요약
이 강의에서는 종자 발아 조건, 출현, 식물 생장에 필요한 양분, 비료의 중요성, 화본과와 콩과의 차이점, 작부 체계, 그리고 쌀 품종 개발의 역사와 미래 방향에 대해 설명합니다.
- 종자 발아에는 외부적(광, 물, 산소, 온도) 및 내부적(성숙도, 억제 물질) 조건이 필요합니다.
- 식물은 토양에서 양분과 수분을 흡수하며, 비료의 3요소(NPK)가 중요합니다.
- 화본과와 콩과는 뿌리 형태와 질소 고정 능력에서 차이가 있습니다.
- 쌀 품종 개발은 식량난 해결에서 맛과 환경 보호로 변화하고 있습니다.
수업 집중의 중요성
수업 시간에 집중하면 복습할 필요가 없지만, 집중하지 않으면 효율이 크게 떨어집니다.
종자 발아 조건
종자가 발아하기 위해서는 파종 후 특정 조건이 필요합니다. 발아란 종자의 껍질을 뚫고 싹이 나오는 현상을 의미하며, 외부적 조건(광, 물, 산소, 온도)과 내부적 조건(종자의 성숙도, 발아 억제 물질)이 충족되어야 합니다. 광은 필수적인 조건은 아니지만, 특정 종자(잡초 종자, 극소립 종자)는 광이 있어야 발아합니다. 내부적으로는 종자가 충분히 성숙해야 하고, 발아 억제 물질이 없어야 합니다. 벼의 경우, 볍씨 겉껍질에 발아 억제 물질이 많아 물에 담가 세척하는 과정을 거칩니다.
출현과 생장
종자가 발아하여 땅 위로 싹이 나오는 것을 출현이라고 합니다. 출현 후 식물은 토양에서 양분을 흡수하여 생장하며, 뿌리가 양분과 수분 흡수 역할을 합니다. 화본과(벼과)는 수염뿌리, 콩과는 털뿌리 형태를 가집니다. 토양 속 양분은 질소(N), 인산(P), 칼륨(K) 등이 있으며, 비료의 3요소인 NPK가 식물 생장에 가장 중요합니다. 비료 시비량은 면적 단위(ha, a, 평)당 kg으로 표시합니다.
대기 구성과 질소
대기 중 질소(N2)는 78%, 산소(O2)는 21%, 이산화탄소(CO2)는 0.042%를 차지합니다. 질소는 엽록소 구성 성분으로 광합성에 중요한 역할을 합니다. 광합성은 이산화탄소와 물을 이용하여 당과 산소를 생성하는 과정이며, 생성된 당은 식물의 에너지원으로 사용됩니다. 벼의 배유는 전분 형태로 저장된 당이며, 전분은 아밀로스와 아밀로펙틴으로 구성됩니다.
화본과와 콩과의 질소 고정
화본과는 공기 중 질소를 직접 흡수하지 못하지만, 콩과는 뿌리혹박테리아를 통해 질소를 고정할 수 있습니다. 콩과 작물은 뿌리혹박테리아가 공기 중 질소를 암모니아 형태로 전환하여 식물이 이용할 수 있도록 합니다. 이러한 질소 고정 능력 때문에 콩은 벼보다 질소 비료 요구량이 적습니다. 또한, 화본과는 외떡잎식물, 콩과는 쌍떡잎식물이라는 형태적 차이도 있습니다.
작부 체계와 미래 식량 문제
과거에는 지력 유지를 위해 포식(돌려짓기) 농법을 사용했으며, 콩과 작물을 심어 지력을 높이는 계량 3포식 농법도 활용되었습니다. 벼에 콩과 작물의 뿌리혹을 이식하는 아이디어가 제시되었지만, 벼 재배 시 담수 조건에서는 뿌리혹박테리아가 생존하기 어렵다는 문제가 있습니다. 벼를 밭 상태로 재배하면 잡초 방제가 어렵고, 수량은 적지만 맛이 좋은 쌀을 생산할 수 있습니다.
통일벼 개발과 쌀 소비 변화
1970년대 식량난 해결을 위해 개발된 통일벼는 수확량이 높았지만, 밥맛이 떨어진다는 단점이 있었습니다. 또한, 냉해에 취약하여 재배가 중단되었습니다. 이후 자포니카 쌀 품종이 개발되었고, 1990년대 이후에는 맛과 품질이 중요해졌습니다. 최근에는 친환경 농법을 통해 환경 보호와 쌀 품질 향상을 추구하고 있습니다. 담수 재배 시 발생하는 메탄가스 저감 농법에 대한 연구도 진행 중입니다.
