1장 재배식물의 기원과 발달
■ 학습개요
- 인류가 정주생활을 시작하고 식물의 생활환경에 개입하여 그 일부를 관리하게 되면서 재배가 시작되었다. 한 식물이 최초로 발생된 지역을 그 식물의 기원지라고 한다. 식물의 지리적 기원을 탐구하는데 업적을 남긴 사람은 바빌로프와 캔돌레이다. 작물재배의 최종목적은 되도록 많은 수량을 내어 소득을 올리는 것이다.
■ 학습목표
- 작물재배이론을 설명할 수 있다
■ 주요용어
- 수확체감의 법칙(보수점감의 법칙) : 일정 면적의 토지에 투하하는 자본, 노동, 비료 등을 점차 증가하면 수량도 점차 증가하지만 증가비율은 점 차 감소하는 현상을 말한다.
1. 재배의 개념
- 개념
: 인간이 경지를 이용하여 작물을 기르고 수확을 올리는 경제적 행위를 재배 또는 농경(農耕)이라고 한다.
야생식물을 기르는 일부터 시작됨
- 재배의 대상
: 이용성과 경제성이 높은 식물에 한정
- 재배식물
→ 작물
: 식물 중 인간에 의해 재배되고 있는 식물 → 기형식물(畸形植物)을 의미한다. 수확체감의 법칙이 적용된다.
* 주요 식량작물의 종류
1)벼의 원산지
인도의 동북부 아삼지방으로 부터 미얀마 및 라오스의 북부를 거쳐 중국의 운남성에 이르는 광범위한 지역
아시아 재배벼 : Oryza sativa L.
아프리카 재배벼 : Oryza glabberima Steud.
아시아 재배벼 : Oryza sativa L.
아프리카 재배벼 : Oryza glabberima Steud.
* 야생벼와 재배벼의 비교
야생벼와 재배벼의 비교
| 야생벼 | 재배벼 |
6. 종자의 크기가 작다. |
6. 종자의 크기가 크다. |
2)밀의 특징
쌀과 함께 세계인이 가장 많이 이용하는 식량자원, 세계적으로 재배면적이 가장 넓다.
⊙ 원산지
아프가니스탄 북부에서 카스피해 남부에 이르는 근동 지방, 10,000년 전부터 재배된 것으로 추정
⊙ 우리나라
중국을 거쳐 전파된 것으로 추정
3) 옥수수의 특징
⊙ 멕시코 남부와 남미 안데스산맥 고원지를 기원지로 한다.
⊙ 7,000~8,000년 전부터 재배되기 시작
⊙ 우리나라는 고려말엽 원나라 군대에 의해 전파된 것으로 추정
4) 콩의 특징
⊙ 기원지
중국의 동북부 지역과 한반도를 포함한 인근 지역
⊙ 우리나라
기원전 1,500~2,000년경의 청동기시대부터로 추정
2. 작물의 원산지
1) 작물의 원산지 : 바빌로프 연구
⊙ 전세계의 농작물과 그들의 근연식물들을 수집하여 지리적 미분법으로 연구하고 우성 유전자중심설을 제안
↓
⊙ 유전자중심설
· 유전적 변이가 풍부한 지역이 1차 중심지
· 1차 중심지 – 우성형질이 많음
· 2차 중심지 – 열성형질이 많음 바빌로프
2) 작물의 원산지 : 캔돌레(De Candolle) 연구
⊙ 작물들의 야생종 분포를 광범위하게 탐구
유물, 유적, 전설 등에 나타난 사실을 기초로 고고학, 역사학 및 언어학적 고찰을 통하여 재배식물의 조상형이 자생하는 지역을 기원지로 추정하였다.
⊙ 1883년 『재배식물의 기원』을 저술
3. 작물의 분화
1) 개념
⊙ 작물이 원래의 것과 다른 여러 갈래의 것으로 갈라지는 현상
⊙ 작물의 분화는 유전적 변이 – 도태와 적응 – 순화 – 고립(격절 )·품종의 단계를 거쳐 이루어진다.
2) 작물의 분화과정
유전적 변이의 발생 - 자연교잡과 돌연변이에 의함
도태와 적응 - 새로운 유전형 중에서 환경이나 생존 경쟁에 견디지 못하는 것은 도태되고, 견디는 것은 적응한다.
순화 - 환경에 적응하여 특성이 변화된 것
고립 , 격절 - 유전적인 안정상태를 유지하는 것(품종)
3) 재배밀의 분류와 주요 특성
4) 밀의 분화과정
4. 작물의 재배이론
⊙ 작물수량 : 유전성, 재배환경, 재배기술을 3변으로 하는 삼각형의 면적으로 표시
⊙ 삼각형의 면적 : 생산량을 표시한 것 (최소율의 법칙이 적용된다)
■ 핵심 요약 정리
• 재배 : 식물을 심어 가꾸거나 기르는 것으로 야생식물을 기르는 일부터 시작, 이용성과 경제성이 높은 식물에 한정
• 재배식물 : 식물 중 인간에 의해 재배되고 있는 식물로 작물이라고도 함
기형식물을 의미하고 수확체감의 법칙이 적용된다.
• 재배벼 – 야생벼에 비해 종자의 탈립성과 휴면성이 약하고 수명이 짧으며 크다.
꽃가루 수가 적고 내비성이 약하다.
• 바빌로프 – 지리적 미분법으로 작물 재배 기원중심지를 8개지역으로 나누고 유전자중심설 제안. 1차 중심지에는 유전적 변이가 풍부하고 우성형질이 많으며 2차 중심지에는 열성형질이 많다.
• 캔돌레 – 작물들의 야생종 분포를 광범위하게 탐구, 『재배식물의 기원』 저술
• 작물의 분화과정 : 유전적 변이의 발생 - 도태 · 적응 - 순화 – 고립(격절)
• 밀 : 1립계, 2립계, 티모피비계, 보통계 밀이 있고 염색체 수, 재배적인 특성 다름, 자연교배로 보통계 밀 탄생
• 작물재배이론 : 작물수량은 유전성, 재배환경, 재배기술이 균형을 이룰 때 최대 수량을 얻을 수 있고 최소율의 법칙이 적용된다.
• 작물 수량 삼각형 : 유전성, 재배환경, 재배기술을 세 변으로 하는 수량을 삼각형의 면적으로 표시
유전자중심설 : 우성유전자들의 분포 중심지를 원산지로 추정하여 ‘우성유전자중심설’이라고도 불리며 1차중심지에는 우성형질이, 2차중심지에는 열성형질이 많다.
보통계 밀(빵밀) : 생산량의 90% 이상을 차지하고 게놈 조성은 AABBDD인 이질 6배체이다.
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연습문제
Q1 재배식물인 작물에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
이용성과 경제성이 높아 인간의 재배대상이 되어 있는 식물이다.
2
재배벼는 야생벼보다 각종 재해에 대한 저항력이 강하다.
3
작물은 특정 부분만이 발달한 일종의 기형식물이다.
4
오늘날 재배되고 있는 작물들은 야생식물로부터 순화ㆍ발달된 것으로 추정된다.
정답 : 2
해설 : 작물은 자연상태에서는 야생식물에 비하여 생존경쟁에 약하기 때문에 인간이 보호하고 필요한 양분을 공급해 주어야 한다.
Q2 바빌로프(Vavilov)가 주장한 유전자중심설의 내용으로 볼 수 없는 것은?
1
농작물의 발상중심지에는 유전적으로 우성형질을 보유하는 형이 많은 편이다.
2
농작물의 2차 중심지에는 유전적으로 열성형질을 보유하는 형이 많은 편이다.
3
지리적 진화과정은 중심지에서 멀리 떨어질수록 우성형질이 점점 탈락하는 형식을 취한다.
4
전 세계를 통하여 농작물과 그들의 근연식물을 수집하여 재배기원 중심지를 12개 지역으로 나누었다.
정답 : 4
해설 : 바빌로프는 재배기원 중심지를 8개 지역으로 나누었다.
Q3 작물의 분화과정을 바르게 나타낸 것은?
1
야생종 유지 - 인위적 교배육종 - 선발ㆍ도태를 통한 품종육성
2
지리적ㆍ생리적 고립 - 도태와 적응을 통한 순화 - 유전적 변이 발생
3
유전적 변이의 발생 - 도태와 적응을 통한 순화 - 지리적ㆍ생리적 고립(품종)
4
도태와 적응을 통한 순화 - 유전적 변이의 발생 - 지리적ㆍ생리적 고립(품종)
정답 : 3
해설 : 작물의 분화 및 발달과정은 유전적 변이의 발생 - 도태 및 적응 - 순화 - 격절 및 고립(품종)이다.
Q4 작물의 수량을 결정하는 3요소는 무엇인가?
1
조건, 재배기술, 자본
2
유전성, 자본, 재배기술
3
자본, 환경조건, 유전성
4
환경조건, 유전성, 재배기술
정답 : 4
해설 : 작물의 최대수량을 위해서는 좋은 환경조건에 유전성이 우수한 작물을 골라 알맞은 재배기술로 가꾸어야 한다. 유전성, 재배환경조건, 재배기술의 3대 요인이 균형적으로 발달하여야 수량의 증가를 이룰 수 있다.
Q5 세계적으로 생산량의 90% 이상을 차지하는 보통계 밀의 게놈조성은?
1
AA
2
AABB
3
AAGG
4
AABBDD
정답 : 4
해설 : 전생산량의 90% 이상을 차지하는 보통계 밀은 이질 6배체로 AABBDD 게놈조성을 가지고 있다.
■ 정리하기
- 작물의 수량은 유전성과 재배환경, 그리고 재배기술을 3변으로 하는 삼각형의 면적으로 표시된다. 삼각형의 면적, 즉 수량이 커지려면 유전성 · 재배환경 · 재배기술의 3변이 균형 있게 발달하여야 하며, 다른 2변이 아무리 잘 발달하더라도 1변이 발달하지 못하면 면적, 즉 수량은 작아지게 된다.