옥수수 재배를 위한 관개 일정 설계 방법 및 사용 가능한 관개 시설은 무엇인가요?
농부들은 작물이 스트레스를 받지 않도록 하기 위해 계절에 따라 다양한 생육 단계에 필요한 물 공급이 되도록 알맞은 관개 일정을 설계해야 합니다. 지속적인 물 부족 스트레스는 작물의 성장, 견고성, 다른 비생물적 및 생물학적 스트레스에 대한 저항력에 영향을 미치고 결국 작물 수확량을 감소시킵니다.
건기 작물 재배에 필요한 관수량으로 헥타르당 5~7톤이 필요하며, 전체 재배 기간 동안은 헥타르당 6~9톤으로 변동됩니다.
옥수수 재배 관개 일정
관개 시스템을 통해 식물에 공급되는 물의 양은 다음에 따라 달라집니다:
- 토양 유형(토양 수분보유능력, 토양 수분 함량)
필요한 물의 양을 계산할 때 토양 유형을 간과해서는 안 됩니다. 예를 들어, 모래 토양은 다른 토양 유형보다 최대 8배 더 많은 물이 필요할 수 있습니다(1).
- 환경 조건 및 강수량(증발 강도에 영향을 미치며 관개에 필요한 물의 균형있는 투입량 조절)
- 품종 및 수익률 목표-기대치
- 파종 날짜(일찍 파종한 작물은 관개를 통해 물을 덜 필요로 합니다)
- 관개의 효율성. 특히 가벼운 토양에서는 1회당 중간에서 소량의 물을 사용하는 것이 좋습니다. 구체적으로 말하자면, 호주 정부의 옥수수 농가 지침에 따르면 33mm 이상의 물을 사용하는 대규모 관개 시설보다 25mm의 물을 사용하는 것이 더 효과적이라고 언급했습니다. (2)
기온이 높고 강수량이 적거나 전혀 없는 달에 잘 자란 옥수수 식물의 물 요구량이 주당 60mm(하루에 약 2~3리터)에 달할 수 있습니다. 농부는 물 균형 접근법을 사용하여 관개에 추가해야하는 알맞은 물의 양을 알아내고 구역별로 시기적절한 일정을 설정할 수 있습니다(자세한 내용은 여기를 참조하세요)(2).
위에서 언급한 방법으로 얻은 계산 결과를 보강하고 수정하기 위해 농부는 토양 수분 센서를 사용할 수 있습니다. 텐시오미터는 가장 저렴하면서도 가장 신뢰할 수 있는 옵션입니다(몇 십만원). 물론 이러한 센서의 설치 및 유지보수 비용이 연간 최대 16만원 정도 (약110달러)(3)에 지출될 수 있다는 점을 염두에 두어야 합니다.
옥수수의 성장 단계와 물 요구량
농부는 작물의 성장기 동안 필요한 물 수요가 어떻게 변동하는지, 그리고 물 수요가 충분히 공급되어야 하는 가장 중요한 시기가 언제인지 인지하는 것이 매우 중요합니다. 관개용수의 가용성에 따라 농부는 옥수수 재배 기간 동안 3~9회(또는 가벼운 토양의 경우 최대 11회) 관개를 적용할 수 있습니다. 첫 번째 관개는 파종 전 또는 파종 직후에 실시하여 토양 수분함량을 개선하고 종자의 발아를 촉진시켜야 합니다. 모든 경우, 작물의 요구 수분함량을 충족시키기 위해 1~3회 추가 관개를 하여 생장기 말과 개화기에 토양 수분을 최대 60%까지 유지해야 합니다. 일반적으로 개화기 이후에는 수분 공급이 중단됩니다. 각 성장 단계에서 작물의 요구 수분함량을 완전히 충족시키지 못하는 관개 계획은 약간의 수확량 손실을 초래한다는 점을 유의해야 합니다(1).
식물의 요구 수분함량은 성장기에 따라 달라집니다. 식물의 잎 표면이 커짐에 따라 수분 요구도가 증가하여 캐노피가 완전히 자랐을 때(파종 후 40~60일) 최대 물 사용량에 도달합니다. 옥수수는 개화기 및 초기 곡물 성숙기(파종 후 60~95일) 동안 수분 요구도가 최대치에 도달하고 수분 부족에 매우 민감합니다. 이 단계에서 심각한 수분 부족이 발생하면 수정과 옥수수 개당 알갱이수, 즉, 결과적으로 옥수수의 최종 수확량에 부정적인 영향을 미칩니다(4). 보다 구체적으로, 식물이 시들은 시점에 토양수분이 1-2일 또는 6-8일 동안 남아있으면면 최종 수확량이 각각 최대 20% 및 50% 이상 감소할 수 있습니다. 반대로 옥수수는 초기 식물 성장 단계 (파종 후 40 일까지)와 후기 곡물 채우기 및 숙성 단계 (파종 후 110 일 이후)에서 수분 부족에 더 잘 견딥니다.
과잉 물 공급(침수)도 심각한 문제를 야기하고 최종 옥수수 수확량에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 개화기 동안에는 식물의 수확량이 50% 이상 감소할 수 있습니다(4).
옥수수 재배에 사용되는 관개방법
- 고랑 및 수반관개
이 두 가지 방법은 수자원이 풍부한 지역에서 경사도가 0.5% 미만인 밭에만 제한적으로 적용됩니다. 토양 황폐화 및 침식의 위험이 큰 경우에는 두 가지 방법을 모두 피해야 합니다. 배수가 잘 되지 않는 무거운 토양과 염분 함량이 높은 밭에서는 많은 주의가 필요합니다(옥수수는 매우 민감합니다). 마지막으로, 일년 중 가장 따뜻한 달에는 증발로 인한 수분 손실이 많을 수 있습니다.
- 스프링클러 관개(비 분사형)
옥수수, 특히 대규모 밭에서 가장 널리 사용되는 관개 방법 중 하나입니다. 이러한 시스템에는 상당히 높은 압력(8bar 이상)을 견딜 수 있는 파이프가 필요합니다. 스프링클러는 일반적으로 시간당 18~30m3(시간당 30.000리터)의 물을 공급합니다. 스프링클러를 이용한 관개는 식물 캐노피 주변의 미기후 조건을 완화하고 잎의 증산과 온도를 감소시킬 수 있습니다(Cavero, 2016). 실험 결과에 따르면, 밤에 스프링클러로 관개 시 작물 최종 수확량을 10% 증가시킬 수 있습니다(Cavero, 2018).
이 방법에는 세 가지 주요 문제가 있습니다. 첫째, 바람의 표류와 증발로 인해 많은 수분 손실이 발생합니다. 둘째, 옥수수가 자라면서 밭 내 스프링클러의 이동이 어려워지고 스프링클러가 밭 표면에 설치되어 있지 않은 경우, 작물을 손상시킬 수 있습니다. 영구 설치는 상당히 높은 비용이 들기 때문에 농부는 결정하기 전에 이 점을 고려해야합니다. 마지막으로, 이 방법은 옥수수 식물의 캐노피층에 수분과 습도를 증가시켜 곰팡이 감염에 유리한 조건을 만듭니다.
또한, 개화기(물 수요가 가장 높은 가장 중요한 시기)에 비 분사형 스프링클러로 관개하면 옥수수의 수분과 수정에 일부 문제를 일으킬 수 있습니다. 농부들은 이러한 문제점을 극복하기 위해 이 방법과 분지 관개를 결합하는 방법을 선택할 수 있습니다. 아직 식물의 키가 짧은 초기에는 스프링클러를 사용하고 이후에는 분지 관개로 변경합니다.
- 점적 관개
점점 더 많은 농부들이 물 절약(25-55%), 옥수수의 물 사용 효율 증가, 그리고 높은 수확량(10-50% 수확량 증가) 이유로 점적 관개를 선택하고 있습니다(5, 2, Lamm & Trooien, 2003.). 스프링클러에 비해 점적 관개는 물을 식물의 잎에 적시 지 않아 곰팡이 질병의 노출 위험을 줄인다는 추가적인 장점이 있습니다. 이 시스템은 다양한 기후(온대 및 아열대 지역)에서 10년 이상 성공적으로 검증되었으며 사용되어오고 있습니다.
또한 점적 관개를 사용하게 되면 농부는 이 시스템을 통해 비료 살포를 할 수 있는 기회를 가질 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 점적기의 유량은 시간당 1리터입니다. 관개 호스는 보통 옥수수 식물의 모든 줄마다 배치되며 점적기는 서로 1.4-1.6 미터 간격으로 배치됩니다. 이탈리아의 일부 지역에서는 농부들이 더 큰 밭(30헥타르)을 관개할 수 있는 LPS(저압 시스템)라는 기존 점적 관개 시스템을 성공적으로 사용하고 있습니다. LPS 시스템에서 점적기의 유량은 시간당 0.6리터입니다(6).
농부는 최선의 결정을 내리기 위해 각 관개 시스템의 효율성, 지속 가능성뿐만 아니라 비용도 고려해야 합니다. 어떤 경우든지 지역의 공인 농업 전문가와 상담을 하고 매년 적용하는 관개일정 계획의 효율성을 기록해 두는 것이 자산이 될 것입니다. 모든 분야에 적용되는 황금비율이나 정해진 성공 비결은 없으며, 농부는 본인의 밭과 작물에 가장 적합한 방법을 찾기 위해 실험을 해야 할 수도 있습니다.
옥수수 물 요구량 및 관개 시스템
옥수수 재배에서 잡초를 성공적으로 방제하여 수확량을 높이는 방법
참고자료
- https://www.nature.com/articles/s41598-019-41447-z
- https://industry.nt.gov.au/data/assets/pdf_file/0016/233413/tb326.pdf
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frwa.2021.627551/full
- https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/maize/en/
- https://reader.elsevier.com/
- https://irrigazette.com/en/news/drip-irrigation-maize-corn-france-and-italy
Lamm F R, Trooien T P. 2003. Subsurface drip irrigation for corn production: A review of 10 years of research in Kansas. Irrigation Science, 22, 195–200
Cavero Campo, J., Faci González, J. M., & Martínez-Cob, A. (2016). Relevance of sprinkler irrigation time of the day on alfalfa forage production.
Cavero, J., Medina, E. T., & Montoya, F. (2018). Sprinkler irrigation frequency affects maize yield depending on irrigation time. Agronomy Journal, 110(5), 1862-1873.
