개념 한 쪽
작물의 물 흡수는 토양과 식물체 사이의 수분퍼텐셜 차이에 의해 일어난다는 점을 중심으로 설명한다. 토양수분의 형태별 흡수 가능성과 작물 생육단계 및 재배조건이 내건성에 미치는 영향을 연결해서 이해한다. 기초 개념은 수분퍼텐셜 구성과 유효수분 범위, 그리고 내건성 변동 원리를 기억하면 문제 해결이 쉬워진다고 제시한다.
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출제기준 단원 「작물의 흡수관련 사항」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수분퍼텐셜 방향 판정 | 1 | 식물과 토양 간 수분퍼텐셜의 높고 낮음을 비교하여 흡수 여부를 판단하는 능력 |
| 토양 유효수분 수치 식별 | 1 | pF나 기압 기준으로 토양의 유효수분 범위를 가리는 능력 |
| 내건성 영향 요인 판정 | 1 | 생육시기와 비료·밀식 등 재배조건이 내건성에 미치는 영향을 구분하는 능력 |
수분퍼텐셜은 물이 가진 에너지 준위를 나타내는 지표이며 물은 고퍼텐셜에서 저퍼텐셜으로 이동한다는 원리에 의해 흡수가 일어난다. 따라서 토양에서 물을 흡수하려면 식물체 내부의 수분퍼텐셜이 토양보다 낮아야 한다고 설명한다.
식물체 내 수분퍼텐셜은 삼투퍼텐셜과 압력퍼텐셜 및 매트릭퍼텐셜의 합으로 표현되며 식물 세포 내부에서는 매트릭퍼텐셜의 영향이 미미하므로 주로 삼투와 압력퍼텐셜로 결정된다고 정리한다. 팽만상태에서는 삼투퍼텐셜과 압력퍼텐셜의 크기가 같아져 수분퍼텐셜이 0이 된다고 설명한다.
토양 수분은 결합수, 모관수, 중력수 등으로 구분되며 결합수는 토양 입자에 강하게 흡착되어 작물이 흡수할 수 없고 모관수가 작물이 이용할 수 있는 유효수분이라고 정의한다. 유효수분의 범위는 pF 척도와 기압 기준으로 나타내며, 작물이 흡수 가능한 범위는 pF 1.8~3.0과 기압으로는 1/3기압에서 15기압 사이에 해당한다고 서술한다.
작물의 내건성은 생육 단계와 재배조건에 따라 달라지며 화곡류는 생식세포 형성기(감수분열기)에 가장 약하고 분얼기에는 비교적 강하다고 설명한다. 또한 질소 과다와 밀식은 식물을 연약하게 만들어 내건성을 약화시키는 재배요인이라고 정리한다.
토양 공기 중 산소 부족은 뿌리 호흡을 저해하여 에너지원이 부족해지고 이로 인해 수송성 흡수 과정에 의존하는 양분, 특히 칼륨 흡수가 가장 먼저 크게 저하된다고 기술한다. 이 점은 환원 상태의 토양에서 양분 흡수 민감도를 판단하는 기준이 된다고 덧붙인다.
수분흡수 관련 문제는 수분퍼텐셜의 방향과 구성요소를 묻는 형태로 출제된다. 예를 들어 보기에서 식물체의 수분퍼텐셜이 토양보다 높다고 서술하면 이는 물리적으로 틀린 설명이므로 오답으로 판단해야 한다는 원리를 적용한다.
토양수분 이용성 문제는 결합수와 모관수의 구분 또는 pF와 기압 수치 범위를 묻는 형태로 출제된다. 결합수는 작물이 흡수할 수 없다는 점과 유효수분의 범위가 pF 1.8~3.0 또는 1/3기압~15기압이라는 수치 기억을 통해 정답을 도출할 수 있다.
내건성 관련 문제는 생육시기별 민감도와 재배조건의 영향을 묻는 형태로 출제된다. 화곡류는 감수분열기가 가장 취약하고 분얼기가 비교적 강하며 질소 다비와 밀식은 내건성을 약화시킨다는 사실을 적용하면 정답을 고를 수 있다.
작물의 내건성(drought tolerance)은 생육시기에 따라 다른데, 다음 중 화곡류의 생육시기별 내건성 설명으로 옳은 것은?
정답 ④ · 화곡류의 내건성은 생육시기에 따라 다르게 나타납니다. 세포 분열 및 생식세포가 형성되는 감수분열기에 가장 약하여 가뭄 피해가 크며, 출수개화기와 유숙기가 그 다음으로 약한 편입니다.
화곡류는 생식세포 형성기(감수분열기)에 내건성이 가장 약하고, 분얼기(영양생장기)에 비교적 강하다.
작물재배에서 토양의 유효수분의 범위는?
정답 ① · 문제는 작물이 이용할 수 있는 토양 수분 범위, 즉 유효수분의 경계값을 묻고 있다. 유효수분은 모관력 기준으로 약 1/3 기압(식물 흡수 가능한 최저 쪽)에서 영구시들음점인 약 15 기압 사이의 범위를 의미한다.
작물이 흡수할 수 있는 토양 수분 범위는 1/3 기압에서 15 기압 사이이며, 이를 유효수분이라고 한다.
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.
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