[논문]북한 지역의 콩 기상 생태형 설정 연구

김보환; 이혜지; 김욱; 박세준

doi:10.7740/kjcs.2020.65.1.056

북한 지역의 콩 기상 생태형 설정 연구
Estimation of Meteorological Ecology of Soybean (Glycine max Merrill) for Crop Cultivation Regions of North Korea 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.65 no.1, 2020년, pp.56 - 62

김보환 (고려대학교 바이오시스템공학과) , 이혜지 (고려대학교 바이오시스템공학과) , 김욱 (고려대학교 바이오시스템공학과) , 박세준 (고려대학교 생명자원연구소)

초록
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본 연구는 북한 지역에 적합한 콩 품종의 기상생태형을 설정하고 그 특성을 제시하기 위하여 실시하였다. 지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기와 최대 재배일수를 결정하였으며, 이를 적용하여 지역별 콩 기상생태형을 분류하였고 그 특성은 다음과 같다. 1. 북한 지역의 콩 기상생태형 군은 총 8군으로 분류하였다. I군은 서해안 남부와 동해안 남부지역으로, II-1군은 서해 내륙의 남부에서 북부에 걸친 지역으로, II-2군은 동해안 중부지역으로, III-1군은 중부 내륙지역으로, III-2군은 동해안 북부지역으로, IV-1군은 중부 내륙 산간지역으로, IV-2군은 북부 내륙지역으로, IV-3군은 동해안 최북단과 북부 내륙 산간지역으로 결정되었다. 2. 수확 한계기는 I군에 속하는 남부 서해안과 동부 동해안 지역이 10월 21일~29일로 가장 늦었고, 중부 내륙과 산간지역으로 갈수록 짧아져 IV군에서는 9월 18일~10월 2일로 가장 빨랐다. 3. 최대 생육일수는 I군은 153~160일로 가장 길었으며, 북부산간 지역인 IV-3군은 100~111일로 가장 짧았다. 4. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때, 기상생태형 I군의 개화 한계기는 8월 12일~19일로 일장은 13.5~13.8 h이었으며, II군은 8월 2일~6일에 14~14.2 h, III군은 7월 27일~8월 2일에 14.2~14.4 h, IV군은 7월 10일~22일에 14.5~14.8 h이었다. 5. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때 적산온도는 서해 내륙에 있는 2-1군이 2,400℃ 이상으로 높았으며, 청진, 선봉, 중강 지역을 제외한 모든 지역에서 2,300℃ 이상을 보였다. 6. 최대 재배일수를 기준으로 산정한 적산온도는 I군과 II-1군은 3,000℃ 이상의 적산온도를 보였으며, II-2군, III-1군, 및 IV-1군은 2,500℃ 이상의 적산온도를 기록하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The meteorological ecology of a soybean variety (Glycine max Merrill) and its characteristics are important factors in selecting soybean variety suitable for the environment. This experiment was conducted to estimate the meteorological- ecological characteristics of soybean for 27 crop cultivation regions in North Korea. The meteorological ecology of each region was determined by the last harvest date and the maximum growth day determined using the daily minimum temperature of the region. The soybean meteorological group for 27 regions in North Korea was classified by eight groups. The last harvest date of group I, the south-west and south-east areas, was from October 21 to 29, which was the latest harvest date among the eight groups. It became shorter toward the central inland and mountainous areas of group IV, and it ranged from September 18 to October 2. The maximum number of growth days was 153~160 days in group I, and 100~111 days in group IV-3, the northernmost area of the east coast. Assuming total growth days as 110 days, the ranges of last flowering dates (and the day length) of group I, II, III, and IV were August 12~19 (day length of 13.5~13.8 h), August 2~6 (14-14.2 h), July 27~August 2 (14.2~14.4 h), and July 10~22 (14.5~14.8 h), respectively. The accumulative temperature of 110 growth days was above 2,400℃ in group II-1, the south to north area of the west inland, and above 2,300℃ in all regions except Cheongjin, Seonbong, and Jung-gang. The accumulative temperature calculated based on the maximum growth day was above 3,000℃ in group I and II-1 and above 2,500℃ in group II-2, the central area of the east coast, III-1, the central inland area, and IV-1, the central inland mountain area.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 2. Determination of dates for growth stage based on the lowest daily temperature of Suwon.
그림 Fig. 1. The 27 weather stations of North Korea.
그림 Fig. 3. The maximum growth day, the possible sowing date, the last dates for planting, flowering, and harvest of soybean for 23 regions of North Korea.
표 Table 1. The meteorological ecological characteristics of 8 soybean ecological groups for 23 regions of North Korea and Suwon.
그림 Fig. 4. The classification of 8 soybean meteorological ecological groups for 27 regions of North Korea.
그림 Fig. 5. The photoperiod at the last flowering date for 23 regions of North Korea and Suwon.
그림 Fig. 6. The accumulated temperature for 2 different growth periods for 23 regions of North Korea and Suwon.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 북한 지역별 기상 특성에 적합한 콩 생태형의 재설정이 필요한 시점에 있다. 본 연구는 북한 지역별 콩의 최적 재배모형과 생태형을 설정하기 위하여 실시하였으며, 최저온도와 생육일수를 근거한 지역별 콩 기상 생태형을 분류하고 그 특성을 제시하였다.
본 연구는 북한 지역에 적합한 콩 품종의 기상생태형을 설정하고 그 특성을 제시하기 위하여 실시하였다. 지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기와 최대 재배일 수를 결정하였으며, 이를 적용하여 지역별 콩 기상생태형을 분류하였고 그 특성은 다음과 같다.

가설 설정

본 연구에서 콩 수량 확보를 위한 콩의 최소 생육 기간은 파종기~개화기 40일과 개화기~성숙기 70일로 총 생육 기간 110일로 가정하였다. 경기도 북부지역(차탄리)에서 6월 15일 파종 시 황금콩의 개화일수 45일, 성숙일수 67일로 보고되었다(Lee et al.
포장에서 콩 묘의 출현은 토양온도 15°C 이하에서 늦어지며, 발아기의 최저온도는 6~7°C, 성숙기의 최저온도는 8~9°C로 제시되고 있다(RDA, 2017). 수량확보를 위한 콩의 생육기간은 파종기~개화기 40일과 개화기~성숙기 70일로 총 생육기간 110일을 최소 생육기간으로 가정하였다. 경기도 북부지역(차탄리)에서 6월 15일 파종시 황금콩의 개화일수 45일, 성숙일수 67일로 보고되었다(Lee et al.

제안 방법

1). 1987년부터 2016년까지의 30년간 기상자료에서 콩의 재배기간을 고려하여 5월 1일부터 10월 31일까지의 일 평균기온, 일 최저기온, 적산온도 및 일장을 분석하였다. 지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기(Last harvest date)와 최대 재배일수(Maximum growth day)(이하 재배일수)를 결정하였으며, 이를 기준으로 콩의 기상생태형을 분류하였다.
본 연구에서 북한 지역별 적합한 콩 품종의 기상생태형을 설정하기 위하여 지역별 수확 한계기와 최대 재배일수(이하 재배일수)를 결정하고 이를 기준으로 기상생태형을 분류하였다. 두 요인의 기준 적합성을 판단하기 위하여 한국의 수원지역을 대조구로 비교하였다(Fig. 2).
콩을 포함한 작물의 안정적 수량을 확보하기 위해서는 충분한 생육 기간이 확보되어야 하며, 수확기 이전에 안전한 종자 성숙이 이루어져야 한다. 본 연구에서 북한 지역별 적합한 콩 품종의 기상생태형을 설정하기 위하여 지역별 수확 한계기와 최대 재배일수(이하 재배일수)를 결정하고 이를 기준으로 기상생태형을 분류하였다. 두 요인의 기준 적합성을 판단하기 위하여 한국의 수원지역을 대조구로 비교하였다(Fig.
본 연구에서는 재배 개시일에서 개화 한계기, 파종 한계기에서 개화 한계기, 개화 한계기에서 수확 한계기까지 생육 시기별 적산온도를 산정하였다(Table 1). 재배 개시일에 서 개화 한계기까지의 적산온도는 최대 영양생장 기간의 적산온도를 의미하는 것으로 지역별 파종기 단축에 따른 확보할 수 있는 적산온도의 최댓값을 추정하였다.
본 연구에서는 재배 개시일에서 개화 한계기, 파종 한계기에서 개화 한계기, 개화 한계기에서 수확 한계기까지 생육 시기별 적산온도를 산정하였다(Table 1). 재배 개시일에 서 개화 한계기까지의 적산온도는 최대 영양생장 기간의 적산온도를 의미하는 것으로 지역별 파종기 단축에 따른 확보할 수 있는 적산온도의 최댓값을 추정하였다. 이는 618 ~1,979°C 범위로 지역 간 차이를 보였으며, 지역 간 파종 시기 단축일수 차이에서 기인 된 것으로 추정되었다.
재배 개시일은 30년간 평균 최저기온 + 표준편차의 온도가 10°C 이상이 되는 날로 정하였으며, 수확한 계기는 최저기온 + 표준편차의 온도가 5°C 이상이 되는 날로 정하였다.
지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기(Last harvest date)와 최대 재배일수(Maximum growth day)(이하 재배일수)를 결정하였으며, 이를 기준으로 콩의 기상생태형을 분류하였다. 재배일수는 재배 개시일(Sowing possible date)로부터 수확 한계기까지로 하였다. 재배 개시일은 30년간 평균 최저기온 + 표준편차의 온도가 10°C 이상이 되는 날로 정하였으며, 수확한 계기는 최저기온 + 표준편차의 온도가 5°C 이상이 되는 날로 정하였다.
본 연구는 북한 지역에 적합한 콩 품종의 기상생태형을 설정하고 그 특성을 제시하기 위하여 실시하였다. 지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기와 최대 재배일 수를 결정하였으며, 이를 적용하여 지역별 콩 기상생태형을 분류하였고 그 특성은 다음과 같다.
지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기(Last harvest date)와 최대 재배일수(Maximum growth day)(이하 재배일수)를 결정하였으며, 이를 기준으로 콩의 기상생태형을 분류하였다.
개화까지의 일수가 대개 콩의 생육일수를 결정한다(Cho, 1982). 콩 재배 지역에 적합한 콩 생태형을 생육일수와 유효적산온도를 근거하여 조생, 중생, 중만생, 및 만생종의 4군으로 분류하였고 품종을 제시하였다. 지역의 기상특성에 따라 적합한 생태형과 품종을 제시하였고(RDA, 1997) 1960년대의 도별 콩 장려품종도 제시하였다(Shin et al.

대상 데이터

3 and 4). I군은 수확 한계기가 10월 21일~29일이며, 재배일수는 153~160일로서 북한 지역에서 가장 긴 생육 기간을 확보할 수 있는 군으로 서해안 남부에 있는 남포, 해주와 동해안 남부에 있는 장전, 원산이 결정되었다. II군은 수확 한계기가 10월 12일~16일이며, 재배일수에 따라 II-1군은 139~148일로 서해 남부에서 북부에 걸쳐 개성, 평양, 사리원, 신의주, 용연이 속하였고, II-2군은 134~138일로서 동해안 중부에 있는 신포, 김책, 함흥이 결정되었다.
1. The 27 weather stations of North Korea.
본 연구의 대상 지역은 한국의 수원과 북한의 기상관측자료가 있는 27개 지역으로 하였다(Fig. 1). 1987년부터 2016년까지의 30년간 기상자료에서 콩의 재배기간을 고려하여 5월 1일부터 10월 31일까지의 일 평균기온, 일 최저기온, 적산온도 및 일장을 분석하였다.

성능/효과

1. 북한 지역의 콩 기상생태형 군은 총 8군으로 분류하였다. I군은 서해안 남부와 동해안 남부지역으로, II-1군은 서해 내륙의 남부에서 북부에 걸친 지역으로, II-2군은 동해안 중부지역으로, III-1군은 중부 내륙지역으로, III-2군은 동해안 북부지역으로, IV-1군은 중부 내륙 산간지역으로, IV-2군은 북부 내륙지역으로, IV-3군은 동해안 최북단과 북부 내륙 산간지역으로 결정되었다.
2. 수확 한계기는 I군에 속하는 남부 서해안과 동부 동해안 지역이 10월 21일~29일로 가장 늦었고, 중부 내륙과 산간지역으로 갈수록 짧아져 IV군에서는 9월 18일~10월 2일로 가장 빨랐다.
3. 최대 생육일수는 I군은 153~160일로 가장 길었으며, 북부 산간 지역인 IV-3군은 100~111일로 가장 짧았다.
4. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때, 기상생태형 I군의 개화 한계기는 8월 12일~19일로 일장은 13.5~13.8 h이었으며, II군은 8월 2일~6일에 14~14.2 h, III군은 7월 27일~8월 2일에 14.2~14.4 h, IV군은 7월 10일~22일에 14.5~14.8 h이었다.
5. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때 적산온도는 서해 내륙에 있는 2-1군이 2,400°C 이상으로 높았으며, 청진, 선봉, 중강 지역을 제외한 모든 지역에서 2,300°C 이상을 보였다.
6. 최대 재배일수를 기준으로 산정한 적산온도는 I군과 II-1군은 3,000°C 이상의 적산온도를 보였으며, II-2군, III-1군, 및 IV-1군은 2,500°C 이상의 적산온도를 기록하였다.
8 h이었다. I군과 IV군의 일장 차이는 무려 1 h을 보였으며, I군에서 IV군으로 개화 한계일장이 증가하였으며, 군간 차이가 뚜렷하였다. 각 군의 한계일장보다 짧은 일장에서 감응하는 품종들은 개화기가 지연되어 종자 성숙기간이 단축과 수량소실이 될 것으로 예상하였다.
북한 전역의 재배 개시일은 5월 15일~6월 12 일로 서해안 남부의 남포가 가장 빨랐으며, 동해안 북부 지대의 선봉이 가장 늦었다. 북한 전역의 재배일수 범위는 100일~160일의 범위로 중강이 100일로 가장 적었으며, 남포가 160일로 가장 긴 재배일수를 보였다. 한국의 대조 지역인 수원의 콩 수확 한계기는 10월 21일, 재배 개시일은 5월 19일, 재배일수는 155일로 산정되었다(Fig.
IV-1군은 중부 내륙 산간지역으로, IV-2군은 북부 내륙지역으로, IV-3군은 동해안 최북단과 북부 내륙 산간지역으로 결정되었다. 북한의 남부 서해안과 동부 동해안 지역이 수확 한계기가 늦었고 재배일수가 길었으며, 중부 내륙과 산간지역의 갈수록 수확 한계기가 짧아지고 재배일수가 감소하였다. 한국의 대조 지역인 수원은 콩 수확 한계기는 10월 21일, 재배 일수는 155일로 I군에 속하는 것으로 결정되었다.
수원은 2,520°C을 기록하여 북한의 모든 지역보다 높은 적산온도를 보였다.
기상생태형 1군의 파종 한계기는 7월 2일~9일, II군은 6월 22일~26일, III군은 6월 17일~22일, IV군은 6월 6일~12일로 결정되었다. 파종 한계기로부터 재배 개시일까지 파종 시기를 단축할 수 있는 일수는 I군은 43~50일, II군은 24~38일, III군은 17~31일로 산정되어, 이 지역에서는 이모작 등 작부체계를 고려한 파종기의 이동이 가능할 것으로 평가되었다. IV군의 경우, IV-1군은 10~13일, IV-2군과 IV-3군은 0~6일 정도로 파종 시기를 단축할 수 있는 여지가 적거나 없음을 보였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콩의 기능은 무엇인가?	콩(Glycine max Merrill)은 북한 주민들에게 단백질 섭취의 주공급원으로, 최근 영양 균형을 맞추기 위하여 콩 재배 면적을 확장하는 추세에 있다. 콩은 토양에 질소를 공급하는 기능이 있어 윤작 작물(crop rotation) 및 간작 작물(break crop)로 재배를 장려하고 있다(Kim & Lim, 2018). 북한 콩의 재배면적은 2017년 기준으로 15만 ha로 추정되고 있으며, 북한의 두류 생산량은 2015~2017년 평균 294.
	북한 주민들의 단백질 섭취 주공급원은 무엇인가?	콩(Glycine max Merrill)은 북한 주민들에게 단백질 섭취의 주공급원으로, 최근 영양 균형을 맞추기 위하여 콩 재배 면적을 확장하는 추세에 있다. 콩은 토양에 질소를 공급하는 기능이 있어 윤작 작물(crop rotation) 및 간작 작물(break crop)로 재배를 장려하고 있다(Kim & Lim, 2018).
	지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기와 최대 재배일수를 결정하고 이를 적용하여 지역별 콩 기상생태형을 분류하였을 때 그 특성은?	지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기와 최대 재배일수를 결정하였으며, 이를 적용하여 지역별 콩 기상생태형을 분류하였고 그 특성은 다음과 같다. 1. 북한 지역의 콩 기상생태형 군은 총 8군으로 분류하였다. I군은 서해안 남부와 동해안 남부지역으로, II-1군은 서해 내륙의 남부에서 북부에 걸친 지역으로, II-2군은 동해안 중부지역으로, III-1군은 중부 내륙지역으로, III-2군은 동해안 북부지역으로, IV-1군은 중부 내륙 산간지역으로, IV-2군은 북부 내륙지역으로, IV-3군은 동해안 최북단과 북부 내륙 산간지역으로 결정되었다. 2. 수확 한계기는 I군에 속하는 남부 서해안과 동부 동해안 지역이 10월 21일~29일로 가장 늦었고, 중부 내륙과 산간지역으로 갈수록 짧아져 IV군에서는 9월 18일~10월 2일로 가장 빨랐다. 3. 최대 생육일수는 I군은 153~160일로 가장 길었으며, 북부산간 지역인 IV-3군은 100~111일로 가장 짧았다. 4. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때, 기상생태형 I군의 개화 한계기는 8월 12일~19일로 일장은 13.5~13.8 h이었으며, II군은 8월 2일~6일에 14~14.2 h, III군은 7월 27일~8월 2일에 14.2~14.4 h, IV군은 7월 10일~22일에 14.5~14.8 h이었다. 5. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때 적산온도는 서해 내륙에 있는 2-1군이 2,400℃ 이상으로 높았으며, 청진, 선봉, 중강 지역을 제외한 모든 지역에서 2,300℃ 이상을 보였다. 6. 최대 재배일수를 기준으로 산정한 적산온도는 I군과 II-1군은 3,000℃ 이상의 적산온도를 보였으며, II-2군, III-1군, 및 IV-1군은 2,500℃ 이상의 적산온도를 기록하였다.

참고문헌 (11)

Cho, G. Y. 1982. Upland cropping (4th). Hyang Mun Sa. pp. 235-280 (In Korean).
Heo, S. K., H. P. Mun, E. K. Jung, U. H. Yang, J. K. Lee, and T. Y. Kim. 2018. Improving food productivity in the North Korean region. Korea Seed Research Society Symposium pp. 113-167 (In Korean).
Kim, Y. H. and C. H. Lim. 2018. KREI North Korean agriculture trend. KREI. Vol. 20, Issue 2, pp. 3-9 (In Korean).
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상세보기
Park, H. K., Y. J. Oh, H. S. Kim, K. H. Kim, S. K. Suh, and D. Y. Suh. 2001. Future prospects for increase production of soybean. In International Symposium for 'Development Strategy for Self-production of Soybean. pp. 79-121 (In Korean).
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Shin, D. W., S. H. Park, G. R. Park, J. H. Kim, G. S. Lee, and S. P. Lee. 1998. North Korean agricultural technology (Including the Yanbian region of China). Oh Sung Publisher. pp. 187-208 (In Korean).

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