한국연초학회 2001년도 제45회 학술발표회 및 심포지움:담배산업의 환경변화와 최근의 연구동향
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pp.35-43
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2001
일대잡종육종이란 현대의 다양한 육종기술 중 하나로 교배 제1세대의 잡종강세현상을 곧바로 이용하는 것으로 여러 작물에서 실용적으로 이용되고 있다. F$_1$잡종종자를 생산하려면 자가수분을 통제해야 하는데 웅성불임을 이용하면 자친의 화분제거 노력이 생력되어 경제적인 종자생산이 가능하다. 연초는 자식성 작물로 잡종강세는 높지 않으나 종간 교잡에 의한 cms가 만들어진 이후 버어리종 등에서는 60년대부터 직적형질에 가깝게 유전되는 우성 단일유전자의 지배를 받는 N. logniflora의 역병(race 0)저항성을 도입한 웅성불임(cms) F$_1$잡종이 활발하게 이용되어 왔다. 최근에는 cms F$_1$잡종의 이용영역이 넓어져 우리나라의 경우 N. glutinosa에서 유래한 우성 단일인자 TMV저항성을 도입한 황색종 cms F$_1$잡종 KF 114가 주 재배품종이 되었고 버어리종에서는 VAM에서 유래한 열성단일유전자의 지배를 받는 PVY저항성이 도입된 KB 111의 확대재배가 예상되고 있다. 본 글에서는 cms F$_1$잡종의 국내외 이용 사례를 살펴보고 cms F$_1$잡종의 육성과 이용방향, cms F$_1$잡종 종자생산에 관하여 기술하였다. 그리고 병저항성뿐 아니라 알칼로이드함량, 염록소함량, DVT나 챤-abienol 및 SE함량 등 질적형질에 가깝게 유전되고 유전양식이 명확하게 밝혀진 화학성분에 대해서도 F$_1$잡종 육성의 대상 형질로 논의하였다.
생력화를 위한 구기자의 수확 기계화는 열악한 수확작업환경을 쾌적한 작업환경으로 개선하고 노동력 감소, 생산비 절감을 할 수 있다. 관행 손 수확과 진동 고리형 수확기 방법보다 높은 작업 능률 향상으로 영농규모의 확대 촉진 및 안정적인 영농 구조를 구축하여 재배농가의 생산비를 절감하여 경쟁력을 높일 수 있으며, 기존 인력에 의존하였던 수확작업을 기계화함으로서 전업농 및 대단위 경작이 가능하게 함으로서 국내에서 생산한 양질의 구기자를 국민에게 안정적으로 제공할 수 있다. 따라서, 본 연구는 구기자 수확작업의 생력화를 위하여 개발 보급된 수목형의 재배법 특성을 분석하고 이를 토대로 타격장치를 적용한 보행형 구기자 수확기를 개발하는데 목적이 있다. 수목형 구기자나무의 분지에 착과되어 있는 숙과를 주행하면서 탈과 할 수 있는 탈과 장치를 제작하기 위하여 타격형 탈과 장치를 3D 모델링 작업(Inventor V.11, Autodesk, USA) 후 시작기를 제작, 구기자 수확 시작기는 주행부, 타격장치, 집과부, 분지유인부로 구성하였다. 구기자 수확 시작기의 최대 높이는 형태학적 특성을 토대로 타격봉의 높이를 900 mm 이하로 제한하였으며, 조향장치의 높이는 800 mm로 하였다. 주행부는 구기자 재식 조사결과를 이용하여 고랑 폭 1,500 mm 이하에서 자유롭게 전 후진 이동이 가능하고 경사로 등을 주행 시에도 안전성을 높이기 위해 자동브레이크 기능이 있으며 타격장치의 타격 봉은 알루미늄 재질로 지름 100 mm, 길이 400 mm로 설계 제작하였으며, 구기자 분지 타격 시 분지와 타격 봉이 수직 상태로 타격이 가능하도록 제작, 집과장치는 포장의 두둑, 고랑은 일괄 표준화가 되어 있지않아 청양구기자시험장에서 측정한 재배법을 바탕으로 설계된 수집부 프레임의 적용범위는 폭 450 mm, 길이 720 mm, 높이 1,500 mm를 집과 범위로 하여 설계 제작하였다. 타격 방식을 적용한 구기자 수확기 성능평가 결과 조숙기에 30초 이상의 탈과 시 87.5 % 이상 탈과는 어려울 것으로 판단되었으며, 성숙기에는 타격시간에 관계없이 92 %의 매우 우수한 탈과율이 나타났다. 성숙기의 주행속도 48 m/h 일 때 탈과율과 집과율은 89 %, 92 %로 나타났다.단위작업시간당 최대 수확 능력은 관행작업 2.9 kg/hr, 진동고리형 수확기 5.2 kg/hr, 타격방식을 적용한 구기자 수확기는 최소 7.6 kg/hr, 최대 24.1 kg/hr로 관행작업과 비교하여 주행속도와 시기별 최소 2.6배, 최대 8.3배의 작업 성능 차이가 나타났다. 재배양식에서는 기계화 수목형이 적합한 것으로 나타났고, 타격방식을 적용한 보행형 구기자 수확기를 이용하여 수형별 시간대별 수확성능을 시험한 결과 우수한 결과가 나타났다. 이에 따라 구기자 재배 농가에 기계화수목형 재배법을 보급하고 타격방식을 적용한 구기자 수확기를 이용하면 작업환경 개선과 노동력, 인건비 절감을 통한 영농규모의 확대 촉진 및 안정적인 영농 구조로 구기자 경쟁력 제고를 할 수 있을 것으로 판단되어진다.
본 시험은 벼 담수표면직파재배 (이하는 담수직파)에서 가장 문제가 되는 도복발생의 원인을 손이양재배와 비교, 구명하기 위하여 작물시험장 답물포장에서 1991~1992년에 수행되었다. 공시품종은 자포니카인 화정벼를 이용하였고, 벼 재배방법은 침수작파와 손이양으로 하였으며, 질소시비량은 4수준(50,100, 150,200kg/ha)으로 처리하였다. 1. 벼의 지상부생중은 출수후 20일경에 가장 무거웠으며, 그 후 계속 감소되었고, 중심고비율은 성숙기까지 점진적으로 증가되었다. 또 좌절중은 출수후 40일 까지 계속 감소되었으며, 도복지수는 출하후 30~40일 경에 가장 컸다. 2. 손이앙에서는 간장, 지상부 생중, 도복지수는 침수직파에서 보다 현저히 크고, 좌절종은 서로 비슷하였으나 실제 포장도복은 침수직파에서 더 심하였는데 이는 두 재배양식 간에 도복원인이 서로 다르다는 것을 나타낸다. 3. 손이양은 질소 200kg/ha에서 반복형 도복이 있었으나, 침수직파는 질소 150kg/ha 이상에서 뿌리도복이 심하게 발생되었다. 4. 침수직파에서 뿌리도복이 심했던 주된 요인은 벼 뿌리의 천근화 현상 때문인데, 토층표면(0~5cm)의 뿌리분포는 침수직파(65.2%)가 손이앙(51.6%)보다 현저히 많았으나 상층 5~10cm에서는 침수직파(18.5%)가 손이앙(28.0%)보다 적었다. 또 간기부의 매몰깊이가 손이앙은 4.0cm로 깊었으나 침수직파는 1.2cm로 얕기 때문에 등숙의 진전과 더불어 지상부의 무게중심이 높아질 때 침수직파의 경우 뿌리의 식물체 지지력이 양화되어 도복이 쉽게 발생되었다. 5. 침수직파는 손이양에 비하여 단위면적당 수수는 많았으나 수당입수가 적고 도복으로 인하여 등숙비율이 낮았다. 벼 수량은 평균적으로 침수직파는 손이앙의 약 82% 정도였으며, 침수직파의 수량제한요인은 도복으로 인한 낮은 등숙비율이었다.
우리나라의 자연환경조건에서 땅콩 다수확재배의 가장 큰 제한요인의 하나인 파종후 생육초기의 저온 착협후 등숙기의 저온조건을 개선하기 위하여 수원 (N37 16', E126 59')에서 천엽반립을 공시, 파종기 2수준(4월10일, 5월1일), 재배양식 2수준(투명비닐피복, 무피복), 시비량 3수준$(표준비 3-7-10kg10^a$, 50% 증비, 100% 증비) 으로 처리하여 세세구 배치법 3반복으로 실시한 바 땅콩 다수확 비닐피복재배기술에 대한 주요결과를 다음과 같이 요약한다. 1 ) 투명비닐피복구는 무피복구에 비하여 5월 30일까지 지면온도 9.4~2.8\circ C (10시), $13.6~6.1^{\circ}C$ (14시) 더 높았으며 지중온도에서는 6월 25일까지 $4.8~0.9^{\circ}C$ (10시), $7.3~0.4^{\circ}C$7.3~0.4\circ C (14시) 더 높았다. 2) 출현기에 있어서 비닐피복구는 무피복구에 비하여 4월 10일 파종에서 11~15일, 5월 1일 파종에서 4~5일 빨랐다. 4월 10일 파종 비닐피복구는 5월 1일 파종 무피복구에 비하여 15~16일이나 빨랐다. 3) 비닐피복구는 무피복구에 비하여 초기생육이 2~6배 촉진되었다. 4) 개화기에서 4월 10일 파종 비닐피복구는 5월 1일 파종 무피복에 비하여 17~18일이나 빨랐다. 5) 개화최성기는 일반재배에서 재내종 8월상순,. 우량품종 7월하순이었으나 우량품종 4월 10일 파종 비닐피복구는 7월중순이었다. 6) 유효개화한계기는 수원에서 8월중순이라 생각되었다. 7) 주당유효개화수는 4월 10일 파종 비닐피복구 236~281화(평균 260화)로써 무피복에 비하여 25~29% 더 많았으며 5월 1일 파종에서도 22~29% 더 많았다. 8) 주당착협수에서 비닐피복구는 무피복구에 비하여 파종기에 관계없이 약 2배나 많았다. 9) 주당유효개화수에 대한 자방병수비율은 49~60%이었고 비닐피복구의 착협수비율은 12~15%로서 무피복구에 비하여 5~7% 더 높았다. 주당자방병수에 대한 착협수비율은 비닐피복구 23~24%로서 무피복구에 비하여 9~10% 더 높았다. 10)협실비율 및 100립중에서도 비닐피복구는 무피복구에 비하여 각각 3~4%, 4~5g 높고, 무거워 등숙이 향상되었다. 11) 비닐피복재배는 증비의 효과가 있었으며 2배비 비닐피복구(6-14-20kg/10a)는 무피복 표준비구에 비하여 82~99% 증수되어 종실 315~344kg/10a 을 생산하였다.
벼-자운영의 연속재배체계 확립을 통해 자운영을 지속적으로 이용하고자 기계이앙 및 직파 파종시기와 재배양식을 달리하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 자운영의 식물체 무기성분함량은 T-N이 2.92%, P$_2$$O_{5}$가 0.74%, $K_2$O가 4.28%로 ㏊당 30 ton정도의 녹비가 생산되면 벼 재배시 인산을 제외하고는 표준시비량 이상에 해당되었다. 2. 자운영 녹비의 포장 잔존율은 초기 1주일 이내에 급격히 떨어져 토양에 환원되었고, 무기성분의 잔존율도 같은 경향이었다. 질소성분에 비해 인산과 가리성분의 환원정도가 더 빨랐고, 심토에 비해 표토에서 낮은 결과를 보였다. 3. 무경운 직파재배에서는 5월 25일 이후 파종할 경우 파종 시기에 관계없이 벼 수확후 자연적인 자운영 재입모로 다음해 피복이 가능하였다. 4. 무경운이앙은 자운영의 지상부 예취 없이는 벼 이앙이 불가능하여 농가활용이 곤란하였고, 경운이앙은 5월 25일 이앙시 벼 수확후 자운영의 자연적인 입모가 극히 불량한 반면, 6월 4일 경운후 이앙시 벼의 충분한 생육과 수량이 확보되고 운영의 자연적인 재입모로 다음해에도 자운영 조성이 가능하였다. 5. 자운영포장에 벼 이앙시 결주율은 경운에 비해 무경운에서 높았고 이앙심도도 무경운이앙시 예취된 자운성 때문에 얕아 도복이 우려되었다. 6. 자운영 후작 포장의 벼 수량은 무경운직파의 경우 입모가 불량하여 수량이 낮았으나, 경운이앙의 경우 자운생이 재배되지 않은 대조구에 비해 4~6% 증수되었다.
벼 생력 직파재배양식으로 최근에 개발 보급된 무논골뿌림재배의 파종 피술체계확립의 일환으로 파종량에 따른 생육 및 수량반응을 검토하고자 시험을 실시하였던바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 파종량이 증가할수록 $m^2$당 입모수는 직선적으로 증가하였으나, 개체당 수수는 입모수 증가에 따라 완만하게 감소하는 경향이었다. 2. 유효경 비율 및 출수기 경당엽면적은 파종량이 증가함에따라 감소하였으며 출수기는 큰차이가 없었다. 3. 도복관련 형질중 간장, 수장, 좌절량, 줄기굵기 등이 파종량 증가와 함께 감소하는 경향이었고, 10a당 7kg이상에서는 포장도복이 심하게 발생되었다. 4. $m^2$당의 수수증가에 따라 수당립수와 등숙비율이 감소하였으며, 수량은 10a당 5kg을 기점으로하여 점차 감소하는 경향이었다. 5. 수량에 대한 수량구성요소의 경로계수 분석결과에 의하면 등숙비율의 직접효리가 가장컸으며, 최대수량을 얻기위한 $m^2$당 입모수는 105개 정도, 이때의 10a당 파종량은 4.5kg 수준이었다.
수로형의 양어시설에서 틸라피아 사육시 성장도 및 사육수의 수질을 파악하여 수경재배시설에 수로형 사육시설의 병용 가능성을 조사하고, 펜타이트 파이프를 이용한 간이 수로형사육시설을 개발하고자 시험을 수행하였다. 폭 2m, 높이 1m,길이 19m의 수로형 사육시설 위에 수경 베드를 설치하고 틸라피아를 양식하였다. 수질은 사육하는데 이상 없이 유지되었고, 수로형 시설에서의 틸라피아의 성장은 원형사육시설에서의 그 것과 대등하였다. 따라서 수경재배시설에 수용할 수 있는 양어시설은 수로형이 적합하며 사육환경이 정상적이므로 수로형 사육시설의 도입이 가능하다고 판단되었다. 또한 양어수경 복합영농어시설은 높이 1 m, 폭 1.4 m, 길이 20 m의 크기로, 기둥은 25mm의 펜타이트 파이프와 사육조는 5m의 PP판넬을 사용하도록 하였으며, biofilter로는 모래를 10cm 정도 채워 작물을 재배하도록 하는 간이수로형 양어수경 복합시설의 구조를 고안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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