방송통신대학교 농학과 - 식용작물학 핵심정리 - 벼의 물질생산과 수량구성요소

학습개요
식물은 광합성에 의해 당을 합성하여 생활에너지와 다른 유기물의 재료로 사용하며, 남는 당을 녹말로 전환하여 저장함으로써 다른 생명체의 식량을 공급해 준다. 벼의 단위면적당 물질생산량은 개체군의 광합성에
달려 있고, 포장에서 개체군의 광합성은 단위잎면적당 광합성능력ㆍ잎면적지수ㆍ개체군의 수광태세 및 호흡량 등에 의해 정해진다. 벼의 수량은 전체건물중과 수확지수에 의해 이루어지며, 수량 구성 4요소는 단위면적
당 이삭수ㆍ이삭당 이삭꽃 수ㆍ여뭄비율ㆍ낟알무게이다. 벼 수량은 품종, 재배기술, 재배환경 등에 따라 다르다.
학습목표
1 식물의 광합성과 호흡을 설명할 수 있다.
2 개체군의 최적잎면적지수와 수광태세를 설명할 수 있다.
3 기온이 이삭여뭄에 미치는 영향을 설명할 수 있다.
4 수확지수와 조고비를 설명할 수 있다.
5 수량 구성 4요소를 설명할 수 있다.
주요용어정리
<용어 해설>
잎면적지수
: 단위포장면적에 생육하고 있는 벼 개체군의 전체 잎새
의 면적을 그 벼가 심어진 포장면적으로 나눈 값을 지
수로 표시한 것이 엽면적지수(LAI)이다. LAI는 증가할수
록 잎새의 면적, 즉 광합성 기관이 증가하기 때문에 개
체군의 광합성량도 증가한다. 그러나 어느 일정량 이상
이 되면 잎새는 서로 겹쳐져서 오히려 광합성량은 둔해
지고 반대로 호흡량은 증가하여 건물생산량은 감소하게
된다. 따라서 최대의 건물생산이 가능한 최적잎면적지
수가 성립하게 된다. 최적잎면적지수는 초형이 직립으
로 수광태세가 좋을수록 높아진다.
수광태세
: 광합성이 주로 이루어지는 잎새의 번무도를 나타내는
전체 엽면적 속으로 광이 얼마만큼 많이 고루 투과하느
냐를 나타내는 식물체의 군락구조 상태를 가리키며, 광
투과의 정도를 수광능률이라고 한다.
아밀로플라스트
: 벼의 배유에 축적하는 녹말은 작은 과립체 속에서 수
많은 결정체로 되어 타원형의 녹말립을 형성하는데, 완
성된 녹말립은 아주 얇은 2겹의 막이 싸고 있다. 이와
같이 막에 싸여 있는 녹말립을 아밀로플라스트라 하며
저장기관에만 있는 무색의 색소체이다.

목차
1. 벼의 물질생산
2. 저장물질의 축적과 여뭄
3. 벼의 수량 구성요소
1. 벼의 물질생산
1) 벼의 광합성

엽록체
잎의 엽육조직에 많이 들어 있으며 광합성이 일어나는 세포소기관
 내ㆍ외막으로 둘러싸여 있으며 광합성 효소 등을 포함하는 기질인
스트로마(stroma)와 엽록소와 전자전달계가 있는 틸라코이드(thylakoid)로 구성된다.
 그라나 : 틸라코이드가 10~20 겹쳐진 구조
광화학반응(명반응)
틸라코이드막의 엽록소에 흡수된 빛에너지는 틸라코이드에서
화학에너지(NADPH)로 전환된다.
캘빈회로(암반응)
스트로마에서 ATP와 NADPH의 화학에너지를 사용하여
이산화탄소를 당으로 고정하는 반응
* 잎새와 광합성
벼의 광합성은 엽신에서 이루어지며 진할수록 광합성이 증가한다.
 잎집, 줄기, 이삭의 동화산물은 대부분 호흡으로 소모

건물생산량 = 광합성량 - 호흡량
 벼 광합성 적온 : 20~33℃
 20℃ 이상 조건에서 호흡량 증가
2) 개체군의 광합성량
개체군 광합성 = [단위 잎면적당 광합성속도(능력) × 잎면적 지수
× 개체군의 수광태세(효율)] - 잎새 이외의 호흡량

최적 잎면적 지수
통계 : 6~8
일반계 : 4~5



개체군의 최적 잎면적 지수(optimum LAI)

3) 개체군의 수광태세

이삭팰 때 벼품종의 광합성 차이

4) 벼생육과정에 따른 광합성과 호흡

2. 저장물질의 축적과 여뭄
1)현미의 녹말저장

배유 내 통도조직과 저장물질 전류

2) 이삭여뭄과 기상환경

온도가 이삭여뭄에 미치는 영향

주, 야간 온도 차이가 이삭여뭄에 미치는 영향

3) 이삭여뭄과 거름

잎새의 질소함량과 광합성의 관계

이삭거름과 알거름
 이삭거름(수비)
• 쭉정이를 줄여서 이삭여뭄에 기여
• 출수 전 15일경 시비
• 과다시비는 수광태세를 나쁘게 한다.
 알거름(실비)
• 출수 후 광합성능력 향상
• 쌀의 완전립율을 떨어져 수비와 함께 시비하는 경향
3. 벼의 수량 구성요소
1) 벼의 수량

전체건물중과 수확지수

 전체건물중
• 개체군의 광합성에 의해 결정
• 생물적 수량
 벼수량
• 광합성 산물
• 경제적 수량

수확지수

 조/고비가 높은 것이 수량이 많다
• 단간품종 : 1.0
• 장간품종 : 0.5
2. 벼의수량 구성요소

수량구성 4요소

수량 구성 4요소와 수량의 성립
 물질수용능력(sink)
• 단위면적당 이삭수, 이삭당 이삭꽃 수, 낟알무게, 동화물질의 전류능력
 물질생산능력(source)
• 초형, 잎면적, 엽록소 함량, 잎의 두께, 광합성능력, 잎기능의 장기유지, 뿌리활력 등

연습하기
1. 수량 구성 4요소의 형성과정 및 상호관련성을 설명하라.
정답 : 벼의 수량 구성 4요소는 단위면적당 이삭수ㆍ이삭당 이삭꽃 수ㆍ여뭄
비율ㆍ낟알무게이고 수량은 이들의 곱으로 이루어진다. 벼의 수량 구성요소
간에는 부의 상관관계가 있어 단위면적당 이삭수가 많으면 이삭당 이삭꽃
수가 적고, 이삭당 이삭꽃 수가 증가하면 여뭄비율이 낮다. 그래서 재식밀도
를 늘리고 질소비료를 많이 주어 단위면적아 이삭꽃 수를 늘리면 여뭄비육
은 감소하게 된다.
2. 출수 후 광합성이 가장 활발한 잎은?
① 끝잎 ② 3엽 ③ 4엽 ④ 최하위엽
정답 : ①
해설 : 벼의 영양생장기에 광합성이 가장 활발하게 이루어지는 잎은 위에서
부터 3엽과 4엽이고, 출수 이후에는 끝잎과 2엽의 광합성이 제일 높다.
3. 벼 개체군의 광합성이 가장 활발한 때는?
① 모내기때 ② 이삭생길 때 ③ 이삭팰 때 ④ 익음때
정답 : ②
해설 : 벼 개체군의 광합성은 모내기때부터 새끼칠때까지 상승하여 이삭생길
때 최고에 달하며, 그 이후부터 낮아진다.
4. 다음 중 물질수용능력과 관계가 깊은 것은?
① 초형 ② 잎면적
③ 단위면적당 이삭수 ④ 광합성 능력
정답 : ③
해설 : 벼의 물질수용능력은 단위면적당 이삭수, 이삭당 이삭꽃 수, 왕겨용
적, 낟알무게, 동화물질의 전류능력 등에 의해 정해진다. 벼의 물질생산능력
은 물질생산체제와 물질생산량 및 이삭전류량, 잎 기능의 장기유지, 뿌리활
력 등이 관련된다.
5. 현미의 건물중이 최대로 되는 때는?
① 수정 후 10일 ② 수정 후 20일
③ 수정 후 25일 ④ 수정 후 35일
정답 : ④
해설 : 현미의 생체중은 수정 후 20일경에서 증가하기 시작하여 25일 쯤 최
고에 이르고, 건물중은 수정 후 10~20일 사이에 증가하여 35일경에 최대가
된다

<요약정리>
1. 벼의 광합성은 주로 잎새에서 이루어지고 잎색이 진할수록 엽록소 함량이 높아 광합성이 증가한다.
2. 벼의 광합성 적온은 20~33℃ 범위이고 건물생산량은 20~21℃에서 가장높다.
3. 개체군의 최적잎면적지수가 클수록 광합성이 증가하며, 다수성인 통일형
품종의 최적잎면적 지수는 6~8이고 일반형 품종은 4~5수준이다.
4. 벼는 수정 후 4일째부터 배유에 저장물질이 축적되기 시작하며, 배유에
저장물질 중 녹말이 90% 이상을 차지하고, 단백질은 6~8%, 지질은 2~3%
수준으로 배유의 단백질과 지질은 대부분이 호분층세포에 분포한다.
5. 벼는 여뭄기간 밤낮의 온도차이가 큰 것이 여뭄에 유리하다. 벼의 여뭄기
간은 일평균 적산온도와 관련이 있으며, 조생종은 30~35일, 중생종은
40~45일, 만생종은 50~55일 정도 걸린다.
6. 이삭거름은 쭉정이를 줄이고 알거름은 출수 후 잎새의 광합성 능력과 뿌
리의 활력을 높여서 여뭄을 좋게 한다.
7. 벼 수량의 생산과정은 물질수용능력과 물질생산능력으로 나눌 수 있으며,
수량은 전체 건물중과 수확지수의 곱으로 이루어지고, 단위면적당 이삭수,
이삭당 이삭꽃 수, 여뭄비율, 낟알무게를 수량구성 4요소라고 한다.

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