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‘Saebonghwang’: A High Grain Quality Mid-Late-Maturing Rice Cultivar Adaptable to Direct Seeding and Transplanting Cultivation
중만생 고품질 직파 및 이앙 재배적응 벼 품종 ‘새봉황’
Korean J. Breed. Sci. 2024;56(2):147-159
Published online June 1, 2024
© 2024 Korean Society of Breeding Science.

Chang-Min Lee1, Choon-Song Kim2*, Woon-Chul Shin3, Man-Kee Baek4, Hyun-Su Park1, Jong-Cheol Ko5, Jeong-Ju Kim6, Jung-Pil Suh1, O-Young Jeong1, Keon-Mi Lee1, Jeonghwan Seo1, Song-Hee Park1, Dongmin Back7, and Hyeonsoo Jang8
이창민1⋅김춘송2*⋅신운철3⋅백만기4⋅박현수1⋅고종철5⋅김정주6⋅서정필1⋅정오영1⋅이건미1⋅서정환1⋅박송희1⋅백동민7⋅장현수8

1Crop Breeding Division, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea
2Planning and Coordination Division, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea
3Research Policy Bureau, RDA, Jeonju 54875, Republic of Korea
4Cheolwon Substation, National Institute of Crop Science, RDA, Cheolwon 2873, Republic of Korea
5Reclaimed Land Agriculture Research Team, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea
6Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon 16429, Republic of Korea
7Technology Services Division, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea
8Crop Cultivation & Physiology Research Division, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Korea
1농촌진흥청 국립식량과학원 작물육종과
2농촌진흥청 국립식량과학원 기획조정과
3농촌진흥청 연구정책국
4농촌진흥청 국립식량과학원 철원출장소
5농촌진흥청 국립식량과학원 간척지농업연구팀
6농촌진흥청 국립식량과학원 재배환경과
7농촌진흥청 국립식량과학원 기술지원과
8농촌진흥청 국립식량과학원 작물재배생리과
Correspondence to: Choon-Song Kim
TEL. +82-63-238-5110
E-mail. kcs3925@korea.kr
Received April 22, 2024; Revised May 22, 2024; Accepted May 24, 2024.
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
‘Saebonghwang’ was developed as a mid-late ripening rice variety with good cultivation stability and yield in transplanting and under direct seeding cultivation. It was bred by backcrossing ‘Hopum’, which has excellent cultivation stability and adaptability to direct seeding, as a repeat parent, and ‘Hitomebore,’ a Japanese rice variety with excellent taste, as a donor. The heading date of ‘Saebonghwang’ was August 11 under ordinary planting, which is two days earlier than that of ‘Nampyeong’, and August 13 under wet-direct seeding cultivation, which is the same as that of ‘Dongan’. ‘Saebonghwang’ had a culm length of 74 cm under wet-direct seeding cultivation, which is larger than that of ‘Dongan’ (69 cm), and had good cultivation stability, including lodging resistance. ‘Saebonghwang’ is resistant to bacterial leaf blight and rice stripe virus and shows moderate resistance to rice blast. Furthermore, ‘Saebonghwang’ has better grain appearance, superior taste and better milling characteristics than ‘Nampyeong’. The yield of ‘Saebonghwang’ when cultivated under ordinary planting, wet-direct seeding, and double cropping was 5.65, 5.37, and 5.37 MT/ha, respectively. Under wet direct sowing by drone cultivation, ‘Saebonghwang’ showed good initial survival rate and cultivation stability. The yield was 4.49 MT/ha, slightly lower than that obtained under transplanted cultivation (5.03 MT/ha), but was not statistically different; therefore, ‘Saebonghwang’ was adjudged to be adaptable to drone wet-direct seeding. ‘Saebonghwang’ can be used in various ways to suit the working conditions of farms, increase farm work efficiency, and expand the area of wet direct-seeding cultivation (Registration No. 9171).
Keywords : rice, direct seeding, transplanting cultivation, high quality, ‘Saebonghwang’
서론

최근 농촌 고령화가 가속화되면서 벼 생력화 기술에 대한 관심이 높다. 농촌의 부족한 노동력을 보완하고 생산비를 절감하기 위한 생력화 기술중의 하나로 직파재배가 주목 받고 있다. 벼 직파재배는 생산비와 노력을 절감하는 대표적인 기술로, 파종 및 육묘 단계에서 투입되는 시간이 이앙재배에 비해 60~70%가 감소하고, 10a당 생산비는 11.3~14.8% 절감되는 것으로 알려져 있다(Hwang et al. 2018). 직파재배기술에는 건답직파, 무논직파, 담수직파 등이 있는데, 이중 담수직파가 잡초 관리와 파종 작업이 간편하여 생산비와 노동력 절감이 클 뿐만 아니라 드론을 이용한 항공 직파가 가능하여 대규모 영농에 활용이 가능하다. 하지만 담수직파는 담수상태에서 파종하기 때문에 산소가 부족하여 종자의 발아와 입모가 불균일하고 도복 위험이 높은 단점이 있다. 그럼에도 담수직파에서 입모와 도복 등 재배 안정성 개선은 농촌의 규모화와 노동력 및 비용 절감을 가능하게 함으로써 쌀 산업 경쟁력을 향상시킬 수 있기때문에 담수직파 적응성 품종의 필요성이 대두되고 있다(Jeong et al. 2020).

우리나라 직파재배 면적은 2022년 기준 전체면적의 1.5%인 11,091 ha다. 이중 담수 직파면적과 드론 담수직파 재배면적은 각각 1,788 ha, 765 ha로 2021년(1764 ha, 756 ha) 대비 증가하였다(RDA 2022, 2023). 국내 직파재배 파종기는 보통 4월 중순에서 5월말경으로, 이 시기에는 종자가 저온에 노출되어 피해를 받을 수 있기 때문에 초기 생육이 유리한 온도인 18°C 이상의 기온이 2주 이상 지속되는 지역과 파종시기 선정이 중요하다(Back et al. 2012, Hwang et al. 2018). 벼는 다른 작물에 비해 산소가 없거나 낮은 담수 환경에서도 정상적으로 발아가 가능하나, 담수상태에서 파종하게 되면 초엽이 이상 신장하고 뿌리의 생육이 저조하여 정상적인 입모가 어렵다(Jeong et al. 2019). 담수 조건은 산소와 이산화탄소 공급을 차단하여 벼의 호흡과 광합성을 제한하며, 종자 내 효소의 기능을 제한하여 발아와 생육을 방해한다(Jang et al. 2022). 벼 수량성을 높이기 위해서는 담수직파 시 단위면적당 입모수와 볍씨의 출현률이 좋고 초기 생육속도가 빨라야 한다(Choi et al. 2021). 하지만 입모는 기상 조건과 토양환경에 영향을 받을 뿐만 아니라 과한 입모밀도는 이삭수와 영화수를 증가시켜 2차 지경의 등숙률을 낮출 수 있다(Shon et al. 2012). 따라서 담수직파 재배 확대 보급을 위해 안정적인 입모 유도는 필수적이며 이를 위해 저온과 담수 환경에 입모가 안정적이며 초기 생육이 좋고, 수량성과 품질 등이 양호한 품종을 육성해야 한다.

그동안 농촌진흥청은 담수직파 적응 벼품종 개발을 위해 지역적응성 검정시험에 담수직파 재배시험을 포함하여 담수직파 적응성이 높은 벼 품종을 개발하였다. 국내 육성 품종 중 이앙 및 직파 적응으로 특성이 기재된 벼 품종은 ‘동안(1996)’, ‘호품(2006)’, ‘황금노들(2007)’, ‘수광(2011)’ 등이 있다. 이들 벼 품종들은 보통기 이앙재배 뿐만 아니라 담수직파 조건에서도 발아, 입모, 도복, 수량성 등이 양호한 품종이다. 그러나 변화하는 국내 기후 변화 속에서 2015년 이후 담수 및 이앙 재배 겸용 품종 개발은 아직 미흡한 상황이다.

농촌진흥청 국립식량과학원 벼 육종팀은 보통기 보비 재배와 담수직파 재배 조건에서 재배안정성과 수량성, 미질특성 등이 향상된 품종을 개발하고자 국립식량과학원 작물육종과 벼육종 연구진은 육종사업을 수행하였다. 이를 위해 직파 재배안정성과 수량성이 좋은 국내 육성 고품질 벼품종 ‘호품’을 반복친, 고품질 일본품종 ‘Hitomebore’를 수여친으로 하여 여교배 육성법으로 담수 직파재배에서 초기 입모율, 내도복성 등 재배 안정성이 좋고 수량성과 미질이 우수한 ‘새봉황’을 육성하였다. 이에 ‘새봉황’의 육성경위와 주요 농업적 특성을 보고하고자 한다.

재료 및 방법

시험재료 및 재배방법

‘새봉황’은 교배모본으로 국내육성 벼품종 ‘호품’(IT235274)을 반복친, 일본 벼품종인 ‘Hitomebore’ (IT191903)를 수여친으로 이용하였다. 육종사업을 통해 선발된 고정계통에 대해 2015-2016년에 남부 평야지 중만생종 표준 품종 ‘남평’과 함께 생산력 검정시험을 수행하였다. 공시 재료를 국립식량과학원 벼 포장에 4월 30일 파종하여 5월 30일에 재식거리 30×15 cm로 주당 3본씩 구당 150주를 3반복으로 보통기 재배하였다. 시비량은 N-P2O5-K2O를 90-45-57 kg/ha으로 질소는 기비 : 분얼비 : 수비를 50 : 20 : 30 비율로 분시하였고, 인산은 전량 기비로, 칼륨은 기비 : 수비를 70 : 30 비율로 분시하였다. 기타 재배관리는 농촌진흥청 표준 재배법에 준하여 실시하였다.

지역적응성 검정시험 중 보통기 보비 재배 시험은 서남부해안지(고성, 계화, 영암), 호남평야지(전주, 예산, 논산, 익산, 나주) 등 총 8개소에서, 담수직파 재배시험은 호남(전주, 예산, 익산, 나주)과 영남평야지(진주) 등 5개소에서 각각 2017-2019년 3년 동안 수행하였고, 이모작 재배시험은 호남(전주), 영남(밀양) 등 2개소에서 2018-2019년 2년 동안 수행하였다. 보통기 보비 및 이모작 재배시험의 비교품종으로 ‘남평’을 이용하였고 담수직파 재배시험의 비교품종으로 ‘동안’을 이용하였다. 보비 재배시험의 시비량은 N-P2O5-K2O를 90-45-57 kg/ha으로 질소는 기비 : 분얼비 : 수비를 50 : 20 : 30 비율로 분시하였고, 인산은 전량 기비로, 칼륨은 기비 : 수비를 70 : 30 비율로 분시하였다. 이모작 재배시험의 시비량은 N-P2O5-K2O를 90-45-57 kg/ha으로 질소는 기비 : 분얼비 : 수비를 70 : 0 : 30 비율로 분시하였고, 인산과 칼륨 분시방법은 보비 재배시험과 동일하게 실시하였다. 담수직파 재배시험의 시비량은 N-P2O5-K2O를 90-45-57 kg/ha으로 질소는 기비 : 3엽기 : 수비를 40 : 30 : 30 비율로 분시하였고, 인산은 전량 기비로, 칼륨은 기비 : 수비를 70 : 30 비율로 분시하였다. 재배방법에 따른 시험지 별 파종 및 이앙시기, 재식밀도와 주당묘수, 농업형질 및 수량구성요소, 생리장해 및 병해충 저항성, 도정특성 조사는 농촌진흥청 신품종개발공동연구사업 과제수행계획서의 조사기준과 농업 과학기술 연구조사분석기준에 준하여 실시하였다(RDA 2012, 2017, 2018, 2019).

주요 농업형질 및 수량 관련 형질조사

이앙 재배한 시험재료는 출수기를 조사하고, 성숙기 무렵 평균이 되는 20 개체의 간장, 수장, 수수를 측정하였다. 등숙률 및 수당립수는 성숙기에 3주를 예취하여 조사하였다. 정조중은 100주 3반복으로 예취하여 측정하였다. 담수 직파한 시험재료는 출수기를 조사하고, 시험구 1 m2 에서 무작위로 30 개체를 선정하여 간장, 수장을 조사하였다. 수수는 시험구 0.25 m2 의 전 이삭을 조사하여 1 m2 당 수수로 환산하였다. 담수직파 시험재료의 수당립수는 수수 조사 2개 지점에서 채취한 시료 중 무작위로 절반을 취하여 30-40이삭의 립수를 조사하였다. 정조중은 시험구 5 m2 의 시료를 예취하여 조사하였다. 수확한 정조 1 kg을 수량조사현미기(LST, Gwangyang, Korea)로 제영하여 정현비율을 측정한 후 100주 정조수량에 정현비율을 곱하여 현미수량을 계산하여 1 ha 당 수량으로 환산하였다. 백미수량은 현미수량에 일반적인 현백률 수치는 0.92를 곱하여 계산하였고, 천립중은 제현된 현미를 이용하여 측정하였다.

생리장해 저항성 검정

위조와 성숙기 하엽노화는 완전낙수 이후 하엽노화 및 한발해가 나타나는 지를 달관조사로 평가하였다. 내냉성검정은 국립식량과학원 춘천출장소 내냉성 검정 시험포장에서 수행하였다. 적고, 출수지연일, 임실률 등은 이앙후 20일부터 등숙기까지 수온 17℃, 수심 5 cm로 냉수처리하여 조사하였다. 출수지연일은 냉수를 처리하지 않은 대조구 대비 냉수 처리구 간의 지연일수로 계산하였고, 임실률은 성숙기에 냉수 처리구의 주간 3이삭을 채취하여 측정하였다. 저온발아율은 100립 3반복으로 13℃ 항온기에서 15일간 치상하여 발아율을 조사하였다. 내냉성 유묘검정은 3엽기부터 수온 13℃로 10일간 처리하여 1: 엽색 농록, 3: 엽 선단부 담록, 5: 1/3 엽색 황변, 7: 2/3 엽색 갈변, 9: 고사 등 1-9의 질적 등급으로 구분하였다. 수발아 검정은 출수 후 40일에 주간 3이삭을 채취하여 25℃ 포화습도에서 7일간 치상 후 이삭의 발아율을 조사하였다. 도복저항성 검정은 출수 후 20일경에 평균적인 3개체를 선택하여 조사하였다. 좌절중은 간기부에서 10 cm 절간 중앙부에 하중을 걸어 부러질 때의 무게로 인장강도 시험기(DTG-5, Digitech Co. Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 측정하였다. 도복의 전체적인 정도를 나타내는 도복지수는 [모멘트(g⋅cm)/좌절중(g)]× 100의 공식을 이용하여 구하였다. 담수 직파적응검정은 비가림 시설이 있는 망실온실과 시험포장에서 수행하였다. 토중출아율은 망실온실에서 아크릴 파종 틀에 5립씩 10반복 파종 후 10 cm 깊이로 담수 하였으며 21±3℃ 조건에서 10일 후에 조사하였다. 생존율은 20일 후에 수면위로 올라온 개체 수를 조사하였으며, 야외 시험포장에서는 종자를 5 g씩 3반복 파종 후 10 cm 깊이로 담수하여 수면위 생존율을 조사하였다.

병해충 저항성 검정

잎 도열병 저항성 검정은 국립식량과학원, 도농업기술원 등 전국 12개 지역에서 수행하였다. 잎도열병 유발을 위해 질소다비 조건의 밭못자리 상태를 조성한 후 6월 하순~7월상순에 종자를 파종하는 밭못자리 검정법을 이용하였다. 도열병 검정포의 시비량은 성분량으로 N-P2O5-K2O를 각240-80-120 kg/ha로 시비하였고 이병성 품종(spreader)으로 ‘호평’을 이용하여 발병을 촉진하였다. 파종 후 30일 이후에 발병 최성기를 중심으로 조사하며 잎도열병 저항성 검정 기준은 0: 무, 1: 바늘머리크기의 갈색병반, 2: 다소 큰 갈색 병반, 3: 직경 1-2 mm의 원형회색 병반, 4: 직경 1-2 mm의 전형적 병반으로 엽면적의 2% 이하 발병, 5: 전형적인 병반이 엽면적의 3-10%, 6: 11-25%, 7: 26-50%, 8: 51-75%, 9: 76% 이상 등 0-9단계로 발병을 구분하였다(Lee et al. 2022). 도열병 포장저항성 검정은 전주, 밀양, 여주, 진주, 이천, 예산 등 포장에서 질소과비조건에서 이앙재배하여 잎도열병, 이삭도열병 발병정도를 검정하였다. 검정포 시비량은 성분량으로 N-P2O5-K2O를 각 240-45-57 kg/ha로 시비하였고, 발병을 촉진하기위해 이병성 품종 ‘호평’을 검정 계통 주위에 재식하였다. 출수 후 30-35일 경에 이삭 표본을 채취하여 건전 이삭과 이병 이삭의 비율로 이삭도열병 발병정도를 측정하였다. 우리나라 벼흰잎마름병 대표균계에 대한 저항성 반응을 HB1013(K1), HB1014(K2), HB1015(K3), HB1009(K3a) 균주를 이용하여 검정하였다. 검정 계통은 최고분얼기에 균주 별로 3주씩 엽선단 3 cm 부위를 가위 절엽접종하였다(Kauffman et al. 1973). 접종 후 3주 후에 각각의 개체에 가장 긴 병반을 조사하여 5 cm 이하는 저항성(R: resistant), 5-10 cm는 중도저항성(MR: moderately resistant), 10 cm 이상은 이병성(S: susceptible)으로 질적저항성을 구분하였다(Park et al. 2019). 줄무늬잎마름병 검정은 망실을 이용한 대량 검정법으로 바이러스 보독충 방사 및 계대 사육으로 보독충이 충분히 유지된 망실에 검정 계통을 파종 후 이병성 품종인 ‘추청’이 병징을 나타낼 때 저항성과 감수성으로 판정하였다(Kwak et al. 2007). 오갈병은 실내유묘검정을 통해 보독충을 접종하여 바이러스병 저항성 여부를 이병성 품종 ‘추청’을 비교하여 검정하였다. 벼멸구 및 애멸구 저항성 검정은 파종 후 본엽 2-3엽기에 벼멸구와 애멸구를 접종하여 감수성 대비 품종인 대비 품종인 ‘일품’과 ‘추청’이 고사한 후에 검정 계통을 저항성과 감수성으로 판정하였다.

품질 및 도정 특성 검정

지역적응성 검정시험의 현미 20립에 대해서 길이, 너비를 캘리퍼스(Caliper CD-15CP, Mitutoyo Corp., Kawasaki, Japan)를 이용하여 조사하고 너비에 대한 길이의 비율로 현미 장폭비를 계산하였다. 투명도는 백미 20립을 달관조사하여 1: 쌀이 유리알 같이 맑은 것, 5: 중간, 9: 쌀이 불투명한 것으로 구분하였다. 심복백은 백미 20립에 대해서 달관조사를 통하여 0: 심백 및 복백 무, 1: 쌀알 면적의 5% 이하, 3: 6-10%, 5: 11-20%, 7: 21-40%, 9: 41% 이상으로 구분하였다. 알칼리붕괴도는 백미 6립을 3반복으로 15 mL 용량의 사각 플라스크에 넣고 1.4% KOH 용액 10 mL씩 분주한 후 30℃ 항온기에서 23시간 정치 후, 퍼짐도(spreading)와 투명도(clearing)에 따라 1: 부풀지 않고 그대로 있음, 2: 모양 변화 없이 약간 부풀어 있음, 3: 금이 나게 부풀어 있고, 극히 미미한 퍼짐도 보임, 4: 부푼 쌀 너비 정도의 퍼짐도 보이나 투명화 현상 없음, 5: 심하게 갈라져 꽤 넓은 퍼짐도 보이고 투명화 현상 시작함, 6: 완전히 퍼지고 외곽은 거의 투명화됨, 7: 형태를 알 수 없게 퍼져서 투명화됨 등 7단계로 구분하였다(Choe & Heu 1975). 단백질 함량은 AOAC(2000) 방법에 의하여 Micro Kjeldahl법으로 자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss, Mulgrave, Australia)로 측정하였다. 아밀로스 함량은 Juliano (1985) 의 비색정량법에 따라 시료 100 mg에 95% 에탄올과 1 N sodium hydroxide를 가한 후 호화시킨 전분 호화액 에 1 N acetic acid와 2% I2-KI 용액을 첨가하여 요오드 정색반응 후 분광광도계를 이용하여 620 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 밥맛 검정은 전기밥솥에 밥을 취반하여 ‘추청’의 취반미를 기준으로 하여 국립식량과학원 본원, 중부작물부 및 남부작물부 패널이 밥 모양(색깔 및 윤기), 냄새, 찰기, 질감, 밥맛 및 종합평가 등 6 항목을 평가하였다. 평가는 기준밥인 ‘추청’과 비교하여 비슷하면 보통(0), 기준보다 나쁜 쪽으로 3단계(-1, -2, -3), 좋은 쪽으로 3단계(+1, +2, +3)의 수준으로 평가하고 밥맛 평균값을 식미치로 이용하였다. 도정 특성 검정은 정선된 정조 1 kg을 로울러식 시험용 제현기를 이용하여 현미를 제조한 후 정조에 대한 현미의 중량비로 정현비율을 구하였으며, 현백률은 현미 500 g을 시험용 정미기에 5-6회 반복 도정한 후 얻어진 백미를 1.7 mm 체로 쳐서 쇄미를 분리하고 남은 백미중량을 현미의 중량에 대한 백분율로 나타냈고 도정률은 정현비율에 현백률을 곱합 다음 100으로 나눈 수치로 표시하였다(Lee et al. 2009). 백미 완전미율은 도정 후 얻어진 백미를 50 g씩 3반복으로 취하여 숙련된 사람이 육안으로 완전미를 분리하였고 완전미의 무게를 재어 원료 쌀의 중량에 대한 백분율로 표시하였다. 완전미 도정수율은 도정률에 백미 완전미율을 곱한 다음 100으로 나눈 수치로 표시하였다.

드론 직파 적응성 검정

드론 파종은 2022년 5월 27일 전북특별자치도 완주군 이서면 국립식량과학원 1,550 m2 면적의 논 포장에서 수행하였다. 벼의 시험품종은 ‘새봉황’, 파종량은 4.3 kg/10a 수준으로 파종하였다. 토양은 파종 2주 전 물대기하고, 파종 1일전 밑거름 살포하고 로터리 실시하였으며 물 수위는 2~3 cm될 정도로 유지하였다. 종자는 소독 후에 1 mm 이내로 균일하게 발아시킨 후 파종하였으며, 파종은 기체 중량 32 kg, 적재 중량 20 kg인 농업용 드론(M-20, Cheonpung, Korea)을 활용하였다. 시비량은 N-P2O5-K2O를 90-45-57 kg/ha으로 질소는 기비 : 분얼비 : 수비를 40 : 30 : 30 비율로 분시하였고, 인산은 전량 기비로, 칼륨은 기비 : 수비를 70 : 30 비율로 분시 하였다. 파종 후 논바닥이 마를 때까지 물을 뺀 후, 10일 이후부터는 전면 담수 하였다. 기타 재배 사항은 농촌진흥청에서 개발한 드론직파 기술에 준하여 수행하였다(RDA 2022).

통계 분석

통계분석은 R (Version 4.0.2, The R Foundation for Statistical Computing Platform)을 이용하였다. 각 형질의 평균 등 기술통계, t-test, Duncan test를 이용한 육성품종과 대비품종간의 비교는 agricolae 패키지를 이용하여 수행하였다.

결과 및 고찰

육성 경위

‘새봉황’은 남부지역 평야지에서 직파 적응 복합내병성 고품질 벼 품종을 개발하고자 육성되었다. 새봉황의 교배모본인 ‘호품’은 재배안정성이 좋은 직파 적응 최고품질 품종, ‘Hitomebore’는 밥맛은 좋지만 도복 등 재배안정성이 약한 일본 품종이다. 2009년 하계에 ‘호품’(IT235274)을 반복친, ‘Hitomebore’(IT191903)를 수여친으로 여교배하여 BC1F1 개체 HR28606을 육성하였고, 동계에 호품을 모본, HR28606을 부본으로 여교배하여 HR28694를 육성하였다(Figs. 1, 2). HR28694는 2010년 하계 시험포장에 전개하여 BC2F1 세대 20 개체를 양성하였고 F2세대부터 F7세대까지 출수기, 내병성, 내도복성 등 주요농업형질 및 특성 검정하여 우량 고정계통을 선발하였다. 2015-2016년에 생산력 검정시험을 실시하여 ‘남평’에 비해 출수기가 약간 빠른 중만생종이며 초형과 내도복성이 좋고 쌀의 외관 품위와 밥맛이 우수한 계통 HR28694-19-2-5-4-1을 선발하여 ‘전주610호’로 계통명을 부여하였다. ‘전주610호’는 2017-2019년 3년간의 지역적응성 검정시험을 통해 초형과 숙색, 재배안정성이 좋고 쌀 외관품위와 밥맛이 우수한점, 대비품종 보다 수량성과 담수직파 적응성이 우수한 점 등이 인정되었다. 이에 농촌진흥청 직무육성 신품종 선정심의 위원회에서 품종으로 선정되어 ‘새봉황’으로 명명되었다. ‘새봉황’은 밥맛 및 미질이 우수한 일본 품종 ‘Hitomebore’을 수여친, 직파 적응성과 재배 안정성이 좋은 ‘호품’을 반복친으로 하여 여교배 육종법을 통해 밥맛이 좋고 재배안정성이 우수한 품종으로 육성되었다.

Fig. 1. Pedigree diagram of ‘Saebonghwang’.

Fig. 2. Genealogical diagram of ‘Saebonghwang’.

출수기 및 주요 농업적 특성

‘새봉황’은 출수기는 호남 및 영남평야지 담수직파 재배에서 평균 8월 13일로 비교품종인 ‘동안’과 같으며, 서남부 해안지 및 호남 평야지에서 출수기가 8월 11일로 표준품종인 ‘남평’ 보다 2일 빠른 중만생종이다(Table 1). 잎은 ‘남평’ 과 비슷한 짙은 녹색, 직립성이고 줄기는 ‘남평’과 비슷한 굵기 분얼개도를 보이며 초형이 양호하다(Fig. 3A). 담수직파 재배에서 ‘새봉황’의 간장과 수당립수가 각각 74 cm, 101개로 ‘동안’(69 cm, 79개) 보다 유의하게 크고 많았고, ‘새봉황’의 수장, 수수, 등숙률, 천립중은 각각 21 cm, 314개, 92.0%, 23.2 g으로 ‘동안’(19 cm, 339개, 89.6%, 24.2 g)과 통계적인 유의성은 없었다. 보통기 보비재배에서 ‘새봉황’의 간장과 현미천립중은 각각 76 cm, 23.0 g로 ‘남평’(72 cm, 20.8 g) 보다 유의하게 크고 무거웠으며, 수장, 수수, 수당립수, 등숙률은 각각 22 cm, 12개, 114개, 96.4%로 ‘남평’(21 cm, 13개, 99개, 86.3%)와 통계적인 차이는 없었다. ‘새봉황’의 반복친인 ‘호품’은 중만생, 단간으로 재배안정성이 높지만, 수여친인 ‘Hitomebore’는 조생, 장간으로 재배안정성이 떨어진다(Ko et al. 2008). 보통기 보비재배에서 ‘호품’의 출수기와 간장은 각각 8월 16일, 68 cm로 ‘남평’(8월16일, 79 cm)과 출수기가 비슷하고 간장은 다소 작은 경향을 보였다(Ko et al. 2008). Hitomebore는 조생종, 도열병과 도복에 약해 재배안정성이 떨어지며 수량이 국내육성품종 대비 다소 낮다. ‘새봉황’의 출수 및 도복 등 재배안정성 관련 인자는 ‘호품’에서, 간장 관련 인자는 ‘Hitomebore’에서 유래된 것으로 추정된다.

Table 1

Comparison between ‘Saebonghwang’ and ‘Nampyeong’ on the major agronomic traits.

Cultivation methodz Variety Heading
date
(mm.dd)
Culm
length

(cm)
Panicle
length

(cm)
No. of

panicles/hilly
No. of

spikelets/panicle
Ratio of
ripened grain (%)
1,000-grain
weight of
brown rice (g)
Wet direct seeding Saebonghwang 8.13ns 74* 21ns 314ns 101** 92.0ns 23.2ns
Dongan 8.13 69 19 339 79 89.6 24.2

Ordinary planting Saebonghwang 8.11ns 76* 22ns 12ns 114ns 96.4ns 23.0*
Nampyeong 8.13 72 21 13 99 86.3 20.8

zThe data set are derived from the replicated yield trial conducted in 2017,2018 and 2019 at NICS, RDA.

yNumber of panicle per 1 m2 and 20 plants on wet direct seeding and ordinary planting, respectively.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** significant at p<0.05 and p<0.01, respectively.



Fig. 3. Plant type of ‘Saebonghwang’ and ‘Nampyeong’ (control cultivar) at maturing stage (A) and grain shape of rough, brown and milled rice (D). Resistance reaction of ‘Saebonghwang’ and ‘Hopyeong’ (control cultivar) against blast (B). Resistance reaction of ‘Saebonghwang’ against bacterial blight (C). Resistance to bacterial blight races K1 (HB1013 isolate), K2 (HB1014), K3 (HB1015), and K3a (HB1009).

생리장해 및 도복 저항성

‘새봉황’은 생육 중후기에 위조현상은 없었고, 성숙기 하엽노화는 ‘남평’과 같이 늦은편이었으며 불시출수는 없었다(Table 2). 내냉성 검정 결과, ‘새봉황’은 ‘남평’ 보다 출수지연일수가 2일 길고 임실률은 13% 높았으나, 성숙기 종합내냉성 정도는 남평과 비슷한 수준으로 약한 경향을 보였다. ‘새봉황’의 수발아율은 24.7%로 ‘남평’(2.4%) 보다 유의하게 높았다. 담수직파 적응성 검정결과, 담수상태에서 ‘새봉황’의 유묘출현율은 45.6%로 비교품종인 ‘동안’(43.3%)과 비슷한 수준이었으며, ‘남평’(18.9%) 보다 유의하게 높았다(Table 3). ‘새봉황’의 망실온실과 논포장에서 평가한 수면위 생존율은 각각 34.4%, 26.4%로 ‘동안’(34.4%, 12.1%)이랑 비교했을 때 망실온실에서는 비슷한 생존율을 보이지만, 논포장에서는 더 높은 생존율을 보였다. ‘새봉황’의 저온발아율은 53.7%로 ‘동안’(45.3%), ‘남평’(39.7%) 보다 높은 경향을 보였다. 도복저항성 검정결과, ‘새봉황’은 키가 ‘남평’ 및 ‘동안’ 보다 큰 편이지만 3절간장이 8.5 cm로 ‘남평’(9.8 cm), ‘동안’(8.7 cm) 보다 작았다. 도복의 전체정도를 나타내는 도복지수는 ‘새봉황’(107)이 ‘남평’(95) 및 ‘동안’(93) 보다 컸으나, 줄기의 기부에 하중을 걸어 부러질 때의 무게를 측정하는 좌절중은 1469 g로 ‘동안’(1368) 보다는 큰 경향을 보였다. ‘새봉황’은 보통기 보비재배와 담수직파 재배에서 포장 도복정도가 1로 ‘남평’(1), ‘동안’(1)과 같은 수준이었다. 반복친인 ‘호품’의 육성당시 성적을 보면 출수지연일수가 남평보다 4일 길고, 임실률은 남평 보다 6% 낮으며, 수발아율은 49%로 남평 보다 높았다(Ko et al. 2008). 반면 ‘Hitomebore’는 내냉성이 강하며 수발아율이 10%이하로 낮은 편이다(Park & Kim 2009). ‘새봉황’은 ‘진부벼’ 등 내냉성이 강한 품종과 비교해보면 내냉성이 약한편이지만 ‘호품’ 대비 출수지연일수와 임실률이 개선된 점, 수발아율이 다소 낮아진 점으로 보아 수여친인 Hitomebore의 내냉성 및 내수발아 관련 인자가 ‘새봉황’으로 이입된 것으로 추정된다.

Table 2

Response to physiological and abiotic stresses.

Variety Premature
heading
(%)
Occurrence
of wilting
Leaf
senescence
at maturing
Cold tolerancez Pre-harvest sproutingx (%)

Seedling stage (1~9) Heading delay
(day)
Grain
fertility (%)
Phenotypic
acceptabilityy (1~9)
Saebonghwang 0.0 Tolerance Late 4 11ns 28ns 7 24.7**
Nampyeong 0.0 Tolerance Late 4 9 15 8 2.4

zCold tolerance was evaluated by using cold-water (17℃) irrigation nursery in Chuncheon substation, NICS.

yEvaluation at maximum tillering stage (1: tolerance; 9: susceptible).

xGermination rate under water saturated incubation (25℃) for 7 days on the panicle at 40 days after pollination.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** significant at p<0.05 and p<0.01, respectively.



Table 3

Characteristics of direct seeding and lodging.

Variety Direct seeding Low tem.
Ger.z (%)
Lodging


Emergence rate (%) Survival
rate (%)
Length of
3rd internode
(cm)
Breaking strength
(g)
Index Field lodging on OPy (1-9) Field lodging on WDS
(1-9)

Net-house Field
Saebonghwang 45.6a 34.4a 26.4a 53.7a 8.5 1469 107 1 1
Nampyeong 18.9b 4.4b 7.4c 39.7a 9.8 1508 95 1 1
Dongan 43.3a 34.4a 12.1b 45.3a 8.7 1368 93 1 1

zGermination ratio at low temperature

yOP: ordinary transplanting condition, WDS: wet direct seeding condition.

Means with same letters in a column are not significant at p<0.05 (ANOVA followed by DMRT)



병해충 저항성

‘새봉황’은 전국 12개소에서 수행한 잎도열병 밭못자리 검정에서 평균 3.2의 저항성 반응을 보여 잎도열병에 중도저항성이었고, 이삭도열병 포장검정에서 이병수율이 전주, 밀양, 여주 등에서 각각 평균이 2.2%, 0.4%, 0.4%였다(Table 4, Fig. 3B). ‘새봉황’은 우리나라 벼흰잎마름병 대표균계인 K1~K3 균계에 저항성이며, K3a 균계에는 이병성이었다(Table 5, Fig. 3C). ‘새봉황’은 바이러스병인 줄무늬잎마름병에 저항성이며, 오갈병 등 기타 바이러스병 및 해충에 대한 저항성은 없었다.

Table 4

Resistance reactions to blast disease.

Variety Reaction to leaf blast at blast nursery testsz Reaction to panicle blast at field testy


No. of tested sites (12) Rate of infected panicle (%)


R
(0~3)
M
(4~6)
S
(7~9)
M
ean
JJ M
Y
YJ JI IC YS
Saebonghwang 6 5 0 3.2 2.2 0.4 0.4 0.4 0.0 0.0
Nampyeong 6 5 0 3.2 9.4 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0

zN fertilizer of blast nursery test = 240 kg/ha, R: resistance, M: moderately resistance, S: susceptible.

yN fertilizer of neck blast = 220 kg/ha. Test region are Jeonju (JJ), Milyang (MY), Yeoju (YJ), Jinju (JI), Icheon (IC) and Yesan (YS).



Table 5

Reaction to bacterial blight, virus disease and insect pests.

Variety Bacterial blightz Virus diseases Resistance to insectsy



K1 K2 K3 K3a Stripe
(%)
Dwarf BPH SBPH
Saebonghwang R R R S R (5.2) S S S
Nampyeong S S S S R (7.4) R S S

zResistance to bacterial blight races K1 (HB1013 isolate), K2 (HB1014), K3 (HB1015), and K3a (HB1009).

yBPH(brown planthopper), SBPH(small brown planthopper)

R: resistance, S: susceptible.



품질 및 도정 특성

‘새봉황’의 입형특성은 현미 길이, 너비, 장폭비가 각각 4.84 mm, 2.83 mm, 1.71로 ‘남평’(4.86 mm, 2.77 mm, 1.75)과 같은 단원형이었다(Table 6). ‘새봉황’은 쌀알이 맑고 심복백이 없는 등 외관품위가 좋았다. ‘새봉황’의 알칼리붕괴도, 단백질 및 아밀로스 함량은 각각 6.7, 5.8%, 18.7%로 ‘남평’(6.6, 6.1%, 19.3%)과 비슷하였다(Fig. 3D). 식미관능 검정결과 ‘새봉황’은 0.28로 ‘남평’(0.02) 보다 밥맛이 우수하였다. ‘새봉황’의 도정특성을 보면 제현율, 현백률이 각각 84.1%, 90.6% 로 ‘남평’(81.9%, 89.9%)보다 높았으며, 도정률도 76.2%로 ‘남평’(73.6%) 보다 높았다(Table 7). ‘새봉황’의 백미 완전미율은 89.9%로 ‘남평’(96.8%) 보다 다소 낮아 완전미 도정수율도 68.6%로 ‘남평’(71.2%) 보다 낮은 경향을 보였다.

Table 6

Characteristics related to grain shape and quality.

Variety Brown rice
Trans-
lucency
(1~9)
White belly/core
(0~9)
Alkali
digestive value
(1~7)
Protein content
(%)
Amylose content
(%)
Palatability
of cooked
rice
(-3~+3)

Length
(mm)
Width
(mm)
L/W
ratio
Saebonghwang 4.84ns 2.83* 1.71ns 1 0/0 6.7ns 5.8ns 18.7ns 0.28
Nampyeong 4.86 2.77 1.75 1 0/0 6.6 6.1 19.3 0.02

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** significant at p<0.05 and p<0.01, respectively.



Table 7

Characteristics related to milling quality.

Variety Milling recovery ratio
(%)
Head rice milling
recovery ratio
(%)

Brown/rough Milled/brown Milled/rough Head rice
Saebonghwang 84.1 90.6 76.2 89.9 68.6
Nampyeong 81.9 89.9 73.6 96.8 71.2


수량성

‘새봉황’의 백미수량은 지역적응성 검정시험 3개년 동안 보통기 보비 재배시험에서 평균 쌀수량이 5.65 MT/ha로 ‘남평’(5.49) 보다 3% 증수하였다(Table 8). 담수직파 재배시험에서 ‘새봉황’의 평균 쌀수량이 5.37 MT/ha로 담수직파 적응 품종인 ‘동안’(4.75) 보다 14% 증수하는 등 보통기와 담수직파 재배에서 모두 수량성이 높았다. 이모작 재배시험에서 ‘새봉황’의 평균 쌀수량은 5.37 MT/ha로 ‘남평’(5.53) 보다 4% 낮았다.

Table 8

Yield summary of local adaptability test from 2017 to 2019.

Culture season Region No. of tested sites Milled rice (MT/ha)   Index


Saebonghwang (A) Nampyeong<Dongan> (B) A/B
Ordinary planting West-southem coast 3 5.58 5.55 101
Honam plain 5 5.71 5.43 105

Mean 8 5.65 5.49   103

Wet direct seeding Honam plain 4 5.30 5.36
<5.04>
  99
<105>

Yeongnam plain 1 5.43 5.67
<4.46>
96
<122>

Mean 5 5.37 5.52
<4.75>
  98
<114>

Double cropping Honam plain 1 5.09 5.24   94
Yeongnam plain 1 5.65 5.81 97

Mean 2 5.37 5.53   96

< > : control cultivar is Dongan



드론 담수 직파 적응성 검정

‘새봉황’의 드론 담수 직파 적응성 검정을 위해 2022년에 드론 직파와 보통기 이앙 재배를 시험하여 재배방법 별 주요 생육특성 및 수량성을 평가하였다(Table 9). 드론 직파 재배시험에서 ‘새봉황’은 간장, 수장, 수당립수, 등숙률, 천립중 평균이 각각 70 cm, 18.9 cm, 80개, 92.2%, 23.4 g로 보통기 이앙 재배시험(77 cm, 18.0 cm, 79개, 96.3%, 23.5 g)과 통계적인 차이는 없었다. 드론직파 재배 시 수수는 1 m2 당 267개로 보통기 이앙재배(284개) 보다 적었지만 통계적인 차이는 없었다. 단백질 및 아밀로스 함량 평균은 각각 5.4%, 18.9%로 보통기 이앙재배(6.0%, 20.3%) 보다 유의하게 낮은 경향을 보였다. ‘새봉황’은 드론 담수직파 시험에서 백미 수량이 4.37 MT/ha로 보통기 이앙재배(5.03 MT/ha) 보다 수량은 다소 낮았으나 통계적인 차이는 없었다.

Table 9

Direct seeding test using drone of ‘Saebonghwang’ on Jeonju in 2022.

Cultivation method CLz (cm) PL
(cm)
NP NS RRG
(%)
TGW
(g)
Protein
content (%)
Amylose content (%) Head rice (%) Yield (MT/ha)
Wet direct seeding by drone 70ns 18.9ns 267ns 80ns 92.2ns 23.4ns 5.4* 18.9* 84.7ns 4.49ns
Ordinary planting 77 18.0 284 79 96.3 23.5 6.0 20.3 84.6 5.03

zCL: culm length, PL: panicle length, NP: number of panicle per 1 m2, NS: number of spikelet per panicle, RRG: Ratio of ripened grain, TGW: 1,000-grain weight of brown rice.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** significant at p<0.05 and p<0.01, respectively.



최근 노동력 절감을 위해 직파 적응 품종 등을 이용해서 드론 담수직파 재배를 시도하고 있으나 드론 담수직파에 적합한 품종 및 관련 연구는 아직 초기단계이다. ‘새봉황’의 드론담수직파 적응성 검정을 위해 전주 시험포장에서 이앙재배를 같이 수행하여 수량성과 재배안정성을 평가한 결과, 드론직파재배와 이앙재배 간 생육특성과 수량성은 통계적인 차이는 없었으나, 간장과 수수, 등숙률, 수량성은 드론직파 시 비교적 낮은 경향을 보였다. 이는 항공에서 종자를 파종하기때문에 입모율이 불균일하여 생육이 불균일하고 이로 인해 등숙률과 수량 등이 낮은 것으로 판단된다(Shon et al. 2012). Choi et al. (1999)는 직파재배의 경우 불량한 기상조건(높은 온도, 잦은 강우, 적은 일조시간)에 영향을 받아 입모율과 등숙률이 이앙재배 보다 낮다고 보고하였다. Back et al. (2012)는 직파재배 시 통계적인 차이는 없지만 이앙재배 보다 등숙률과 수량이 감소된다고 보고하였다. 본 연구에서도 선행연구 결과와 비슷하게 직파재배에서 통계적인 차이는 없지만 등숙률과 수량이 이앙재배 보다 낮은 경향을 보였다. 직파재배에서 간장이 작고 단위면적 당 수수가 이앙재배에 비해 적었던 것으로 보아 불량한 기상조건 또는 항공 파종에 의해 시험구 간 입모율과 입모밀도가 균일하지 못했던 것으로 사료되며, 이로 인해 직파재배와 이앙재배 간 쌀 수량 차이가 다소 발생한 것으로 판단된다. 또한 직파재배는 이앙재배와 단백질과 아밀로스 함량 차이가 없다고 보고 되어있지만(Back et al. 2012, Choi et al. 2016), 본 연구에서는 불균일한 입모밀도로 인해 이앙재배 보다 재식밀도가 낮고 재식거리가 넓어 단백질과 아밀로스 함량이 이앙재배 보다 낮아진 것으로 판단된다(Seong et al. 2017). Johnkutty et al. (2002)는 품종 특성 뿐만 아니라 입모율, 파종간격 등을 면밀히 관리하여 식물체가 최대 수량을 나타낼 수 있는 환경을 조성해준다면 담수직파재배와 이앙재배 간 수량차이가 없다고 보고하였다. ‘새봉황’은 ‘동안’ 보다 수면위 생존율이 높아 입모율이 좋고, 저온발아율 및 도복정도가 양호하여 5월 중하순에 수행한 드론 직파 재배에서도 적응성이 있는 것으로 판단된다(Table 3). ‘새봉황’은 이앙재배와 담수직파 재배에서 재배안정성이 좋고 ‘남평’ 등 비교품종 대비 수량성이 양호하다(Table 8). 드론 담수직파 재배에서도 이앙재배와 비슷한 품질특성과 수량성을 보였다(Table 9). ‘새봉황’은 이앙재배와 담수직파, 이모작 재배 등에서 수량성과 재배안정성이 우수한 중만생 품종으로 농가의 기호와 여건에 맞게 다양하게 활용될 수 있어 농가 작업효율 증대와 담수직파 재배면적 확대에 기여할 수 있을 것이라 기대된다.

적응지역 및 재배상 유의점

‘새봉황’의 적응지역은 우리나라 충청남도 이남 평야지역(충남, 전남북, 경남북)과 남서해안지를 포함한다. 파종전 주의사항은 키다리병 방제를 위해 종자소독을 철저하게 해야 한다. 질소질 비료 과용 시 도복 우려, 미질 저하, 숙색 불량과 병해충 발생이 우려되므로 적정 균형시비 해야한다. ‘새봉황’은 벼흰잎마름병과 줄무늬잎마름병에 강한 품종이나 멸구류 등 다른 병해충에 대한 저항성은 없으므로 기본방제를 적기에 해야한다.

적요

‘새봉황’은 농촌진흥청 국립식량과학원에서 이앙재배 및 담수직파 재배에서도 재배안정성이 좋고 수량성이 양호한 중만생 벼 품종을 개발하고자 육성되었다. 재배안정성과 담수직파 적응성이 우수한 ‘호품’을 반복친으로, 밥맛이 우수한 일본 벼 품종 ‘Hitomebore’를 수여친으로 여교배하여 육성되었다. ‘새봉황’은 계통육성법을 통해 초형과 출수기, 내도복성이 양호한 개체를 선발하여 생산력검정시험과 지역적응성 검정시험을 통해 육성되었다. ‘새봉황’은 보통기 보비재배에서 평균 출수기가 8월 11일로 ‘남평’(8월 13일) 보다 2일 빠른 중만생종이다. ‘새봉황’은 보통기 보비와 담수직파 재배에서 간장이 각각 76 cm, 74 cm로 ‘남평’(72 cm) 및 동안(69 cm)보다 크며 내도복 등 재배안정성이 양호했다. ‘새봉황’은 벼흰잎마름병과 줄무늬잎마름병에 저항성이며 도열병에는 중도저항성을 보였다. ‘새봉황’은 ‘남평’ 보다 외관품위가 좋고 도정특성 및 식미가 우수하였다. ‘새봉황’의 보비 재배, 담수직파재배, 이모작 재배 시 수량성은 각각 5.65 MT/ha, 5.37 MT/ha, 5.37 MT/ha였다. 드론 담수직파재배 시 초기 입모가 좋고 재배 안정성이 양호하였다. 수량성은 4.49 MT/ha로 이앙재배(5.03) 보다 다소 낮았으나 통계적인 차이는 없어 ‘새봉황’은 드론담수직파에 적응성이 있는 것으로 판단되었다. ‘새봉황’은 이앙재배와 담수직파, 이모작 재배 등에서 수량성과 재배안정성이 우수한 중만생 품종으로 농가의 기호와 여건에 맞게 다양하게 활용될 수 있어 농가 작업효율 증대와 담수직파 재배면적 확대에 기여할 수 있을 것이라 기대된다.

사사

본 논문은 농촌진흥청 작물시험연구사업(남부지역 적응 밥쌀용 재배안정성 벼 품종개발(3단계)(2주관), 과제번호: PJ016067022024)의 지원으로 수행된 결과입니다. 품종 육성을 위해 협력해주신 농촌진흥청 국립식량과학원 및 각도 농업기술원 관계관께 깊은 감사를 드립니다.

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June 2024, 56 (2)
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