콩, 다수확의 원리 - 고려대 성낙춘 교수

[황골농장]

I. 콩 다수확 생산의 핵심

콩의 다수확 개념은 파종에서 수확기까지 전 생육기간동안의 수분경영(water management)에 있다. 콩 또한 식물로서 수분이 적당하여야 충분한 생장과 발육이 이루어질 수 있기 때문이다.
우리 나라의 콩 다수확 기록은 1988년 충북제천에서 667kg/10a가 최고 수량이다. 이 농가에서는 왜 매년 다수확을 하지 못할까?
아마도 그 해 그 지역의 콩밭에 적당한 비가 내려주었기 때문일 것이다. 왜냐하면 강우 이외의 모든 생산기술은 이 농가에서 모두 알고 있기 때문이다.
미국의 콩 다수확 기록은 1984년 중부지방에서 800kg/10a가 최고수량이다. 그러나 두 지역 모두 재배한 콩 품종의 수량잠재력(yield potential)은 실제로 얼마나 되는지는 모른다.

최근의 콩 평균수량도 우리 나라의 150kg/10a에 비교하면 미국은 250kg/10a으로 67%나 높다. 왜 그럴까? 세계에서 면적 당 콩 수량이 가장 높은 미국은 1970년대부터 옥수수, 밀, 보리 등과 함께 살수(sprinkle) 또는 관수(irrigation)재배가 새로운 생산기술로 개발되었다.
즉 수분관리가 주요 식량작물 생산증가의 가장 큰 핵심기술이 된 것이다.

우리 나라의 콩 다수확 생산전략도 살수나 관수로 해결될까?
우리 나라는 7월에서 8월까지 여름에 장마기간이 있지만 미국의 주요 콩 생산지역에는 장마기간이 없이 강우량이 연중 비슷하다. 그리하여 살수나 관수로 가뭄을 극복하면 된다. 그러나 우리 나라에서는 우리 기후에 맞는 다수확 생산전략이 필요한 것이다.

첫째, 초기 콩 적정 유묘확보를 위하여 관수나 살수가 필요하고,
둘째, 중기 장마기간에 과잉수분에 의한 콩의 생육장애를 회피하기 위하여는 파종기의 조절, 재식밀 도의 조절 및 휴반의 높이 조절 등으로 적응토록 하여야 되며,
셋째, 후기 콩의 종실비대 촉진을 위하여는 다시 살수나 관수가 다수확 생산전략으로 필요하게 된다. 이것이 우리 나라에 알맞은 콩 다수확의 핵심이 된다.

콩 다수확 생산을 위하여 얼마나 많은 물이 필요한가?
벼를 예로 계산을 하면 1년 1회 벼 재배에 필요한 물은 그해의 강우량에 더하여 1,000mm의 관수가 필요하다고 한다. 재배경험에 의하면 콩에 필요한 물은 1년 1회 재배에 최대 3회를 살수할 경우 90mm면 충분하였다. 콩의 초기 유묘 확보를 위한 살수도 파종당시 기계장치를 이용하면 30mm가 아닌 10mm 로도 충분하다. 일반적으로 파종시를 포함하여 2회 살수하면 300kg/10a이상의 수확량은 어렵지 않았다. 콩 250kg/10a이상에서 500kg/10a범위의 다수확 생산을 위하여는 최소한의 생산전략을 이용하는 인식의 전환이 요구되고 있다.

II. 콩은 언제 파종 하나

콩은 일반적으로 두부용, 메주용, 나물용콩을 생산하기 위하여 재배하는 콩을 여기서는 기준으로 한다.
콩 다수확 생산을 위하여는 가능한 한 늦게 파종하는 것이다. 우리 조상들은 보리 수확 후에 모내기하고 보리 수확 후에 콩을 심었다. 그리고 콩을 수확 후에는 다시 보리를 심었다.
콩의 다수확 재배전략은 여기에서 그 실마리를 찾아야 한다. 7월과 8월의 여름 장마기간에 과잉수분(excessive water)은 콩의 생육장애(growth disorder)를 유발시켜 종실수량에 큰 영향을 준다. 콩 영양생장기에는 13.6 - 39.1%, 개화기에는 24.3 - 51.1%의 수량감소가 있다고 보고되었다. 콩의 파종시기는 이 장마기간의 과잉수분 피해를 어떻게 회피할 것인가를 전제로 결정하여야 된다.

1. 파종기, 출현기, 출현율
콩의 유묘확보는 토양의 수분과 온도의 함수관계에 있다.
토양수분이 충분한 조건에서 파종기를 5월 15일로 파종하면 출현기는 5월 24일이 되어 출현기간은 9일인데, 파종기를 6월 15일로 파종하면 출현기는 6월 20일이 되어 출현기간은 5일이 된다. 이 차이는 파종토양의 온도 때문이다. 문제는 파종토양의 수분이 부족할 경우는 이 출현기가 지연되어 언제인지 모른다. 더욱 문제가 심각한 것은 출현율이다. 토양수분이 충분하면 95%이상의 출현율이 있지만 토양수분이 심하게 부족하면 0%의 출현율도 있다. 즉 파종된 콩 포장의 토양수분이 부족하면 파종기와 재식밀도가 무의미하게 된다.
파종기와 생육기간이 다르고 파종한 재식밀도와 출현된 유묘수가 매우 다르다. 연구기관이나 기술지도기관에서 언제 어떻게 파종하라고 장려하는데 어려운 점이 여기에 있는 것이다.

이 문제를 해결하기 위하여는 콩 포장의 토양에 수분을 공급하여야 된다. 콩은 모든 식량작물 중에서 단백질함량이 제일 높다. 따라서 콩이 발아하여 지표면으로 출현하는데도 모든 식량작물 중에서 가장 많은 수분을 요구하고 있다. 관행재배든 기계재배든 콩을 파종할 수 있는 토양은 콩의 발아 및 출현에 수분이 부족하다. 파종기나 재식밀도를 다수확 생산수단으로 계산할 경우, 파종 후 3일 이내에 강우가 없으면 반드시 관수나 살수를 하여야 된다. 그렇지 않으면 파종기나 재식 밀도가 맞지 않게 된다. 농업기상의 주간예보를 이용하는 것도 하나의 정보화 생산전략이 된다.

콩의 적정 출현율을 위한 수분의 공급방법은 파종시에 물을 관수하며 파종하는 방법, 파종직후 살수하는 방법, 그리고 강우를 기다리다 3일후에 살수하는 방법이 있다. 콩 다수확의 초기 전략은 적정 유묘를 확보하는 것이다.

콩을 언제 파종하는가는 중부지방의 경우 중생종은 6월 상순, 중만생종은 6월 중순, 만생종은 6월하순이 좋았다. 농업기상으로 보면 6월 중순이 콩 파종적기가 된다. 육묘이식재배의 경우는 7월초에 이식해도 된다. 콩 재래종인 서리태(검정콩) 같은 극만생종은 6월 말에서 7월초 파종이 좋다. 남부지방의 경우는 5일에서 7일정도 일찍 파종하면 된다. 왜 이렇게 하여야 되나?

작물생리학에서 말하는 총건물생산량과 종실생산량의 개념이다.
작물은 일찍 파종하여 생육기간을 연장시키면 광합성기간이 길어지기 때문에 총건물생산량은 많아진다는 것이다. 그러나 종실생산량은 이 총건물생산량과 상관이 없이 각 작물개체의 적정영양생장기간이 있어 이 적정 영양생장량을 확보할 때 최대가 된다는 것이다. 특히 콩은 벼, 보리, 밀, 옥수수 등의 화본과 작물과 다른 분지의 수와 각도 및 잎의 크기와 형태 등 초관구조 (canopy structure)의 특성 때문에 더욱 그러하다.

일반적으로 콩의 생육은 8월 중순에서 하순경에 영양생장량이 최대가 된다. 이 때에 후기 장마가 있을 경우 콩은 과잉수분의 피해를 받게 된다. 이 습해(excessive water injury)는 콩의 뿌리기능을 저해시키고 외형상으로 도복, 도장 및 낙엽 등의 문제가 야기되어 종실의 발육에 영향을 주게 된다. 따라서 이때까지 콩 식물체가 과잉영양생장이 되지 않고 습해가 없도록 가능한 한 늦게 파종하고 재식밀도와 휴반의 높이를 파종당시에 조절하여야 한다.

2. 개화기
콩의 개화양상은 신육형(growth type: 유한신육형, 무한신육형, 반무한형), 품종, 파종기 및 포장의 환경조건에 따라 매우 다양하고 복잡하다.
개화기는 콩 개체당 40%이상이 개화한 날을 말하는데 일반적으로 6월에 파종할 경우 7월 20일경에서 8월 10일 이전에 개화기가 되는 품종이면 된다. 그러나 재래종 극만생종인 서리태 같은 경우는 8월 20일 이후에나 개화기가 된다. 콩 품종 및 파종기에 따라 출현기에서 개화기까지 영양생 장기간이 35일에서 50일 정도가 되면 된다. 일찍 파종하여 영양생장기간이 50일 이상 많이 초과되면 대부분 장마기간에 습해를 받게 되고 도복을 하여 수량이 감소하게 된다.

3. 성숙기, 수확기
일반적으로 콩은 품종에 따라 개화기에서 성숙기까지 50일에서 70일 정도의 결실기간이 소요된다. 이 기간은 재배생산 측면에서는 가능하면 짧을수록 좋다. 따라서 성숙기는 10월 상순에서 중순경이 되고 수확기는 5일-10일 후인 10월 중순에서 하순경이 된다. 서리태같은 극만생종은 11월 상순에서 중순경이 수확기가 된다.


III. 콩은 어떻게 파종 하나

1. 재식밀도
콩의 재식밀도는 일반적으로 20,000에서 30,000본/10a로 알려지고 있다.
그러나 우리 나라에서는 이보다는 소식을 하여야 다수확을 도모할 수 있었다.
재식밀도의 일반적인 예는 아래와 같다.
60X12cm에 1주2본(27,777본/10a)
60X14cm에 1주2본(23,810본/10a)
60X16cm에 1주2본(20,833본/10a)
60X18cm에 1주2본(18,518본/10a)
60X20cm에 1주2본(16,666본/10a)

70X11cm에 1주2본(25,974본/10a)
70X13cm에 1주2본(21,978본/10a)
70X15cm에 1주2본(19,047본/10a)
70X17cm에 1주2본(16,807본/10a)
70X19cm에 1주2본(15,038본/10a)

재식밀도는 파종기의 조만, 토양의 비옥도, 그리고 콩 품종의 생육특성 즉 분지수, 엽의 대소 등에 따라서 다르다. 콩 다수확을 위해서는 6월 파종을 기준으로 위에 제시된 범위가 콩 품종들의 적정 재식밀도이다.

2. 휴립휴파
우리 나라 농업기상에서는 평휴재배보다 언제나 휴립재배가 유리하다. 휴간거리는 60cm이나 70cm가 적당하다. 점질토양이나 습지에서는 휴간거리를 70cm으로 넓혀야 휴고가 높아진다. 휴립이 유리한 것은 7월과 8월의 장마기간에 습해를 회피할 수 있기 때문이다.
휴간거리를 60이나 70cm으로 했을 때 파종시의 휴고는 토양의 특성에 따라 15cm에서 25cm정도가 된다. 그러나 수확시에 보면 대개는 7cm에서 15cm정도로 낮아진다. 이 높이가 여름 장마기간에는 콩의 뿌리활력에 매우 큰 영향을 주게 된다.

다른 예는 콩을 평휴로 파종한 후에 잡초방제를 할 때 중경배토기로 북을 주는 방법이다. 이렇게 하면 잡초방제 효과뿐만 아니라 장마기간의 습해와 도복을 다소 경감시킬 수 있다. 콩을 기계로 수확을 할 때에는 콩 개체의 예취 부위가 높아진다.

3. 파종깊이
파종기, 재식밀도 및 휴간거리를 어떻게 하든 파종깊이는 언제나 콩 품종의 종실 크기에 따라 3cm - 5cm가 적당하다. 이 범위를 초과하게 되면 출현일과 출현율에 차이가 나타난다.

4. 재식밀도와 식물경합
육묘이식재배가 수량이 높은 이유는 적정 재식밀도가 유지되기 때문이다. 이것은 콩 개체의 경합(competition)에서 그 해답을 찾아야 한다. 재식밀도를 높여 밀식을 하면 콩 개체간의 경합으로 식물체가 도장을 해서 장마기간에 도복되고 협과 종실이 적어진다. 반대로 소식을 하면 분지가 많아져서 콩 개체 내에서 경합이 일어나므로 역시 면적 당 종실의 수와 크기가 적어지게 된다. 즉 콩 품종의 특성에 따른 적정 영양생장이 이루어지도록 개체간 밀도를 적절히 조절하여 파종하여야 종실 수와 종실 무게가 최대로 되어 면적 당 다수확을 기대할 수 있다.

5. 파종과정
콩을 파종할 포장이 결정되면 트랙터나 경운기로 경운한다. 기비를 인력 또는 농기계로 살포하고 쇄토(harrow)한다. 관리기로 휴간거리를 조절하여 작휴한다. 계획된 재식밀도에 따라 선택한 콩 품종을 파종한다.
이 작업과정은 기계의 이용에 따라 작휴에서 파종까지 동시에 이루어질 수 있다. 또한 개량한 파종기계를 이용하면 관수까지도 동시에 이루어질 수 있을 것이다.


IV. 콩밭에 비료는 주어야 하나??

비료라고 하면 질소비료를 의미하게 된다. 벼, 보리, 밀, 옥수수 등은 수확량의 50%가 질소비료에 의존된다고 해서 연유되었을 것이다. 그러나 콩은 두과작물로서 신개간토양이 아닌 일반 농경지의 경우 질소질 비료는 시비할 필요가 없다. 콩이 공중질소를 고정하여 자급하기 때문이다. 오히려 다른 비료를 시용하여야 된다. 우리 나라의 농경지는 대개 산성토양이기 때문에 공중질소 고정에 도움이 되는 석회(Ca)나 붕소(B)가 함유된 비료가 요구된다. 따라서 복합비료를 기비로 1회만 시비하면 된다. 콩 재배토양의 특성에 따라서 다를 수 있지만 한 예로 복합비료 원예특호의 경우 N: P: K= 9: 14: 12, 고토 7, 붕소 0.3, 석회 14, 규산 8로 되어 있는데 이 비료의 반량(50%)으로 충분하다.

콩은 공중질소 고정을 언제부터 시작하나?
콩 품종에 따라서 차이는 있으나 5월 파종시는 제2본엽에서 제3본엽기, 6월 파종시는 제1본엽에서 제2본엽기부터 공중질소를 고정하는 뿌리혹이 발견된다. 이는 토양의 온도가 6월에 높기 때문이다.

콩은 공중질소를 얼마나 고정하나?
우리 나라 콩 재배토양에서의 정확한 공중질소 고정량은 잘 모른다.
외국에서의 추정치는 10a당 12kg에서 20kg범위 또는 50kg정도가 1년 재배기간중의 공중질소 고정량이라고 한다. 이 고정량의 반은 종실로 이동되고 반은 식물체와 토양으로 환원되어 다음작물이 이용하게 된다는 것이다. 이 공중질소 고정량이 콩 수확 후에 보리를 재배할 때에 질소비료 시용을 절감하는 효과로 나타나는 것이다.



V. 콩의 품종은 ?

1. 콩 장려품종

우리 나라에서는 그동안 콩 품종간 비교에서 수량이 많고 병에 강하며 품질이 우수한 품종들을 많이 개발 육성하였다. 이들 품종은 농촌진흥청 작물시험장에서 발표한 2000년 현재 콩 장려품종으로 아래 표에 나타난 바와 같고, 이들 종자는 각 지역 종자 관리소나 각 시 군의 농업기술센터에 연락을 하여 공급받아 파종할 수 있다.


2. 기계화 적응 품종

최근 농촌인구의 감소와 경지면적의 대형화에 따라 기계작업이 편리한 콩 품종이 요구되고 있다. 주로 수확작업에 관련된 것으로 주경은 가늘고 길며 도복이 없고, 분지수가 적고 직립성이며, 마디가 많아 협수는 많고, 종실의 크기는 중립 또는 중소립의 초형(plant type)인 품종을 말한다. 미국에서는 오래 전부터 이런 초형의 품종을 개발하여 왔다. 그러나 이들 품종이 우리 나라의 장마기간 습해에 견딜 수 있는지는 모른다.


3. 이상형(ideotype) 콩 품종

이는 초형과 초관구조(canopy structure)에 관련된 것으로 어떻게 생긴 콩 품종이 주어진 재배기간 동안에 태양에너지를 최대한 받아 광합성효율을 극대화시켜 수량을 최고로 올릴 수 있느냐는 것이다. 우리 나라는 벼에서 그 예를 찾을 수가 있다. 1970년대에 개발된 통일벼의 초형이다.

벼의 잎이 그전에는 수평적이었으나 현재의 벼 품종들은 직립형 잎이다.

즉 벼의 수광체계를 개량하여 생산성을 증가시킨 것이다. 콩 품종 또한 같은 개념이다. 기계화 적응 품종에 잎의 특성이 개량되면 된다는 것이다. 콩의 잎이 적고 직립형으로 되어 수광체계가 좋게 하면 상위의 잎과 하위의 잎에서 모두 장기간 광합성을 할 수 있게 되어 재배기간 동안에 광합성량을 최대로 증가시켜 수량을 극대화할 수 있는 품종을 말한다. 콩은 벼, 보리, 밀, 옥수수 등 화본과 작물과 다르게 종실이 들어 있는 협이 상부에서 하부까지 모두 있기 때문에 더욱 그러하다. 또한 잎이 적고 직립하면 장마기간의 습해를 회피하는데도 매우 유리하다.


VI. 콩의 기계화 재배

콩의 기계화재배란 콩이 잘 자랄 수 있는 환경을 사람이 해주는 것과 같이 기계로 해주는 것을 말한다. 기계로 작업을 해서 콩이 더 잘 자라는 것은 아닐 것이다. 이는 콩을 재배할 사람이 적거나 생산비를 절감하기 위해서 기계를 이용하는 것이다. 예로 미국은 기계화 재배란 말을 쓰지 않는다. 농작업을 거의 모두 기계로 하기 때문이다. 문제는 농기계를 어떻게 운전하여 사람이 하는 것과 똑같이 만들어 주느냐는 농기계 운전 기술과 농기계 부품의 작업기능에 있다.

1. 콩 파종과 파종방법
여기에 이용할 수 있는 농기계는 경운기(power tiller), 트랙터(tractor), 쇄토기(rotary harrow), 관리기 및 파종기(planter)가 있다.
콩 파종기의 경우 연구개발의 필요가 있다고 본다.

2. 기계화 제초 및 방제작업
기계화제초는 중경배토기(molder)가 이용될 수 있고 제초 및 방제작업은 분무기(sprayer)가 있다.

3. 콩 수확기
콩을 수확하는 콤바인(combine harvester)이 대표적이다.




VII. 콩밭의 관리는 ??

1. 살수 또는 관수
파종시의 수분 공급은 여러 방법으로 할 수 있다. 파종기(planter)에 관수기계를 부착하여 파종과 동시에 관수하는 방법을 설계할 수 있다.
파종직후 유공호오스(perforated hose)나 살수기(sprinkler)를 이용하여 수분을 공급하는 방법이 보편적이다. 콩 생육기간중의 수분공급은 보통 살수기를 이용한다. 살수기는 콩 포장의 크기에 따라 소형에서 대형까지 다양하게 조절할 수 있다.

콩 생육기간중의 수분을 공급해야 한다는 예는 우리 나라의 논두렁 콩에서 찾을 수가 있다. 논두렁 콩이 잘 자라는 이유는 토양이 비옥해서가 아니고 잡초방제가 잘되어서도 아니다. 콩의 생육기간 동안에 가뭄이 있어도, 침수되지 않는 한 장마가 있어도 수분장애(water stress)가 없기 때문에 잘 자라는 것이다. 즉 논의 물 때문에 논두렁 높이 때문에 한해(drought injury)와 습해가 모두 제거된 것이다.

콩 포장의 수분공급은 드물게는 개화기와 착협기에도 요구되고, 콩의 종실비대기간(seed filling period)에는 수분이 부족할 경우 반드시 살수가 필요하다. 수분부족에 의한 콩 수량의 영향을 보면 개화기에는 20%, 협비대기에는 30-40%, 종실비대기에는 40%의 수량감소가 있다고 보고 되고 있다.

콩은 품종에 따라 개화기에서 성숙기까지 50일에서 70일정도의 결실기간 가운데 종실발육시작부터 성숙시까지 20일에서 50일간의 중간기간을 종실 비대기간이라 한다. 이 기간에 가뭄이 있는 경우가 매우 많다. 이 기간동안 2회의 수분공급을 필요로 할 수 있으나 일반적으로 1회의 살수로 가능 하였으며 가장 중요한 기간은 연차간 다를 수가 있으나 9월 상순에서 중순경이 된다.

이 기간의 중요성은 8월 중순에서 하순경에 최대가 된 콩 영양생장체의 동화물질을 어떻게 하면 종실로 최대량을 이동시켜 콩의 수량을 극대화할 것이냐에 있다. 이 분야를 동화물질의 운반과 분배 또는 동화물질의 전류로 표현하는데 이것을 쏘스(source)-씽크(sink)관계 또는 수확지수(harvest index: HI)로 나타내고 있다. 이것이 작물의 수량을 높이기 위한 21세기의 중요한 연구과제가 된다. 즉 품종개량이나 재배기술측면에서 어떻게 하면 짧은 기간에 많은 양의 동화물질을 종실로 이동시킬 수 있느냐이다. 콩 포장의 관리측면에서 보면 이 종실비대기간에 수분을 많이 요구하고 있다는 것이다. 즉 콩 종실이 비대해지기 위하여 많은 양의 동화물질이 콩 종실 로 이동하여야 되기 때문에 많은 양의 수분을 공급하여야 된다는 것이다.

2. 잡초방제
작물생산을 위하여는 잡초와의 전쟁이라고 한다. 콩은 일찍 파종할수록 잡초방제의 횟수가 늘어난다. 온도의 상승에 따른 콩의 생육속도 때문이다. 콩 밭의 잡초 발생초종 및 발생빈도에 따라 다르나 콩 생육초기의 잡초방제가 중요하다. 콩의 초관구조가 토양을 피복하면 그 이후에는 잡초 방제는 필요가 없다.
콩 밭에 잡초가 발생하면 김을 매며 북주는 것이 전통적인 방법이다. 콩 파종 후에 제초제를 살포하고 그 이후 잡초가 발생하면 중경배토기로 제초와 북주기를 동시에 한다. 콩 파종 후에 제초제를 살포하고 그 이후 잡초가 발생하면 경엽처리 제초제를 휴간에 살포한다. 콩 파종 후에 잡초가 발생하면 경엽처리 제초제를 휴간에 살포한다. 기타 잡초 발생초종과 발생빈도에 따라 여러 종류의 제초제를 사용하여 여러 가지 방법으로 잡초방제를 할 수가 있다. 어느 경우이든 콩 밭의 잡초발생에 따라 1회 또는 2회의 잡초방제로 가능하다.

3. 병충해방제
콩의 생육기간중에 문제가 될 수 있는 병충해는 발생당시 농약을 살포하여 방제한다. 최근 중부지방에서 문제가 되는 충해는 톱다리 개미허리 노린재이다. 7월 중순에서 8월 하순까지 온도가 높을 때 심하게 발생을 한다. 이 충해는 예로 "스미치온 유제", "코니도 수화제", "강타 유제" 등 살충제를 1주일에 1회씩 살포하여 방제한다.