Research Article

Korean Journal of Plant Resources. 1 August 2025. 365-374
https://doi.org/10.7732/kjpr.2025.38.4.365

ABSTRACT


MAIN

  • 서 언

  • 재료 및 방법

  •   식물재료 및 재배조건

  •   기상환경과 토양의 이화학적 특성 분석

  •   작물학적 주요 특성

  •   종실의 품질 분석

  •   종자 내 무기성분 함량의 분석

  •   종자 발아 및 숙주나물 수율

  •   통계분석

  • 결 과

  •   재배지역 내 토양 환경요인의 변화

  •   녹두 품종별 생육 특성

  •   녹두 품종별 협과 종자의 특성 및 생산성

  •   녹두 품종별 종실의 성분

  •   종자발아 및 숙주나물 수율

  • 고 찰

  • 적 요

서 언

논에서 벼(Oryza sativa L.) 이외의 타작물 재배는 쌀 생산 면적을 줄이면서 쌀 이외의 곡물 자급률을 향상시키기 위해서 추진되고 있는 정부 정책의 일환이다. 이에 농가에서는 마을단위로 협의체를 구성하여 여러 필지의 논에 단지를 조성하여 콩(Glycine max (L.) Merrill), 밀(Triticum aestivum L.), 조사료 등의 작목을 단일 또는 2모작 형태로 재배하거나 단독으로 규모를 확대하여 감자(Solanum tuberosum L.), 옥수수(Zea mays L.) 등의 소득작물들을 재배하고 있다. 이처럼 쌀 생산을 조정하기 위하여 밭작물로의 작목을 전환하거나 2모작, 윤작, 간작 등의 작부체계를 통해 쌀 이외의 곡물 자급률을 향상시키기 위한 노력들이 행하여지고 있다. 더욱이 논에서 벼를 대신하여 콩, 옥수수, 참깨(Sesamum indicum L.), 들깨(Perilla frutescens (L.) Britton) 등의 밭작물로 전환 시 토양의 물리성이 개선되어 후작물인 밀이나 사료작물의 생육과 수량이 증대되고 밀가루 품질과 사료가치가 향상되는 것으로 보고된 바 있다(Choi et al., 2023; Oh et al., 2022b; Seo et al., 2021). 또한 논에서 벼를 지속적으로 재배할 때와는 달리 콩 등의 밭작물과 윤작 시 메탄생성균의 밀도 감소와 군집 구조에도 영향을 미쳐 주요 온실가스중의 하나인 메탄 배출량을 감소시키는 효과도 보고되었다(Liu et al., 2015; Nishimura et al., 2011).

현재 농가에서는 여름철에 벼를, 겨울철에 밀이나 조사료를 재배하는 작부체계가 주로 이루어지고 있으며(Oh et al., 2021a, 2021b; Oh et al., 2022a), 전략작물로 콩-밀 2모작도 점차 증가하고 있다(Oh et al., 2022b). 그러나 여름철에 콩 재배 시 폭우나 가뭄 등의 기상재해로 인해 병해충 피해뿐만 아니라 생육이나 수확량에 있어서도 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 문제는 농가들에게 직·간접적으로 피해를 줄 뿐만 아니라 소비자에게 미치는 영향도 크다고 할 수 있다. 따라서 기상재해가 적은 계절인 봄과 가을에 논에서 재배할 수 있는 작물들을 선발하여 2모작이나 2기작의 형태로 전환한다면 정부 정책에 부합하면서도 논 재배작물의 다양화를 유도할 수 있을 것으로 보인다.

녹두(Vigna radiata (L.) Wilczek)는 기후 및 토양에 대한 적응성이 높아서 논에서 재배가 가능하고, 재배기간이 100일 이내로 비교적 짧아서 여러 유형의 작부체계에 적용될 수 있다(Aziz-ur-Rehman et al., 2019; Raina et al., 2016). 또한 녹두는 질소고정 세균과의 공생관계를 통해 대기 중의 질소(N2)를 암모늄 (NH4) 이온의 형태로 고정하여 생육에 필요한 질소를 공급받을 수 있으며, 토양 물리성과 비옥도를 개선시킬 수 있다(Khan et al., 2020; Torabian et al., 2019). 그리고, 녹두는 인도 및 버마 지역이 원산지인 아열대성 작물로 감광성보다는 감온성이 큰 작물이다. 따라서 기후변화로 인해 봄철 온도가 지속적으로 상승하고 있고 여름철이 길어지고 있어 봄철 남부지역에 재배가 용이할 것으로 보인다. 그리고 녹두는 국내에서 소비되는 양에 비하여 재배량이 많지 않아서 자급률이 낮고 공급 과잉의 우려도 적어서 논에 재배될 벼 대체작물로 바람직한 것으로 보인다(KASS, 2025; KOSIS, 2023).

이에 본 연구에서는 남부지역의 논에서 봄철에 재배가 용이한 녹두 품종을 선발하고자 4종의 녹두를 대상으로 생육 특성, 종자 수확량과 성분, 그리고 종자 발아율과 숙주나물 수율 등을 살펴보았다.

재료 및 방법

식물재료 및 재배조건

녹두(Vigna radiata (L.) Wilczek)는 아름(Areum), 다도(Dado), 다현(Dahyun), 산포(Sanpo) 4품종을 사용하였으며, 시험은 경상남도 밀양의 국립식량과학원 남부작물부 논 시험포장(N35°49′149′′ E128°74′317′′, 8 m above sea level)에서 실시하였다. 포장은 파종 10 일전에 경운작업을 실시하고, 파종 2~3 일 전에 N-P2O5-K2O (4.0-7.0-6.0 ㎏/10a)를 시용한 후에 정지작업하여 이랑을 만들었다. 종자는 고휴 2열로, 조간거리 60 ㎝, 주간거리 10 ㎝로 하여 1주당 3-4립씩 3 ㎝ 깊이로 4월 20일에 파종하였고, 본엽 2엽기에 솎음작업을 통해 2개체만 남도록 하였다. 시험구는 각 품종별로 1반복당 10 ㎡ (5 m × 2 m)로 구획하여 4 반복으로 배치하였다. 재배기간 동안 관수는 별도로 하지 않았고, 개화기와 개화 후 15일에 질소 비료를 각각 2.0 ㎏/10a을 추가로 시용하였다. 기타 재배관리는 남부작물부 녹두 표준재배법에 준하여 실시하였다.

기상환경과 토양의 이화학적 특성 분석

녹두 재배기간(2022년 4월~2022년 8월) 동안의 대기온도, 강수량, 일조시간은 시험포장의 100 m 이내에 위치한 밀양지역의 기상대(N35°49′147′′ E128°74′412′′, 8 m above sea level)에서 관측한 자료를 사용하였으며, 평균온도는 23.8℃이고, 누적강수량은 509.7 ㎜이며, 일조시간은 12 h 이내인 것으로 조사되었다(Fig. 1). 재배지역의 논 토양은 미사질양토이며, 녹두를 파종하기 전과 수확 후에 각각 4반복으로 채취하여 토양 물리성과 이화학적 특성을 분석하였다(NIAST, 2000).

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Fig. 1.

Comparisons of monthly mean air temperature (A), accumulated precipitation (B), and sunshine duration (C) measured at the experimental site (Miryang) during the growing season (from April to August 2022) of mungbean with their long-term monthly averages (LTA) during 30-years (1991-2020).

작물학적 주요 특성

개화기는 꽃이 핀 개체가 50% 정도에 도달한 날을, 성숙기는 전 개체의 60% 이상 꼬투리가 까맣게 변하고 종자 고유의 색을 띄고 흔들면 소리가 날 때를 조사하여 나타내었다. 개화일수는 파종에서 개화시까지 소요일수, 등숙일수는 개화시에서 60% 이상 성숙시까지 소요일수, 생육일수는 파종에서 성숙기까지 소요일수로 하였다. 품종별 초형은 파종 6주 후에 관찰하여 직립형과 포복형으로, 엽형은 주경의 중간마디 잎을 기준으로 심장형과 결각형으로 구분하였고, 꽃색은 개화기의 오전(8∼10시)에 확인하여 각각 제시하였다. 성숙기에 꼬투리(협) 색과 협의 만곡 여부(휨 정도)를 확인하고, 종자 특성으로는 종피색, 광택, 모양 등을 나타내었다.

녹두 수확은 비동시적 협실 성숙과 탈립성으로 인해 각 구획별로 3회에 걸쳐서 검게 변한 꼬투리를 수확하였으며, 작물의 생육 특성은 1차 수확기(7월 13일)에 농촌진흥청 연구조사 분석기준을 토대로 조사하였다(RDA, 2022). 즉, 각 품종별로 20 개체 (구획당 5 개체씩 4 반복)를 선정하여 경장, 분지수, 주경절수, 개체당 협수, 협 길이, 협당 종자수 등을 측정하였다. 종자는 각 구획에서 1차(7월 13일) 수확한 후에 동일한 장소에서 2차(7월 27일), 3차(8월 18일) 수확한 것을 그늘에서 3~4일간 건조하였으며, 수량은 10 a 당 종실 중량으로 나타내었다.

종실의 품질 분석

수확한 종자는 40°C 순환식 건조기에서 2~3일간 건조하고 소형파쇄기(HR2860, Philps, Amsterdam, Netherlands)로 균일하게 분쇄한 후, 4°C 냉장실에 보관하면서 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 함량 등의 품질을 분석하는데 사용하였다. 수분 함량은 상압가열건조기(DS-80S, Dasol Scientific, Hwaseong, Korea)를 이용하여 105°C에서 24시간 건조하여 감소된 중량값을 측정하였다. 조단백질 함량은 질소/단백질 분석기(Kjeltec 8400, Foss, Hillerod, Denmark)를 이용하여 측정하였으며, 조지방 함량은 자동유지추출장치(Soxhlet System, BÜCHI Labortechnik AG, Flawil, Swizerland)를 이용하여 n-hexane으로 3시간 열수 추출한 후 지방 함량을 구하였다. 조회분 함량은 700°C 직접회화법을 이용하여 측정하였다(AOAC, 2000). 탄수화물 함량은 100 중량부에서 수분, 조단백질, 조지방, 조회분을 뺀 나머지로 표시하였다. 그리고 총 vitexin 함량은 종자의 분말 시료 1.0 g을 70% 에탄올에 첨가하여 80°C에서 90분간 추출하고, 상온에서 냉각 후 syringe filter (13 ㎜/0.2 μm)로 여과하여 액체크로마토그래피(Agilent HPLC 1100, Agilent Technologies, Santa clara, CA, USA)로 분석하였다. 표준물질은 vitexin과 isovitexin을 사용하였으며, 표준곡선을 작성하여 그 함량을 산출하였다.

종자 내 무기성분 함량의 분석

무기성분 함량은 농촌진흥청 농업과학기술원 표준분석법에 준하여 분석하였다(NIAST, 2000). 즉, 분말 시료에 분해용액(HNO3:H2SO4:HClO4=10:1:4)을 첨가하여 전처리 과정을 거친 후에 유도결합플라즈마 분광광도계(Inductively Coupled Plasma Spectrophotometry-Mass, ICP-Integra XL, GBC Scientific Equipment Pty Ltd., Victoria, Australia)를 이용하여 분석하고, 건물중 1 g당 총 무기질 함량으로 제시하였다.

종자 발아 및 숙주나물 수율

종자는 4시간 수침한 후 기온 20°C, 수온 20°C로 조절된 암실의 재배기에 치상하여 5일간 재배하였고, 발아율과 부패 및 경실율, 불완전 발아율, 숙주나물 수율을 조사하였다. 부패한 종자는 발아 과정 중에 썩은 것이며, 경실 종자는 수분을 흡수하지 못해 딱딱한 종자를 나타낸다. 그리고 불완전 발아율은 발아는 이루어졌으나 신장이 이루어지지 않은 종자를 나타낸다. 숙주나물 수율은 종자 무게에 대한 나물 생체중의 비로 나타내었다. 그리고 숙주나물 특성은 5일째에 하배축 길이와 직경 등을 조사하였고, 수확한 숙주나물은 40°C 순환식 건조기에서 2~3일간 건조하여 균일하게 분쇄한 후 종자에서와 동일한 방법으로 총 vitexin 함량을 분석하였다.

통계분석

모든 통계분석은 SPSS 통계 패키지 18.0 (Statistical Package for the Social Sciences, Chicago, IL, USA)을 이용하여 수행하였다. 재배 전과 후의 토양에 대해서는 독립표본 t-검정을 통해 유의성을 검정하였다. 그리고 품종 간의 차이는 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였으며, Duncan의 다중검정(Duncan’s multiple range test)으로 p < 0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

결 과

재배지역 내 토양 환경요인의 변화

논에서의 녹두 재배는 대체로 논 토양의 물리·화학적 특성을 변화시키는 것으로 나타났다(Table 1). 즉, 녹두 재배 후의 토양은 용적 밀도가 1.26 g·㎝-3로 낮고 공극률은 52.3%로 높아졌으며, 기상율이 상대적으로 높았다. 유효 인산(Av. P2O5)과 치환성 양이온(Ca2+, Mg2+, Na+) 함량은 재배 전과 후에 유의한 차이를 보이는데 반하여 토양 pH와 전기전도도, 그리고 토양 유기물, T-N과 K+ 함량은 재배 전과 후에 차이가 없는 것으로 나타났다. 그리고, 토양의 pH는 재배 전과 후에 모두 녹두 재배의 적정 기준(pH 6.5-7.0)보다 낮은 약한 산성을 나타내었고, 유효 인산과 Mg2+ 함량은 재배 전·후에 모두 적정 기준보다 낮았다. 토양 유기물과 Ca2+, K+ 함량은 적정 기준에 부합되었다(NAAS, 2022).

Table 1.

Physical and chemical properties of soil in paddy field in southern Korea.

Soil condition Physical properties Chemical properties
Bulk density
(g·㎝-3)
Three phases of soil (%) Porosity (%) pH
(1:5)
ECz (dS・m-1) SOM
(g・㎏-1)
T-N
(g・㎏-1)
Av. P2O5 (㎎・㎏-1) Exchangeable cations (cmol・㎏-1)
Liquid Solid Air
K+ Ca2+ Mg2+ Na+
Soil before mungbean cultivation 1.44y 26.3 54.6 19.0 45.4 5.98 0.4 33.8 2.53 100.6 0.44 7.26 1.55 0.13
Soil after mungbean cultivation 1.26*x 19.5* 47.7* 32.8* 52.3* 5.94ns 0.3ns 34.6ns 2.38ns 55.4* 0.51ns 8.42* 1.82* 0.17*
Optimum soil conditions 
for mungbean cultivationw
- - - - - 6.5-7.0 <2.0 20-30 - 150-250 0.45-0.55 6.0-7.0 2.0-2.5 -

zEC, electrical conductivity; SOM, soil organic matter; T-N, total nitrogen; Av. P2O5, available phosphorous.

yValues are expressed as the mean of four replicates.

xns, and* represent insignificant, and significant differences between soils before and after mungbean cultivation at 0.01, respectively.

wOptimum soil conditions for mungbean cultivation were cited from National Academy of Agricultural Science (2022).

녹두 품종별 생육 특성

봄철에 남부지역 논에서 녹두 4품종(다현, 산포, 아름, 다도)을 파종하였을 때 발아는 4품종 모두 6일 소요되었고, 개화는 파종 후 55일 정도 소요되었으며, 다현이 다른 3품종들에 비해 3일 빨랐다. 성숙일 수는 전체 수확량의 60% 이상 수확이 가능한 시점으로 하였을 때 아름과 다도는 파종 후 84일, 다현과 산포는 98일이었다(Table 2). 초형은 4품종 모두 직립형이며, 엽형은 결각형(아름, 다도)과 심장형(다현, 산포)으로 구분되었으며(Fig. 2A), 꽃색은 모두 밝은 황색이다. 경장은 다현과 산포가 55 ㎝ 이상으로 컸으며, 다도는 50 ㎝ 이하이다. 지상부 건물중은 다현이 무겁고, 산포는 가벼웠다. 분지수는 다도가 3개로 많고 산포가 적었으며, 마디수는 품종 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 그리고 도복에 대해서는 다도와 산포가 강하였으며, 특히 산포가 도복에 매우 강한 특성을 보였다. 또한 흰가루병에 대해서는 산포와 다현이 저항성이 강한데 반해 다도와 아름은 다소 약하였다.

Table 2.

Major agronomic traits of four mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) cultivars grown under paddy fields.

Cultivars Days to each stages (date) Inherent characteristics Plant height (㎝) Shoot dry weight (g/plant) Branch
(ea/plant)
Node
(ea/plant)
Lodging resistance Powdery mildew
Germination Flowering Maturity Plant type Leaflet shape Corolla colour
Areum 6
(26 April)
54
(13 June)
84
(13 July)
Erect Deeply lobed Light yellow 52.0±1.4zaby 62.5±7.4ab 2.3±0.3ab 8.8±0.8ns Intolerance Intolerance
Dado 6
(26 April)
54
(13 June)
84
(13 July)
Erect Deeply lobed Light yellow 47.8±1.6b 63.32±6.1ab 3.0±0.4a 8.0±0.7 Tolerance Intolerance
Dahyun 6
(26 April)
51
(10 June)
98
(27 July)
Erect Heart Light yellow 58.2±2.5a 67.1±6.7a 2.4±0.2ab 9.4±0.7 Intolerance Tolerance
Sanpo 6
(26 April)
54
(13 June)
98
(27 July)
Erect Heart Light yellow 57.8±4.0a 45.8±4.4b 1.2±0.7b 9.8±0.5 Tolerance Tolerance

zValues are expressed as means±standard error of 20 replicates.

yDifferent letters within each column indicate significant differences among cultivars by Duncan’s multiple test (p < 0.05).

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/kjpr/2025-038-04/N0820380406/images/kjpr_2025_384_365_F2.jpg
Fig. 2.

Morphological characteristics of leaves (A, 30 days after sowing), pods and seeds (B, 80 days after sowing) of four mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) cultivars grown under paddy fields.

녹두 품종별 협과 종자의 특성 및 생산성

수량구성 요소에서 주당 협수는 다도가 41.0개로 가장 많았으며, 산포는 23.2개로 적었다. 꼬투리 길이는 다현이 가장 길었으며, 꼬투리당 종실수는 품종 간에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 3). 꼬투리는 전반적으로 곧게 자라지만 끝이 살짝 휘었고, 녹색에서 성숙하면 검게 변하였으며(Fig. 2B), 중간 정도의 탈립 특성을 보였다. 꼬투리 내부의 성숙된 종자는 모두 각진 원통형이며, 종피는 광택이 없는 녹색이다. 종자의 크기는 아름이 가장 크고 다도가 가장 작았다.

Table 3.

Major agronomic traits of pods and seeds of four mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) cultivars grown under paddy fields.

Cultivars Pod number
(ea/plant)
Pod length 
(㎝)
Inherent characteristics of mature pods Seed number (ea/pod) Inherent characteristics of seeds
Colour Curvature Shattering Shapes Coat colour Surface luster Size
Areum 30.8±2.3zaby 8.0±0.4b Black Straight Moderate 10.6±0.5ns Angular drum Green Non Large
Dado 41.0±5.0a 7.8±0.2b Black Straight Moderate 11.4±0.4 Angular drum Green Non Small
Dahyun 28.4±3.3b 9.2±0.3a Black Straight Moderate 11.8±0.7 Angular drum Green Non Medium
Sanpo 23.2±3.5b 8.8±0.4ab Black Straight Moderate 11.5±0.7 Angular drum Green Non Medium

zValues are expressed as means±standard error of 20 replicates.

yDifferent letters within each column indicate significant differences among cultivars by Duncan’s multiple test (p < 0.05).

종실 수량은 다도가 283 ㎏/10a으로 가장 많고, 아름과 산포는 247 ㎏/10a이며, 다현이 217 ㎏/10a으로 가장 적었다. 백립중은 아름이 4.9 g으로 가장 무거웠고, 다도가 3.7 g으로 가벼웠다(Fig. 3).

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Fig. 3.

Seed yield (A) and 100-seed weight (B) of four mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) cultivars grown under paddy fields. Values are expressed as the mean of four replicates. Different letters within each column indicate significant differences among cultivars of legumes by Duncan’s multiple test (p < 0.05).

녹두 품종별 종실의 성분

종실의 일반성분은 탄수화물 > 단백질 > 수분 > 조회분 > 조지방 순이며, 4품종 모두 탄수화물이 50% 이상을 차지하였다(Table 4). 품종 간에 있어서는 다현이 탄수화물 함량이 다소 낮고, 다른 3품종은 유의한 차이를 보이지 않았다. 단백질 함량은 26.2~28.3%이며 다현이 다소 높았다. 수분 함량은 9.1~9.4%이며 아름이 다소 높았다. 조지방은 0.28~0.52%이며, 다도와 다현이 다소 높고, 아름이 낮았다. 조회분은 3.58~3.71%로 품종 간에 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 총 무기질 함량은 다현이 43.4 ㎎·g-1로 다소 높았으며, 총 비텍신 함량은 다도가 1.11 ㎎·g-1로 가장 높았다.

Table 4.

Characteristics of organic component composition of seed flours from mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) cultivars harvested in paddy fields.

Cultivars Seed flour composition (%) Total nutrients
(mg・g-1 DW)
Total vitexin
(mg・g-1 DW)
Moisture Crude protein Crude fat Crude ash Carbohydrate
Areum 9.4±0.1zay 27.1±0.4b 0.28±0.03b 3.6±0.03ns 59.6±0.4a 42.2±0.2b 0.87±0.07ab
Dado 9.1±0.1b 26.8±0.3b 0.52±0.07a 3.6±0.02 60.0±0.5a 41.7±0.2b 1.11±0.16a
Dahyun 9.2±0.1ab 28.3±0.1a 0.51±0.11a 3.6±0.02 58.4±0.2b 43.4±0.2a 0.82±0.03b
Sanpo 9.1±0.1ab 26.2±0.3b 0.46±0.03ab 3.7±0.07 60.5±0.3a 42.6±0.4ab 0.85±0.04ab

zValues are expressed as the mean±standard error of five replicates.

yDifferent letters within each column indicate significant differences among cultivars of legumes by Duncan’s multiple test (p < 0.05).

종자발아 및 숙주나물 수율

숙주나물 특성 중에 종자 발아율은 다도가 94.1%로 우수하였고, 경실 종자와 불완전하게 발아된 종자의 비율도 다도에서 각각 3.2%와 2.6%로 낮았다. 그리고 발아 중에 부패한 종자는 모든 품종에서 발생하지 않았다. 숙주나물 수율도 다도가 889%로 가장 높은데 반하여 아름이 467%로 가장 낮았다. 숙주나물의 하배축장과 하배축 직경은 품종 간에 유의미한 차이를 보이지 않았다(Table 5). 그리고 숙주나물의 총 vitexin 함량은 품종 간에 유의한 차이를 보이지 않았으며, 종실 내 함량과 비교하였을 때 크게 낮았다.

Table 5.

Germination characteristics and sprout growth of seeds from mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) cultivars harvested in paddy fields.

Cultivars Germination characteristicsz Hypocotyl growthy Total vitexin of sproutz
(μg・g-1 DW)
Germination rate
(%)
Hard-coated seed rate 
(%)
Incomplete germination rate
(%)
Yield
(%)
Length (㎝) Thickness
(㎜)
Areum 57.4±2.4cx 38.2±2.8a 4.5±1.4ns 467.6±17.5c 8.6±1.0ns 1.9±0.05ns 47.5±1.1ns
Dado 94.1±1.8a 3.2±0.8c 2.6±1.0 889.1±29.4a 9.2±1.0 1.8±0.07 53.4±3.0
Dahyun 78.1±1.8b 17.6±1.7b 4.3±0.2 698.4±31.6b 8.7±0.8 1.8±0.07 50.5±3.8
Sanpo 62.5±4.8c 35.4±4.6a 2.1±0.5 581.4±55.1bc 8.7±0.8 1.9±0.06 56.3±1.7

zGermination characteristics and total vitexin values are expressed as the mean±standard error of five replicates.

yHypocotyl growth values are expressed as the mean±standard error of 30 indicidual replicates.

xDifferent letters within each column indicate significant differences among cultivars of legumes by Duncan’s multiple test (p < 0.05).

고 찰

녹두는 열대 및 아열대 지역에서 주로 재배되고 있는 작물로 평균기온이 20∼30℃, 연강우량은 600∼1000 ㎜ 범위에서 생육되고 있다(RDA, 2006). 봄철 남부지역 녹두 재배기간의 평균온도는 23.8℃이고, 누적강수량은 509.7 ㎜로 평년(30년, 1991∼2020년) 대비 2.7℃ 높고, 343.3 ㎜ 감소하였으나 재배상에 문제는 없을 것으로 보이며, 기후변화에 의해 봄철 온도가 지속적으로 상승하고 있어 소득작물로 활용이 가능할 것으로 보인다. 종실 수량은 다현을 제외한 모든 품종에서 247 ㎏/10a 이상으로 많았다. 이는 전남과 경남지역의 밭에서 6월에 녹두 재배 시 170~200 ㎏/10a 생산되는 것과 비교하더라도 녹두의 논 재배 가능성이 높다고 할 수 있다(Kim et al., 2019). 그리고, 전남지역 논에서도 안정적으로 재배가 가능하였다(데이터 미제시). 작물 수량은 토양뿐만 아니라 재배 시기의 기상조건에 의해 변화의 폭이 클 수 있으므로 향후 동일한 기상조건에서의 논과 밭이나 지역 적응성 등을 추가적으로 검토하고자 한다. 한편 아름의 경우는 강우나 약한 바람에 의해서 쉽게 도복되어 논 토양에서의 재배는 적합하지 않은 것으로 나타났다. 이에 반해, 다도와 산포는 Table 2에서 살펴본 바와 같이 도복에 강하였으며, 특히, 산포는 흰가루병에 대해서도 강한 특성을 보였다. 그리고 다도는 다른 3품종에 비하여 경장이 짧아 도복에 좀더 유리할 수 있을 것으로 보이며, 종실 수량도 많고 일찍 성숙되는 특성을 보여, 춘계-추계나 춘계-동계작물 2모작 재배에 유리할 것으로 보인다. 이에 반하여 산포는 다도보다 종실 수량이 다소 낮고 성숙도 늦지만 도복과 흰가루병에 매우 강해 논에서의 녹두 단일재배로 늦게 수확하거나 동계작물인 밀과 2모작 시 적합할 것으로 보인다. 이처럼 녹두는 재배기간이 짧아 다양한 작부체계에 적용할 수 있다. 그렇지만, 녹두는 기상환경과 재배조건이 양호하면 여러 차례 꽃이 피기 때문에 수시로 수확해야 하는 번거로움이 있다. 본 실험에서도 1차 수확기(7월 13일)에 전체 수확량의 48~73% 수확이 가능하였으며, 2차 수확기(7월 27일)에 4~17%, 3차 수확기(8월 18일)에 16~44% 수확하였다(데이터 미제시). 녹두는 같은 두류인 콩과는 달리 일시수확이 곤란해 수시로 수확하지 않으면 탈립되거나 품질 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 녹두 품종별로 70% 이상 수확이 가능하면서 탈립이 이루어지기 전에 수확을 하면 농가 소득 측면에서 유리할 수 있다. 차후에는 콩과 같이 일시에 수확하는 방안을 모색하여 농가 인력과 노력을 절감할 수 있도록 개선해야 할 것으로 보인다.

한편, 벼 단작이나 벼-벼, 벼-밀 2모작을 포함한 집약적인 벼 기반의 작부체계는 토양 비옥도가 저하되는 결과를 초래하고 곡물 수확량이 정체되거나 감소하는 등 작물 생산성에 있어서도 위협을 가하는 것으로 보고되었다(Timsina and Connor, 2001). 즉, 혐기적인 조건에서 호기성으로, 호기적인 조건에 혐기성으로의 반복적인 전환은 토양 구조 및 비옥도, 구성 작물의 생장, 해충 및 질병에 영향을 미치게 된다. 그러나, 벼-밀 작부체계에 녹두와 같은 콩과식물을 도입하면 토양의 탄소 및 질소 상태를 개선하고 다음 작물의 생산성을 높일 수 있다(Prasad, 2011). 본 연구에서도 녹두를 재배하기 전의 논 토양은 Table 1에서 살펴본 바와 같이 재배 후에 액상율과 고상율은 감소하고 기상율은 높아져, 공극률이 증가하고 용적 밀도는 낮아졌다. 즉, 지속적인 벼 재배로 다져져 딱딱하였던 논 토양이 녹두를 재배함으로써 토양 속에 공간이 많아지고 부드러운 토양으로 물리성이 개선될 수 있음을 보여준다. 또한 녹두 재배 후에 토양 유기물 함량과 치환성 양이온(K+, Ca2+, Mg2+과 Na+) 함량이 다소 증가하여 시비효과도 기대할 수 있다. 그러나 T-N과 유효 인산 함량이 다소 감소하여 토양 내 질소가 작물로 흡수되었거나 Fig. 1B에서 살펴본 바와 같이 6∼8월의 빈번한 강우에 의해 일부 유실이 이루어졌을 것으로 보인다. 따라서 토양 질소 이용효율과 수지를 분석하여 생육기간 전반에 걸쳐 작물로의 흡수량과 용탈량도 확인할 필요가 있어 보인다. 그러나, 수확 후 지상부를 토양 내로 환원시킴으로 비옥도를 향상시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 녹두도 2∼3년간 연속적으로 재배하면 식물체가 위축되고 수량이 감소하는 등 연작장해가 발생할 수 있는 것으로 보고된 바 있어(RDA, 2006), 다년간 녹두 재배는 지양해야 할 필요가 있다.

녹두는 주로 종자를 발아시켜 숙주나물로 이용하거나 분말로 가공하여 청포묵이나 녹두전 등의 재료로 이용된다. 이는 녹두의 전분 함량이 높은데서 기인하며, 실제 종실의 탄수화물 함량은 4품종 모두 50% 이상으로 높았다. 특히, 다도는 수확량이 많고(Fig. 3A), 숙주나물의 수율도 889%로 매우 높으며(Table 5), 종실 내 유용성분인 비텍신 함량도 Table 4에서 살펴본 바와 같이 다른 3품종에 비하여 높기 때문에 나물 생산용으로 활용이 가능할 것으로 보인다. 그리고, 최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 숙주나물의 소비량은 꾸준히 증가하고 있는데, 차후에는 숙주나물 수율 뿐만 아니라 기능성 물질에 대한 정보도 제공할 필요가 있을 것으로 보인다. 더군다나 다른 콩과 작물들이 다량 섭취 시 복부 팽만을 유발하는 데 반하여 녹두는 소화하기 쉬워 복부 팽창이 적은 것으로 알려지고 있다(Waniale et al., 2013). 따라서 분말 가공을 이용한 양질의 건강식품으로의 활용 가능성을 모색할 필요가 있다. 이러한 측면에서 산포는 경실 종자 비율이 높고 나물 수율이 다도에 비하여 낮아서 숙주나물로의 이용보다는 종자 자체로 활용하거나 분말로 가공한 식품산업 분야에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

적 요

봄철에 남부지역 논에서 재배하면 유리한 녹두 품종을 선발하고자 4품종(다현, 산포, 아름, 다도)의 녹두를 대상으로 생육 특성, 종자 수확량과 성분, 숙주나물 생산을 위한 발아율과 나물 수율 등을 확인하였다. 개화는 파종 후 55일 정도 소요되었다. 수확기까지의 소요일수는 아름과 다도는 84일이며, 다현과 산포는 98일이었다. 그리고 논에서의 녹두 재배는 논 토양의 물리·화학적 특성을 개선하였다. 즉, 녹두 재배 후에 토양의 기상율은 높아져서 공극률이 증가하고 용적 밀도는 낮아졌다. 또한 토양 유기물 함량과 치환성 양이온(Ca2+, Mg2+과 Na+) 함량이 다소 증가하였다. 종실 수량은 다현을 제외한 모든 품종에서 247 ㎏/10a 이상으로 많았다. 그리고, 다도와 산포는 도복에 강한 특성을 보였다. 종실의 일반성분은 탄수화물 > 단백질 > 수분 > 조회분 > 조지방 순이며, 4품종 모두 탄수화물이 50% 이상을 차지하였다. 종자 발아율과 나물 수율은 다도가 가장 높았으며 산포는 다소 낮았다. 이상의 결과를 토대로 녹두의 재배는 토양의 물리·화학적 특성을 개선할 수 있을뿐더러 다도와 산포는 도복에 강하고 수확량이 많아 남부지역의 논에서 재배하면 유리할 것으로 보인다. 그리고, 다도는 종자 발아율과 나물 수율이 높아 숙주나물 생산에 유리하고, 산포는 발아율과 나물 수율이 낮아 숙주나물로의 이용보다는 종자 자체로 소비하거나 분말로 가공하는 식품산업 분야에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

Acknowledgements

본 연구는 농촌진흥청 어젠다사업(과제명: 남부지역 논의 녹두 연계 작부체계 기술 개발, 과제번호:PJ016827012024)의 지원에 의해 이루어진 결과로 이에 감사드립니다.

Conflicts of Interest

The authors declare that they have no conflict of interest.

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