2013.06.07 EPA 팀문창훈연구원 kenxic@koreapds.com Agriculture_ 미국대두및옥수수의 YEILD MODEL www.koreapds.com 무단전재및재배포금지 들어가며... 하반기공급측면의가장큰이슈는 13/14시즌미국의대두, 옥수수, 소맥등의생산량전망이다. 특히대두및옥수수의경우미국콘벨트지역의생산량에따라 12/13시즌 50년만에도래한가뭄으로촉발된공급불안감해소여부가결정될전망이기때문에 2013년도미국의생산량에관심이집중되고있다. 본보고서는기온및강수량등의자료를사용하여단위생산성 (YIELD) 모델을추론한후 2013년미국의대두및옥수수생산량을추정하는데그목적이있다. [ 목차및요약란 ] 목차 1. 들어가며... 2 2. 모델설정... 2 1) 옥수수 YIELD 모델... 2 2) 대두 YIELD 모델... 7 3) 2013년미국대두및옥수수생산량... 12 3. 파종면적감소가능성... 13 요약 곡물의생산량은기본적으로파종및수확면적그리고단위생산성 (YIELD) 을예측하여수확면적 ⅹ 단위생산성 (YIELD) 형태로추론이가능하다. 본보고서는 2013 년미국의대두및옥수수생산 량을단위생산성 (YIELD) 모델을기온및강수량등의자료를사용하여추정한보고서이다. 2013년미국옥수수의단위생산성 (YIELD) 은 155.6부셸 / 에이커로추정하며대두의단위생산성 (YIELD) 은 44.3부셸 / 에이커로추정한다. 따라서대두는코리아PDS 추정치 44.3ⅹ77,126,000ⅹ0.98 로 33억 6346만부셸로추정하며옥수수는 155.6ⅹ97,282,00ⅹ0.9로 136억 2,337만부셸이생산될것으로전망한다.
1. 들어가며 하반기공급측면의가장큰이슈는 13/14 시즌미국의대두, 옥수수, 소맥등의생산량전망이다. 특히대두및옥수수의경우미국콘벨트지역의생산량에따라 12/13 시즌 50 년만에도래한가뭄으로촉발된공급불안감해소여부가결정될전망이기때문에 2013 년도미국의생산량에관심이집중되고있다. 5 월 10 일에발표된 USDA 의 13/14 시즌생산량전망에의하면미대두생산량은파종면적 7,710 만에이커에수확면적은 7,620 만에이커, 단위생산성 (YIEDL) 은 44.5 부셸 / 에이커로총 생산량은 12/13 시즌대비 3 억 7,500 만부셸증가한 33 억 9,000 만부셸로추정되고있다. 곡물의생산량은기본적으로파종및수확면적그리고단위생산성 (YIELD) 을예측하여수확면적 ⅹ 단위생산성 (YIELD) 형태로추론이가능하다. 따라서본보고서에서는코리아 PDS 의단위생산성 (YIELD) 모델을사용하여 13/14 시즌대두및옥수수생산량을전망하고자하는데목적이있다. 곡물의생산량은기본적으로날씨변화에가장큰영향을받는바과거평균적인기상조건을전제로모델이설정되는것에는주의가필요하다. YIELE 모델은종속변수에는곡물의단위생산성 (YIELD) 을, 독립변수에는주요생산지역의강수량, 온도, 파종진행률등을사용한다중회귀분석방법을이용한다. 2. 모델설정 1) 옥수수 YIELD 모델 미국의옥수수생산지역의상위 8 개주가전체미국옥수수생산량의 70% 를차지하는점을 고려하여각주의강수량및온도를파종면적으로가중평균하여독립변수를설정하였다. 구체적으로옥수수의경우아이오와 (21.63%), 일리노이 (19.5%), 네브라스카 (15.23%), 미네소타 (13.33%), 인디애나 (9.52%), 사우스다코다 (9.37%), 오하이오 (5.49%), 미주리 (5.48%) 1 주를채택하였다. 미국국토의광대함으로인해날씨의지역적편차가존재함에도데이터입수의한계상각주의 모든지역을포괄하지는않는다. 예를들어아이오와주의경우에는시카고, 몰린, 피오리아, 록포드, 스프링필드시의강수량및온도자료만이용하였다. 1 괄호안의숫자는 2012 년미옥수수전체파종면적중해당주의파종면적비율을의미함.
실제 6 월미옥수수주요산지의가중평균강수량을살펴보면 2012 년에는 1988 년의가뭄에 비교할정도로강수량이적어 2 인치에불과해 6 월부터가뭄전조현상이드러났다. 7 월역시가중평균강수량이 3 인치에불과하여 1974 년의 2 인치이래최저치로 2012 년 극심한가뭄상황의심각성을짐작할수있다.
한편 7 월의가중평균기온은화씨 85.75 도로데이터수집기간 (1970 년이후 ) 중가장더웠던 한달이었던것을알수있다. 이에따라적은강수량과높은기온으로인해작물의생육조건에 극도로불리한기상조건이나타났음이드러난다. 한편옥수수의 YEILD 모델의독립변수에는기온및강수량이외에도 5 월중순까지의파종진행률이변수로설정되었다. 일반적으로옥수수는대두보다파종이빨리진행되며옥수수파종속도가느릴경우작물의생장기가단축되어가장더운시기에수분할가능성이높아단위생산성이낮아지는경향성이있기때문이다. 이와관련하여일리노이대학의농업경제학자 EMERSON NAFZIGER 는지난 6 년간일리노이대학교에서진행한일리노이주옥수수에대한연구결과에따르면 5 월 10 일이후옥수수파종을완료할경우단위생산성은 6% 감소, 5 월 20 일이후파종을완료할경우 12% 감소, 5 월 31 일이후파종을완료할경우 20% 감소한다고밝혔다. 미국중서부지대의옥수수는일반적으로 7 월수분을시작하나농작물이가장더운여름동안 시원함을유지하는데에너지를쏟을경우식물생장과단위생산성이줄어들수있는것으로 알려지고있다. 따라서옥수수의파종시기및생장기등을고려하여옥수수 YIELD 모델에는 5 월중순까지의파종진행률 (MID MAY PLANTING PROGRESS), 6 월강수량 (JUNE PRECIPITATION), 7 월강수량 (JULY PRECIPITATION), 7 월온도 (JULY TEMPERATURE), 트렌드변수 (T) 를설정하였으며모델의설명력향상 ( 조정된결정계수 (ADJUST R-SQUARED) 가높은모델,) 및종속변수와독립변수의비선형관계가능성을고려하여자기상관의문제에도불구하고강수량변수의제곱항을모델에포함하였다.
입수가능한강수량및온도의데이터는 1970 년부터존재하나 5 월중순까지의파종진행률데이터가 1980 년부터존재하는관계로모델추정에사용한연간데이터는 33 개이다. 회귀식을추정하기위한개수로는부족한측면이있으나존재하는자료의한계를고려하여계수를추정하기로한다. 다중회귀분석을시행하기에앞서트렌드변수로만추정한단회귀분석을보면결정계수가 0.66 으로설명력이높은편임을알수있다. 일반적으로트렌드변수는시간에따라종속변수가변화를나타낼때설정하는변수이다. 농산물의단위생산성 (YIELD) 은시간이지나면서농업기술과학발전에따라개량종자를통해곡물의병충해및잡초등에대한내성이강해지고온도및기온등의외부기상조건악화에도더욱잘견딜수있는특성이증대되는점을고려한다면이러한트렌드변수에과학발달에따른단위생산성증가특성을상정하는것이타당하다고판단된다.
기술한모델을다중회귀로분석한결과종속변수의변동을어느정도설명하는지나타내는 조정된결정계수는 0.91 로서상당히높은설명력을지님을알수있디. F 통계량은 2.93E-13 으로서거의 0 에가까워일반적인보통유의수준 0.05 보다훨씬작은 숫자로적어도 1 개이상의회귀계수는 0 이아님을채택가능하다. 추정된회귀계수에대한 T 통계량및 P 값을확인한결과모두변수에대해통계적인유의성이 있음이드러났다. 따라서 2013 년옥수수의단위생산성은위의회귀계수를이용하여추론할수 있다.
위와같은모델을가지고 1980 년부터 2012 년까지의독립변수평균치를 (6 월강수량평균 4.21 인치, 7 월강수량평균 3.72 인치, 7 월온도평균화씨 74.57 도, T 는 34, 5 월중순까지의 파종진행률 67%) 대입하면 2013 년 옥수수의 단위생산성 (YIELD) 은 155.6 부셸 / 에이커로 추정된다. USDA 는 5 월수급보고서에서 2013 년도미옥수수단위생산성을 158 부셸 / 에이커로추정한바 있으며코리아 PDS 의추정치와비슷한수준을나타내고있다. 특히 5 월의단위생산성전망치는 2 월 USDA 포럼전망치로부터 5.6 부셸 / 에이커하향 수정되었으며그이유로올해파종개시가늦었고 5 월중순까지의파종진행률이 10 년평균을 하회하는점을들었다. 서술한바와같이곡물의생산량은날씨변화에가장큰영향을받기때문에지난해와같이 평균적인기상조건과큰폭으로달라질경우단위생산성이변화함에는주의가필요하다. 따라서근본적으로단위생산성을추론하기위해서는기온및강수량전망이필요하나기상 데이터예측에대한현실적인어려움을고려하여현재독립변수의값은평균치를이용하는것이 최선이라고판단된다. 2) 대두 YIELD 모델 대두의단위생산성 (YIELD) 모델역시옥수수 YEILD 모델추정방식과같으며일부변수및 지역적변동이있다. 대두의경우옥수수에비해파종진행률에따른단위생산성감소가크지않은것으로알려지고있기때문에대두파종진행률은독립변수로설정되지않았다. 또한, 늦은파종으로인해생장기도옥수수에비해늦은점을고려하여 7 월이후의강수량및온도를주요변수로이용하였다. 대두모델추정시에는아이오와 (20.48%), 일리노이 (19.82%), 미네소타 (15.44%), 미주리 (11.83%), 인디애나 (11.28%), 네브라스카 (11.06%), 오하이오 (10.08%) 주의기온미강수량자료를 사용하였다.
대두의파종시기및생장기등을고려하여대두 YIELD 모델에는 7 월강수량 (JULY PRECIPITATION), 8 월강수량 (AUGUST PRECIPITATION), 7 월온도 (JULY TEMPERATURE), 8 월온도 (AUGUST TEMPERATURE) 등을고려하였으며옥수수모델과마찬가지로설명력향상 ( 조정된결정계수 (ADJUST R- SQUARED) 가높은모델,) 및종속변수와독립변수의비선형관계가능성을고려하여일부변수의데이터를가공한변수를분석에이용하였다. 구체적으로독립변수는 7 월및 8 월의평균강수량 (JULY, AUG AVERAGE PRECIPIDATION), 평균강수량의제곱항, 7 월및 8 월의평균온도 (JULY, AUG AVERAGE TEMPERATURE), 트렌드변수 (T) 를사용하였다. 대두의경우입수가능한 1970 년부터 2012 년까지의자료총 43 개를이용하여분석하였다.
우선대두주요산지의 7 월및 8 월강수량을확인해보면 7 월은 2.03 인치로가뭄의심각성이 드러나고있으며 8 월역시 2.68 인치로가뭄우려감이지속되었음을알수있다.
그러나기온의경우화씨 73.13 아니며 7 월에비해서도더위는다소완화된모습을나타내었다. 도를기록하며다른해와비교하여특별히더더웠던것은
트렌드변수로만추정한단회귀의경우 0.81 로옥수수의단회귀설명력 0.66 보다설명력이 좋음을알수있다. 대두의경우옥수수에비해상대적으로단위생산성변동이적기때문인 것으로판단된다. 기술한모델을다중회귀로분석한결과조정된결정계수는 0.89 상당히높은설명력을지닌다. 로서옥수수와마찬가지로 F 통계량은거의 0 에가까워적어도 1 개이상의회귀계수는 0 이아님을채택가능하며추정된 회귀계수에대한 T 통계량및 P 값을확인한결과모두변수에대해통계적인유의성이있음을 알수있다. 따라서 2013 년대두의단위생산성은위의회귀계수를이용하여추론할수있다.
위와같은모델을가지고 1970 년부터 2012 년까지의독립변수평균치를 (7 월및 8 월 평균강수량의평균 3.68 인치, 7 월및 8 월평균온도의평균화씨 73.74 도, T 는 44) 대입하면 2013 년대두의단위생산성 (YIELD) 은 44.3 부셸 / 에이커로추정된다. USDA 는 5 월수급보고서에서 2013 년도미대두단위생산성을 44.5 부셸 / 에이커로추정한바 있으며옥수수와마찬가지로코리아 PDS 의추정치와비슷한수준을나타내고있다. 3) 2013 년미국대두및옥수수생산량 위와같이추정한단위생산성에평균적인수확면적을곱하면 13/14 시즌미국의대두및옥수수 생산량을추정할수있다. 옥수수의경우 1980 년부터수확 / 파종비율은평균적으로 0.9 이며대두는 0.98 이다. 위와같은 수확 / 파종비율에서도대두가옥수수보다가뭄에대한저항력이커서상대적으로날씨와같은 외부적변수에의해생산량이영향을받지않음을간접적으로추론해볼수있다. 따라서대두는코리아 PDS 추정치 44.5ⅹ77,126,000ⅹ0.98 로 33 억 6346 만부셸로추정하며 옥수수는 155.6ⅹ97,282,00ⅹ0.9 로 136 억 2,337 만부셸이생산될것으로전망한다.
3. 파종면적감소가능성 5월동안옥수수가격을지지하였던요인중의하나는파종면적지연이었다. 평년보다서늘한날씨로인해농지작업이지연된점도있으나 5월후반및 6월초집중된강우로인해 3월에발표되었던파종면적의향보고서보다옥수수및대두의파종면적이감소할것이라는전망이제기되고있다. NOAA 에서발표된지난 30 일간평년수준을상회하는강수량을보면주요콘벨트지역에최소 150mm 이상의초과강수량이기록된점을알수있다. 이와관련하여로이터서베이결과에의하면미국의옥수수파종면적은 USDA가 5월발표한전망치에비해 200만메이커 (-2%) 감소할것으로전망되고있다. 강우가계속되며습한봄날씨가이어져미국중서부의농지작업이지연되었고농가에서는옥수수보다대두에더집중하였기때문이다. 곡물전문가에의하면 5 월 10~15 일이후파종된옥수수의단위생산성은매일에이커당 1 부셀감 소할수있으며 5 월이지나도옥수수파종이끝나지않을경우농가들의보험혜택이줄어들기 시작할것으로보인다. 대두는파종이지연되더라도 6 월까지는단위생산성이큰폭으로감소하지는않을것이므로농가 에서는 6 월 10~15 일까지옥수수를파종한뒤대두로작목전환을하게될가능성이큰것으로 전해졌다.
이러한상황을종합하여애널리스트들은월요일기준파종률에근거하여옥수수면적이 USDA 전 망치인 9,730 만에이커보다다소낮은수준인 9,511.3 만에이커가될것으로예상하였고, 대두는 USDA 전망치인 7,710 만에이커보다높은수준인 7,823.8 만에이커가될것으로예상하였다. 또한옥수수평균단위생산성은 USDA 5 월전망치인 158 부셀 / 에이커과비슷한수준인 158.2 부셀 / 에이커, 대두평균단위생산성은 USDA 5 월전망치인 44.5 부셀 / 에이커보다낮은 43.7 부셀 / 에이 커로예상되고있다고밝혔다. 따라서, 서두에서밝힌바와같이날씨변화에따라파종면적및단위생산성이소폭감소할가능 성은주의해야한다. < 작성 : 코리아 PDS EPA 팀문창훈연구원 (kenxic@koreapds.com), 무단전재및재배포금지 >