[논문]고온과 한발이 콩의 수량 및 품질에 미치는 영향

신평; 상완규; 김준환; 이윤호; 백재경; 권동원; 조정일; 서명철

doi:10.7740/kjcs.2020.65.4.346

고온과 한발이 콩의 수량 및 품질에 미치는 영향
Effects of High Temperature and Drought on Yield and Quality of Soybean 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.65 no.4, 2020년, pp.346 - 352

초록
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본 연구는 2017년과 2018년의 기상을 가지고 연도별에 따른 대원, 대풍2호, 풍산나물콩의 생육 및 수량구성요소와 종자 크기, 지방, 단백질 함량을 분석하였다. 두 연도별 생육 시기를 보면 대원과 대풍2호에서 2018년이 2017년보다 생육 시기가 빠른 경향을 보였으나 풍산나물콩은 큰 차이가 없었다. 생육 기간 중 R1~R5에서 평균기온은 모든 품종에서 2018년이 2017년보다 높은 반면에 강수량은 풍산나물콩을 제외한 모든 품종에서 2018년이 2017년보다 적었다. 수분모형으로 각 연도의 일별 토양수분함량을 예측한 결과 2018년이 2017년보다 한발 기간이 길었고 개화시부터 종실비대기 이전까지 한발이 지속된 것으로 예측되었다. 종실 수량과 백립중은 2017년이 2018년보다 더 컸으며, 종실 크기는 2017년의 종실이 2018년보다 큰 경향을 나타내었다. 지방 함량은 모든 품종에서 2017년의 지방함량이 2018년보다 많았고 대풍2호, 대원이 연도별 기상에 따른 큰 차이를 보였다. 반면 단백질 함량은 2018년이 2017년보다 높은 경향을 보였지만 품종별 차이를 나타내었다. 결과적으로 2018년의 개화시부터 종실비대시 이전 기간이 2017년보다 평균기온이 높고 강수량이 적은 기상으로 인하여 콩의 수량, 지방 및 단백질 함량에 영향을 주었다. 이번 연구를 통하여 고온과 한발에 내성이 있음과 동시에 품질 감소가 저하되는 콩 품종 개발 및 재배 연구가 활발하게 이루어질 것이라 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Currently, many studies are being conducted to cope with climate changes due to global warming and abnormal weather. The objective of this study was to investigate the effects of weather on the growth, yield components, and quality of soybeans using weather data from 2017 and 2018. The average temperature in 2018 was higher than that in 2017 from R1 to R5 of the growth stage for all cultivars. On the other hand, precipitation in 2018 was reduced compared to that in 2017 for Daewon and Daepung-2ho. It was observed that the flowering date in 2018 was earlier than that in 2017 for Daewon and Daepung-2ho, but the flowering date for Pungsannamul in 2018 was similar to that in 2017. Simulating soil water content with the estimation model (AFKAE0.5) determined that there were fewer drought dates in 2017 than those in 2018, and drought lasted from R1 to early R5 of the growth stage in 2018. Soybean growth in 2017 was better than that in 2018, and seed yield and 100-seed weight of soybean were higher in 2017 than those in 2018 for all cultivars. The seed size in 2017 was larger than that in 2018 for all cultivars. Oil content in 2017 was higher than that in 2018; in particular, the difference between both years was observed for Daewon and Daepung-2ho. Protein content was higher in 2018 than that in 2017; however, there were different levels for each cultivar. Thus, these results indicate that the yield component and quality of soybeans are affected by high temperature and drought.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Average temperature (a) and precipitation (b) during every 10 days in the last 5 years (2012~2016), 2017 and 2018.
표 Table 1. Growth period of each cultivar in 2017 and 2018.
표 Table 2. Average temperature and total precipitation of cultivar during the growth stage in 2017 and 2018.
그림 Fig 2. Simulation of soil water content in 2017 and 2018with the estimation model (AFKAE0.5).
표 Table 3. Growth status of each cultivar during harvest period in 2017 and 2018.
표 Table 4. Yield component of each cultivar during harvest period in 2017 and 2018.
표 Table 5. Distribution of soybean seed for three cultivars in 2017 and 2018.
그림 Fig. 3. Oil contents of Daewon, Dapung-2ho, and Pungsannamul in 2017 and 2018.
그림 Fig. 4. Protein contents of Daewon, Dapung-2ho, and Pungsan-namul in 2017 and 2018.

AI 본문요약
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문제 정의

해외에서는 온도 및 수분 스트레스에 의한 콩의 연구가 다양하지만 국내에서는 이에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 기상이 서로 다른 연도에 따른 콩의 생육 및 수량구성요소를 조사하고 지방 및 단백질 함량을 분석하여 기상에 따른 수량 및 품질 변화에 대한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.

제안 방법

2017년과 2018년에 재배된 기간 동안 시험포장에서 토층 300 mm 이하의 수분함량을 알아보기 위해 토양수분 예측 모형인 AFKAE0.5 (Seo et al., 2012)를 사용하여 토양수분함량을 예측한 후 각 연도별 수분함량 예측 결과를 분석하였다.
본 연구는 2017년과 2018년의 기상을 가지고 연도별에 따른 대원, 대풍2호, 풍산나물콩의 생육 및 수량구성요소와 종자 크기, 지방, 단백질 함량을 분석하였다. 두 연도별 생육 시기를 보면 대원과 대풍2호에서 2018년이 2017년보다 생육 시기가 빠른 경향을 보였으나 풍산나물콩은 큰 차이가 없었다.
연차와 품종에 따른 조지방 분석은 조지방 자동 추출 장치(Foss, Soxtec8000, Hilleroed, Denmark)를 이용하여 마쇄한 종실 3 g을 넣은 원통 여지(Thimble filter)에 Ether를 넣어 추출한 후 105°C 항온기에 1시간 30분동안 Ether를 제거하였다.

대상 데이터

본 시험은 전라북도 완주군 이서면 국립식량과학원 시험 포장에서 2017년부터 2018년까지 수행하였다. 품종은 장류콩인 대원, 대풍2호와 나물콩인 풍산나물콩을 사용하였고, 파종 날짜는 2017년과 2018년 각각 6월 20일에 파종하였다.
재배기간 동안의 기상 자료와 평년 기상은 2012년부터 2016년까지의 자료는 전주지역 기상청 기상 자료로 분석하였다.
조사방법은 농업과학기술 조사분석기준(RDA, 2012)에 준하여 경장, 경태, 마디수, 분지수, 개체당 착협수, 개체당 립수 및 100립중, 수량을 조사하였다. 종실 크기는 건조시킨 300개의 종실을 test sieve를 이용하여 4 mm부터 8 mm까지 나누어 그 비율을 퍼센트로 나타내었다.
콩 수량 구성 요소 조사는 10월 20일에 품종 당 식물체 20주를 3지점 채취하였다. 조사방법은 농업과학기술 조사분석기준(RDA, 2012)에 준하여 경장, 경태, 마디수, 분지수, 개체당 착협수, 개체당 립수 및 100립중, 수량을 조사하였다.
본 시험은 전라북도 완주군 이서면 국립식량과학원 시험 포장에서 2017년부터 2018년까지 수행하였다. 품종은 장류콩인 대원, 대풍2호와 나물콩인 풍산나물콩을 사용하였고, 파종 날짜는 2017년과 2018년 각각 6월 20일에 파종하였다. 재식 거리는 대원과 대풍2호의 경우 70×15 cm, 풍산나물콩은 70×10 cm로 설정하여 농촌진흥청 표준영농교본에 준하였으며(RDA, 2015), 시비량은 30-30-34 kg·ha^-1(N-P-K)이었다.

데이터처리

연구결과에 따른 통계 분석은 RStudio ver. 1.2.1335를 활용하여 분산분석을 통해 p < 0.05수준에서 유의성을 검정하였다.

이론/모형

Fig 2. Simulation of soil water content in 2017 and 2018 with the estimation model (AFKAE0.5).
단백질 분석은 Dumas법(Fred & Watts, 1993)으로, 마쇄한 종실을 0.1 g 칭량하여 원소분석기(Leco, FP628, U.S)로 측정한 값을 단백질 환산계수 6.25를 곱하여 나타내었다.
재식 거리는 대원과 대풍2호의 경우 70×15 cm, 풍산나물콩은 70×10 cm로 설정하여 농촌진흥청 표준영농교본에 준하였으며(RDA, 2015), 시비량은 30-30-34 kg·ha-1(N-P-K)이었다.
콩 수량 구성 요소 조사는 10월 20일에 품종 당 식물체 20주를 3지점 채취하였다. 조사방법은 농업과학기술 조사분석기준(RDA, 2012)에 준하여 경장, 경태, 마디수, 분지수, 개체당 착협수, 개체당 립수 및 100립중, 수량을 조사하였다. 종실 크기는 건조시킨 300개의 종실을 test sieve를 이용하여 4 mm부터 8 mm까지 나누어 그 비율을 퍼센트로 나타내었다.

성능/효과

연도에 살펴보면 2017년의 립수가 2018년보다 모든 품종에서 많았고, 품종별로 살펴보았을 때 풍산나물콩 > 대풍2호 > 대원 순으로 많았다. 100립중은 착협수, 립수와 마찬가지로 모든 품종에서 2017년의 100립중이 2018년보다 컸으며, 품종별로 비교했을 때 대원의 100립중이 다른 품종보다 연도별 차이가 가장 컸다. 수량은 2017년의 수량이 2017년보다 많았고 세 품종을 연도별로 비교해본 결과 대원의 수량이 다른 2품종에 비해 수량이 가장 낮았다.
반면 단백질 함량은 2018년이 2017년보다 높은 경향을 보였지만 품종별 차이를 나타내었다. 결과적으로 2018년의 개화시부터 종실비대시 이전 기간이 2017년보다 평균기온이 높고 강수량이 적은 기상으로 인하여 콩의 수량, 지방 및 단백질 함량에 영향을 주었다. 이번 연구를 통하여 고온과 한발에 내성이 있음과 동시에 품질 감소가 저하되는 콩 품종 개발 및 재배 연구가 활발하게 이루어질 것이라 생각된다.
본 연구는 2017년과 2018년의 기상을 가지고 연도별에 따른 대원, 대풍2호, 풍산나물콩의 생육 및 수량구성요소와 종자 크기, 지방, 단백질 함량을 분석하였다. 두 연도별 생육 시기를 보면 대원과 대풍2호에서 2018년이 2017년보다 생육 시기가 빠른 경향을 보였으나 풍산나물콩은 큰 차이가 없었다. 생육 기간 중 R1~R5에서 평균기온은 모든 품종에서 2018년이 2017년보다 높은 반면에 강수량은 풍산나물콩을 제외한 모든 품종에서 2018년이 2017년보다 적었다.
100립중은 착협수, 립수와 마찬가지로 모든 품종에서 2017년의 100립중이 2018년보다 컸으며, 품종별로 비교했을 때 대원의 100립중이 다른 품종보다 연도별 차이가 가장 컸다. 수량은 2017년의 수량이 2017년보다 많았고 세 품종을 연도별로 비교해본 결과 대원의 수량이 다른 2품종에 비해 수량이 가장 낮았다. 이는 온도가 높아질수록 개체당 협수가 감소한다고 보고한 Puteh et al.
생육 기간 중 R1~R5에서 평균기온은 모든 품종에서 2018년이 2017년보다 높은 반면에 강수량은 풍산나물콩을 제외한 모든 품종에서 2018년이 2017년보다 적었다. 수분모형으로 각 연도의 일별 토양수분함량을 예측한 결과 2018년이 2017년보다 한발 기간이 길었고 개화시부터 종실비대기 이전까지 한발이 지속된 것으로 예측되었다. 종실 수량과 백립중은 2017년이 2018년보다 더 컸으며, 종실 크기는 2017년의 종실이 2018년보다 큰 경향을 나타내었다.
수분모형으로 각 연도의 일별 토양수분함량을 예측한 결과 2018년이 2017년보다 한발 기간이 길었고 개화시부터 종실비대기 이전까지 한발이 지속된 것으로 예측되었다. 종실 수량과 백립중은 2017년이 2018년보다 더 컸으며, 종실 크기는 2017년의 종실이 2018년보다 큰 경향을 나타내었다. 지방 함량은 모든 품종에서 2017년의 지방함량이 2018년보다 많았고 대풍2호, 대원이 연도별 기상에 따른 큰 차이를 보였다.
종실 수량과 백립중은 2017년이 2018년보다 더 컸으며, 종실 크기는 2017년의 종실이 2018년보다 큰 경향을 나타내었다. 지방 함량은 모든 품종에서 2017년의 지방함량이 2018년보다 많았고 대풍2호, 대원이 연도별 기상에 따른 큰 차이를 보였다. 반면 단백질 함량은 2018년이 2017년보다 높은 경향을 보였지만 품종별 차이를 나타내었다.

후속연구

결과적으로 2018년의 개화시부터 종실비대시 이전 기간이 2017년보다 평균기온이 높고 강수량이 적은 기상으로 인하여 콩의 수량, 지방 및 단백질 함량에 영향을 주었다. 이번 연구를 통하여 고온과 한발에 내성이 있음과 동시에 품질 감소가 저하되는 콩 품종 개발 및 재배 연구가 활발하게 이루어질 것이라 생각된다.

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저자의 다른 논문 :

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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