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경북지역 논 잡초 발생분포 조사 A Survey of Weeds Occurrence on Paddy Fields in Gyeongbuk Province in Korea
Publish: Weed & Turfgrass Science Volume 3, Issue1, p6~12, 31 March 2014
The survey of weed occurrence was conducted to identify problem weed species in the paddy field. The 320 sites of the 13 regions in Gyeongbuk Province were investigated from June to July, 2013. In the whole region, 51 weed species were identified including 34 annuals and 17 perennials. The highest importance value of annual weed and perennial was dominant 88.4 and 48.7%, in Gumi region, respectively. The most dominant weed species in paddy fields of Gyeongbuk Province were Monochoria vaginalis var. plantaginea (10.80%), followed by Lemna paucicostata (10.74%), Bidens tripartite (8.77%), Echinochloa oryzoides (7.17%), and Scirpus juncoides (6.20%). The similarity of paddy weeds in 13 regions observed through TWINSPAN analysis was distinguished by Ludwigia prostrata, Scirpus juncoides, Lindernia dubia, Polygonum aviculare, and Alopecurus aequalis var. amurensis. The weed species, Ludwigia prostrata, was divided into the four regions, Gyeongju, Gumi(direct seeding cultivation), Youngcheon and Euiseong and ten regions, Gumi, Bonghwa, Sanju, Goryung, Youngdeog, Pohang, Sanju, Andong, Yecheon, and Cheongdo.
경북지역 , 논잡초 , 잡초발생
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우리나라 농경지에 발생하는 잡초는 1972년 한국산잡초목록(국립농업자재연구소)이 발간됨으로써 453종이 처음으로 알려졌다(Lee et al., 2012). ‘논잡초 발생 양상에 관한 연구’는 1971년에 처음으로 농촌진흥청 작물시험장 주관으로 실시되었으며, 그 후 10년 주기로 현재까지 총 네번의 조사가 이루어졌다(Kim, 1983; Park et al., 1995; Park et al., 2001; Park et al., 2002). 네 번에 걸친 논 잡초 발생조사에서 우점 잡초의 순위에 많은 변화가 있었고, 경지 이용형태의 변화, 토지 기반정비에 의한 입지조건의 변화, 경종법, 재배관리, 특히 경운정지나 잡초 방제법의 변화 등이 농경지에서 발생하는 잡초군락 천이의 주요 요인으로 작용한 것으로 나타났다(Kim et al., 2012).
손제초에 의존하던 1970년대의 발생잡초의 비율을 보면 화본과 12%, 광엽잡초 50%, 방동사니과 19%, 기타 19% 등으로 나타났으며, 일년생과 다년생 잡초의 분포 비율이 7:3으로 일년생 잡초의 분포 비율이 높았고, 마디꽃, 쇠털골, 물달개비, 알방동사니, 피, 밭뚝외풀, 가래, 사마귀풀, 올방개 순으로 우점하는 것으로 조사되었다. 뷰타클로르 입제와 같은 일년생 잡초 방제용 제초제의 사용이 증가된 1981년에는 화본과 7.4%, 광엽잡초 66.7%, 방동사니과25.9%로 관찰되었고, 일년생과 다년생 잡초의 분포비율이 4.6:5.4로 오히려 다년생 잡초의 분포가 많은 것으로 조사되었다. 초종별로는 물달개비, 올미, 가래, 벗풀, 너도방동사니, 마디꽃, 사마귀풀, 밭뚝외풀, 올방개, 여뀌바늘 순으로 우점하였고, 그 중에서 특히 올방개, 올미, 너도방동사니, 가래, 벗풀 등 다년생 잡초의 발생이 뚜렷하였다(Oh et al., 1981). 1988년부터 다년생 잡초에 방제 효과가 뛰어난 sulfonylurea (SU)계 제초제인 bensulfuronmethyl과 pyrazosulfuron-ehyl의 혼합제초제 즉, 일발처리제(일년생과 다년생잡초 동시방제용 제초제)가 국내에 개발·보급되기 시작하면서 1991년도에 수행된 잡초조사에서 일년생과 다년생 잡초의 비율이 3.3:6.7로 일년생 잡초의 분포 비율은 감소한 반면, 다년생 잡초는 13%정도 증가한 것으로 조사되었다. 주요 발생잡초는 올방개, 벗풀, 피, 물달개비, 올미, 너도방동사니, 여뀌바늘, 가래, 사마귀풀, 올챙이고랭이 순으로 우점도가 높은 것으로 조사되었고, 다년생 잡초인 올방개와 벗풀의 분포비율이 가장 높은 것으로 나타났다(Park et al., 1995). 한편 일발처리제에서 피를 방제할 수 있는 제초제 유효성분의 함량이 줄어든 관계로 피가 주요잡초로 다시 등장하였다. 혼합 제초제가 많았던 1991부터 2000년까지 SU계 제초제 저항성잡초인 물달개비의 발생과 피와 미국가막사리 등의 일년생 잡초가 다시 증가하는 양상을 보였다(Lee et al., 2012). 이와 같이 잡초방제법 중 제초제 사용의 변화는 논 생태계 내 잡초종의 다양성, 발생량 및 우점 잡초종 변화의 주된 원인이며(Kim and Shin, 2007), 제초제 사용 중에서도 동일 제초제의 연용이 논잡초의 초종 변화에 가장 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다(Kim et al., 2012).
최근에는 이상기온으로 인해 제초제 사용과 함께 기후변화가 논 발생 잡초종의 변화에 새로운 요인으로 부각되고 있다. 기후변화로 인한 기온, 강수량, 일사량 등의 변화는 식물의 생육 및 분포에 변화를 초래할 수 있기 때문에 보다 체계적인 잡초방제법이 요구되는 실정이다. 작물을 재배하는 데 있어 잡초의 발생분포와 잡초종 변화를 미리 파악하여 제초제를 적절하게 사용한다면 작물의 수량과 품질향상 및 노동력 절감의 효과도 기대할 수 있을 것이다(Hwang et al., 2013). 따라서 주기적으로 농경지에서 발생하고 있는 문제 잡초종을 파악하여 국가적인 차원에서 안정된 수확량 확보를 위한 효율적인 잡초방제의 체계를 개발할 필요성이 있다.
따라서 본 연구는 농촌진흥청에서 10년 주기로 진행하는 전국 논잡초 정밀분포 조사의 일환으로 경상북도 13개 시·군에서 논 320지점을 선정하여 잡초의 발생 분포양상을 파악하여 효과적이면서 생력적인 잡초관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여 수행되었다.
본 연구는 경북지역 논에 발생하는 잡초의 분포를 알아보기 위하여 2013년 6월부터 7월까지 경상북도의 구미시, 안동시, 영덕군 등 13개 시·군의 읍·면·리를 대상으로 잡초조사가 수행되었다. 대상 지역은 3개 리를 임의로 선정하여 총 320지점의 논을 대상으로 잡초 발생 정도를 조사하였다(Fig. 1). 잡초 조사가 이루어진 논 포장의 위치를 알기 위하여 스마트폰 어플리케이션(Tmap, 4.1 version)을 이용하여 주소를 기록하였고, GPS (ICE GPS 100c)를 이용하여 위도와 경도를 기록하였다. 논에 발생한 잡초의 조사면적은 가장자리를 제외하고 0.3×5 m를 기준으로 하여 모든 초종과 본수를 확인하였다. 아울러 잡초 발생 밀도가 상대적으로 낮은 논 포장에서는 발생한 잡초종 본수를 조사하였고, 잡초 발생 밀도가 높은 논 포장에서는 평균적으로 발생된 지점에서 0.3×2 m로 하여 잡초종과 본수를 전수로 조사하였다.
[Fig. 1.] The location of 320 survey sites in Gyeongbuk Province.
지역별 논 포장에 발생된 잡초의 피도는 Braun-Branquet (1964)에 의해 우점도 5, 4, 3, 2, 1, +, r의 7단계로 세분화하여 판정하였다(Table 1). 위의 조사결과를 기준으로 빈도(Fi), 상대빈도(Rfi), 피도(Ci), 상대피도(RCi), 중요치(IV)를 계산하였다. 빈도는 전체 방형구 수에 대한 특정 종이 출현한 표본의 백분율로, 특정 종이 출현한 조사구 수(Ji)를 총 조사구 수(Pi)로 나눈 값이며, 상대빈도는 빈도를 출현한 모든 종의 피도 총합(∑F)으로 나눈 값에 100을 곱하여 구하였다. 중요치는 상대빈도와 상대피도를 더한 후 200으로 나누어 값을 구하였다.
[Table 1.] Braun-Braunquet’s cover-abundance scale for weeds cover estimation.
경북 시군별 논잡초의 피도와 논 면적에 따른 잡초 발생량과 우점도를 조사하였고 잡초 조사는 한국 잡초도감(Kim and Park, 2009)을 이용하여 잡초의 식별 및 특성을 확인하였고, 잡초조사 결과는 국가표준식물목록(KNA, 2007)에 의거하여 목록을 작성하였다. 아울러 논에 발생한 잡초종에 대해서는 Raunkiaer(1937)의 생활형을 기준으로 일년생과 다년생을 구분하였고 동시에 과별 분포 비율을 산정하였다. 지역간 잡초종의 출현에 따른 차이를 보기 위하여 Hill(1973)의 의한 Two-way indicator species analysis (TWINSPAN)을 이용하여 분석을 수행하였다(Community analysis package 4.0).
경북지역 320지점의 논에 발생하는 잡초는 27개과(family) 51초종(species)이었으며 초종이 많은 순은 강피, 물피, 나도겨풀 등의 벼과(family) 9초종, 올방개, 올챙이고랭이, 알방동사니 등의 사초과(family) 5초종, 여뀌, 고마리 등의 마디풀과(family) 4초종, 한련초, 미국가막사리 등의 국화과(family) 4초종 순이었다. 발생 잡초종의 생활형태에 따른 차이는 일년생잡초가 34종(66.7%), 다년생잡초가 17(33.3%)종으로 경북지역의 논에 발생한 잡초종의 대부분이 일년생잡초로 조사되었다(Table 2).
[Table 2.] Dominant weed family identified from paddy fields in Gyeongbuk Province.
우리나라 농경지에 발생하는 433종에 대한 과별 분류에서 국화과, 화본과, 마디풀과, 사초과 순인데 비하여(Lee et al., 2007) 논에서만 조사된 이번 결과에서는 광엽잡초에서 가장 우점하는 것으로 나타나 도별 차이가 상이한 것으로 나타났다.
경북지역의 논에 발생하는 잡초의 우점도를 조사한 결과(Table 3), 발생초종 중에서 물달개비의 발생 비율이 10.80%로 경북지역 논에서 가장 우점하는 잡초로 조사되었고, 다음으로 좀개구리밥 10.74%, 가막사리 8.77%, 강피 7.17%, 올챙이고랭이 6.20%, 올방개 6.13%, 벗풀 5.85%순으로 나타났다. 상위 7개 초종(물달개비, 좀개구리밥, 가막사리, 강피, 올챙이고랭이, 올방개, 벗풀)이 차지하는 발생 비율이 전체의 50%이상으로 높게 나타났으며, 상위 18개 초종(물달개비, 좀개구리밥, 가막사리, 강피, 올챙이고랭이, 올방개, 벗풀, 물피, 밭뚝외풀, 여뀌바늘, 자귀풀, 사마귀풀, 여뀌, 미국가막사리, 미국외풀, 뚝새풀, 중대가리풀, 한련초)이 전체의 90%이상을 차지하고 있어 경북지역에서 논잡초 방제시 고려해야 할 주요 문제 초종으로 나타났다(Table 3).
[Table 3.] Relative frequency (RF), relative cover (RC), and importance value (IV) of different paddy weeds species in Gyeongbuk Province, decreasingly sorted by IV.
경북 지역의 시·군별 생활사에 따른 잡초발생은 상주지역의 경우 일년생잡초 24초종, 다년생잡초 6초종으로 가장 다양하였고, 그 다음이 포항지역으로 일년생잡초 19초종, 다년생잡초 10초종으로 나타났다. 특히 구미와 상주지역의 경우 관행재배와 직파재배에 따른 일년생잡초와 다년생잡초의 초종수는 관행재배에서 많이 발생되는 것으로 나타났다. 지역별 일년생잡초의 우점도(중요치)는 상주(직파재배 논)에서 90.9%로 가장 높았고, 다음으로 구미 88.4% > 영천 86.9% >의성 85.6% >영덕 85.4% 순이었다. 다년생잡초의 우점도는 군위(직파재배 논)에서 48.7%로 가장 높았고, 다음으로 경주 39.8%>포항 31.6%>청도 31.3% >고령 24.7% 순이었다.
[Table 4.] Distribution ratio and importance value by life cycle of paddy weeds in the 13 regions of Gyeongbuk Province.
경북 지역 논잡초의 잎 형태별 초종은 지역과는 무관하게 광엽잡초 >화본과잡초 >사초과잡초 순이었고, 광엽잡초는 상주와 포항에서 각각 21초종으로 가장 많았고 그 다음이 예천 18종 >군위 17종> 봉화, 영덕 16종 순이었다. 화본과(grasses)는 군위, 영덕, 포항에서 5초종으로 가장 많았고 사초과는 상주에서 5초종으로 가장 많은 발생비율을 보이는 것으로 나타났다. 잎 형태에 따른 지역별 우점도는 구미의 직파재배 논을 제외하면 모든 지역에서 광엽잡초가 높았으며 이들 지역 가운데 상주의 직파재배 논, 봉화, 경주에서 각각 88.7%, 82.3%, 81.8%로 다른 지역보다 높은 우점도를 보이는 것으로 나타났으며 화본과와 사초과의 우점도는 지역간에 일정한 경향을 보이지 않았다.
[Table 5.] Distribution ratio and importance value by leaves shapes of paddy weeds in the 13 regions of Gyeongbuk Province.
지역별 상위 10개 논잡초의 발생 비율을 보면 좀개구리밥이 군위, 봉화, 영덕, 청도지역에서 가장 많이 발생하는 잡초로 조사되었으며(Table 6), 이들 지역에서 좀개구리밥의 우점도는 20%이하로 낮은 수준으로 분포하였다. 아울러 가장 높은 우점도를 보인 지역과 잡초종은 구미의 직파재배 논의 물피로 39.6%였다.
[Table 6.] Importance value of major weed species occurred in 13 regions of Gyeongbuk Province.
이러한 잡초군락의 변동요인으로서는 동일 제초제의 연용, 경운과 정지법의 변화, 재배시기의 이동 및 시비량 등에서 제초제의 종류 및 처리방법이 잡초발생 양상을 주도적으로 변화시킨 것으로 나타났으며, 특히 1991년 이후 전국적으로 발생량이 증가하고 있는 저항성잡초 방제를 위하여 benzobicyclon과 carfentrazone-ethyl을 포함하는 혼합제의 사용량이 크게 늘어났다(Kim et al., 2012). 이번 조사에서 물달개비, 강피 등의 우점도가 높게 나타난 것은 제초제 저항성으로 인한 방제문제가 일부 반영되었을 것으로 판단되었고, 전국적으로 제초제 저항성 문제초종인 올챙이고랭이의 발생비율도 증가하였다.
논에 발생된 잡초종을 중심으로 지역간 잡초발생의 차이를 보기 위하여 TWINSPAN 분석을 실시한 결과(Fig. 2), 여뀌바늘(Ludwigia prostrata)과 올챙이고랭이(Scirpus juncoides) 초종의 출현유무에 따라 경주, 구미(직파재배 논), 영천, 의성 4개 지역이 다른 9개 지역과 구별되었고, 미국외풀(Lindernia dubia)의 출현유무에 따라 구미, 상주, 안동, 예천, 청도 5개 지역이 다른 8개 지역과 구별되었고, 마디풀(Polygonum aviculare)의 출현유무에 따라 고령, 영덕, 포항 3개 지역이 다른 10개 지역과 구별되었고, 뚝새풀(Alopecurus aequalis var. amurensis)의 출현유무에 따라 구미, 상주, 안동, 예천 4개 지역이 청도지역과 구별되는 지표 잡초종으로 영향을 미쳐 잡초종의 출현을 통해 지역간 논 잡초발생의 유사성을 비교할 수 있었다.
[Fig. 2.] Twinspan analysis diagram obtained for the 320 sampling plots described by important value of weed species.
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14. Raunkiaer C. 1937 Plant life forms
[ Fig. 1. ]  The location of 320 survey sites in Gyeongbuk Province.
[ Table 1. ]  Braun-Braunquet’s cover-abundance scale for weeds cover estimation.
[ Table 2. ]  Dominant weed family identified from paddy fields in Gyeongbuk Province.
[ Table 3. ]  Relative frequency (RF), relative cover (RC), and importance value (IV) of different paddy weeds species in Gyeongbuk Province, decreasingly sorted by IV.
[ Table 4. ]  Distribution ratio and importance value by life cycle of paddy weeds in the 13 regions of Gyeongbuk Province.
[ Table 5. ]  Distribution ratio and importance value by leaves shapes of paddy weeds in the 13 regions of Gyeongbuk Province.
[ Table 6. ]  Importance value of major weed species occurred in 13 regions of Gyeongbuk Province.
[ Fig. 2. ]  Twinspan analysis diagram obtained for the 320 sampling plots described by important value of weed species.
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