농업직 공무원 관련 필수과목 재배학원론 핵심 요약 정리 5장. 수분환경

제5장 수분환경

1.물의 생리작용
(1)생리작용
-생체의 70% 이상이 물, 생명현상은 모두 물과 결부된 가
운데 이루어짐
-원형질은 75% 이상의 수분을 함유
-잎의 수분함량 감소→기공의 개폐 시작→물의 소비 억제,
잎에서 이산화탄소의 흡수 억제→광합성도 억제
·작물 생육에 대한 수분의 기본 역할
-살아있는 식물세포 원형질의 생활상태를 유지
-다른 성분들과 함께 식물체의 구성 물질을 형성하는데 필요
-작물이 필요물질을 흡수하는 데 용매 역할
-세포의 긴장상태를 유지하여 식물의 체제유지를 가능하게 함
-식물 체내의 물질분포를 고르게 하는 매개체가 됨
-식물체가 필요로 하는 물질의 합성과 분해과정의 매개체 역할
(2)흡수기구

식물세포의 원형질막	인지질로 된 반투성막
삼투	외액의 수분이 반투성인 원형질막을 통해 세 포 속으로 확산하여 들어가는 것
삼투압	내액과 외액의 농도차에 의해 삼투를 일으키 는 압력(세포 안으로 수분이 들어가는 압력)
팽압	삼투압에 의해서 세포의 수분이 늘어 세포의 크기를 증대시키려는 압력(세포 밖으로 수분 을 배출하는 압력)

막압	팽압에 의해 세포막이 늘어나면 세포막의 탄력 성에 의해서 다시 안쪽으로 수축하려는 압력
흡수압 또는 확산압차(DPD)	삼투압과 막압의 차이, 수분 흡수는 삼투압 과 막압의 차이에 의해 이루어짐
SMS (Soil Moisture Stress, 작물의 수분 흡수)	토양의 수분보유력 및 삼투압을 합친 것 DPD-SMS=(a-m)-(t+a’) a:세포의 삼투압, m:세포의 팽압(막압) t:토양의 수분보유력, a’:토양용액의 삼투압
확산압차구배 (DPDD)	작물조직 내의 세포 사이에도 DPD에 서로 차이가 있어 이것을 DPDD라고 함
수동적 흡수	물관 내의 부압에 의한 흡수
적극적 흡수	세포의 삼투압에 기인하는 흡수
일비현상	뿌리세포의 흡수압, 즉 근압에 의해 생기는 적극적 흡수 수세미의 줄기를 절단하면 절구에서 수분이 솟아나오는 현상

2.작물의 요수량
-요수량 : 작물의 건물 1g을 생산하는 데 소비된 수분량
-증산계수 : 건물 1g을 생산하는 데 소비된 증산량
-증산능률 : 일정량의 수분을 증산하여 축적된 건물량으로
요수량과 증산계수의 반대 개념
-작물의 요수량 : 흰명아주＞호박＞알팔파＞클로버＞완두＞
목화＞감자＞귀리＞보리＞밀＞옥수수＞수수＞기장


3.공기 중의 수분
(1)공기습도
-공기습도가 포화상태에 이르면 기공은 거의 닫힌 상태로 되
어 기공으로부터의 가스 침입이 억제되므로 광합성이 쇠퇴하
게 됨
-공기습도가 높아지면 표피가 연약해지고 작물체가 도장하게
되어 낙과 및 도복의 원인이 됨
-공기의 과습은 작물의 개화수정에 장해가 됨
(2)이슬
-대기 중의 수증기가 응결하여 물방울이 되어 지면의 지상물
이나 식물의 잎 등에 부착되어 있는 물기
-이슬은 잎을 적셔 증산작용을 억제하므로 식물을 도장하게
하는 경향이 있음
-결로 : 야간의 복사냉각에 의해서 이슬이 생기는 현상
(3)안개
-극히 작은 물방울이 대기 중에 떠다니는 현상
-수평시정이 1km 이하인 상태
-안개는 일광을 차단하여 지온상승을 억제하고 공기를 과습
하게 함
-안개가 많은 지대는 여름철 기온이 낮으므로 귀리, 청예사
료, 순무 등이 재배되며, 맥류, 두류, 옥수수 등은 냉온으로
생육이 좋지 않음
-여름철 안개의 상습발생지대에서 벼를 재배하면 도열병이
많이 발생함


4.관개
(1)관개의 효과
①논에서의 효과
-관개수에 의해 공급되는 영양물질 : 질소, 칼륨, 석회, 규
산, 마그네슘 등
-관개와 담수를 하여 토양이 부드러워지면 이앙, 중경, 제초
등의 작업이 용이해서 작업능률이 향상됨
②밭에서의 효과
-생육의 조장, 수량과 품질의 향상 등
-혹서기 : 지온을 낮출 수 있음
-냉온기 : 지온을 높일 수 있음
-관개수에 따라서 점토, 칼리, 석회, 마그네슘, 규산 등이 보
급되며 가용성 알루미늄이 감소됨
(2)수도의 용수량 및 관개법
-용수량=(엽면증발량+수면증발량+지하침투량)-유효강우량
-엽면증발량 : 같은 기간의 증발계 증발량의 1.2배 정도
-수면증발량 : 증발계 증발량과 거의 비슷
-지하침투량 : 토성에 따라 크게 다르며 평균 536mm 정도
-유효강우량 : 관개수에 더해지는 우량, 강우량의 75% 정도
(3)밭토양의 관개법
①지표관개
-지표면에 물을 흘려 대는 방법
②살수관개
-공중에서 물을 뿌려 대는 방법
-다공관 관개 : 파이프에 작은 구멍을 내어 살수하는 방법
-스프링클러 관개 : 스프링클러에 의해 살수하는 방법
③지하관개
-개거법 : 개방된 상수로에 물을 대어 이것을 침투시키면 모
관이 상승하여 뿌리영역에 공급하는 방법
-암거법 : 지하에 토관, 목관, 콘크리트관, 플라스틱관 등을
배치하여 물을 대고, 간극으로부터 스며 오르게 하는 방법
-압입법 : 물을 주입하거나 기계적으로 압입하는 방법


5.배수
(1)배수효과
①습해 및 수해 방지
②토양 개선, 작물의 생육 촉진
③기계화 촉진, 경지 이용도 증진
(2)배수방법
①객토법
-객토를 하여 토성을 개량하거나 지반을 높여서 자연적 배수
를 꾀하는 방법
②기계배수
-인력, 축력, 풍력, 기계력 등을 이용하여 배수하는 방법
③개거배수
-포장 안에 알맞은 간격으로 도랑을 만들고 포장 둘레에도
도랑을 만들어 지상수 및 지하수를 배제하는 방법
④암거배수
-지하에 암거를 설치하여 배수하는 방법


6.습해
(1)습해의 발생
-습해 : 토양의 과습상태가 지속되어 토양산소가 부족할 때
뿌리가 상하고 심하면 부패하여 지상부가 황화되고 위조·고
사하는 것
①과습과 작물의 생리작용
-토양의 과습해 : 토양 중의 산소 부족으로 인한 호흡장애
-작물이 수분이나 무기양분을 흡수하는 데는 에너지가 필요
하므로 호흡이 저해되면 이들 흡수작용이 저하됨
-수분 및 양분의 흡수가 방해되고 뿌리는 생장을 정지하거나
부패됨
-잎 끝으로부터 경엽의 황화가 유발됨
②과습과 유해물질의 생성
-지온이 높을 때 과습하면 토양산소의 부족으로 환원상태가
조성되고, 환원성 유해물질이 생성되어 작물의 생육을 저해
-환원성인 철(Fe⁺⁺), 망간(Mn⁺⁺) 등도 유해함
-황화수소(H2S)가 생성되면 피해가 심해짐
③생육시기와 습해
-습해 : 생육 초기보다 생장 성기에 심함
·생육 성기부터 출수기까지 습해가 큰 이유
-환원성 유해물질이 생길 뿐만 아니라 지하 분얼절위에 이미
생엽이 없어져서 경엽에서 뿌리로 통기가 곤란해지고 새 뿌
리의 발생이 쇠퇴하기 때문
(2)작물의 내습성
①경엽에서 뿌리로의 산소공급능력
-벼는 잎, 줄기, 뿌리에 통기계가 발달하여 뿌리로의 산소공
급능력이 관수 하에서도 잘 이루어짐
-뿌리의 피층세포가 직렬로 되어 있는 것이 사열로 되어 있
는 것보다 세포간극이 커서 뿌리로의 산소공급능력이 크기
때문에 내습성이 강함
②뿌리조직의 목화
-뿌리조직이 목화하는 작물은 토양의 환원상태나 뿌리의 산
소결핍에 견디는 능력과 밀접한 관계가 있음
-벼와 골풀 : 뿌리의 외피가 심히 목화됨
-맥류 : 목화가 생겨 내습성이 강함
-파 : 목화가 생기기 힘들어 내습성이 약함
③뿌리의 발달습성
-새 뿌리의 발생이 용이하고 근계가 얕게 발달하면 내습성이
강함
④환원성 유해물질에 대한 저항성
-뿌리가 황화수소나 아산화철 등에 대해 저항성이 큰 작물은
내습성이 강함
(3)습해 대책
①배수
-토양의 과습을 근본적으로 시정할 수 있는 방법
②정지
-고휴재배를 하는 것이 과습을 피하는 수단이 됨
③토양개량
-객토, 부식, 석회 및 토양개량제 등의 시용은 토양의 입단
구조를 조성하여 공극량이 증대하므로 습해를 경감
④작물 및 품종의 선택

·작물의 내습성

골풀·미나리·택사·연·벼＞밭벼·옥수수·율무·토란·고구마＞보리· 밀＞감자·고추＞토마토·메밀＞파·양파·당근·자운영 등

·채소의 내습성

양상추·양배추·토마토·가지·오이＞시금치·우엉·무＞당근·꽃양배 추·멜론·피망

·과수의 내습성

올리브＞포도＞밀감＞배＞밤·무화과

⑤시비
-미숙유기물과 황산근비료의 시용을 피해야 하며, 표층시비
를 하여 뿌리를 지표면 가까이 유도하고, 뿌리의 흡수장해가
보이면 엽면시비를 함
⑥과산화석회의 시용
-상당기간 산소를 방출하여 습지에서의 발아 및 생육이 조장됨


7.수해
-비가 많이 와서 일어나는 피해
(1)수해의 발생
①수해의 피해상황
-토양이 붕괴하여 산사태와 토양침식 등을 유발함
-유토에 의해서 전답이 파괴·매몰됨
-유수에 의해 농작물이 도복되고 손상되며 표토가 유실됨
-침수에 의해 흙앙금이 앉고 생리적인 피해를 입음
-벼에서는 흰빛잎마름병, 도열병, 잎집무늬마름병 발생 증가
②관수해의 생리
-관수 : 식물체가 완전히 물속에 잠기게 되는 침수
-벼과 관수될 때 : 생명유지를 위해 무기호흡이 필요함
-무기호흡 : 산소호흡에 비해 몇 십 배의 호흡기질을 소모함
(2)수해의 발생과 각종 조건
①작물의 종류 및 품종
-침수에 강한 작물 : 화본과목초, 피, 수수, 옥수수 등
-침수에 약한 작물 : 채소, 감자, 고구마, 메밀 등
②생육시기
-묘대기 및 이앙 직후 : 관수에 강함
-수잉기에 약해지면서 출수개화기에 가장 약함
③침수요인
-수온이 높으면 호흡에 의한 소모가 더욱 증가하므로 관수해
가 큼
-물이 맑고 흐르는 경우에는 흐린 물이 고여 있는 것보다
수중산소가 많고 수온이 낮으므로 관수해가 덜함
-오수나 탁수가 고여 있을 때에는 극심한 산소부족으로 탄수
화물이 급속히 소모되고 단백질로부터 호흡재료의 공급도 받
지 못하므로 벼는 급속히 죽음
-청고 : 수온이 높은 정체탁수의 경우에 생기며, 단백질 분
해가 거의 일어나지 못하고 죽을 때 벼가 푸른색이 됨
-적고 : 수온이 낮은 유동청수의 경우에 단백질도 소모되고
갈색으로 변해서 죽음
④재배적 요인
-질소의 다용 또는 추비를 하면 체내의 탄수화물이 감소하는
한편 호흡작용이 왕성해지므로 내병성 및 관수저항성이 약해짐
(3)수해 대책
①사전대책
-홍수의 방지 : 치산을 잘하고 하천을 개수하여 배수시설을
강화함
-재배양식의 변경 : 수잉기와 출수기는 수해에 약하므로 수
해의 시기가 이때와 일치하지 않도록 조절함
②침수 중의 대책
-배수펌프 등을 이용하여 인공배수에 힘쓸 필요가 있음
-관수로 잎 표면에 흙앙금이 앉으면 동화작용을 저해하며 관
수피해를 조장하므로 흙앙금을 씻어 주는 것이 좋음
③퇴수 후의 대책
-관수에 의해 논에 흙앙금이 앉으면 뿌리로의 산소 투입이
차단되어 벼의 생육이 나빠지므로 흙앙금을 제거함


8.한해
(1)한해의 생리
-한해(가뭄해) : 위조나 건조사는 작물에 여러 단계의 국부
적 또는 전체적인 생육장해를 유발하여 수량과 품질을 저하
시킴
·작물 체내의 수분이 감수하는 주원인
-강우와 관개의 부족으로 인한 토양수분의 결핍
(2)한해의 발생
·세포가 공기 중에서 탈수될 때
-원형질과 세포막이 부착한 채 수축됨
·건조에 의해 효소평형이 교란될 때
-건조사의 중요한 원인으로 추정
(3)작물의 내건성
-작물이 건조에 견디는 성질
①내건성이 강한 작물의 형태적 특성
-표면적·체적의 비가 작으며, 왜소하고 잎이 작다.
-뿌리가 깊고 지상부에 비해 근군의 발달이 좋다.
-잎조직이 치밀하고, 엽맥과 울타리조직이 발달하고 표피에
각피가 잘 발달하였으며 기공이 작고 수효가 많다.
-저수능력이 크고 다육화의 경향이 있다.
-기동세포가 발달하여 탈수되면 잎이 말려서 표면적이 축소
된다.
②내건성이 강한 작물의 세포적 특성
-세포가 작아서 수분이 적어져도 원형질의 변형이 적다.
-세포 중에 원형질이나 저장양분이 차지하는 비율이 높아서
수분보유력이 강하다.
-탈수될 때 원형질의 응집이 덜하다.
-원형질막의 수분, 요소, 글리세린 등에 대한 투과성이 크다.
③내건성이 강한 작물의 물질대사적 특성
-급수할 때에 수분을 흡수하는 기능이 크다.
-건조할 때에 호흡이 낮아지는 정도가 크고 광합성이 감퇴하
는 정도가 낮다.
-건조할 때에 단백질·당분의 소실이 늦다.
(4)생육단계 및 재배조건과 내건성
①생육단계와 한해
-작물의 내건성 : 생식생장기에 가장 약함(화곡류는 감수분
열기에 가장 약하지만 분얼기는 강함)
-유숙기의 한발 : 천립중을 크게 감소시키므로 그 해가 심함
-경화 : 작물을 건조한 환경에서 자라게 하면 내건성이 증대
②재배조건과 한해
-질소비료의 다용이나 퇴비·인산·칼륨의 결핍은 한해를 조장
-휴립휴파 : 평휴나 휴립구파보다도 한발에 약함
(5)한해 대책
①관개
-근본적인 한해 대책
②내건성작물 및 품종의 선택
-화곡류 : 수수가 가장 강하고, 조, 피, 기장 등도 강함
-두류 : 콩, 강낭콩, 완두, 알팔파, 클로버 등이 비교적 강함
-서류 : 고구마, 감자, 뚱딴지 등이 모두 강함
③토양수분의 보유력 증대와 증발 억제
-토양입단의 조성
-내건농법(드라이파밍, dry farming) : 휴작기에 비가 오면
땅을 갈아서 빗물을 지하에 잘 저장하고, 작기에는 토양을
잘 진압하여 지하수의 모관상승을 조장함
-피복 : 비닐, 풀, 퇴비 등을 지면에 피복
-중경제초 : 토양의 증·발산 억제
-증발억제제(OED 용액)의 살포
④밭에서의 재배적 대책
-뿌림골을 낮게 하고 재식밀도를 성기게 함
-퇴비·인산·칼리를 증시함
-봄철 맥류포장이 건조할 때에는 답압을 함
⑤논에서의 재배적 대책
-중북부의 천수답지대에서는 건답직파
-남부의 천수답지대에서는 만식적응재배
-밭못자리모와 박파모가 만식적응성이 강함
-이앙기가 늦어질 때 모의 과숙을 회피 : 모솎음, 못자리가식
-모내기가 한계 이상으로 지연될 경우에는 조, 기장, 채소
등을 대파함

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