경기북부 논 잡초 분포 특성

Distribution Characteristics of Paddy Weeds in Northern Gyeonggi-do

  • ABSTRACT

    The climate change affects the growth and development of weeds as well as the outbreak of weeds. Especially, the occurrences of problematic paddy weeds due to climate change might cause the difficulties in weed control. This study therefore, investigated the current dominance and distribution of paddy weeds. As a result of the study on paddy weeds in northern Gyeonggi-do, there were total of 65 taxonomy groups including 23 family, 41 genus, 57 species, 7 subspecies and 1 variety. Among all the plants, 46 species were annual plants and 16 were perennial plants. Echinochloa crus-galli was the highest in importance analysis and the followings were in order of Ludwigia prostrate and Lemna paucicostata. The similarity of different paddy weeds in different regions observed through TWINSPAN analysis was distinguished by Fimbristylis miliacea, Rotala indica and Cyperus flaccidus. Regional differences shown in CCA analysis using weed species and soil environment revealed that Gimpo-si and Namyangju-si has difference soil and weeds, which are features that distinguished them from other regions. In northern Gyeonggi-do the result of paddy weed research showed the interregional difference not in dominant weeds but in distribution species.

  • KEYWORD

    논잡초 , 중요값

  • 논 잡초 조사지역과 방법

    경기북부지역의 가평군, 고양시, 김포시, 남양주시, 동두천시, 양주시, 연천군, 의정부시, 파주시, 포천시 10개 시군에 대하여 현지조사를 실시하였고 현지조사는 2013년 7월부터 9월까지 204필지를 선정하여 진행하였다(Fig. 1).

    잡초분포조사는 경기북부 10개 시군의 논의 위치를 위성으로 파악하여 시군의 논이 고루 조사될 수 있도록 선정하였고 조사구의 면적은 1필지를 대상으로 하여 식물의 피도와 토양의 EC, 수분, 온도(WT-1000N), pH(Eutech pc300)를 함께 측정하였다. 식물의 피도는 Braun-Blanquet(1964)의 방법으로 7개 등급(r, +, 1, 2, 3, 4, 5)을 기준으로 조사하였고 피도조사시 식물 층간 높이를 고려하여 부유잡초, 작은 키의 잡초(초본 2층), 큰 키의 잡초(초본 1층)의 피도가 모두 기록될 수 있도록 하였다.

    논 잡초 조사결과의 분석

    잡초조사 결과는 국가표준식물목록(KNA, 2007)에 의거하여 목록을 작성하였고 외래잡초는 한국귀화식물 원색도감(Park, 2009)에 의해 표기하였다. 출현한 잡초종에 대해서는 Raunkiaer(1934)의 생활형을 기준으로 일년생과 다년생을 구분하였고 과별 분포 비율을 산정하였다. 잡초의 우점순위를 알아보기 위하여 중요치(IV)분석을 실시하였다(Curtes and Mc Intosh, 1950).

    지역간의 잡초종의 출현에 따른 차이를 보기 위하여 Hill(1973)의 의한 Two-way indicator species analysis (TWINSPAN)을 이용하여 분석을 수행하였다(Community analysis package 4.0). 또한 토양환경과 식물종과의 관계를 파악하기 위하여 Canonical correspondence analysis(CCA)을 수행하여 생태학적 관점에서 환경변수와 종과의 상호관계를 분석하였다(Ter Braak, 1986).

    경기북부 발생잡초

    경기북부 204개의 논에 발생하는 잡초는 23과 41속 57종 7변종 1품종, 총 65분류군이 출현하는 것으로 조사되었다. 이중 김포시가 가장 많은 종이 조사되었으며 고양시와 연천군 순으로 종이 나타났으며 논이 거의 없는 의정부시가 적은 수의 잡초가 조사되었다. 이중 다년생과 일년생의 비율은 지역간의 차이는 거의 없었고 전체적으로는 다년생이 28.3%, 일년생이 71.7%로 일년생이 많은 종수를 보였다(Table 1). 이 결과는 2007년에 조사된 경기도지역의 논 잡초조사에서 일년생과 다년생의 비율이 49.7%: 50.3% 이었던 결과(Park et al., 2007)보다는 일년생 비율이 높게 나타났는데 이는 과거 1 m2 격자조사와 이번 조사 시 기준이었던 1필지단위의 조사와의 차이로 판단된다.

    조사된 65분류군의 과별 분포는 사초과가 23%로 가장 많이 출현하였고 다음은 화본과와 마디풀과 그리고 국화과가 출현하였다(Fig. 2). 우리나라 농경지에 발생하는 433종에 대한 과별 분류에서 국화과, 화본과, 마디풀과, 사초과 순인데 비하여(Lee et al., 2007) 논에서만 조사된 이번 결과에서는 사초과가 가장 우점하는 것으로 분석되었다.

    발생잡초 별 중요치 분석

    출현종에 우점 서열을 판단하기 위한 중요치 분석에서는 돌피가 가장 많은 논에 출현하였고 높은 피도를 보이면서 가장 우점하는 것으로 조사되었고 부유식물 중에 논을 가장 많이 덮고 있었던 좀개구리밥이 다음으로 높은 것으로 분석되었다. 그외에도 여뀌바늘, 물달개비, 사마귀풀, 자귀풀, 가막사리, 한련초, 미국가막사리, 벗풀, 밭뚝외풀, 닭의장풀, 올방개, 금방동사니 순으로 조사되었다(Table 2). 이번 조사의 결과는 기존 경기도의 전체의 논 잡초 조사결과인 올방개, 피, 벗풀, 가막사리, 물달개비, 자귀풀의 우점순위와는 차이가 있게 조사되었다(Park et al., 2007). 이러한 결과는 과거의 밀도를 중심으로 조사한 결과와 피도를 중심으로 한 이번 조사결과의 차이가 있었을 것으로 여겨지며 과거 조사에서 약 20여종의 논 잡초만 격자조사로 조사가 되었지만 이번 조사에서는 1필지단위로 출현한 모든 종에 대해서 분석하였기 때문에 다른 결과가 나타난 것으로 판단된다.

    경기북부 시군별 우점순위를 알아보기 위하여 시군별 중요치 분석을 한 결과 지역별로는 가평군, 고양시, 파주시, 의정부시, 김포시, 양주시에서는 돌피의 중요치가 높았으며 남양주시는 물달개비, 연천군은 사마귀풀, 동두천시, 포천시는 좀개구리밥의 중요치가 높은 것으로 분석되었다(Table 3).

    논 잡초와 토양의 통계적 분석

    논에 출현한 종을 중심으로 조사지역간의 잡초발생의 차이를 보기 위하여 TWINSPAN분석을 실시하였다(Fig. 3). 분석결과 바람하늘지기의 출현유무에 의해 의정부시와 동두천시가 구별되었고 마디꽃에 의해서 고양시, 김포시, 포천시가 나누어졌다. 병아리방동사니는 파주시, 양주시, 연천군과 가평군, 남양주시를 구별하는 지표종으로 영향을 미쳐 잡초종의 출현을 통해 지역간 논 잡초발생의 유사성을 비교할 수 있었다.

    논 토양의 환경과 잡초와의 관계를 알아보기 위하여 CCA분석을 실시하여 종의 분포패턴과 토양환경의 기여도에 대한 정보를 분석하였다(Fig. 4). CCA분석 결과 1축에서는 김포시가 토양 EC와 양의 상관관계와 토양 수분조건과의 음의 상관관계를 가지며 파대가리, 애기부들, 검정말, 황새냉이의 기여도에 의해 다른 시군과 구별되었고 2축에서는 남양주시가 토양의 pH와 양의 상관관계를 가지며 미꾸리낚시, 통발의 기여도에 의해 다른 지역과 구별되었다. CCA분석에 의해서 김포시와 남양주시의 논 토양 환경과 출현하는 잡초종의 차이가 다른 지역과 구별되는 것을 확인할 수 있었다.

    경기북부의 잡초조사결과에서 출현한 돌피, 물피, 방동사니, 금방동사니, 참방동사니, 바람하늘지기, 애기하늘지기, 검정말 등과 같은 C4식물은 기후변화가 지속될 경우 논 잡초의 분포에서 우점 순위를 차지할 것으로 예상된다. 일반적으로 C3 식물은 기온과 광량이 낮은 봄과 가을에 고위도 지방에서 높은 생산력을 지닌 반면 C4 식물은 여름과 저위도 지방에서 높은 생산력을 나타낸다(Takeda et al., 1977). 따라서 기후변화는 평균기온과 강수량에 영향을 많이 미칠 것으로 예상되고 있어 현재의 잡초분포 결과는 향후 C3 식물인 벼와의 경합에서의 C4 잡초의 우점이 예상되며 문제잡초의 발생으로 방제의 어려운 상황이 발생할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 기후변화의 의한 C4잡초의 온도, 광량, 수분 조건 등에 대한 반응기작과 벼와 의 경합에 대한 연구가 진행되어 미래에 잡초변화를 예측하여 효율적인 잡초 방제가 될 수 있도록 해야 할 것이다.

    요 약

    기후변화는 기온, 강수량, 일사량 등을 변화시켜 잡초의 생육에 영향을 많이 미치며 잡초발생의 변화를 가져올 것이다. 논에 발생하는 문제잡초의 대부분이 C4 식물이며 이는 기후변화에 의해 문제잡초 발생이 많아지며 잡초방제에도 많은 어려움이 있을 것으로 예상되고 있다. 따라서 본 연구는 논 잡초발생 현황을 조사하여 문제잡초의 향후 변화양상에 대비하고 자 수행하였다.

    경기북부 논 잡초 조사결과 23과 41속 57종 7변종 1품종으로 총 65분류군이 조사되었고 전체 식물중에 일년생 식물은 46종이고 다년생 식물을 16종으로 분석되었다. 이 중 사초과가 23.1%로 가장 비율이 높았으며 벼과, 마디풀과, 국화과 순으로 나타났다. 중요치 분석에서는 돌피가 가장 높았으며 여뀌바늘, 좀개구리밥, 물달개비, 사마귀풀 순으로 분석되었다. 지역별로는 가평군, 고양시, 파주시, 의정부시, 김포시, 양주시에서는 돌피의 중요치가 높았으며 남양주시는 물달개비, 연천군은 사마귀풀, 동두천시, 포천시는 좀개구리밥의 중요치가 높았다. TWINSPAN 분석을 통한 시군의 잡초종의 유사성은 바람하늘지기, 마디꽃, 병아리방동사니에 의해 지역이 구분되었다. CCA 분석에서 잡초종과 토양환경을 이용한 지역간의 차이는 김포시가 높은 토양 EC와 파대가리, 애기부들에 의해 구분되고 남양주시가 낮은 토양 온도조건과 미꾸리낚시, 통발에 의해 다른 지역과 구별되었다.

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  • [Fig. 1.] 204 sampling sites in the north area of Gyeonggi-do.
    204 sampling sites in the north area of Gyeonggi-do.
  • [Table 1.] Distribution ratio of annual and perennial weeds in 10 cities/provinces of northern Gyeonggi-do.
    Distribution ratio of annual and perennial weeds in 10 cities/provinces of northern Gyeonggi-do.
  • [Fig. 2.] Occurrence ratio of family of paddy weeds in northern Gyeonggi-do.
    Occurrence ratio of family of paddy weeds in northern Gyeonggi-do.
  • [Table 2.] Importance value of paddy weeds species in northern Gyeonggi-do, decreasingly ordered by IVx.
    Importance value of paddy weeds species in northern Gyeonggi-do, decreasingly ordered by IVx.
  • [Table 3.] Important value (IV) of weed species in teen cities / provinces of northern Gyeonggi-do
    Important value (IV) of weed species in teen cities / provinces of northern Gyeonggi-do
  • [Fig. 3.] Twinspan analysis diagram obtained for the 204 sampling plots described by cover value of species. Investigation areas were divided by Fimbristylis miliacea, Rotala indica and Cyperus flaccidus.
    Twinspan analysis diagram obtained for the 204 sampling plots described by cover value of species. Investigation areas were divided by Fimbristylis miliacea, Rotala indica and Cyperus flaccidus.
  • [Fig. 4.] Ordination diagram by CCA of the sampling plots on the cover value of 65 weed species and pH, EC, moisture, temperature of soil. The circle symbol was 65 weed species of investigated sites. The square symbol was 10 areas of investigation from July to September in northern Gyeonggi-do.
    Ordination diagram by CCA of the sampling plots on the cover value of 65 weed species and pH, EC, moisture, temperature of soil. The circle symbol was 65 weed species of investigated sites. The square symbol was 10 areas of investigation from July to September in northern Gyeonggi-do.