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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.30 No.1 pp.58-61
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2018.30.1.58

Variation of Growth and Dry Matter Weight Characteristics by the Removal Rate of Soybean Pods

Jin-Woo Bae, Jin-Ki Park, Hyeon-Jin Park, Jong-Soo Ryu, Won-Young Han, Young-Ho Yoon, Weon-Tai Jeon, Hang-Won Kang, Kwang-Su Kwak, In-Youl Baek
National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Miryang, 50424, Republic of Korea
Corresponding author +82-55-350-1266bjw0409@korea.kr
November 13, 2017 April 2, 2018 April 2, 2018

Abstract


This study were performed effect of pod removal ratio on soybean growth and stem drying characteristics. Experimental varieties were Daewonkong and Pungsannamulkong. The pod removal levels in beginning seed stage (R5) ranged from 0% to 50%. A split-pot block design was used with three replications. The main plot was varieties and subplot was pod removal treat. The results showed that there was no change in growth characteristics in most treatment levels. But 100-seed weight was found to increase as pod removal rate increased. It might be due to decreased pod numbers which caused increasing seed capacity. In addition, Dry weights in leaf and stem were also increased as pod removal levels were high. Accumulation of residual photosynthetic products in stem and leaf might be responsible for dry weight increment.



콩 꼬투리 제거비율에 따른 생육 및 건물중 특성의 변이

배 진우, 박 진기, 박 현진, 류 종수, 한 원영, 윤 영호, 전 원태, 강 항원, 곽 강수, 백 인열
농촌진흥청 국립식량과학원

초록


    Rural Development Administration
    PJ01119801

    서 언

    최근 3년 콩 (Glycine max (L.) Merr.) 생산량과 재배면적 은 평균 88,199톤, 50,412ha로 다소 감소하였다 (KOSIS, 2015~2017). 이는 이상기상에 의한 수확량 감소의 영향이라 할 수 있는데, 콩 재배기간인 6월부터 10월까지 평균온도는 2016 년 23.4°C로 2015년 22.9°C와 2017년 21.8°C보다 높았으며, 특히 8월의 평균온도는 2016년 27.5°C로 2015년 25.9°C, 2017년 25.8°C보다 높아 개화·착협에 불리하였다 (KMA, 2015~2017). 그 결과 10a당 평균 생산량은 2016년 154 kg으 로 2015년인 183 kg, 2017년 188 kg보다 감소하였다 (KOSIS, 2015~2017).

    또한, 콩은 벼에 비해 노동력소모가 심한 작물인데 콩 재배 의 기계화율은 평균 61%로 벼의 98%에 비해 낮은 수준이며, 그중 파종이식과 수확 작업이 각각 15.1%, 21%로 가장 낮다 (RDA, 2015). 특히, 수확작업은 인력예취 후 정치식 탈곡기를 사용하면 10a당 작업시간이 17.9시간으로 노동력이 많이 소모 되지만, 보통형 콤바인을 사용할 경우 0.3시간으로 98%의 노 동력을 절감 할 수 있다 (RDA, 2015). 하지만 최근 콤바인 수확에 문제가 되는 현상이 발생하고 있다.

    콩 생육 후기 꼬투리는 성숙하였지만 줄기와 잎이 마르지 않은 여전히 녹색의 수분을 함유한 현상이 나타나고 있는데 (Sweets & Bailey, 2002; Egli & Bruening, 2006) Mueller & McGrath (2013)는 식물체의 상위 마디에만 나타나기도 하며 일부 꼬투리의 성숙이 이루어지지 않을 수도 있다고 하 였다. 콩을 콤바인으로 수확할 때는 탈립, 콤바인 손실률 등 을 최소화하기 위해 종자수분이 13%정도 일 때 수확하는 것이 좋지만 (Holshouser, 2009), 잎과 줄기가 잘 마르지 않는 현상이 나타나면 종자의 수분함량은 낮아졌지만 줄기 는 여전히 녹색인 상태에서 수확적기를 맞게 된다. 이때 콤 바인 수확을 하게 될 경우 탈곡과정에서 줄기 건조의 지연 으로 녹색의 오염립을 발생시켜 종자 품위가 저하되며, 콤바 인의 배출구에 파쇄되지 않는 줄기와 잔여물이 뒤엉켜 고장 의 원인이 되기도 한다. 또한, 이를 방지하기 위해 줄기가 완전히 건조 될 때까지 수확시기를 늦추어 수확작업을 하게 될 경우 후작물의 적기파종에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 또한 수확이 지연되어 강우에 노출되면 종실의 발아력 저하 의 원인이 된다.

    이러한 현상은 여러 가지 원인에 의해서 발생하는데 유전적 원인, 환경적 원인, 병충해적 원인이 있는 것으로 알려져 있다. 유전적 원인은 성숙시기, 품종의 영향으로 발생하는 것을 말 하며 (Hill, et al, 2013), 환경적 원인과 병충해적 원인은 꼬 투리의 수와 관련되어 있는데, 가뭄이나 장마로 인해 낙화와 낙협이 많이 발생하거나 노린재 등의 흡즙으로 꼬투리가 피해 를 입게 될 경우 잎과 줄기에서 만들어진 광합성 산물이 종실 에 축적되고 여분의 영양분이 잎과 줄기에 축적되면서, 성숙 기 잎의 탈락과 줄기의 노화가 지연되는 것으로 알려져 있다 (Hörtensteiner, 2009; Schwenk & Nickell, 1980).

    본 연구는 환경적 원인에 의해 꼬투리 손실 발생 시 콩 생 육 및 줄기의 건물중 특성에 대해 알아보고자 수행하였다.

    재료 및 방법

    시험 품종 재배 및 꼬투리 제거 처리

    본 시험은 2015년부터 2016년까지 2년간 경상남도 밀양시 소재의 국립식량과학원 남부작물부 시험포장에서 수행하였다. 시험 품종은 대원콩 (Kim, et al., 1998)과 풍산나물콩 (Suh, et al., 1997)이었으며, 파종은 6월 9일에 10a당 9,090본 (55×40 cm)으로 하였다. 1주 3본으로 파종한 뒤 제2복엽 완전 전개기 (V3)에 솎음작업을 실시하여 1주 2본으로 고정하였다. 꼬투리 손실을 인위적으로 발생시키기 위해 꼬투리 제거처리 를 하였으며 제거 시기는 종실비대시 (R5, 9월 3일)로 0% (무처리)부터 50% 제거까지 10% 단위로 6수준으로 하였으며 품종별 제거 비율은 0~50%로 설정하였다 (Table 1). 시험구는 품종을 주구로 하고 꼬투리제거 처리를 세구로 하여 3반복으 로 배치하였다.

    생육 및 수량 조사

    생육특성은 시험구당 20개체 씩 수확하여 조사하였으며 조 사방법은 농업과학기술 연구조사분석기준에 준하여 실시하였 다 (RDA, 2012). 개화기는 꽃이 핀 개체가 시험구의 40~50% 정도 달한 날을 조사하였으며, 성숙기는 시험구 개체 의 80~90% 꼬투리가 변색되어 종실 고유의 색을 띄고 흔들 었을 때 소리가 나는 날, 경장은 자엽절에서 줄기 선단까지의 길이, 주경절수는 자엽절을 포함한 주경의 선단절까지의 절 수, 줄기직경은 자엽절과 초생엽절 사이 줄기의 최소직경, 분 지수는 분지 중 2개 이상의 절수를 가지는 분지수, 개체당 협 수는 불임협을 제외한 꼬투리의 수, 개체당 립수는 미숙립을 제외한 종실 립수를 조사하였다. 입중은 풍건하여 종실 수분 함량을 13% 이하로 한 뒤 완전립 100립을 3회 측정하였다.

    Sink/Source 값

    Sink와 source의 비율은 농업과학기술 연구조사분석기준 (RDA, 2012)과 같이 건물중을 측정하여 계산하였다. Source는 잎과 줄기의 무게를 sink는 꼬투리의 무게를 측정하였고, 꼬투 리 제거 44일 후 수확하여 조사하였으며, 조사를 위해 식물체 를 40°C에서 72시간 건조한 뒤 건물중을 측정하였다.

    통계처리 방법

    시험 결과는 SAS 프로그램을 이용하여 α=0.05에서 DMRT (Duncan’s multiple range test)를 통해 유의성을 검증하였다 (SAS Institute, Inc. 2009).

    결과 및 고찰

    콩 꼬투리 제거처리에 따른 생육특성 변화

    꼬투리 제거처리에 따른 콩 성숙기는 제거 비율이 높아질수 록 성숙기가 늦어지는 것을 확인할 수 있었는데, 꼬투리를 50%까지 제거할 경우 성숙기는 5일까지 늦어졌다 (Table 2). 콩 생육특성의 변화는 분산분석 결과 대원콩의 경장과 풍산나 물콩의 분지수를 제외하고 유의한 차이가 없었는데, 이는 종 실비대시 (R5 stage) 이후 생식생장기에 꼬투리의 피해는 콩 영양생장에는 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다 (Table 3). 수량과 관련된 특성인 개체 당 꼬투리수와 입수는 통계적으로 유의한 차이를 나타냈는데, 이는 꼬투리 제거에 의 한 차이로 판단된다 (Table 3). 종실의 무게는 꼬투리 제거처 리 비율이 높을수록 증가하였는데, 이는 Egli et al.(1976), Egli & Leggett(1976)McAlister & Krober(1958)의 연구 와 같은 경향으로서 광합성 산물이 축적될 종실 개체가 줄 어들어 종실 각각의 축적능력이 증가한 결과로 판단된다 (Table 4). 하지만 꼬투리 제거비율이 대원콩은 20%, 풍산 나물콩은 30% 이상일 경우 종실의 무게차이가 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않아 축적능력에는 한계가 있었을 것으로 생각된다.

    콩 꼬투리 제거처리에 따른 Sink와 Source 변화

    꼬투리 제거처리 44일 후 잎과 줄기의 건물중은 처리에 따 라 차이를 보였지만, 꼬투리에서는 유의한 차이를 보이지 않 았다 (Table 5). 꼬투리 제거 비율이 높아질수록 낙엽은 지연 되어 잎의 건물중이 증가하였고, 줄기의 건물중도 증가하여 50% 제거 시험구에서 대원콩과 풍산나물콩의 건물중은 각각 48.6g, 32.4g으로 대조구와 비교하였을 때 16.3 g, 8.2 g 증가 하였다 (Table 6). 이는 종실의 양분축적량이 제한됨에 따라 광합성 산물이 잎과 줄기에 축적되었으며, 그 결과 잎과 줄기 의 노화가 지연되며 건물중이 증가한 것으로 사료된다 (Table. 6). 건물중의 증가폭은 대원콩에서 꼬투리 20% 제거 시 10% 제거에 비해 잎 3.8 g, 줄기 5.8 g 증가하였고 이는 건물중 증 가 중 가장 큰 폭이었다. 풍산나물콩은 꼬투리 40% 제거 시 30%에 비해 잎 1.5 g, 줄기 6.5 g으로 가장 건물중의 증가 폭이 가장 컸다 (Table. 6). Sink/source의 값의 경우 대원 콩은 꼬투리 20% 제거처리부터 감소폭이 증가하였으며, 풍 산나물콩은 30% 제거처리부터 감소폭이 증가하였기 때문에 sink/source의 값이 대원콩 1.09, 풍산나물콩 2.56 이하일 경우 잎과 줄기의 성숙에 불리하게 작용할 것으로 판단된다 (Table. 6).

    적 요

    본 연구는 콩 콤바인 수확 시 수확장애와 종실의 품위를 떨 어뜨리는 잎과 줄기의 노화 지연에 관한 연구로 2015~2016년 도 국립식량과학원 남부작물부(경남 밀양시 소재)의 시험포장 에서 수행하였다. 시험품종은 대원콩과 풍산나물콩을 사용하 였으며, 6월 9일에 고휴 2열로 휴폭 110 cm, 주간거리 40 cm, 1주 2본 재배하였고, 콩 꼬투리를 0~50%범위에 수준별로 제 거하여 성숙기 생육특성과 잎과 줄기의 건물중에 대해서 조사 하였다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다.

    1. 대원콩과 풍산나물콩 모두 종실비대시 콩 꼬투리 제거가 생육특성에 영향을 미치지는 않았지만, 제거 비율이 높아질수 록 성숙기가 지연되었다.

    2. 콩 꼬투리 제거 비율이 높아짐에 따라 종실 무게도 증가 하였는데 꼬투리의 제거비율이 대원콩은 20%, 풍산나물콩은 30% 이상일 경우에는 차이가 없었다.

    3. 꼬투리 제거비율이 높아질수록 잎과 줄기의 건물중이 증 가하였는데, 이는 종자에 축적되어야 할 잉여 동화 산물이 잎 과 줄기에 축적된 결과로 보여진다.

    4. Sink/source 감소폭은 대원콩 20% 제거 시 0.18, 풍산나 물콩 30% 제거 시 0.42로 이전 처리구에 비해 크게 감소하였 기 때문에 잎과 줄기의 성숙이 불리할 것으로 판단된다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 논문은 농촌진흥청 연구사업 (세부과제명 : 콩 성숙지연 및 후기녹체성 발생 요인분석 연구, 세부과제번호 : PJ01119801)의 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    Table

    Ratio of soybean pod by artificially removing between two varieties

    Difference in maturity date of soybean by pod removal ratio

    F value of growth characteristics on soybean as affected by pod removal ratio

    ns: nonsignificant,
    *: significant at P ≤ 0.05,
    **: significant at P ≤ 0.01

    Yield characteristics of soybean as affected by pod removal ratio

    †Means with the same letter within a column are not significantly different at 5% level by DMRT.

    F value of dry weight on leaf and stem after 44 days of pod removal

    ns: nonsignificant,
    *: significant at P ≤ 0.05,
    **: significant at P ≤ 0.01

    Dry weight on leaf and stem after 44 days of pod removal

    †Means with the same letter within a column are not significantly different at 5% level by DMRT.

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