14 작물의 재배관리
■ 학습개요
작물재배에서 다수ㆍ양질의 농산물을 생산하기 위해서는 우량종자 혹은 종묘를 육성해야 하며 또한 선택하여 재배해야 한다. 이 장에서는 종묘의 뜻과 종류, 종자의 생성과정과 구조, 종자의 발아기구, 종자의 발아력과 검정방법, 종자휴면의 원인과 휴면타파 및 발아촉진법, 종자퇴화의 원인과 대책 등을 학습한다. 작물재배는 육묘에서 시작되는데 작물의 번식법은 종자번식과 영양번식으로 구분할 수 있고, 각각 장단점이 있어 작물의 종류, 재배목적, 재배조건 등에 따라 달라진다. 영양번식에 의한 육묘방법, 묘의 종류, 묘상의 설치 및 구조, 묘상의 열 관리 요령을 살펴본다.
■ 학습목표
1. 종묘의 뜻과 종류, 종자의 생성과정을 설명할 수 있다.
2. 종자의 수명, 발아에 필요한 조건, 발아력 검정방법을 설명할 수 있다.
3. 종자 퇴화의 원인과 대책, 채종재배를 설명할 수 있다.
4. 종자의 휴면이 가지는 의의와 휴면의 원인을 설명할 수 있다.
5. 영양번식의 이점과 인공영양번식법의 종류를 설명할 수 있다.
■ 주요용어
◾단명종자 : 종자를 실온에서 저장하였을 때, 2년 이내에 발아력을 잃는 종자로서 콩, 땅콩, 옥수수, 메밀, 고추 등이 있다.
◾호광성종자 : 광선에 의해 발아가 조장되어 암조건에서 전혀 발아하지 않거나 발아가 몹시 불량한 것을 광발아종자 또는 호광성종자라고 한다.
◾발아율 : 파종된 총 종자 수에 대한 발아종자의 비율을 말한다.
◾종자퇴화 : 생산력이 우수하던 종자가 재배연수를 경과하는 동안에 생산력이 감퇴하는 것을 종자퇴화라고 한다.
1. 정지작업
토양에 가해지는 경운(耕耘)과 작휴(作畦)와 같은 작업을 말한다
(* 경운 : 논밭을 갈고 김을 맴 * 작휴 : 농작물을 심어 가꿀 수 있도록 이랑을 만드는 일)
1) 정지의 개념과 효과
* 개념
• 토양을 갈아엎고 큰 흙덩이를 대강 부스러뜨리는 작업
* 효과
• 토양의 물리성 개선과 화학적 성질의 개선
• 잡초발생의 억제
• 해충의 경감
2) 건토(乾土)효과
• 흙을 충분히 건조시키면 유기물이 분해되어 작물에 대한 비료분의 공급이 많아지는데 이와 같은 현상을 건토효과라고 한다.
• 밭에서보다 논에서 효과가 크다.
• 흙을 충분히 건조시키면 유기물이 분해되어 작물에 대한 비료분의 공급이 많아진다.
맥류 재배 이랑의 모형
고구마 재배 이랑의 모형
3) 작휴법
평휴법 - 이랑과 고랑의 높이가 같게 하는 방식
휴립법 - 이랑을 세워서 고랑이 낮게 하는 방식 (휴립구파법, 휴립휴파법, 이랑재배)
성휴법 - 이랑을 보통보다 넓고 크게 만드는 방법 (중부지방 맥후작 콩재배)
2. 파종시기와 파종량을 좌우하는 요인
1) 파종시기를 좌우하는 요인
작물의 파종시기를 지배요인
• 종자의 발아와 발아후의 성장과정을 고려함
1 재배지역 및 기후
2 작부체계와 토양조건
3 출하기 및 재해의 회피
4 노동력 사정
5 작물의 종류 및 품종
2) 파종양식
산파(散播) - 포장 전면에 종자를 흩어 뿌리는 방법으로 노력이 적게 드나 작업이 불편, 종자소요량이 많다.
조파(條播, 드릴파) - 뿌림골을 만들고 그곳에 줄지어 종자를 뿌리는 방법으로 공간이 넓지 않은 작물에 적용
점파(點播) - 일정한 간격을 두고 하나 내지 여러 개의 종자를 띄엄띄엄 파종, 종자량이 적게 소요된다.
적파 - 한 곳에 여러 개의 종자를 파종. 파종노력이 많이 듬. 생육이 양호
3) 파종량을 지배하는 요인
• 파종량의 다소는 작물 각 개체가 차지하는 생육영역을 한정하는 요소.
• 파종량이 적으면 생육이 감소되어 잡초의 발생이 많다.
1 기후 및 토양·시비
2 종자의 조건 및 파종시기
3 재배방식
4 작물의 종류 및 품종
4) 파종량을 늘려야 하는 경우
1. 품종의 생육이 왕성하지 않은 것
2. 기후조건 : 한지(寒地) > 난지(暖地)
3. 땅이 척박하거나 시비량이 적을 때
4. 발아력이 감퇴된 것 또는 경실을 많이 포함하고 있는 것
5. 파종기가 늦어질 경우
6. 토양이 건조한 경우
7. 발아기 전후에 병충해 발생의 우려가 큰 경우
5) 파종량 계산
파종량은 재식거리와 종자무게의 영향을 받는다.
문제) 이랑너비 60cm, 포기사이 15cm로 콩을 1주2립
파종할 경우 10a당 종자의 무게는? (100립중 20g일 때)
10,000,000㎠ / (60㎝ X 15㎝) = 11,111주
1주2립을 파종하므로 22,222립이 소요된다.
1립중의 무게가 0.2g이므로 22,222 X 0.2g
= 4.4kg 이다.
6) 복토의 개념과 유의할 점
* 복토
뿌린 종자 위에 흙을 덮는 작업을 복토라고 한다.
→ 파종법, 종자의 크기, 발아습성, 토양조건(토질), 기후상태 등에 따라 결정된다.
종자가 보이지 않을 정도 - 소립목초종자, 파, 양파, 상추, 담배 등
0.5 ~1.0cm - 양배추, 가지, 토마토, 고추 등
10cm 이상 - 튤립, 수선, 히아신스, 나리 등
3. 시비관리와 재배관리(중경, 멀칭)
1) 시비관리와 비료의 종류
* 주요 비료의 주성분
• 질소 : 요소(46%), 황산암모니아(21%), 석회질소(20~22%)
• 인산 : 과인산석회(16~20%), 중과인산석회(44%), 용성인비(18~19%)
• 칼리 : 염화칼륨(40~50%), 황산칼륨(48~50%)
Q. 질소 16,154kg을 요소비료로 주려면 얼마를 주어야 하는가?
⇨ 16,154kg ÷ 0.46 = 35,117kg
* 비료의 종류
• 효과발생양식에 따른 분류
• 비효의 지속성에 따른 분류
• 생리적 반응에 따른 분류
• 화학적 반응에 따른 분류
2) 시비의 이론적 배경
최소양분율 : 작물의 수량은 최소양분의 공급량 즉, 수량제한인자의 상태에 의해서 지배된다는 이론
리비히의 물통
* 수량점감의 법칙(보수점감의 법칙)
: 비료의 시용량에 따른 수량의 증가량이 일정한계 내에서는 크지만, 어느 한계 이상으로 많으면 시용량에 따른 수량의 증가량이 점점 작아지며, 마침내는 수량이 증가하지 못하는 상태에 도달하게 된다.
이러한 법칙을 수량점감의 법칙이라고 한다.
<그림> 수량점감의 법칙(Mitscherlich)
3) 시비관리
질소ㆍ인산ㆍ칼리는 비료의 3요소인데 이중 어느 하나의 성분만이라도 함유되면 직접비료라고 하며, 간접적으로 작물의 생육을 돕는 비료를 간접비료라고 함.
시비량
파종 또는 이식할 때에 주는 비료를 기비(基肥, 밑거름),
생육 도중에 주는 것을 추비(追肥) 또는 보비(補肥, 중거름, 덧거름),
최후의 추비를 지비(止肥, 마지막 거름)라 함
시비방법
• 전면시비, 부분시비, 표층시비, 심층시비, 전층시비
* 비료의 배합시 유의점
1. 비료성분이 소모되지 않도록 할 것
• 암모니아태질소 + 석회(알칼리성) → 휘산
• 질산태질소 + 과인산석회(산성) → 휘산
2. 비료성분이 불용성이 되지 않도록 할 것
• 과인산석회(수용성인산) + 알칼리 비료혼합 → 불용화
3. 습기를 흡수하지 않도록 할 것
• 과인산석회(석회염) + 염화칼리(염화물질) → 굳어짐
* 엽면시비
엽면흡수는 잎의 표면보다는 이면에서 더욱 잘 흡수
* 엽면시비의 실용성
• 작물에 미량요소 결핍증이 나타났을 경우
• 작물의 영양상태를 급속히 회복시켜야 할 경우
• 토양시비로서 뿌리흡수가 곤란한 경우
• 작업상 토양시비가 곤란한 경우
• 특수한 목적이 있을 경우
4) 재배관리
* 중경(中耕)이란?
작물이 생육하고 있는 포장의 표토를 갈거나 작물 개체 사이의 흙을 갈거나 쪼아서 부드럽게 하는 것
중경과 제초는 작업의 성격상 동시에 병행되어 왔으나 제초제가 등장하는 이후로는 중경과 제초가 분리되게 되었다.
* 효과
토양에 미치는 효과 - 토양의 풍화와 유기물의 분해 촉진, 작물 수분의 지중 투입을 조장하여 한발의 피해 경감
제초효과 - 잡초종자의 발아 억제, 어린 잡초 제거
뿌리절단의 영향 - 중경에 의한 단근은 일시적으로 양분ㆍ수분의 흡수를 억제 하지만 곧 회복되어 단근 전보다 오히려 증대
탈질을 방지하여 비료의 유실 감소 - 중경에 의해서 산화층의 분화를 교란하고 표층의
비료를 환원층으로 이동 시킴
* 멀칭
짚이나 건초를 깔아 작물이 생육하고 있는 입지의 표면을 피복해주는 것으로 목적에 따라 다양하다
토양멀칭(soil mulching) - 토양수분 보존
스터블멀칭(stubble mulching) - 풍식ㆍ수식 경감
* 멀칭의 효과
토양의 건조방지, 지온의 조절, 토양의 침식방지, 잡초의 발생억제
* 백색투명필름 - 지온상승 효과, 잡초많음
흑색필름 - 잡초발생 억제, 지온을 낮춤
녹색필름 - 잡초억제, 지온상승 효과
* 생력재배(省力裁培)란?
잡초방제 노력과 그 외의 작업노동을 절약할 수 있는 재배법
- 효과
1. 농업노력비를 절감시킨다.
2. 단위면적당 수량을 증대시킨다.
3. 작물재배의 생력화를 위한 제반조건이 충족되어야 한다.
4. 병충해 · 잡초 방제
1) 병충해의 예방과 방제
* 병충해의 예방
1. 작물의 병해예방은 다음과 같은 기본적 방법을 조합한 종합적 방제방법이 필요하다.
➢ 먼저 병원균을 경지에 들여오지 않도록 한다.
➢ 병해저항성 품종이나 대목을 선정하고, 작물을 건강하게 생육시켜 저항력을 갖도록 한다.
➢ 작물의 재배환경을 조절해서 병원균의 활동을 억제한다.
➢ 종자와 토양의 소독, 윤작 등으로 병원균의 밀도를 낮춘다.
* 병충해의 방제법
경종(耕種)적 방제법
• 토지의 선정
• 내병충 저항성 품종선택
• 무병종자의 선택, 재식밀도 조정
• 윤작 등 작기의 변경
• 재배시기ㆍ시비법의 개선, 토양개량
* 물리적 방제법
• 태양열 소독ㆍ증기소독
• 포살 및 채란ㆍ냉수온탕침법(종자)
• 담수ㆍ유인교살
• 봉지씌우기ㆍ비가림재배
* 생물학적 방제법
• 천적곤충ㆍ병원미생물
• 생물농약 및 길항미생물 (* 길항미생물 : 원인균의 증식을 억제시켜 병해를 방지하는데 이용하는 미생물)
* 화학적 방제법
• 살균제, 살충제, 유인제, 기피제
• 화학불임제
3) 병충해종합관리(IPM)의 이론과 실제
병충해 종합관리 이론
병충해종합관리(IPM : Integrated Pest Management)
→ 경제적 · 환경적 · 사회적 가치를 고려한 종합적이고 지속가능한 병충해 관리 전략을 의미한다.
• Integrated (종합적) - 어떤 주어진 병충해 문제를 해결하기 위해서 경종적 · 물리적 · 생물학적 · 화학적 조절방법을 종합적으로 사용하는 것을 의미
• Pest(병충해) - 수익성있고 질 좋은 상품생산에 위협이 되는 모든 종류의 질병(disease), 곤충(insects)을 의미
• Management (관리) - 경제적 손실을 유발하는 병충해를 사전적으로 방지하는 일련의 과정을 의미
4) 잡초와 방제
- 잡초와 그 피해
• 잡초라는 말은 원래 작물재배에 따라서 생겨난 것으로, 경지 내에 발생하는 작물 이외의 식물을 잡초(雜草, weed)라고
불러왔다
발생의 억제
• 경운, 답전윤환, 담수ㆍ써레질
잡초방제
• 생태적, 경종적 방제법, 물리적 방제법
• 생물적 방제법, 화학적 방제법,. 종합적 잡초방제법(IWM)
5. 내적균형과 식물생장조절제
1) 내적균형
C/N율, T/R율, G-D균형은 작물의 내적균형의 지표가 된다.
C/N율
식물체내 탄수화물과 질소의 비율 → 여러 작물의 생육과 화성(花成)·결실(結實)에 영향을 미치는 적용사례 → 환상박피, 각절, 고구마의 인위개화
T/R율 (top/root ratio)
지하부 생장량에 대한 지상부 생장량의 비율
↓
• 파종기ㆍ이식기가 늦어질수록 T/R율이 커진다.
• 일사가 적어지면 T/R율이 커진다.
• 질소 다량시 T/R율이 커진다.
• 토양공기 불량시 T/R율이 커진다..
• 토양수분 감소시 T/R율이 감소한다
G-D균형 (growth differentiation balance)
• 식물의 생육이나 성숙을 생장과 분화의 두 측면에서 보면 양자간의 균형이 식물의 생육 및 성숙을 지배한다는 이론이다.
• G-D균형은 생장과 분화의 균형을 의미한다.
2) 식물생장조절제
* 식물생장호르몬
식물체의 조직이나 기관에서 생합성된 후 체내를 이행하면서 다른 조직이나 기관에 대하여 미량으로도 형태적ㆍ생리적인 특수한 변화를 일으키는 화학물질이 있는데, 이와 같이 식물의 생장을 촉진하는 물질을 옥신(auxin)이라고 한다.
식물생장조절제의 종류
[1] 생장조절제의 특성
* 옥신류 → 굴광현상, 극성이동, 정아우세현상
• 발근 촉진
• 접목의 활착 촉진
• 개화 촉진
• 가지의 굴곡 유도
• 낙과 방지
• 적화 및 적과
• 착과 증대
• 과실 비대
• 과실의 성숙 촉진
• 생장 촉진 및 수량 증대
• 단위 결과
• 제초제로 이용
* 지베렐린
• 휴면타파와 발아 촉진
• 화성유도 및 개화 촉진
• 경엽의 신장 촉진
• 단위결과 유도
• 수량 증대
• 성분 변화(오옥신과 달리 높아도 억제효과가 없음).
* 시토키닌
• 종자발아 촉진
• 잎의 노화지연
• 모양과 크기 향상
• 식물의 내동성 증대
• 잎생장 촉진
• 착과증진
• 저장 중의 신선도 유지
* ABA
• 스트레스 호르몬, 잎의 노화, 낙엽 촉진
• 휴면 유도, 휴면아 형성, 발아 억제
* 에틸렌 → 합성호르몬인 에세폰(ethephon)을 농업적으로 이용
• 성숙호르몬
• 발아 촉진
• 정아우세타파
• 생장 억제
• 개화 촉진
• 성발현의 조절
• 낙엽 촉진
• 적과
* 생장억제물질
• B-9
• phosfon-D
• CCC
• Amo-1618
• MH
• Rh-531
• BOH
• 2,4-DNC
• 모르파크틴
6. 방사성동위원소
1) 개념
• 원자번호가 같고 원자량이 다른 원소들을 동위원소라고 하고, 방사능을 가진 동위원소를 방사성동위원소라고 한다.
• 방사선은 공기 중을 수 cm에서 1m까지 날며 투과력이 있다.
• 가장 투과력이 큰 것은 r선이다.
2) 추적자로서의 이용
방사선은 단시간의 극미량이라도 그 행동을 정확히 조사할 수 있음.
작물의 영양생리 - 32P, 42K, 45Ca, 5N
광합성 연구 - 14C, 11C(동화물질의 전류와 축적과정)
농업토목 - 24Na (누수개소의 발견, 지하수의 탐색)
3) 살균 및 살충효과를 이용한 식품저장
60Co, 137Cs에 의한 r선
■ 연습문제
Q1. 재배조건과 T/R율의 관계가 틀린 것은?
1일사량이 부족하면 T/R율이 증대한다.
2질소 다비재배는 T/R율이 증대한다.
3토양수분이 부족하면 T/R율이 증대한다.
4토양 통기가 나쁘면 T/R율이 증대한다.
정답 : 3
해설 : T/R(Top/Root)율은 식물의 지하부 생장량에 대한 지상부 생장량의 비율을 말한다. 토양 내 수분이 많거나 질소의 과다시용, 일조부족, 석회부족, 토양통기 부족 등 지상부에 비해 지하부 생육이 나빠져 T/R율이 커진다.
Q2. 감자나 고구마의 파종기나 이식기가 늦어졌을 때 T/R율이 커지는 이유로 옳은 것은?
1탄수화물의 축적이 지하부에서 더 빨리 진행되기 때문이다.
2지하부의 중량 감소가 지상부의 중량 감소보다 커지기 때문이다.
3지하부의 생장보다 지상부의 생장이 더 크게 저해되기 때문이다.
4지하부에 질소 집적이 많아지고 단백질 합성이 많아지기 때문이다.
정답 : 2
해설 : T/R율은 지하부 생장량에 대한 지상부 생장량의 비율을 말하며 T/R율과 재 배조건은 토양 내 수분이 많거나 질소의 과다시용, 일조 및 석회부족, 토양통 기부족 등 지상부에 비해 지하부 생육이 나빠져 T/R율이 커진다. 감자, 고구 마 같은 지하 저장기관인 경우 파종기나 이식기가 늦어질수록 지하부 중량 감소가 지상부의 중량 감소보다 크기 때문에 T/R율이 커진다.
Q3. 파종기를 결정하는 요인을 잘못 설명한 것은?
1.맥류에서 추파성 정도가 높은 품종은 만파하는 것이 좋다.
2.감자는 평지에서는 이른 봄에 파종되나 고랭지에서는 늦봄에 파종된다.
3.봄채소는 조파하는 것이 한해가 경감된다.
4.출하기를 조절하기 위해 촉성재배나 억제재배를 한다.
정답 : 1
해설 : 파종시기는 작물의 종류와 품종, 작부체계, 토양조건, 기후, 출하기, 노동력 사정, 재해조건 등에 의하여 결정된다. 추파맥류에서 추파성이 높은 품종은 조파하며, 추파성이 낮은 품종은 만파한다.
Q4.환상박피(Girding, Ringing)에 의하여 과수의 개화, 결실을 조절하는 것과 가장 밀접한 관계가 있는 것은?
1일장효과
2춘화처리
3감온성
4C-N율
정답 : 4
해설 : 고구마의 인위개화, 환상박피, 각절 등을 통해서 C/N율이 식물의 개화에 영향을 끼친다는 것을 알 수 있다.
Q5. 100립중이 24g인 종자를 60cm×10cm 간격으로 1주 3립으로 파종한다면 1,000㎡ 에 필요한 종자량은?
1.4kg
2.8kg
3.12kg
4.16kg
정답 : 3
해설 : 1립중 0.24g이고, 10,000,000 / (60×10) = 16,666(1주)
16,666 × 3립 파종 = 50,000 × 0.24g
= 12,000g = 12kg
Q6. 토양 표면을 여러 재료로 피복하는 것을 멀칭(mulching)이라 하는데, 그 이용성이 아닌 것은?
1한해 경감
2생육 억제
3잡초 억제
4토양 보호
정답 : 2
해설 : 멀칭을 통해서 잡초방제, 수분보존(한해경감), 토양침식 방지효과를 기대할 수 있다.
Q7.다음과 같은 조건인 경우 본답 1,000㎡의 모내기에 소요되는 모수는 약 몇 본인 가?(단, 재식거리는 줄 사이 30cm, 포기 사이 20cm, 1포기당 5본식으로 한다.)
1.86,666 본
2.83,333 본
3.17,333 본
4.16,666 본
정답 : 2
해설 : 모수 = 면적 / (줄 사이 거리 × 포기 사이 거리)
= 1,000 / (0.3 × 0.2) = 16,666
1포기당 5본식이므로 16,666 × 5 = 83,333
■ 단원정리
토양멀칭은 토양표면을 얕게 갈아 모세관을 단절해 수분보존 효과를 내는 것이고, 스터블멀칭은 앞작물의 그루터기를 그대로 남겨서 풍식과 수식을 경감시키는 농법이다.
생력재배란 농사에서 농업노동이 차지하는 비율은 과반이 넘고, 농업노동의 대부분은 잡초를 방제하는데 소요되기 때문에 잡초방제 노력과 그 외의 작업노동을 절약할 수 있는 재배법을 말한다.
생육 중인 잡초나 휴면 중인 잡초종자 및 영양번식체에 경운 · 배토 · 피복과 같이 힘을 가하여 발아억제 또는 사멸시키는 잡초방제 방법은 물리적 방제법이다.
C/N율이 높을 경우에는 화성을 유도하고, C/N율이 낮을 경우에는 영양생장이 계속된다.
토양함수량이 감소하면 지하부의 생장보다 지상부의 생장이 더욱 저해되므로 T/R율은 감소한다.
옥신은 정아우세현상과 굴광성에 관여하고 지베렐린은 벼의 키다리병에서 발견된 호르몬으로 신장촉진효과가 있으며 시토키닌은 발아촉진 및 잎의 생장촉진, 노화방지 등의 효과가 있다.
32P, 42K,45Ca 등은 작물의 영양생리연구에 이용되고 14C, 11C 등은 광합성 연구의 추적자로 24Na 는 제방 누수장소 발견, 지하수 탐색, 유속 측정 등 농업토목에 이용된다.
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