로 높고 안전하였다. 이는 콩의 등숙기간이 확장되면 일사량 흡수가 증가하고 마디수와 동화물질 전류량이 증가하여 결과적으로 수량이 증수된다고 연구결과(Board & Tan, 1995; Jiang & Egli, 1995; Egli & Bruencing, 2002)와 일치하는 경향이었다.
등숙율이 가장 낮은 큰옽콩과 가장 높은 대풍2호의 종실 외관품질 살펴보면(Fig. 2), 큰올콩은 6월 1일 파종구의 종실 외관품질이 많이 떨어지고 대풍2호는 전 파종시기의 종실 외관품질이 우수한 것을 알 수 있다.
콩 생태형별 파종시기에 따른 등숙율 변화를 알아본 결과는 Table 6과 같다. 모든 시험품종이 대풍2호를 제외하고 6월 1일에 파종할 경우 등숙율이 많이 저조하였다. 조생종인 큰올콩과 TI196944는 6월 1일에 파종하면 등숙율이 각각 20.
조생종인 큰올콩과 TI196944는 6월 1일 파종할 경우 개화일수는 42~43일 정도 소요되었고 적산온도는 974~1,001°C이었으며, 파종시기가 늦어질수록 개화일수와 적산온도가 점점 감소하여, 7월 20일 파종할 경우 개화일수는 27일 정도 소요되었고 적산온도는 826°C 이었다.
조생종인 큰올콩과 TI196944는 6월 1일 파종할 경우 등숙기간은 43~47일 정도 소요되었고 적산온도는 1,268~1,369°C이었으며, 파종시기가 늦어질수록 등숙기간과 적산온도가 점점 감소하여, 7월 20일 파종할 경우 등숙기간은 35일 정도 소요되었고 적산온도는 840°C이었다.
조생종인 큰올콩과 TI196944는 6월 1일 파종할 경우 성숙기간은 15~16일정도 소요되었고 적산온도는 379~391°C이었으며, 파종시기가 늦어질수록 성숙기간과 적산온도가 점점 감소하여, 7월 20일 파종할 경우 개화일수는 12~14일 정도 소요되었고 적산온도는 218~254°C이었다.
조생종인 큰올콩과 TI196944는 6월 1일에 파종하면 등숙율이 각각 20.5%, 30.3%로 수확이 불가할 정도로 낮았으며, TI196944는 6월 20일에 파종을 해도 78%에 불과하였다.
중만생종인 대원콩과 대풍2호는 6월 1일 파종할 경우 개화일수는 51~54일 정도 소요되었고 적산온도는 1,218~ 1,227°C이었으며, 7월 20일 파종할 경우 개화일수 36일, 적산온도 1,074°C까지 감소하였다.
중생종인 선유콩은 6월 1일 파종할 경우 개화일수는 52일 소요되었고 적산온도는 1,256°C이었으며, 7월 20일 파종할 경우 개화일수 31일, 적산온도는 936°C까지 감소하였다.
중생종인 선유콩은 6월 1일 파종할 경우 등숙기간은 47일 소요되었고 적산온도는 1,322°C이었으며, 7월 20일 파종할 경우 등숙기간 38일, 적산온도는 853°C까지 감소하였다.
중생종인 선유콩은 6월 1일 파종할 경우 성숙기간은 24일 소요되었고 적산온도는 474°C 이었으며, 7월 20일 파종할 경우 성숙기간 14일, 적산온도는 234°C까지 감소하였다.

후속연구

본 연구결과는 콩의 생식생장 기간이 길수록 환경스트레스에 대한 내성이 강하고 일사량이 부족한 지역에 잘 적응할 수 있다는 연구결과(Egli, 2005; Magali et al., 2015)와 잘 부합되며, 내재해 및 다수성 콩 품종육성을 위한 선발지표로 유용하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
북한도입 유전자원인 TI196944는 6월 20일 파종기까지 지속적으로 등숙율이 저조하여 7월 10일 파종구가 수량이 가장 높았고, 나머지 국내육성 4품종은 6월 20일 파종구가 가장 높았다. 따라서 콩 다수확 및 고품질을 고려할 때 6월 중･하순경이 파종적기인 것으로 판단되며, 좀 더 면밀한 추가적인 검토가필요할 것으로 사료된다. 7월 20일 파종할 경우 6월 20일파종과 비교할 때 85~92% 수준이었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콩이란?	(L.) merrill]은 환경에 매우 예민한 작물로서 낮의 길이가 10시간 이내일 경우 꽃피는 시기가 앞당 겨지지만 12시간 이상으로 길어지면 꽃피는 시기가 늦어지는 전형적인 단일성 식물이다. 또한 경제적인 생산을 위해 서는 2,500~3,000°C 정도의 적산온도가 필요한 것으로 알려져 있다.
	콩의 생육시기별 고온이 품질과 수량에 미치는 영향은?	콩의 생육시기별 고온이 품질과 수량에 미치는 영향을 평가하기 위해 다양한 연구결과들이 보고되었다. Zheng et al. (2002)은 콩의 개화기부터 등숙기까지 25~30°C 온도처리로 입중이 감소됨을 보고하였고, Gibson & Mullen (1996)은 개화기 이후 30.5~32.5°C의 고온조건은 처리시기에 상관없이 종실중을 감소시킨다고 하였다.
	콩의 수량구성요소가 결정되는 시기는?	Jiang & Egli (1995)은 콩의 수량구성요소가 정해지는 결정적인 시기는 개화기(R2)~착협기(R3) 사이이며, Board et al. (1995)은 이 결정적인 시기는 종실이 발육을 시작하여 10~12일 후에 종료된다고 하였다.

참고문헌 (17)

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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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