재배식물의 기원과 발달

작물재배의 시작은 농업의 시작이고 문명의 발생과 관계가 있다. 작물이란 수확하기 위해 재배하는 모든 식물을 말하며 인류와 공생관계에 있는 식물이다. 인간은 작물을 재배하여 생활상의 의식주에 필요한 재료를 얻는다. 작물은 긴세월 인간의 수요에 맞추어 발달했기 때문에 특별한 보호를 하고 가꾸어야 재배목적을 달성할 수 있다.

작물은 야생식물로부터 분화하고 발달되었으며 이용성과 경제성이 높아 재배대상이 되는 식물이다. 20세기 이후 유전과 육종의 원리가 규명되면서 작물의 분화와 발달이 가속화되었다. 특히 작물의 변화는 유전적 변이, 도태와 적응, 고립의 단계를 거친다.

작물이 최초로 발생한 지역을 그 작물의 원산지라고 하며 원산지로부터 다른 지역에 전파되어 간 과정을 지리적 기원이라 한다. 작물의 지리적 기원을 연구하고 업적을 남긴 학자는 바빌로프(Vavilov)와 캔돌레(De Candolle)가 있다. 재배지역의 기원지에 대해 바빌로프는 중국, 인도 및 동남아시아, 중앙아시아, 근동, 지중해, 에티오피아, 남멕시코 및 중미, 남미와 같이 8개 지역으로 구분했다. 캔돌레는 작물의 야생종 분포를 연구하여 1883년에 [재배식물의 기원]을 저술했다.

재배식물의 선조인 야생식물은 기원지로부터 전혀 다른 기상환경으로 전파되어 재배화하는 과정에서 다양한 변이를 통한 변화가 이루어졌다. 야생식물이 재배화되면서 종자의 발아가 빠르게 균일해졌으며 종자의 휴면성, 탈립성, 종자산포 능력이 약해졌다. 그리고 식물의 방어적 구조가 퇴화하거나 소실되었다.

농경지를 이용하여 작물을 재배하고 그 결실을 수확하는 모든 수단을 작물재배라고 한다. 작물의 수량은 유전성, 재배환경, 재배기술을 세 변으로 하는 삼각형의 면적으로 표시된다. 작물의 수량이 많아지려면 유전성, 재배환경, 재배기술이 균형있게 발달해야 하며, 다른 두 요소가 발달해도 나머지 한 요소가 발달하지 못하면 작물의 수량은 적어진다.

1. 작물의 수량에 관여하는 3대 요소와 그들의 상호관련성을 설명하라.

일정한 토지면적에 작물을 재배하여 최대의 수량을 올리려면 유전성이 우수한 품종을 선택하여 품종의 유전성을 최대로 발현시킬 수 있는 환경을 조성하고 적절한 재배기술을 적용하여야 한다. 품종의 유전성, 재배환경, 재배기술을 작물수량의 3대 요소라고 하는데, 수량은 이들 요소를 세 변으로 하는 삼각형의 면적으로 표시될 수 있다. 즉 수량(삼각형의 면적)을 증대시키려면 유전성, 재배환경, 재배기술의 세 변이 균형있게 발달해야 하며 두 변이 아무리 잘 발달하더라도 다른 한 변이 발달하지 못하면 수량은 적어진다. 요컨대, 작물의 최대수량을 올리려면 유전성, 재배환경, 재배기술이 균형있게 발달하여 정삼각형을 이루도록 하고, 3요소 중 어느 하나라도 제한인자로 작용하면 원하는 수량을 올릴 수 없다.

유전성, 재배환경, 재배기술로 이루어진 작물수량의 삼각형

2. 작물의 분화와 발달과정을 단계별로 설명하라.

작물이 원래의 것과 다르게 여러 갈래로 갈라지는 현상을 작물의 분화하고 하며, 그 결과 점차로 더욱 높은 단계로 발달해 가는 현상을 작물의 진화라고 할 수 있다. 작물의 분화와 발달과정은 다음과 같다. 첫번째는 유전적 변이이다. 현재의 것과 다른 유전성이 생기는 것으로 그 원인은 자연교잡과 돌연변이이다. 두번째는 도태와 적응이다. 새로 생긴 유전형질 중에서 환경이나 생존경쟁에 견디지 못하는 것은 멸망(도태)하고 그에 견디는 것만이 살아남기 된다(적응). 끝으로 순화와 격절(고립)이다. 적응한 것들이 어떤 생태조건에서 오래 생육하게 되면 그 생태조건에 좀 더 잘 적응하게 되는데 이것을 순화라고 한다. 변화의 마지막 과정으로서 성립된 적응형들이 유전적인 안정상태를 유지하는 것인데, 이것을 격절 또는 고립이라고 한다. 지리적으로 서로 떨어져 있기 때문에 상호 간의 유전적 교섭이 방지되는 지리적 격절이라고 하며, 개화기의 차이나 교잡불임 등의 생리적 원인에 의하여 같은 장소에 있어도 상호 간에 유전적 교섭이 방지되는 것을 생리적 격절이라고 한다. 또한 근래에 와서는 중요 작물의 기본종 품종이나 계통에 대해서 그 유전적 순수성을 유지하기 위하여 인위적으로 다른 유전형과의 유전적 교섭을 막아 주은 일이 있는데,  이를 인위적 격절이라고 한다.

3.  작물의 생산성 증대방안을 기술하라.

농업의 생산성 증대를 위해서는 작물의 유전성을 개량하고 재배환경과 재배기술을 개선하여 이들의 조화가 이루어지도록 해야 한다. 작물의 유전성과 재배기술 및 환경이 최대한 조화를 이룬다 하더라도 재배면적이 한정되어 있으면 생산성은 제한되게 마련이다. 재배면적이 한정되었을  때는 단위면적당 수량성을 증대시키고 곡물의 질적향상을 도모해야 한다. 단위면적당 수량성 증대와 질적향상을 위해서는 재배기술의 개선은 물론이고 양질다수성 품질이 개발되어야 한다. 질적향상이라 함은 쌀의 단백질함량을 높이는 경우와 같은 것인데, 현재의 쌀 단백질함량을 1%만 증가시킨다면 제한된 면적과 한정된 생산량에서 1%의 단백질 수량증가가 이루어지는 것이다.