개념 한 쪽
대기와 토양의 수분 상태는 작물의 생장과 수량에 직접적인 영향을 미친다. 식물의 수분 흡수·보존 기작, 특정 생육 단계의 수분 민감성, 그리고 습해나 가뭄에 대한 적응 구조를 이해해야 문제를 정확히 판단한다.
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출제기준 단원 「대기 중의 수분과 강수」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 내습성 여부 판단 | 1 | 작물 특성과 습해 저항성의 관계를 판별하기 |
| 원소와 내건성 연관 | 1 | 특정 무기원소의 수분 조절 기능과 내건성의 관계를 묻기 |
| 화곡류의 수분 민감 시기 | 1 | 화곡류 생육 단계 중 가뭄에 가장 민감한 시기를 가리기 |
칼륨은 식물의 수분 조절에 중요한 원소로 작용한다. 칼륨은 기공의 여닫음과 세포의 삼투압 조절에 관여하여 증산과 수분 흡수를 조절하므로, 흡수량이 감소하면 내건성이 저하된다. 질소·인·칼슘 등 다른 원소는 각각 생육 촉진·뿌리 발달·세포벽 구성 등의 역할을 하지만, 수분 조절과 가장 밀접한 것은 칼륨이다.
식물 세포의 크기 증대는 세포 내로 물이 유입되어 발생하는 팽압이 직접적인 동력이다. 팽압이 증가하면 세포벽이 밀려나면서 세포가 팽창하고 조직 수준의 신장이 이루어진다. 수분 포텐셜의 구성요소로는 삼투 포텐셜, 매트릭스 포텐셜, 압력 포텐셜 등이 존재하지만, 세포 크기 자체를 직접적으로 증대시키는 힘은 팽압한다.
초본식물에서는 액포가 발달하여 세포액의 삼투압 영향이 커지기 때문에 매트릭스 포텐셜의 상대적 기여가 작아진다. 따라서 초본식물의 수분 포텐셜에서는 삼투 포텐셜이 주된 요인으로 작용하며, 매트릭스 포텐셜은 무시할 수 있을 정도로 영향이 미미해지는 경우가 많다.
토양 수분 상태 용어 중 강우나 관개 후 2~3일이 지나면 중력수가 배수되고 모세관수가 주로 남는 상태를 포장용수량이라고 부른다. 이 상태는 재배 포장에서 식물이 이용 가능한 수분 상태를 나타내며, 최대용수량(포화 상태)이나 위조점과 구분하여 이해해야 한다.
벼는 담수 조건에서도 잘 생육하는데, 그 주요 원인은 통기조직(aerenchyma)의 발달이다. 통기조직은 줄기와 뿌리 내부에 공기 통로를 형성하여 산소를 뿌리까지 운반하고, 저산소 환경에서의 호흡을 유지하며 유해 물질을 배출하는 기능을 수행한다.
요수량은 단위 건물질 생산에 필요한 총 수분량을 뜻하며, 이는 증산계수와 동의어로 사용한다. 증산효율은 증산계수의 역수라는 점을 구분해야 한다.
문제에서 칼륨과 내건성을 연결하는 보기가 나오면 칼륨을 고르는 것이 옳다 판단한다. 한편 벼의 담수 적응 기작을 묻는다면 통기조직의 발달을 핵심으로 판단한다. 토양 수분 상태를 묻는 문제에서 '강우 후 2~3일'이라는 시점이 제시되면 포장용수량을 떠올려 정답을 찾기 쉽다.
내습성이 강한 작물의 특징으로 맞지 않는 것은?
정답 ④ · 과수류 중 복숭아, 무화과, 밤나무 등은 뿌리의 산소 요구도가 높아 습해에 매우 약한 편에 속합니다. 따라서 이 과수들이 내습성이 강하다는 설명은 틀린 내용입니다.
내습성 작물은 뿌리 산소 요구도가 낮아 과수류의 복숭아, 밤 등은 오히려 습해에 약하다.
식물체의 흡수량이 적게 되면 내건성이 저하되는 원소는?
정답 ③ · 문항은 식물의 내건성 유지에 중요한 원소가 무엇인지 묻고 있다. 칼륨은 기공 조절과 삼투압 조절에 관여하여 식물의 수분 균형과 스트레스 대응에 핵심적 역할을 하므로 칼륨이 부족하면 내건성이 저하된다.
칼륨은 기공 조절과 삼투압 조절에 관여하여 식물의 수분 흡수와 보존을 돕고, 부족 시 내건성이 떨어진다.
화곡류의 생육 단계 중 한발의 해에 가장 약한 시기는?
정답 ③ · 화곡류(벼, 보리, 밀 등)는 생육 단계 중 감수분열기에 한발과 같은 수분 부족 스트레스에 가장 민감하게 반응합니다. 감수분열기는 이삭이 형성되고 포장 속에서 꽃가루가 만들어지는 핵심적인 생식 생장기로, 이 시기에 수분 결핍이 오면 화분과 난세포의 비정상 발달로 인해 불임 발생률이 급격히 증가하여 수량이 치명적으로 감소합니다.
화곡류는 이삭 형성 및 꽃가루 생성의 핵심기인 감수분열기 때 수분 부족에 가장 민감하여 불임이 급증한다.
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