벼의 추락현상이 발생할 때 벼뿌리를 상하게 하는 주된 물질은?
- 황화수소
- 탄산가스
- 불화수소
- 메탄가스
정답과 해설 보기
정답 ① · 논 토양에서 환원이 진행되면 유기물이 분해되면서 황화수소가 발생합니다. 이 황화수소는 벼의 뿌리를 검게 변색시키고 썩게 만드는 주원인 물질입니다.
논 토양 환원 시 생성된 황화수소가 뿌리를 검게 썩게 한다.
개념 한 쪽
식물보호기사 습해 — 뿌리 호흡장해와 내습성 특성
습해는 토양에 물이 과다하여 작물에 피해를 주는 현상으로, 핵심 피해 기전은 토양 공극의 물로 인한 산소 결핍으로 뿌리 호흡이 방해되는 현상으로 설명한다. 작물별로 내습성 차이가 있어 목화와 통기조직 발달 정도가 내습성의 주요 판단 기준이라고 본다
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「습해」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 습해의 직접 원인 판정 | 1 | 과습 상태에서 가장 먼저 일어나는 피해의 기작을 가리기 |
| 내습성 작물 판별 | 1 | 작물별 특성으로 내습성이 강한 작물을 가리기 |
| 벼의 침수 저항성 원인 | 1 | 벼의 구조적 적응과 수해 시 발생하는 유해물질 원인을 설명하기 |
뜻
습해는 토양 공극이 물로 차면서 토양 내 산소 공급이 차단되는 상태로 정의한다. 이로 인해 뿌리는 정상적인 유산소 호흡을 수행하지 못하고 호흡장해가 발생한다고 설명한다. 호흡장해가 일어나면 무산소 대사로 전환되어 에탄올 등 유해 물질이 뿌리에 축적되고 뿌리 조직이 손상되어 양분 흡수와 수분 흡수가 저해된다고 본다
습해의 직접적 원인은 산소 부족 즉 뿌리 호흡장해로 규정한다. 산소 결핍으로 인한 생리적 영향은 1차적으로 호흡 저해이며, 그 결과로 양분 흡수 장애·뿌리 신장 억제·유해물질 축적 등의 2차 증상이 나타난다고 정리한다. 따라서 '가장 먼저' 발생하는 피해는 호흡 저해로 이해해야 한다고 강조한다
내습성이 강한 작물은 목화(뿌리 조직의 굳음)와 통기조직 발달 같은 구조적·기능적 적응을 보인다고 설명한다. 통기조직은 지상부의 공기를 뿌리까지 전달하여 뿌리 호흡을 보조하고, 목화는 뿌리 조직의 구조적 안정성을 높여 과습 환경에서의 손상을 완화한다고 본다
논에서 재배되는 벼는 습지 기원으로 진화하면서 통기계가 발달하여 침수에 대한 저항성이 크다고 설명한다. 그러나 논토양이 환원되어 황화수소 같은 환원 생성물이 생기면 뿌리가 검변하고 부패하는 추락현상이 일어날 수 있으므로 수분 관리와 환원 생성물 관리는 중요하다고 정리한다
예제
습해 원인 문제에서는 토양의 산소 결핍을 직접 원인으로 보고, 수소이온 과다나 미생물 활동 저하는 2차적 결과로 분류한다고 설명한다. 예를 들어 과습 상태에서 '가장 먼저' 나타나는 피해로 호흡 저해를 고르는 것이 정답이라고 지적한다
작물별 내습성 판단 문제에서는 벼와 옥수수처럼 통기조직이나 낮은 산소 요구도를 가진 작물을 내습성 강으로 보고, 감자·고구마·양파·보리 등은 습해에 약한 작물로 구분한다고 적용한다
대표 기출 3문항
내습성이 강한 작물의 일반적 특성에 해당하는 것은?
- 뿌리의 피층세포가 사열로 배열되어 있다.
- 뿌리의 분포가 심근성이다.
- 뿌리조직의 목화(木化)가 잘 되어 있다.
- 뿌리의 발달이 직근계를 형성한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 내습성이 강한 작물(예: 벼)은 배수가 불량하고 산소가 부족한 조건에서도 호흡 장애를 최소화하기 위한 뿌리의 구조적 특성을 지니고 있습니다. 통기조직이 발달하여 산소를 뿌리 끝까지 공급하며, 껍질층(피층) 세포의 배열이 부정렬(사열) 구조를 이루고 세포벽의 목화(木化)가 잘 이루어져 있는 것이 특징입니다.
내습성 작물은 산소 부족 환경에서 통기조직 발달과 목화를 통해 뿌리 호흡을 유지하므로 목화가 잘 되어 있다.
벼가 담수재배에 적응하고 침수 저항성이 큰 이유는?
- 기원지가 습지이므로
- 식물체내에 통기계(Air Passage System)가 발달되어 있으므로
- 지상부에 비해 뿌리의 건물중이 무겁기 때문에
- 요수량이 적기 때문에
정답과 해설 보기
정답 ② · 벼는 담수 상태인 논에서 재배되는 특수한 작물로 진화되어 왔습니다. 논바닥의 토양은 물이 고여 있어 산소가 부족한 환경이지만, 벼 식물체의 줄기, 잎집, 뿌리 내부에는 공기가 통할 수 있는 특수한 통기조직(Air Passage System, Aerenchyma)이 매우 발달해 있습니다.
벼는 기원지가 습지이므로 진화 과정에서 통기조직이 발달하여 침수 저항성이 커졌다.
자주 묻는 물음
- 습해의 직접적 원인을 묻는다
- 습해의 직접적 원인은 토양 공극이 물로 차서 발생하는 산소 부족에 따른 뿌리 호흡장해라고 답한다
- 내습성 작물의 특징을 묻는다
- 내습성 작물은 통기조직 발달과 목화가 잘 되어 뿌리 호흡을 유지하고 환원성 유해물질에 대한 저항성이 크다고 설명한다
- 벼가 침수에 강한 이유와 추락현상의 원인을 묻는다
- 벼는 통기계를 발달시켜 지상부의 공기를 뿌리까지 전달하므로 침수에 강하고, 논 토양 환원 시 생성되는 황화수소가 뿌리를 상하게 하여 추락현상이 발생한다고 답한다
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