서 론
옥수수(Zea mays L.)는 밀(Triticum aesticum L.), 벼(Oryza sativa L.)와 함께 세계 3대 식량작물 중 하나로 오랜 재배역사를 가지고 있으며, 우리나라를 포함하여 전 세계적으로 식용, 사료용, 공업용 그리고 바이오에너지용 등 다양한 용도로 이용되고 있다. 우리나라에서 식용 옥수수의 재배면적은 2014년을 기준으로 약 16천 ha를 차지하고 있으며(MAFRA, 2015), 그 중에서 찰옥수수는 주로 풋옥수수 상태로 간식용으로 이용되고 있다. 강원도의 경우 찰옥수수의 재배면적은 전국에서 가장 넓으며, 농가 소득에도 크게 기여하고 있다(MAFRA, 2015; Park et al., 2016). 찰옥수수의 노지재배는 10a당 조수익이 113－153만원 정도이며, 관광지 및 브랜드화가 정착된 지역에서는 더 높은 소득이 가능하다(RDA, 2015). 특히 조기 출하를 목적으로 한 경남지역의 시설재배에서는 조수익이 300만원에 이르는 등 수익성이 비교적 높은 작물 중 하나이다(Park et al., 2016). 특히 찰옥수수의 재배기간은 다른 작물과 비교하여 풋찰옥수수로 이용하기 위해 수확할 경우 85－110일 정도로 짧아서 2모작이나 2기작 재배 등이 가능하다(Park et al., 2016). 국내에서 찰옥수수의 육종연구가 본격적으로 진행되면서 많은 품종들이 개발되어 생산과 소비 증진에 크게 기여하였는데, 특히 강원도에서 개발한 찰옥수수 품종들 중에서 미백2호와 미흑찰 등이 현재 가장 많이 재배되고 있으며, 이들 품종들은 맛과 상품성이 우수한 것으로 평가받고 있다(Park et al., 2016).
강원도의 경우 찰옥수수 재배는 일반적으로 4월 중 ․ 하순 또는 5월 초순에 파종하여 7월 중 ․ 하순 또는 8월 초 ․ 중순에 수확하는 형태로 이루어지고 있어서 여름철 홍수출하로 인하여 찰옥수수의 가격폭락 문제가 매년 발생하고 있다. 이러한 문제를 피하기 위하여 최근 보급되고 있는 찰옥수수 2기작 재배 방법은 기존의 관행 재배에 보다 풋옥수수인 간식용 찰옥수수 수확시기를 봄재배에서는 빠르게 하고, 가을재배에서는 늦추게 함으로써 간식용 찰옥수수의 생산기간을 7월 상순에서 10월 중순으로 확대시키는데 크게 기여하였다(Jung et al., 2012). 이러한 재배기술의 보급으로 찰옥수수 재배농가에서는 소득이 증대되었으며, 소비자는 간식용 찰옥수수를 먹을 수 있는 기간이 늘어나게 되어 생산자와 소비자에게 큰 이점을 제공하였다. 특히 간식용 찰옥수수는 풋옥수수의 이삭을 수확하여 이삭을 쪄서 먹기 때문에 풋옥수수의 이삭 품질이 상품성을 크게 좌우한다. 풋옥수수의 수확시기를 늦추게 되면 알곡이 딱딱해 지고 당이 전분으로 환원되어 간식용 찰옥수수의 식미감에 큰 영향을 미치기 때문에 풋옥수수의 수확시기가 매우 중요하다(Ketthaisong et al., 2013).
최근 기후온난화와 같은 기상이변으로 발생되는 자연재해에 의해 생물학적 및 비생물학적 환경 스트레스(biotic and abiotic stress)로 작물의 생산성이 매년 불안정한 상태에 있다(Seo et al., 2014). 기상이변에 따른 가뭄 현상은 식량의 안정생산 공급을 저해하며, 이로 인해 찰옥수수 재배 농가들도 생육 저해 및 생산량 감소 등의 피해를 받고 있으므로 보다 안정적 생산을 위한 재배기술이 필요하다. 파종시기 등 재배적인 방법을 통하여 찰옥수수의 상품수량을 최대로 생산할 수 있는 재배방법의 개선이 요구되고 있다. 일반적으로 작물의 파종 시기는 작물의 수량을 결정하는 중요한 요인 중 하나로 생육 초기에 저온 피해가 없는 범위 내에서 가급적 일찍 파종하는 것이 수량을 높일 수 있다.
따라서 본 연구는 강원도에서 개발한 찰옥수수 품종인 ‘미백2호’(Park et al., 2007)에 대하여 파종시기에 따른 출아 및 출사 일수 그리고 초장, 착수고 및 풋옥수수의 이삭 품질과 수확 후 종실 특성 등을 비교하여 가급적 가장 좋은 품질의 찰옥수수 생산을 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다.
재료 및 방법
1. 시험재료 및 재배방법
본 연구에서는 파종시기에 따른 옥수수 생육 및 종실 수량 특성을 비교하기 위하여 강원도 농업기술원 옥수수연구소에서 개발한 찰옥수수 품종인 ‘미백2호’에 대하여 재배실험을 수행하였다. 재배실험은 2017년에 홍천군 서석면에 위치한 서석고등학교 실습포장에서 수행하였다. 분산 파종에 따른 생육 특성을 조사하기 위해서, 각 처리구별 종자파종은 이랑사이 60 cm, 개체사이를 30 cm 간격으로 30립씩 포장에 직파하였다. 각 처리구별 분산파종은 2주간의 차이를 두고 1차 파종은 4월 19일에, 2차 파종은 5월 10일에 그리고 3차 파종은 5월 24일에 각각 하였으며 재배관리는 Park et al. (2015)의 방법에 따라 옥수수 표준재배법에 준하여 실시하였다.
2. 생육 및 종실 특성 조사
파종 후 각 처리구별 특성조사는 생육초기부터 수확기까지 식물체들의 생육 단계 중 각 형질별로 적합한 시기에 조사하였다(Table 1). 출아일은 각 처리구별로 전체 개체들 중 50% 이상 개체들이 발아한 날로 하였으며, 옥수수 수염의 출사기는 각 처리구별로 전체 개체들 중 50% 이상 개체들의 수염이 출사한 날로 하였다. 풋옥수수 이삭에 대한 당도측정은 출사 후 25일째에 각 처리구별로 풋옥수수의 이삭을 채취하여 1차 조사를 한 후 실온에서 24시간 보관한 다음날에 2차 조사를 하였다. 당도측정 실험은 풋옥수수 이삭의 알곡을 막자사발에서 잘게 갈아서 1 mL 마이크로파이펫을 사용하여 당도측정기에 0.2 mL를 떨어뜨린 후 0.01 Brix%까지 측정이 가능한 디지털 당도계(ATAGO, PAL-1)를 사용하여 당도를 측정하였다. 각 처리구별로 초장 및 착수고는 생육후기에 조사하였고, 이삭특성은 이삭껍질이 누렇게 변하면서 알맹이가 단단해지는 성숙기에 찰옥수수 이삭을 수확한 후 이삭길이, 이삭직경 그리고 백립중 등을 조사하였다.
Table 1. Morphological traits measured on individual maize plants at each sowing time  | |
1)DAS: Days after silking. | |
3. 통계분석
통계처리는 SAS (Statistical Analysis Systems Inc., Raleigh, NC, USA) 9.1 프로그램을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 한 후 DMRT (Duncan’s multiple range test)를 수행하여 평균간 비교를 하였다.
결과 및 고찰
1. 출아일수 및 출사기
4월19일부터 5월 24일까지 2주 간격으로 3회의 분산 파종에 따른 출아일수를 분석한 결과, 1차 파종(4월 19일)에서는 파종 후 12일째인 5월 1일에 50% 이상의 개체들이 출아를 하였으며, 2차 파종(5월 10일)에서는 파종 후 7일째인 5월 17일에 50% 이상의 개체들이 출아를 하였고, 3차 파종(5월 24일)에서는 파종 후 6일째인 5월 30일에 50% 이상의 개체들이 출아를 하였다(Table 2). 이 결과에 의하면 출아일수의 경우 4월 19일 파종한 처리구에서는 12일이 소요되었으나, 5월 10일과 5월 24일에 파종한 처리구들에서는 각각 7일과 6일이 소요되었다. 이러한 결과는 4월보다 5월에 주간 및 야간 온도가 높아서 5월에 파종한 처리구들의 종자들에서 발아가 빨리 진행되어 출아가 빠른 것으로 생각되었다. 그리고 5월에 파종한 처리구들의 경우 5월 10일 파종과 5월 24일 파종한 처리구들에서는 단지 출아일수가 1일만 차이가 났으므로 5월 초순과 중순과 같은 파종시기 차이는 옥수수 출아일수에 큰 영향을 주지 않는 것으로 생각되었다.
한편 옥수수 수염의 출사기는 4월 19일에 파종한 1차 처리구에서는 6월 29일에 50% 이상의 개체들이 출사를 하였으며, 5월 10일에 파종한 2차 처리구에서는 7월 14일에 50% 이상의 개체들이 출사를 하였으며, 그리고 5월 24일에 파종한 3차 처리구에서는 7월 27일에 50% 이상의 개체들이 출사를 하였다. 이 결과에 의하면 1차 파종에서는 파종 후 71일 만에 대부분의 개체들에서 옥수수 수염의 출사가 완료되었으며, 2차 파종에서는 파종 후 65일 만에 그리고 3차 파종에서는 파종 후 64일 만에 출사가 완료되었다. 이 결과에 의하면 4월 19일에 파종한 개체들은 옥수수의 수염이 출사하는데 71일이 소요되었으나, 5월 10일과 5월 24일에 파종한 개체들은 65일과 64일이 각각 소요되었다. 즉 4월보다는 5월에 파종한 개체들에서 수염이 나오는 시기가 단축되었는데, 이것은 출아일수와 마찬가지로 파종시기가 4월보다 5월에서 파종하는 것이 생육기간 동안 온도가 높아서 대부분의 미백2호 개체들에서 수염의 출사일수를 단축하는 것으로 생각되었다. 그러나 5월에 파종한 처리구들의 경우 5월 10일과 5월 24일에 파종한 처리구들에서는 단지 출사일수가 1일만 차이가 났으므로 앞에서 언급한 바와 같이 출아일수와 마찬가지로 5월 초순과 중순과 같은 파종시기에서는 옥수수 수염의 출사에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 생각되었다.
2. 생육 특성 및 이삭 품질 특성
4월19일부터 5월 24일까지 2주 간격으로 3회의 분산 파종에 따른 초장 및 착수고를 분석한 결과, 1차 파종 처리구에서 초장은 최소 185 cm에서 최대 210 cm로 평균 200 cm를 나타내었고, 착수고는 최소 82 cm에서 최대 103 cm로 평균 91 cm를 나타내었다. 2차 파종 처리구의 경우 초장은 최소 196 cm에서 최대 233 cm로 평균 212 cm를 나타내었고, 착수고는 최소 80 cm에서 최대 103 cm로 평균 93 cm를 나타내었다. 그리고 3차 파종 처리구의 경우 초장은 최소 215 cm에서 최대 241 cm로 평균 232 cm를 나타내었고, 착수고는 최소 81 cm에서 최대 99 cm로 평균 89 cm를 나타내었다(Table 2). 본 연구결과에 의하면, 4월 19일에 파종한 개체들보다 5월에 파종한 개체들에서 보다 식물체의 초장이 큰 것으로 나타났다. 그 이유는 생육기간 중인 4월의 저온보다 5월의 고온이 옥수수의 생장에 보다 좋은 영향을 미친것으로 생각되었다. 반면에 착수고의 경우는 파종시기에 따른 처리구별로 큰 차이를 나타내지 않았으므로 착수고의 경우는 파종시기 또는 생육온도와는 직접적인 관계가 적은 것으로 생각되었다.
한편 파종 시기에 따른 처리구별로 출사 후 25일째인 풋옥수수 이삭들에 대한 당도측정에서는 1차 처리구의 경우 첫째 날에는 평균 12.5 Brix를 나타내었으나 24시간이 지난 후인 둘째 날에는 9.23 Brix를 나타내었다. 2차 처리구의 경우도 출사 후 25일째인 첫째 날에는 11.5 Brix를 나타내었지만, 24시간이 지난 둘째 날에는 10.5 Brix를 나타내었다. 그리고 3차 처리구의 경우도 출사 후 25일째인 첫째 날에는 12.4 Brix를 나타내었지만, 24시간이 지난 후인 둘째 날에는 10.7 Brix를 나타내었다. 본 연구결과에 의하면, 파종시기에 따른 처리구별로 풋옥수수 이삭들은 당도 함량에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 각 처리구별로 당일 측정한 것보다 24시간이 경과한 2일째에는 모든 처리구들에서 풋옥수수 알곡의 당 함량이 감소하는 것으로 나타났다.
이러한 결과는 이전에 Ketthaisong et al. (2013) 등이 보고한 것처럼, 풋옥수수의 수확시기를 늦추면 당이 전분으로 환원되어 간식용 찰옥수수의 식미감에 큰 영향을 미치기 때문에 맛있는 찰옥수수를 먹기 위해서는 풋옥수수의 수확시기가 매우 중요한 것으로 생각되었다. 또한 Park et al. (1994) 등은 찰옥수수 저장기간별 수분함량, 경도, 유리당 함량의 변화 실험에서 수분함량은 품종간의 차이는 없었으나 저장기간이 경과할수록 대체로 당 함량이 감소하는 경향을 보인다고 보고하였다. 따라서 맛있는 찰옥수수를 먹기 위해서는 수확 적기에 풋옥수수를 수확하면 가급적 빨리 익혀서 먹는 것이 좋을 것 같았다.
종실 수량과 관련이 있는 이삭의 특성 형질들인 이삭장과 이삭폭의 경우 1차 처리구에서는 20 cm와 4.9 cm를 2차 처리구에서는 19.6 cm와 4.85 cm를 그리고 3차 처리구에서는 19 cm와 4.5 cm를 각각 나타내었다. 이 결과에 의하면 각 처리구별로 이삭의 크기는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 가장 일찍 파종한 1차 처리구의 이삭들이 비교적 가장 큰 것으로 나타났다. 그리고 백립중의 경우는 1차 처리구에서 36.4 g을 2차 처리구에서 35.3 g을 그리고 3차 처리구에서 35.0 g을 각각 나타내었다. Nielsen (2007)은 옥수수의 이삭에서 알곡의 줄수는 환경적 영향보다는 유전적으로 영향이 큰 것으로 보고하였으나, 이삭의 크기는 재배환경에 의하여 크게 영향을 받는다고 하였다. 이것은 옥수수 이삭길이는 재배시기에 따라 크게 달라질 수가 있음을 나타내고 있다. 이러한 결과는 옥수수 알곡의 백립중도 이삭길이와 마찬가지로 파종시기가 빠를수록 생육기간이 길어져서 종실의 무게가 다소 증가하는 것으로 생각되었다.
이상의 결과에 의하면 종실 수량과 관련된 형질들의 경우는 가급적 파종시기를 빨리하여 생육기간을 충분히 확보해 주는 것이 옥수수 이삭의 생산성에 더 유리한 것으로 생각되었다. 특히 여름철 7월 말과 8월 초순과 같은 시기에 풋옥수수의 홍수출하를 방지하기 위해서는 4월에 저온 피해가 없는 시기에 가급적 일찍 옥수수를 파종하는 것이 풋옥수수의 생산성도 높고 7월 하순 이전에 풋옥수수의 이삭 수확이 가능함으로 농가 소득에도 유리할 것으로 생각되었다. 그리고 또한 7월말과 8월초순의 홍수출하를 방지하기 위해서는 본 실험에서 얻은 결과처럼 5월 중순에 파종하여 8월 중순에 풋옥수수를 판매하는 재배방법도 농가소득에 도움을 줄 것으로 생각되었다.
요 약
본 연구는 파종시기에 따른 미백2호 찰옥수수 품종의 생육 특성 변화를 관찰하기 위하여 4월 중순부터 5월 중순까지 2주 간격으로 3회 종자를 분산 파종한 후 각 처리구별로 개체들에 대한 생육특성을 조사하였다. 출아일수의 경우 1차 파종(4월 19일)에서는 파종 후 12일째인 5월 1일에 50% 이상의 개체들이 출아를 하였으며, 2차 파종(5월 10일)에서는 파종 후 7일째인 5월 17일에 50% 이상의 개체들이 출아를 하였고, 3차 파종(5월 24일)에서는 파종 후 6일째인 5월 30일에 50% 이상의 개체들이 출아를 하였다. 옥수수 수염의 출사기는 4월 19일에 파종한 1차 처리구에서는 6월 29일에 50% 이상의 개체들이 출사를 하였으며, 5월 10일에 파종한 2차 처리구에서는 7월 14일에 50% 이상의 개체들이 출사를 하였으며, 그리고 5월 24일에 파종한 3차 처리구에서는 7월 27일에 50% 이상의 개체들이 출사를 하였다. 초장의 경우 1차 파종 처리구에서는 최소 185 cm에서 최대 210 cm로 평균 200 cm를 나타내었고, 2차 파종 처리구는 최소 196 cm에서 최대 233 cm로 평균 212 cm를 나타내었고, 그리고 3차 파종 처리에서는 최소 215 cm에서 최대 241 cm로 평균 232 cm를 나타내었다. 이삭장의 경우 1차 처리구에서는 평균 20 cm를 2차 처리구에서는 평균 19.6 cm, 그리고 3차 처리구에서는 평균 19 cm를 각각 나타내었다. 백립중의 경우는 1차 처리구에서 평균 36.4 g을 2차 처리구에서 평균 35.3 g을 그리고 3차 처리구에서 평균 35.0 g을 각각 나타내었다. 이상의 결과에 의하면 종실 수량과 관련된 형질들의 경우는 가급적 파종시기를 빨리하여 생육기간을 충분히 확보해 주는 것이 옥수수 이삭의 생산성에 더 유리한 것으로 나타났다.
