정식일 이동에 따른 배추 잠재수량성의 시공간적 변화 전망

Abstract

주산지 배추재배농가에서 기후변화 적응수단의 하나로 사용할 수 있는 것이 정식기 이동이다. 본 연구에서는 여름배추 품종을 대상으로 주어진 정식일부터 매일 기온의 경과에 의해 최적수확기를 예측하고, 결정된 생육 기간 중 기온자료에 의해 배추의 잠재수량(생체중)을 추정할 수 있는 방법을 고안하였다. 이를 위해 정식기 이동에 따른 생육기간 중 기후조건 변화를 온도 기반 열단위로 표현하고, 이를 생육기와 결구기에 맞게 조절한 발육 속도함수에 적용하여 생리적 성숙기를 추정하는 생물계절모형을 개발하였다. 다음에는 생물계절모형에 의해 결정된 재배가능기간에 대하여 매일 열단위 누적에 의해 여름배추의 잠재수량을 계산할 수 있는 수량예측모형(Ahn et al., 2014)을 결합하였다. 이 생물계절-수량 결합모형을 RCP8.5 기반의 남한 상세 기후시나리오(2000-2100)에 적용하여 7월 1일, 8월 1일, 9월 1일, 그리고 10월 1일 등 다양한 날짜에 배추를 정식할 경우 현재평년(2001-2010)과 미래평년(2011-2040, 2041-2070, 2071-2100)에 예상되는 수량성을 잠재수량에 대한 백분율로 표현하였다. 그 결과를 토대로 남한 전역을 810개 집수역으로 나누고 임의 집수역의 최적정식일을 사용자가 손쉽게 찾을 수 있는 시간 - 공간 - 수량 3차원 평가도표를 고안하였다. 이 방법은 미래 새로운 재배적지 탐색은 물론 기존 주산지에서 품종변경 없이 기후변화 적응이 가능한 작부체계 개발에도 유용할 것으로 기대된다. Planting date shift is one of the means of adapting to climate change in Kimchi Cabbage growers in major production areas in Korea. This study suggests a method to estimate the potential yield of Kimchi Cabbage based on daily temperature accumulation during the growth period from planting to maturity which is determined by a plant phenology model tuned to Kimchi Cabbage. The phenology model converts any changes in the thermal condition caused by the planting date shift into the heat unit accumulation during the growth period, which can be calculated from daily temperatures. The physiological maturity is estimated by applying this model to a variable development rate function depending either on growth or heading stage. The cabbage yield prediction model (Ahn et al., 2014) calculates the potential yield of summer cabbage by accumulating daily heat units for the growth period. We combined these two models and applied to the 1km resolution climate scenario (2000-2100) based on RCP8.5 for South Korea. Potential yields in the current normal year (2001-2010) and the future normal year (2011-2040, 2041-2070, and 2071-2100) were estimated for each grid cell with the planting dates of July 1, August 1, September 1, and October 1. Based on the results, we divided the whole South Korea into 810 watersheds, and devised a three - dimensional evaluation chart of the time - space - yield that enables the user to easily find the optimal planting date for a given watershed. This method is expected to be useful not only for exploring future new cultivation sites but also for developing cropping systems capable of adaptation to climate change without changing varieties in existing production areas.