개념 한 쪽
냉해는 식물이 저온에 노출되어 대사 활동이 저하되는 현상이다. 효소 활성과 호흡이 감퇴하여 양분 흡수와 단백질 합성이 저해되며, 경우에 따라 암모니아가 체내에 축적될 수 있다. 작물별로 냉해에 대한 민감도와 요구 온도가 다르므로 품종과 재배지의 온도 특성을 이해해야 피해를 줄일 수 있다.
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출제기준 단원 「냉해」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 밥맛과 기온 관계 판단 | 1 | 밤낮 기온 차가 품질에 미치는 생리적 이유를 설명하기 |
| 발아·생육 적온 비교 | 1 | 제시 작물들의 발아 적온 또는 최적온도의 상대적 차이를 가리기 |
| 춘화성·좌지현상 판별 | 1 | 저온 요구성과 파종 시기 불일치로 인한 생리적 이상 사례 찾기 |
냉해는 저온으로 인해 식물의 효소 활성과 대사 과정이 억제되는 생리적 스트레스이다. 효소 활성 저하로 광합성·호흡·단백질 합성 등 생리 기능이 둔화되며, 이로 인해 양분 흡수 능력이 떨어지고 에너지 생산이 감소한다. 결과적으로 단백질 합성은 감소하거나 분해가 증가하며 단백질 축적은 일어나지 않는다.
저온은 뿌리의 흡수 기능을 약화시켜 인산 등의 무기질 흡수가 줄어들게 한다. 또한 세포 호흡이 느려지면 야간의 에너지 소모와 관련된 변화가 나타나며, 대사 이상으로 암모니아 같은 대사산물이 체내에 축적될 수 있다. 이러한 일련의 변화를 '냉해=대사정지'라는 관점으로 이해하면 증상과 원인을 연결하기 쉽다.
작물마다 최적온도와 발아 적온, 적산온도가 달라 냉해 영향이 상이하게 나타난다. 예컨대 냉성 작물은 최적온도와 적산온도가 낮고 발아 온도도 낮게 형성되므로 저온 환경에서 잘 견디는 반면, 고온성 작물은 저온에 민감해 냉해 피해가 크다. 파종 시기와 품종의 춘화성(저온 필요성)도 냉해와 관련된 생육 이상을 유발할 수 있다.
재배지의 일교차는 작물 품질과도 연결된다. 밤낮 기온차가 클 경우 야간 저온으로 호흡 소모가 줄어들어 알에 전분 축적이 증가하고 품질이 좋아질 수 있다. 반대로 필요한 저온 기간을 확보하지 못하면 좌지현상처럼 출수가 불량하거나 비정상 화가 발생할 수 있으므로 재배 시기와 기후 조건을 일치시켜야 한다.
예 1 — 벼의 밥맛과 밤낮 기온차: 산간지의 밤낮 기온차가 큰 환경에서는 야간 저온으로 호흡량이 줄어든다. 호흡 소모가 감소하면 낮 동안 축적한 탄수화물이 더 많이 보존되어 벼알에 전분이 많이 쌓인다. 결과적으로 전분 축적이 증가하여 밥맛이 좋게 형성된다는 결론을 도출할 수 있다.
예 2 — 냉해 증상 판정에서의 함정: 냉해는 단백질 합성을 저하시켜 단백질 축적이 일어나지 않는데, 보기에 '단백질 축적'을 정답으로 제시하면 냉해와 반대되는 설명이므로 오답으로 처리해야 한다. 암모니아 축적, 인산 흡수 감소, 호흡 감퇴 등은 냉해의 전형적 반응으로 분류한다.
같은 벼품종의 쌀이라도 평야지 보다 산간지에서 생산된 것이 더욱 잘 여물어서 밥맛이 좋다고 한다. 가장 주된 이유는?
정답 ① · 산간지 쌀의 밥맛이 좋은 이유를 묻는 문제로, 핵심은 일교차가 전분 축적에 미치는 영향이다. 산간지는 평야지보다 밤낮의 기온 격차가 커서 야간 저온이 벼의 호흡량을 감소시킨다.
야간 저온으로 호흡소모가 줄어 전분 축적이 증가하므로 밤낮 기온 격차가 클수록 밥맛이 좋아진다.
발아 온도가 가장 낮은 것은?
정답 ③ · 이 문제는 작물별 발아 가능 최저 온도가 가장 낮은 것을 묻는다. 완두는 냉량한 기후에 적응한 작물로 발아 최저 온도가 2~4도 정도로 낮아 저온에서도 발아가 가능하다.
완두는 냉량한 환경을 선호하여 발아 적온이 15~20도 정도로 오이·옥수수·담배보다 낮다.
좌지현상(hivernalization)을 볼 수 있는 경우는?
정답 ④ · 좌지현상은 가을파종용 맥류(가을보리 등)가 저온을 겪어야만 개화하는 습성을 이용하는 원리와 관련이 있습니다. 본래 가을에 파종해야 할 가을보리를 봄에 파종하면, 저온 춘화처리를 거치지 못해 영양생장만 하다가 기형적인 상태로 개화하거나 출수하지 못하고 마르는 현상을 말합니다.
좌지현상은 저온 춘화를 필요로 하는 가을보리를 봄에 파종해 저온 처리를 받지 못하게 할 때 관찰된다.
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