개념 한 쪽
작물 생산에서 수분은 필수 자원이며 토양과 식물체의 물 상태를 판단하는 여러 개념이 존재한다. 포장용수량과 pF, 토양의 장력(MPa)은 토양 수분 상태를 정량화하는 지표이며, 수분포텐셜은 물의 이동 방향과 크기를 결정하는 식물·토양 양쪽의 물리량이다. 관수와 침수는 작물에 서로 다른 피해를 유발하므로 생육 단계별 민감도를 이해하는 것은 수분 관리를 위해 중요하다.
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출제기준 단원 「수질오염」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 관수 피해 시기 판별 | 1 | 벼의 생육 단계 중 관수로 인한 피해가 가장 심한 시기를 가리기 |
| 화곡류 내건성 시기 | 1 | 화곡류가 가뭄에 가장 약한 생육 시기를 식별하기 |
| 수분포텐셜 설명 판단 | 1 | 수분포텐셜 영향 인자와 측정법의 적합성을 구분하기 |
포장용수량은 중력수가 배수된 뒤 토양의 모세관수분이 최대가 되어 식물이 이용할 수 있는 수분이 가장 많은 상태를 의미한다. 이 상태는 토양 입자 사이의 모세관 공간에 물이 남아 있는 상태로 정의하며, 토양 수분 장력으로 약 -0.033MPa에 해당한다고 본다. pF 지표로는 일반적으로 2.5~2.7 범위에 해당한다고 본다.
pF 값은 토양에서 물이 얼마나 단단히 붙어 있는지를 나타내는 지표이며 pF 0은 포화 상태, pF 4.5 이상은 시들음계수로 식물이 물을 흡수할 수 없는 상태로 본다. 따라서 포장용수량의 pF 2.5~2.7 범위는 식물이 이용하기에 적합한 수분 상태라는 판단을 가능하게 한다.
수분포텐셜은 물이 이동하려는 에너지를 나타내는 물리량으로, 물은 수분포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다고 본다. 수분포텐셜에 영향을 주는 인자로는 압력, 용질 농도, 온도 등이 있으며, 압력 증가 시에는 수분포텐셜이 증가하고 용질 농도 증가는 수분포텐셜을 감소시키는 방향으로 작용한다고 본다.
식물체 수분포텐셜을 측정하는 방법으로는 가압상법, Chardakov법, 노점식 방법 등이 있으며, 중성자 산란법은 토양 수분 함량을 비파괴적으로 측정하는 방법으로 식물체 수분포텐셜 측정법에는 해당하지 않는다고 본다.
관수와 관개에 따른 피해는 작물의 생육 단계에 따라 민감도가 달라지며, 벼와 같은 작물에서는 출수개화기 또는 감수분열기 등 생식 세포 형성기에서 수분 스트레스나 과도한 관수가 결실과 수량에 치명적 영향을 준다고 본다.
포장용수량 관련 문제는 주어진 선택지의 MPa 또는 pF 값과 포장용수량의 표준값(약 -0.033MPa, pF 2.5~2.7)을 비교하여 정답을 고르는 방식으로 출제된다. 예를 들어 MPa 값 보기들 중 -0.033MPa를 선택하면 정답으로 판별한다.
수분포텐셜 관련 문항은 압력과 용질 농도의 영향 방향을 묻는 경우가 빈번하므로, 압력 증가는 포텐셜을 증가시키고 용질 증가는 포텐셜을 감소시킨다는 원리를 적용하여 선지를 판단한다.
식물체 수분포텐셜 측정법을 묻는 문제는 측정 대상이 '식물체'인지 '토양'인지 구분하는 것이 핵심이므로, 중성자 산란법은 토양 수분 측정법으로 배제하고 가압상법 등 식물체 측정법을 선택해야 정답이 된다.
관수 피해 관련 문항은 벼의 경우 출수개화기나 감수분열기 등 생식기에서 피해가 가장 심하다는 사실을 확인하여 생육 단계별 민감도를 연결하면 정답을 도출할 수 있다.
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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