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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.48 No.6 pp.1-9
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2014.48.6.1

Selection of The Proper Rice Varieties to Early Transplanting Cultivation in Southern Plain of Korea

Deok-Gyeong Seong1, Young-Gwang Kim1, Yong-Cho Cho1, Hyun-Yul Shin1, Min Chul Kim2, Sang In Shim2, Jong Il Chung2, Seok Hyeon Kim2, Cheol Soo Kim3, Jung-Sung Chung2*
1Department of Crop Research, Gyeongnam Agricultural Research and Extension Services, Jiniu 660-985, Korea
3Department of Agronomy (Insti. of Agri. and Life Sci.), Gyeongsang National University, Jinju 660-701, Korea
3Department of Plant Biotechnology, Chonnam National University, Gwangju 500-757, Korea
Corresponding Author : Jung-Sung Chung Tel: +82-55-772-1876 Fax: +82-55-772-1879 E-mail: jschung@gnu.ac.kr
June 2, 2014 October 14, 2014 November 7, 2014

Abstract

Rice yield and quality was affected by high temperature condition in the ripening stage. This study was carried out to select the proper rice varieties to early transplanting cultivation under high temperature condition during the ripening period in southern plain area of Korea. It has investigated to the yield components and milled rice quality of fourteen early-maturing rice cultivars which were transplanted 20 days (April 20th) after seeding. The rice yields of Ungwang, Junamjoseang, Jogwang, Hoangguembora, Manna, Unmi, Miryang238 and Joami were higher than that of the other varieties. The highest head rice yield was Miryang247, followed by Jogwang, Manna and Sandueljinmi. The protein content of 14 rice varieties ranged from 6.0–6.9%. The Toyo value of milled rice had appeared that Miryang247, Sandueljinmi, Joami, Manna, Boseok and Jogwang were higher level than the others. The results indicated that Sandueljinmi, Jogwang, Manna and Miryang247 were proper varieties for early transplanting cultivation in southern plain area of Korea.


남부지방 평야지 벼 조기재배 적품종 선발

성 덕경1, 김 영광1, 조 용조1, 신 현열1, 김 민철2, 심 상인2, 정 종일2, 김 석현2, 김 철수3, 정 정성2*
1경상남도 농업기술원 작물연구과
2경상대학교 농학과(농업생명과학연구원)
3전남대학교 식물생명공학부

초록

벼의 수량과 품질은 등숙기의 고온에 의해 영향을 받는다. 본 연구는 남부지방에서 벼 조기재배로 인 한 고온 등숙에 벼의 수량과 미질이 적합한 벼 품종 선정을 위하여 수행하였다. 조생종 14품종을 파종 후 20일인 4월 20일에 이앙하여 수확 후 수량과 도정된 쌀의 품질을 조사하였다. 쌀 수량은 단위 면적 당 영화수가 가장 많았던 운광이 가장 많았고 주남조생, 조광, 황금보라, 만나, 운미, 밀양238 및 조아 미 순이었다. 완전미 수량은 밀양247이 가장 높았고, 조광, 만나, 산들진미 순이었다. 단백질 함량은 6.0∼6.9% 범위를 나타내었고, 밀양247, 산들진미, 조아미, 만나, 보석 및 조광 품종이 취반미윤기치가 비교적 높게 나타났다. 따라서 남부지방 평야지 벼 조기재배시 산들진미, 조광, 만나 그리고 밀양247이 적합한 품종으로 판단된다.


    I.서론

    한반도의 벼 재배 시점은 정확하지 않으나, 대략 4,000년 전으로 알려져 있다. 이러한 벼는 삼국시 대, 고려시대, 조선시대를 거치면서 우리의 주식으 로 소비되고 있다. 하지만 최근 서구화된 식생활과 흰쌀밥의 섭취가 비만과 당뇨의 주요 원인이라는 인 식이 확산되고 있고 간편한 식단을 선호하는 경향 등으로 1인당 연간 쌀 소비량은 2000년 93.6kg에서 지속적으로 감소하여 2012년 69.8kg로 감소하였고 (KSIS, 2002-2012), 근본적인 대책이 없는 한 지속 적인 쌀 소비 감소가 예상된다.

    벼는 우리민족의 근간이고 국가의 식량 안보 차원 에서도 결코 포기할 수 없는 작물이다. 하지만, 최 근 수입쌀보다 가격 경쟁력이 낮아 벼 재배농가의 소득 감소, 유류비 및 농기계 가격 등의 생산비 상 승, 여름철 고온 및 폭우 등 기후변화와 같은 생산 환경의 변화로 쌀 생산의 위기를 겪고 있고, 벼 재 배면적도 가장 많았던 1987년 1,262천ha에서 2013 년 832천ha로 지속적인 감소 추세라고 보고되고 있 다(KSIS, 1987-2013). 이러한 재배면적의 감소는 쌀 생산기반 붕괴로 인한 식량 해외의존도가 가속화 되어 식량 주권의 상실까지 예상된다. 이에 대응하 고자 우리 쌀의 고급화 전략으로 수확 후 관리과정 에 의한 완전미 생산에 초점이 맞추어지고 있을 뿐 만 아니라 밥맛이 좋은 쌀에 대한 소비자들의 수요 가 계속적인 증가추세에 따라 햅쌀의 선호도가 높아 지고 있다. 이러한 이유로 농가에서는 평야지에서 조생종을 일찍 이앙/수확하는 조기재배가 증가하고 있다(Lee et al., 2008). 벼 조기재배는 남부지방에 서 조생종 품종을 4월 말에서 5월 초순에 이앙하여 8월 말에서 9월 초순에 수확하는 방법으로 7월 중 순에 출수가 된다. 6월 초순에 이앙하여 8월 중하순 에 출수되는 적기재배보다 1달 이상 출수가 빠르다. 기상청 자료에 따르면 2006년부터 2010년까지의 적 기재배와 조기재배 시 출수 후 40일간의 일평균기 온은 조기재배 시 24∼27℃로 등숙 적온으로 보고 되는 21∼23℃보다 전 등숙 기간에 걸쳐 높게 형성 되었고, 적기재배에서는 출수 후 14일부터 등숙 적 온의 범위에 포함되었으며 조기재배 시 40일 간 평 균 26.4℃로 적기재배 시의 23.6℃보다 2.8℃ 높게 경과되었다. 최고기온은 조기재배 시 26.8∼32.9℃ 로 형성되었고, 적기재배 시 24.3∼32.1℃ 이었으며 최저기온은 조기재배 시 21.5∼24.6℃, 적기재배 시 에는 14.4∼23.9℃이었다. 이러한 조기재배 시 높은 온도로 인한 호흡촉진효과와 일조의 건물생산효과의 비율인 소모도장효과가 높아 전반적으로 등숙에 불 리한 환경이다. 조기재배 시 수수의 확보 면에서는 적기재배(Jeoung et al., 2012)와 큰 차이는 없었으 나 고온으로 인하여 등숙률이 낮았으며, 특히 싸라 기 발생비율이 높아 완전립 비율 감소로 인한 쌀 품 질저하가 가장 문제시 되고 있다.

    조기재배에서 출수기, 간장, 수장 및 수수의 확보 에서는 큰 문제점이 발견되지 않았으나, 수당립수, 등숙률 및 수량이 전반적으로 낮았다(Lee et al., 2008). 이러한 요인은 등숙기 고온으로 영남지역에 서 일평균기온과 일평균 일조시간을 이용하여 계산 하는 소모도장효과는 6월부터 증가하기 시작하여 7 월과 8월이 가장 높았으며, 9월과 10월에 급격히 감 소한다고 하였다(Kim et al., 2007). 일반적으로 벼 의 등숙 적온은 주간온도 26℃, 야간온도 16℃가 최 적의 온도라고 알려져 있으며(Lee, 2001), 수량적인 측면에서 적정 등숙온도는 21∼23℃라고 보고되었다 (Yun and Lee, 2001).

    벼의 등숙은 수정된 영화에 탄수화물 등 저장물질 이 축적되는 과정으로 온도, 일조 등 기상조건과 생 육상태의 영향을 받는다. 광합성은 엽신에서 독점적 으로 수행하지만 탄수화물의 집적은 없고 엽초와 줄 기에 집적된다고 하였다(Togari and Sato, 1954). 이렇게 엽초와 줄기에 집적된 대부분의 전분은 등숙 기간 중에 이삭으로 전류한다(Murayama et al., 1961). Kobata and Uemuki(2004)는 광합성, 호흡, 전류 등 등숙에 관련된 모든 과정은 생화학적인 반 응으로 온도의 지배를 받으므로 종실의 발육 속도와 기간은 온도와 밀접한 관련이 있다고 하였고, 등숙 기 고온 피해는 종실의 전분 생성에 관여하는 효소 의 활성이 낮아지기 때문에 종실 발육속도를 제한한 다고 하였다(Inada and Sato, 1976). 또한 등숙기 고온으로 등숙 속도를 빠르게 하여 등숙 기간을 단 축시겨 립중 및 등숙률을 줄여 수량을 감소시키고 (Tashiro and Wardlaw, 1989), 단백질함량을 증가 시켜 전분의 열호화성이나 밥의 끈기 감소로 식미를 저하시킨다(Kwak and Choi, 1998, Guh et al, 2003).

    본 연구는 남부지방 평야지 조기재배에 따른 쌀 품질 저하 개선을 위한 목적으로 출수 이후 고온 환 경에서 등숙과 쌀의 품질 향상에 유전적으로 강한 품종을 선발하고자 수행되었다.

    II.재료 및 방법

    2.1.실험재료

    품종은 조생종 중 농가에서 다수 재배되는 운광, 운미, 한들, 황금보라, 산들진미, 신운봉1호, 조광, 주남조생, 만나, 보석, 조아미 및 지역적응시험이 진행중인 조생종 3계통을 공시하여 남부 평야지인 진주(경상남도 농업기술원)에서 수행하였다.

    2.2.파종 및 재배방법

    정선 및 소독과정을 거친 건전한 종자를 육묘상자 에 130g 기준으로 파종하고 15일간 초자온실에서 육묘관리 후 5일간 경화과정을 거친 후 파종 20일 후인 2009년과 2010년 4월 20일에 1주 3본식 난괴 법 3반복으로 손 이앙하였다. 시비량은 10a당 질소 9kg, 인산 4.5kg, 칼리 5.7kg를 시용하였으며 질소 는 기비 50%, 분얼비 30%, 수비 20% 비율로 나누 어 시용하였고, 인산은 전량 기비로 칼리는 기비 70%, 수비 30%로 시용하였다. 그밖에 재배방법은 벼 표준재배법(RDA, 2006a)에 준하여 수행하였다.

    2.3.생육조사

    품종별 생육 특성은 농업과학기술 연구조사 분석 기준(RDA, 2004)에 따라 조사하였다. 시기별 생육 변화 관찰을 위하여 5월 15일부터 1개월 간격으로 초장, 경수, SPAD값을 3회 조사하였고, 출수기 조 사는 시험구 전체를 관찰하여 총경수의 40%가 출수 한 날로 산정하였다. 품종별로 도복, 간장, 수장 그 리고 수량구성요소인 수수, 립수, 등숙률, 천립중과 정현비 등을 조사하였고, 등숙률 측정을 위하여 품 종별 3주씩 3반복 수확하여 염수선으로 등숙립과 비 등숙립을 분리하여 총립수에 대한 등숙립의 비율로 구하였다.

    2.4.쌀의 외관 특성

    품위는 도정된 백미를 외관품위기(FOSS Cervitec -1625)로 완전립(백미중 피해립, 동할립 및 분상질 립 등 불완전립을 제외한 모양이 완전한 쌀과 깨어 진 쌀 중 그 길이가 3/4이상인 쌀), 분상질립(쌀알 체적의 1/2 이상이 분상질 상태인 낟알), 피해립(병 해립, 충해립, 반점립 등 손상된 낟알과 오염된 낟 알), 동할립(완전한 형태를 갖추면서 균열이 있는 낟알), 싸라기(깨어진 낟알 중 완전한 낟알 평균길 이의 3/4미만인 낟알)로 구분하였다.

    2.5.백도, 단백질, 아밀로오스 함량, 식미치 분석

    도정된 백미의 미질관련 특성은 쌀성분분석기 (FOSS Infratec-1241)로 백도, 단백질, 아밀로오스 를 측정하였고, 취반미윤기치는 식미검정기(TOYO JP, MA-90)를 이용하여 분석하였다.

    2.6.통계처리

    처리구 간 비교를 위하여 SAS enterprise guide를 사용하여 던컨의 다중범위검정(Duncan's multiple range test, DMRT)을 하였다.

    III.결과 및 고찰

    3.1.벼 생육기간의 기후특성

    본 연구기간인 2009년과 2010년의 기상자료를 평 균하여 조기재배 벼 생육기간 중 공시 품종들의 평 균 출수기인 7월 14일과 적기재배의 평균 출수기인 8월 17일 이후의 각각 40일간의 평균기온, 최고기 온, 최저기온을 Fig. 1에 나타내었다. 2009년과 2010년까지의 적기재배와 조기재배 시 출수 후 40 일간의 일평균기온은 조기재배 시 22.5~27.5℃의 범위로 나타났으며 등숙 적온으로 보고되는 21∼2 3℃보다 초기 며칠을 제외하고 전 등숙 기간에 걸쳐 등숙 적온보다 높게 나타났다(Fig. 1A). 최고기온은 조기재배 시 25.1∼33.3℃로 형성되었고, 적기재배 시 24.9∼33.3℃ 이었으며(Fig. 1B) 최저기온은 조 기재배 시 20.0∼24.5℃, 적기재배 시에는 15.0∼ 23.4℃이었다(Fig. 1C). 즉, 최고기온은 조기재배와 적기재배에 차이가 없었으나 최적기온은 조기재배 시 더 높게 나타나 이로 인한 호흡촉진효과와 일조 의 건물생산효과의 비율인 소모도장효과가 높아 전 반적으로 등숙에 불리한 환경이었다.

    3.2.생육특성 및 출수기

    공시된 품종들의 이앙 초기 생육은 다소 저조하였 으나 5월 이후에는 정상적인 생육이 진행되었고, 출 수 전후의 초장이 90cm 이상인 품종은 밀양238, 보 석, 주남조생 이었으며, 80cm 전후의 단간 품종은 산들진미, 조광, 한들이었다(Table 1). 주당경수는 운광, 신운봉1호, 황금보라, 만나 등이 20개 이하로 적어 수중형 품종에 속했던 반면, 조아미, 밀양246 은 25개 이상의 수수형 품종에 속했다. 출수기 전후 SPAD 값은 운광, 조광, 신운봉1, 밀양246, 주남조 생, 황금보라 및 밀양238이 40이상으로 짙은 엽색 군에 속하는 품종이었다(Table 1). 공시된 품종 중 출수기가 7월 11일로 가장 빠른 품종은 신운봉1, 주 남조생, 밀양238 및 밀양246 이었으며, 7월 16일 이후로 다소 늦었던 품종은 산들진미, 만나 및 밀양 247 이었다(Table 1). 일반적으로 조생종 벼 수확기 시는 출수 후 40∼45일경으로 알려져 있어 전 품종 이 8월 하순에서 9월 초순 사이에 수확이 가능할 것 으로 판단된다.

    3.3.수량구성요소 및 수량

    도복지수는 보석, 조아미, 밀양238이 4정도로 다 소 높은 도복정도를 보였고, 운미, 주남조생 및 밀 양246은 2∼3정도의 경미한 도복지수를 보였으며, 그 외 품종은 도복지수 1로 도복이 발생되지 않았다 (Table 2). 도복과 관련이 큰 형질인 간장은 보석이 81㎝로 가장 길었고, 밀양238, 신운봉1, 운미, 밀양 247, 밀양246 순이었으며, 짧았던 품종은 산들진미 가 61.1㎝로 가장 짧았고 조광, 한들, 만나, 황금보 라, 조아미, 운광, 밀양246 순이었다. 수수는 조아 미가 21.9개로 가장 많았고 산들진미, 밀양246, 한 들, 조광, 보석 순으로 높았다. 등숙률은 면적당 립 수가 적은 밀양246, 밀양238, 주남조생, 한들 등이 높고, 면적당 립수가 많았던 운광, 만나, 조아미, 조 광 등이 낮은 경향이었으나 통계적 유의성은 없었 다. Yosida and Parao (1976)는 단위면적당 영화수 가 벼 수량변이의 80% 이상을 설명한다고 하였다. 본 연구에서도 영화수가 가장 많았던 운광이 584kg/10a로 높았고 다음이 주남조생, 조광, 황금 보라, 만나, 운미, 밀양238 및 조아미 순으로 530㎏ /10a 이상의 양호한 수량성을 보여 조기재배에도 적 기재배와 같이 수수 및 립수의 확보가 수량증수에 중요 요인으로 작용하였다(Table 2).

    3.4.백미 품위

    조기재배 시 쌀 품위의 경우 전 품종에서 싸라기 및 분상질립의 비율이 높았으며, 피해립 및 동할립 의 비율은 낮은 경향이었다(Table 3). 동할립의 비 율은 낮은데 비해 싸라기의 비율이 높은 이유는 이 미 동할립의 진행이 많이 이루어져 전동할립의 비 율이 높다는 것을 의미하며 도정과정 중 전동할립 은 싸라기로 부서졌을 가능성이 높다. 이러한 동할 립과 싸라기의 비율이 높은 이유는 등숙기에 지속 적인 고온에 의한 원인으로 생각되며 높은 싸라기 의 비율은 가공하는 과정에서 선별, 제거되기 때문 에 상품성에는 영향을 미치지 않는다. 하지만 완전 히 싸라기로 전환되지 않은 동할립은 밥을 짓는 전 분 호화과정에서 내부에 있는 전분이 쌀 표면으로 분출되기 때문에 밥의 모양이 일그러지고 식미를 떨어뜨린다(Kim, 2007). 또한, 동할립에 의한 높은 싸라기 발생율은 쌀 가공 시 완전미 비율이 낮아 RPC 등에서 기피하는 품종으로 공시된 품종 중에 서는 운미의 싸라기 발생이 31.1%로 가장 높았고, 주남조생, 운광, 밀양238, 황금보라, 보석, 한들 및 신운봉1이 20%이상의 싸라기 발생률을 보였던 반면, 산들진미 12.8%와 밀양247 15.7%로 비교 적 낮은 싸라기 발생을 보여 가공업체가 선호할 품종이었다(Table 3). 분상질립은 운광, 한들, 산 들진미, 신운봉1, 주남조생, 만나, 보석, 조아미에 서 10% 이상으로 높았고, 밀양247, 운미, 조광 등이 낮았다. 완전립의 경우 밀양247이 80.9%로 가장 높았고, 다음이 산들진미 70.9%, 밀양246 70.8% 순이었으며 다른 품종은 70% 이하의 낮 은 완전립률이었다. 이러한 결과로 브랜드쌀의 원료가 되는 완전미 수량은 밀양247이 404kg/ 10a로 가장 높았고 다음이 조광 378kg/10a, 만 나 366kg/10a, 산들진미 364kg/ 10a 순이었다 (Table 3).

    3.5.쌀의 이화학적 특성 및 식미

    백도(whiteness)는 쌀의 등급을 분류하는데 중요 한 지표로 사용되며, 식미에 좋은 영향을 주는 백도 의 기준은 38 이상 되어야 한다고 Kim(2002)이 제 안하였다. 공시 품종중 조광, 조아미, 밀양238을 제 외한 모든 품종들이 38이상을 나타냈다. 단백질 함 량은 밥의 점착성 및 품질과 밀접한 관련이 있다고 보고 되어 있다(Juliano, 1985). 농진청 보도자료에 의하면 일본의 경우에는 최고급 벼의 단백질 함량은 6.4% 이하, 고급 벼는 7.0%, 일반벼의 경우는 7.6% 로 기준을 정하고 있고 우리나라의 경우에는 고품질 쌀은 7.0% 이하로 기준을 설정하고 있다(RDA 2006b). 공시된 품종의 단백질 함량은 6.0-6.9% 범위로 공시 품종 모두 우리나라 고품질 쌀의 기준 이하로 나타났으며, 운광, 운미, 황금보라, 보석, 밀 양247이 비교적 낮았으나, 한들, 산들진미, 신운봉 1, 조광 등은 중 정도의 함량이었다(Table 4). 아밀 로오스 함량 또한 식미에 영향을 미치는 요소로 알 려져 있는데 아밀로오스 함량이 높을수록 취반 시 밥의 부피가 증가하고 끈기는 감소하며 굳기가 증가 하여 식미를 떨어뜨린다(Choi et al., 1997). 공시된 품종의 아밀로오스 함량은 14.6-17.1% 범위를 나타 냈다. Kim et al. (2012)이 시판되고 있는 브랜드 쌀 33종의 아밀로오스 함량은 17.04-17.98% 범위 를 나타내고 있다고 보고하였고 본 연구의 공시 품 종 모두 현재 시판되고 있는 브랜드 쌀의 아밀로오 스 함량보다 낮은 수준인 것으로 나타났다(Table 4). 아밀로오스 함량은 신운봉1, 조광, 조아미 및 밀 양238이 비교적 낮은 함량을 보였다. 호화된 밥의 표면에 나타난 윤기의 정도를 조사하여 식미치를 구 하는 방법인 토요 식미계를 이용하여 취반미윤기치 를 조사하였다. 공시 품종의 취반미윤기치는 68.8-80.7 범위로, 밀양247, 산들진미, 조아미, 만 나, 보석 및 조광 품종이 비교적 높게 나타나 밥맛 이 좋을 것으로 기대되었다.

    본 연구의 결과를 종합해 보면 남부지방 평야지 벼 조기재배에서 완전미 수량과 미질관련 특성 등은 품종간 유의적 차이가 나타났다. 수량적인 측면에서 완전미 비율 및 완전미 수량이 높은 산들진미, 조 광, 만나, 밀양247이 조기재배에 적합할 것으로 판 단된다. 하지만 산들진미와 만나는 다른 2품종에 비 해 분상질립의 비율이 높아 상품가치를 떨어뜨릴 가 능성이 있을 것으로 판단된다. 또한 4품종 모두 아 밀로오스 함량과 단백질 함량은 양호하였으나 싸라 기 발생율이 높은 단점이 나타났다. 따라서 동할립 발생율을 줄일 수 있는 재배방법 개선에 대한 연구 개발이 필요할 것으로 판단된다.

    Figure

    JALS-48-1_F1.gif

    Changes of air temperature from heading date for 40 days at Jinju in Gyeongsangnam-do (2009-2010).

    Table

    Variations of the growth characteristics and heading date as the rice varieties

    Variations of the yield and yield components as the rice varieties

    *Same letters within each column are not significantly difference at 5% level by Duncan’s Multiple Range Test.

    Variations of the head rice yield and apparent rice quality as the rice varieties

    *Same letters within each column are not significantly difference at 5% level by Duncan’s Multiple Range Test.

    Variations of the physicochemical properties as the rice varieties

    *Same letters within each column are not significantly difference at 5% level by Duncan’s Multiple Range Test.

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