Ⅰ. 서론
온실가스 증가에 따른 기후 온난화에 대응하여 탄소중립을 위 한 국제적 노력에도 불구하고 현재 추세로 온실가스가 배출(RCP 8.5 시나리오)되는 경우, 1986~2005년 대비 2100년 지구의 평균 온도는 3.7℃ 상승하고 해수면은 63 cm 증가할 것으로 전망되고 있다 (IPCC, 2014). 우리나라의 지난 100년(1908~2007)간 평균 기온 1.7℃ 상승은 세계 평균기온 상승인 0.74℃(1906~2005)보다 더 빠르게 온난화가 진행되고 있다고 할 수 있고, 강수량과 폭우 빈도가 증가하였으며, 과거 30년과 최근 30년간 비교 시, 여름이 길어지고 겨울이 짧아지는 현상이 발생하고 있다 (NIMS, 2018). 이러한 기후 온난화에 따른 빈번한 이상기상의 발생에 대응하기 위해 정부는 “기후변화 대응 기술개발촉진법 (2022.12.11.)”에 근거한 “제1차 기후변화대응 기술개발 기본계획 (2022.12.14.)을 발표하였다. 이 기본계획의 기본 방향 중 제2전략인 기후변화 적 응과 연계하여 농업 현장에서 개발할 수 있는 중요한 기술 중의 하나는 선제적 기후 적응형 양질조사료의 안전 생산 기술이라 할 수 있다.
이탈리안 라이그라스(Lolium multiflorum Lam, Italian ryegrass, IRG)는 가을철에 파종하여 이듬해 5월에 수확 이용하는 동계 사료작 물로서 초기 생육이 왕성하고 수량성과 사료가치가 높으며, 가축의 기호성이 우수한 장점이 있으나, 추위와 가뭄에는 약하여 우리나라 남부지역에서 주로 재배되고 있는 사료작물이다 (Kim, 1991). 추위 에 약한 IRG의 재배 지역을 북상하고 단위 면적당 생산성 향상을 위해 지역별 적정 파종 시기 및 파종 방법 등 안전 재배 기술의 개발 (Kim et al., 2007;Kim et al., 2009;Kim et al., 2016)과 함께 추위에 강한 내한성 품종 개발에 성공하여 만생종인 ‘화산 101호’ (Choi et al., 2000), ‘화산 104호’ (Choi et al., 2005)와 중생종인 ‘코윈마스터’ (Choi et al., 2008) 그리고 조생종인 ‘코스피 드’ (Choi et al., 2007), ‘코윈어리’ (Choi et al., 2011), ‘그린팜’ (Ji et al., 2011) 등 다양한 숙기의 품종들이 개발되었다. 다양한 재배 기술과 우수한 품종의 현장 보급으로 현재 우리나라 동계 사료작물 재배면적의 약 85%를 IRG가 점유하고 있는 것으로 나타났 다 (MAFRA, 2024). 한편 기후 온난화가 지속된다면, IRG 재배 최적지는 현재 (1981∼2010) 우리나라 전체 면적의 26.9%에서 2090 년에는 88.9%로 증가하여 전국 대부분 지역에서 IRG가 재배될 수 있을 것으로 추정되고 있다 (Jung et al., 2020). 그러나 기후변화로 인한 북극 제트기류의 붕괴로 진동의 패턴이 달라져 나타나는 이상 혹한의 빈발은 우리나라 동계 사료작물 중에서 가장 중요한 IRG의 재배 안정성이 크게 낮아질 가능성이 있다. 본 연구에서 새롭게 활용되고 있는 구주개밀 (Quackgrass)은 다년생 화본과목초로서 지하경 (Rhizome)이 잘 발달하여 한번 초지가 정착하면 식생을 완전히 제거하기가 매우 어려울 정도로 불량환경 적응성이 우수하며, 추위와 가뭄에도 잘 적응하는 생육 특성이 있는 것으로 알려져 있다 (Mohler et al., 2021). 또한 큰뚝새풀 (Meadow foxtail)은 습한 토양과 시원한 기후에서 잘 자라는 다년생 화본과목초이나 여름철 더위에도 어느 정도 적응하는 생육 특성이 있는 것으로 알려져 있다 (Schoth, 1945). 따라서 본 연구는 기후변화에 따른 이상기상에 의한 IRG의 생산성 저하를 최소화하고 재배 안정성을 향상하기 위해 내한성, 내건성 및 내습성을 가진 한지형 다년생 목초들의 동계 사료작물로서의 활용 가능성을 평가하기 위한 중부지 역의 기초자료를 확보하고자 수행되었다.
Ⅱ. 재료 및 방법
1. 토양 및 기상 환경
본 연구는 2024년부터 2025년까지 충청남도 천안시 풍세면 (N 36°44’22.00”, E 127°05’49.79”) 시험포장에서 수행되었다. 시험 전 토양의 화학적 특성은 농촌진흥청 토양화학분석법에 준 하여 분석하였으며 (RDA, 1988), Table 1과 같이 토양산도는 pH 7.2로 중성이고, 유기물은 12.5%로 풍부하며, 양이온치환용 량은 36.5 me/100g으로서 다소 비옥한 토양이었다. 시험 재배기 간의 기상 환경은 Table 2와 같이 평균기온은 평년에 비해 0.5℃ 높았고 특히, 평년과 달리 2025년 1월의 평균기온은 2월보다 낮 은 기상이었다. 전체 재배기간의 강수량은 평년보다 162 mm 많 은 기상이었으나 월동 기간인 겨울철의 강수량은 평년에 비해 적었다. 2024년 12월부터 2025년 2월까지의 강수량은 평년보다 41 mm 적어 월동작물이 월동하기에는 불리한 기상이었고 3월부 터 5월까지는 평년보다 다소 많아 작물의 생육에는 다소 유리한 기상 환경이었다.
2. 시험 초종 및 처리 내용
시험 초종은 IRG (코윈어리), 페레니얼 라이그라스 (PRG, Linn), 티모시 (TM, Climax), 톨페스큐 (TF, 그린마스터4호), 구 주개밀 2종 (QG1: 생태형 무망종, QG2: 생태형 유망종), 큰뚝새 풀 (MF, 생태형)로 하였다. 처리 내용은 초종별 단파 7개 처리와 TM (50%)+IRG (50%), PRG (50%)+IRG (50%), MF (50%)+ IRG (50%), MF (50%)+QG1 (50%) 혼파 4개 등 총 11개 처리 이다. 특히, 구주개밀과 큰뚝새풀은 강원도 대관령, 영월, 평창 등 우리나라 중북부의 추운 지역에서 오랫동안 적응하여 자생하고 있는 생태형이며, 이들의 종자를 수집하여 시험재료로 사용하 였다.
3. 재배 방법
시험 재배포장의 구당 면적은 6 ㎡ (2 × 3 m)로 하였고, 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였다. 파종은 IRG의 중부지역 파종 적기인 2024년 9월 26일에 하였다. 파종 방법은 휴폭을 20 cm로 세조파하였다. 종자의 파종량은 종자가 가벼운 큰뚝새풀은 6 kg/ha를 기준으로 하였고, TF 등 나머지 초종은 30 kg/ha를 기 준으로 단파 또는 혼파 비율로 환산하였다. 시비량 및 시비방법은 파종할 때 N–P2O5-K2O = 40–75-75 kg/ha를 밑거름으로 시비하 였고, 월동 후 N–P2O5-K2O = 100–75-75 kg/ha를 2월 하순에 이 른 봄 추비로 시비하였다.
4. 생육 및 수량 특성 조사
IRG 및 다년생 목초의 생육 특성을 평가하기 위하여 파종 후 목초의 출현부터 월동 전ㆍ후의 생육 특성과 수확시기의 생육 특 성을 조사하였다. 일반 생육 특성은 농사시험연구조사기준에 준 하여 조사하였고 (RDA, 1995), 월동률은 이른 봄 생육이 개시된 후 시험구당 동사한 개체와 생존한 개체의 비율을 조사하여 환산 하였다. 그리고 목초 종류별 출수기는 시험구당 40% 정도가 출 수한 날짜로 하였으며, 1차 수확시기까지 출수기에 도달하지 못 한 초종은 수확시기의 생육단계에서 출수 시기를 추정하여 제시 하였다. 동계 사료작물의 수확 후 하계 사료작물의 파종을 고려하 여 생초수량 및 건물수량은 이른 봄 1차 생육만 조사하였다. 초종 별 수확은 생육이 빠른 IRG 단파와 TM+IRG 혼파, PRG+IRG 혼파 및 MF+IRG 혼파는 5월 8일 수확 하였고, 나머지 생육이 늦은 목초는 5월 15일에 수확하였다. 생초수량은 시험구의 전체 를 수확하여 평량한 값을 1 ha 면적의 생초수량 무게로 환산하였 다. 초지의 건물수량은 생초수량을 조사한 직후 생초 300 g 정도 를 채취하여 무게를 조사하고 65℃ 열풍건조기에서 4일 이상 건 조한 후 무게를 조사하여 산출한 건물 비율을 이용하여 1 ha당 건 물수량을 환산하였다.
5. 사료가치 분석
신 사료자원의 사료가치를 평가하기 위해 조단백질 (CP) 함량은 AOAC법 (1990)으로 분석하였고, Acid detergent fiber (ADF)와 Neutral detergent fiber (NDF)는 Goering과 Van Soest (1970)의 방법, Total digestible nutrient (TDN)함량은 88.9-(0.79 × ADF)의 계산식 (Holland et al.(1990)에 의해서 산출하였다. In vitro 건물 소화율 (IVDMD)은 Tilley & Terry (1963)의 방법을 Moore (1970)가 수정한 방법으로 분석하였다.
6. 통계분석
시험 결과는 SPSS (2024)에서 일반선형모형으로 분산분석 (2- way ANOVA)을 실시하였고, 시험성적의 평균간 차이는 Duncan's multiple range test (Harter, 1960)로 유의성을 검정하였다.
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 월동 전ㆍ후의 생육 특성
우리나라 중부지역에서 2024년 9월 26일 파종한 IRG 및 다년 생 목초의 단파 및 혼파초지의 월동 전ㆍ후 생육 특성은 Table 3 과 같다. 파종 후 단파 및 혼파초지의 출현 상태는 모두 보통 이 상으로서 목초의 종류별 생육 특성을 평가하기에는 부족함이 없 는 것으로 판단되었다. 초기 생육이 빠른 IRG의 월동 전 초장은 44∼46 cm로서 Choi et al. (2017)이 제시한 알맞은 월동 전 초장 15∼20 cm보다 2배 이상 길어 월동에 불리한 초장이었다. 이와 반대로 초기 생육이 IRG보다 다소 늦은 다년생 목초 중 TM의 월동 전 초장은 8.9 cm, MF 11.2 cm, QG는 13.5 cm 정도로 다 소 짧았고, PRG와 TF는 각각 18.7 cm와 15.7 cm로 양호한 편이 었다. 월동 전 목초의 경수는 3∼5개/주 정도로서 Choi et al. (2017)이 제시한 월동에 알맞은 경수를 나타내었다. 이상과 같이 초종별 다양한 월동 전 생육에도 불구하고 모든 초종의 월동률 은 100%로서 매우 양호하였다. 특히, IRG의 월동 전 초장이 매 우 길어 월동에 불리한 생육 상태였으나 100% 월동을 한 것은 Table 2와 같이 가장 기온이 낮았던 달인 2월 최저 평균기온이 –2℃로 따뜻했던 기후의 영향과 1월 최저 평균기온이 –10℃ 정도 로 매우 추운 기후에서도 85% 이상 월동할 정도로 내한성이 우 수한 IRG 코윈어리 (Choi et al., 2011) 품종의 영향으로 판단된 다. 월동 후 IRG의 이른 봄 생육은 TF, TM 등 다른 북방형 다년 생 목초보다 빠르고 우수하였다. 이러한 이른 봄철에 목초의 생육 차이는 동계 사료작물 생산에 중요한 초기 생육이 빠른 IRG 조 생 품종 (Choi et al., 2017)의 특성과 초기 생육이 다소 늦은 다 년생 목초의 고유특성 (RDA, 2013)을 잘 나타내고 있다.
2. 봄철 수확 전ㆍ후의 생육 특성
우리나라 중부지역에서 재배한 IRG 및 다년생 목초의 단파 및 혼파초지의 수확 전ㆍ후 생육 특성은 Table 4와 같다. IRG 등 봄 철에 생육이 왕성한 한지형 목초의 1차 생육 수확시기에 병해 발 생은 거의 없었다. 아울러 봄철 수확기의 목초 생육 상태는 모두 1∼2등급으로 양호하였으며, IRG+MF 등의 혼파초지는 봄철 생 육이 상대적으로 빠른 IRG의 식생이 우점하였다. 이러한 결과는 4월과 5월의 강수량과 기온이 동계작물인 IRG의 생육과 건물 생 산에 알맞은 온도와 강수량을 보인 기상 환경 (Table 2)의 영향이 큰 것으로 판단된다. IRG 단파 또는 IRG와 다년생 목초의 혼파 초지에서 IRG 초장은 116∼119 cm로서 매우 길었으며, 이는 IRG 코윈어리 품종의 고유 특성표 (Choi et al., 2011)에 제시된 초장보다 우수한 생육 상태를 나타낸 것으로 판단된다. 한편, 봄 철 생육이 다소 늦은 다년생 목초의 수확기 초장은 TF가 116 cm 로 가장 길었고, MF과 MF+QG 혼파 (50:50)가 각각 107, 105 cm였으며, 나머지 다년생 목초 중에서 TM의 초장이 63 cm 로서 가장 짧았다. 이와 같이 TF 그린마스터4호 품종 (Lee et al., 2018)을 제외한 대부분의 다년생 목초는 초장이 IRG에 비해 현 저히 작아 동계 사료작물의 조사료 생산에 불리한 생육 특성을 나타낸 것으로 평가되었다. 우리나라 중부지역에서 IRG와 MF의 출수기가 5월 2일로 가장 빨랐고, TF가 5월 10일이었으며, 나머 지 다년생 목초의 출수기는 5월 20일 이후로 매우 늦었다. 이와 같은 출수기를 고려할 때, 내한성이 약한 IRG (Choi et al., 2017) 와 내한성이 우수한 MF (Schoth, 1945)과의 혼파 재배는 혹한에 의한 IRG의 동사 피해를 MF이 어느 정도 보완할 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 이상과 같이 IRG 및 다년생 목초의 수확기 생육 특성을 고려할 때, MF의 빠른 출수기와 추위에 강한 고유특 성을 활용하는 IRG+MF 혼파초지의 개발과 활용에 필요한 추가 적인 연구를 기대할 수 있을 것이다.
3. 조사료 생산성 및 사료가치
우리나라 중부지역에서 재배한 IRG 및 다년생 목초의 단파 및 혼파초지의 생초 수량과 건물수량은 Table 5와 같다. 봄철 생육 이 상대적으로 빨라 5월 8일에 수확한 IRG 단파 초지와 PRG+ IRG 혼파초지 및 MF+IRG 혼파초지의 생초수량은 약 47 톤/ha 정도로 매우 많았다. 한편, 수확기의 초장이 짧고 출수기가 상대 적으로 늦은 목초인 TM와 IRG 혼파초지의 생초수량은 42.8 톤 /ha로서 IRG 단파 초지보다 9% 정도 적었으나 통계적인 유의성 은 없었다. 봄철 생육이 IRG보다 상대적으로 늦어 5월 15일에 수 확한 다년생 목초인 TF 단파 초지, PRG 단파 초지, QG2 (무망 종) 단파 초지 및 MF+QG1 (무망종) 혼파초지의 생초수량은 IRG 단파 초지보다 10∼13% 적었으나 통계적인 유의성은 없었 고, QG1(무망종) 단파 초지와 TM 단파 초지는 IRG 단파 초지의 생초수량보다 각각 41 및 21% 적었다 (p<0.001). MF 단파 초지 와 PRG 단파 초지의 건물수량은 8.1 톤/ha 정도로서 IRG 단파 초지보다 29∼30% 적었다 (p<0.001). 그러나 PRG+IRG 혼파초 지와 MF+IRG 혼파초지의 건물수량은 각각 11.9 톤/ha 및 11.7 톤/ha로서 IRG 단파 초지보다 각각 4% 및 2% 많았으며 통계적 인 유의성은 없었다. 이와 같이 PRG+IRG 및 MF+IRG 혼파초지 의 생산성을 고려할 때, 기후변화에 따른 IRG 단파 초지의 혹한 피해를 줄이고 재배 안정성을 높이는 하나의 방안으로 평가하고 있다. 한편, 영년생 목초의 단파 초지의 건물수량은 대부분 IRG 의 단파 및 IRG+MF 등 혼파초지보다 낮았다 (p<0.001). 그러나 중부지방에서 IRG 조생종의 평균 건물수량이 7.8 톤/ha 수준 (Choi et al., 2018)임을 고려하면, PRG 단파 초지와 MF 단파 초 지의 건물수량이 8.1 톤/ha 수준이라는 점에서 혹한에 대응하여 IRG의 심각한 수량 감소를 줄이기 위한 IRG 위주 혼파초지의 부 초종으로 활용 가능성이 기대된다.
IRG 및 다년생 목초의 단파 및 혼파초지의 사료가치는 Table 6과 같다. MF+IRG 혼파초지의 조단백질 함량은 7.0%로서 IRG 단파 초지와 같았고 MF과 TF 단파 초지보다는 다소 적었다. MF+IRG 혼파초지의 가소화양분함량 (TDN)은 63.2%로서 IRG 단파 초지와 비슷하였고 TF 단파 초지보다는 다소 많았다. MF+ IRG 혼파초지의 건물소화율 (IVDMD)은 70.3%로서 IRG 단파 초지와 비슷하였고 TF 단파 초지보다는 다소 높았다.
이와 같이 PRG+IRG 및 MF+IRG 혼파초지의 사료가치는 IRG 단파 초지와 비슷하고 건물 생산성도 높으므로 이상기상에 따른 IRG 혹한 피해를 줄이기 위한 혼파초지의 부초종으로 활용 하는 신 사료자원으로 개발될 가능성이 높은 것으로 나타났다.
Ⅳ. 요약
본 연구는 이상기상 대응 동계 사료작물 생산용 신 사료자원의 생육 특성과 생산성을 평가하기 위하여 충청남도 천안시 풍세면 시험포장에서 2024년부터 2025년까지 수행되었다. 우리나라 중 부지방에서 2024년 9월 26일 파종한 IRG 단파초지, PRG+IRG 혼파초지 및 MF+IRG 혼파초지의 월동 전 생육 상태와 월동 후 이른 봄 생육 상태는 모두 양호하였고, 월동률은 100%로 우수하 였다. IRG 단파 초지, PRG+IRG 및 MF+IRG 혼파초지의 초장 은 약 118cm로서 매우 길었다. TF를 제외한 대부분의 다년생 목 초는 봄철 수확기의 초장이 IRG의 초장보다 짧았다. 우리나라 중 부지역에서 IRG와 MF의 출수기는 5월 2일로 TF의 5월 10일보 다 8일 정도 빨랐다. IRG 단파 초지의 건물수량은 11.5 톤/ha로 서 PRG+IRG 혼파초지 및 MF+IRG 혼파초지의 건물수량과는 대등하였고, MF 단파 초지와 PRG 단파 초지의 건물수량보다는 29∼30% 많았다 (p<0.001). MF+IRG 혼파초지의 조단백질 함량 은 7.0%로서 IRG 단파 초지와 같았고 MF 및 TF 단파 초지보다 는 다소 많았다. MF+IRG 혼파초지의 TDN 함량은 63.2%로서 IRG 단파 초지와 비슷하였고 TF 단파 초지보다는 다소 높았다. 이상의 연구 결과는 PRG+IRG 및 MF+IRG 혼파초지는 이상기 상에 따른 IRG의 생산성 저하를 줄이기 위한 동계 신 사료자원 으로 활용될 가능성이 높을 것으로 나타났다.
