Ⅰ. 서 론
최근 전세계적으로 빈번히 발생하고 있는 이상 기상현상은 국 내･외적으로 조사료의 안정적인 수급에 대한 불안을 야기하고 있 다. 결국 이러한 상황이 지속되면 조사료 가격을 상승시키는 요 인으로 작용하여 궁극적으로 국내 축산 농가의 생산비 부담을 가 중시킬 것으로 예측되어 국내 조사료 자급을 위한 기반 마련이 반드시 필요하다.
우리나라에서 사료비는 한우 생산비의 50% 이상을 차지할 정 도로 그 비중이 높다. 따라서 국가적으로도 국내 생산량이 적고 가격이 비싸 수입에 의존하고 있는 곡물사료를 제외한 조사료를 80% 이상을 자급하고 있을 뿐만 아니라 양질의 조사료를 생산하 기 위한 노력도 지속적으로 진행되고 있다(Han et al., 2018a;Heo et al., 2005;Kang et al., 2009). 또한 과잉 생산되고 있는 쌀의 수급 조절을 위해 논 대체작물로 조사료를 생산하는 방안 도 연구되고 있다(Kim et al., 2018).
국내에서 겨울 유휴 논에 재배가 가능한 대표적인 사료작물은 호밀, 귀리, 이탈리안 라이그라스, 트리티케일, 청보리 등이 있다 (Lee, 2019). 호밀(Secale cereale L.)은 척박한 토양에서 잘 자라 고, 내한성이 좋으며, 불량한 환경에서도 안정적으로 생산이 가능 하여 국내 어느 지역에서도 재배가 용이하다(Han et al., 2012;Kwon and Kim, 1994;Ko et al., 2002). 또한 호밀은 늦가을까 지 방목이나 예취가 가능하고 봄에 일찍 생초를 생산할 수 있는 사 료작물로서 단위면적 당 생산성이 또한 우수하다(Briggle, 1959;Park et al., 1999). 국내에서 개발된 호밀 품종은 올호밀, 곡우호밀, 이그린, 올그린, 씨드그린 등 다수가 있다(Han et al., 2018b, Heo et al., 2009). 밀과 호밀의 교잡종인 트리티케일(X Triticosecale)은 밀과 호밀의 특성을 지니고 있다고 보고되었다(Esen and Celik, 1997;Hils et al, 2007). 국외에서는 주로 곡물사료로 이용하거나 바이오에탄올 추출용으로 재배되고 있지만(Mergoum et al., 2009), 국내에서는 주로 조사료 생산용으로 재배되고 있다(Han et al., 2012). 국내에서 개발된 조사료용 트리티케일 품종은 신기호밀, 신영, 조성, 신성, 세영 등이 있다(Han et al., 2016;Han et al., 2017;Han et al., 2019). 트리티케일은 농가에서 자가 채종이 가 능한 작물로 불량한 생육 환경에서도 잘 자라고 식물체의 잎 비 율이 높아 기호성이 우수하며, 동계 사료작물의 작황이 불안정할 때에도 안정적인 생산성을 보여 점차 수요가 증가하고 있다(Han et al., 2012;Han et al., 2016;Mergoum et al., 2009).
한편, 호밀이나 트리티케일과 같은 동계 사료작물은 파종시기 에 따라 생육과 수량에 영향을 미치는데, Park et al. (1999)은 파 종시기가 늦어질수록 생육에 부정적인 영향을 미친다고 보고하 였으며, Kim et al. (2006)과 Lee and Lee (2006)는 생육시기가 진행될수록 수량은 증가하나 영양적 가치가 떨어져 품질이 저하 된다고 보고하였다. 하지만 조사료용 호밀과 트리티케일의 파종 및 수확시기 연구는 주로 중북부지방에서 이루어졌고, 남부지방 에서 이루어진 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 영남 산간지역에서 답리작 재배에 적합한 호밀과 트리티케일의 파종 및 수확시기를 결정하기 위해 수행하였다.
Ⅱ. 재료 및 방법
1. 재배방법
본 시험은 경남 산청군 오부면 소재(35°29’53.5”N, 127°53’21.9”E) 에서 실시하였다. 호밀과 트리티케일의 품종은 국내육종 품종인 곡우와 조성을 각각 사용하였다. 호밀과 트리티케일의 파종은 2015년 10월 15일, 10월 25일 및 11월 5일에 파종을 실시하였다. 파종방법은 휴립광산파로 하였으며, 파종량은 호밀이 150 kg/ha, 트리티케일 200 kg/ha으로 하였다. 시비량은 질소, 인산 및 칼리 를 각각 ha 당 118, 74 및 39 kg씩 주었는데, 그 중 질소는 파종 당시 밑거름으로 50%, 이듬해 봄에 웃거름으로 50%를 나누어 주 었다. 기타 재배방법은 농촌진흥청 표준재배법에 따라 수행하였 다(RDA, 2003). 수확은 다음해에 농촌진흥청 농사시험연구조사 기준(RDA, 2003)에 의해 실시하였는데 출수 후 목질화가 빠른 호밀은 출수기로부터 1주일을 기준으로 한 4월 20일, 5월 1일 및 5월 11일에, 트리티케일은 출수기로부터 30일을 기준으로 한 5월 18일, 5월 28일 및 6월 7일에 각각 실시하였다. 시험구 당 면적은 6 m × 2 m = 12 m2 이었으며, 시험구 배치는 파종시기를 주구, 수확시기를 세구로 한 2요인 난괴법 3반복으로 배치하였다.
시험포장 토양의 이화학적 특성은 Table 1과 같다. 토양비옥 도는 pH 5.7, 유기물 27.9 g/kg, 유효인산 166.7 mg/kg, 유효규 산 185.7 mg/kg, 칼륨 0.3 cmol+/kg, 칼슘 5.3 cmol+/kg 및 마그 네슘 1.2 cmol+/kg으로 기준범위를 벗어나지 않았다.
재배 시험기간인 2015년과 2016년 산청지역의 기온과 강수량은 Table 2와 같다. 시험기간의 평균기온은 최근 5년간 평균기온과 큰 차이를 보이지 않았으나, 시험기간 중 4월과 5월의 평균 강수량은 각각 39.0 mm와 40.3 mm로 다른 기간에 비해 약간 많았다.
2. 조사방법
초장은 농촌진흥청 농사시험연구조사기준(RDA, 2003)에 준 하여 측정하였다. 생초수량은 각 시험구 12 m2에서 가운데 6 m2 을 예취하여 10a 당 수량으로 환산하였고, 생초 1 kg을 채취하 여 65°C 순환식 열풍건조기에 72시간 이상 건조를 시킨 후 무게 를 측정하여 건물률(dry matter, DM %)과 건물 수량을 계산하였 다. 건조된 시료는 cutting mill(Shinmyung Electric, Korea)로 분쇄하여 1 mm screen을 통과시킨 후 분석용 시료로 이용하였다. 조단백질(crude protein, CP) 함량은 AOAC(1990) 분석법에 준하 여 Kjeldahl(B-324, 412, 435 and 719 Titrino, BUCHI, Germany) 장치를 이용하였고, neutral detergent fiber(NDF)와 acid detergent fiber(ADF) 함량은 Van Soest et al.(1991)법에 준하여 Ankom200 fiber analyzer(Ankom Technology, USA)를 이용하여 분석하였 다. 상대적 사료가치(relative feed value, RFV)는 ADF 함량으로 DDM(digestible dry matter)을 추정하였고(% DDM = 88.9 - (% ADF × 0.779)), NDF함량으로 DMI(dry matter intake)를 산 출한 후(% DMI = 120 / NDF) 계산하였다(RFV = (DDM × DMI) / 1.29). 가소화양분총량(total digestible nutrients, % TDN) 함량 은 88.9 - (0.79 × ADF %)의 계산식으로 산출하였다(Holland et al., 1990). CP 수량은 조단백질 함량에 건물수량을 곱하여 계산 하였고, TDN 수량은 Holland et al.(1990)에 의한 공식으로 산출 한 후 건물수량을 곱하여 계산하였다.
3. 통계처리
시험에서 얻어진 결과값은 GLM SAS program(v. 9.1 program, 2002)을 이용하여 통계분석을 실시하였다. 분석모델에는 파종시 기(sowing date effect), 수확시기(harvesting date effect) 및 각 요인의 상호효과(interaction effect)를 포함하여 분석하였다. 또 한 Tukey test를 이용하여 시험구 간 유의성 검정을 실시하였다 (p<0.05).
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 호밀의 생육 특성
파종 및 수확시기가 호밀의 생육 특성에 미치는 영향을 조사 한 결과는 Table 3과 같다. 초장은 수확시기가 늦어질수록(4월 20일 < 5월 1일 < 5월 11일) 큰 것으로 나타났다(p<0.001, 147.5 vs. 153.0 vs. 158.0 cm). 파종시기와 수확시기의 관계로 보면 10 월 25일에 파종하여 5월 11일 수확 시 가장 컸고, 11월 5일에 파종하여 4월 20일에 수확하였을 때가 가장 작았다(p<0.05). 조 사료 수량에서는 파종시기에 크게 영향을 받지 않았으나(p>0.05) 수확시기가 늦어질수록(4월 20일 < 5월 1일 < 5월 11일) 생초수량 (p=0.006, 3,647 vs. 3,981 vs. 4,036 kg/10a), 건물수량(p=0.023, 799 vs. 946 vs. 967 kg/10a) 및 TND 수량(p=0.043, 451 vs. 505 vs. 515 kg/10a)이 많았다. 파종시기와 수확시기와의 관계를 고려할 때 건물수량과 TDN 수량은 10월 25일 파종, 5월 11일 수확에서 가장 많았으며(p<0.05), 11월 5일 파종, 4월 20일 수확 시 가장 적었다(p<0.05). Schadlich (1987)에 의하면 가을철에 호밀의 파종시기가 늦어질수록 초장이 작아진다고 보고하였고, Nam et al. (2019)도 파종시기가 늦어짐에 따라 초장이 짧아지는 경향을 보였는데, 본 시험에서는 유의성이 없어 선행연구와 다소 차이가 있었다. 한편 건물수량은 수확시기가 늦어질수록 증가하 는 것으로 나타났는데, 이는 Kwon and Kim (1994), Lee et al. (2004) 및 Song et al. (2009)이 수확시기가 늦어짐에 따라 호밀 의 건물수량이 유의적으로 증가한다고 보고한 결과와 유사하였 다. 따라서 본 시험에서는 호밀을 10월 중순에 파종하여 5월 초 에 수확하는 것이 생산성 증대에 유리할 것으로 판단되었다.
2. 호밀의 사료가치
파종 및 수확시기가 호밀의 사료가치에 미치는 영향을 조사한 결과는 Table 4와 같다. 조단백질 함량은 파종시기가 늦어질수록 (10월 15일 < 10월 25일 < 11월 5일) 증가하는 반면(p=0.042, 7.47 vs. 7.79 vs. 7.97%), 수확시기가 늦어질수록(4월 20일 > 5월 1일 > 5월 11일) 감소하였다(p=0.020, 8.63 vs. 7.72 v.s 6.88%). 또한 수확시기가 늦어질수록(4월 20일 < 5월 1일 < 5월 11일) 건 물률(p=0.020, 22.5 vs. 23.9 vs. 24.7%), NDF(p<0.001, 67.1 vs. 70.4 vs. 72.2%) 및 ADF(p<0.001, 41.0 vs. 44.6 vs. 45.5%) 함 량은 증가한 반면 TDN(p<0.001, 56.4 vs. 53.7 vs. 53.0%) 함량 은 감소하였다. 한편, 조단백질 함량은 10월 15일에 파종하여 5월 11일에 수확하였을 때 가장 높았던 반면 10월 25일에 파종하여 4월 20일에 수확하였을 때 가장 낮았다(p<0.05, 8.70 vs. 6.05%). NDF와 ADF 함량은 10월 15일에 파종하여 5월 1일에 수확한 구에서 가장 높게 나타난 반면 11월 5일에 파종하여 4월 20일에 수확하였을 때 가장 낮게 나타났다(p<0.05). 건물률, NDF와 ADF 함량, RFV 및 TDN 함량은 파종시기 및 수확시기 간에 상호작용 이 있었다(SOW × HAR interaction, p<0.05). Kim et al.(2006)와 Lee et al.(2004)은 수확시기가 늦어질수록 건물 함량이 증가하고 조 단백질 및 TDN 함량이 감소한다고 보고하였고, Heo et al. (2005)에 서도 수확시기가 늦어질수록 조단백질 함량은 감소하는 반면, 건 물, NDF 및 ADF 함량이 증가한다고 하여 본 시험과 유사한 결과 를 나타내었다. 생육이 진행되면서 조단백질 함량은 점차적으로 감소하는데, Kim et al. (1992)와 Kwon et al. (2008)에 의하면 이 는 전체 건물중에 대한 줄기의 비중이 높아져서 상대적으로 조단 백질 함량이 감소하는 것이라고 보고하였다. Kim et al. (2006)과 Song et al. (2012)에 의하면 만기수확한 호밀이 조기수확 보다 NDF와 ADF 함량이 증가하는 이유는 수확이 늦을수록 줄기 건 물중의 비율이 증가하여 상대적으로 섬유소 함량이 증가하였기 때문이라고 하였는데, 본 시험에서도 유사한 결과를 나타내었다. 한편, 본 시험에서는 상대사료가치인 RFV는 수확시기가 늦어질 수록 감소하였는데(p<0.001, 79.1 vs. 71.6 vs. 68.9), 이는 숙기 가 진행됨에 따라 조단백질 함량이 감소하고 NDF와 ADF 함량 이 증가하여 상대적으로 사료가치가 낮아지고 있음을 뒷받침하고 있는 것이다(Kim and Kim, 1994;Kwon et al., 2008).
3. 트리티케일의 생육 특성
파종 및 수확시기가 트리티케일의 생육 특성에 미치는 영향을 조사한 결과는 Table 5와 같다. 초장은 파종시기가 빠를수록(10 월 15일 > 10월 25일 > 11월 5일) 크게 나타난 반면(p=0.001, 141.2 vs. 136.7 vs. 135.0 cm), 수확시기는 늦을수록(5월 18일 < 5월 28일 < 6월 7일) 작게 나타났다(p=0.006, 135.7 vs. 136.8 vs. 140.7 cm). 특히 10월 15일에 파종하여 6월 7일에 수확하였 을 때 가장 크게 나타난 반면, 11월 5일에 파종하여 5월 18일에 수확하였을 때 가장 작게 나타났다(p<0.05). 조사료 생산성에서 는 파종시기가 빠를수록 생초수량(p=0.003, 4,968 vs. 4,595 vs. 4,353 kg/10a), 건물수량(p=0.030, 1,824 vs. 1,708 vs. 1,520 kg/10a), CP 수량(p=0.012, 89.4 vs. 72.6 vs. 64.2 kg/10a) 및 TDN 수량 (p=0.035, 1121 vs. 1031 vs. 970 kg/10a)이 많은 반면, 수확시기 가 늦어질수록 생초수량(p=0.008, 4,048 vs. 4,844 vs. 5,024 kg/10a), 건물수량(p=0.042, 1,644 vs. 1,708 vs. 1,715 kg/10a) 및 TDN 수량(p=0.033, 958 vs. 1037 vs. 1128 kg/10a)이 많은 것으로 나 타났다. 특히 건물수량과 TDN 수량은 10월 15일에 파종하여 6월 7일에 수확하였을 때 가장 많은 반면 11월 5일에 파종하여 5월 18일에 수확하였을 때 가장 적었다(p<0.05). 본 시험에서 파종시 기가 늦어질수록 초장, 생초수량 및 건물수량이 작거나 감소하였 는데, 이는 파종시기가 늦어질수록 이듬해 생육도 늦어져 여름에 가까운 고온에서 빠르게 생장하여 줄기가 가늘기 때문인 것으로 사료되었다(Ju et al., 2010). Yun and Ataku (1998)의 연구에서 도 파종시기가 빠를수록 건물수량이 높게 나타난다고 하여 본 시 험과 유사한 결과를 나타내었다. 한편 수확시기가 늦어질수록 초 장과 건물수량이 증가하였는데, Brignall et al. (1988)과 Song et al. (2009)에서도 수확시기가 늦어질수록 트리티케일의 건물수량 이 증가한다고 보고하여 유사한 결과를 나타내었다. 또한 Song et al. (2012)에 의하면 논에 재배한 사료용 맥류는 예취시기가 늦어 질수록 초장이 커지고, 건물수량이 증가하였는데, 이는 이삭의 등 숙과 함께 건물중이 증가하면서 건물수량이 증가한 것이라고 고 찰하였다. 따라서 본 시험지역에서는 트리티케일을 10월 말에 파 종하여 5월 말에 수확하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.
4. 트리티케일의 사료가치
파종 및 수확시기가 트리티케일의 사료가치에 미치는 영향을 조사한 결과는 Table 6과 같다. 파종시기에 따른 사료가치는 유 의적인 차이를 나타내지 않았으나(p>0.05), 수확시기가 늦어질수 록(5월 18일 < 5월 28일 < 6월 7일) 건물률(p<0.001, 32.7 vs. 35.4 vs. 42.4%), DDM(p<0.001. 60.6 vs. 61.9 vs. 63.4%), RFV (p<0.001, 90.9 vs. 97.6 vs. 105.2%) 및 TDN(p<0.001, 60.2 vs. 61.5 vs. 63.0%) 함량은 증가하는 반면, CP(p=0.020, 5.08 vs. 4.45 vs. 3.87%), NDF(p<0.001, 62.1 vs. 59.1 vs. 56.1%) 및 ADF (p=0.001, 36.3 vs. 34.7 vs. 32.8%) 함량은 감소하였다. 특히 11 월 5일에 파종하여 6월 7일에 수확하였을 때 DDM 함량, RFV 및 TDN 함량은 가장 높게 나타난 반면 10월 25일에 파종하여5 월 18일에 수확하였을 때 가장 낮게 나타났다(p<0.05). DDM 함 량, RFV 및 TDN 함량은 파종시기 및 수확시기 간에 상호작용 이 있었다(SOW × HAR interaction, p<0.05). 본 시험에서는 수 확시기가 늦어질수록 건물률이 증가하였는데, 이는 생육시기가 늘어날수록 고온으로 인한 목질화 또는 노화로 식물체 내 수분 감소하였기 때문으로 판단되었다(Kang et al., 2009). 수확시기가 늦어질수록 NDF와 ADF 함량이 감소하였는데, 이는 출수 후 생 육이 진행될수록 종실이 발달함에 따라 전체 식물체에 대한 종실 비율의 증가와 종실의 전분축적이 NDF와 ADF 함량을 감소하는 것으로 판단되었다(Song et al., 2009;Song et al., 2012). 또한 수확시기가 늦어질수록 TDN 함량과 RFV가 증가하였는데, 이는 종실 비율이 증가하고 이로 인해 전체 식물체 비율에 대한 전분 함량이 증가하고 상대적으로 NDF와 ADF 같은 섬유소 함량이 감소하여 상대적으로 TDN 함량이 증가한 것으로 판단되었다 (Song et al., 2012). 한편 Hwang et al. (1985)에 의하면 생육이 진행됨에 따라 조단백질 함량이 감소한다고 보고하였고, Song et al. (2009)에서도 유사한 결과를 나타내었는데, 이는 전체 건물중 에 대한 줄기의 비중이 높고 줄기의 조단백질 함량이 수확이 늦 어질수록 감소하기 때문이라고 판단되었다.
Ⅳ. 요 약
본 연구는 영남산간지역에서 호밀과 트리티케일에 적합한 파 종 및 수확시기를 확립하고자 2015년부터 2016년까지 수행하였 다. 호밀과 트리티케일의 품종은 국내에서 육성된 곡우와 조성을 각각 사용하였다. 호밀과 트리티케일 파종은 10월 15일, 10월 25 일 및 11월 5일에 파종하였고, 호밀은 다음해인 4월 20일, 5월 1일 및 5월 11일에, 트리티케일은 5월 18일, 5월 28일 및 6월 7 일에 수확하였다. 호밀은 생산성 측면에서 볼 때 수확시기가 늦 을수록 초장, 생초수량 및 건물수량이 증가하였다. 사료가치 측 면에서는 수확시기가 늦을수록 건물률, NDF 및 ADF 함량이 증 가한 반면, 조단백질과 TDN 함량 및 RFV가 감소하였다.
트리티케일의 생산성 측면에서는 파종시기가 빠를수록 초장, 생초수량 및 건물수량은 증가하였으나 수확시기가 빠를수록 초 장, 생초수량 및 건물수량은 감소하였다. 사료가치 측면에서는 수 확시기가 늦을수록 건물률, DDM 함량, RFV와 더불어 TDN 함 량이 증가한 반면, 조단백질, NDF 및 ADF 함량이 감소하였다.
이상의 결과에서 영남산간지역에서 동계사료작물로 호밀과 트리 티케일을 재배할 경우 호밀은 10월 중순까지 파종하여 5월 초에 수 확하고, 트리티케일은 10월 말에 파종하여 5월 말에 수확하는 것이 조사료 생산성과 사료가치 향상면에 유리할 것으로 판단되었다.
