보리, 밀 품종의 조숙화와 온난한 겨울로 인하여 봄에 나타나는 저온장해가 최근에 자주 발생하는데 생육재생기 이후 발생하는 저온장해의 양상, 발생시기 및 증상을 구명하고자 자연조건과 저온항온기 그리고 포장의 비닐 피복을 이용한 저온처리시험을 실시한 결과를 보면 다음과 같다. 1. 저온장해중 줄기 고사는 -2.4∼$-10.2^{\circ}C$, 퇴화, 백수, 탈색등은 -2.4∼$-8.6^{\circ}C$,불임은 -1.3∼$-7.6^{\circ}C$의 저온에서 6-39시간 지속될 때 발생하였는데 특히 자연포장에서 많이 나타나는 저온장해는 불임과 퇴화로, 이의 유발온도는 -2.5∼$-3.0^{\circ}C$였다. 2. 보리, 밀 모두 수잉기에 불임이 많이 발생하였고 출수기, 영화분화기, 화기발육기 순으로 발생정도에 차이를 보였다 백수는 출수 전후 10일에 주로 발생하였으며 발생정도는 출수후 10일>출수기>수잉기 순이었다. 3. 유수퇴화는 출수기에 가장 많이 발생한 것으로 나타났고 수잉기, 화기발육기에도 많이 발생하였다. 부분희화도 수잉기에 많이 발생하였다. 포장에서는 영화분화기의 개체들에서도 많이 발생하였다. 4. 망 탈색은 주로 밀에서 발생하였는데 수잉기에 일부 발생하긴 했으나 출수기의 식물체에서 대부분이 발생하여 출수기에 주로 나타나는 장해라 할 수 있었다. 식물체 고사는 전 생육기에 걸쳐 발생하였고 가장 심한 피해는 출수기>수잉 >영화분화기>화기 발육기 순으로 발생한 것으로 나타났다. 5. 저온장해 발생지표로 유수장, 제1절간장, 지엽-이삭간 거리가 유용하였다. 유수장이 밀에서는 망 탈색시 9.0-9.8cm, 이삭 탈색시 7.5cm, 백수발생시 5.7-9.4cm, 이삭 퇴화시 0.2-9.2cm, 줄기고사시 0.3-3.8cm로 나타났고 보리에서는 백수발생시 평균 3.4-7.0cm, 부분퇴화가 4.2-5.2cm, 퇴화가 0.4-5.4cm, 줄기 고사가 0.4-0.6cm로 차이를 보였다. 제1절간장은 보리, 밀 각각 0.3-8.4cm, 0.2-24.2cm로 신장정도에서 저온에 따른 변이를 보였고, 지엽-이삭간 거리도 보리 -2.5∼-7.4cm, 밀 -0.6-11.5cm로 신장정도에 차이가 컸다.
본 연구는 지구온난화와 태풍에 의해 수확기의 손실을 막기 위해 벼의 출수기를 당기는 유전자를 찾는 것을 목표로 한다. 청청/낙동 배가반수체(CNDH)와 모본인 청청, 부본인 낙동을 재료로 사용하여 QTL을 이용해 출수기 관련 유전자의 위치를 조사하고 gene을 cloning하여 염기서열을 분석하였다. 분석결과 염색체 8번에 13개의 contig가 있었고 그 중 출수기와 관련된 1개의 ORF가 존재했다. 단백질 서열을 분석한 결과 벼의 Os08g0341700, 그리고 AtSFH13, AtSFH7 단백질과 유사한 것으로 보인다. 신호전달과 관계가 있는 Os08g0341700은 phosphatidylinositol transfer-like protein II와 유사하며 아직 완전한 information은 밝혀지지 않았다. 하지만 Sec14P와 연관이 있으며 세포 생장 등에 관여하는 phosphatidylinositol 특이적 신호전달 경로의 역할을 할 것으로 추정 중이다.
출수기 이후 벼의 동화산물이 분벽자간에 이동하고 있는지를 알기 위하여 1979년에는 일본형 품종 아끼바레만을 그리고 1980년에는 아끼바레와 통일계 품관인 밀양 2003의 두 품종을 공시, 출수기에 분벽자단위로 적엽 또는 적수처리의 정도를 달리하므로써 동일주내의 Source와 Sink의 크기를 조절하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 동일주내에서 적엽한 분벽자의 수가 많아질수록 적엽한 분벽자의 등숙율은 점차로 감소되었으나 완전적엽한 주의 등숙율보다는 높은 수치를 보였다. 2. 동일주내에서 적엽일적수의 비율을 달리한 처리구간에는 등숙율의 차이가 없었으나 완전적엽한 주의 등숙율보다는 높은 수치를 보였다. 3. 동일주내에서 적엽한 분벽자의 수가 많아질수록 적엽한 분벽자의 수당립중은 점차로 감소되었으나 완전적엽한 주의 수당립중보다는 많았다. 4. 동일주내에서 적엽일적수의 비율을 달리한 처리구간에는 수당립중의 차이가 없었으나 완전적엽구의 수당립중보다는 많은 값을 보였다. 5. 동일주내에서 적엽한 분벽자의 수를 달리하거나 적엽일적수한 분벽자의 비율을 달리한 결과 출수기 이후에도 동화산물이 분벽자간에 이동되는 것이 확인됐고 이와 같은 현상을 Source와 Sink의 관계로 해석할 수 있었다.
쌀 생산관리 방법에 따른 논 생태계의 생물다양성을 조사하기 위하여 관행, 우렁이, 투구새우, 심수관개, 오리농법 등으로 구분하여 벼 재배기간 동안 수서생물종과 식물종을 조사하였다. 논물과 토양에 서식하는 생물종을 쿼드라트법을 활용하여 조사한 결과, 토양생물의 풍부도는 이앙기는 관행농법, 분얼기에는 투구새우 농법이 높았으며, 출수기에는 무논, 쌀겨 농법에서 가장 많은 토양생물이 서식하고 있었다. 또한, 줄 채집에 의한 수서생물 종은 분얼기와 출수기, 육상생물은 수확기때 풍부하였으며 관행농법은 분얼기에 가장 출현종이 많았던 반면 오리농법은 전 조사기간 동안 가장 개체수가 적었으며 무논+쌀겨농법이 생물다양성 기여도가 가장 높았다. 생물조사 결과 관행보다는 유기재배논에서 종 풍부도가 2배이상 높게 나타났으며, 쌀겨농법은 이앙기~분얼기까지는 쌀겨 분해에 따른 유기산에 의해 수서곤충이 급감되나 분얼기이후 개체수가 회복되어 무논+쌀겨구에서 가장 높았다. 전 조사지점 논둑의 식물 분포는 농법별 유의성이 없었으며 논둑의 우점식물은 쑥, 개망초,질경이, 클로버, 미나리, 미국가막사리, 쇠뜨기, 둑새풀, 미나리 등이었다. 출수기를 전후하여 관행논과 유기논, 그리고 둠벙의 유무로 구분하여 생물종을 조사한 결과, 먼저 관행논과 유기논에서 서식하는 생물종은 비슷하지만 수서생물의 개체수는 유기논이 관행논보다 43-54%나 많았다. 한편, 둠벙의 유무에 의한 생물조사에서는 둠벙이 있는 논이 없는 논보다 서식종이 35-47%정도 높은 경향을 나타내어 생물다양성을 증진하기위해서는 낙수기때 수서생물들의 피난처를 확보하여 주는 소규모 둠벙이 효과적인 것으로 판단되었다.
출수 조.만에 따른 보리의 생육 및 수량변화를 알고자 최근 맥류 작황 24년('76~'99)자료와 그 중 출수기가 빨랐던 해와 늦었던 해를 추출하여 생육 및 수량과의 관계를 분석하였다. 1. 출수 조.만 그룹사이의 차이는 2월과 3월의 적산온도에 기인하며 특히 2월의 적산온도 차이에 고도의 유의성이 있었다. 2. 10월부터 12월까지의 적산온도가 $650^{\circ}C$ 정도되면 평년정도로 출수하고 62$0^{\circ}C$이하이면 출수 지연, 67$0^{\circ}C$이상이면 조기출수할 것이며 2월까지는 72$0^{\circ}C$되면 평년정도의 출구기일 것이고, $650^{\circ}C$이하이면 출수지연, 78$0^{\circ}C$이상이면 조기출수할 것으로 분석되었다. 3. 출수가 빨라지는 해의 온도유형을 분류하면 월동전 고온형, 월동기~재생기 고온형, 전생육기 고온형으로 나타났다. 4. 출수가 늦어지는 해는 월동~재생기 저온형과 3월 저온형으로 나뉘어졌다. 5. 출수기가 빠른 경우는 구분이 어려웠지만 출수기가 늦은 해는 월동기의 생육기간이 긴 형과 분얼기에 생육기간이 긴형, 전체 생육기간이 긴 형으로 나누어졌다. 6. 출수가 빠른 해의 수량이 출수가 늦은 해보다 많았는데 이는 수수의 증가에 기인한 것으로 나타났다.
보리를 녹비로 이용하기 위하여 녹비보리 토양 환원시기가 후작물 벼 생육 및 수량에 마치는 영향을 구명하기 위하여 경기도 수원의 국립식량과학원 시험포장에서 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 호밀과 보리의 질소함량은 생육 초기에 1.4~2.4%, 생육후기에 0.6~1.0%를 나타냈다. 2. 보리 바이오매스량은 출수기에 421 kg/l0a, 출수 후 10일에 449 kg/10a, 출수 후 20일에 473 kg/ l0a이었고, C/N율은 출수기에 26.3, 출수 후 10 일에 38.0, 출수 후 20 일에 42.5로 출수 후 시간이 경과함에 띠라 C/N율이 높아졌다. 3. 보리의 지상부 질소함량은 출수기에 0.9~1.5%로 가장 높았고 출수 후 시간이 경과하면서 점차 낮아졌으며, 질소 총함유량은 출수기에 4.3, 출수후 20일에 6.3 kg/10a이였다. 4. 녹비보리 지상부에 함유된 질소, 인산, 칼리 총량은 출수 후 10일에 가장 높게 나타났다. 5. 후작물 벼의 생육은 녹비보리 투입구가 표준시비구에 비하여 간장이 7.2~7.7 cm 길었으며, 수장은 녹비보리 투입구와 표준시비구가 비슷한 경향이었다. 6. 후작물 벼 정조의 질소총량은 출수기 녹비보리 토양투입구 > 출수 후 10 일 녹비보리 토양투입구 > 출수 후 20일 녹비보리 토양 투입구 순으로 많았고, 볏짚의 질소 총량도 같은 경향을 나타내었다. 7. 쌀 수량은 출수기 녹비보리 토양투입구는 457 kg/l0a, 출수 후 10 일 녹비보리 토양투입구는 465 kg/10a, 출수 후 20일 녹비보리 토양투입구는 438 kg/10a로 관행시비구 515 kg/10a 에 비하여 10~15% 낮았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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