Ⅰ. 서론
지구 온난화에 따른 기후변화는 한반도의 사료작물 재배 및 초지 생태계에 점차 큰 위협 요인으로 작용하고 있다. 특히 RCP 8.5 시나리오에 따르면 21세기 말 한반도 평균 기온은 현재보다 약 2.9~4.7℃ 상승할 것으로 전망되며, 여름철 고온 기간의 현저한 연장과 겨울철 단축 등 기후 체계의 아열대화가 예측된다(KMA, 2020;NIMS, 2020). 이러한 기온 상승과 잦은 하절기 고온은 서늘한 기후에 적합한 한지형 목초(Cool-season grasses)에 불리한 환경을 조성하여, 하고현상에 의한 생육 저하·고사와 함께 생산성 및 사료가치의 저하를 유발할 수 있다(Parveen and Sharma, 2019).
이러한 한지형 목초의 하절기 생산성을 보완하기 위한 대안으로, 난지형 목초 또는 사료작물(Warm-season grasses)의 활용이 주목받고 있다. 난지형 목초는 25∼35℃의 고온 환경에서 생육이 왕성하고 더위와 가뭄에 대한 내성이 강하여, 한지형 목초의 생산성이 저하되는 여름철에도 안정적인 건물 생산이 가능한 것으로 보고되고 있다(Barnes et al., 2007). 또한 고온과 가뭄에 대한 내성이 높아 하절기 건물 생산성이 우수한 것으로 보고되고 있다(Park et al., 2014). 한지형 사료작물과 난지형 사료작물을 결합한 혼파 작부체계는 계절별 건물 생산의 편중, 즉 봄·가을에 집중되고 여름철에 감소하는 조사료 생산 패턴을 완화하고, 연중 조사료의 안정적 확보에 효과적인 전략이 될 수 있다.
국내 초지에서 주로 이용되는 대표적인 한지형 목초인 톨 페스큐(tall fescue, TF, Festuca arundinacea)는 봄철 생산성과 사료가치가 우수하지만, 하절기 고온 스트레스에 취약하다는 단점이 있다. 다년생 난지형 목초인 버뮤다그라스(bermudagrass, BG, Cynodon dactylon)는 내건성과 내하고성을 바탕으로 여름철 고온기에도 우수한 사료가치와 생산성을 유지한다(Taliaferro et al., 2004). 바랭이(crabgrass, CG, Digitaria sanguinalis)는 빠른 발아 및 생육이 비교적 빠른 하계 사료작물로, 고온기 초지의 빈 공간을 효과적으로 채워 한지형 사료작물과의 계절적 보완성이 뛰어나다(Turner et al., 2012). 또한, 사료피(barnyard millet, BM, Echinochloa frumentacea)는 생육기간이 짧고 기상 및 토양 환경에 대한 적응력이 매우 뛰어나며, 척박한 토양이나 배수가 불량한 악조건 속에서도 우수한 성장력으로 여름철 안정적인 조사료 생산에 유리하다(Cho et al., 2001;Shin et al., 2006;Ahn and Chung, 2014). 따라서, 하절기 고온으로 인한 초지의 생산성 저하를 최소화하고 한지형 목초와의 계절적 보완성을 극대화하기 위해서는, 생육특성이 상이한 세 가지 하계 사료작물 및 목초를 시험 초종으로 선정하여 그 효용성을 비교·평가할 필요가 있다.
기존의 국내 난지형 목초 도입 연구는 주로 기후가 온화한 남부 지방의 단일 초종 재배 위주로 이루어졌다(Park et al., 2012;Park et al., 2014;Park et al., 2015). 또한 Yu et al. (2025)에 의하여 중부 지역에서의 버뮤다그라스와 바랭이의 생육 및 생산성을 구명한 연구가 보고되었다. 그러나 기존 한지형 초지에 난지형 목초 또는 사료작물을 이용하여 초지로 이용하는 연구는 보고된 바 없다. 이에 본 연구는 기후변화에 대응하여 중부지역(천안) 초지의 연중 생산성 유지와 이용연한 연장을 위한 기초자료를 확보하고자, 한지형 목초와 난지형 목초 및 사료작물의 혼파 조합별 식생비율 및 건물 생산성을 비교·평가하였다.
Ⅱ. 재료 및 방법
1. 시험포 조성 및 생육관리
시험장소는 충청남도 천안시에 위치한 국립축산과학원 축산자원개발부 시험포장에서 수행하였다. 본 시험의 처리구는 톨 페스큐 단파구(T1), 톨 페스큐+바랭이 혼파구(T2), 톨 페스큐+사료피 혼파구(T3), 톨 페스큐+버뮤다그라스 혼파구(T4) 등 총 4개 구로 구성하였다. 파종량은 톨 페스큐 35 kg/ha, 버뮤다그라스 15 kg/ha, 바랭이 10 kg/ha, 사료피 40 kg/ha로 하였다. 톨 페스큐는 2023년 9월 19일, 난지형 목초·사료작물은 2024년 6월 5일 각각 파종하였다. 조성용 시비는 N-P2O5-K2O = 80-150-170 kg/ha 시용하였으며, 관리용 시비는 예취 후 N을 1차 수확 후 67 kg/ha, 2차 이후 45 kg/ha 추가로 시비하였다. 시험구는 난괴법 3반복으로 배치하였으며, 시험구당 면적은 6 m2(1.5 × 4 m)로 하였다. 시험 설계는 난괴법 3반복으로 하였다. 기상자료는 기상청 기상자료개방포털에서 제공하는 자료를 활용하였다(KMA, 2026).
2. 시험수행
시험수행 방법은 목초 수확 전 생육특성(초장, 식생)을 조사하고, 전체 시험구를 수확하여 생산성을 평가하였다. 수확은 4월부터 9월까지 초종별 생육 상황을 고려하여 연간 총 6회 실시하였다. 수확시기는 초장 30 cm 이상에서 전체 시험구를 예취한 후 생산성을 평가하였다. 수확한 시료는 즉시 수량을 측정하고, 300-500 g 샘플을 채취하여 65℃ 순환식 열풍건조기에서 72시간 건조한 후 건물함량을 조사하였다. 건물수량은 조사된 수량에 건물함량을 곱하여 ha 단위로 환산하였다.
3. 통계분석
통계분석은 SAS Enterprise Guide (ver. 9.2)의 Proc ANOVA 절차를 이용하여 수행하였으며, 각 처리구 간의 통계적 유의성은 5% 유의수준에서 Duncan multiple range test로 검정하였다.
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 시험대상지 평균기온 및 강수량
시험기간(2023년 10월∼2025년 10월)의 평균기온은 대부분 30년 평년보다 높게 나타났으며, 특히 2024년 9월과 2025년 10월에 각각 평년 대비 4.2℃와 2.5℃ 높은 기온을 기록하였다. 강수량은 월별 변동이 크게 나타났으며, 특히 여름철 집중호우의 영향으로 연강수량이 평년보다 약 21% 증가하였다. 또한 2025년 1∼10월의 평균기온과 누적강수량 역시 각각 평년보다 약 1.0℃와 22.7% 높은 수준을 나타냈다(Fig. 1).
시험 대상지 토양의 pH는 6.2였으며, 총질소(T-N) 함량은 0.18%, 유기물 함량은 45.20 g/kg, 유효인산 함량은 505.42 mg/kg, 양이온치환용량(CEC)은 19.54 cmol+/kg으로 조사되었다(Table 1). 토양은 사료작물 재배에 적합한 pH를 나타냈으며, 유기물 함량과 양이온치환용량은 비교적 양호한 수준이었다.
2. 톨 페스큐-난지형 목초 혼파 초지의 식생변화
식생분류는 목초와 잡초 그리고 나지의 구성 비율을 조사하였으며 난지형-한지형 목초이용 혼파초지의 예취시기 및 연차별 식생변화는 Fig. 2에 제시하였다. 초지 식생 변화를 비교한 결과, 난지형 목초의 종류에 따라 식생이 서로 다르게 나타났다. 바랭이를 혼파한 T2 처리구는 초기부터 높은 식생비율을 나타내며 2024년 여름철 빠르게 초지를 피복하였다. 사료피를 혼파한 T3 처리구 역시 하절기 고온기(8∼9월, 5∼6차 예취)에 접어들며 난지형 사료작물의 식생 비율이 최고 70∼80% 이상까지 증가하여 피복하는 생육을 보였다. 반면 버뮤다그라스를 혼파한 T4 처리구는 초기 식생비율이 상대적으로 낮았다. 이러한 결과는 버뮤다그라스의 초기 생육은 다소 느리지만 충분한 생육기간과 적절한 예취관리가 이루어질 경우 안정적인 초지를 형성한다는 보고(Rouquette Jr. et al., 2017)와 유사한 경향을 보였다.
여름철 우수한 피복 능력을 보인 난지형 사료작물인 바랭이와 사료피는, 기온이 낮아지는 가을철에 접어들면서 저온에 의한 개체 고사가 진행되어 식생 비율이 급감하였다. 특히, Jackson et al. (1987)이 보고한 바와 같이, 하절기 고온기에 바랭이와 사료피의 지나치게 빠른 생장과 높은 우점도는 하층부에 위치한 한지형 초종, 톨 페스큐의 광합성 및 생육을 억압하는 결과를 초래한 것으로 보인다. 이로 인해 가을철 바랭이와 사료피가 고사하여 탈락한 이후, 톨 페스큐가 신속하게 재생하지 못하면서 여름 이후의 초지 식생이 부실해지는 한계점이 관찰되었다. 반면, 버뮤다그라스는 다른 초종들에 비해 톨 페스큐와의 경합 수준이 상대적으로 낮아, 초기 정착은 다소 지연되나 시간이 경과할수록 안정적인 하층 식생을 형성하며 지속적인 초지 유지에 유리한 것으로 판단된다(Yu et al., 2025).
따라서 난지형 목초를 톨 페스큐 초지에 효과적으로 도입하기 위해서는 초종의 상이한 생육 특성을 활용해야 할 것으로 보이며, 하절기에 급격히 생장하는 바랭이와 사료피에 대해서는 식생 관리 방안이 마련되어야 할 것으로 보인다. 바랭이와 사료피의 우점을 제어하고 톨 페스큐를 유지할 수 있도록, 적정 혼파 비율 산정 및 예취 시기 조절 등에 관한 연구가 병행되어야 할 것으로 판단된다.
3. 톨 페스큐-난지형 목초 혼파 초지의 예취시기별 초장 변화
초장은 혼파조합보다는 예취시기에 따라 변동하는 경향을 보였으며, 2024년에는 37∼83 cm, 2025년은 34∼69 cm의 범위를 보였다. 두 연도 모두 1차 예취에서 비교적 높은 초장을 나타낸 후 2∼3차에 감소하였으며, 이후 후기 예취 시기로 갈수록 다시 증가하는 경향을 보였다. 처리별로 보면 2024년에는 하절기(4∼5차 예취, 7∼8월) 동안 T2(톨 페스큐+바랭이) 및 T3(톨 페스큐+사료피) 처리구가 톨 페스큐 단파구보다 높은 초장을 보였고 여름철 생육 저하를 일부 보완하는 경향을 나타냈다. 이는 바랭이와 사료피가 위로 뻗어 자라는 직립형 생육 특성을 지니고 있어, 6월 이후 하절기 고온기에 왕성하게 생장하며 초장 증가를 주도했기 때문으로 판단된다. 반면 T4(톨 페스큐+버뮤다그라스) 처리구는 톨 페스큐 단파구와 유사한 초장을 보여 처리 간 차이가 크지 않았다. 이는 버뮤다그라스가 포복경(stolon)과 지하경(rhizome)을 통해 피복을 확대하는 특성으로 직립형보다는 초장이 낮은 생육 특성과 관련이 있을 것으로 보인다(Taliaferro et al., 2004). 그러나 이러한 경향은 2025년에는 뚜렷하게 나타나지 않았으며, 모든 처리구에서 유사한 초장 범위를 나타냈다. 이러한 결과는 2024년에 기조성된 초지 내에 정착을 완료한 버뮤다그라스가 2025년 하절기에 본격적으로 생장 활력을 회복하며 생육이 우수해졌고, 이에 따라 전체 혼파 초지가 안정적으로 형성되면서 처리 간 초장 편차가 완화된 결과로 사료된다(Table 2).
4. 톨 페스큐-난지형 목초 혼파 초지의 예취시기별 건물생산성 변화
톨 페스큐-난지형 목초 혼파 초지의 연차별 건물수량은 예취시기 및 연차에 따라 차이가 나타났다(Fig. 3). 2024년 총 건물수량은 처리 간 유의한 차이를 보였으며(p<0.05), T3(톨 페스큐+사료피) 처리구가 15,848 kg DM ha−1로 가장 높은 생산량을 나타냈고, T2(톨 페스큐+바랭이) 처리구가 14,620 kg DM ha−1로 나타났다. 반면, T1(톨 페스큐) 및 T4(톨 페스큐+버뮤다그라스) 처리구는 각각 ha 당 12,358 및 10,173 kg DM로 상대적으로 낮은 건물생산량을 나타냈다.
2025년 총 건물수량은 ha 당 13.5–14.5 톤 범위로 처리 간 유의한 차이가 나타나지 않았으며(p>0.05), 모든 처리구에서 유사한 수준의 생산성을 보였다.
평균 총 건물수량(2024∼2025)에서는 처리 간 유의차가 나타났으며(p<0.05), T3(톨 페스큐+사료피) 처리가 ha 당 15,153 kg로 가장 높은 건물생산량을 보였다. T2(톨 페스큐+바랭이) 처리구는 14,044 kg DM ha−1로 T3 처리구에 비해 유의적으로 낮았으나, T1(톨 페스큐) 및 T4(톨 페스큐+버뮤다그라스) 처리구보다는 유의하게 높았다. T1(톨 페스큐)과 T4(톨 페스큐+버뮤다그라스) 처리구의 2개년 평균 총 건물수량은 각각 ha 12,909 및 12,358 kg으로 생산성이 상대적으로 낮게 나타났다.
서론에서 버뮤다그라스는 우수한 생산성을 갖는 초종으로 보고되었으나, 본 연구에서는 T4(톨 페스큐+버뮤다그라스) 처리구의 초기 연도(2024년) 건물수량이 가장 낮게 나타났다. 이는 버뮤다그라스의 생육 특성과 파종 조건에 기인한 것으로 판단된다. 버뮤다그라스는 다년생 난지형 목초로서 1년생 하계 사료작물에 비해 초기 생육 속도가 느린 특성을 가진다. 특히 기조성된 톨 페스큐 초지에 추가로 파종할 경우, 기존 식생과의 경쟁에 의해 초기 활착 및 정착이 불리해지는 것으로 알려져 있다(Taliaferro et al., 2004). 또한 본 시험의 파종 시기인 2024년 6월 평균 기온(22.7℃)은 난지형 목초의 생육 적온 범위에 다소 미치지 못하여, 버뮤다그라스의 초기 활착이 지연된 것으로 판단된다. 특히 난지형 목초의 최대 생육기인 8월 강수량이 66.4 mm에 불과하여 평년(299.7 mm)에 비해 낮았으며, 이로 인한 가뭄 스트레스로 하절기 후반부 생육이 크게 제한되어 마지막 예취가 이루어지지 못하였다. 이와 같은 기상 조건 및 생육 제한이 초기 연도 T4(톨 페스큐+버뮤다그라스) 처리구의 연간 건물수량을 다른 혼파 조합에 비해 상대적으로 낮게 나타나게 한 주요 요인으로 사료된다. 반면 2025년에는 처리 간 총 건물수량에서 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이는 2024년 조성된 초지 내에 생존하여 정착을 마친 버뮤다그라스가 2025년에 생장 회복을 하였으며, 하절기 강수량 증가가 복합적으로 작용한 결과로 해석된다. 2024년 6월 강수량(106.4 mm)에 비해 2025년 6월 강수량(140.6 mm)이 증가하여, 발아 및 정착에 필요한 토양 수분 공급이 원활하게 이루어진 데 기인한 것으로 보인다. 또한 2025년 8월에는 238.7 mm의 충분한 강수량이 확보되어 마지막 예취를 진행할 수 있었고, 이에 따라 연간 건물수량도 안정적으로 확보된 것으로 보인다.
이러한 결과는 톨 페스큐에 사료피 또는 바랭이를 혼파할 경우 단파에 비해 총 건물수량을 향상시킬 수 있음을 시사한다. 특히 사료피 혼파는 전체 연구 기간에서 모두 높은 생산성을 유지하여 가장 생산성이 높았으며, 바랭이 혼파 역시 톨 페스큐 단파보다 생산성이 높았다. 따라서 바랭이와 사료피는 중부지역에서 한지형 목초의 하절기 생산성 저하를 보완할 수 있는 효과적인 혼파 조합으로 판단된다. 다만 바랭이와 사료피가 톨 페스큐의 식생에 영향을 주기 때문에 기존 한지형 목초인 톨 페스큐의 생육을 유지하기 위한 사료피와 바랭이의 적정 파종량, 예취시기 등에 대한 후속 연구가 추진되어야 할 것으로 보인다. 또한, 버뮤다그라스 혼파 체계의 경우 연차별 정착도와 장기적인 식생 안정성 및 생산성 기여도를 명확히 구명하기 위해 3년 이상 식생변화를 관찰할 필요가 있을 것으로 보인다.
Ⅳ. 요약
본 연구는 중부지역 방목초지의 생산성 향상을 위해 한지형 목초인 톨 페스큐에 난지형 목초 및 사료작물인 바랭이, 버뮤다그라스, 사료피를 혼파하여 식생 변화, 생육특성 및 건물생산성을 2023년부터 2025년까지 비교하였다. 시험은 충청남도 천안시 국립축산과학원 시험포장에서 난괴법 3반복으로 설계하여 수행하였다. 2024년 총 건물수량은 처리 간 유의한 차이를 보였으며(p<0.05), T3 처리구가 15,848 kg DM ha−1로 가장 높은 생산량을 나타냈고, T1과 T4 처리구는 각각 12,358 및 10,173 kg DM ha−1로 건물 생산성이 낮게 나타났다. 2025년 총 건물수량이 13.5–14.5 Mg DM ha−1 범위로 처리 간 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 2개년 평균 총 건물수량은 T3 처리구가 가장 높았으며, T2 처리구는 T3보다 낮았으며, T1과 T4보다 높은 생산성을 보였다. 초장은 처리 효과보다 예취시기의 영향을 크게 받았으며, 2024년 하절기에는 T2와 T3 처리구에서 톨 페스큐 단파보다 높은 초장을 보였다. 혼파초지 식생 변화는 바랭이가 초기 정착과 여름철 피복이 우수하였으나 월동 후 감소하는 경향을 보였고, 버뮤다그라스는 초기 생육은 다소 느렸지만 안정적인 식생 유지와 재생력이 우수하였다. 바랭이와 사료피는 여름철 생산성 향상에는 효과적이었고 한지형 목초를 보완해주었으나 재배 조건 및 기상환경에 따라 우점하게 되면 한지형 목초의 생산성을 감소시키기 때문에 향후 적정 혼파 비율, 파종 시기 등에 대한 추가적인 개발이 필요할 것으로 판단된다.
