2006~2007년까지 2개년에 걸쳐 전국 8개도 27개 지역 28개 시험구에서 재배한 시료를 바탕으로 등숙기 온도가 벼의 등숙형질에 미치는 영향을 분석하고 식미치 향상에 적합한 등숙온도를 추적한 결과는 다음과 같다. 1. 출수기~출수 후 30일까지의 평균기온이 출수 후 40일까지의 평균기온 보다 벼의 등숙정도를 나타내는 현미 천립중과 식미치 변이를 더 잘 설명할 수 있었다. 2. 시험에 사용된 중만생종 벼 품종들은 출수기~출수 후 30일까지의 평균기온이 21℃ 이하일 경우에는 저온으로 등숙이 불량하였고 22℃ 전후에서 현미천립중이 최고를 나타내었으며 그 이상의 온도에서는 온도가 올라갈수록 현미천립중이 감소하였다. 3. 현미천립중이 최대가 되는 출수기~출수 후 30일까지 평균기온은 22.2℃ , 식미치가 가장 높았던 평균기온도 22.2℃ 로 같은 경향을 나타내었다. 4. 출수기~출수 후 30일까지 평균기온이 증가할수록 현미단백질 함량은 증가하였고 현미천립중이 증가할수록 현미단백질 함량은 감소하였으며, 현미천립중이 증가하면 식미치가 증가하였고 현미단백질이 증가하면 식미치가 감소하였다. 5. 식미치가 최고를 나타내는 출수기~출수 후 30일까지의 평균기온은 남평벼에서 22.1℃ , 일품벼와 주남벼에서는 22.5℃ 였지만 동진1호는 23.1℃ 로 다소 높았다. 6. 출수기~출수 후 30일까지 평균기온이 21℃ 이상인 경우 온도가 높아질수록 현미단백질 함량은 유의하게 증가하였고, 현미천립중과 현미단백질 함량과의 관계는 부의 유의성을 나타내었다. 7. 식미치는 현미천립중과 정의 유의성을 보였고 현미단백질 함량과는 부의 유의성을 나타내었다.

과거부터 현재까지 한반도의 온난화는 전 지구적 온난화에 비하여 심하였으며, 미래에도 더욱 심할 것으로 예상되고 있다. 기후변화에 따른 온도상승은 보통 벼 수량을 감소시키고 품질 저하를 야기하는데, 이 양상은 벼 생육기간 및 그에 따른 생육온도에 크게 영향을 받으며, 벼 생육기간 및 생육온도 또한 이앙 및 파종시기와 같은 재배시기에 조정에 의해 크게 달라질 수 있다. 본 연구는 미래 기후변화 및 그에 따른 재배시기 조정 여부가 현재 우리나라 벼 품종의 생태형별 생육기간과 생육온도에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였으며, 주요 결과는 다음과 같다. 1. 벼 생육모델 ORYZA2000을 이용하여 오대벼, 일품벼, 화성벼의 파종부터 출수기까지의 생육기간을 예측하였을 때 예측값이 관측값의 약 84% 설명할 수 있는 것으로 나타났는데, 예측오차 중 상당부분은 작물모형 자체의 문제보다는 육묘기 생육온도에 대한 정보부재 또는 불확실성 때문이며, 예측값과 관측값의 회귀직선과 1:1선 거의 일치하기 때문에 미래 기후변화 조건에서의 벼 생육기간 변화를 예측하는데 큰 문제가 없을 것으로 판단되었다. 2. 조생종은 전체 57개 지역 중 55개, 중생종은 51개, 중 만생종은 40개 지역에서 최적파종기가 설정되었는데, 전체적으로 최적파종기는 생육기간이 짧은 조생종에서 비교적 늦고, 생육기간이 긴 중만생종에서 빠른 경향이었으며, 벼 생태형에 관계없이 지구온난화가 진전될수록 최적파종기가 늦어지는 경향이었다. 3. 재배시기를 고정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 벼 출수기와 그에 따른 출수전 생육일수가 빨라졌는데, 조 중생종에 비해 중만생종의 생육기간이 크게 단축되는 경향이었고, 출수후 생육기간은 벼 생태형간 차이 없이 10일 정도 단축되었으며, 출수전에 비해 출수후 생육기간 단축 정도가 컸다. 4. 최적파종기를 기준으로 벼 재배시기를 조정하였을 경우 지구온난화가 진전되면서 출수기는 늦어졌으며, 출수후 생육기간 및 생육온도는 변화가 없었다. 재배시기를 고정하였을 때에 비해 출수전 생육온도는 크게 상승하였고, 생육기간은 크게 단축되었는데, 조 중만 생종에 비해 중만생종에서 그 경향이 심하였으며, 생육온도에 비해 생육기간 변화의 지역간 편차가 크게 나타났다. 5. 결론적으로 지구온난화가 진점됨에 따라 벼 생육온도가 상승하고 생육기간이 단축되어 벼 수량성 및 품질저하가 우려 되었는데, 특히 생육기간 단축이 큰 중만 생종의 피해가 클 것으로 예상되었으며, 기후변화에 따른 재배시기 조정은 벼 수량성 및 품질 결정에 영향력이 큰 등숙기간의 온도환경을 개선할 수 있지만 출수전 생육기간이 크게 단축되어 여전히 벼 수량성 감소를 경감시키는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 따라서 미래 기후변화에 대응하여 더욱 적극적인 재배기술과 품종개발이 요구된다.

이 등(2009b)의 보고에서는 등숙기 기온과 일사량이 종실중 및 종실질소함량에 미치는 영향과 이들 관계를 분석하였고, 이 등(2009a)의 보고에서는 등숙기 생육형질이 종실중 및 종실질소함량에 미치는 영향과 이들 관계를 분석하였다. 본 연구는 종실중 및 종실질소함량과 등숙기 기상(온도, 일사량) 및 등숙기 생육형질과의 관계를 이용하여 등숙기간 중 종실중 및 종실질소함량의 형성과정을 추정하는 모형을 구축하고자 하였다. 1. 출수후 등숙 진전에 따른 유효적산온도(AET, 임계온도 7℃ )와 적산일사량(AR)의 상승적에 따른 종실중과 종실질소함량의 변화를 나타내었을 때 통일한 AET × AR에서도 종실 종 및 종실질소함량의 상당한 변이가 존재하였다. 2. Logistic 함수를 이용하여 AET × AR에 따른 종실중과 종실질소함량의 최대경계선을 추정하였으며, 이를 각각 최대 종실중(GWmax)과 최대 종실질소함량(GNmax) 추정식으로 이용하였다. 3. 등숙기 생육형질 종 엽면적지수, 지상부 총건물중, 영화수 및 지상부 총질소함량이 등숙기간 중 종실중과 종실질소함량의 변이에 관여하였으며, 이들 등숙기 생육형질과 GWmax 및 GNmax를 이용하여 다음과 같은 종실중과 종실질소함량 추정식을 설정하였다. GWE=6.557~cdotGWmax~cdotTDW0.5223~cdotGNO0.5582 GNE=150.20~cdotGNmax~cdotTNU0.5203~cdotGNO0.6205 4. 설정된 종실중 및 종실질소함량 추정 모델식을 이용하여 실제 종실중 및 종실질소함량을 추정하는 모형을 구축하였는데, 종실중 및 종실질소함량을 일부 과대 또는 과소 추정하였으나 대체적으로 실측값과 일치하는 경향이었으며, 등숙기 생육형질에 의하여 발생한 다양한 종실중 및 종실질소함량 변이를 비교적 잘 추정하였다.

논을 밭으로 1년 전환 후 다시 논으로 복원한 논에서의 벼의 생육촉진 및 질소흡수 증가의 효과를 살펴보기 위하여 복원논 1년 및 2년차인 2006년 및 2007년에 복원논 및 연작논을 대상으로 질소비료를 0, 3, 6 kg 10a1 시용하여 벼의 생육량, 질소흡수량, 쌀의 수량 및 단백질 함량 등을 조사하였는데 결과는 다음과 같다. 연작논에 비해 복원논에서 복원 1년 및 2년차 모두 벼의 초기생육이 크게 증가하여 유수형성기 건물중 및 질소함량이 증가하였으며, 복원논에서도 질소시비량 증가에 따라 건물중 및 질소량이 증가하여 질소시비량 6 kg 10a1까지 질소시비 효과가 뚜렷이 나타났는데, 복원논 1년차 및 2년차의 질소무비구의 건물중 및 질소흡수량은 각각 연작논의 질소시비량 6 및 3 kg 10a1와 동일한 값을 나타내었다. 수확기에서의 벼의 건물중 및 질소흡수량도 유수형성기와 비슷한 경향을 보였으며, 질소시비 방법으로는 같은 량의 질소시비량이라도 전량을 기비로 시용한 것보다 유수형성기에 추비로 3 kg 10a1를 시용한구가 질소흡수량이 다소 높았다. 수량구성요소에서는 연작논에 비해 복원논에서 벼의 수당립수가 증가하는 경향이었으며, 질소시비량이 많아질수록 등숙율이 감소하였는데, 특히 질소흡수량이 많았던 복원논-질소시비량 6 kg 10a1 구에서의 등숙비율이 많이 감소하였다. 벼의 수량도 복원논이 연작논에 비해 복원 1년차 및 2년차 모두 연작논보다 증가하였는데, 복원 1년차는 질소시비량간 벼수량의 차이가 없었지만, 복원 2년차에는 무질소시비구에서 벼의 수량이 다소 감소하였다. 현미 및 백미의 단백질 함량은 복원논이 연작논보다, 질소시비량이 증대할수록 높아졌는데, 질소시비방법에서는 질소시비량 모두 3, 6 kg 10a1 모두 유수형성기에서 추비로 3 kg 10a1를 준 구에서 높아 질소흡수량이 많은 복원논에서 질소를 추비로 줄 때 단백질함량이 증대할 위험성이 높았다.

지구온난화에 따른 기상변동이 잦아짐으로써 국지적인 벼의 냉해 피해가 우려되고 있다. 여름철 기온저하와 일조부족으로 인한 냉해는 벼 생육기 전반에 걸쳐 영향을 주지만, 특히 벼의 생식생장기인 감수분열기와 출수초기의 냉해는 불임을 유발하여 수량에 가장 큰 피해를 준다. 생식생장기 중 Microsprogenesis 해당하는 시점을 지엽의 엽이에서 -3～-5cm에 이삭이 올라 왔을 때 냉해처리를 하여 가장 불임율이 낮았던 오대벼와 소백벼, 가장 불임율이 높았던 샛별벼의 이삭을 채취하여 microarray방법으로 유전자 발현양상을 비교하였다. 공통적으로 2배 이상의 발현을 보인 유전자 중 오대벼(tolerant)에서 up-regulate되고 샛별벼(senstive)에서 down-regulate된 유전자는, 단당류 세포내 이동, 전자전달계, 탄수화물 대사과정과 생합성과정에 관련된 유전 자 발현이 많은 것으로 나타났다. 특히 UGPase는 웅성불임에 관여하는 효소로서 이와 관련한 UDP-glucose 4-epimerase활성이 유의한 차이를 보였다. 샛별벼에서는 증가되었으나 오대벼는 감소한 공통유전자는 산화 환원효소, 막기능 단백질들이 많았다. 이것으로 보아 생식생장기의 냉해스트레스에 강한 품종은 탄수화물 및 에너지 대사에 관여하는 효소와 전자전달계의 기능단백질과 세포간 물질이동에 관여하는 단백질이 증가 하는 것으로 보인다. 탄수화물은 화분과 약의 발달에 에너지를 공급할 뿐만 아니라 세포벽 생합성에 필수적인 구성요소인데, 이 시기의 냉해로 인해 탄수화물 대사과정이 down-regulate되는 품종에서 생식세포형성에 영향 을 미쳐 불임이 증가했을 것으로 보인다.

우리나라의 벼 냉해 피해는 통일벼를 주로 재배하던 1980년 전국 쌀 생산량의 25.6%가 감소하였다. 이후 냉해에 강한 자포니카 품종이 육성․보급되고 있어 전국적인 냉해 피해는 없었으나 최근 이상기후에 의한 기상 변동이 잦아짐으로 인해 국지적인 냉해 피해 우려는 높아지고 있는 실정이다. 특히 생식생장기의 냉해는 미소포자형성불량과 이삭추출을 지연시킴으로써 불임을 유발하고 쌀 수량을 감소시킨다. 장해형 냉해(생식 생장기의 냉해)를 검정하는 조사기준은 출수 전 15일부터 10일간, 17℃에서 냉해를 유발하여 검정한다고 되어 있지만 품종의 출수일을 미리 정확하게 예측하기가 어렵다. 또한 생식생장기는 유수형성기, 감수분열기, 출수 기 등으로 짧은 시간 동안 급격한 변화가 일어나는 예민한 시기로서 품종간 이삭추출속도와 균일도가 다른데 일괄적으로 출수 전 15일부터 냉해처리를 하여 장해형 냉해 민감도를 조사하는 데 부정확한 면이 있었다. 따라서 본 연구는 장해형 냉해에 가장 민감한 시기를 육안으로 구별하여 처리시기를 결정할 수 있는 조사기 준을 선정하고자 지엽의 엽이와 제2엽 사이의 이삭이 추출되는 구간(엽이간장)별로 임실율과의 관계를 조사 하였다. 수잉기에 지엽의 엽이 아래 이삭이 배어있는 구간별로 10일간 냉해 처리했을 때 임실율을 조사한 결과 -3 ～ -5㎝ 구간 처리가 품종간 냉해 반응이 뚜렷하게 나타났다. 본 결과를 품종선발은 물론, 장해형 냉해 생리기작연구에도 활용 할 수 있을 것이다.

벼 담수직파시에 담수상태를 유지할 경우 논물은 토양미생물의 호흡 등으로 저산소(hypoxia)상태로 되는데 토양상태, 미생물, 기온변화에 따라 때로는 거의 무산소(anoxia)상태까지로 산소농도가 감소할 수 있다. 담수 상태의 벼 발아 및 초기 생육에 관한 탄수화물 대사변화를 알아보고자 저산소(hypoxia: O2 7～9 ppm), 무산소 (anoxia: O2 <1 ppm)처리 및 대조구(normoxia)로 최아종자를 파종하여 인공조명실에서 처리온도 18±4℃, 12h/12h(주/야)조건으로 처리하였다. 시험 품종은 포장 담수조건 적응시험에서 선발한 담수내성품종으로 WD3와 PBR을 담수감수성품종으로 주안, 남평벼를 선정하였다. 파종 후 9일까지 초기 생육에서 대조구는 4품종 모두 초엽신장속도가 비슷하였으나, 저산소에서 7일까지는 비슷하게 4품종이 비슷하게 생장하다가 이후 주안벼와 남평벼가 생장속도가 약간 느렸고, 무산소에서는 WD3와 PBR이 9일까지 지속적으로 초엽이 신장한 반면 주안벼와 남평벼의 속도는 9일째 4배 이상 낮았다. 총유리당 함량은 주안벼와 남평벼가 종자 최아 후 처리직전의 함량이 높았으나 무산소 처리 후 9일까지 증가량이 매우 낮았던 반면, WD3와 PBR은 처리직전의 함량은 낮았으나 처리 후 9일까지 지속적으로 증가하였다. 특히 WD3와 PBR에서는 maltose가 처리 초기(3일) 급격하게 증가하였고 fructose함량도 6일까지 증가속도가 빨랐다. 이 결과로 보아 담수무산소 내성이 높은 품종은 종자의 유리당 절대함량보다는 무산소, 또는 저산소처리 후 전분에서 유리당으로의 전환 이 빠른 것이 유리한 것으로 보인다. 이것은 효소와 같은 생체내 대사과정이 무산소 처리에서도 감수성인 품종보다 원활하기 때문인 것으로 생각된다.

등숙기간 고온은 벼의 평균종실중의 감소를 초래한다. 종실중 감소의 원인은 고온에 의해서 등숙속도는 빨라 지는 반면 등숙기간이 짧아져 최종 천립중이 잠재천립중에 도달하지 못하기 때문이다. 그러나 이러한 등숙 기간의 단축이 엽신과 같은 source의 노화에 의한 전류 중단에 의한 것인지 아니면 이삭의 단독적인 노화인지 는 보고에 따라 다르다. 따라서 온도에 의한 등숙기간 변화 원인을 명확하게 하기 위해 본 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 벼는 일품벼이며 출수이전까지는 실외에서 공동 관리하였고, 출수기부터 phytotron에서 온도처 리를 시작하였다. 처리 온도는 각각 15℃, 21℃, 27℃ 였다. 각 처리별로 천립중은 21℃>15℃>27℃ 순으로 무거웠으며, 등숙기간은 27℃, 21℃,15℃ 순으로 짧았다. 엽신의 노화를 의미하는 엽록소 함량 감소속도는 27.21℃>15℃ 순 이였다. 저온에 비해 적온과 고온의 엽신의 노화는 빨랐으나 적온과 고온 간에 차이가 있다 고 볼 수는 없었다. 등숙 종료시점에서의 엽록소 함량은 27℃> 21℃>15℃ 순으로 높았다. 날짜 기준이 아닌 유효적산온도(최저온도 7)℃로 이삭의 등숙과 엽신의 노화를 재구성 한 경우 등숙이 종료되는 시점에서의 엽신의 엽록소 함량은 27℃>21℃>15℃ 순으로 높았으며 노화속도는 그 반대였다. 즉 온도에 따른 등숙과정과 엽신의 노화는 일치하지 않았다. 관찰 결과 최소한 27℃에서는 엽신 노화속도가 이삭 노화보다 빨라지는 것은 아니며 엽신의 노화종료가 등숙종료보다 선행하지 않는다고 할 수 있다. 그러므로 고온에 의한 source의 조기 능력 저하가 등숙 기간을 단축한다고 볼 수는 없다.

벼 담수표면직파는 파종 후 균일한 입모수확보가 수량을 결정하는 중요한 요인 중 하나이다. 본 연구는 담수 하에서 입모와 관계되는 초기생육형질을 알아보고자 수행하였다. 담수표면산파 후 담수심 10 ㎝를 유지한 후 3주 뒤 생존 개체를 토양 뿌리내림정도에 따라 입모형을 세 가지로 분류하였다. 뿌리가 완전히 땅속으로 고정된 형을 착근1형으로, 뿌리끝부분은 땅속에 있으나 뿌리기부는 땅위로 들떠서 배수를 할 경우 쓰러지는 형을 착근2형으로, 뿌리가 물속에 떠있는 형을 부상형(浮上型으)로 분류하였다. 재래벼계통인 PBR, WD3가 총발아묘수와, 착근1형이 많았고, 남평, 주안벼는 총발아묘수와 입모수와 착근1형이 적었다. 담수산파 후 무 담수시에는 품종간 초장 및 입모율에 유의한 차이가 없었으나, 담수조건에서의 입모율은 생체중 및 초장과의 상관이 컸고 건물중과 근장과의 상관은 작았다. 따라서 담수직파전용 품종육성을 위해서는 반드시 담수상태 에서 초기생육량을 기준으로하여 유전자원을 선발해야 할 것으로 생각되며 이에 관한 생리. 생화학적 기초 연구가 필요하다.

설포닐우리아계 제초제에 저항성을 갖는 물달개비와 올챙이고랭이 방제에 효과적인 약제로 알려진 제초제 ‘벤 조비사이클론’에 대한 초다수성벼, 찰벼, 향미 등 35 벼 품종(대조품종 일품벼)의 생육반응을 구명하기위하여 시험을 수행하였다. 본시험은 2009년 10～12월에 수원의 농촌진흥청 국립식량과학원 인공기상연구동에서 실시 하였으며, 벼 종자는 프로클로라즈 유제 2000배액(수온30℃)에서 24시간 종자소독후 침종하였다. 침종후에 싹을 틔운 종자를 산파육묘상자에 파종하고 27℃(최고 31℃, 최저 23℃)의 유리온실에서 3일간 간이출아하였고, 출아 후에는 24℃(최고 28℃, 최저 20℃)의 유리온실에서 평면치상하여 10일간 육묘하였다. 제초제 ‘벤조비사이클론’ 은 모내기 2일전에 담수심 5cm 조건에서 10a 당 400㎖을 처리하였다. 품종당 이앙한 폿트의 크기는 가로x세로x 높이가 16x9x7cm이고 폿트당 10개체씩 이앙하였다. 모내기후 이앙한 폿트는 유리온실의 온도가 15℃(최고 19℃, 최저 11℃), 21℃(최고 25℃, 최저 17℃), 24℃(최고 28℃, 최저 20℃) 등 3조건에 처리하여 약 한달간 모 생육 및 고사정도 등 약해반응(0～9)을 조사하였다. ‘벤조비사이클론’의 약해가 나타나는 증상은 잎과 줄기가 하얗게 변하거나 변색되고, 심하면 말라 죽는 현상을 보였다. 모내기후 14일에 제초제 ‘벤조비사이클론’ 처리에 따른 벼 품종별 약해반응은 온도가 높은 21℃와 24℃처리가 15℃처리보다 약해가 나타나는 시기가 빠르고 약해정도 도 심하였다. 이앙후 14일과 30일에 조사한 결과, ‘벤조비사이클론’의 약해로 잎과 줄기의 고사정도가 심하여 완전고사(약해반응 9)한 품종은 큰섬, 다산, 다산 1호, 한아름, 한강찰1호, 향미벼 1호, 향미벼 2호 등 초다수계통 의 품종이었다. 비교적 약해 정도가 중간정도(약해반응 1～5)인 품종은 남일, 백설찰, 눈보라, 화선찰, 진부찰, 백진주1호, 백진주, 흑설, 흑광, 흑진주, 신명흑찰, 설향찰, 아량향찰, 만미, 고아미2호, 고아미3호, 보석찰, 해평찰, 동진찰, 상주찰, 신선찰, 적진주, 흑남, 신토흑미 등 찰벼와 유색미 계통이었다.

1998년 영국에서 처음으로 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델이 밀에서 개발되었으며, 이후 2001년에 는 진주조와 수수 등에서도 개발되었다. 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델은 평균발육속도를 추정하 여 발육단계를 예측하는 기존모델에 비해 예측 정확도가 높은 것으로 인정되었다. 우리나라에서도 2001년 독자적으로 벼에서 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델이 개발되었는데, 예측 정확도가 높은 것으로 인정되었으나, 단일 시험품종으로 다양한 유전적 변이를 검토하지 못하였다. 또한 출엽속도 추정에 의해 발육 단계를 예측하기 위해서는 최종엽수를 정확하게 추정해야 하는데, 일장에 의한 최종엽수 추정식이 미흡하였 다. 따라서 본 연구에서는 품종을 조생종 오대벼, 중생종 화성벼, 중만생종 일품벼를 시험품종으로 하여 18, 21, 24, 27℃ 조건에서 온도에 대한 출엽속도 반응을, 12:00, 13:00, 13:30, 14:00, 16:00 조건에서 일장에 대한 최종엽수 반응을 검토하여 보다 적용성과 정확도가 높은 벼 발육단계 예출모델을 구축하고자 하였다. 오대벼, 화성벼, 일품벼 모두 유효적산온도와 주간엽수가 매우 밀접하게 관련되었는데, logistic 함수에 의하여 99% 이상 모두 잘 설명되었다. 따라서 유효적산온와 주간엽수와의 logistic 관계식을 미분하여 유효적산온도에 의한 출엽속도 추정식을 구하였다. 최종엽수는 일장과 매우 밀접한 관련성을 보였으며, 오대벼와 화성벼는 bilinear 함수, 일품벼는 quadratic 함수에 의하여 98% 이상 모두 잘 설명되어 최종엽수 추정식으로 사용 가능한 것으로 판단되었다. 여기에서 구한 출엽속도 추정식과 최종엽수 추정식을 이용하여 벼 발육단계 예측모델을 구축하였다.

출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델은 평균발육속도 추정에 의한 기존 발육단계 예측모델에 비하여 예측 정확도가 높은 편이다. 그러나 대부분의 작물모형은 평균발육속도 추정에 의한 발육단계 모델을 사용하 는데, 이는 출엽속도에 비해 평균발육속도를 추정하는 것이 쉽고, 작물모형의 서브모델로써 다른 서브모델과 연결시키기 쉽기 때문이다. 본 연구는 출엽속도 및 평균발육속도 추정에 의한 발육단계 예측모델을 여러 벼 품종 및 재배조건에서 비교 검토하여 출엽속도 추정모델의 장점과 한계 구명을 통해 적용성을 검토하고자 하였다. 시험품종은 조생종 오대벼, 중생종 화성벼, 중만생종 일품벼로 하여 2002년과 2003년에는 직파재배와 육묘기 무보온 이앙재배 조건에서, 2004년, 2005년, 2006년에는 육묘기 부직포 보온 이앙재배 조건에서 수행 하였다. 직파재배는 육묘기 보온과정에서 발생하는 불규칙한 온도 변화와 이앙기 활착스트레스의 영향 없이, 육묘기 무보온 이앙재배는 이앙기 활착스트레스만 고려될 때, 육묘기 부직포 보온 이앙재배는 육묘기 보온과 정에서의 온도변화와 활착스트레스 모두 고련된 조건에서 발육단계 예측능력을 검토하기 위하여 수행되었 다. 추정방법에 관계없이 오대벼는 화성벼 및 일품벼에 비해 발육단계 예측 정확성이 불량하였다. 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델은 담수직파와 육묘기 무보온 이앙재배에서 기존모델에 비하여 출수일수를 잘 예측하였다. 육묘기 부직포 보온 이앙재배 시 출엽속도 추정에 의한 모델은 출수일수를 과소 추정하는 경향이었으나, 기존모델에 비해 결정계수가 0.94로 매우 높으며, 추정값과 실측값과의 단순회귀선인 1:1선에 평행하였다. 따라서 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델의 적용성을 높이기 위해서는 육묘기 보온에 의한 온도상승 효과를 반영시킬 수 있는 알고리즘 개발이 필수적이라 할 수 있겠다.

표준시비량이 감소된 조건에서 좀 더 효율적인 질소시비방법을 확립하고 이들이 벼 수량 및 품질에 미치는 영향을 분석하고자 연차, 지역 및 품종별로 질소시비방법을 달리하여 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 연차, 지역 및 품종에 관계없이 질소의 수비시용 시기에 따른 수량과 현미단백질 함량에는 차이가 없었고, 질소분비비율을 기비-분얼비-수비로 50-30-20 혹은 70-0-30으로 하여 질소시용시기를 출수 전 25일에서 출수 전 15일로 늦출 때 현미 천립중과 현미완전미 비율이 증가하여 고품질쌀 생산에 유리하였다. 2. 쌀 수량, 현미천립중, 현미완전미율, 현미단백질 함량 모두 일부 지역 및 품종에서 유의성이 인정되었으나 전체적으로 분산시비와 기비중점시비간 차이가 없었다. 따라서 사질답과 같은 토양 양분 유실이 많은 조건을 제외하고는 기비중점 시비로 관행에 비하여 수량 감소 및 품질저하 없이 생산노력비 절감이 가능한 것으로 판단된다.

2002년도에는 sink는 변화를 주지 않고 엽제거에 의해 source의 크기를, 2007년에는 파종기, 질소시비량 및 재식밀도를 달리하여 sink와 source의 크기를 조절한 후 이들이 종실중 및 종실질소함량의 형성과정에 미치는 영향을 분석하고자 하였던 바 이에 대한 결과는 다음과 같다. 1. 엽제거를 통해 source의 크기를 직접적으로 조절하였을 때는 출수전 엽에 저장되었던 동화산물과 질소에 직접적으로 영향을 주어 해석에 혼란을 주었으며, 파종기, 질소시비량 및 재식밀도 조정과 출수기 솎아내기를 통해 sink와 source의 크기를 조절할 경우에는 다양한 크기의 sink와 source를 얻었지만 모든 sink와 source 관련 형질이 서로 매우 밀접하게 관련되어 있어 등숙기간 중 종실중 및 종실질소함량에 미치는 sink 또는 source 관련형질의 개별효과를 분석하기는 어려웠다 2. source가 클수록 종실중과 GWP 는 증가하는 경향이었으나, GWT 는 감소하는 경향이었으며, sink는 source와는 반대의 경향을 보였다. 또한 source 관련형질중 지상부 총건물중이 종실중과 그 구성인자에 대한 영향력이 가장 컸으며, 구성인자 중에서는 GWP 가 GWT 에 비해 종실중에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 3. source가 클수록 종실질소함량과 GNS 가 많은 경향이었으나, GNT 는 감소하는 경향이었으며, sink는 source와는 반대의 경향을 보였다. 또한 source 관련형질중 지상부 총질소함량이 GN에 대한 영향이 가장 컸으며, 구성인자 중에서는 GNS 가 GNT 에 비해 종실질소함량에 큰 영향을 주었으나 종실중과는 달리 GNT 가 종실질소함량을 차지하는 비중이 비교적 컸다. 4. 등숙기간 중 종실 질소는 토양으로부터 먼저 공급되거나 적어도 잎 또는 줄기로부터의 전류와 토양으로부터의 공급이 동시에 이루어지는 것으로 나타났다.

본 연구는 다양한 등숙기의 온도 및 일사량 조건에서 종실중 및 종실질소 함량 변화를 조사하여 등숙기 생육온도와 일사량이 벼 종실중 및 종실질소함량의 형성과정과 이들의 최종산물에 미치는 영향을 분석하고자 하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 최종 종실중은 연차 및 품종에 관계없이 등숙기 일사량이 높을수록 큰 경향이었으며, 최종 종실중에 도달하는 출수일수는 짧아지는 경향이었다. 2. 종실 질소의 축적기간은 등숙기 적산일사량에 크게 영향을 받았으나 최종 종실질소함량은 큰 영향을 받지 않았다. 3. 유효적산온도(임계온도 7℃ )는 등숙기 생육온도에 관계없이 종실중 및 종실질소함량 변이를 잘 설명하였으나, 유효적산온도 또는 적산일사량에 따른 종실중 및 종실질소 함량은 등숙기 일사량간 변이가 매우 커 이들 단일 요인으로는 등숙기 일사량에 따른 종실중 및 종실질소함량 변이를 설명하는데 한계가 있었다. 4. 유효적산온도 및 적산일사량의 상승적은 등숙기 일사량에 관계없이 종실중 및 종실질소함량 변이를 잘 묘사하였다.

광범위한 지역의 재배면적과 생산량을 신속하고 경제적으로 모니터링 할 수 있는 광학(LANDSAT) 중해상도 위성 영상을 활용하여 벼 재배면적, 생육 및 수량을 모니터링 할 수 있는지를 검토하였다. 1. 식생지수와 수량과의 관계를 살펴보면, EVI를 제외한 모든 식생지수와 수량간에는 정의 상관관계를 보였으며, NDVISWIR이나 EVISWIR과는 유의성이 없었다. NDVI가 RVI보다 수량과의 상관도가 다소 높았으며, 수량과 가장 밀접한 식생지수는 NDVIR (r = 0.68)이었다 2. LANDSAT 단일시기 영상(2004년 7월 29일)을 활용하여 서산간척지 지역내 벼 수량을 모니터링한 결과 NDVIR 와 백미수량간에는 1차 직선관계(R2 = 0.46)가 성립하였으며, 필 지중에서 면적이 다소 적거나 주변에 반사특성에 영향하는 요인이 있는 지역을 제외하여 살펴본 결과 추정도가 다소 높아졌다(R2 = 0.66). 3. 논구역 벡터를 사용하여 논구역 정보를 추출하는 기존의 방법 대신 raster 기반의 논구역 masking을 제작하여 논 구역 정보를 추출하였는데 이 방법을 통해 쉽고 빠르게 논구역 정보를 추출할 수 있었다. 4. 연차별 지역적용가능성을 검토하기 위해 1994년 7월 26일 경기도내 7개 시군의 논구역 masking을 제작하여 NDVIred를 추출하고 NDVIR -수량관계식을 이용하여 수량을 추정한 결과 1:1 line에 근접하여 비교적 잘 일치되었다.

벼의 등숙속도는 온도가 높아질수록 속도가 빨라지고, 천립중은 감소하는 것으로 알려져 있다. 이것은 등숙을 시간에 대한 함수로 해석했기 때문이며, 누적유효적산온도로 전환할 경우 보통의 생육모델과 같이 동일한 누적유효적산온도에서능 동일한 생육 단계를 보일 수 있다. 누적유효적산온도에 대한 logistic 함수를 이용하여 식을 구한 경우, 온도에 따른 등숙 단계가 서로 다르게 나왔다. 이는 셈플의 오차일 수도 있으나 등숙과정은 일반 발육단계의 개념을 그대로 적용할 수 없고 온도 이외의 문제가 있거나 온도에대한 반응이 다른 수 있음을 의미해 좀더 세부적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

총체사료용으로 이용되고 있는 맥종들의 출수 후 수확시기 및 식물체 부위별 사료가치 변화를 분석하여 각 맥종의 최적 이용시기를 결정함으로써 효율적인 조사료 이용에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구결과는 다음과 같다. 1. 조단백질 함량은 전 맥종에서 출수 후 일수가 경과하면서 식물체 전체 조단백질의 함량이 낮았다. 식물체 부위 별로는 출수 후 40일 수확을 제외하고는 잎의 단백질 비율이 가장 높으며, 줄기 부분은 어느 시기에서나 10% 미만으로 다른 부위에 비해 매우 낮은 수준이었다. 2. 출수 후 일수가 경과함에 따라 전반적으로 ADF함량이 낮아졌고 부위별로는 줄기의 ADF함량이 다른 부위보다 높고 잎의 ADF함량은 줄기와 이삭의 중간 정도의 비율을 나타냈다. 줄기의 건물중 비율이 높아지면 전체 ADF함량 비율이 직선적으로 높아지는 경향을 보였다. 3. 호밀을 제외한 전 맥종에서 출수 후 일수가 경과하면서 NDF함량은 낮아졌는데 호밀은 출수 후 일수가 경과하면서 줄기 건물중의 비율이 높아 전체 NDF함량이 높아졌다. 출수 후 일수가 경과하면서 줄기와 잎의 NDF함량 변화는 크게 변화가 없는 반면 이삭의 NDF함량은 출수 후 일수가 경과함에 따라 낮게 나타났다. 4. 호밀을 제외하고는 출수 후 일수가 경과하면서 RFV가 높아지며, 부위별로는 이삭의 RFV가 가장 높았고 줄기가 가장 낮았다. 식물체 전체 RFV 변이는 출수 후 이삭의 등숙이 진행되면서 잎과 줄기의 낮은 RFV를 보상함에 따라 전체적으로 출수 후 일수가 경과하면서 RFV가 높아지는 것으로 생각된다.

월동 후 녹비용 호밀에 시용한 질소가 콩의 질소고정 및 흡수에 미치는 효과를 보기 위하여, 2004년 온실 및 2005년 포장에서 포트시험을 통해 시비질소량별 토양, 호밀 및 콩의 질소회수율을 조사하였다. 1. 2004년 온실폿트 시험에서는 호밀에 시용한 질소비료 량이 증가할수록 호밀지상부가 토양에서보다 질소비료로부터 질소를 흡수하는 비율이 증가하였다. 호밀이 없는 조건에서는 논흙이 밭흙보다 콩의 건물 중 및 질소흡수량이 현저히 증가하였는데, 지력이 높았던 논흙에서는 밭흙에 비해 콩이 질소고정 유래 질소의 비율이 상대적으로 낮아지고 토양유래 질소의 비율이 높았다. 2. 밭흙에서 무녹비와 대비하였을 때 호밀녹비 이용 시의 콩 시비질소회수율은 낮았지만 토양의 시비질소회수율(질소유기화)이 높아 전체회수율은 높았으며, 또 호밀녹비 이용시 콩의 시비질소회수율은 호밀에 대한 질소시용량이 많을수록 증가하였다. 3. 2004년 온실포트 실험에서의 콩의 근류고정유래의 질소비율은 약 92~95% 로 2005년 포장포트에서의 82~84% 보다 약 10% 정도 높았으며, 콩의 근류고정유래 질소량 및 질소량 분획 추정에서는 2년 모두 Difference method와 15N method간 차이를 보이지 않았다.