밀 관개 요건 및 방법

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밀 관개 요건 및 방법

밀 재배 물 요구량

밀은 언제 관개가 필요할까요? 

밀의 종/품종에 따라 재배하는 시기와 재배 기간이 크게 달라질 수 있습니다. 봄형과 겨울형 밀 품종에는 몹시 다양한 종류가 있습니다. 구체적으로 듀럼종과 경질 밀은 주로 겨울에 재배하는 반면, 빵용 밀(연질 밀)은 겨울 또는 봄에 재배할 수 있습니다. 밀 재배 기간은 관개의 필요성 여부를 결정하기에 아주 중요하다고 할 수 있습니다. 

겨울 밀은 일반적으로 가을 초에 파종하여 봄 말에 수확하는 반면, 봄 밀은 봄에 파종하여 늦여름 또는 초가을에 수확합니다.  많은 농부들이 겨울형 밀을 선호하는 이유는 봄형에 비해 수확량이 최대 30% 더 많고 관개 필요성이 더 제한적이기 때문입니다(1). 일반적으로 밀은 건조지 작물로 재배되지만 관개 시 식물은 더 잘 자라며 보다 많은 수확량을 가지고 제공합니다. 동시에 봄이 끝날 무렵(또는 초가을)에 점점 더 빈번해지는 가뭄과 폭염으로 인한 물 사용량과 그외 밀 생장에 필요한 물 사용량이 가장 많은 시기와 겹치는 경우가 많아 농부들은 관개를 할 수 밖에 없습니다. 

밀을 관개하는 방법?

밀 작물에서는 재식거리가 몹시 가까워 고랑관개를 할 수 없기 때문에 농부들은 스프링클러(인공 비)를 통해 관개를 적용하는 경우가 많습니다. 캘리포니아 데이비스 대학에 따르면 점적 및 스프링클러 관개 시스템은 지표 관수시스템보다 적은 양의 물을 적용할 수 있으므로 밀의 뿌리 영역을 지나가는 물의 양이 적습니다. 하지만 스프링클러 시스템으로 자주 관개를 하게 되면 작물에 질병이 빠르게 발생할 수 있습니다. 지표 관수시스템은 염분 침출에 더 효율적이며, 이는 밀 작물에 염분이 문제가 되는 경우 중요합니다. 밀 농사에서 관수시스템은 캘리포니아의 중앙 분지 및 저지대 사막에서 가장 흔히 사용되는 반면, 스프링클러는 산간 지역에서 흔히 더 사용됩니다. 연구에 따르면 최적의 관개량으로 점적관개 횟수를 늘리면 밀 뿌리 길이와 무게, 지상 바이오매스 축적이 증가하여 수확량과 물 사용 효율이 향상된다고 합니다. 

주의: 스프링클러를 사용하는 경우, 물로 인해 식물이 잠기지 않도록 스프링클러의 수위를 조절해야 합니다. 또한 온도가 곰팡이병 확산에 유리한 수준일 때 농가는 식물을 자주 살펴보면서 필요한 경우에는 질병 방제 조치를 취해야 합니다. 

관개를 통한 물 공급의 필요성과 횟수는 다음과 같은 요소에 의해 결정됩니다:

  • 강수량 
  • 품종
  • 토양 유형(모래 토양은 적은 물의 양으로 더 자주 관개해야 함)
  • 온도 
  • 관개 시스템과 토양의 물 가용성 

물의 가용성 또는 부족은 최종 곡물 수확량의 양과 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 이를 쉽게 계산하는 방법은 몬태나 주립대학에서 제안한 다음 수학 공식을 적용하는 것입니다(2).

예상 수확량(부셸/에이커 단위) = 5.8(SM + R/I - 4.1) 부셸/에이커:

SM = 토양 수분(인치)

R = 강수량(인치)

I = 관개량(인치)

밀 1부셸 = 60파운드 = 27.216kg

1에이커 = 0.405헥타르

밀의 생장 단계별 물 요구량

밀이 생리적 성숙과 잠재적 수확량에 도달하기 위해서는 평균적으로 약 350-600mm양의 물이 필요합니다. 많은 재배 지역에서는 겨울철 강수량이 이 물 필요량을 충족시킬 수 있습니다. 하지만 필요한 총 물의 양을 충족하는 것도 중요하지만, 높은 수확량을 위해서는 물의 분포도 그에 못지않게 중요합니다. 민감한 단계의 수분 스트레스 또는 과도한 물은 수확량 손실로 이어질 수 밖에 없습니다. 평균 수분 스트레스는 토양 고갈 수준이 70% 이상일 때 발생합니다. 이를 방지하기 위해 농부들은 알맞은 시점에 적절한 양의 물을 관개해야 합니다. 곡물 생산을 위해 재배하는 밀은 더 많은 물을 필요로 하고, 호숙기(물 필요량 28% 감소) 또 수잉기(물 필요량 60% 감소)에 수확하는 사료 작물이 그 뒤를 잇습니다(3).

특히 수확량이 많은 겨울 밀 품종을 사용하는 강수량이 충분하지 않은 지역 농가의 경우 재배 기간 동안 4-6회 관개하는 것이 좋습니다. 이러한 관개는 크라운 뿌리 개시, 분얼, 접합, 개화, 유숙 및 호숙(4)과 같은 중요한 성장 단계를 충족시키는 것을 의미합니다. 관개 시스템을 통해 물을 사용할 수 있는 건조한 땅에서는 호숙기(3)까지 12-18일 간격으로 관개할 수 있습니다.

파종-발아 단계

작물의 발아기 동안 물 부족은 작물 농사 실패로 이어질 수 있으며, 가까운 개화 시점에서의 물 부족은 생산되는 밀알의 수와 품질을 급격히 감소시킬 수 있습니다. 

겨울 밀의 경우 초기 관개(또는 강수)는 식물의 빠르고 균일한 출현과 작물의 정착에 아주 좋은 도움이 되며 ㎡당 분얼수를 늘리는 데 도움이 됩니다. 150mm의 물을 공급해주면 도움이 될 수 있습니다. 다만 어떤 경우에는 잘못된 발아를 피하기 위해 깊이 파종해야 할 수도 있습니다. 식물은 싹이 트려면 토양의 상단 10cm이 충분히 젖어 있어야 합니다. 일반적으로 겨울 밀과 봄 밀 모두 뿌리 발달은 뿌리 영역이 밭에 있을 때, 싹이 트는 동안 많이 이루어집니다. 밀 식물의 뿌리는 최대 1.2-2m(47.2-78.7인치) 깊이까지 자랄 수 있지만, 전체 수분 흡수량의 70-80%가 처음 0.6m의 토양에서 발생하며, 이때 식물 뿌리의 80% 이상이 자랍니다(Cutforth et al., 2013, 5).  따라서 관개를 통해 추가되는 물의 양은 이 토양층을 젖게 유지하기 위해 충분해야 합니다. 

식물 성장 단계(출현~이중 능선)

식물이 성장하고 더 많은 잎 면적을 생성함에 따라 물 수요는 증가합니다. 농부들은 식물의 광합성 활동 유지에 필요한 기공을 항상 열어두기 위해 (잎의 수분 전위가 -1.5 MPa보다 높음) 적절히 물을 공급할 수 있습니다(Palta et al., 1994).  

이중 능선에서 개화까지의 중요한 단계

이 시기는 가장 중요하고 물을 많이 필요로 하는 성장 단계로 간주됩니다. 이 단계에서 경미하거나 중간 정도의 수분 스트레스만 받아도 광합성이 제한되고 세포와 잎의 성장이 감소하면서 식물의 최종 수확량(커널 수 m-2)이 감소하게 됩니다. 전체 식물의 물 필요량의 최대 70%는 분얼(출수) 단계부터 개화 단계까지 사용됩니다. 많은 지역에서 이 물의 양은 강수로 충족됩니다. 하지만 이러한 지역에서도 개화 단계에서 90-150mm 추가 관개가 필요 할 수 있습니다.  또한 지중해, 미국 중남부 주 또는 인도 북부(봄 밀의 경우)에서는 이 기간 동안 한 번 이상의 관개가 이루어질 수 있습니다. 

과도한 물 공급으로 인한 수확량 손실

이 기간은 물 부족뿐만 아니라 과도한 수분 공급에 대해서도 민감합니다. 과학적 근거에 따르면, 잎 7개 확장에서 개화 단계까지 과도한 물 공급으로 인해 최대 92%의 수확량 손실이 발생했습니다(de San Celedonio et al., 2014). 

쉽게 관찰되는 침수의 경우를 제외하고 농부는 지하수 수위 상승을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다. 뿌리 시스템의 장기간 혐기성 조건(지하수위가 0.5m 또는 19.7인치까지 상승)과 식물의 도복은 20~40%의 수확량 감소로 이어질 수 있습니다. (5, 2). 키가 큰 밀과 봄 밀 품종에서 도복 위험이 더 높습니다. 

작물 성숙-수확까지

물 부족은 개화 단계 직후에도 문제가 되어 낟알이 여무는 기간, 낟알 수, 무게를 감소시킵니다(6). 개화 후 낟알이 채워지는 단계는 물 스트레스에 가장 민감한 3대 단계 중 하나로 간주되어 작물 수확량이 크게 감소합니다. 그러나 실험 결과에 따르면 물 부족이 곡물 단백질(글루텐 강도)과 해당 밀가루로 생산된 제빵 품질을 높일 수 있다고 합니다(Zhou et al., 2018). 그러나 더 많은 과학적 증거는 유숙 및 호숙기에서의 물 부족이 질소 흡수를 감소시키고 곡물 단백질의 축적이 최종 제품의 품질에 부정적인 영향을 미친 다는 것을 나타내고 있습니다 (Ali and Akmal, 2022). 

팁:

모든 농부들은 밀을 재배하는 지역이나 기간에 관계없이 계절별 관개보다 토양의 물 가용성에 따라 식물의 생산성이 높아진다는 사실을 인지해야 합니다. 따라서 토양 비옥도와 물 보유 능력을 개선하는 조치를 취하는 것이 매우 중요합니다.  

밀에 대한 정보, 역사 및 영양 가치

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밀 토양 준비, 토양 및 파종 요구 사항

밀 관개 요건 및 방법

밀 비료 요구 사항

밀 병해충

밀의 수확량-수확-저장량

밀 농사의 잡초 관리

 

참고자료

  1. https://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/43783/39923_eib116.pdf
  2. https://waterquality.montana.edu/farm-ranch/irrigation/wheat/wheat-irrigation.html
  3. https://alfalfa.ucdavis.edu/+symposium/proceedings/2012/12-109.pdf
  4. https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
  5. https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/wheat/en/
  6. https://www.fao.org/3/Y4011E/y4011e06.htm
  7. https://www.nature.com/articles/s41598-021-84208-7#:~:text=We%20found%20that%20with%20the,yield%20and%20water%20use%20efficiency.
  8. https://alfalfa.ucdavis.edu/+symposium/proceedings/2012/12-109.pdf

Ali, N., & Akmal, M. (2022). Wheat Growth, Yield, and Quality Under Water Deficit and Reduced Nitrogen Supply. A Review. Gesunde Pflanzen, 1-13.

Cutforth, H. W., Angadi, S. V., McConkey, B. G., Miller, P. R., Ulrich, D., Gulden, R., … & Brandt, S. A. (2013). Comparing rooting characteristics and soil water withdrawal patterns of wheat with alternative oilseed and pulse crops grown in the semiarid Canadian prairie. Canadian Journal of Soil Science93(2), 147-160.

de San Celedonio, R. P., Abeledo, L. G., & Miralles, D. J. (2014). Identifying the critical period for waterlogging on yield and its components in wheat and barley. Plant and Soil378(1), 265-277.

Palta, J.A., Kobata, T., Turner, N.C. & Fillery, I.R. 1994. Remobilization of carbon and nitrogen in wheat as influenced by post-anthesis water deficits. Crop Sci., 34: 118-124.

Zhou, J., Liu, D., Deng, X., Zhen, S., Wang, Z., & Yan, Y. (2018). Effects of water deficit on breadmaking quality and storage protein compositions in bread wheat (Triticum aestivum L.). Journal of the Science of Food and Agriculture, 98(11), 4357-4368.