벼와 잡초간에 경합에 의한 생육의 저해 및 수량감수 정도는 잡초의 종류와 발생량에 따라 현저히 다른데(千坂 1966; 笠原1961), 김 등(1975, 1977)에 의하면 다년생잡초 발생에 따른 수량감수정도는 너도방동사니가 45%, 올방개 30%, 가래 20%라 하였으며,

임(2000)은 다년생잡초의 발생은 기상에 따라 발생시기 및 지속기간의 차이가 크고, 너도방동사니>벗풀>올방개 순으로 발생이 빠르다고 하였다.

이앙기를 달리할 때 잡초 발생의 차이가 현저한데 中川(1972)는 벼를 조기 이앙할 경우 잡초발생기간이 길어지고 경운정지에 의한 기존 발생초종의 제초효과가 높지 않기 때문에 오히려 잡초발생이 증가된다

고 하였으며, 변 등(1984)도 잡초의 발생 및 벼의 수량 감수율은 이앙시기가 빠를수록 많았다고 하였다.

山岸과 武市(1978)는 벼의 생육초기에 올방개가 우점하면 벼와 영양분의 경합으로 인하여 벼의 분얼수와 수수 감소로 20～30%의 수량저하를 가져오며, 伊藤와 宮原(1988)도 본답에서 올방개의 발생이 많으면 단위 면적당 수수와 등숙비율에 영향을 주어 수량이 최대 20～30%까지 감수된다고 하였다. 올방개는 논에서 다른 다년생 및 일년생잡초보다도 발생시기가 늦고 지속적이며(김과 권 1985; 구와 정 1993), 출아는 14℃ 이상에서 시작되고 26～30℃가 적온이며 출아후 15일경이면 10～20cm 정도 자라 분주가 시작된다(변 1984). 구(1989)는 올방개의 발생밀도가 m²당 10본일 때 올방개의 건물중은 48.0g이며, 발생이 없는 처리에서의 쌀수량이 578kg/10a인 반면 m²당 10본에서의 수량은 510kg/10a로 수량 감수율이 12%라고 하였다.

山岸과 橋爪(1972)은 잡초가 벼에 가장 영향을 주는 시기는 이앙 후 40일까지라고 하였으며, 伊藤와 宮原(1988)은 벗풀과 벼와의 경합에서 이앙 후 46일인 최고분얼기경에 초장과 경수가 감소된다고 하였으며, 벼의 수량은 벗풀의 지하부 건물중 m²당 100g에서 12～15%, 150g에서 20% 감수된다고 하였다.

김(1974)은 논 잡초 중에서 벼에 가장 피해를 많이 주는 잡초는 가래로 38%의 감수를 보인다고 하였고, 이 등(1976)은 가래에 의한 수량감수율은 16% 정도이며, 수량감수의 최대 요인은 수수의 감소라고 하였다. 

최근에 노동력 분산을 위하여 이앙시기가 앞당겨지면서 제초제 처리시기가 빨라져 일년생 잡초보다 출아가 늦은 다년생잡초인 올방개와 벗풀의 발생이 유리하게 전개되어 점차 피해가 가중될 전망이다.

다년생잡초는 인경이나 괴경 등으로 번식되고 출아소요적산 온도의 차이가 커 발생시기가 다양한 생태적 특성 때문에 방제에 애로가 있으며, 포장에서 한번 발생이 되면 적어도 3～5년 동안 꾸준하게 관리하여야 방제가 가능하다. 또한 벼 재배에서 큰 수량감수를 가져오므로 잡초방제가 매우 중요하다. 

본 실험은 전국적으로 논에 많이 발생하는 다년생잡초인 너도방동사니, 올방개, 벗풀, 가래의 발생밀도

가 벼 수량에 미치는 영향을 정량화하고, 이들 경합에 의한 벼의 피해를 예측하여 벼 재배시 효율적인 잡초방제체계 관리정보를 제공하기 위하여 수행되었다. 

본 실험은 다년생잡초인 너도방동사니, 올방개, 벗풀, 가래의 발생밀도에 따른 벼 생육 및 수량에 미치는 영향을 분석하여 이들 경합에 의한 벼의 피해를 예측하여 벼 재배시 효율적인 잡초방제체계 관리정보를 제공하기 위하여 2003년 대전에 위치한 충남농업기술원 실험포장에서 수행되었다. 시험 벼 품종은 수수형인 수라벼로 하였고 정지작업은 이앙 3일 전인 5월 23일 실시하였으며, 본답 시비량은 N- P₂O₅- K₂O= 110- 45- 57kg ha^{- 1} 수준으로 시용하였고, 분시방법은 질소는 기비- 분얼비- 수비를 50- 20- 30%, 인산은 전량 기비, 칼리는 기비와 수비를 70- 30%로 하였다. 

정지후 다년생잡초용 실험구는 썬라이트로 1.6m× 1.8m=2.9m²가 되도록 구획하였으며, 너도방동사니를 제외한 다년생잡초는 괴경 또는 인경을 토양 3cm 깊이에 이식하였고, 너도방동사니는 건조한 토양을 구획 안에 5cm이상 흙을 덮어 산소공급이 용이한 조건을 만들어준 후 괴경을 토양 3cm 깊이에 이식하였다. 

다년생잡초의 밀도는 m²당 0, 10, 20, 30, 40, 50본으로 하였으며, 너도방동사니를 제외한 초종에서 실험구 이앙후 담수심은 3～5cm 내외가 되도록 유지하였고, 너도방동사니구는 이식 후 10일경에 담수하였다. 

정지 및 잡초 이식/파종 후 3일차인 5월 26일 30일된 묘를 재식본수 4본, 재식거리 30×14cm, 이앙 심도 3cm 정도 깊이로 손이앙하였다. 

실험구배치는 난괴법 3반복으로 수행하였으며, 벼와 잡초의 생육은 이앙 후 20일 간격으로 60일까지 3회, 70일에 1회 등 4회에 걸쳐 조사하였고, 수량조사는 벼 출수 후 60일에 하였다. 벼 수확 후 현미의 품위 등을 조사하였으며, 수량 및 수량구성요소 조사는 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석기준에 준하였다.

잡초의 경합에 따른 벼 수량 예측모델을 구축하기 

위하여 아래의 Rectangular hyperbolic mode　(Cousens, 1985)과 통계프로그램인 Genstat 5.0　(Oxford University 1993)을 이용하였다.

(Y=벼 수량, Yo= 잡초 무발생구 벼 수량, β=잡초경합력 (1/β는 50% 수량감수를 유발하는 잡초밀도))

발생밀도별 경합특성

올방개 무경합 0본/m²에서 벼의 경수가 448개로 올방개 경합구의 395～374개와 차이는 있었으나, 경합밀도간에 유의차는 없었다(표 1). 올방개가 벼의 경

수에 영향을 미치는 기간이 이앙 후 40일 이후인 것으로 사료된다. 山岸과 橋爪(1972)은 잡초가 벼에 가장 영향을 주는 시기는 이앙 후 40일까지라고 하였고, 구 등(2003)도 올방개의 경합한계기를 이앙 후 40일로 보고하였는데 벼와 잡초와의 경합한계기는 실험조건, 기후, 지력, 초종에 따라 차이가 클 것으로 사료된다.

벼의 m²당 경수는 벗풀의 0본/m²에서 462개로 벗풀의 경합밀도가 높아질수록 369～417개로 줄어든 경향이었다. 벗풀이 벼의 경수에 영향을 미치는 기간은 늦은데, 이는 벗풀이 휴면각성이 길어 포장에서의 발생이 늦기 때문으로 사료된다. 벗풀은 괴경의 휴면성이 깊고, 휴면각성 기간이 현저하게 길어 출아가 불균일하고, 발생기간도 길다고 하였다(伊藤 1981; 左合 등 1975a; 左合 등 1975b; 鈴木 1979). 어린모 재배시 이앙기가 앞당겨지면서 제초제의 처리시기가 빨라져 다른 잡초보다 출아가 늦은 벗풀은 유리하게 되어 벗풀의 피해는 점점 증가될 전망이며(김 1993), 伊藤과 宮原(1988)은 벗풀과 벼와의 경합에서 이앙후 46일인 최고분얼기에 초장과 경수가 감소된다고 보고하여 본 실험과 다소 차이가 있는데 다년생잡초에 대한 경합한계기는 추후 다양한 조건에서 재검토할 필요가 있을 것으로 사료된다. 

가래 0본/m²구에서 벼 초장이 72.7cm이며 가래의 경합 밀도구에서는 71.0～73.4cm로 초관이 큰 피와 너도방동사니처럼 잡초 밀도가 높을수록 초장이 큰 

것과 달리 경합에 따른 유의차가 없었는데 이는 초관에 의한 경합이 없었기 때문으로 사료된다. 경수는 40본/m² 까지는 무경합과 유의차가 없었으나 50본/m² 이상에서 줄어드는 경향이었다. 임(1993)은 이앙재배에서 벼의 초관비율이 잡초에 우선하여 높게 확보될 수 있기 때문에 오랜 기간을 연장해 주어도 잡초경합의 해는 크지 않을 것이라 하였다. 

벼 수량 및 수량구성요소

너도방동사니의 재식밀도가 높을수록 벼 이삭위로 

초장이 신장되어 도복에 의한 수광태세 불량과 이화명충 등이 발생되어 등숙비율이 현저히 저하되었다. 특히 수량은 너도방동사니 경합밀도가 m²당 50본일 경우 1.97MT ha^{- 1}으로 64%나 감소되었다. 너도방동사니는 초관이 벼에 비하여 높고 커서 벼와의 경합에서 유리하였으며 초기생장도 빠르고 C₄잡초라 생육도 벼에 비하여 높아 초기경합에 유리하였다. 김 등(1975)도 다년생잡초 초종별 수량감소 정도가 너도방동사니 45%로 가장 높다고 하였다.

올방개와 경합에 의한 수량구성요소 및 수량을 보면 주당수수는 무경합과 유의차가 없었으나, m²당 영화수는 50주/m²이상, 수량은 10주/m² 이상의 경합에서 감소하였다(표 2). 수량도 m²당 0본에서 5.67MT ha^{- 1} 대비 50본에서 4.69MT ha^{- 1}으로 17% 감소되었으며 밀도별로는 m²당 10본 이상에서 통계적 유의성

을 보였으며, 그 이외 밀도간에는 현저히 줄어들지는 않았는데 이는 출아소요적산온도가 높아 초기발생이 늦고 초기생육불량에 따른 벼와의 경합이 높지 않았기 때문이다. 올방개의 수량감소를 위해서는 경합밀도가 m²당 150본 이상이 되어야 피와 너도방동사니처럼 수량의 현격한 감소가 예상될 것으로 사료된다. 김 등(1977)도 올방개의 밀도가 m²당 125본에서 수량감소는 30%이며, 625본 에서는 45%의 수량감소를 가져온다고 하였다.

벗풀의 밀도가 높아질수록 영화수가 감소되어 m²당 0본에서 31,400개이던 것이 50본에서는 25,200개로 줄어들었다(표 2). 수량도 m²당 0본～30본까지는 유의성이 없었으며 0본과 40본, 그리고 50본에서만 유의성이 인정되었다. 쌀수량은 m²당 0본에 5.58MT 

ha^{- 1} 대비 50본에서 4.96MT ha^{- 1}으로 11% 밖에 감소되지 않았다. 벗풀도 벼와의 경합이 높지 않았고 또한 다년생잡초중 너도방동사니 올방개 다음으로 수량의 감소율이 높았으며 초기경합에서 벼 보다 불리하였는데 이는 벗풀의 휴면각성에 많은 시간이 소요되어 출아가 늦었기 때문으로 사료된다. 또한 본 실험에서 여치 등 해충에 의한 경엽의 손상으로 벗풀의 생육이 저조하였으며, 밀도의 본수를 조정하였으나 적정재식밀도에 다소 미치지 못하였다. 

가래의 밀도수준별 벼 수량 및 수량구성요소를 보면 밀도가 높아질수록 영화수가 감소되어 m²당 0본에서 32,000개이던 것이 50본에서는 26,900개로 줄어들었다(표 2). 수량도 통계적 유의성은 m²당 0본과 40～50본에서만 인정되었으며 나머지 처리간에서는 

유의성이 없었다. 쌀수량은 m²당 0본에서 5.60MT ha^{- 1}대비 50본에서 4.89MT ha^{- 1}으로 13% 밖에 감소되지 않았다. 가래는 다년생잡초 중 벼와의 경합이 가장 낮았으며 초기경합에서 벼 보다 불리하였는데 이는 가래가 초기 출아는 빠르나 초장에 의한 경합이 없었기 때문으로 사료된다. 아울러 올방개와 마찬가지로 경합밀도가 m²당 150본 이상이 되어야 수량의 현격한 감소가 예상될 것으로 사료된다. 김(1977)도 가래의 밀도가 m²당 25본에서 수량감소가 시작되어 125본에서 30%가 감소된다고 하였다. 

경합이 벼 품질에 미치는 영향

잡초경합밀도에 따른 쌀 품위를 보면(표 3), 완전미 비율은 무경합 대비 너도방동사니는 경합밀도가 높을수록 낮은 반면 올방개는 높았다. 너도방동사니의 경합밀도가 높을수록 완전미 비율은 낮았으며 청미비율은 증가되는 경향이었는데, 이는 너도방동사니의 경합밀도 증가에 따른 벼의 도복발생과 초관에 의한 수광태세가 불리하였기 때문으로 사료된다. Toyometer (MB- 90A)을 이용한 쌀의 식미치 분석결과는 너도방동사니는 경합밀도가 높을수록 식미치가 감소되었으나 나머지 잡초에서의 유의적인 차는 없었다. 아울러 경합밀도가 높아질수록 완전미비율이 현저히 낮아지고 청미 등의 비율이 높아져 쌀의 외관품위가 나빠졌다. 권 등(2004)과 조 등(2004)도 잡초의 경합밀도가 높아질수록 완전미 비율이 떨어진다고 하였다.

경합밀도에 따른 벼 수량 예측모델

다년생잡초와 경합조건에서 실제 조사된 벼의 수량자료를 잡초경합에 따른 수량예측 모델인 Rectangular hyperbolic model　(Cousens, 1985)에 적용하여 비선형회귀분석을 실시한 결과(표 4), 모델의 계수인 Y_o(무잡초 조건에서 벼 수량)과 β값(잡초의 경합력, 1/β는 50% 수량감수를 유발하는 잡초의 밀도)을 계산할 수 있었다. 다년생잡초 가운데 너도방동사니의 β값이 0.03479로 가장 높아 경합력이 가장 높은 것으로 확인되었으며, 올방개(0.00417) > 가래 (0.002776) > 벗풀(0.002045) 순이었다. 결국, 벼와 초종간 경합력은 너도방동사니 > 올방개 > 가래 > 벗풀 순이었다.

Table 4. Parameter estimates for the simulation of rice yield as affected by perennial weeds, Cyprus serotinus, Eloecharis kuroguwai, Sagittaria trifolia, and Potamogeton distinctus.

Y_o^a：Weed- free yield；

β^b：weed competitiveness (weed density to cause 50% yield loss)；

se^c：standard error.

표 4의 추정된 계수들을 예측모델에 대입하여 다양한 잡초의 밀도에서 벼 수량을 예측한 결과, 너도방동사니의 경우 그림 1에서와 같이 밀도의 증가에 따라 그 경합효과가 현저하여 벼 수량이 현저히 감소하는 것을 알 수 있었다. 추정된 계수와 예측모델을 변형하여 특정 수준의 수량감소를 유발하는 너도방동사니의 밀도와 1본당 벼 수량감소율을 계산한 결과, 너도방동사니의 경합 밀도에 따른 수량예측 모델식은 Y=537.4/1＋0.03479×(R²=0.916)으로 이 식에 따라 50% 수량감소를 유발하는 발생밀도는 29본/m²로 추정되었으며, 1%의 벼 수량감소는 0.3본/m², 10% 수량감소는 3.2본/m²이었다. 또한 1본당 벼 수량감소율은 3.36%로 예측되었다. 김 등(1977)은 너도방동사니에 의한 수량감소율은 45%로 다른 다년생잡초 중

Fig. 1. Predicted rice yield as affected by Cyperus serotinus density, using rectangular hyperbolic model and the parameter estimates (see Table 4).

Fig. 2. Predicted rice yield as affected by Eleocharis kuroguwai density, using rectangular hyperbolic model and the parameter estimates (see Table 4).

Table 5. Predicted densities to cause 1% and 10% rice yield losses, % yield loss per weed plant, and relative competitiveness.

a^{Relative competitiveness：relative β values by dividing the β value of each weed species by the β value of Cyperus serotinus.}

에서 가장 높다고 보고하여 본 실험에서 제시한 것과 동일한 수량감소 경향을 나타냈다. 그러나 기존의 연구결과는 본 실험과 같이 잡초의 경합밀도를 조절하여 체계적인 실험을 수행한 것이 아니라 자연적으로 발생된 포장조건에서 단순 조사하여 잡초의 밀도별 적정 수량감소율을 예측하지는 못하였다.

올방개의 경우는 밀도 증가에 따른 벼 수량감소가 현저하지 않아 그림 2에서와 같이 올방개 밀도 증가에 따른 벼 수량이 완만하게 감소하는 것으로 예측되었다. 올방개의 경합 밀도에 따른 수량예측 모델식은 Y=560.2/1＋0.0042×(R²=0.726)으로 이 식에 따라 50% 수량감소를 유발하는 올방개의 발생밀도는 240본/m²로 너도방동사니에 비하여 8배 높은 밀도가 필요하였으며, 1% 수량감소는 2.4본/m², 1본당 수량감소율은 0.42% 수준이었다(표 5). 伊藤와 宮原(1988)

Fig. 3.Predicted rice yield as affected by Sagittaria trifolia density, using rectangular hyperbolic model and the parameter estimates (see Table 4).

는 본답에서 올방개의 발생이 많으면 단위면적당 수수와 등숙비율에 영향을 주어 수량이 최대 20～30%정도까지 감수된다고 하였으며, 구(1989)도 올방개가 m²당 10본일 때 수량감소율은 12%라고 하였는데, 1%의 수량감소율이 0.83%로 본 실험보다 다소 높았다. 이는 올방개의 발생시기, 토성, 기상 등 여러 가지 요인 때문인 것으로 사료된다.

벗풀의 경우도 밀도 증가에 따른 벼 수량감소가 현저하지 않아 그림 3에서와 같이 밀도 증가에 따른 벼 수량감소가 매우 완만하였다. 벗풀의 경합밀도에 따른 수량예측 모델식은 벗풀 Y=557.9/1＋0.002×(R²= 0.711)으로 이 식에 따라 50% 수량감소를 유발하는 벗풀의 발생밀도는 490본/m²로 추정되었으며, 1% 수량감소는 4.9본/m², 1본당 수량감소율은 0.2% 수준이었다(표 5). 伊藤와 宮原(1988)은 벗풀과 벼와의 경합에서 이앙 후 46일인 최고분얼기경에 초장과 경수가 감소되며, 벼의 수량은 벗풀의 지하부 건물중 m²당 100g에서 12～15%, 150g에서 20% 감수된다고 하였다. 본 실험에서 벗풀에서의 벼 수량감소가 현저하지 않은 이유는 포장에서 여치 등 해충 방제를 위하여 살충제를 2회 살포하였으나 완전한 방제는 이루어지지 않아 여치 등 해충에 의한 경엽의 손상 때문으로 사료된다. 또한 밀도의 본수를 조정하였으나 적정재식밀도에 다소 미치지 못하였다. 

가래는 밀도 증가에 따른 벼 수량감소가 현저하지 않아 그림 4에서와 같이 밀도 증가에 따른 벼 수량감소가 매우 완만하였다. 가래의 경합밀도에 따른 수량예측 모델식은 Y=556.0/1＋0.0028×(R²=0.649)으로 이

Fig. 4. Predicted rice yield as affected by Potamogeton distinctus density, using rectangular hyperbolic model and the parameter estimates (see Table 4).

식에 따라 50% 수량감소를 유발하는 가래의 발생밀도는 360본/m²로 추정되었으며, 1% 수량감소는 3.6본/m², 1본당 수량감소율은 0.28% 수준이었다(표 5).

벼와 잡초 간에는 경합에 의한 생육의 저해 및 수량감소 정도는 잡초의 종류와 발생량에 따라서 현저히 다른데(千坂 1966; 笠原1961), 김 등(1975, 1977)에 의하면 가래의 수량감소는 20%, 이 등(1976)은 16%로 다년생잡초 중에서 가래의 수량감소가 가장 낮다고 하였는데, 이는 가래의 초관에 의한 경합이 떨어지기 때문으로 사료된다.

표 5에 종합된 바와 같이 너도방동사니를 β값을 기준으로 너도방동사니의 상대적인 경합지수를 1로 놓고 각 잡초의 β값을 계산하여 상대적인 경합력을 계산한 결과, 너도방동사니의 경합력이 가장 높았으며, 다른 초종에서는 경합지수가 현저히 감소하여 올방개(0.12) > 가래(0.08) > 벗풀(0.06) 순이었다. 

벼 재배 포장에서 다년생잡초의 효과적인 방제체계 확립을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 전국적으로 논에 많이 발생하는 주요 다년생 논잡초인 너도방동사니, 올방개, 벗풀, 가래의 발생밀도가 벼 수량에 미치는 영향을 정량화하였고, 잡초경합에 따른 쌀 수량에 미치는 피해를 예측하였다. 잡초 초종별 경합 밀도에 따른 수량예측 모델식은 너도방동사니 Y=537.4/1

＋0.03479×(R²=0.916), 올방개 Y=560.2/1＋0.0042× (R²=0.726), 벗풀 Y=557.9/1＋0.002×(R²=0.711), 가래 Y=556.0/1＋0.0028×(R²=0.649) 이었다. 이 식에 따라 수량 50%를 감소하는 경합밀도는 너도방동사니 29본/m², 올방개 240본/m², 벗풀 490본/m², 가래 360본/m²이었다.

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