개념 한 쪽
작물의 물 스트레스와 관련된 개념으로 토양수분 항수, 내건성 특성, 요수량과 pF 개념을 정리한다는 점을 학습 목표로 한다.
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출제기준 단원 「수질오염」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 내건성 원인 판별 | 1 | 질소 다비·밀식 등 재배 조건이 내건성에 미치는 영향 가리기 |
| pF와 기압 계산 | 1 | 수주 높이로 pF값과 해당 기압을 계산하기 |
| 토양 수분 상태 식별 | 1 | 관개·강우 후 2~3일 뒤의 토양 수분 상태 용어 고르기 |
내건성은 작물이 가뭄 등 물 부족 환경에서 견디는 능력을 말한다는 점을 이해한다. 내건성 작물은 물을 잃는 것을 최소화하는 전략과 물을 효과적으로 끌어당기는 세포적·형태적 특성을 동시에 갖춘다는 점을 설명한다.
세포적 관점에서 내건성 작물은 세포가 작고 원형질 함량이 많으며 삼투포텐셜이 낮아 물을 끌어당기는 힘이 강하다는 점을 제시한다. 또한 세포막의 수분 투과성은 내건성에서 낮아 물이 빠져나가는 것을 줄이는 방향으로 적응한다는 점을 설명한다.
형태적 적응으로 내건성 식물은 기동세포 발달로 잎을 말아 증산을 억제하고 기공을 조절하여 수분 손실을 줄인다는 점을 기술한다. 반대로 세포가 크고 기공이 크거나 많은 식물은 증산이 활발하여 내건성이 약하다는 점을 대비한다.
토양수분 항수 개념으로 최대용수량, 포장용수량, 초기위조점, 영구위조점의 차이를 제시한다. 특히 관개나 강우 직후의 포화 상태인 최대용수량과 중력수가 빠진 2~3일 뒤의 포장용수량을 구분한다는 점을 강조한다.
pF는 토양의 수주 높이를 이용해 토양수분 장력을 로그로 나타내는 값이라는 점을 제시한다. pF는 수주(cm)의 상용로그로 정의하므로 수주가 10의 n제곱 cm일 때 pF는 n이 된다는 점을 명확히 한다.
요수량은 작물이 1g의 건물중량을 생산하는 데 필요한 물의 양이라는 정의를 제시한다. 작물의 종류와 광합성 경로(C3/C4)에 따라 요수량이 달라진다는 점을 설명하며, C4 작물은 수분 이용 효율이 좋아 요수량이 적고 C3 작물은 요수량이 큰 경향이 있다는 점을 기술한다.
pF 계산 예시는 수주 높이와 로그 관계를 적용하여 구한다는 점을 보인다. 예를 들어 수주가 1000cm이면 pF=log10(1000)=3이므로 pF3이 된다는 계산 과정을 제시한다. 이 수주는 10m와 같으므로 약 1기압에 해당한다는 사실을 연결하여 설명한다.
내건성 관련 예시는 질소를 많이 주거나 밀식하면 식물이 연약한 조직을 형성하여 내건성이 약해진다는 원리를 적용하여 오답을 판별하는 방법을 제시한다. 또한 내건성 작물은 기동세포 발달로 잎을 말아 증산을 줄인다는 형태적 증거를 예로 든다.
요수량 비교 예시는 옥수수·수수 같은 C4 작물은 요수량이 적고 알팔파·클로버 같은 C3 작물은 요수량이 크다는 사실을 근거로 선지를 평가하는 방법을 제시한다.
생육단계와 재배조건에 따른 내건성 설명이 잘못된 것은?
정답 ③ · 문항은 생육단계와 재배조건이 내건성에 미치는 영향을 묻고 있으며, 잘못된 설명을 찾는 문제이다. 일반적으로 작물의 내건성은 생식 생장기(개화·생식기)에 가장 약하고 건조 적응을 통해 내건성이 증대될 수 있으며 화곡류는 감수분열기 등 특정 시기에 민감한 특징을 보인다.
질소와 밀식은 내건성을 약화시키므로, 질소 다비 및 밀식은 내건성 강세가 아닌 약세 요인이다.
토양수분의 수주 높이가 1000㎝일 때 pF값과 기압은 각각 얼마인가?
정답 ④ · pF는 수주의 높이(cm)를 log10으로 나타낸 값입니다. 수주 높이가 1000cm이면 log10(1000) = 3이 되어 pF는 3입니다.
pF는 수주(cm)의 상용로그 값이므로 1000cm는 pF3이며, 약 10m 수주는 1기압에 해당한다.
SMS(soil moisture stress)를 가장 잘 설명한 것은?
정답 ③ · 문항은 SMS(soil moisture stress)의 정의를 묻고 있다. SMS는 토양 수분 상태가 식물에 미치는 전체적인 장력 개념으로서 모관력(토양의 수분보유력)과 토양 용액의 삼투압을 합한 값으로 정의된다.
토양수분장력(SMS)은 토양의 수분보유력(모관력)과 삼투압을 합친 개념이다.
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