Production of Organic Rice (Oryza sativa L.) using Organic Cultivation Manual

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유기재배매뉴얼을 활용한 유기쌀 생산*

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차광홍***․오환중***․서동준***․송용수***․안준섭****․안규남*****․정우진**

Production of Organic Rice (Oryza sativa L.) using Organic Cultivation Manual

Cha, Kwang-Hong․Oh, Hwan-Jung․Seo, Dong-Jun․

Song, Yong-Su․Ahn, Joon-Seob․An, Kyu-Nam․Jung, Woo-Jin

An actual proof experiment was carried out to establish the production of high quality organic rice at farm household in Gwangjin, Junnam, Korea 2011.

Experimental plot was designed with conventional organic cultivation and manual organic cultivation in both Hopeongbyeo and Onnuri varities. Experimental field was consisted with suitable drainage loam soil, anryong series, and normal paddy field. Chemical characteristics of the soil were investigated from initial soil and soil after harvest in experimental sites. Seed disinfection was treated with hot water dipping method at 60℃ for 10 min. Rice transplanting was carried out at 17 June with 25 days seedling using machine transplanting. Golden apple snail was used to prevent weed growth as middle size (1.5~1.7 kg/10a) at one week after rice transplanting. Amount of applied fertilizer in experimental plot was supplied with organic fertilizer for the shortage after harvest of hairy vetch (1,100 kg/10a).

Bordeaux mixture was used to control of sheath blight and neck blast disease in all experimental plot at 19 Aug. Application of chitin culture solution was treated in manual organic cultivation at 2 and 15 Aug. At late growth stage, incidence rate of neck blast was the highest level at Hopyeongbyeo in conventional organic cultivation. Incidence rate of sheath blight in both Hopyeongbyeo and Onnuri was higher in conventional organic cultivation than in manual organic cultivation.

Incidence of rice leaf folder was the highest level at Onnuri in conventional organic cultivation. Yield index in manual organic cultivation was increased by

* 본 연구는 농촌진흥청 2011년 지역농업특성화 기술사업의 지원에 의하여 수행하였습니다.

** Corresponding author, 전남대학교 농업생명과학대학 응용생물공학부 친환경농업연구소(E-mail : [email protected])

*** 전남대학교 농업생명과학대학 응용생물공학부 친환경농업연구소 **** 전라남도 강진군 농업기술센터

***** 전라남도농업기술원 쌀연구소

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13% and 38% at Onnuri and Hopyeongbyeo, respectively, compared with conventional organic cultivation. Head rice percentage in both Hopyeongbyeo and Onnuri was slightly increased in manual organic cultivation. These results indicate that high quality production of rice organic cultivation could be depending on management of safe fertilization with nutrient content in soil.

Key words : organic cultivation, Hopeongbyeo, Onnuri, rice quality, safe fertilization

Ⅰ. 서 론

최근 화학비료와 농약의 피해가 알려지면서 소비자들이 건강한 삶을 영위하기 위하여 유기재배 농산물에 대한 소비가 늘어나고 있는 추세이다. 유기농업은 농업과 환경의 조화 를 위해 생산에 투입되는 자재 사용을 가급적 억제하여 농업생산 현장에 환경부하를 경감 시켜 농업생태계 보호 및 농업으로 인한 환경오염의 피해를 가급적으로 줄이려는 농법 (Kim, 1994)으로 화학비료, 유기합성농약, 가축사료 첨가제 등 일체의 합성 화학물질을 사 용하지 않고 유기물과 자연광석, 미생물 등 자연 자재만을 사용하는 농업이다. 유기재배한 쌀은 화학비료와 농약을 사용하여 관리한 관행 일반 재배 쌀과는 차이가 있다. 유기재배와 관행재배의 수량은 유기재배 1년차에서는 91~106%였으나 2년차에서는 약 8%정도 감수 경 향이었다(Kwon et al., 2008). 단백질함량, 아미로스함량은 유기재배와 일반재배간의 차이가 없었으며 밥의 조직감을 측정한 결과 유기재배 쌀이 탄력성, 응집성, 경도, 점성 등이 높게 나타났다(Na et al., 2007). 이에 따라 수확적기, 질소시비량 등 많은 연구(Choi et al., 1992;

Ku et al., 1998; Chae and Jun, 2002)가 있으나 실질적으로 농업현장에 나가보면 아직도 수 량에 집착하여 필요이상의 농자재를 투입하고 있는 것이 현실이다. Lee et al.(2007)은 관행 재배보다 유기재배에서 발생이 많은 병해충은 잎도열병, 이삭도열병, 혹명나방 등이었으며, 이들 병해충은 몇 가지 유용미생물을 혼합배양하거나 석회보르도액을 혼용하여 발병전에 예방위주로 살포할 경우 도열병 발생을 크게 경감시킨다는 보고가 있다. Cha et al.(2011)은 유기재배시 발생되는 병해충은 잎도열병, 이삭도열병, 잎집무늬마름병, 굴파리류, 혹명나 방, 줄점팔랑나방, 끝동매미충 등이였다고 보고했다. 본 연구는 벼 유기재배시 가장 기본적 이고 중요한 사항인 토양관리, 품종선택, 종자준비, 재식밀도, 제초, 병해충방제 등을 전남 대학교 친환경농업연구사업단에서 만든 벼 유기재배 매뉴얼에 따라서 지속적으로 벼 유기 재배를 실천하여온 농가와 공동으로 수행하였다.

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Ⅱ. 재료 및 방법

1. 시험장소

본 시험은 전남 강진군 성전면 소재 농가포장으로 곡간 선상지에 분포한 배수가 양호한 양토인 안룡통 보통답에서 2011년에 수행하였다. 본 시험기간인 4월부터 10월까지의 기상 은 평균기온은 20.7℃로 평년보다 0.5℃ 높았으며 강수량은 835.8mm로 평년보다 298.4mm 적었으며 일조시간은 1,198.5시간으로 평년보다 167.2시간이 적어 벼농사생육에는 비교적 좋은 기상이었다.

2. 시험전 토양의 화학성

시험전 토양의 화학적 성질은 Table 1과 같이 토양산도는 5.3, 유기물 함량 10g/kg, 유효 인산 61mg/kg⁻¹, 치환성칼륨 0.87cmol⁺/kg, 유효규산 함량 77mg/kg으로 나타났다. 칼륨을 제 외한 나머지는 우리나라 논토양의 평균 분석치 기준 함량보다 낮았다.

Table 1. Chemical characteristics of the soil used in experimental sites

Item pH OM Available

P2O4 Ex. Cation(cmol⁺/kg) Available silicate

(1:5) (g/kg) (mg/kg) K⁺ Ca⁺⁺ Mg⁺⁺ (mg/kg)

Optimum level 5.5-6.5 25-30 80-120 0.25-0.3 5.0-6.0 1.5-2.0 157-180

Exp. Soil 5.3 10.0 61.0 0.87 1.83 0.21 77.0

3. 시험구 배치 및 시험품종

시험구는 농가 기존방식으로 벼 유기재배를 실시하는 관행구와 전남대학교 친환경농업 연구사업단 벼 유기재배 매뉴얼(Kwon et al., 2010)을 적용하여 재배하는 처리구로 나누어 처리당 1,100m²으로 시험을 수행하였다.

품종은 공히 호평벼와 온누리를 동일하게 공시하였으며 호평벼는 중만생종으로 수량성 은 적으나 밥맛이 대단히 좋으며, 도열병에는 약하다. 온누리 품종은 중만생종으로 키가 작 으며 다수성이고 밥맛이 좋고 흰잎마름병과 줄무늬잎마름병에 강하다.

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4. 종자소독 및 재식주수

종자소독은 온탕침지법(60℃, 10분)을 실시하였다. 2011년 6월 17일 중묘(25일묘)로 기계 이앙을 하였는데 관행구는 평당 60주, 처리구는 평당 70주를 심었다.

5. 유기물 처리

비료는 Table 2에서 유기재배의 기본인 녹비작물로 헤어리베치를 이앙 2~3주전에 환원시 키는 것이 적기라는 많은 보고에 따라 관행구 및 처리구 공히 이앙 2주전에 수확량(1,100 kg/10a) 전부를 매몰하였다. 시비량은 헤어리베치 1,500~2,000kg/10a 시용시 질소비료를 무 시용 하는 것이 도복예방 등 재배상 안전하다는 기존 매뉴얼에 따라 처리구의 기비시용은 생략하고 부족한 인산을 보충하기 위해 골분(인산 38%)을 5kg/10a 시용하였다. 추비로 유기 질비료(질소 4%) 44kg/10a를 시용한 결과 총 시비량은 N-P-K = 8.45-4.89-9.24kg/10a였다. 반 면 관행구는 기비로 유기질비료 120kg/10a, 추비로 80kg/10a를 시용한 결과 총 시비량은 N-P-K=14.5-6.3-10.8kg/10a였다.

Table 2. Comparison of amount of applied fertilizer on conventional and manual of organic cultivation

Item Conventional organic cultivation Manual organic cultivation

Hairy vetch

• Yield: 1,100kg/10a

• Three major nutrients(N-P-K)

= 6.6-2.2-8.8 kg/10a

• Yield: 1,100kg/10a

= 6.6-2.2-8.8 kg/10a

Basal fertilization

(Jun. 10)

• Fertilization of Namdonongsan(80kg/10a) + Alive(40kg/10a)

• Namdonongsan(N-P-K =4-2-1%)

• Alive(N-P-K=3.7-2.2-1.1%)

= 4.7-2.5-1.2kg/10a

• Ground bone meal: 5kg/10a (N-P-K=0-38-0%)

= 0-1.9-0 kg/10a

Additional fertilization (Jul. 30)

• Fertilization of Namdonongsan: 80kg/10a) (N-P-K = 4-2-1%)

= 3.2-1.6-0.8kg/10a

• Moonjunokdab gold: 44kg/10a (N-P-K=4.2-1.8-1.0%)

= 1.85-0.79-0.44kg/10a Total amount of

fertilization N-P-K = 14.5-6.3-10.8 kg/10a N-P-K = 8.45-4.89-9.24 kg/10a

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6. 잡초방제 및 병해충방제

시험구 내 잡초방제를 위하여 로터리 작업 후 왕우렁이 중패를 관행구와 처리구에 각각 1.5~1.7 kg/10a 투입하였다. 처리구는 병충해 방제를 위해 키틴분해 미생물 배양액을 2회 살 포하였다. 시험구내 병해충방제 자재로 석회보르도액 등 유기농자재을 사용하였다. 본 시 험에 사용된 관행구 및 처리구 병해충 방제용 유기농자재의 사용시기 및 처리량을 Table 3 에 나타내었다.

Table 3. Comparison of organic agricultural materials for control of plant disease and insect on conventional and manual of organic cultivation

Item Conventional organic cultivation Manual organic cultivation

Application time

(Aug. 2~15) • Non-treatment

• Application of chitin culture solution 1st: 250L (Aug. 2)

2nd: 250L (Aug. 15) Application time

(Aug. 19)

- Control of Sheath blight, Neck blast

• Borustar: 3L/10a

- Control of Sheath blight, Neck blast

• Borustar: 3L/10a

7. 토양미생물상 및 토양효소

작물의 수확 후 시험구 내 토양미생물의 분포도를 조사하기 위하여 박테리아, 곰팡이, 방 선균의 수를 특정 고체배지에서 조사하였다. 특히, 박테리아 중에는 키틴분해박테리아와 인산분해박테리아의 분포를 조사하였다. 토양내 효소는 탈수소효소, 인산분해효소, 글루코 시다아제, 키틴분해효소를 각 처리구별 조사하였다.

탈수소효소 활성(Dehydrogenase activity) 측정은 건토 1g에 0.25M Tris 완충액(pH 7.6) 1.0mL를 넣고, 0.4% 2,3,5-Triphenyltetrazolium hydrochloride(TTC) 0.5mL와 0.1mL 1% glucose 기질을 30℃, 6시간동안 반응에서 생성된 triphenyl formazan(TPF)를 A 485nm에서 측정한 흡광도를 표준곡선에 의하여 구한 값을 unit/g soil로 표시하였다(Trevors, 1984). 탈수소효소 활성 Unit는 시간당 1 nmol TPF를 생성한 효소의 량으로 정의하였다.

인산분해효소 활성(Acid-phosphatase activity) 측정은 토양 1g에 0.25mL toluene, 4mL 50 mM sodium acetate buffer solution(pH 5.0)을 넣고, 1mL 0.025M ρ-Nitrophenyl phosphate(ρ NP) 용액에서 37℃, 1시간 동안 배양하였다. 배양이 끝난 후 1mL의 0.5M CaCl2와 4mL의 0.1M Tris(hydrozymethyl) aminomethane(THAM)용액(pH 12)을 넣어 진탕하여 여과한 후 A 410nm에서 흡광도를 측정하여 이미 얻은 표준곡선에 의하여 구한 값을 unit/g soil로 표시하 였다(Tabatabai, 1982). 인산분해효소 활성 Unit는 시간당 1 nmol ρNP를 생성한 효소의 량

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으로 정의하였다.

글루코시다아제 활성(β-glucosidase activity) 측정은 토양 1g에 0.25mL toluene, 4mL 50 mM sodium acetate buffer solution(pH 5.0)을 넣고, 1mL 0.025M ρ-nitrophenyl-β-D-glucopy- ranosidee(ρNP) 용액에서 37℃, 1시간 동안 배양하였다. 배양한 후 1mL의 0.5M CaCl2와 4mL의 0.1M Tris (hydrozymethyl) aminomethane(THAM)용액(pH 12)을 넣어 진탕한 다음 여 과액을 A 410nm에서 측정하여 이미 얻은 표준곡선에 의하여 구한 값을 unit/g soil로 표시 하였다(Skujins, 1976). 글루코시다아제 활성 Unit는 시간당 1nmol ρNP를 생성한 효소의 량 으로 정의하였다.

키틴분해효소 활성(Chitinase activity) 측정는 토양 10g에 1.5mL 톨루엔과 10 mL 0.5% 키 틴용액에서 37℃, 18시간 동안 배양하였다. 배양한 후 1mL 토양배양액에 0.2mL의 1M NaOH를 넣어 효소반응을 중지시킨다. 이 용약을 원심분리(12,000rpm, 5분) 후 상등액 1mL 을 Schales 용액 2mL과 혼합하여 15분간 끊인 다음 A 420nm에서 측정하여 이미 얻은 표준 곡선에 의하여 구한 값을 unit/g soil로 표시하였다(Yedidia et al., 2000). 키틴분해효소 활성 Unit는 시간당 1nmol N-acetylglucosamine (GlcNAc)을 생성한 효소의 량으로 정의하였다.

8. 벼 생육, 수량조사 및 미질조사

벼 생육 및 수량조사, 병해충 발생 조사는 농촌진흥청 조사기준에 의하여 조사하였다. 쌀 의 품질은 완전미 등 백미품위는 미립판별기(RN-500, Kett, Japan)를 이용하였다. 단백질 및 아밀로스함량은 근적외 성분분석기(AN-700, Kett, Japan)를, 취반미 윤기치는 취반기(AM- 90A, Toyo, Japan)와 미도계(AM-90B, Toyo, Japan)를 이용하여 기계적인 식미값으로 비교 분석하였다.

9. 통계분석

본 시험의 통계분석은 SAS 9.2(Statistical Analysis System Institute Inc. 2002) package를 이 용하여 분석하였으며, 처리간 유의성은 Tukey’s Studentized Range(HSD) Test와 t-Test를 이 용하여 검정하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 토양의 화학성 변화

시험 후 토양 분석 결과를 Table 4에서 살펴보면 시험 전 토양에 비해 유기물 함량은 다

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소 증가되었다. Huh(1982)가 보고한 유기물원의 시용으로 시험 후 토양의 유기물함량이 뚜 렷이 증가되었다는 결과와 유사하였다. 토양산도, 유효인산은 골분시용으로 증가하였으며, 칼슘 및 마그네슘함량도 시험 전에 비해 뚜렷이 증가되는 경향을 나타내었으며 이러한 경 향은 Lee et al.(2006)의 결과와 유사하였다.

Table 4. Chemical characteristics of the soil after harvest in experimental sites

Item pH OM Available

P2O4 Ex. Cation(cmol⁺/kg) Available silicate

(1:5) (g/kg) (mg/kg) K⁺ Ca⁺⁺ Mg⁺⁺ (mg/kg)

HPY¹⁾ C.O.C²⁾ 5.6 14.0 83.0 0.62 3.0 0.7 60.0

M.O.C 5.6 18.0 88.0 0.39 3.4 1.23 73.0

ONR C.O.C 5.7 19.0 84.0 0.27 2.6 0.73 58.0

M.O.C 5.8 20.0 79.0 0.23 3.2 0.62 46.0

1)HPY: Hopyeongbyeo, ONR: Onnuri

2)C.O.C: Conventional organic cultivation, M.O.C: Manual organic cultivation

2. 미생물상의 분포 및 토양효소

벼 수확 후 시험구 토양내 미생물상 분포를 조사한 결과 Table 5에 나타내었다. 전반적으 로 박테리아와 방선균의 수는 처리구에서 약간 높게 나타났고, 곰팡이의 수는 관행구에서 약간 높게 나타났다.

Table 5. Distribution of bacteria, fungi, and actinomycete in soil after rice harvest

Item Bacteria Fungi Actinomycete

(CFU/g soil)

HPY¹⁾ C.O.C²⁾ 2.8 × 10⁶ 3.0 × 10⁴ 1.6 × 10⁵

M.O.C 3.2 × 10⁶ 2.8 × 10⁴ 3.7 × 10⁵

ONR C.O.C 3.2 × 10⁶ 4.3 × 10⁴ 2.8 × 10⁵

M.O.C 3.7 × 10⁶ 4.1 × 10⁴ 3.3 × 10⁵

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벼 수확 후 시험구 토양내 가수분해효소 생성 미생물의 분포를 조사한 결과 Table 6에 나타내었다. 호평벼 처리구에서 키틴분해미생물과 인산분해미생물의 분포가 다소 높게 나 타났다.

Table 6. Distribution of hydrolysis enzyme-producing microorganisms in soil after rice harvest

Item

Chitinase-producing Phosphatase-producing

Bacteria Fungi Actinomycete Bacteria Fungi Actinomycete

(CFU/g soil) (CFU/g soil)

HPY¹⁾

C.O.C²⁾ 0.2 × 10⁵ ND³⁾ 1.2 × 10⁵ 3.3 × 10⁴ ND ND

M.O.C 0.9 × 10⁵ ND 0.6 × 10⁵ 18.8 × 10⁴ 0.8 × 10³ ND

ONR

C.O.C 1.5 × 10⁵ ND 1.5 × 10⁵ 2.5 × 10⁴ 2.5 × 10³ ND M.O.C 1.4 × 10⁵ ND 1.1 × 10⁵ 3.3 × 10⁴ 2.5 × 10³ ND

3)ND : Not detected.

Fig. 1. Comparison of enzyme activity of soil on conventional and manual of organic cultivation. Dehydrogenase (A), Acid phosphatase (B), β-glucosidase (C), and chitinase activity (D)

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벼 수확 후 품종간 시험구별 토양의 효소활성을 비교 분석한 결과 Fig. 1에 나타내었다.

토양 중 탈수소효소, 인산분해효소 활성은 호평과 온누리 2품종 모두에서 관행구보다 처리 구에서 약간 높은 경향을 나타났다. 또한, 토양 중 글루코시다아제는 온누리 품종에서 관행 구보다 처리구가 약간 높은 경향을 나타났고, 호평 품종에서는 관행구가 처리구 보다 약간 높게 나타났다. 토양 중 키틴아제 활성은 온누리 품종에서 관행구보다 처리구가 유의적으 로 높게 나타났다.

3. 벼 일반적 생육특성

벼 생육초기에 관행구와 처리구의 생육상태를 조사한 결과 특히, 온누리 품종의 경우 관 행구의 엽색이 처리구의 엽색보다 다소 진하게 보였다. 이러한 현상은 관행구의 기비로 유 기질비료의 과다 공급에 의한 질소성분의 과다로 나타나는 현상으로 보인다. 벼 생육초기 에 육안으로 품종별 엽색도 차이를 조사한 결과 온누리 품종이 호평 품종보다 약간 짙은 경향을 보였다. 출수기 엽색은 질소시비량이 증가됨에 따라 대체적으로 짙어지는 경향이었 으나 9kg/10a 이상에서는 큰 차이를 보이지 않았다고 하였으며, 도체내의 질소함량도 다비 할수록 많았으나 11kg/10a 이상에서는 유의성이 없었는데 이는 과비로 생육이 과번무 되어 줄기가 세장(細長)되었기 때문으로 생각된다고 한 결과(Kim et al., 1998; Nam et al., 2005) 와 같은 경향을 보였다.

벼 생육초기 초장 및 경수 조사 결과는 Table 7에 나타내었다. 초장의 경우 처리구가 관 행구보다 유의적으로 낮은 결과를 보였다. 경수의 경우도 유사한 경향을 보였다. 시험구내 품종간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

Table 7. General growth of rice early stage (July 26) on conventional and manual of organic cultivation

Item Culm length (cm) No. of branch

HPY¹⁾ C.O.C²⁾ 58.64±3.05^{a, 3)} 30.78±2.42^ab

M.O.C 55.26±2.71^b 29.63±3.60^ab

ONR C.O.C 58.94±2.29^a 32.03±3.94^a

M.O.C 53.71±2.45^b 27.33±5.05^b

1) HPY: Hopyeongbyeo, ONR: Onnuri,

2) C.O.C: Conventional organic cultivation, M.O.C: Manual organic cultivation

3) Values shown in each column are the means ± S.E (n=10 in culm length, n=60 in No. of branch). Data followed by the same letter within columns are not significantly different (p≤0.05) as determined by Tukey’s Studentized Range (HSD) Test.

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4. 벼 생육시기별 병해충 발생 추이

벼에는 많은 병해충이 발생하는데 그 중 매년 발생해 피해를 주는 주요 병해로는 도열 병, 잎집무늬마름병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병 등이며, 충해는 이화명나방, 벼멸구, 혹명 나방 등으로 나타났다. 잎집무늬마름병은 어떤 해에는 도열병보다 피해가 더 심하게 나타 나는데 벼 알이 여무는 정도가 불량하여 천립중이 감소함으로 전체 수량을 감소시키는 원 인이 된다. 이는 조기재배, 밀식 및 질소다비 재배에 의하여 병 발생에 좋은 환경조건이 되 기때문으로 보고하였다(NAAS, 2005). 한편 생육후기에 발생하는 이삭도열병의 발생은 등 숙불량, 식미 저하의 원인이 된다고 보고하였다(NAAS, 2005).

Table 8. Comparison of occurrence of rice diseases for conventional and manual organic cultivation on growth stages

Growth

stage Variety Treat.

Rice water weevil (No. of diseased hill//20hill)

Rice borer (No. of diseased hill//20hill)

Rice stripe virus (No. of diseased hill//20hill)

Leaf blast (Area of disease incidence,

%)

Neck blast (Rate of diseased panicle, %)

Sheath blight (Rate of diseased stalk, %)

False smut (Rate of diseased plant, %)

Rice leaf folder (Rate of diseased plant, %) Early stage (Jul. 26)

HPY¹⁾ C.O.C²⁾ 1 3 1 - - - - 1³⁾

M.O.C - - - - - - -

ONR C.O.C - - - - - - - 1³⁾

M.O.C - 1 - - - - - 1³⁾

Middle stage (Aug. 19)

HPY C.O.C - - - 0.09 - 6.6 - -

M.O.C - - - 0 - 1.5 - -

ONR C.O.C - - - 0 - 17.2 - -

M.O.C - - - 0 - 3.8 - -

Harvest stage (Sep. 23)

HPY C.O.C - - - - 20.8 25.9 5.0 48.3

M.O.C - - - - 2.6 5.5 1.7 6.7

ONR C.O.C - - - - 0 36.3 0 83.3

M.O.C - - - - 0 8.9 15 26.6

2)C.O.C: Conventional of organic cultivation, M.O.C: Manual of organic cultivation

3)Rice leaf folder: Number of diseased hill//20hill in early stage (Jul. 26)

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이앙 후 3주차에 생육초기 병해충 발생 조사결과를 Table 8에 나타내었다. 물바구미, 이 화명충, 혹명나방, 줄무늬잎마름병이 다소 발생되었으며, 처리간에는 큰 차이가 없었다. 생 육중기 병해충 발생율 조사한 결과, 잎도열병, 잎집무늬마름병, 혹명나방이 주로 발생되었 다. 잎집무늬마름병 발생정도는 관행구 호평벼와 온누리벼에서 발생율이 처리구보다 높게 나타났다.

수확기 병해충 조사한 결과, 이삭도열병은 관행구 호평벼에서 발생이 많았으며, 잎집무 늬마름병도 관행구 호평벼, 온누리벼에서 처리구보다 발생이 많았다. 이는 도열병과 도복 에 약한 호평벼의 품종특성에 따라 토양 내 질소성분이 많지 않게 관리하여야 하는데 그렇 지 못한 것으로 생각 된다. 혹명나방도 관행구가 처리구보다 발생율이 높게 나타났는데 이 는 농가가 추비로 유기질비료를 60kg/10a를 시용함으로서 늦게까지 엽색이 짙어 피해가 심 한 것으로 판단되었다.

5. 벼 수량 구성요소 및 수량

Table 9는 벼 수량 구성요소 및 생산량을 나타내었다. 간장의 경우 호평벼가 온누리에 비 해 유의적으로 높게 나타났다. 주당수수는 두 품종 모두 관행구에서 유의적으로 높게 나타 났다. 수장 및 수당입수는 시험구내 품종별 유의적인 차이를 보이지 않았다. 등숙비율은 두 품종 모두 처리구에서 유의적으로 높게 나타났다. 현미천립중의 경우 관행구와 처리구 공 히 온누리 품종이 호평벼보다 유의적으로 높게 나타났다. 수량지수는 관행구 대비 처리구

Table 9. Comparison of rice yield for conventional and manual organic cultivation

Variety Treat.

Clum length (cm)

Panicle length (cm)

No. of panicles

/hill

No. of spike lets/

panicle Grain filling ratio

(%)

Wt. of 1,000 grains (g)

Brown/

rough rice ratio

(%)

Yield (kg/10a) Yield Index Unhulled (%)

rice

Brown rice

Milled rice

HPY¹⁾

C.O.C²⁾ 84.0 19.6 23.4 67.3 63.2 19.3 80.4 499 402 370 100

M.O.C 79.7 18.0 18.5 73.0 80.7 20.8 83.1 665 553 509 138

t-test 1.83NS 5.78* 5.91* 1.19NS 7.93* 5.21* 3.14* 3.41* 3.51* 3.51* -

ONR

C.O.C 70.7 19.4 22.3 72.6 60.6 23.2 84.5 678 572 527 100

M.O.C 68.3 19.0 18.0 76.4 88.8 23.8 84.6 763 645 594 113

t-test 2.28* 0.51NS 4.51* 0.51NS 8.30* 2.35* 0.67NS 5.44* 5.19* 5.19* -

2)C.O.C: Conventional of organic cultivation, M.O.C: Manual of organic cultivation NS: Not significant difference, * p≤0.05

(12)

가 온누리와 호평벼에서 각각 13%와 38%가 증수하였다. 이는 일반적으로 질소 함량이 높 을 때 수량이 증가한다는 Lee(1997)와 Yeon(2005) 등의 보고와는 상반된 결과를 나타내었 다. 이는 헤어리베치 1,500~2,000kg/10a 시용시 질소비료를 무시용 하는 것이 도복예방 등 재배상 안전하다는 기존 매뉴얼을 무시하고 기비로 유기질 비료 과용에 의한 과번무로 인 한 도복 등이 원인이다.

Fig. 2. Correlation of yield and occurrence of rice diseases for conventional and manual organic cultivation on growth stages.

(A) Neck blast (Rate of diseased panicle, %), (B) Sheath blight (Rate of diseased stalk, %), and (C) Rice leaf folder (Rate of diseased plant, %). conventional (●) and manual (○) organic cultivation in Hopyeongbyeo (―). Conventional (■) and manual (□) of organic cultivation in Onnuri (…). Values are means ± S.E. Significance levels of the liner correlation coefficients were denoted by *P<0.05, **P<0.01, and ***P<0.001.

벼 주요 병해충과과 쌀 생산량과의 상관관계를 Fig. 2에 나타내었다. 또한 앞서 병해충조 사에서 언급한 것처럼 호평벼의 경우 목도열병, 잎집무늬마름병, 혹명나방과 수량과의 관 계에서 유의성이 높은 부의 상관관계가 나타났다. 품종별로 식물 병해충의 수량에 대한 직 접적인 효과는 Table 10에서와 같이 호평과 온누리 두 품종 모두 혹명나방이 각각 58.6%와 42.0%로 가장 높았고, 호평의 경우 목도열병이 26.0%, 문고병이 7.6%였으며 온누리는 문고

(13)

병이 24.3%로 혹명나방이 수량에 가장 영향을 미친 것으로 사료되었다. 이러한 결과물을 바탕으로 지속적인 농가의 시비관리 지도가 절실히 필요하다고 생각됩니다.

Table 10. Standardized regression coefficient and relative weight of variable on yield by varieties

Variables

Hopyeong Onnuri

Standardized regression coefficient

Relative weight (%)

Standardized regression coefficient

Relative weight (%)

Y1 0.63865 26.0 - -

Y2 -0.18580 7.6 -0.34771 24.3

Y3 -1.44239 58.6 -0.60162 42.0

Error 0.19313 7.8 0.48177 33.7

Where Y1 : Neck blast (Rate of diseased panicle, %) Y2 : Sheath blight (Rate of diseased stalk, %) Y3 : Rice leaffolder (Rate of diseased plant, %)

7. 쌀의 품위 및 품질

Table 11은 수확 후 쌀의 품위 및 품질을 조사한 결과를 나타내었다. 완전미율은 두 품종 공히 관행구 대비 처리구가 다소 높게 나타났다. 품종내에서는 호평벼에서 보다 유의적인 차이를 보였다. 특히 쇄립율의 차이가 많았으며 이는 관행구에서 보다 많이 발생한 미숙립 에 의한 것이 대부분으로 여겨진다. 또한 단백질 함량은 관행구가 처리구에 비해 높은 경 향을 보였는데 이는 Kang(1997)과 Lee et al.(2003)이 질소시비량이 증가함에 따라 완전미율 은 뚜렷하게 감소하고 쌀의 단백질 함량은 증가한다고 보고한 것과 일치하였다. 우리나라 양 질 쌀 품종 선발 기준에는 아밀로스 함량은 17~20% 수준으로 규정하고 있으며(Lee, 1987), 단백질 함량 범위는 7~9%이나(Kang et al., 2005) 최근 질소시비량 감소로 단백질 함량은 점 점 낮아지는 경향이다. 백미의 단백질함량 증가는 밥의 점성이나 조직감을 나쁘게 하고 쌀 전분 세포막 물질을 만들어 밥의 부드러움을 해치고 식미를 저하시킨다(Ku et al., 1998). 기 계적인 식미값으로 윤기치의 경우 두 품종 공히 처리구가 관행구에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 식미와 단백질함량과의 관계는 매우 유의하고도 직선적인 부의 상관이 나타나서 단백질 함량이 증가함에 따라 식미는 뚜렷하게 감소한다고 하였다(Kang et al., 1997). 한편 Kang et al.(2005)의 결과 같이 식미치는 품종에 따라 질소시비량에 대해 다르게 반응하는 것으로 나타났으며, 아미로스 함량은 질소시비량간의 유의차가 인정되지 않았으나 단백질 함량에서는 질소시비량과 품종간의 상호작용 효과가 인정되었다.

(14)

Table 11. Comparison of rice property for conventional and manual organic cultivation

Variety Treat. Head rice (%)

White core and belly

(%)

Broken rice (%)

Protein (%)

Amylose

(%) whiteness

Palatability (Toyo value)

HPY¹⁾

C.O.C²⁾ 80.0 4.4 13.7 6.5 19.0 37.2 58.8

M.O.C 88.7 3.0 9.3 6.0 19.7 37.7 73.0

t-test 2.28* 2.01NS 2.31* 2.13* 3.30* 0.96NS 6.93*

ONR

C.O.C 88.5 2.6 8.9 6.2 20.7 37.1 70.4

M.O.C 90.1 2.8 7.6 6.0 20.5 38.1 78.0

t-test 0.45NS 0.61NS 0.42NS 2.01NS 0.40NS 1.57NS 4.50*

2)C.O.C: Conventional of organic cultivation, M.O.C: Manual of organic cultivation NS: Not significant difference, * p≤0.05

Fig. 3. Comparison of rice morphology for conventional and manual organic cultivation Conventional (A) and manual (B) of organic cultivation in Hopyeongbyeo

Conventional (C) and manual (D) of organic cultivation in Onnuri.

(15)

벼 수확 후 품종간 시험구별 쌀의 형태를 비교한 결과 Fig. 3에 나타내었다. 호평벼-관행 구(Fig. 3A)와 온누리-관행구(Fig. 3C)의 쌀의 외부형태는 호평벼-처리구(Fig. 3B)와 온누리- 처리구(Fig. 3D)에 비해 다소 불량한 것으로 보여진다.

Ⅳ. 적 요

1. 토양조건은 배수가 양호한 양토인 안룡통 보통답으로 칼륨을 제외하고는 우리나라 논 토양의 평균 함량보다 낮은 토양이었다. 유기질비료로 처리구는 질소 표준시비량인 9kg/10a과 비슷한 N-P-K=8.45-4.89-9.24kg/10a를 시용한 반면 관행구는 표준시비량보다 많은 N-P-K=14.5-6.3-10.8kg/10a를 시용하였다.

2. 벼 수확 후 시험구 토양내 미생물상 분포를 조사한 결과 박테리아와 방선균의 수는 처 리구에서 약간 높게 나타났고, 곰팡이의 수는 관행구에서 약간 높게 나타났다. 토양내 가수분해효소 생성미생물을 조사한 결과 호평벼 처리구에서 키틴분해미생물과 인산분 해미생물 분포가 다소 높게 나타났다.

3. 병해충 발생정도는 전체적으로 처리구에서는 미미하게 발생하였다. 그러나 관행구에 서 특히 호평벼에서 도복과 이삭도열병이, 잎집무늬마름병은 두 품종 공히 심하게 발 생하였다. 혹명나방은 온누리에서 발생율이 높았는데 이는 질소 과다 시용으로 판단 되었다.

4. 호평벼와 온누리 공히 관행구가 처리구에 비해 간장과 수장은 약간 길고, 주당수수는 많았다. 그러나 잎집무늬마름병 및 이삭도열병, 혹명나방 도복 등으로 등숙비율이 현 저히 떨어졌다. 관행구는 천립중이 낮았으며 수량이 호평벼는 38%, 온누리는 13% 떨 어졌다.

5. 병해충인 이삭도열병, 잎집무늬마름병, 혹명나방과 수량과의 관계에서 유의성이 높은 부의 상관관계가 나타났다

6. 백미의 품질도 관행구에서 쇄립율의 증가로 완전미 비율은 낮고, 단백질함량이 높아 전반적인 품질 및 윤기치가 낮아졌다.

[논문접수일 : 2013. 11. 22. 논문수정일 : 2014. 01. 07. 최종논문접수일 : 2014. 01. 11.]

(16)

Reference

1. Cha, K. H., H. J. Oh, H. G. Park, K. N. An, R. D. Park, and W. J. Jung. 2011. Comparison of growth, yield and quality by green crop treatments in rice (Oryza sativa L.) organic cultivation. Korean J. Organic Agri. 19(1): 55-64.

2. Chae, J. C. and D. K. Jun. 2002. Effect of harvest time on yield and quality of rice. Korean J. Crop Sci. 47(3): 254-258.

3. Choi, M. K., S. D. Lee, B. T. Jeon, and S. D. Park. 1992. Effect of harvest times and dry method on rice quality. ARC. 34(1): 56-63.

4. Huh, B. L. 1982, Study on chemical improvement of paddy soil. AESP. pp. 260-271.

5. Kang, J. R., J. T. Kim, I. Y. Beg, and J. I. Kim. 2005. Effect of Nitrogen Fertilizer Rates on Rice Quality in Mid-mountainous Area. Korean J. Crop Sci. 50(S): 37-40.

6. Kang, Y. S., J. H. Lee, J. I. Kim, and J. S. Lee. 1997. Influence of Silicate Application on Rice Grain Quality. Korean J. Crop Sci. 42(6): 800-804.

7. Kim, J. K., C. Y. Kim, J. I. Lee, J. C. Shin, and M. H. Lee. 1998. Effect of dry matter production and yield in colored Heukjinju by rice transplanting time and nitrogen levels.

Agricuture Environment Study. 40(2): 48-55.

8. Kim, J. S. 1994. Management realities of organic farming. Symposium for the present state and development direction in organic farming. p. 95-100.

9. Ku, J. O., D. J. Lee, and S. M. Hur. 1998. Quality and tastes of rice. Jeonnam Rice Research Society. p. 244.

10. Kwon, O. D., B. H. Kim, I. S., Kim, H. G. Park, H. J. Oh, H. B. Lee, W. J. Jung, and G. H. Cha. 2010. Manual of rice organic culture. Manual of environmentally-friendly agriculture technology 1. Chonnam National University and Jeonnam Agricultural Research

& Extension Services. Kukjecolor. RN 11-7000830-000057-01.

11. Kwon, O. D., K. N. An, and H. G. Park. 2008. Selection of proper variety and development of cultivation method in organic rice farming. Test and Research Report of Jeonnam Agricultural Research & Extension Services. 1: 342-327.

12. Lee, B. Y. 1987. Studies on properties of high yield line. Korean. rice Ph.D Thesis. pp.

100-110.

13. Lee, J. H., K. Y. Kim, and I. S. Kim. 2007. Control of rice disease and insect pests by benificial microorganisms and environmental-friendly material. J. of Agri. Sci. & Technol.

42: 11-18.

14. Lee, K. B., D. K. Jun, and J. C. Chae. 2003. Effect of nitrogen fertilization on quality

(17)

characteristics of rice grain and aroma-active compounds of cooked rice. Korean J. Crop Sci. 48(6): 527-533.

15. Lee, Y. H. 1997. Effect of consecutive application of organic fertilizers and control of rice disease and insect pests on soil chemicals and ecosystem in peddy soils. Sangji University.

Ph.D Thesis.

16. Lee, Y. H., S. M. Lee, J. K. Sung, D. H. Choi, H. M. Kim, and G. H. Ryu. 2006.

Development of soil management technique in organic rice cultivation. Korean J. Organic Agri. 14(2): 205-217.

17. Na, G. S., S. K. Lee, and S. Y. Kim. 2007. Antioxidative effects and quality characteristics of the rice cultivated by organic farming and ordinary farming. J. Korean Soc. Appl. Biol.

Chem. 50(1): 36-41.

18. NAAS. 2005. Guide book of rice organic culture. National Academy of Agricultural Science.

RN 11-1390093-000127-01.

19. Nam, J. K., S. S. Kim, J. H. Lee, W. Y. Choi, N. H. Back, H. K. Park, M. G. Choi, and T. O. Kwon. 2005. Proper nitrogen application level for improving the rice quality in Honam plain area. Korean J. Crop Sci. 50(S): 56-61.

20. Skujins, J. 1976. Extracellular enzymes in soil. CRC Crit. Rev. Microbiol. 4: 383-421.

21. Tabatabai, M. A. 1982. Soil enzymes, pp. 903-947. In: Page, A. L., R. H. Miler, and D. R.

Keeney. (eds.). Methods of soil analysis, Part 2. Chemical and Microbiological properties, Amer. Soc. Agron. Madison, WI(USA).

22. Trevors, J. T. 1984. Effect of substrate concentration, inorganic nitrogen, O2 concentration, temperature and pH on dehydrogenase activity in soil. Plant Soil 77: 285-293.

23. Yedidia, I., N. Benhamou, Y. Kapulnik, and I. Chet. 2000. Induction and accumulation of PR protein activities during early stages of root colonization by the mycoparasite Trichoderma harzianum strain T-203. Plant Physiol. Biochem. 38: 863-873.

24. Yeon B. Y. 2005. Changes of rice yield and soil properties by continuous application of chemical fertilizer and soil amendments. Kongju National University. Ph.D Thesis.