토양 수분 중 수목생장에 가장 많이 이용되는 것은?
- 모관수
- 결합수
- 흡착수
- 지하수
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 토양 수분 형태 중 수목 생장에 가장 많이 이용되는 것을 묻고 있다. 수목은 뿌리를 통해 물을 모관(관상수)으로 흡수하여 체내 수분으로 이용하므로 모관수가 실제로 흡수·이용되는 주요 수분 형태이다.
개념 한 쪽
조경산업기사 토양상태에 따른 수목 뿌리의 발달 — 수분·영양·물리성질
수목의 뿌리 발달은 토양의 수분 상태, 물리적 구조, 화학적 성질 및 미생물 활동과 밀접하게 연결된다. 토양의 물리량적 지표와 수분함량 계산법, 토양 산도에 따른 미량원소 가용성, 유기물의 역할과 유해물질의 이중성 등을 이해하면 수목 생육에 유리한 토양 관리를 설계할 수 있다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「토양상태에 따른 수목 뿌리의 발달」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수분함량 계산 | 1 | 젖은·건조 시료로 무게 기준 수분함량을 산출하는 방법 |
| 공극률·밀도 계산 | 1 | 용적밀도와 공극률으로 입자비중을 역산하는 계산 |
| 토양 화학·영향 판단 | 1 | 알칼리성 토양에서 발생하기 쉬운 미량요소 결핍을 찾는 문제 |
뜻
토양 수분은 식물이 이용할 수 있는 물의 양으로 표현하며, 중량법을 통해 무게 기준 수분함량을 구할 수 있다. 무게 기준 수분함량은 젖은 시료와 건조 시료의 질량 차이를 건조 시료로 나누어 백분율로 표시한다. 예시 계산에서 젖은 시료 50g, 건조 시료 40g이면 수분함량은 25%로 계산된다.
토양 수분장력(pF)은 토양 속 물이 얼마나 강하게 결합되어 있는지를 나타내며, 영구위조점은 식물이 더 이상 물을 흡수하지 못해 영구적으로 시드는 지점으로 pF 4.2로 정의된다. 이 값은 작물의 가용수 범위를 판단하는 기준으로 사용된다.
토양의 물리적 특성으로 용적밀도(혹은 가비중), 입자비중(진비중)과 공극률 사이에는 수학적 관계가 있다. 공극률 P는 1 - (용적밀도 ÷ 입자비중)으로 나타내며, 이를 변형하면 입자비중은 용적밀도를 (1-공극률)로 나눈 값으로 계산된다. 예시에서 용적밀도 1.44g/cm3, 공극률 0.4이면 입자비중은 2.40g/cm3이다.
토양의 화학적 특성으로 산도(pH)는 미량원소의 가용성에 큰 영향을 준다. 알칼리성 토양에서는 망간, 철 등 일부 미량원소가 불용성으로 침전되어 식물 흡수가 어려워지므로 망간 결핍이 잘 발생한다. 반대로 칼슘, 마그네슘, 몰리브덴 등은 알칼리성에서 흡수가 비교적 잘 이루어진다.
유기물은 토양의 물리·화학·생물적 성질을 개선한다. 유기물은 입단구조를 조성하여 공극을 증가시키고 토양의 수분 보유력을 높이며 미생물의 먹이가 되어 양분 순환을 돕는다. 또한 열용량을 높여 일중 온도 변동을 완충하므로 토양 온도 변화 폭을 줄인다. 그러나 탄질비가 높은 유기물을 과다 투입하면 분해에 관여하는 미생물이 토양 질소를 선점하여 작물이 이용할 수 있는 가용질소가 줄어드는 질소기아 현상이 발생할 수 있다.
미량원소는 적정량에서는 필수 영양소로 작용하지만 과량이면 독성을 유발할 수 있다. 예컨대 아연(Zn)은 식물에 필수적인 미량원소이나 과다 축적되면 중금속 독성을 나타내므로 투입량과 공급 형태를 관리해야 한다.
예제
1) 무게 기준 수분함량 계산 예시 젖은 토양 시료가 50g이고 건조 시료가 40g이면 물의 질량은 10g이다. 무게 기준 수분함량은 (50g - 40g) ÷ 40g × 100 = 25%이다. 여기서 분모가 건조 중량이라는 점을 반드시 확인한다.
2) 입자비중 계산 예시 용적밀도 ρb = 1.44g/cm3, 공극률 n = 0.4일 때 공극률 공식 n = 1 - (ρb/ρs)을 변형하면 입자비중 ρs = ρb ÷ (1 - n)이다. 따라서 ρs = 1.44 ÷ 0.6 = 2.40g/cm3로 계산한다.
대표 기출 3문항
다음 중 알칼리성 토양에서 일반적으로 결핍되기 가장 쉬운 성분은?
- Ca
- Mg
- Mo
- Mn
정답과 해설 보기
정답 ④ · 토양의 산도(pH)에 따라 식물이 흡수할 수 있는 무기 성분의 용해도가 달라집니다. 알칼리성 토양은 pH가 높아 망간(Mn), 철(Fe), 붕소(B), 아연(Zn) 등의 미량 요소들이 불용성으로 침전되어 식물이 흡수하기 어렵게 됩니다.
알칼리성 토양은 pH가 높아 망간(Mn), 철(Fe) 등 미량 요소가 불용성으로 침전되어 결핍되기 쉽습니다.
토양입자의 침강속도를 측정하여 토양의 입경을 구분할 때 이용되는 Stokes식 내의 독립변수 중 침강 속도에 영향을 주는 인자로 고려되지 않는 것은?
- 물의 점성계수
- 물의 밀도
- 입자의 반경
- 입자의 형태
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 Stokes 식에서 침강속도에 영향을 주지 않는 변수를 묻고 있다. Stokes 식은 구형 입자의 침강을 전제로 하며 침강속도는 유체의 점성계수와 밀도, 입자의 반경·밀도 차 등과 직접적으로 관련된다.
Stokes 식은 구형 입자의 침강 속도를 구하는 식이므로 입자 형태는 독립변수로 고려되지 않는다.
자주 묻는 물음
- 무게 기준 수분함량은 어떻게 계산하나?
- 무게 기준 수분함량은 (습윤 중량 - 건조 중량) ÷ 건조 중량 × 100으로 계산한다.
- 영구위조점 pF 값은 얼마이며 의미는 무엇인가?
- 영구위조점은 pF 4.2로, 이 상태에서는 식물이 더 이상 토양에서 물을 흡수하지 못하여 영구적으로 시들게 되는 지점이다.
- 알칼리성 토양에서 결핍되기 쉬운 미량원소와 그 이유는 무엇인가?
- 알칼리성 토양에서는 망간, 철 등 미량원소가 불용성으로 전환되어 흡수가 어려워지므로 망간 결핍이 잘 발생한다.
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