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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.31 No.3 pp.233-239
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2019.31.3.233

Analysis of Heading Response for Selection of Rice Varieties Adaptable to the Northern Part of the Korean Peninsula

Hung-Goo Hwang*, Huhn-Pal Moon*, Soo-Yeon Cho*, Hong-Guang Ju**, Eung-Gi Jeong***†
*Northern Agriculture Institute Inc., Anyang, Kyeonggido 140 34, Korea
**Agricultural College of Yanbian University, Yanji, Jilin 133002, China
***National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea
Corresponding author (Phone) +82-31-695-4022 (E-mail) egjeong@korea.kr
July 24, 2019 September 16, 2019 September 20, 2019

Abstract


This study was conducted to use the results of selection early maturity rice cultivars with stable coefficient of variation (CV) of days to heading(DH), that cultivars were cultivated in various climatic conditions such as in the South Korea and in China border area adjacent to the North Korea. Also that result used as a basic data for developing rice varieties highly adaptable to the North Korea. The CV of DH was in a range from 4.8 to 18.5% in the three experimental site of the South Korea, including Suwon. The varieties showing CV of 6.0 or less were Taebong, Naepung, Hwadong, Unjang, Inwol, Jinbong, Unbong, Geumyeong and Samcheon. The CV of DH in the three site of China was 0.5 ~ 8.1% lower than that in the domestic site. The varieties with CV of 2.0 or less were Taeseong, Jinbuchal, Obong, Saesangju, Samcheon, Namwon and Wonsan69, North Korean variety. The CV of HD was in a range of from 8.7 to 13.3% in all six site of the South Korea and China. Among the cultivars, Dunnae, Unbong, Hwadong, Jinbuchal, and Seollemi showed under 9.0% in CV. Therefore, we concluded that these cultivars may be highly adaptable to rice paddy field of the North Korea. Wonsan69, varieties of the North Korea, and Gilju 1, china check varieties, showed stable CV in various climatic conditions. This study will be repeated annually and the information of selected varieties finally will be used as a promoting technical support project to resolve food shortage of the North Korea for preparing the Korean unification



한반도 북방지역 적응 벼 품종선발을 위한 출수생태 반응

황 흥구*, 문 헌팔*, 조 수연*, 구 홍광**, 정 응기***†
*북방농업연구소
**연변대학교
***국립식량과학원

초록


    Rural Development Administration
    PJ01265705

    서 언

    벼가 재배되는 지역은 위도가 낮은 저위도에서 고위도에 이 르는 넓은 지역으로 분포되어 있다. 이들 지역에서 재배되는 품종의 다양성은 기후, 토양, 재배방법 등에 따라 좌우되는데 그 중에서 기상여건으로 일장과 온도에 영향을 크게 받는다 (Noguchi et al., 1965). 우리나라와 같은 중위도 지역에서 벼 재배는 무상기간이 비교적 짧아서 작기 이동 범위가 짧고 재 배시기에 따라 수량을 좌우하는 성숙기는 출수에 영향을 받으 며, 그 정도는 벼품종의 출수를 지배하는 생태적 특성 즉 기본 영양생장성, 감온성 및 감광성 정도에 따라 다르다(Choi et al., 1983).

    한반도가 속하는 온대지역에서 벼의 재배는 성숙기에 따라 서 재배가능지역이 나누어지며 벼에서 출수기는 성숙기를 결 정하는 하는 주요 특성이다. 벼는 단일식물로서 한계일장은 품 종에 따라 차이가 있으며 출수는 주로 일장과 온도의 생태적 요인에 의하여 영향을 받는다. 자연조건에서 일장과 온도의 두 가지 요인이 상호 관련하여 벼의 출수기가 결정되며, 벼 품종 의 생태형은 이들 두가지 요인을 기초로 하여 분류되어 온 것 이라고 볼 수 있다(Oka et al., 1952: Lee, 1964). 고온단일 조건은 출수를 촉진시키고 저온장일 조건은 출수를 지연시키 며, 자포니카 품종군의 조생종은 일장에 둔감하고, 만생종은 일장에 민감한 반응을 보인다(Yun, 1986).

    벼의 생태형별 감광성의 정도는 일반적으로 자포니카형 품 종이 인디카형 품종보다 높으며 품종에 따라 그 정도가 크게 다르며 일장반응은 재배상 실용형질인 생육일수와 밀접한 관 계가 있기 때문에 품종개발 및 작부체계 확립에 있어서 주요 특성으로 언급되고 있다(Enomoto, 1935). 국내육성품종을 대 상으로 생식생장기 온도에 따른 출수기지연정도를 분석한 결 과 처리온도가 낮을수록 출수지연정도가 증가하는 경향을 보 고하기도 하였다(Hwang et al. 2017). 또한 북한 벼 품종의 온도 및 일장반응에서 처리기간에 온도가 높을수록 출수가 촉 진되고 일장이 짧을수록 출수일수가 단축되는 경향이라고 보 고하였다(Yang et al.,2001).

    북한은 경제난과 만성적인 식량부족으로 어려움을 겪고 있 고 안정적인 식량 공급을 위하여 주곡인 벼의 우량품종 재배 와 생산기술 개선이 필요한 실정이며, 대북지원 수요가 발생 하면 즉시 투입할 수 있는 국내기술의 확보가 시급하다. 따라 서 본 연구는 우리나라에서 육성된 조생종 벼 품종을 중국과 국내의 북한 국경 인접지역에 재배하여 북한의 농업지대별로 적응하는 벼 품종 선발을 위한 기초자료를 얻고자 실시한 결 과를 보고한다.

    재료 및 방법

    본 시험은 2017년 중국과 남한에서 북한에 인접한 6개소에 서 실시하였다. 중국 시험지역은 북한 서해안 북부지역과 유 사한 기후지대인 요녕성 동항, 북한 북부산간지대와 유사 기 후지대인 길림성 룡정, 동해안 북부지역과 유사기후대를 보이 는 길림성 훈춘 3개소이다, 남한의 시험지역은 북한 서해안 남 부지역과 기후지대가 유사한 수원, 북한 남부 평양지대와 유 사 기후대인 철원, 북한 동해안 중·남부지역과 비슷한 기후대 인 진부 3개소에서 실시하였다. 시험품종은 2011년 이전까지 국내에서 육성한 조생종, 준조생종 67품종과 북한 수집 4개품 종, 중국 현지품종 1품종을 이용하였다. 파종기, 이앙기, 재식 거리 및 시비량 등 재배방법은 각 시험지의 관행 재배법에 따 랐으며 재배지역의 벼 출수기를 조사하여 변이계수를 분석하 였다. 또한 훈춘을 재외한 5개지역의 기상자료를 수집하였고 룡정은 인근 연길의 기상자료로 대체하였다. Table 1

    결과 및 고찰

    훈춘을 제외한 5개 지역의 벼 재배기간의 평균기온은 지역 별로 수원이 가장 높았으며 다음으로 철원, 단동, 진부, 연길 순 으로 높았다. 최고기온은 연길이 가장 높았고 다음으로 단동, 수원, 철원, 진부의 순이었고, 최저기온은 수원이 가장 높았고 철원, 진부, 단동 연길 순으로 높았다. 강수량은 연길이 378mm 로 다른 지역보다 아주 적은 강수량을 보였다 (Table 2).

    벼 생육기간동안 상대적으로 고위도인 중국의 연길과 단동 이 최고온도가 높아서 국내 시험지역보다 일교차가 크게 나타 났다. 북한의 압록강하구 황금평에 인접한 단동은 평균온도는 수원보다 2.5도, 철원보다는 1.0도 정도 낮았다. 그러나 등숙 기인 9월의 평균기온은 철원과 큰 차이가 없어 철원에서 재배 되는 조생품종들은 북한 서해안 북부지역에서 재배가 가능할 것으로 추정된다. 또한 연길의 벼 생육기간동안 평균온도는 18.5도로 진부보다는 0.5도 낮지만 이미 90년대부터 진부에서 육성된 진부벼가 널리 재배되고 있는 것으로 보아 진부에서 육성된 극조생품종들은 룡정지역에서 재배가 가능할 것으로 추정된다.

    남한의 중북부지역인 진부, 철원, 수원에 재배한 품종들은 파종에서 출수까지의 평균출수일수는 86일에서 118일의 범위 를 보였다. 이를 바탕으로 출수일수를 90일 이전과 91일부터 3일 간격으로 계급을 구분하여 출수생태형을 극조생종(94일 이 전), 조생종(95~102일), 준조생종(103~106일), 중생종(107일 이 후)으로 세분하였다(Table 3). 극조생종에는 가장 출수일수가 짧은 진부올벼(86일), 운두벼(89일)를 비롯한 조운, 한설, 소백, 운봉벼와 북한 품종인 온포1호, 원산69호, 중국 품종인 길주1 호가 포함되였다. 조생종에는 둔내, 진부벼 등 우리나라 육성 27품종이 포함되었고, 준조생종에는 설레미, 남일, 진미와 통 일형 품종인 향미벼2 등 17품종이 포함되었다. 공시된 품종 중에서 출수까지의 일수가 107일 이상으로 중생종으로 분류한 품종은 상미벼, 미품벼와 통일형품종인 용주벼와 북한 품종인 평도15호 등 4품종이 포함되었다.

    우리나라는 태백산맥을 비롯한 다양한 산악지형으로 이루어 져 조생종 벼 재배지역도 다양하게 분포되어 있다. 국내에서 육성되는 조생종 품종군은 육성모지의 고도에 따라 각기 다른 출수생태형의 조생종 품종들이 육성되고 있다. 해발 576 m에 위치한 진부는 극조생종, 중북부 평야지인 철원은 극조생종 ~ 조생종, 해발 300 m인 운봉은 조생종, 해발 150 m인 상주는 조생종~준조생종 위주로 품종을 육성하고 있다. 수원, 익산, 밀 양의 육종기관에서도 논 이모작 작부체계에 적응하는 단기성 품종을 육성하고는 있으나 지역별 출장소에서 육성하는 조생 종 품종들과는 온도와 일장 반응이 다른 품종들이다. 본시험 결과로 보면 국내 육성모지별 품종의 생육일수에 따른 출수생 태형이 다름을 확인할 수 있었으나 일부 품종들은 기존 보고된 품종의 출수생태형과는 다른 결과를 나타내었다. 극조생종으로 알려진 진부와 둔내 2품종과 준조생종으로 알려진 중화, 화동 과 내풍은 조생종군에 포함되었다. 준조생 품종들은 주로 상주 에서 육성한 품종들과 이모작 적응품종들이 이에 속하였다.

    북한의 접경지역인 중국의 요녕성 동항, 길림성 룡정, 훈춘 에 재배한 72개 벼 품종들의 파종부터 출수기까지 3개 지역 의 평균 출수소요일수는 102일에서 127일의 범위를 보였다. 이는 국내 시험지의 출수소요일수와 비교하면 15일정도가 늦 다. 시험품종 중 진부올벼가 102일로 가장 빨랐고 다음이 온 포1호로 107일로 빨랐다. 출수생태형의 구분은 107일부터 4일 간격으로 계급을 설정하여 출수생태형을 극조생종은 110일 이 전, 조생종은 111~116일, 준조생종은 111일~122일, 중생종은 123일 이후로 구분하였다(Table 4).

    극조생종은 진부올벼, 운두, 둔내, 한설 3품종과 북한품종은 온포1호, 원산69, 길주1호 등 7품종이 포함되었다. 조생종은 소백, 청백찰, 태봉, 남원, 운봉, 중화, 태성, 운장, 진부찰, 화 동,신운봉 등 국내 육성 24품종과 길경81, 길경515 등 중국 현지 3품종이 포함되었다. 준조생종은 월백, 호반, 평원, 상주, 오대, 그루, 운광, 내풍, 상산, 삼백 등 국내 육성 32품종이 포함되었고 중생종은 중산, 한들, 미품, 만안, 용주벼 등 국내 7품종과 평도5호, 평도15호 등 북한 2품종 총 9개 품종이 포 함되었다.

    중국과 국내의 출수생태형 분석결과를 비교하여 보면 두 지 역에서 모두 동일한 출수생태형에 속한 품종은 극조생종군에 는 진부, 운두, 한설과 둔내벼이다. 반면 국내에서 극조생종에 속한 조은, 소백, 운봉벼는 중국에서 조생종군에 속하였다. 조 생종품종군은 한국에서 출수소요일수가 95일~97일에 속하는 품종들은 중국에서도 조생종군에 포함되었으나 출수소요일수 가 99일 이후 품종들은 대부분 중국에서 준조생종군에 속하였 다. 그러나 화동벼는 유일하게 한국의 출수소요일수가 100일 이었지만 한국과 중국 2지역에서 조생종군에 포함되었다. 중 산, 한들, 상미와 북한 품종인 평도5호는 국내에서는 준조생종 에 속하였으나 중국에서는 중생종으로 분류되었다.

    국내 육성품종을 북한과 인접한 국내와 중국지역에서 출수 생태형을 분석함으로 북한의 농업지대별로 적응 가능한 품종 들을 선정할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서 국내와 중국의 시험의 결과를 종합하여 보면 북한의 온포1호, 원산69 호, 길주1호와 함께 극조생종으로 분류된 진부올벼, 운두, 한 설과 조생종중 출수일수가 상대적으로 짧은 둔내벼는 북한의 북부내륙지역과 동해안 북부지역에 재배가 가능할 것으로 추 정된다. 국내에서 97일에서 101일의 출수일수를 보이는 고은, 조운, 청백찰, 설백, 남원, 운장, 삼천, 진부찰 등은 중국에서도 110~115일의 조생종 품종군으로 분류되어 북한의 서해 중부· 북부지역과 동해 중부지역에 재배가 가능할 것으로 추정한다. 북한의 서해남부지역에 재배되는 것으로 알려진 북한품종인 평도5호, 평도15호의 출수소요일수로 보아 국내 준조생종과 중 생종 품종들은 북한 서해안 남부지대와 평양이남지대에 재배 가 가능할 것으로 추정된다.

    이런 추정을 뒷받침하기 위해 국내에서 육성 보급된 조생종 픔종들에 대한 숙기구분을 보다 더 구체화 할 필요가 있으며 이를 위해 추가적인 보완시험이 필요할 것으로 판단되며 본 시험결과가 이런 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

    국내육성 조생종 품종들의 지역별로 재배가능한 출수안전성 분석을 위해 국내외 각각 3개소 시험지역의 출수일수의 변이 계수를 분석한 결과는 표5 와 같다. 우리나라 중북부지역인 수 원, 철원, 진부 등 3개 지역에서 공시품종의 출수일수 변이계 수 분포는 4.8~18.5% 였으며, 변이계수가 가장 낮은 품종은 태봉으로 4.8%이었고 변이계수가 10% 이상 되는 높은 품종 으로 용주, 미품, 진부올벼와 북한 대비품종인 평도 5호 등 4 품종이었다. 공시계통 중에서 출수일수 변이계수가 6.0% 이하 로 낮은 품종은 내풍, 화동, 태봉, 운봉, 운장 등 10개 품종으 로 조사되었다(Table 5).

    양 등(2001)의 북한벼 품종의 온도 및 일장반응에서 온도처 리기간에 온도가 높을수록 출수기가 촉진되고, 일장처리조건 에서 일장이 짧을수록 출수일수가 단축된다고 보고하였는데, 국내육성 품종이 북한지역에 재배된다면 출수기가 빠르면서 변이계수가 낮은 품종이 재배 안정성이 높을 것으로 예측된다. 중국의 북방에 위치한 북한 인접지역인 동항, 용정, 훈춘의 3개소에서 출수일수의 변이계수는 0.5~8.1%로 우리나라에서 조사된 변이계수보다 낮게 조사되었으며, 변이계수가 2.0 이하 인 품종은 태성, 진부찰, 중모 1001, 오봉, 새상주, 중모 1011, 삼천, 남원 등 9품종이었다. 공시된 품종 중에서 출수일 수 변이계수가 높은 품종으로는 조은흑미 7.5%, 한들 8.1%로 조사되었으며 북한 대비품종으로 온포1호도 변이계수가 높게 조사되었다(Table 6). 양 등(2001)은 북한에서 수집한 유전자 원 온포1호 등 6품종을 대상으로 출수에 관여하는 요인을 검 토한 결과 온도반응은 평양15호, 염주5호, 룡성7호, 평북3호는 국내육성 대비품종 오대보다 감온성이 둔감한 편이었으나 온 포1호, 함남15호는 감온성이 예민하다고 보고하였고, 일장반응 은 온포1호, 염주5호, 함남15호, 평북3호는 오대벼 보다 감광 성이 둔한 편이고 평양15호, 룡성7호는 감광성이 예민한 품종 으로 보고하였다. 본 시험에서도 북한 대비품종인 온포1호가 극조생종이면서 출수일수 변이계수가 큰 품종으로 조사되어 감온성품종으로 판단되었다. 따라서 중국에 공시된 국내육성 품종 중에서 출수일수 변이계수가 중국 대비품종인 길주1호 수준이며 조생종군에 포함되는 품종은 북한의 북부산간지, 동 해안 북부지역, 서해안 북부지역에서 안정적인 재배가 가능 할 것으로 판단된다.

    한국과 중국에서 수행된 공시품종의 출수기 변이계수는 8.7~13.3%의 범위를 보였고 변이계수가 9.0% 이하로 낮은 품 종들은 둔내, 운봉, 화동, 진부찰, 설레미, 중모1011 및 북한 대비품종 길주1호, 원산69호 등을 포함하여 8품종이었다. 출 수일수 변이계수가 12% 이상 높았던 품종은 운두, 만안, 중모 1008, 미품, 한들, 오대1호 등 8품종 이었고 공시된 품종 중에 서는 운장벼가 13.3%로 가장 높았다(Table 7). 벼는 고위도에 서 저위도에 이르는 넓은 지역에서 재배되고 있으며 여러 가 지 품종이 다양하게 분포되어 재배되고 있다. 이들 품종의 다 양성은 기후, 토양, 재배법에 따라 좌우되는데 그 중에서 기후 조건인 일장과 기온의 영향을 많이 받는다는 보고가 있다 (Noguchi et al. 1965). 대부분 조생종 품종은 출수기 개화에 온도의 영향을 많이 받는 감온성품종으로 벼 생육기간중의 온 도가 벼의 출수에 영향을 크게 미칠 것이다. 국내외 6개지역 에서 변이계수가 낮은 품종에 해당하는 품종의 출수생태형을 보면 북한 원산인 원산69호와 길주1호만 극조생종에 해당되고 국내품종인 둔내, 운봉, 화동, 진부찰벼 등은 조생종군에 속하 는 품종이다. 이들 품종이 국내와 중국에서 출수기의 변화가 적은 것은 출수에 관여하는 온도의 영향을 적게 받는 것인지 상대적으로 저온에 강한 품종들로 저온이 출수에 미치는 영향 이 적은 것인지에 대한 분석은 인공기상실 등에서 정밀시험을 통해 이루어 져야 할 것으로 생각된다.

    본 연구에 공시된 품종을 가지고 직접 북한 현지에서 국내 육성품종의 지역적응성 검정이 불가하므로 출수기 변이계수가 낮은 품종이 지역에 따른 성숙기 편차가 적을 것으로 판단된 다. 따라서 우리나라 북부지역과 중국의 북한 인접지역에서 동 일 품종을 재배하여 다양한 기후조건에서도 출수기 변이계수 가 적고 조숙성인 품종을 선발하여 북한 적응성이 높은 품종 선정에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

    적 요

    1. 본 연구는 우리나라 북부지역과 중국의 북한 인접지역에 서 동일 품종을 재배하여 다양한 기후조건에서도 출수일수 변 이계수가 안정적이고 조숙성인 품종을 선정하여 북한 적응성 이 높은 품종선발에 기초자료로 활용하고자 수행된 연구결과 이다.

    2. 북한 접경 국내외 6개소에서 출수일수별로 극조생종, 조 생종, 준조생종, 중생종의 4개 출수생태형으로 분류하였다. 국 내에서는 극조생종에는 9품종, 조생종은 42품종, 준조생종은 17품종, 중생종은 4품종으로 분류되었고 중국에서는 극조생종 7품종, 조생종 27품종, 준조생종 32, 중생종 9품종으로 구분 되었다.

    3. ‘수원’ 등 국내 3개소에서 출수기의 변이계수는 4.8~ 18.5%이었고 변이계수가 6.0 이하인 품종은 태봉, 내풍, 화동, 운장, 인월, 진봉, 운봉, 금영, 삼천 등 이었다.

    4. ‘단동’ 등 중국 3개소에서 출수기의 변이계수는 국내보다 낮은 0.5~8.1%로 변이계수가 2.0 이하인 품종은 태성, 진부찰, 중모1001, 오봉, 새상주, 중모1011, 삼천, 남원, 길주1호(북한 수집) 등 이었다.

    5. 한국과 중국의 6개소에서 출수기 변이계수는 8.7~13.3% 의 범위를 보였고, 변이계수가 9.0% 이하로 낮은 품종은 국내 육성 품종 둔내, 운봉, 화동, 진부찰, 설레미 품종으로 북한의 벼 재배지역에서 적응성이 높을 것으로 판단된다. 대비품중으 로 북한 대비품종인 원산69호, 중국 대비품종인 길주1호 등도 변이계수가 안정적인 품종이었다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 논문은 농촌진흥청 연구사업(세부과제명: 북한 북부지대 기후대 적응 국내육성 주요 식량작물 품종 선발, PJ01265705) 의 지원으로 수행된 결과입니다.

    Figure

    Table

    Geological location and cultivation condition of the tested site.

    Temperate and rainfall during the rice cultivation period.

    Classification of heading group of early maturing rice type on the three site of South Korea near the North Korea.

    Classification of heading group of early maturing rice type on the three site of Northeast China near the North Korea

    Distribution of early maturing rice varieties by variation coefficient of heading date in Korea.

    Distribution of early maturing rice varieties by variation coefficient of heading date in China.

    Distribution of early maturing rice varieties by variation coefficient of heading date in Korea and China.

    Reference

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