개념 한 쪽
배수는 토양 내 물의 과다 축적과 그로 인한 피해를 예방하기 위한 관리 행위이다. 작물의 생육 단계별로 물에 대한 민감도가 달라 적절한 배수·관수 시기를 구분해야 한다. 토양 수분상태를 수치로 나타내는 pF와 식물체 내 수분퍼텐셜 개념은 물 이동과 결실에 미치는 영향을 이해하는 데 필수적이다.
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출제기준 단원 「배수」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 관수 피해 시기 판단 | 1 | 작물 생육 단계별로 관수로 인한 피해 위험 시기를 고르는 능력 |
| 포장용수량 pF 값 판정 | 1 | 토양 수분 상태를 pF 수치로 연결하여 적정 범위를 판정하는 능력 |
| 수분퍼텐셜 구성 판단 | 1 | 수분퍼텐셜 요소와 압력의 효과를 식물체 맥락에서 구분하는 능력 |
관수 피해는 벼와 같은 작물에서 출수·개화기(수정기)에 가장 심하게 나타난다. 이 시기에 관개하여 물이 고이면 수온 저하와 용존산소 부족으로 수정장애가 발생하여 결실률이 떨어지고 수확량이 감소한다. 관수 피해는 침수보다 표면에 물이 고이는 상태에서 더 크게 나타날 수 있음을 명심해야 한다.
토양의 수분 상태는 pF 값으로 표현하며, 포장용수량은 중력수가 빠져나간 뒤 모세관수로 유지되는 상태를 뜻한다. 포장용수량의 pF 범위는 2.5~2.7로, 식물이 이용하기에 적당한 물이 남아있는 상태에 해당한다. pF 0은 포화 상태, pF 4.2~4.5 부근은 식물이 물을 흡수할 수 없는 시들음계수로 분류한다.
수분퍼텐셜(수분포텐셜)은 물이 이동하려는 에너지를 나타내며 삼투퍼텐셜, 압력퍼텐셜, 매트릭퍼텐셜의 합으로 정의된다. 생물학적 맥락인 식물체 내부에서는 매트릭퍼텐셜의 영향이 미미하므로 수분퍼텐셜은 주로 삼투퍼텐셜과 압력퍼텐셜로 고려한다. 압력은 수분퍼텐셜을 증가시키는 요인으로 작용한다.
작물의 내건성은 세포액의 삼투압을 높여 수분 보유력을 강화하는 기작과 표면적/체적 비를 줄이며 뿌리를 깊게 발달시키는 형태적 적응을 포함한다. 화곡류는 생식 생장기, 특히 감수분열기에서 내건성이 가장 약하므로 이 시기의 수분 스트레스가 화분 불임과 수량 감소로 직결된다는 점을 유의해야 한다.
관수 피해 관련 문제에서는 출수개화기를 기준으로 판단하면 정답을 찾기 쉽다. 예컨대, 관수 상태가 결실 저하와 직접 연결되는 이유를 묻는 문항에서는 출수개화기에서의 저온과 무산소 상태가 수정률을 떨어뜨린다는 사실을 근거로 삼는다. pF 관련 문항은 포장용수량의 수치 범위(pF 2.5~2.7)를 기억하고, 포화 상태나 시들음계수와 혼동하지 않도록 한다. 수분퍼텐셜 관련 문항에서는 압력 증가가 포텐셜을 높인다는 점과 식물체 내에서 매트릭퍼텐셜은 무시할 수 있다는 관점을 적용한다.
관수 피해 설명으로 맞는 것은?
정답 ① · 문제는 관수(과습) 피해가 어느 시기에 가장 민감하게 나타나는지를 묻고 있다. 관수 피해는 식물의 수정 과정에 영향을 주어 결실에 직접적인 악영향을 미치며, 특히 출수개화기(수정기)에 가장 크게 작용하므로 이 시기의 물 관리가 중요하다는 점이 정답의 근거다.
관수 피해는 출수개화기(수정기)에 가장 민감하게 나타나므로 이 시기의 물 관리가 핵심이다.
화곡류의 내건성이 가장 약한 시기는?
정답 ② · 화곡류 작물은 감수분열기(특히 제2감수분열기 전후)에 수분 스트레스를 받으면 화분 불임이 유발되어 수량 감소가 극심해집니다. 따라서 화곡류의 생육 단계 중 내건성이 가장 약하고 수량에 미치는 영향이 가장 큰 시기는 감수분열기입니다.
화곡류의 내건성이 가장 약한 시기는 감수분열기로, 이 시기 수분 스트레스는 화분 불임을 유발한다.
수분포텐셜에 대한 설명 중 맞지 않는 것은?
정답 ② · 문항은 수분포텐셜의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 수분포텐셜은 용질 농도가 높아지면(용질 잠재력 감소) 음의 기여로 전체 포텐셜을 감소시키고, 온도가 높아지면 분자 운동이 증가해 포텐셜이 보통 증가하는 경향을 보며 물은 수분포텐셜이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동한다.
수분포텐셜은 압력이 높아지면 증가하므로, 압력 증가 시 감소한다는 설명이 틀렸다.
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