15. 작물의 수확과 품질
■ 학습개요
- 작물이 성숙하게 되면 적절한 시기에 수확하여야 수량과 품질을 높일 수 있다. 수확시기는 작물의 발육정도, 조직의 충실도, 함유성분의 함량 등과 시장조건 등에 의해 결정된다. 작물의 수량을 예측하거나 심사하는 방법에는 보통 평예법을 이용하여 단위면적당 수량을 나타낸다. 생산물은 수확후 여러 과정을 거치는데 수확물의 품질향상 및 보존을 위한 건조, 도정, 정선, 포장 등이 있으며 특히 농산물 저장은 가격보장, 품질보존 등에 중요한 요인이다. 최근 식료수급의 고급화와 안정화에 따라 식생활의 다양화가 급속도로 확산되고 있어, 주식을 비롯한 각 작물에 대한 고식미ㆍ고품질이 강력히 요구되고 있을 뿐만 아니라 안전한 식품을 선호하는 경향도 높아지고 있다. 따라서 작물생산도 높은 수량 생산성만 아니고 질적으로도 고품질이어야만 상품가치를 높여 농가경영에 이익이 된다는 인식으로 전환되고 있다. 이와 같은 시대적 요구에 대응하기 위해서도 작물생산에 있어 육종 및 재배법 개선 등 품질문제는 수량과 함께 중요한 과제가 되고 있다.
■ 학습목표
1. 작물생산에 있어 수확시기의 중요성을 설명할 수 있다.
2. 농산물 수확 후 관리 기술에 대해 설명할 수 있다.
3. 농산물 저장 중 손실 및 저장법을 설명할 수 있다.
4. 작물생산에 있어 품질의 개념을 설명할 수 있다.
5. 주요 작물에서 품질을 결정하는 요인을 설명할 수 있다.
6. 주요 작물의 화학적 성분조성 차이를 설명할 수 있다.
7. 곡물류와 원예작물의 영양가 차이가 갖는 의미를 설명할 수 있다.
■ 주요 용어의 정리
◾큐어링 : 수확물의 상처에 병균의 침입을 방지하는 유상조직인 코르크층을 발달시키는 조치를 큐어링(curing)이라고 한다.
◾예냉 : 과실의 수확 직후 온도를 낮추어 과실의 호흡과 성분 변화를 억제시키는 것이다.
◾품질 : 식료 및 상품으로서 갖추어야 할 소질이라고 정의한다.
◾수량구성요소 : 작물의 수량을 구성하는 작물학적 요소를 수량구성요소라고 한다. 벼의 경우는 단위면적당 수수, 영화수, 등숙비율, 1립중 등이다.
1. 수확 - 수확시기와 수량구성요소
1) 수확
- 성숙 : 이용 부위인 종실, 줄기, 잎, 뿌리 등을 수확물로 거두어 들이는 것. (작물재배의 목적)
- 수확시기와 방법
• 작물의 발육정도 : 출수 후 일평균 적산온도가 1,100℃ 전후(중부지방)에 이를 때 현미발달이 끝난다.
• 재배조건과 기상 조건
• 시장여건 등 기타 조건
- 수량구성요소
• 벼 : 단위면적당 수수, 1수 영화수, 등숙비율, 1립중
• 감자 : 단위면적당 포기 수, 개체당 덩이줄기 수, 덩이줄기의 무게
2) 수량조사
표본장소 3개소 이상 선택, 각 장소에서 3.3㎡ 당 수량을 실측하고 평균하여 전체면적의 수량으로 환산하는 통계적 방법이다.
2) 수량조사
입수계산법은 수확 전의 식물체 상태에서 일찍이 수량을 예측코자 할 때 입수(粒數)에 의해 산출하는 방법이다.
2. 수확 후 관리
1) 수확 후 관리
1) 건조 : 쌀의 안전저장을 위해서 수분을 15% 이하로 건조하여야 한다.
2) 저장원리
• 큐어링(Curing) : 수확물의 상처에 병균의 침입을 방지하는 유상조직인 코르크층을 발달시키는 조치
• 후숙 : 미숙한 산물을 수확하여 일정기간 적절한 장소에 보관해서 성숙시키는 것
• 예냉 : 과실을 수확 직후 온도를 낮추어 과실의 호흡과 성분변화를 억제시키는 것
• 호흡 급등형 원예작물(Climactric형)★ :
호흡속도가 점차 감소하다가 한 순간에 갑자기 증가하는 현상이다.
호흡급등기에 에틸렌 생성이 증가되어 급속히 후숙된다. (사과, 배, 토마토, 복숭아, 수박, 멜론, 감, 무화과, 망고)
• 호흡 비급등형 작물(Non-climatric형 작물) :
딸기, 오이, 고추, 가지, 포도, 오렌지, 레몬 등으로 호흡이 점차 감소하고 에틸렌 발생량도 최소에 머물러 있는 작물이다.
3) 정선 및 포장
4) 안전저장조건
• 쌀 : 저장고 온도 15℃ 이하, 상대습도 70% 유지
저장고 내 공기조성 : 산소 5~7%, 이산화탄소 3~5% 유지.
• 고구마 : 큐어링, 온도 13~15℃, 상대습도 85~90% 유지
• 식용감자 : 온도 3~4℃, 상대습도 80~85% 유지
3. 품질의 개념과 중요성
1) 품질이란
• 품질이란 농산물이 식료 및 상품으로서 갖추어야 할 소질이라고 정의하고 있다.
[1]외관적 형질 : 모양, 색깔
[2]소비적성 : 맛, 향기, 영양가
[3]유통적성 : 수송ㆍ저장에 관련된 특성
[4]가공적성 : 쌀의 취반특성, 밀의 제분 및 제면적성
곡류ㆍ유료작물ㆍ약용작물ㆍ채소나 과일 → 다르다
2) 주요 작물의 품질에 관계하는 요소
<표> 농산물의 이용적성에 따른 품질에 관계하는 요소
* 농산물의 품질평가는 사용목적에 따라서도 다르다.
예를 들면 콩에서 발아율 0%의 것은 밥밑콩이나 두부용으로는 사용할 수 있으나 콩나물 콩으로는 전혀 이용가치가 없다.
일반적으로 식용 작물에서는 식미가 중요시되지만 유료 작물은 유지함량이, 섬유 작물에서는 섬유의 함유량과 그 질이 무엇보다 중요시된다.
생산된 작물의 품질은 그 품종 고유의 유전적 특성에 의해 크게 좌우되지만, 품질을 결정하는 것은 그 뿐만 아니라 작물이 재배되는 환경조건, 재배법, 수확 및 조제법, 저장법 등과도 관계가 깊다.
쌀의 식미를 좌우하는 요인
* 유전적 특성과 품질
• 작물의 품종적 특성으로 유전적으로 좋은 품질의 것과 나쁜 품질의 것이 있으며, 용도상 그 이용과 가공적성에 맞는 품종과 맞지 않는 품종이 있다. 취반용 쌀은 밥을 대상으로 하는 관능검사로서 외관, 향기, 끈기(찰기), 씹는 감각(경도), 밥맛, 종합평가 등 6개 항목으로 식미를 평가한다.
• 쌀의 단백질함량은 식미와는 부(負)의 상관이 있어 식미는 70~80%가 이화학적 특성에 의해 결정되므로, 이에 관계하는 아밀로오스함량과 단백질함량은 중요하다. 대체로 양질미란 저아밀로오스, 저단백질인데 품종에 따른 차이가 크다.
1. 밀에서는 빵용, 과자용, 면용으로 전혀 다른 특성의 품종이 요구된다.
2. 빵용의 밀품종은 분질이 경질이면서 점성과 탄성을 완전하게 이용하는 밀가루라야 한다.
3. 면과 과자용 밀 품종은 분질이 연질이면서 점성과 신장력이 있는 밀가루여야 한다.
* 환경조건ㆍ재배법과 품질
1. 품질이 좋은 품종을 선택하여 재배한다.
2. 환경조건이 불량하거나 재배법이 적당하지 않으면 품종특성이 발휘되지 못해 품질이 나쁜 생산물이 되는 경우가 있다.
3. 모든 식물은 자연환경요소, 즉 기후, 토양환경, 생물환경과 인위적인 요소(재배관리, 수확, 조제, 보관) 등에 따라서 영향을 받는데, 특히 약용작물의 경우는 품질에 크게 영향을 받는다.
* 조제법과 품질
1. 쌀은 16% 이상의 수분이 함유되면 균류의 번식으로 부패ㆍ 변질미가 급증한다.
2. 쌀은 14%의 수분을 유지하도록 충분히 건조ㆍ관리 하는것도 품질유지상 매우 중요하다.
3. 건조조건으로는 온도와 속도가 기본이다.
4. 건조효율로 본다면 온도를 높일수록 빠르나 쌀의 식미를 해치지 않기 위해서는 건조 온도를 40℃ 이상 되지 않도록 하는 것이 좋다.
3) 원예작물의 품질
원예산물의 품질은 크게 ① 외관, ② 조직감, ③ 풍미, ④ 영양적 가치, ⑤ 안전성 등에 의한 종합적 가치를 기준으로 한다.
원예작물의 일반적 품질 구성 요인
4) 약용작물의 품질
주로 한약재 또는 식품원료로 이용되고 있으며 일반 작물과는 달리 약효나 기능성을 기대하므로 성분함량 등 품질을 중요시하게 된다.
* 약용작물에서 고품질이란?
기원이 확실하고 외관이 균일하고 양호하며, 유효성분 함량이 기준치 이상이며 안전성이 확보된 것.
약용작물의 품질평가 요소
5) 영양가
작물의 품질로 미관, 기호와 함께 중요한 것이 영양가(營養價)이다.
< 작물류별 평균 영양성분 비교(100g중) >
■ 연습문제
1. 요소비료 한 포(20kg)에 들어 있는 질소의 양을 계산하시오. (단, 요소비료의 질소함량은 46%이다.)
정답 : 9.2kg
정답 및 해설 : 비료무게 x 성분량/100
20kg x 46/100 = 9.2kg ∴ 질소량은 9.2kg이다.
2. 질소 9.2kg을 10a에 시비하려 할 때 필요한 요소(질소함량 46%)의 양을 계산하시오.
정답 : 20kg
정답 및 해설 : 비료무게 x 100/성분량
9.2kg x 100/46 = 20kg ∴ 20kg의 요소비료를 시비한다.
3. 10a의 논에 16kg의 질소를 주려면 황산암모늄(질소함량 20%)으로 몇 kg을 시용 해야 하는지 계산하시오.
정답 : 80kg
정답 및 해설 : 16kg x 100/20 = 80kg ∴ 80kg의 황산암모늄을 시비한다.
4. 복합비료 한 포가 20kg일 때 N:P:K(15:10:12) 인산의 함량은?
정답 : 2
정답 및 해설 : 비료무게 x 성분량/100
20kg x 10/100
= 200/100 = 2
5. 1평방미터에 10cm x 20cm로 모를 심을 때 심을 수 있는 포기 수는 ?
정답 : 2
해설 : 1a = 100m2
10a = 1000m2, 1m2 = 10,000cm2
10,000/(10x20) = 50주 ∴ 정답 ②
■ 핵심요약 정리
- 재배식물은 인류의 목적대로 개발하여 기형 식물이 되었고, 재배 환경에 변화가 있게 되면 수량의 안정성, 품질의 안전성이 위태로울 수 있다.
- 재배 식물 분화 과정은 분화의 4단계, 즉 유전적 변이, 도태와 적응, 순화, 고립이라는 네 단계를 통해서 작물이 만들어졌다.
- 작물 재배 이론으로서 수량 삼각형은 유전성, 재배 환경, 재배 기술, 세가지가 균형 있게 발달했을 때 최고의 수량 생산이 가능하다.
- 바빌로프는 재배 식물의 기원을 통해서 작물의 원산지를 추정했고, 우성유전자중심설을 통해서 재배 식물의 기원지를 여덟 개로 밝혔다.
- 최소율의 법칙은 작물 생육은 가장 부족한 요인에 의해서 수량ㆍ품질이 좌우되므로, 최소 인자가 생기지 않도록 작물을 관리하는 기술이 고품질 또 생산성을 유지하는 기술이다.
- 작물은 농업상 용도에 따라, 생태적 특성에 따라, 재배ㆍ이용에 의해 분류된다. 온도와 환경에 따라 저온작물, 고온작물, 내산성 작물, 내습성 작물 등 다양하게 분류하고 있다.
- 신품종의 구비조건은 구별성, 균일성, 안정성이다.
- 녹색혁명은 IR8 //Yukara/TN1을 통해서, 새로운 수량을 극대화 시켜 우리의 식량 자급을 이룩하였다.
- 유전 자원이 사라지는 것을 유전적 침식이라고 하는데, 유전적 침식이 심화되기 때문에 국가 차원에서 또는 지자체 차원에서 보존하는 노력을 적극적으로 하고 있다.
- 멘델의 유전법칙과 유전자를 공부했고, 수정방식에 따라 육종방법이 달라지고 목표형질이 달라진다. 그래서 계통육종, 집단육종, 파생육종, 다양한 육종 방법을 공부했다.
- 토양환경에서는 CEC, pF, pH, Eh, 황화현상, 탈질작용, 질산화작용, 질소기아현상
- 수분환경에서 확산압차구배ㆍ요수량ㆍ일비현상, 대기환경에서 탄산시비ㆍ질소고정ㆍ 지구온난화현상 등, 온도환경에서는 온도계수ㆍ적산온도ㆍ하고현상ㆍ작물의 경화ㆍ불임 등
- 광환경에서는 벼ㆍ보리처럼 광합성을 하는 C3작물, 옥수수ㆍ수수처럼 광합성을 하는 C4작물, 선인장처럼 광합성을 하는 CAM작물, 굴광성, 광보상점, 광포화점, 최적엽면적
- 작부체계에서 기지현상, 윤작효과
상적발육과 환경에서 상적발육설, 탄질률(C/N율설), 춘화처리, 일장효과, 야간조파, 묘대일수감응도 등
- 종묘와 육묘에서는 중복수정, 호광성종자ㆍ혐광성종자. 호광성 종자는 파종할 때 복토를 낮게 하고, 혐광성 종자는 파종 후에 복토의 깊이를 높게 하는 종자. 또 발아속도, 발아세, 발아율과 같은 발아에 관련된 용어 정리.
- 재배 관리에서는 휴립휴파법ㆍ휴립구파법ㆍ성휴법 등 다양한 파종 양식, 수량점감의 법칙 (보수점감의 법칙), 멀칭의 종류ㆍ정아우세현상
- 수확과 품질 관리에서 수량구성 4요소ㆍ큐어링ㆍ후숙ㆍ예냉 등 저장 원리
- 환경친화적 농업기술에서 INM, IPM, IWM
■ 단원정리
◾작물재배는 종실, 줄기, 잎, 뿌리 등 이용부위를 수확하는 것을 목적으로 하며 이용부위의 성숙시기에 수확을 하며 성숙정도는 기관의 발육정도, 조직의 충실도, 함유성분의 함량 등으로 판단한다.
◾수량은 작물재배 후 수확되는 생산물의 단위면적당 수확량을 수량이라 하며 농지나 품종의 생산성을 비교할 수 있다. 작물 수량을 예측하거나 심사하는 방법으로 보통 평예법을 이용한다.
◾작물의 수량을 구성하는 작물학적 요소를 수량구성요소라 하며 작물 종류에 따라 각각 특유의 수량성립과정을 이해해서 그에 적합한 수량구성요소를 조절하는 것이 생산량을 높이는 데 중요하다. 작물 전체 건물중에 대한 수확이용부위의 건물중의 비율을 수확지수라 한다.
◾작물재배 및 수확 후 건조, 탈곡, 정선, 포장 등 여러 과정을 거치는데 이를 수확 후 관리라 한다. 농업생산물은 계절성이 강하므로 가격과 생산량 변화가 심하므로 일정기간동안 저장하여야 한다. 보통 저온 및 건조상태에서 보관하여 농산물의 양분소모와 병해충 피해를 억제하여 생산량과 품질저하를 방지한다.
◾작물 생산물의 품질이란 식료 및 상품가치로서 갖추어야 할 소질이라고 정의할 수 있으며, 품질이라는 개념 속에는 외관적 형질, 소비적성, 유통적성, 가공적성 등 여러 가지 내용이 포함된다. 품질은 동일 작물에서도 품종에 따라 달라 품종고유의 특성이라 할 수 있으나, 반드시 고정된 것은 아니고 재배환경이나 재배기술에 따라 변화하므로 적지적작이 필요하다.
◾쌀의 식미는 쌀의 물리적 성상이나 화학성분의 구성으로 결정되나 그 평가는 외관, 향기, 끈기, 씹는 감각, 밥맛, 종합평가 등 6개 항목으로 평가한다. 쌀의 식미를 좌우하는 요인은 품종과 산지, 기상조건, 재배법, 수확, 저장ㆍ정미가공ㆍ밥짓는 과정 등이 복합적으로 작용한다.
◾원예작물은 용도가 다양할 뿐만 아니라 수급관계, 지역적 기호 등 품질평가가 식용작물에 비해 복잡 다양하다. 또한 생산물이 주로 신선한 생식용이기 때문에 수확시기, 수확 후 관리, 저장, 포장, 수송 등의 과정에서 품질저하에 각별한 주의가 필요하다. 약용작물의 품질평가 요소는 식물종이나 품종 등의 기원과 모양ㆍ크기ㆍ균일도ㆍ색택ㆍ맛ㆍ향기 등의 외관특성, 그리고 생리활성과 성분함량 등의 유효성, 잔류농약ㆍ표백제ㆍ중금속 등의 안전성으로 나타낼 수 있다.
◾작물별 영양성분은 곡류ㆍ두류ㆍ서류에서는 주로 탄수화물ㆍ단백질ㆍ지방이 많고, 채소류나 과일류에서는 섬유질ㆍ무기질ㆍ비타민류가 풍부하다. 비타민 A는 채소류 ㆍ과일류에 많고, 비타민 C는 서류ㆍ채소류ㆍ과일류에 많이 함유하고 있다.
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