개념 한 쪽
식물 생육에는 질소, 인산, 칼륨 등 다수의 무기성분이 필요하며, 각 성분의 기능과 흡수 특성을 이해해야 비료를 효과적으로 이용할 수 있다. 비료는 화학적 성질과 생리적 영향을 기준으로 분류하며, 비료의 성분 함량과 흡수율을 이용해 시비량을 계산한다. 또한 특정 작물은 특정 원소를 많이 흡수하거나 특정 원소 결핍 시 특징적 증상이 나타나므로 작물별 요구량과 결핍 증상을 연결하여 기억해야 한다.
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출제기준 단원 「식물영양소의 종류와 기능」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 비료 흡수율 정의 판별 | 1 | 흡수율을 실제 흡수량과 시비량의 관계로 정의하는 능력 |
| 용액 시비량 계산 | 1 | 목표 농도와 용액량, 비료 함량을 이용해 필요한 비료량을 계산하는 능력 |
| 분할 시비 시 비료량 산출 | 1 | 총 질소량과 비율, 비료 함량을 적용해 분할 시비의 한 분량 비료량을 산출하는 능력 |
비료는 작물 공급 성분의 종류와 그 성분이 토양 및 작물에 미치는 영향으로 이해해야 한다. 예를 들어 용성인비는 인산 성분이 약 17~21% 함유된 인산 비료로, 토양의 유기산과 반응해 서서히 용해되어 작물이 이용 가능한 인산을 공급하는 특징을 가진다. 비료의 화학적 성질(산성·중성·알칼리성)과 작물이 흡수할 때 나타나는 생리적 성질(생리적 산성·중성 등)은 서로 다를 수 있으므로 각각 구분하여 파악한다.
비료 흡수율은 단위 면적당 작물이 실제로 흡수한 양을 같은 단위의 시비량으로 나눈 비율로 정의한다. 즉, 흡수율 = 실제 흡수량 ÷ 시비량으로 계산한다. 이 정의를 정확히 이해하면 시비 효율을 평가하거나 이론적 시비량을 산출할 때 오류를 줄일 수 있다.
작물별로 주요 영양소의 필요성과 결핍 증상이 다르다. 뿌리 작물은 전분 축적을 위해 칼륨 요구도가 높은 편이며, 고구마는 칼륨 흡수비율이 높은 대표적 작물로 분류된다. 벼는 규소를 다량 흡수하여 잎을 직립시키고 수광을 증대시켜 동화량을 늘리는 특성이 있다. 또한 미량원소인 붕소는 세포벽 형성과 생식 과정에 관여하므로 붕소 결핍 시 분열조직 괴사나 수정 불량 같은 생식 생육 장애가 나타난다.
비료의 성분 함량을 알고 있으면 목표 농도와 용액량을 이용해 필요한 비료량을 계산할 수 있다. 예를 들어 수용액의 목표 성분 농도와 용액량을 곱해 필요한 순수 성분량을 구한 뒤, 그 값을 사용하고자 하는 비료의 성분 함량으로 나누면 필요한 비료량을 산출한다. 요소비료의 질소 함량은 분자량 기반으로 약 46%로 취급하므로 농도 계산에 이 값을 적용한다.
토양의 화학적 상태는 일부 원소의 흡수에 큰 영향을 준다. 예컨대 석회 과다로 토양이 알칼리화되면 인산이 불용화되고 철·망간 등 미량원소의 흡수가 저해되므로 시비와 석회 처리 시 상호작용을 고려해야 한다.
예제 1 — 수용액 엽면시비 계산: 목표 질소농도 0.2%의 수용액 20L를 만들기 위해 필요한 순수 질소량을 구한다. 20L는 약 20kg 물로 보아 20kg × 0.002 = 0.04kg = 40g의 순수 질소가 필요하다. 요소비료의 질소함량을 46%로 적용하면 필요한 요소비료량은 40g ÷ 0.46 ≈ 86.96g이 된다. 계산 과정은 '목표 농도×용액량 = 필요 순수성분' → '필요 순수성분 ÷ 비료함량 = 비료량' 순서로 진행한다.
예제 2 — 밭 시비량 계산: 배추밭 100m²에 총 질소 10kg을 시비할 때, 분할 시비로 40%를 시비하는 경우를 계산한다. 총 질소 10kg의 40%는 4kg의 순수 질소이다. 요소비료의 질소함량을 46%로 적용하면 필요한 요소비료량은 4kg ÷ 0.46 ≈ 8.7kg가 되어 해당 분할에 필요한 소요량은 약 8.7kg이다. 이 계산도 동일한 '순수 성분 ÷ 함량' 공식을 적용한다.
실전 팁: 문제에서 요구하는 분자와 분모가 무엇인지(흡수량 vs 시비량, 순수 성분 vs 비료 전체량)를 먼저 확인한 뒤 단위를 맞춰 계산한다.
질소농다가 0.2%인 수용액 20L를 만들어서 엽면시비를 하려 할 때 필요한 요소비료의 양은? (단, 요소비료의 질소함량은 46% 이다.)
정답 ④ · 문항은 목표 질소농도 0.2%인 20L 용액을 만들기 위해 필요한 요소비료의 질량을 계산하는 문제이다. 먼저 용액 전체 질소량을 계산하면 20L × 0.2% = 20,000g × 0.002 = 40g의 질소가 필요하다.
정아우세는 정아(끝눈)가 측아(옆눈)의 생장을 억제하는 현상으로, 옥신(Auxin)이 주요 호르몬이다.
이론적으로 단위면적당 시비량을 계산할 때 이용하는 비료 요소의 흡수율은 어떻게 구하는가?
정답 ① · 문제는 단위면적당 시비량을 계산할 때 사용하는 비료 요소의 흡수율 정의를 묻고 있다. 흡수율은 작물이 실제로 흡수한 비료량을 시비량으로 나눈 비율로 정의되므로 사용량 대비 흡수된 양을 기준으로 계산한다.
비료 흡수율은 작물이 실제로 흡수한 양을 시비량으로 나눈 비율로 정의된다.
배추밭 100m²에 질소 10kg을 40 : 50 비율로 2회 나누어 요소 엽면시비하려 한다. 1회째 요소비료 소요량은? (단, 요소비료의 화학식은(NH2)2CO이다.)
정답 ① · 문제는 배추밭 100m²에 질소 10kg을 공급할 때 1회째 요소비료 소요량을 계산하는 문제이다. 먼저 총 질소 10kg의 40%는 4kg이고, 이 4kg을 2회로 나눈다면 1회째에 필요한 질소는 4kg(질문은 40:50 비율로 2회나누어 1회분을 묻는 상황에서 1회째가 40%에 해당하므로 4kg을 요소로 보충해야 함).
질소 10kg 중 40%인 4kg을 2회로 나누면 2kg이며, 요소의 질소 함유율(46%)로 나누면 약 4.35kg이므로 2회분은 8.7kg, 1회분은 약 4.35kg이다.
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