Ⅰ. 서론

우리나라의 경우 수입 풀사료 중 알팔파 건초가 차지하는 비율 은 2013년 16.5%에서 2020년 21.3%로 지속적으로 증가하고 있 다(Kim, 2021). 또한 알팔파건초의 수입량은 2013년 164 천톤에 서 2020년 191 천톤(Kim, 2021)으로 연도별 차이는 있지만 연평 균 2.3% 씩 증가하고 있는 것을 고려하면 알팔파의 수요량은 점 점 증가할 것으로 예측된다. 그러나 알팔파 건초는 전량 수입에 의존하고 있어(RDA, 2021) 주요 수출국의 생산량 감소로 인한 가격 상승이나 최근 기후변화로 인한 불안정한 작황으로 인해 수 급이 어려워질 수 있다. 이에 대한 대응방법은 우리나라에서 알팔 파를 재배하여 안정적인 공급이 필요하다.

세계적으로 알팔파 재배에 영향을 주는 파종, 수확 및 시비 관 련 기본적인 재배기술은 이미 정립되어 있다고 할 수 있다. 최근 미국에서 알팔파에 관한 연구는 Hybrid 육종방식을 통해 기존 의 품종보다 내한성, 내충성 및 내병성이 강하고 건물수량(Dry matter yield, DMY)도 높은 신품종 개발에 집중되었다(Tim, 2014). 특히 미국에서 알팔파는 가을휴면성(Fall Dormancy, FD) 와 같은 특성을 기준으로 품종을 구분하고 관련 연구 자료가 충 분히 필요할 것으로 보인다.

우리나라에서도 알팔파에 관한 연구는 1940~1990년경 해외에 서 육종된 품종을 이용하여 1982~2008년까지 집중되어 기본적 인 재배기술은 확립되어 있다고 할 수 있다. 그러나 기존에 확립 된 재배기술은 과거의 품종을 고려한 것이기 때문에 최근 육종된 품종을 이용하여 개선할 필요하다.

그러므로 과거에 수행한 알팔파 재배자료를 통해 알팔파의 파 종에서부터 수확까지 일련의 생산과정 중 필요한 재배기술이 무 엇인지 제시하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구는 국내 알팔파 의 안정적인 생산을 위해 기존에 수행한 재배연구의 현황 파악 하고 추후 수행되어야 할 연구를 제시하기 위한 목적으로 수행 하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

본 연구의 흐름도는 Fig. 1과 같았다. 국내에서 재배한 알팔파 자료(1983~2008년, 25년)는 국립축산과학원 축산시험연구보고 서(NIAS) 192점, 농협중앙회 목초 및 사료작물 품종 수입적응 성시험(NACF) 69점, 한국초지조사료과학회(KSGFS) 18점 및 축산학 회지(JAST) 1점 총 280점을 수집하였다. 수집한 항목은 재배지 역, 재배지(논, 밭), 실험연도, 파종연도, 파종일, 파종량(20, 30 kg/ha), 파종방법(조파, 산파), 시비(질소;Nitrogen;N, 인산; Phosphorus;P, 칼륨;Potassium;K, 붕소;Boron;B, 석회;Lime), 수확 일, 수확횟수, DMY, 및 조성년차 등 이었다.

1차 가공은 수집한 알팔파자료를 엑셀에 입력하는 과정이었다. 2차 가공은 수집한 자료의 오류를 확인하는 과정으로 중복(10점), 오기(0점) 및 오산(0점)자료 였다. 알팔파 재배환경 분석에 사용 한 최종 data set은 수집된 280점 중 중복되는 자료 10점은 제거 하여 총 270점 이었다(Table 1). 알팔파 재배환경을 분석은 기술 통계분석을 이용하였다.

알팔파 재배가 활발한 미국에서 품종을 선발하는 기준 중 먼저 고려하는 지표 중 하나는 FD를 사용하고 있다(Undersander et al., 2011). 품종 선택 시 FD를 먼저 고려하는 이유는 알팔파의 내한성와 더불어 생산량을 함께 고려하는 지표이기 때문이다. 또 한 FD는 기온와 일조에 영향을 받아 달라지므로(NAFA, 2020) 특정 지역에서 알팔파가 적응할 수 있는지 확인하는데 사용된다 (Ventroni et al., 2010). 그러나 우리나라는 적합한 알팔파의 FD 를 제시한 연구를 없다. 그러므로 국내에 적합한 FD를 제시가 필 요가 있어 수집된 알팔파 자료의 품종의 FD를 National Alfalfa & Forage Alliance (NAFA)에서 제시한 기준으로 분류하였다.

목초의 생육가능일수는 기상청 기상자료개발포털(KMA Weather Data Service-Open MET Data Portal; www.data.kma.go.kr)에서 제공하는 우리나라 기후평년값(1991~2020년)자료를 이용하여 수원과 대관령의 일평균 기온 5℃ 이상 일자로 계산하였다(Kim and Lee, 1968).

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 알팔파의 건물수량

국내에서 알팔파 재배 연구를 통해서 제시된 모든 자료의 DMY는 0 kg/ha 에서 29,370 kg/ha (평균 12,536±6,814 kg/ha) 로 나타났다(Fig. 2). 우리나라와 기후가 비슷한 USA의 Kentucky에서 제시한 ‘17~19(3년간) Alfalfa의 평균 건물수량이 12.6 ton/ha(8.3~17.9 ton/ha)로 제시하고 있어(Olson et al., 2020) 국내의 DMY와 비슷한 수준이었다.

1989~1991년까지 수행된 자료는 대부분 5회 수확을 한 것으 로 다른 연구에 비해서 높은 DMY를 보였다. 또한 2000년부터 2008년 자료는 그 이전보다 낮은 DMY로 나타났다. 그 이유는 2000~2002와 2006~2008년에 평창에서 재배한 자료가 있었으며, DMY의 범위는 3,020~10,605 kg/ha 였으며 2005년과 2008년 자료는 논에서 알팔파를 수행한 자료가 있었으며, DMY의 범위 는 0~3,480kg/ha 로 나타났다. 위 요인은 알팔파의 재배가능일수 가 짧거나 재배하기 부적합한 토양과 같은 생육에 부적합한 요인 이 있어 2000년 이후에 알팔파의 DMY가 그 이전에 실험한 자료 의 것 보다 낮았던 것으로 판단된다.

2. 알팔파의 파종기술 및 재배기술

알팔파를 재배했던 지역은 수원, 평창, 남원, 이천, 나주 및 천 안으로 그 비율은 각각 55 (n=148), 21 (n=56), 13 (n=36), 7 (n=20), 2 (n=6) 및 2 (n=4)% 였다(Fig. 3). 알팔파 실험 중 과반 수 이상이 수원에서 수행되었으며 그 다음은 평창이었다.

재배지는 밭 및 논이 75 (n=202) 및 4 (n=11)% 였으며 자료없 음(Null)이 21 (n=57) %를 차지하고 있었다(Fig. 4). 밭과 논의 알팔파 DMY는 각각 14,363 과 1,313 kg/ha으로 나타나 알팔파 는 논에서 키우는 것 보다는 밭에서 키우는 것이 유리한 것으로 판단된다. 알팔파 DMY를 높이기 위해서는 알팔파의 재배면적을 확대할 필요가 있으며 밭에서 뿐만 아니라 간척지 및 휴경지 와 같은 다양한 재배지에서 알팔파를 재배할 필요가 있다. 특히, Koo et al. (1998)이 제시한 우리나라 서해안 간척지의 306점의 토양 시료를 조사한 결과 간척지 토양의 pH는 6.5~7.9 의 범위 (평균 7.2)로 나타나 밭토양의 pH보다 높다. 이는 알팔파 적정 pH가 6.3~7.5 (Steve, 2007)인 것을 고려하면 알팔파 재배에 유 리하지만 밭보다 염분이 높은 문제가 있으므로 이를 교정에 대한 연구가 필요하다. 특히 Kim et al. (2021)이 객토한 간척지에서 알팔파를 재배하기 위해서 석고를 통해 토양을 교정하였으며 적 합한 수준은 2 ton/ha로 제시하였으나 2년 동안 수행한 자료이기 때문에 장기간 연구가 필요한 것으로 판단된다.

파종시기는 가을파종, 봄파종 및 Null이 각각 60 (n=161), 4 (n=10) 및 36 (n=99)% 로 가을파종의 비율이 가장 높았다 (Fig. 4). 가을파종이 봄파종의 비율보다 높았는데 이는 가을철 파종이 잡초와의 경합에서 목초가 유리할 뿐만 아니라 가뭄에 대한 피해 를 줄일 수 있기 때문으로 생각된다. 파종량은 20 kg/ha, 30 kg/ha 및 Null이 각각 75 (n=202), 25 (n=65) 및 1 (n=3) %로 20 kg/ha의 비율이 가장 높았으며(Fig. 4) 파종량에 따른 DMY는 20 및 30 kg/ha 가 각각 14,363 및 6,986 kg/ha으로 20 kg/ha 를 파종한 것이 30kg/ha 보다 높았다. 파종방법은 조파, 산파 및 Null 이 각각 38 (n=103), 21 (n=57)및 41 (n=110)%로 조파의 비율이 가장 높았으며(Fig. 4) 조파와 산파의 DMY가 각각 14,555 및 8,225 kg/ha로 조파가 산파보다 높았다. 본 자료에서 조파와 산파의 파종량은 각각 20 및 30 kg/ha였으며 Lee et al. (1992) 및 Park et al. (2005)이 조파 시 17~20 kg/ha 와 산파 시 20~35kg/ha로 하고 있는 것을 고려하면 국내에서 조파의 경우 20 kg/ha를 권장하는 것으로 나타났다. 또한 알팔파의 DMY를 높이기 위해서 파종량은 20 kg/ha를 조파하는 것이 유리한 것으 로 판단된다.

알팔파 품종은 재배시험을 통해서 같은 품종을 다년간 연속하여 이용하였기 때문에 연속된 자료의 중복된 품종은 제외하여 수집된 품종은 총 53 개였다(Table 2). 본 연구에서 기존에 재배한 알팔파 품종을 통해서 FD를 찾아서 제시한 결과는 Table 3 와 같다.

53개의 품종 중에서 31개의 품종(58%)은 FD를 찾을 수가 없 었다. 나머지 22개 품종의 FD는 1, 2, 3, 4, 5 및 9 가 있었으며 그 비율은 각각 6 (n=3), 6 (n=3), 11 (n=6), 6 (n=3), 9 (n=5) 및 4 (n=2) % 로 나타났다. 국내에서 연구를 많이 수행한 FD는 1~5 인 것으로 판단된다. 그러나 기존 재배연구에서는 FD 와 같 은 특성을 고려하지 않고 파종 및 수확, 시비 등과 같은 재배기술 을 모두 동일하게 수행하여 FD에 따른 효과를 보기가 어려웠다.

FD가 있는 품종 중에서 가장 많이 재배 실험하였던 품종 (FD)은 Vernal(2)로 26건이었고 그 다음으로 재배실험한 품종 은 DK120(2), DK125(3) 및 DK135(4)가 각각 11건 Pionner5444(5) 가 9건, Kitawakaba(1), Alfagraze(1), Wintergreen(3), ABT405(4) 가 각각 8건 및 Pacer(1)가 7건 이었다. 다수의 재배실험에서 연 구한 품종의 FD는 대부분 1~5 사이에 있는 것이었다. 한편 조사 된 품종은 대부분 2000년대 전의 품종으로 나타났다. 특히 본 연 구자료에서 가장 많은 부분을 차지하고 있는 Vernal과 같은 품종 은 1953 년도에 육종된 품종으로 내한성과 일부 질병에 저항을 가진 품종(Bill, 1993)으로 최근 육종된 품종보다는 생산량이 떨 어지는 것이었다. 알팔파의 육종은 내충성, 내병성 및 내한성이 강하게 육종되었으나 2001년도 Hybrid 방법이 적용되면서 DMY 도 높은 품종이 개발되고 있다(Clark, 2014). 그러므로 우리나라 의 재배환경에 적합한 알팔파의 FD를 찾고 신품종 도입에 따른 재배기술 연구가 필요하다.

시비는 질소-인산-칼륨-붕소 순으로 5개 수준이 있었으며 각각 0-150-180-Null, 50-120-120-Null, 50-200-240-Null, 80-200-70-30 및 130-230-230-Null kg/ha 으로, 그 비율은 각각 36, 4, 35, 20 및 4% 와 시비량이 제시되어 있지 않은 자료 1%가 있었다(Table 4). 시용한 질소-인산-칼륨-붕소 조합비율은 0-150-180-Null kg/ha 이 가장 많은 것이었다. 또한 기존연구에서는 질소, 인산 및 칼륨의 시비수준 별로 고려한 연구는 전무하였다. 붕소는 알팔파 재배 시 결핍되기 쉬운 미량원소이므로 알팔파 재배시험 시 필수적으로 시 용하는 것을 추천(RDA, 2017)하고 있으나 수집된 자료에서 시용 한 경우는 80-200-70-30의 것뿐이었다. 알팔파 파종 시 질소는 뿌 리혹박테리아가 알팔파의 뿌리에 자리잡기 전 초기 정착을 위해서 기비로 수행시용하고 파종상이 조성된 이후 추비는 하지 않는 것을 권하는데(John, 1998;Park et al., 2005;Undersander et al., 2011) 기존 연구에서는 매년 시비하고 있었다. 또한 질소의 과대사용은 뿌리혹박테리아의 효율을 떨어뜨리므로 (Tarkalson and shapiro, 2005) 알팔파 파종 이후에는 질소의 사용은 권장되지 않는 것으로 판단된다.

인산의 시용량은 연간 200 kg/ha를 시용한 비율이 가장 높으 며 연간 200~300 kg/ha 시용(Lee et al., 1992; Park et al., 2005) 을 추천하고 있어 적합한 것으로 나타났다.

알팔파의 건초생산 시 요구량이 많은 비료성분은 칼륨으로 알 려져 있다(Tarkalson and shapiro, 2005). 국내 연구에서 칼륨는 180 kg/ha 시용한 비율이 가장 높았다. 국내 알팔파 DMY의 평 균이 12,536 kg/ha일 때 요구되는 칼륨의 량이 약 272.5 kg/ha (알팔파 건초 1 ton 생산 시 약 21.8kg 의 K가 요구됨, Undersander et al., 2011)인 것을 고려하면 칼륨시비량은 낮은 것이었다. 또한 신품종 도입과 그에 적합한 재배기술 개발로 인해 DMY가 높아 지면 칼륨에 대한 요구량이 높아질 가능성이 높다. 그러므로 알팔 파 재배 시 적정 칼륨 시비량을 찾을 필요가 있는 것으로 판단되 므로 다양한 수준의 칼륨를 시비한 연구가 필요하다.

3. 알팔파의 수확기술

알팔파의 수확횟수는 1, 2, 3, 4 및 5회가 각각 4 (n=12), 3 (n=8), 16 (n=42), 48 (n=130), 10 (n=26) 및 19 (n=52) % 로 4회를 수확한 비율이 가장 높았다(Fig. 5). 수확횟수 1회 및 2회 는 알팔파의 생육불량으로 인한 조사 불가 또는 알팔파를 8월까 지 이용한 경우로 연간 DMY를 확인할 수 없는 자료들 이었다 (Fig. 6A and B). 이는 국내에서는 최소 3회 이상의 수확횟수를 고려할 필요가 있는 것으로 나타났다.

수확횟수에 따라 지역을 구분하였을 때 3회 수확은 평창과 수원이 각각 88 및 12%로 평창이 가장 많았으며 그때 DMY는 4,574 kg/ha 였다 (Fig. 6C). 4회 수확의 경우 수원, 남원 및 이천 이 각각 67, 21및 12 %로 수원이 가장 많았다 (Fig. 6D). 또한 4회 수확 시 DMY는 14,644 kg/ha 였다. 5회 수확은 모두 수원 의 것이었으며 22,867 kg/ha 였다(Fig. 6E). 수확을 수행한 횟수 가 제시된지 않은 자료는 수원, 평창, 남원 및 인천이 있었다. 알 팔파 수확횟수의 비율은 4회가 48 %로 대부분을 차지하였다. 3 회 수확의 경우 대부분 평창 (88 %)에서 수행되었다. 이는 수원 과 평창의 목초의 생육가능일수가 각각 257일(03월 13일~11월 24일)과 215일(04월 07일~11월 07일)로 수원이 평창보다 약 42 일 길었기 때문이다. 이는 알팔파의 수확간격을 28~40일 내외를 추천(Undersander et al., 2011)하는 것을 고려하면 이는 수확횟 수가 달라질 수 있음을 의미한다. 또한 DMY는 3, 4 및 5회로 갈 수록 증가하는 경향을 보였으며 3회와 4회수확 간에는 3배 이상 의 큰 차이가 나타났다. 수확횟수 3회는 평창의 자료가 많아 수확 횟수도 적고 생육일수가 짧은 것이 DMY가 낮은데 기여한 것으 로 판단된다. 그러므로 알팔파의 수확횟수는 평창과 같은 생육일 수가 짧은 지역을 제외한 나머지 지역은 대부분 4회 이상을 수행 하는 것이 유리하다. 또한 수확횟수가 증가함에 따라 DMY가 증 가하였다. 이 결과는 알팔파의 수확간격이 짧아지면 DMY는 감 소하고 품질은 증가하는 결과와 상반된 결과를 보여(Bnick and Marten, 1989;Sheaffer and Marten; 1990;Kallenbach et al., 2002;Bnick et al., 2010;Min, 2016) 아직 우리나라에서 적합한 수확횟수를 제시하지 못한 것으로 추측된다. 그러므로 국내에 적 합한 수확횟수를 제시하기 위해 다양한 수준의 수확횟수에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

이상으로부터, 알팔파의 안정적인 생산을 위한 방법은 품종 특 히, FD를 고려할 필요가 있다. 또한 지역을 고려한 알팔파의 적 정 수확횟수 연구가 필요하다. 뿐만 아니라 알팔파의 시비 특히, K및 B 등에 대한 연구가 수행되어야 한다. 다음으로 알팔파 재배 지를 확대를 위해서 간척지와 유휴지를 이용할 수 있으며 토양의 교정을 위한 석고와 같은 토양개량제 연구가 필요하다.

Ⅳ. 요약

본 연구는 국내 알팔파의 안정적인 생산을 위해 기존에 재배 연구에서 수행한 재배기술을 조사하고 추가적으로 연구해야 될 연구를 제시하기 위해서 수행하였다. 연구에 사용한 자료는 1983~2008년까지 총 270점의 알팔파 재배실험 자료로 재배지역, 재배지, 품종, 파종, 수확횟수, 시비 및 건물수량 등을 수집하였 다. 국내 알팔파의 건물수량은 12,536 kg/ha 으로 나타났으며 지 역에 따른 차이가 큰 것으로 나타났다. 알팔파는 대부분 밭에서 재배가 되고 있었는데, 국내 알팔파 생산량을 높이기 위해서는 간 척지 및 유휴지를 이용할 필요가 있으며 이를 개량할 토지개량제 연구가 필요하다. 국내에서 재배한 알팔파는 53개 품종이었으나 기존의 자료에서는 알팔파 품종선발 기준인 Fall dormancy를 고 려한 연구는 전무하여 추가적인 연구가 필요하다. 시비는 각 비료 의 성분을 다양한 수준으로 고려하지 않았으며 특히 알팔파 생산 량의 증가를 고려할 때 K에 대한 연구가 필요하다. 알팔파의 수 확은 지역에 따라 목초의 생육가능일수가 달라 수확횟수가 달랐 으며, 수확횟수가 증가함에 따라 건물수량이 증가하는 경향을 보 였다. 이는 우리나라에서 수확횟수에 따라 알팔파의 생산량을 높 일 수 있을 것으로 생각되어 적정수준의 수확횟수를 제시하기 위 한 연구가 필요하다.