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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.51 No.3 pp.19-27
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2017.51.3.19

The Yield and Quality of Rice for Early Transplanting Cultivation by Cultural Practices in Gyeongnam Plain Area

Deok-Gyeong Seong1, Young-Gwang Kim1, Yong-Cho Cho1, Min Chul Kim2, Cheol Soo Kim3, Dong-Kwan Kim4, Jung-Sung Chung2*
1Department of Crop Research, Gyeongnam Agricultural Research and Extension Services, Jinju, 52733, Korea
2Department of Agricultural Plant Science(Insti. of Agri. & Life Sci., The Brain Korea 21 Plus Project), Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
3Department of Plant Biotechnology, Chonnam National University, Gwangju, 61186, Korea
4Crop Research Institute, Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services, Naju, 58213, Korea
Corresponding author: Jung-Sung Chung +82-55-772-1876+82-55-772-1879jschung@gnu.ac.kr
March 18, 2016 November 4, 2016 January 19, 2017

Abstract

This study was conducted to investigate the optimum transplanting method for increasing the rice yield and quality by early transplanting cultivation in Gyeongnam plain area. This examination used of the transplanting method of planting distance(30×14 and 30×18 cm) with number of seedlings(3, 5 and 7 plants). In high planting density(30×14 cm), the number of tillers was increased while plant height was decreased as the planting number increases. On the other hand, the plant height and number of tillers were increased as planting number increases in low planting density(30×18 cm). However, the number of grain per panicle was increased while the number of panicle was decreased as the planting number decreases. The number of panicle and the number of grain per panicle was increased as the planting distance increase. The yield of rice, when transplanted in the distance of 30×14 cm with 3 plants, was higher than the other treatment. Head rice ratio and head rice yield was the highest when transplanted in the distance of 30×18cm with 3 plants(403 kg/10 a). The protein content was decreased and Toyo taste value was improved when transplanted in the distance of 30×18 cm. Taken together, the best transplanting method for early transplanting cultivation was low planting density(30×18 cm) with 3 plants in Gyeongnam plain area.


경남 평야지 벼 조기재배를 위한 재배방법에 따른 쌀 수량 및 품질특성

성 덕경1, 김 영광1, 조 용조1, 김 민철2, 김 철수3, 김 동관4, 정 정성2*
1경상남도 농업기술원 작물연구과
2경상대학교 농업식물과학과(농업생명과학연구원, BK21 플러스 사업)
3전남대학교 식물생명공학부
4전라남도 농업기술원 식량작물연구소

초록

본 연구는 고온 등숙으로 인해 미질 저하가 큰 벼 조기재배 실시에 적합한 재배법 개선을 위하여 품 질향상을 위한 재식방법을 설정하기 위하여 수행하였다. 재식거리 30×14cm 이앙구에서는 포기당 재식 본수가 3, 5, 7로 증가할수록 초장은 감소하고, 경수는 증가하였으나, 재식거리 30×18cm 이앙구에서 는 재식본수가 증가함에 따라 초장 및 경수가 증가하였다. 재식거리 및 재식본수에 따라 간장 및 수장 의 차이는 적었으나, 재식본수가 적을수록 수수는 적었고 입수가 증가하였으며, 재식거리가 증가함에 따라 수수 및 입수는 증가하는 경향이었다. 이앙구 간 쌀 수량에 따른 통계적 유의성은 없었다. 완전미 수량에서는 재식거리 30×18cm 이앙구에서 싸라기 및 분상질립 비율이 낮아 완전미의 비율이 높은 경 향이었고, 3본 이앙시 403kg/10a로 완전미 수량이 가장 높았다. 재식거리 30×18cm 이앙구에서는 단 백질 함량이 감소하고, 취반미윤기치 값이 증가하여 식미 개선의 효과가 있었다. 이러한 연구결과를 종 합해보면, 벼 조기재배에서는 재식밀도가 낮은 넓은 재식거리(30×18cm)에 개체수가 적은 3본으로 이 앙하는 방법이 조기재배에서 발생하는 문제점들을 개선시킬 수 있을 것으로 판단된다.


    Rural Development Administration
    PJ00921709

    서론

    다자간 협상과 경제영역 확대를 위한 FTA 체결 등에 의해 농산물 수입개방이 확대되고 쌀 관세화 유예가 종료되어 관세화로 전환이 된 상황에서 쌀 산업 유지를 위하여 어느 때보다 가격 경쟁력 확보 및 다양한 소비시장 창출이 요구되는 시기이다(Kim et al., 2014).

    최근 생산비 절감을 통한 가격경쟁력 향상을 위해 서 무논점파 및 항공직파 등 생력재배기술의 안정화 를 위한 연구가 진행되어 벼 재배농가에 접목되고 있 고(Seong et al., 2012; Shon et al., 2012), 다양한 소비를 위하여 조기에 쌀을 생산하여 추석 전 햅쌀의 형태로 판매하여 소득을 높이는 조기재배 품종, 시설 및 원예작물의 후작물로 재배되어 논의 생산효율을 증가시키는 만기재배 품종, 기능성 물질이 높은 여러 가지 유색미를 생산하여 다양한 소비시장을 형성하는 특수미 품종, 높은 수량성으로 가공에 적합한 품종, 국내 조사료 자급률 향상을 위한 사료용벼 등 다양한 목적의 벼가 육성되었다(Seo et al., 2008; Woo et al., 2011; Seong et al., 2014). 이들 중 고온 등숙 에도 미질의 저하가 작고 완전미 수량이 높은 조기재 배에 적합한 품종이 없어 농가에서는 수량이 많은 조 생종 위주로 재배하고 있어 미질관리에 어려움을 겪 고 있다(Lee et al., 2008; Seong et al., 2014).

    남부지방에서는 벼 단작 이외에도 하계에는 벼를 재배하고 동계에는 맥류 및 양파 등을 재배하는 2모 작재배, 4월 하순에서 5월 상순에 벼를 이앙하여 9 월 상순이전에 수확하는 조기재배, 수박이나 고추를 수확하고 7월 상순에 벼를 이앙하는 만기재배가 대 표적인 벼 재배 작부형태로 다른 지역에 비해 논의 활용도가 높다. 하지만 이러한 조기재배나 만기재배 는 벼의 생육기간이 짧아 등숙환경 불량으로 쌀의 품질을 저하시키는 경우가 많아 지역 브랜드쌀의 이 미지 훼손의 우려가 크다(Yang et al., 2005; Lee et al., 2006; Lee et al., 2008).

    벼를 조기에 이앙하는 방법은 조식재배와 조기재배 가 있다. 일반적으로 영양생장기간이 길면 수량이 증 가하는 특성을 이용하여 조기에 육묘하더라도 수확시 기가 빠르지 않고 영양생장기간이 길어지는 만생종을 생육기간이 짧은 산간지에서 수량 증대의 목적으로 재배하는 방식이 조식재배이고, 남부평야지에서 일찍 모내기를 하며 출수기와 수확기를 앞당길 수 있는 조 생종 품종을 재배하는 방식이 조기재배이다. 이러한 조기재배는 최근 햅쌀의 수요가 많은 추석 전 햅쌀 생산으로 농가 소득을 증대시키고, 수확시기가 8월 말부터 9월 초로 9월 중순 이후에 발생하는 태풍의 회피 목적 및 조기수확으로 인한 다양한 작부체계의 기회제공 등의 장점으로 재배면적이 확대되고 있다 (Lee et al., 2008; Lee et al., 2012).

    이러한 조기재배에서 수량구성요소인 수당립수와 등숙률 등이 좋지 않아 수량이 전반적으로 낮다(Lee et al., 2008). 이러한 요인은 벼의 출수기 이후 등 숙 기간의 고온으로 일평균 기온과 일평균 일조시 간을 이용하여 계산하는 소모도장효과는 6월부터 증 가하기 시작하여 7월과 8월이 가장 높았으며, 9월과 10월에 급격히 감소한다고 하였다(Kim et al., 2007). 일반적으로 벼의 등숙 적온은 주간온도 2 6℃, 야간온도 16℃가 최적의 온도라고 알려져 있으 며(Lee, 2001), 수량적인 측면에서 적정온도 범위에 서 낮은 온도인 21∼23℃라고 보고되었다(Yun & Lee, 2001).

    온도와 일조 등의 기상조건과 벼의 생육상태에 따 라 벼의 등숙이 영향을 받는다. 광합성 과정과 호흡 그리고 광합성 산물의 전류 등은 생화학적인 반응이 기 때문에 온도의 영향을 많이 받아 벼 종실의 발육 속도와 발육 기간은 온도와 밀접한 관련이 있다 (Kobata & Uemuk, 2004). 벼는 등숙 기간 동안 고온에 처해지면 벼 종실의 전분 생성에 관여하는 효소의 활성이 낮아져 종실의 발육속도를 제한한다 고 한다(Inada & Sato, 1976). 또한 등숙 기간에 고온에 처해지면 등숙 속도가 빨라져 등숙 기간을 단축시키게 되어 입중 및 등숙율을 떨어뜨려 수량을 감소시킨다(Tashiro & Wardlaw, 1989). 그리고 단 백질함량을 증가시켜 전분의 열호화성이나 밥의 끈 기가 감소되어 식미를 저하시킨다(Kwak & Choi, 1998; Guh et al., 2003).

    또한 동할미의 비율이 높아 도정시 싸라기 발생으 로 인한 도정업자나 소비자의 만족도가 낮아 이를 위한 개선 방안이 요구되고 있다. Nagata et al. (2004)은 동할미 발생은 배유 내 중심부의 아밀로플 라스트 증식 불량으로 세포사이의 간격이 커지는 구 조가 되어 수분의 흡수 건조과정에서 배유 내부 균 열이 생기는 것으로 등숙초기 고온에 의해 배유중심 의 축적이 빨리 진행되어 세포밀도가 낮아지는 환경 적인 요인이라 하였고, 품종에 따라서 등숙초기에 저장물질이 광범위하게 축적되어 성숙후기 배유 중 심부의 균열이 생기기 쉬운 구조를 가지는 유전적인 요인에 의해 영향을 받는다고 알려져 있다(Yamada et al., 2008).

    본 연구는 조기재배의 생육후기에 나타나는 고온 등숙으로 인한 쌀 품질저하를 개선하고자 경종방법 을 달리하여 이삭수 및 입수 조절을 통한 품질개선 여부를 검토하기 위해 수행되었다.

    재료 및 방법

    1실험재료

    고온 등숙으로 품질저하가 큰 조기재배를 경종적 방법으로 개선하고자 조기재배 적품종으로 선정된 조광(Seong et al., 2014)을 공시하여 남부 평야지 인 진주(경상남도 농업기술원)에서 수행하였다.

    2파종 및 재배방법

    정선 및 소독과정을 거친 건전한 종자를 육묘상 자에 130g 기준으로 파종하여 15일간 초자온실에 서 육묘관리 후 5일간 경화과정을 거친 후 파종 20일 후인 2011년과 2012년 4월 20일에 재식거리를 30×14cm와 30×18cm, 재식본수를 3개체, 5개체 그리고 7개체로 하여 난괴법 3반복으로 손 이앙하였 다. 시비량은 10a당 질소 9kg, 인산 4.5kg, 칼리 5.7kg를 시용하였으며 질소는 기비 50%, 분얼비 30%, 수비 20% 비율로 나누어 시용하였고, 인산은 전량 기비로 칼리는 기비 70%, 수비 30%로 시용하 였다. 그밖에 재배방법은 벼 표준재배법(RDA, 2006) 에 준하여 수행하였다.

    3생육조사

    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 수량 구성요소인 수수, 립수, 등숙률, 천립중 과 정현비 등을 조사하였고, 등숙률 측정을 위하여 품종별 3주씩 3반복 수확하여 염수선으로 등숙립과 비등숙립을 분리하여 총립수에 대한 등숙립의 비율 로 구하였다.

    4쌀의 외관 특성

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

    5백도, 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.

    6통계분석

    이앙구 간 비교를 위하여 SAS enterprise guide 를 사용하여, ANOVA(analysis of variance) 분석 으로 각 처리 평균간의 유의차를 비교하였다.

    결과 및 고찰

    1재배방법에 따른 생육특성

    재식거리는 30×14cm와 30×18cm로 하였고 각 재식거리마다 재식본수는 3, 5, 7본수로 달리하여 손이앙 하였으며 이후 생육특성 및 엽색도(SPAD value)를 조사하여 Table 1에 나타내었다. 재식거리 30×14cm에서 재식본수가 증가할수록 초장은 감소 하였으나, 분얼수는 증가하였다. 엽색도는 7본수 이 앙구에서 다른 3본수 또는 5본수 이앙구에 비해 엽 색도가 조금 낮게 나타났다. 이러한 차이가 나타난 것은 많은 본수의 이앙으로 인하여 적은 본수 이앙 에 비해 분얼수가 증가한 것이 원인으로 추정되지만 유의적인 차이는 없었다. 재식거리 30×18cm에서는 재식본수가 증가함에 따라 초장 및 분얼수가 증가하 였다. 이는 재식거리 증가에 따른 재식밀도의 감소 에 대한 영향보다는 본수의 증가로 인한 주간 경합 이 심화된 결과로 판단된다. 재식거리 30×14cm에 비해 상대적으로 30×18cm의 재식거리에서는 주간 경합이 작아 포기내 생육이 양호하여 재식본수 증가 에 따른 초장의 차이는 크지 않은 것으로 판단된다. 재식거리와 본수차이에 의한 재배방법에서 재식거리 및 본수가 증가할수록 분얼수는 증가하였고, 엽색도 및 출수기에서 유의적인 차이는 나타나지 않았다.

    2수량구성요소 및 수량

    재식거리 및 재식본수에 따른 수량구성요소와 그 에 따른 수량을 Table 2에 나타내었다. 전 이앙구에 서 도복은 발생하지 않았고, 재식거리 및 재식본수 에 따른 간장 및 수장의 차이는 미미하여 유의적인 차이는 없었다. 재식본수가 적을수록 수수는 적고 입수가 증가하였으며 재식거리가 증가함에 따라 수 수 및 입수는 증가하는 경향이었다. 수수의 경우에 는 재식거리가 짧을수록 분얼수가 많고 재식거리가 멀수록 분얼수가 많아지는 결과로 볼 수 있으며 입 수의 경우에는 수수와 상호 부의 상관관계가 있어 수수가 증가하면 입수가 감소하고 수수가 감소하면 입수가 증가하는 경향이라 볼 수 있다. 등숙률은 재 식거리가 30×18cm로 넓고, 재식본수가 3본으로 작 은 이앙구에서 87.5%로 가장 높았으며, 전반적으로 재식거리가 넓은 이앙구에서 등숙률이 높게 나타나 는 경향이었으나 정현비 및 현미 천립중의 차이는 없었다. 이러한 결과 30×14cm의 좁은 재식거리의 3본 이앙구에서는 밀식의 효과로 수량이 가장 많았 지만 본수 증가에 따른 수량증가의 효과는 나타나지 않아 쌀 수량에 따른 통계적 유의성은 없었다. 재식 거리가 넓은 30×18cm 이앙구에서는 재식거리가 좁 은 30×14cm에 비해 등숙률이 높게 나타나고 수당 립수가 상대적으로 많았다. 이러한 이유는 재식거리 증가에 따른 재식밀도 감소로 주간 경합이 줄어들어 등숙 환경이 개선된 결과로 판단된다. 그리고 재식 거리가 넓은 30×18cm 이앙구에서는 재식본수의 증 가에 따라 수량이 증가하는 경향이었는데 재식거리 30×14cm 이앙구에 비해 단위면적당 수수가 적어 수량이 적게 나타났으나 유의적이 차이는 없었다.

    3완전미 수량과 쌀의 품위

    재식밀도에 따른 완전미 수량과 쌀의 외형적 특 성에 관한 조사 결과는 Table 3에 나타내었다. 조 기재배로 생산된 벼를 도정 시 가장 문제시 되고 있는 싸라기 발생비율은 전반적으로 밀식으로 인한 생육환경이 불량한 좁은 재식거리의 30×14cm 이 앙구에서 넓은 재식거리인 30×18cm 이앙구에 비 해 높게 나타났으며, 특히, 소식재배인 넓은 재식거 리의 30×18cm 이앙구에서 본수가 감소함에 따라 싸라기의 비율도 감소하는 경향이었다. 또한 분상 질립의 비율도 비슷한 경향이었으나 통계적인 유의 성은 없었다. 완전미 비율은 재식거리 30×18cm, 재식본수 3본에서 가장 높았으며, 전반적으로 넓은 재식거리에서 좁은 재식거리에 비해 높게 나타났다. 따라서 완전미 수량은 쌀수량이 가장 많았던 30×14cm, 3본보다, 재식거리가 넓고, 본수가 적은 소식재배구인 30×18cm, 3본 이앙구에서 가장 높 았다. 쌀의 완전립 비율은 질소 시비량이 적을수록 높고 재식밀도가 낮을수록 높게 나타났다(Choi et al., 2006)는 결과와 같이 소식재배의 효과로 주간 경합 감소로 수광태세 등 등숙환경 개선의 결과로 판단된다.

    4쌀의 이화학적 특성 및 식미

    재식거리 및 본수에 따른 쌀의 백도, 단백질 함 량, 아밀로오스 함량, 그리고 취반미윤기치를 조사 하여 Table 4에 나타내었다. 쌀의 등급을 분류하는 데 중요한 지표로 사용되는 백도는 그 기준이 38 이 상 되어야 식미에 좋은 영향을 준다고 알려져 있다 (Kim, 2002). 식미를 결정하는 주요 요인으로는 단 백질과 아밀로오스 함량으로 아밀로스의 함량은 적 정수준 이상으로 높을 경우 점도와 응집력이 떨어져 찰기가 없어지고 단백질이 높을 경우 경도가 높아지 고 점도가 떨어져 식미가 저하된다고 하였다(Martin & Fitzgerald, 2002). 재식거리 및 본수에 따른 백 도 및 아밀로오스 함량의 차이는 없었고, 재식거리 가 좁은 30×14cm 이앙구에 비해 재식거리가 넓은 30×18cm 이앙구에서 단백질 함량이 감소하고, 취 반미윤기치 값이 증가하여 식미 개선의 효과가 있었 다. 그러나 본수 차이에 의한 영향은 의미 있는 차 이를 나타내지 않았다. 이러한 결과를 볼 때 식미개 선을 위해서는 재식본수 증감보다는 재식거리를 넓 게 하여 주간 경합을 감소시키는 것이 필요하다고 할 수 있다.

    따라서 이러한 연구 결과를 종합해보면, 벼 조기 재배에 의해 발생되는 수량감소 및 단백질함량의 증 가와 밥의 끈기가 감소하는 등의 단점(Inaba & Sato, 1976; Tashiro & Wardlaw, 1989; Kwak & Choi, 1998; Guh et al., 2003)을 보완할 수 있는 적합한 재식법으로는 재식거리를 넓게(30×18cm) 하고 본 수를 3본으로 하여 소식재배하면 완전미 수량의 증 수와 식미개선이 가능할 것으로 판단된다. 이러한 재배법으로 경상남도 지역의 지역별 고품질 쌀 생산 을 위한 품종선발과 조기재배에 적합한 재배법을 적 용하여 고품질 쌀 생산의 가능성에 대한 연구가 필 요하며, 이를 통하여 지역 농민들의 소득증대에 기 여할 수 있을 것으로 판단된다.

    감사의 글

    본 연구는 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호: PJ00921709)의 지원에 의하여 수행되었음.

    Figure

    Table

    Variations of the growth characteristics and heading date as the planting distance and number of plants

    ns, *, **; Nonsignificant or significant at p=0.05 or 0.01 by ANOVA

    Variations of the yield and yield components as the planting distance and number of plants

    ns, *, **; Nonsignificant or significant atp=0.05 or 0.01 by ANOVA

    Variations of the head rice yield and rice quality as the planting distance and number of plants

    ns, *, **; Nonsignificant or significant atp=0.05 or 0.01 by ANOVA

    Variations of the physicochemical properties as the planting distance and number of plants

    ns, *; Nonsignificant or significant atp=0.05 by ANOVA

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