옥수수는 벼, 밀과 함께 세계 3대 식량작물의 하나로 재배되 고 있다. 2012년 현재 전 세계 옥수수 재배면적은 177,379,507 ha 로써 밀의 215,489,485 ha에 이어 두 번째로 많고 단위면적당 수량은 4.9 t ha^–1로써 쌀의 4.41 t ha^–1이나 밀의 3.11 t ha^–1보 다 높다(NUEweb, 2014). 그러나 아프리카에서의 옥수수 수량 은 평균 2 t ha^–1 이하인 것으로 알려져 있어 세계수준의 절반 도 못되는 상황이며, 특히 콩고민주공화국은 2012년 기준으로 이보다 크게 낮은 0.8 t ha^–1에 불과한 실정이다(Tegemeo Institute, 2014). Tegemeo Institute (2014)에 의하면 2013년 현재 영양실조인구 비율이 69%에 달하는 콩고민주공화국에 서는 2023년까지 옥수수 재배면적을 2014년도 170만 ha에서 210만 ha로 늘리고 ha 당 생산성도 2013년도 0.82톤에서 0.95톤으로 향상시켜서 77만톤에 달할 것으로 예상되는 옥수수 부족량을 해결할 계획으로 알려졌다. 일반적으로 옥수수는 토 양 수분의 많고 적음에 따라서 수량에 큰 차이를 보이는 것으 로 알려져 있다(Al-Kaisi et al., 2013; Aslam, 2011; Hill, 2000; Nesmith & Ritchie, 1992; Park et al., 2013; Shaw, 1976). Shaw (1976)에 의하면 옥수수가 한발에 가장 민감한 시기는 출웅 7일전부터 알곡에 양분이 채워지기 시작하는 출 웅 후 15일까지이며, 이 때 한발을 받을 경우 암꽃과 수꽃이 서로 다른 시기에 개화하게 되어 불임률이 높으면서 수량감소 가 최고 90%에 이른다는 사실이 Nesmith & Ritchie (1992) 에 의해 밝혀졌다. 이는 옥수수가 수분 부족으로 양분흡수 불 량과 잎과 수염의 생장감소, 광합성 부진현상을 겪기 때문인 것으로 보고되었다(Aslam, 2011). 또한 옥수수는 성숙기까지 질소를 계속 흡수하기 때문에 질소의 시비량에 따라서 수량 차이가 큰 것으로 알려져 있다(Kang et al., 1986; Park et al., 2015). 이러한 사실로 볼 때, 콩고민주공화국의 킨샤사 지 역처럼 관개시설이 부족하고 모래함량이 많아 양분용탈이 심 한 토양조건에서 옥수수를 성공적으로 재배하려면 옥수수품종 의 개량과 함께 토양의 수분보존과 양분의 유실억제에 각별한 노력을 기울여야 할 것으로 생각된다(Kang et al., 2014).

본 연구는 전보(Kang et al., 2014)에 이어 콩고민주공화국 에서 카사바 다음으로 소비량이 많은 식량작물인 옥수수의 안 정적인 증산을 돕고자 농촌진흥청이 2010년도에 공적원조 사 업으로 설치한 KOPIA (Korea Project on International Agriculture) 콩고민주공화국 센터의 사질밭에서 한국산 옥수수의 현지 적응성 검토와 함께 물과 양분의 유실을 최소화 한 토양 조건에서의 생육특성을 2012년 하반기부터 2013년 상반기까 지 2회 재배하면서 조사하였기에 그 결과를 정리하고자 한다.

재료 및 방법

본 시험은 전보(Kang et al., 2014)와 같이 동경 15° 18' , 남위 4° 18'에 자리한 콩고민주공화국 Kinshasa시의 킨샤사대 학교 내 KOPIA DRCongo 센터 시험포장에서 2012년 10월 부터 2013년 6월까지 2회 이루어졌다. 시험지는 물이 잘 빠지 는 사질토양이었으며 토양의 pH는 7.0이었다. 토양의 비옥도 는 개간지인 관계로 척박한 편이었다.

시험에 사용한 옥수수의 우리나라 품종은 2000년에 육성한 광평옥과 2005년에 육성한 강다옥, 2010년에 육성한 청다옥과 다평옥이었다. 이들의 생육특성을 비교하기 위한 대조품종은 콩고민주공화국의 농업부 산하 종자관리소(SENASEM, Service National de Semences)에서 분양하고 있는 교잡종(Tollens, 2011)으로 2012년 시험에서는 Samaru와 Kasai 1, 2013년에는 Samaru였다. 시험처리는 토양 내 수분과 무기질양분의 유실을 줄일 수 있도록 심토에 비닐피복처리를 하여서 옥수수의 생육 상황을 관행의 무처리구와 비교할 수 있게 하였는데, 그 방법 은 흙을 20 cm 깊이와 40 cm 폭으로 파낸 후에 폭 1m의 비 닐을 흙바닥에 깔고 측면에는 10 cm 높이까지만 올라오도록 접어 넣은 다음에 흙을 채웠다.

옥수수 재배를 위한 시비량은 킨샤사 시내 양계장에서 구입 한 계분을 1톤 ha^–1 시용한 다음에, 질소와 함께 인산-칼리 복 합비료를 N-P₂O₅-K₂O = 75-40-40 kg ha^–1 수준으로 전량 기 비 하였다. 2012년 시험에서는 Fig. 1과 같이 강우가 많은 춘 분 이후의 10월 2일에 이랑을 비닐로 덮고 30 ~ 60 cm의 재 식거리로 점파하여 주당 1본씩 길러서 2013년 1월 15일에 수 확하였다. 그리고 2013년에는 추분 이전인 3월 15일 파종하여 동지 다음날인 6월 21일에 수확하였다.

옥수수 생육조사는 황숙기의 간장과 출사기의 출사일수(파 종 이후 출사기 도달 일수), 수확기의 종실 수량 및 수량구성 요소를 대상으로 하였다. 그리고 시험 후 토양에 대해서는 조 사일의 오후 2시에 12 cm 깊이 토양의 평균 수분함량과 전기 전도도를 (주)미래센서 WT1000B로 측정하여서 심토비닐피복 여부에 따른 그 차이를 비교하였다.

한편 옥수수 재배기간의 대기온도를 보면, 2012년도 시험기 간인 10월부터 2013년 1월까지의 월평균 최고온도는 30°C ~ 32°C, 최저온도는 22°C ~ 23°C였다. 2013년도 3월부터 6월까지의 월평균 최고온도는 28°C ~ 31°C, 최저온도는 21°C ~ 23°C였으며, 월별로는 6월의 기온이 가장 낮았다. 강수 량은 Fig. 1과 같이 2012년도 옥수수 파종기인 10월에 가장 많은 216 mm였고 수확기인 2013년 1월에는 86 mm였으며, 2013년도 파종기인 3월에는 32 mm였고 수확기인 6월에는 강 우가 없었다.

결 과

옥수수 생육상황

킨샤사의 사질토양에서 옥수수를 재배했을 때 강우가 많았 던 2012년도의 옥수수 파종 후 96일째인 황숙기 초기 간장은 Fig. 2와 같았다. 우리나라 옥수수의 간장은 심토에 비닐을 깔 지 않고 재배했을 때 198 cm (다평옥) ~ 220 cm (강다옥), 심 토에 비닐을 깔고 재배했을 때는 217 cm (다평옥) ~ 253 cm (강다옥) 범위였다. 이는 현지품종인 Samaru나 Kasai 1보다 짧은 수치였다. 그리고 시험된 옥수수의 평균 간장은 심토 비 닐피복구가 무피복구보다 19 cm 더 긴 것으로 나타났다. 한편 옥수수의 출사 소요일수는 Fig. 3과 같았다. 우리나라 옥수수 의 파종 후 출사기까지 소요일수는 현지의 Samaru와 비슷한 경향이었지만 Kasai 1보다는 1일(심토 피복구) ~ 3일(심토 무 피복구) 짧았다. 그리고 심토에 비닐을 깔지 않았을 때는 출 사기까지 56일(강다옥, 다평옥) ~ 57일(광평옥, 청다옥) 걸렸지 만, 비닐을 깔았을 때는 49일(청다옥) ~ 54일(강다옥, 다평옥) 걸려 출사기가 평균 4.3일 단축되었다. 시험된 옥수수 품종 가 운데 심토비닐피복에 의해 출사기가 가장 많이 앞당겨진 것은 청다옥으로서 심토에 비닐을 깔지 않았을 때보다 8일 단축되 었다.

옥수수 수량 및 수량구성요소

옥수수의 종실 수량과 수량구성요소는 Table 1, 2와 같았다. 먼저 강우가 많았던 2012년 10월부터 2013년 1월까지 시험한 결과를 보면, Table 1과 같이 옥수수의 이삭길이는 심토에 비 닐을 깔지 않았을 때 청다옥이 가장 긴 17.3 cm였고 광평옥이 가장 짧은 15.4 cm였다. 그래서 우리나라 품종의 이삭길이는 현지 품종 Samaru (15.0 cm)보다 모두가 길고 Kasai 1 (15.8 cm)보다는 광평옥을 제외한 나머지 세 품종이 더 긴 것 으로 확인되었다. 그리고 우리나라 옥수수의 평균적인 이삭직 경은 3.18 cm, 이삭무게는 123.5 g, 이삭의 착립장을 이삭길이 로 나눈 착립장비율은 88%였다. 그런데 심토에 비닐을 깔고 재배한 결과, 우리나라 옥수수는 비닐을 깔지 않았을 때보다 이삭길이가 평균 0.8 cm 더 길고 이삭직경은 0.32 cm 더 굵었 으며 이삭무게는 32 g 더 무거웠고 착립장 비율은 5% 더 증 가하였다. 이러한 영향으로 우리나라 옥수수의 종실수량은 심 토 비닐피복구가 무피복구보다 평균 30% 증가하였다. 그리고 광평옥과 청다옥, 강다옥, 다평옥 4종의 평균수량은 현지 품종 으로서 수량성이 좋은 Samaru보다 심토 무피복구에서 28.4%, 심토 비닐피복구에서는 15.3% 더 높은 것으로 확인되었다. 주 요 품종별로 보면, ha 당 청다옥이 가장 높은 5.6 t (심토 비닐무피복구) ~ 7.28 t (심토 비닐피복구)을, 강다옥은 가 장 낮은 4.76 t (심토 비닐무피복구) ~ 6.42 t (심토 비닐피복 구)을 보였다. 그러나 이들은 통계분석결과에서 알 수 있듯이 반복시험에 따라 성적의 변이가 컸기 때문에 심토 비닐무피복 구에서 재배한 청다옥을 제외하고는 Samaru 대비 5% 수준에 서의 유의적인 수량차이를 보이지 않았다. 참고로 수확된 옥 수수의 이삭사진은 Fig. 4와 같다.

그리고 월평균 강우량이 32 mm 이하로 적었던(Fig. 1) 2013년 3월부터 6월까지 시험한 옥수수의 종실수량과 수량구 성요소 성적은 Table 2와 같았다. 옥수수의 수량과 수량구성 요소 성적은 심토에 비닐을 피복하여 재배함으로써 심토 무피 복재배의 경우보다 좋았지만, 강우가 상대적으로 많았던 2012 년도 시험성적에 비해서는 부진한 편이었다. 2013년의 옥수수 이삭길이는 2012년도 시험의 Kasai 1 품종을 제외한 광평옥 등 5개 품종 성적과 비교했을 때, 평균적으로 심토 무피복재 배구에서 1.3 cm, 심토 피복구에서는 0.8 cm 가량 짧았다. 우 리나라 품종은 Samaru에 비해서 키는 짧았지만(Fig. 2) 이삭 길이는 2012년도 성적과 같이 모두가 더 길었으며, 공시품종 중에서는 청다옥이 심토 무피복구와 심토 비닐피복구에서 각 각 16.5 cm와 17.2 cm를 보이면서 가장 길었다. 이삭의 수는 우리나라 옥수수가 현지품종 Samaru보다 평균 0.1 ~ 0.2개 더 많았으며, 심토 비닐피복처리에 의해서 0.1개 가량 증가된 결 과를 보였다. 옥수수 종자 100립의 무게는 심토 비닐무피복구 에서 24(다평옥) ~ 27 g (청다옥), 비닐피복구에서 26(강다옥, 다 평옥) ~ 28 g (청다옥)으로써 우리나라 품종이 Samaru보다 2(심 토 비닐무피복구) ~ 3 g (심토 비닐무피복구) 더 무거웠다. 그 결과 우리나라 옥수수의 종실 수량은 심토 비닐피복구와 무피 복구 다 같이 Samaru보다 유의적으로 높았지만 품종 간에는 유의성이 발견되지 않았다. 그러나 ha 당 수량의 절대값은 청 다옥이 4.95 t (심토 비닐무피복구) ~ 6.18 t (심토 비닐피복구)으 로 가장 높았고 다평옥은 4.05 t (심토 비닐무피복구) ~ 5.42 t (심토 비닐피복구)으로 가장 낮았다. 특히 심토 비닐무피복구 의 경우 우리나라 품종의 평균 수량은 Samaru보다 50% 더 높았다. 그리고 우리나라 품종의 2013년도 평균수량은 2012년 도에 비해 심토 비닐무피복구에서 11%, 심토 비닐무피복구에 서는 15% 감소한 것으로 확인되었다. 한편 심토 비닐피복재 배에 의한 증수효과는 2012년도 시험과 마찬가지로 5% 수준 에서 유의적으로 인정되었다.

시험 후 토양의 수분함량과 전기전도도

시험 후 토양의 수분함량은 옥수수를 2012년 10월에 파종 재배한 것을 2013년 1월 15일에 수확한 후 28일째인 2월 12 일 비온 직후에 조사하였고, 토양의 전기전도도는 비온 날로 부터 2일 뒤에 측정하였는데 그 결과는 Table 3과 같았다. 표 토의 평균 수분함량은 심토에 비닐을 피복처리한 구가 무피복 처리구보다 3.3% 더 높았는데, 이는 비닐 무피복구의 수분함 량 5.8%로 나누었을 때 57%나 높은 수치였다. 그리고 토양의 전기전도도는 심토에 비닐을 피복처리한 구가 무피복구보다 표토에서는 0.04 dS m^–1 낮았지만 심토에서는 0.07 dS m^–1 더 높게 나타났다. 그래서 심토 비닐피복구의 전기전도도 평균값 은 무피복구보다 0.02 dS m^–1 더 높았던 것으로 확인되었다.

고 찰

콩고민주공화국의 킨샤사 사질밭에서 월평균 강우량이 56 mm ~ 216 mm이었던(Fig. 1) 2012년 10월부터 2013년 1월 까지 재배된 우리나라 옥수수는 심토에 비닐을 깔지 않은 자 연상태의 토양에서 출사기까지의 소요일수가 56일(강다옥, 다 평옥) ~ 57일(광평옥, 청다옥) 걸렸고(Fig. 3) 이삭무게는 119 g (다평옥) ~ 133 g (청다옥) 범위였으며 종실수량은 4.76 t ha^–1(강 다옥) ~ 5.60 t ha^–1(청다옥) 범위로 확인되었다(Table 1). 그리고 이들 수량은 월평균 0 mm ~ 32 mm의 불량한 강우조건에서 (Fig. 1) 재배한 2013년도의 옥수수보다 11% 높았다. 이는 강 우가 적었던 2013년도 시험된 옥수수가 Kang et al. (2014) 이 보고한 벼 재배시험의 경우처럼 물이 아주 잘 빠지는 토양 특성 때문에 간간히 한발피해를 받은 것이 한 원인이라 생각 되었다. 실제로 Shaw (1976)는 옥수수가 출웅 7일 전부터 알 곡에 양분이 채워지기 시작하는 출웅 후 15일가지의 기간에 한발을 받으면 암꽃과 수꽃이 서로 다른 시기에 개화하게 되 어 불임률이 높아진다고 하였다. 그리고 2012년에 재배된 우 리나라 옥수수의 수량은 국내 수량성적에 비해 광평옥 63% (Moon et al., 2001), 청다옥 66% (Son et al., 2014), 강다옥 56% (Son et al., 2006), 다평옥은 59% (Son et al., 2015) 수준에 불과하였는데, 여기에는 본 시험에서 심토 비닐피복효 과를 보기 위하여 심토 비닐무피복구의 질소시비량을 심토 비 닐피복구와 같이 국내의 절반수준으로 조절한 것이 1차적인 원인으로 생각되었으며(Kang et al., 1986; Park et al., 2015) 그 외에도 기상의 영향이 컸던 것으로 판단되었다. 시 험지가 위치한 킨샤사는 적도 바로 아래인 남위 4° 18'에 있 어 우리나라에서보다 일사량이 많을 수밖에 없고, 이로 인해 옥수수의 광합성효율이 떨어져 수량 감소로 이어졌을 것으로 생각되었다(Hesketh & Musgrave, 1962). 이러한 경향은 Kang et al. (2014)이 같은 장소에서 동일한 시기에 시험한 벼에서도 확인되었다. 더구나 수량에 영향을 미치는 영양생장 기간, 즉 출사기까지 소요일수가 2012년과 2013년의 두 차례 시험에서 다 같이 57일 이내로 나타나 국내에서 시험된 경우 보다 20일 이상 짧았던 것도 한 원인이었다(Moon et al., 2001; Son et al., 2006; Son et al., 2014; Son et al., 2015). 이러한 토양과 기상의 종합적인 재배환경 때문에 옥수수의 이 삭길이와 이삭직경, 100립중의 성적이 저조하여 국내 수량과 의 차이가 컸던 것으로 분석되었다. 그리고 광평옥과 강다옥, 다평옥의 킨샤사 재배 성적을 국내 성적과 비교해 보면 이삭 길이는 2.3 cm (2013년 강다옥) ~ 3.5 cm (2013년 다평옥) 가 량 짧았고 이삭직경은 1.7 cm 가량 좁았으며(2012년 광평옥, 강다옥) 100립 중은 2.7 g (2013년 강다옥) ~ 4.8 g (2013년 광 평옥) 가벼운 것으로 나타났다. 한편 킨샤사에서의 옥수수 생 육상황을 Park et al. (2013)이 동경 104° 8' , 북위 11° 4'에 자리한 캄보디아 프놈팬에서 시험한 것과 비교해 보면, 킨샤 사에서 재배한 것은 출사기까지의 소요일수가 1주일 가량 더 길었고 이삭길이는 비슷하였으며 100립중은 5.7 g (2013년 다 평옥) ~ 10.8 g (2013년 청다옥) 정도 더 무거운 경향이었다. 그 리고 종실수량 역시 킨샤사에서 재배한 광평옥이 2.2배, 청다 옥은 3.2배, 다평옥은 1.6배 가량 높았다. 그러나 이들 세 품 종의 절대수량은 국내에서는 다평옥 >청다옥 >광평옥 순이었 는데(Moon et al., 2001; Son et al., 2014 ; Son et al., 2015), 프놈팬에서는 다평옥 > 광평옥 > 청다옥 순이었고(Park et al., 2013) 킨샤사에서는 청다옥 > 광평옥 > 다평옥 순으로 나타났다. 이는 품종별 지역 적응성이 다름을 뜻하는 것으로 해석되었다. 그리고 옥수수를 심토에 비닐을 피복해서 재배한 결과, 종실 수량이 비닐무피복구에서보다 2012년과 2013년에 각각 30%와 25% 증가된 것으로 분석되었으며, 특히 청다옥 은 2012년도 비닐피복재배에서 한국산 품종 중 가장 많은 7.28 t ha^–1을 보이면서 국내 수량의 86% 수준까지 향상되기도 하였다(Table 1, 2). 이 같은 심토 비닐피복처리는 앞에서 언 급한 킨샤에서의 수량과 국내 수량 간의 격차해소에는 여전히 역부족이지만 물의 수직배수와 양분의 용탈을 줄이는데 크게 기여할 수 있음을 뜻하는 것으로 해석되었다. 실제로 2012년 도 10월에 심토에 비닐을 깔고 시비하여서 옥수수를 재배한 다음 수확 28일에 측정한 토양내 수분함량은 물론이고 양분의 존재를 뜻하는 염농도(전기전도도)가 심토 비닐무피복상태의 토양에서보다 높게 나타났는데(Table 3), 이로 인해 옥수수의 이삭이 Fig. 4와 같이 발달할 수 있었지 않았나 생각되었다. 이러한 영향은 강우가 적었던 2013년의 시험에서도 확인되었 기에(Table 2) 옥수수의 수량성 확보에는 토양의 수분과 함께 양분함량의 증대가 더 없이 중요함을 알 수 있었다(Al-Kaisi et al., 2013; Aslam, 2011; Hill, 2000; Shaw, 1976; Nesmith & Ritchie, 1992; Park et al., 2013). 이 같은 사실은 Tegemeo Institute (2014)의 보고에서도 나타나고 있는데, 내용인즉 콩고민주공화국에서 옥수수의 ha 당 종실수량이 화학비료를 사용할 여력이 없는 영세농의 경우 0.8 t에 불과하지만 상업 농을 하는 독농가에서는 5 t에 달한다는 것이었다. 그리고 비 닐피복에 따른 손익은 Table 1, 2의 평균 증수량 1.4 t과 1.07 t의 합인 2.47 t을 1년 단위로 생산할 수 있다는 조건에 서 현지의 옥수수 가격 396$ t^–1 (Tegemeo Institute, 2014)과 비닐 가격 1,000 US$ ha^–1을 반영하고 비닐 피복노력은 잉여 노동력을 활용한다고 할 때, 농가의 년간 조수익이 978 US$ 씩 발생하므로 심토에 비닐을 피복하여서 옥수수를 2년만 재배하면 비닐가격을 제하고도 총 956US$의 조수익을 올릴 수 있는 것으로 분석되었다. 뿐만 아니라, 옥수수의 심토 비닐피복재배는 출사기까지의 소요일수를 비닐무피복재배의 경우보다 평균 4일 가량 앞당길 수 있어 년 2기작이나 2모작 을 하는데도 편리성을 더해 줄 것으로 평가되었다.

이상의 결과로 볼 때, 옥수수의 재배환경이 척박한 킨샤사 에서 시험된 우리나라 옥수수는 현지품종보다 높은 수량성을 보였으며, 특히 심토 비닐피복재배를 통해 물과 양분의 이용 도를 높임으로써 수량을 25% 이상 향상시킬 수 있었기에 향 후 콩고민주공화국의 식량난 해결에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

적 요

콩고민주공화국의 식량난 해결에 도움을 줄 수 있는 농사정 보를 얻을 목적으로 우리나라 옥수수인 광평옥, 청다옥, 강다 옥, 다평옥 4종을 시험기간의 월평균 강우가 133 mm였던 2012년 10월부터 2013년 1월까지와 22 mm였던 2013년 3월 부터 6월까지 킨샤사의 사질 밭에서 질소(N)와 인산(P₂O₅), 칼 리(K₂O)를 각각 ha 당 75 kg, 40 kg, 40 kg 시용하면서 2 차례 재배하여 현지 적응성과 생육특성을 검토하였기에 그 결 과를 요약하면 다음과 같다.