작물의 생육은 토양 수분 상태, 온도 변화, 바람 등 환경 요인에 민감하게 반응한다. 수분 부족과 냉해, 규산 흡수 등은 식물의 구조적·생리적 변화를 유발하며,ABA 같은 호르몬 변화는 식물의 방어 반응을 조절한다. 시험 문제는 이러한 원인과 결과의 대응 관계를 묻는 형태로 출제된다.
출제기준 단원 「생육환경의 변화, 기상재해대응」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
묻는 꼴
문제 수
무엇을 묻나
냉해 유형 판별
1
냉온장해의 지연형과 장해형을 구분하여 옳지 않은 설명 가리기
규산의 생리적 효과 판단
1
규산 흡수로 인한 잎의 변화와 증산 영향의 옳고 그름을 판단하기
수분 스트레스와 호르몬 반응
1
수분 부족 시 ABA 변화와 그 결과를 묻기
뜻
식물의 주요 활동 뿌리는 표토층에 밀집되어 있어 표토 30cm 이내에서 수분과 양분을 주로 흡수한다. 따라서 관수나 비료 관리를 할 때 표토 근처 수분 상태가 중요하다고 본다. 깊은 곳(40cm 이상)은 주로 부수 뿌리가 분포한다는 점을 구분한다.
수분 부족이 발생하면 식물은 먼저 기공을 닫아 증산을 억제하고 수분 손실을 줄인다. 이 과정에서 뿌리에서 ABA(아브시식산) 합성이 촉진되어 체내 농도가 증가하며,ABA는 기공 폐쇄 신호를 보내 증산 억제와 함께 광합성 저하를 초래한다. 따라서 수분 부족 상황에서는 ABA가 증가한다는 방향성을 기억한다.
냉해는 조직 결빙을 수반하는 동결장해와 조직 결빙은 없지만 저온으로 생육이 지연되는 냉온장해로 구분한다. 냉온장해는 지연형(생육 지연)과 장해형(기형·불임)으로 세분되며, 영양생장기의 냉온 피해는 일반적으로 생육 지연에 해당하는 지연형으로 본다. 조직 결빙이 포함될 때는 동결장해로 보고 결과가 더 심각해질 수 있음을 구분한다.
규산은 일부 작물에서 잎 표면에 규질화세포를 형성하여 조직을 단단하게 하고 병해충 저항성을 높인다. 규산 축적으로 인한 잎의 표면 변화는 기공 개폐에 영향을 주어 증산을 억제하고 결과적으로 수분 이용 효율을 높이는 작용을 한다. 따라서 규산이 증산을 촉진한다는 표기는 실제 생리 현상과 어긋난다.
풍해는 기계적 손상과 함께 생리적 장해를 일으키며, 대표적 생리적 영향으로는 식물체 표면의 급격한 건조로 인한 수분 불균형, 잎 흔들림에 따른 광합성 저하, 증발산 촉진으로 인한 체온 저하 등이 있다. 호흡이 감소한다는 설명은 풍해의 전형적 생리적 반응과 거리가 있으므로 주의한다.
예제
문제 유형은 주로 원인·결과의 대응을 묻는 방식으로 출제된다. 예를 들어 수분 부족 상황에서 ABA 농도가 어떻게 변하는지를 묻는 문항에서는 '증가'가 정답이 된다. 냉해 관련 문항에서는 냉온장해의 결과가 생육 지연인지 기형인지 구분하라는 패턴이 자주 쓰인다. 규산 관련 문항에서는 규산의 보호적 역할과 증산 억제 효과를 서로 반대로 제시하면 오답으로 판단한다.
대표 기출 3문항
냉해(冷害)에 대한 설명으로 틀린 것은?
식물체의 조직내 결빙이 생기지 않을 범위의 저온에 의하여 식물이나 식물의 기관이 피해 받는 현상을 냉온장해라 한다.
냉해에는 지연형 냉해와 장해형 냉해가 있다.
영양생장기의 냉온이나 일조부족의 피해로 나타나는 냉해는 장해형 냉해이다.
냉온에 의해서 작물의 생육에 장해가 생기는 생리적원인은 증상과잉, 호흡과다, 이상호흡, 단백질의 과잉 분해 등이 있다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 냉해는 식물체의 조직 내 결빙이 생기지 않는 범위의 저온으로 인해 피해를 받는 냉온장해와 조직이 결빙되는 동결장해로 구분됩니다. 냉온장해는 지연형 냉해와 장해형 냉해로 나뉘는데, 지연형은 생육이 지연되는 것이고, 장해형은 기형이나 기능 이상을 일으키는 것입니다.
냉해는 지연형(생육 지연)과 장해형(기형/불임)으로 구분되며, 영양생장기 냉온 피해는 지연형에 해당한다.
규산에 대한 설명으로 틀린 것은?
벼, 보리 등 외떡잎식물에서 많이 흡수되며, 엽실에 침적되어 규질화세포를 형성한다.
규질화된 잎은 도열병균이 침입하기 어려우며, 각피증산이 촉진된다.
규소가 잎에 축적되면 잎을 직립하게 하여 수광태세가 좋아지고 도복을 방지한다.
규소가 물관에 축적되면 증산이 심할 때 받는 압력에 견디게 해준다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 규산을 흡수한 벼 잎은 표면이 단단해져 도열병균의 침입을 어렵게 하며, 증산 작용은 억제됩니다. 문제의 보기 2는 증산이 촉진된다고 하였으나, 실제로는 규소가 잎 표면에 규질화 세포를 형성하여 기공 폐쇄를 유도하거나 각층을 두껍게 하여 증산을 억제하고 수분 이용률을 높입니다.
규질화세포 형성으로 잎 표면이 단단해져 증산 작용은 촉진되지 않고 억제되어 수분 이용 효율이 높아집니다.
작물의 수분 부족 장해가 아닌 것은?
무기양분이 결핍된다.
증산작용이 억제된다.
ABA양이 감소된다.
광합성능이 떨어진다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 작물이 수분 부족(건조 스트레스) 상태가 되면, 뿌리에서 물을 흡수하기 어려워지므로 식물은 기공을 닫아 증산을 억제하고 광합성 능력이 떨어집니다. 이때 뿌리에서 스트레스 호르몬인 ABA(아브시식산) 생성이 촉진되어 그 양이 증가하므로, 양이 감소된다는 설명은 옳지 않습니다.
수분 부족 시 식물은 스트레스 호르몬인 ABA의 생성을 촉진하여 양을 증가시키므로 감소한다는 설명은 틀립니다.