벼 깨씨무늬병은 추락답, 환원이 심한 이탄토양 등에서 주로 발생하며 벼 뿌리가 흑색으로 변하고 줄기, 잎 등에 병반이 증가하여 쌀의 수량이 감소하고 미질 악화를 초래하며 지력저하의 지표로 알려져 있다. 1980년대 경북지역에서 80,681점의 논토양을 분석한 결과 생산성이 낮고, 토양조건이 불량한 사질답, 미숙답, 습답 등의 비율이 전체 논토양중 68%에 해당하였고, 1990년대 말까지 깨씨무늬병의 발생이 없었으나, 1990년대 후반부터는 벼의 도복방지 및 고품질 쌀 생산과 벼농사의 경쟁력 재고 차원의 생력화를 중시하게 되면서 실비를 생략하는 시비방법이 도입되었고 일부 농가에서는 이러한 실비뿐만 아니라 수비까지도 생략하는 농가들이 많이 생기게 되고, 특히 가축사료 또는 공업용으로 사용하기 위해 볏짚이 제거되어 논토양의 비옥도는 더욱 떨어지게 되었다.
1. 토양 유형 및 품종별 벼 깨씨무늬 발병
경북지방의 벼 깨씨무늬병 발생토양의 논 토양 유형을 조사(2001~2003년)한 결과 신답, 함창, 예천통 등 사질 습답이 50%를 차지하였고 상주, 석천통, 월곡, 강서, 남계, 고천통 등 사질답이 약 28%, 신흥, 지산통 등 보통답이 13%정도, 행곡, 화동, 함평 등 미숙답 계통의 토양이 약 9%정도로 약 78%정도가 사질답 토양이 대부분이었다. 품종별 발생면적은 화영벼가 347㏊로 전체 발병면적의 약 34%, 대산벼 197㏊로 20%, 일미벼 82㏊로 8%, 일품벼 59㏊로 6% 등의 순으로 발병되었다. 화영벼, 대산벼, 일미벼, 일품벼 등은 지역 장려품종으로 경북지역에 많이 보급되어 재배면적이 넓기 때문에 발생면적이 넓게 분포되었던 것으로 사료되었으며 일미벼, 일품벼 등은 비교적 깨씨무늬병에 피해가 적은 품종일지라도 불량한 토양조건에서 재배관리가 적절히 이루어지지 않아 발생면적이 늘어났던 것으로 판단되었다.
2. 깨씨무늬병 상습 발생지의 토양 화학성
깨씨무늬병 상습 발생지의 토양 화학성을 분석한 결과, pH는 평균 5.66정도로 전국 논토양 평균치 5.7과 유사하였으나 유기물, 인산, 치환성 K, Ca, Mg함량은 전국 평균치에 비해 매우 낮았으며, 또한 유효규산 함량, 아연함량도 전국평균에 비해 낮았다.
표 1 . 벼 깨씨무늬병 발병답과 정상답의 토양 화학적 특성비교 (경북도원 : 2001~2003 )
구 분 |
유기물 (g/㎏) |
인산 (㎎/㎏) |
치환성 양이온 |
규산 (㎎/㎏) |
철 (㎎/㎏) |
망간 (㎎/㎏) |
아연 (㎎/㎏) |
칼리 |
칼슘 |
마그네슘 |
정상답 |
18.7 |
67 |
0.32 |
3.27 |
0.62 |
64.9 |
853 |
15.7 |
2.3 |
발병답 |
15.5 |
61 |
0.13 |
2.55 |
0.48 |
52.0 |
471 |
5.3 |
2.0 |
3. 벼 깨씨무늬병 발병 식물체중의 영양분 함량
식물체중의 양분함량을 분석한 결과 깨씨무늬병 피해 식물체에서 고토, 규산, 철 및 망간함량이 낮았다(표 2). 논토양은 담수조건 하에 podzolization과정이 진행됨에 따라 점토입자에 결합된 free iron oxide, silicate 및 염기성이온이 용탈되고, 보다 안정한 2차 광물인 kaolin-clay로 바뀌게 되며, 이들은 비교적 양분의 보유력이 약한 편이므로 시용 양분의 유실이 심하며 양분 공급력 또한 약하다. 조사지점의 토양 화학성분 함량이 비교적 낮은 편인데 이는 식물체의 양분함량 분석 결과로 미루어 볼 때 식물체중 양분결핍, 특히 규산, 철, 망간의 부족에 의해 깨씨무늬병의 발병이 조장된 것으로 판단된다.
표 2. 벼 깨씨무늬병 발병 식물체와 정상 식물체간의 양분 함량 비교 (경북도원 : 2001~2003)
구 분 |
총질소 (%) |
인산 (%) |
칼리 (%) |
칼슘 (%) |
마그네슘 (%) |
규산 (%) |
철 (㎎/㎏) |
망간 (㎎/㎏) |
아연 (㎎/㎏) |
정상식물체 |
0.71 |
0.33 |
4.09 |
0.57 |
0.21 |
7.09 |
237.9 |
500.2 |
52.9 |
발병식물체 |
0.67 |
0.29 |
3.99 |
0.56 |
0.18 |
4.88 |
160.4 |
242.1 |
55.8 |
깨씨무늬병 발생지 토양특성을 요약하기 위하여 토양 유기물, 유효규산, 활성철 및 아연함량과 식물체중 고토, 규산, 철 및 망간함량 변수로 하여 요인분석을 실시한 결과는 표 3, 그림 1과 같다. 벼 깨씨무늬병 발병답과 정상답의 조사지역 토양화학성 및 식물체 양분함량과의 상관계수를 이용한 주성분 분석에서 제 3주성분까지 77.8%의 정보를 해석할 수 있으며, 제 1주성분은 조사지역 토양 화학성 및 식물체 양분함량이 거의 양(+)의 고유벡터 값을 나타내었고, 특히 토양 화학성 중 유기물, 활성철, 치환성 Mn, 식물체 양분은 규산 함량의 고유벡터 값이 높기 때문에 답 토양의 건전성으로 해석할 수 있으며, 제 2주성분은 토양의 유효규산 함량, 식물체의 규산 함량이 양(+)의 높은 고유벡터 값을 나타내는 반면 식물체 Fe 함량은 음(-)의 높은 고유벡터 값을 나타내는데, 이러한 경향은 토양의 Fe는 양이온과 길항작용이 크고, 식물체가 규산을 쉽게 흡수할 수 있는 토양 조건이기 때문에 토양의 지력질소능력으로 해석할 수 있다. 제 3주성분은 토양 중 Zn 함량, 식물체의 Mn, MgO의 고유벡터의 양(+)의 높은 값을 나타내 므로 답 토양의 추락현상 흔히 나타나는 미량원소의 흡수 정도로 해석할 수 있다 .
표 3. 벼 깨씨무늬병 발병에 있어 주요 토양화학성과 식물체 양분함량에대한 각 주성분의 고유벡터 (경북도원 : 2001~2003)
변 수 |
주성분 1 |
주성분 2 |
주성분 3 |
주성분 4 |
토양 |
|
|
|
|
유기물 |
0.698 |
0.250 |
0.270 |
0.516 |
규산 |
0.125 |
0.930 |
-0.191 |
-0.037 |
아연 |
0.510 |
-0.362 |
0.366 |
-0.422 |
활성철 |
0.956 |
-0.086 |
0.073 |
-0.025 |
망간 |
0.980 |
-0.106 |
-0.101 |
0.032 |
벼 식물체 |
|
|
|
|
마그네슘 |
-0.531 |
0.264 |
0.526 |
0.558 |
규산 |
0.725 |
0.652 |
-0.054 |
-0.161 |
철 |
0.499 |
-0.504 |
-0.283 |
0.573 |
망간 |
0.150 |
-0.009 |
0.920 |
-0.139 |
E 값 |
3.717 |
1.826 |
1.465 |
1.133 |
% of variance |
41.294 |
20.288 |
16.282 |
12.586 |
Cumulative variance |
41.294 |
61.582 |
77.864 |
90.450 |
주) Ac.Fe : Active iron, Ex.Mn : Exchangeable manganese,
그림 1의 조사지역별 제 1주성분과 제 2주성분 Score의 직교 좌표상 분포도를 보면 X 축의 제 1주성분은 조사지역 몇몇 곳을 제외하고는 모두 음(-)의 방향에 집중되어 있기 때문에 답토양의 건정성이 나빠 벼 깨씨무늬병의 발병환경이 조장되어 있음을 알 수 있으며, Y 축의 제 2주성분은 양(+)의 방향과 음(-)의 방향에 넓게 분포하면서 깨씨무늬병 발병답은 주로 음(-)의 방향에 있기 때문에 토양의 지력질소공급 능력 감소에 의한 후기 양분 불균형이 심하여 깨씨무늬병 발생이 된 것으로 추정할 수 있다.
