요수량이 적은 식물로 짝지은 것은?
- 옥수수, 수수, 기장
- 알팔파, 호박, 클로버
- 명아주, 완두, 강남콩
- 잠두, 오이, 흰명아주
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 요수량이 적은 작물(가뭄에 강한 작물)을 고르는 문제이다. 옥수수·수수·기장은 모두 건조한 환경에 적응하여 상대적으로 적은 수분으로 생육이 가능한 내건성 작물군으로 분류되므로 요수량이 적은 작물로 묶인다.
옥수수, 수수, 기장은 내건성이 강한 요수량 적음 작물이다.
개념 한 쪽
종자기사 작물의 흡수관련 사항 — 수분 흡수와 토양 수분 상태
작물의 수분 흡수와 체내 수분 상태는 생육과 내건성에 직접적인 영향을 준다. 토양 수분은 중력수와 모세관수로 구분되며, 작물 생육에 가장 알맞은 상태는 중력수 배제 후 모세관수만 남은 최소용수량(포장용수량)이다. 식물체 내 수분포텐셜과 그 구성 요소, 영양소의 역할 및 조직적 적응 기작을 이해해야 수분 관련 문제를 정확히 판단한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「작물의 흡수관련 사항」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 요수량 적은 작물 판단 | 1 | 내건성에 따라 요수량이 적은 작물군을 가림 |
| 영양소와 내건성 연결 | 1 | 특정 원소 결핍이 내건성에 미치는 영향 판단 |
| 세포 팽압과 크기 관계 | 1 | 팽압 증가가 세포 크기 증대에 미치는 기작을 설명 |
뜻
토양 속 물은 중력수와 모세관수로 나뉘며, 중력수는 중력에 의해 빠져나가는 물이고 모세관수는 뿌리가 흡수 가능한 물이다. 밭작물은 중력수가 제거되고 모세관수만 남은 최소용수량, 즉 포장용수량에서 최적 생육을 한다고 본다. 최대용수량은 통기성 저하로 습해를 일으킬 수 있으므로 생육에 적합하지 않다.
토양의 유효수분 범위는 pF로 나타내며, 작물이 정상적으로 생육하는 범위는 일반적으로 pF 1.8~3.0이다. pF는 토양수분장력을 로그로 나타낸 것이므로 pF 값이 클수록 물을 뽑아내기 어려운 상태를 뜻한다. 수분당량은 젖은 토양에 원심력 1,000배를 가해 중력수를 제거한 뒤 잔류하는 수분 함량을 의미한다.
식물체 내의 수분포텐셜(Ψw)은 삼투퍼텐셜(Ψs), 압력퍼텐셜(Ψp), 매트릭퍼텐셜(Ψm)의 합으로 정의된다. 그러나 살아있는 식물 세포 내부에서는 매트릭퍼텐셜의 영향이 미미하여 실무에서는 수분포텐셜 ≈ 삼투퍼텐셜 + 압력퍼텐셜로 간주한다. 이로 인해 물의 이동과 삼투 현상을 이해할 때 세포 내부에서는 매트릭 효과를 무시할 수 있다.
내건성 작물은 세포액의 삼투압을 높여 외부 수분 부족 상황에서도 수분을 유지하는 능력을 가진다. 칼륨은 기공과 삼투조절을 통해 수분 흡수와 보존에 관여하므로, 칼륨 결핍 시 내건성이 저하된다. 또한 식물 세포의 크기 증가는 팽압의 증가가 세포벽을 밀어내는 기작으로 직접적으로 일어난다.
물 적응과 관련한 구조적 특성도 중요하다. 예컨대 벼는 담수 조건에서 뿌리와 줄기에 발달한 통기조직(aerenchyma)을 통해 산소를 공급하고 유해 물질을 배출하므로 담수 환경에서 잘 생육한다.
예제
문제에서 밭작물의 최적 토양 수분 상태를 묻는다면 '최소용수량(포장용수량)'을 고르는 것이 맞다. pF 관련 문항에서는 작물이 정상적으로 생육하는 범위를 pF 1.8~3.0으로 판단한다. 식물 내부 수분포텐셜의 구성 요소를 묻는 경우, 세포 내에서는 매트릭퍼텐셜을 무시하고 삼투퍼텐셜과 압력퍼텐셜을 중심으로 해석해야 정답을 찾기 쉽다.
영양소와 내건성 관련 문제는 칼륨의 역할을 기억해야 한다. 칼륨은 기공 조절과 삼투조절을 통해 수분 보유와 내건성에 직접 관여하므로, 흡수량이 적어지면 내건성이 떨어진다는 선지를 옳게 판단한다. 세포 크기와 관련된 문항은 '팽압 증가 = 세포 팽윤 = 크기 증가' 관계를 적용하여 답을 고른다.
토양 수분 용어 정의 문제에서는 수분당량을 원심력 1,000배 처리 후 남는 수분으로 이해하면 오답을 피할 수 있다. 최대용수량을 최적 상태로 착각하거나 매트릭퍼텐셜을 세포 내 주요 인자로 과다 해석하는 실수를 경계해야 한다.
대표 기출 3문항
식물체의 흡수량이 적게 되면 내건성이 저하되는 원소는?
- 질소
- 인
- 칼륨
- 칼슘
정답과 해설 보기
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.
식물 세포의 크기를 증대시키는데 직접적으로 관여하는 것은?
- 팽압
- 막압
- 벽압
- 수분포텐셜
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 식물세포 크기 증가에 직접 관여하는 요인을 묻고 있다. 세포 신장은 세포 내로 물이 유입되어 팽압이 증가하고 이 팽압이 세포벽을 물리적으로 밀어 넓혀 세포 크기를 확대시키는 기작으로 이루어진다.
식물 세포의 팽압 증가가 세포벽을 밀어내어 세포 크기를 증대시킨다.
자주 묻는 물음
- 밭작물의 생육에 가장 알맞은 토양 수분 상태는 무엇인가?
- 중력수가 빠지고 모세관수만 적당히 남은 최소용수량(포장용수량)이 가장 알맞다.
- 식물체 내 수분포텐셜을 구성하는 요소와 실무적 고려사항은?
- 수분포텐셜은 삼투퍼텐셜, 압력퍼텐셜, 매트릭퍼텐셜의 합이나, 식물 세포 내부에서는 매트릭퍼텐셜 영향이 미미하여 주로 삼투퍼텐셜과 압력퍼텐셜로 본다.
- 내건성과 관련해 부족하면 내건성이 저하되는 원소는 무엇인가?
- 칼륨은 기공 조절과 삼투조절을 통해 수분 흡수와 보존을 돕기 때문에 칼륨 흡수량이 적어지면 내건성이 저하된다.
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