유기농업기능사 필기 2편 - 재배환경

각 내용들은 출제기준을 참고하여 정리 하였으며 자주 출제되었던 내용인 경우 *로 체크하겠습니다.

 

2.재배환경

 

*자연환경 요소

토양요소 : 토성, 함유성분, 토양반응, 토양 수분, 토양 공기 , 토양 미생물

기상요소 : 수분, 공기, 온도, 빛(광)

생물요소 : 식물(잡초,기생식물), 동물(곤충, 조수), 미생물(병균, 토양 미생물) 

 

*토양 수분 함량

1.토양 수분 함량의 표시법

절대수분함량 : 토양 수분의 함량은 건토에 대한 수분의 중량비로 표시

토양수분장력 : 수분이 함량된 토양에서 수분을 제거하는 데 소요되는 단위 면적 당의 힘이며 ,단위는 수주의 높이 또는 기압으로 표시된다.

 

*2.토양 수분 함량

최대용수량 : 토양 입자들 사이의 모든 공극이 물로 채워진 상태의 수분 함량

포장용수량 : 최대 용수량 상태에서 중력수(밑에 설명 참조)가 완전히 제거된 후 남아 있는 수분 함량

위조점 : 식물이 토양에서 수분을 흡수하는 양보다 증발하는 물의 양이 더 많아 식물이 시들기 시작할때의 토양 수분 함량

유효수분 : 식물이 이용할 수 있는 물로 포장 용수량과 우조점 사이에 있는 수분 함량

과잉수분 : 포장 용수량 이상의 토양 수분으로 과습 상태

무효수분 : 위조점 이하의 토양 수분(작물이 이용할 수 없음)

 

*토양 수분의 형태

결합수 : 결합수는 pF7.0이상으로 점토광물에 결합되어 있어 분리시킬 수 없는 수분이다.

흡수수 : 토양입자 표면에 피막상으로 흡착된 수분을 흡수수라고 하는데, pF4.5이상으로서 작물에 거의 흡수되지 못한다.

모관수 : 모관수는 표면장력에 의하여 토양공극 내에서 중력에 저항하여 유지되는 수분으로,모관 현상에 의해서 지하수가 모관공극을 상승하여 공급된다.pF2.7~4.5로서 작물이 주로 이용하는 수분이다.

중력수 : 중력수는 통기대 내에서 존재하여 중력에 의해서서 비모관공극을 스며 내리는 물이며 , pF0~2.7로서 작물이 이용 가능한 수분이다.

지하수 : 지하에 정지하여 모관수의 근원이 되는 물로 수압이 높은 곳에 있다는 점에서 토양수나 토양습기 등의 물과 구분된다.

식물이 이용하는 물 =>모관수,중력수

pF(토양수분의 흡착력 크기를 나타내는 단위) => 수분 흡착력을 나타낸다.

 

작물생육에 대한 수분의 기본역할

화학반응의 용매

유기물 및 무기물의 용질이동

작물세포의 팽압유지

효소 구조의 유지와 촉매기능

작물의 광합성,가수분해 과정 및 다른 화학 반응의 재료로 이용

작물의 증산 작용

 

 

*수분의 이동

삼투와 삼투압 : 식물 세포의 원형질막은 반투막으로 되어 있어, 세포 외액이 세포액보다 농도가 낮으면 외액의 수분이 막을 통하여 세포 속으로 확산해 들어간다. 이것을 삼투라고 하며, 내 외액의 농도차에 의해서 삼투를 일이키는 압력을 삼투압이라고 한다.

팽압 : 삼투에 의해서 세포의 수분이 늘면서 세포 내부에서 원형질막을 세포벽 쪽으로 밀어내면서 가해지는 압력

막압 : 팽압에 의하여 세포막이 늘어나면 세포막의 탄력성에 의해서 다시 안으로 수축하려는 압력

흡수압 : 삼투압은 세포 내로 수분이 들어가는 압력이고, 막압은 세포 외로 수분을 배출하는 압력

삼투압에 의해서 팽압이 생기고 세포막을 유지하기위해 막압이 생기며 수분이 유지된다.

 

*증산작용

증산 : 뿌리를 통해 흡수된 물이 지상부의 기공을 통해 증발하는 현상

증산에 관여하는 요인

빛이 셀수록

습도가 낮을수록

기온이 상승할수록

바람이 적당히 불 때

 

공기습도

적당히 건조한 환경에서 증산이 조장되며 양분흡수가 촉진되어 생육에 좋다.

과도한 건조는 한해(토양 수분 부족에 의해 발생하는 작물의 생육장해,가뭄해)를 유발한다

공기가 과습하면 증산이 적어지고 병균의 발달을 조장하며,식물체의 기계적 조직이 약해서져서 병해,도복(작물이 땅 표면 쪽으로 쓰러지는 것. → 쓰러짐.)을 유발한다.

이슬은 기공을 막아서 증산 광합성을 감퇴시키고 작물을 연약하게 한다

이슬은 병균의 침입을 조장하기도 한다.

안개는 일광을 차단하고 지온을 낮게하므로 작물에 해롭다.

비는 작물 생육의 기본요인이 된다. 너무많이오면 습해와 수해 너무 적개오면 한해를 입게된다.

우박은 국지적으로 오는경우가 많으나 심하게 작물을 손상시킨다.

눈은 월동중 토양에 수분을 공급하고 깊게 덮이면 작물의 온도 저하를 경감해서 동해를 방지경감한다. 하지만 너무 많이오면 과수의 가지가 찢어지는 기계적 장해를 일으킨다.

 

관수

지표관수 : 고랑에 물을대거나 토지 전면에 물을 대는 방법

스프링클러 : 고정식,이동식

미세관수 : 미세한 구멍이 있는 호스를 땅에 깔거나 묻고 소량의 물을 서서히 공급하는 형태

 

*배수법

객토법 : 객토(농경지를 개량하기 위하여 성질이 다른 흙을 다른 곳에서 가져다 논밭에 섞는 일.)를 하여 토성을 개량하거나 지반을 높여서 자연적 배수를 꾀하는 방법

명거배수 : 지하배수법의 하나로 깊이 1∼1.5m의 U자형 도랑을 파서 배수하는 방법.

암거배수 : 습지의 배수를 좋게 하기 위해 지하에 고랑을 파고 토관 따위를 묻어 배수하는 일.

 

*대기조성

산소 : 대기중의 산소 농도는 20.946%로 작물의 호흡 작용에 알맞은 농도이다.

질소 : 대기 중에 가장 다량으로 존재하는 기체이며 78.09%이다. 모든 동식물의 생명유지에 필요한 원소,식물 생육에 필요한 다량필수원소비료이며 비료의 3요수중의 하나이다. 

이산화탄소 : 대기중 이산화탄소의  농도 0.0.3% , 이는 작물이 충분한 강합성을 수행하기에는 부족하여 이산화탄소를 인공적으로 공급하여 주면 광합성이 증대된다. 이산화탄소는 공기보다 무거운 기체로서 아래쪽으로 깔리는 경향이 있다.

-이산화탄소 시비 : 시설재배내에서 탄산가스를 시설내에 투입하는 것을 말하며 탄산시비라고도 함. 대기중의 이산화탄소 농도를 높여주면 광합성이 활발하여 작물 생육이 촉진되고 수량 품질이 향상된다. 이산화탄소 시비 수준은 1000~1500ppm범위 내가 적당하다.

 

 

이산화탄소의 농도에 관여하는 요인

계절 : 여름철에는 잎이 무성한 공기층은 이산화탄소가 낮아지고 반대로 지표면은 유기물의 왕성한 활동으로 인해 이산화탄소 농도가 높아진다.

지면과의거리 : 지표로부터 멀어짐에 따라서 이산화탄소 농도는 낮아지는 경향이 있다.

식생(어떤 구역에 모여서 생육하고 있는 식물의 전체) : 식생이 무성하면 뿌리의 호흡이 왕성하고 바람을 막아서 지면에 가까운 공기층의 이산화탄소 농도를 높게하나 지표에서 떨어진 공기층은 잎의 왕성한 광합성때문에 이산화탄소 농도가 낮아진다.

바람 : 공기중의 이산화탄소 농도의 불균형을 완화한다

미숙 유기물의 시용 : 미숙퇴비,낙엽,구비,녹비를 사용하면 이산화탄소발생이 많아 작물 주변의 공기층의 이산화탄소 농도를 높여준다.

 

 

대기오염

아황산가스 : 모든 석유화합물에 황이 들어있어 연료를 연소하면 아황산가스가 발생된다.

황이 타면 아황산가스가 발생되는데 사람이나 식물에 독성이 있음.

광합성속도를 크게 저하시키고,줄기와 잎이 황화한다.

이산화질소 : 자극성 냄새가 나는 갈색의 유해한 기체로서 과산화질소라고도 함. 분자식은 NO2, 분자량은 46.008이며 공장 굴뚝이나 자동차 배기에서 배출되며 태양광하에서 NO와 산소원자(O)로 분리되어 산소원자는 다시 산소분자와 결합해서 오존(O3)를 생성함.

아황산가스의 피해증상과 비슷하며, 활성탄을 살포하면 흡수가 경감된다.

오존 : 잎이 황백화 또는 적색화 하며 암갈색의 점상 반점이 생기거나 대형 괴사가 생긴다.

PAN : 배기 가스 중에 함유된 여러 탄화수소나 질소 산화물이 태양 광선(특히 자외선)의 조사(照射)를 받아 화학적으로 합성된 것으로서, 인간의 눈이나 목에 자극을 주며 농작물이나 식물에도 유해함. 

초기에는 잎의 뒷면이 은백색이 되고, 심하면 갈색을 띤다. 나중에 표면에도 증상이 나타나며 자란 잎보다 어린 잎에 피해가 크다.

 

 

연풍(솔솔부는 바람 )의 장점

증산 및 양분 흡수의 조장: 작물 주위의 습기를 배제하여 증산을 촉진하고, 양분의 흡수도 조장하여 생육을 건실하게 한다.

병해의 경감 : 바람이 있으면 규산 등의 흡수가 많아지고, 작물 군락 내의 과습 상태가 경감되어 병해가 적어진다.

광합성의 조장 : 작물의 잎을 동요시켜 군락 내부의 잎의 수광을 좋게한다. 또한 일 중에 낮아졌던 죽말 주의 의 이산화탄소를 높여준다. 기공을 통해 들어가는 이산화탄소의 확산도 좋아져 광합성 작용을 조장한다.

수정과결실의 조장 : 연한 바람은 특히 풍매화(바람에 의하여 수분이 이루어 지는 꽃)의 수정과 결실을 조장한다.

기타 : 부중의 기온과 지온을 낮추고 봄가을에는 서리를 막으며 수확물의 건조를 촉진한다.

 

연풍(솔솔부는 바람 )의 단점

잡초씨나 병균을 전파

건조할 경우 더욱 건조 조장

냉풍은 냉해를 유발

 

*유효 온도와 적산 온도

유효온도 : 작물의 생육을 위해 필요한 온도(최저온도 - 최적온도 - 최고온도)

적산온도 : 작물의 싹트기에서 수확할 때 까지의 평균기온이 0도 이상인 날의 일평균기온을 합산한것

적산온도에 따라 그 지방에서 재배 가능한 작물이나 품종을 선택할 수 있다.

 

 

일변화에 따른 생장

기온은 하루 중 해뜨기 직전에 최저기온이 되고 , 해가 뜬후 점차 높아져 오호 2시경에 최고 기온이 되며, 저녁에는 다시 기온이 낮아진다.

발아 : 일변화는 작물의 발아를 조장하는 경우가 있다.

동화물질의 축적 : 일변화가 어느정도 크면 동화물질의 축적이 많아진다.  

생장 : 밤의 기온이 높아서 일변화가 적으면 무기 성분의 흡수와 동화양분의 소모가 왕성하기 때문에 대체로 성장이 빠르다

덩이뿌리 덩이줄기의 발달 ,개화,결실 : 일변화에 의해 조장된다

 

열해와 냉해

열해(고온해) : 작물이 생육 적온을 넘어 고온으로 인하여 받는 피해

-원인 : 유기물 과잉소모,질소 대사의 이상,철분의 침전, 증산 과다

-대책 : 환기,내열성 작물 선택,밀식 및 질소과용 피하기,재배시기 조절, 차광막,관개 (작물재배에 필요한 물을 인위적으로 공급하는 것) 

냉해 : 여름 작물의 생육 적온보다 낮은 온도로 인한 피해

-대책 : 내냉성 품종선택,입지 조건의 개선, 육모법의 개선, 재배법의 개선,냉온기의 담수,관개 수온의 상승

 

 

작물의 내동성

내동성이란?

0℃이하의 낮은 온도에서 세포주위가 결빙되어도 세포내로부터 탈수상태가 되어 세포내 동결이 일어나지 않고, 온도가 상승되면 원래의 원형질상태로 되어 동결에 견디는 저항성

 

1.생리적원인

원형질의 수분투과성 : 원형질의 수분투과성이 크면 세포내 결빙을 적게 하여 내동성을 증대시킨다.

원형질 단백질의 성질 : 원형질 단백질에 -SH기가 많은 것은 -SS기가 많은 것보다 원형질의 파괴가 적고 내동성이 증대한다.

원형질의 점도와 연도 : 점도가 낮고 연도가 높은것은 기계적 견인력을 덜 받아서 내동성이 크다.

지유 함량: 지유와 수분이 공존할 경우 빙점강하도가 커지므로 지유 함량이 높은 것이 내동성이 강하다.

당분 함량 : 당분 함량이 많으면 세포의 삼투압이 높아지고, 원형질 단백의 변성을 막아서 내동성을 크게한다.

전분 함량: 전분립은 원형질의 기계적 견인력에 의한 파괴를 크게하고, 전분 함량이 많으면 당분 함량이 저하된다. 따라서 전분 함량이 많으면 내동성이 저하된다.

조직의 굴절률 : 친수성 콜로이드가 많고 세포액의 농도가 높으면 조직의 빛에 대한 굴절률이 커지고 내동성이 증대한다.

세포의 수분 함량 : 세포의 수분 함량이 높아서 자유수가 많아지면 셎포의 결빙을 조장하여 내동성이 저하된다.

세포 내의 무기 성분 : 칼슘 이온과 마그네슘 이온은 세포 내 결빙을 억제하는 작용이 크다.

 

2.형태적 요인

포복성(식물의 덩굴뿌리가 기고, 뻗고, 퍼지며, 휘감기는 성질)인 것이 입성(식물의 지상부가 지면에 꼿꼿하게 서서 자라는 성질)인 것보다 내동성이 강하다.

심파(작물의 종자를 심을 때 보통보다 깊이 파종)한것이 내동성이 강하다.

엽색이 진한것이 내동성이 강한 경향이 있다.

 

3.발육 단계 요인

생식기관은 영양기관보다 내동성이 극히 약하다.

 

 

 

 

*빛의 파장과 광합성

광합성은 청자색광과 적색광에서 가장 활발히 일어난다.

엽록소는 가시광선 중 청자색광(430~460nm)과 적색광(630~680nm)을 잘 흡수한다

 

*광합성에 영향을 미치는 요인

1.빛의세기 :

빛의 세기가 증가함에 따라 광합성량은 차차 높아진다.

광합성량의 측정 : CO2의 습수량이나 O2방출량을 통해 광합성량을 측정한다. 

보상점 : 식물의 광합성에 사용되는 CO2의 양과 호흡으로 배출되는 CO2의 양이 같을 경우의 빛의 세기이다.

광포화점 : 광합성량이 더 이상 증가하지 않을 때의 빛의 세기이다.

 

2.온도

광합성은 효소가 관계하는 반응이기 때문에 반응 속도는 온도의 영향을 받는다.

빛이 약할 경우 : 온도의 영향을 거의 받지 않는다.

빛이 강할 경우 : 온도가 상승함에 따라 광합성량이 증가한다.

보통 5~35도 범위에서는 온도가 10도 상승할 때마다 광합성 속도는 약 2배씩 증가하며, 35도 정도에서 최대가 되고 , 온도가 그이상으로 높아지면 광합성량은 급속히 감소한다.

3.이산화탄소의 농도

빛의 세기가 약할 경우 : 대기 중의 CO2농도인 0.03%정도에서 광합성 속도가 더 이상 증가하지 않는다.

빛의 세기가 강할 경우 : CO2농도가 0.1%에 도달할 때까지 광합성 속도는 증가한다.

 

발육상과 상적발육

신장 : 작물의 키가 자라는것을 의미함

생장 : 여러 가지 기관이 양적으로 증대하는 것

발육 : 꽃눈이 분화되어 꽃이 피고 수정하여 열매가 맺히는 과정

발육상 : 작물 발육에 있어서의 여러 가지 단계적 양상

상적발육 : 작물이 순차적인 몇 개의 발육상을 거쳐서 발육이 완성되는 현상

 

버널리제이션

식물체가 생육의 일정시기에 저온에 의하여 화성, 즉 화아의 분화 발육이 유도 촉진 되거나 , 또는 생육의 일정 시기에 읠정 기간 인위적인 저온에 의해서 화성을 유도 촉진하는 것을 버널리제이션이라고 한다.

처리온도에 따른 구분

-저온 버널리제이션: 일반적으로 월년생장인 식물은 비교적 저온인 0~10도 처리가 유효

-고온 버널리제이션: 단일 식물은 비교적 고인인 10~30도의 처리가 유효

처리시기에 따른 구분

-종자 버널리제이션: 최아종자의 시기에 버널리제이션 처리

-녹체 버널리제이션 : 식물이 일정한 크기에 달한 녹체기에 버널리제이션 처리

 

*일장효과

*식물의 일장형

장일식물 : 장일 상태(보통 16~18시간 조명)에서 화성이 유도 촉진되며,단일 상태는 이를 저해한다.

단일식물: 단일 식물은 단일상태(보통 8~10시간 조명)에서 화성이 유도 촉진되며,단일 상태는 이를 저해한다.

중성식물: 낮과 밤의 길이에 관계없이 일정 기간 생장하여야 꽃이 피는 식물

 

작물별 일장감응 9형

※L(장일성),I(중일성),S(단일성)

 

형별	화아 분화 전	화아분화 후	대상식물
LL형 식물	장일성	장일성	시금치,봄보리
LI형  식물	장일성	중일성	사탕무
LS형 식물	장일성	단일성	Physostegia 등
IL형 식물	중일성	장일성	밀 등
II형 식물	중일성	중일성	올벼,고추,토마토
IS형 식물	중일성	단일성	소빈국 등
SL형 식물	단일성	장일성	딸기,프리뮬러 등
SI형 식물	단일성	중일성	늦벼
SS형식물	단일성	단일성	코스모스,늦콩,나팔꽃

 

 

 

일장효과에 미치는 영향

발육단계 : 본잎이 나온 뒤 어느정도 발육한 후 감응한다.

광의강도 : 명기가 약광이여도 일장 효과는 발생한다.착화수는 명기의 광이 어느정도 강해야 증대한다.

광의파장 : 적생광이 가장 효과가 크며 다음이 청색광

연속암기 : 장일식물은 명암의 주기가 상대적으로 명기가 암기보다 길면 장일 효과가 나타난다. 그러나 단일식물에서는 일정 시간 이상의 연속 암기가 있어야만 단일 효과가 나타난다.

처리일수 : 장일 또는 단일 처리의 소요일수에 따라 달라지는 식물도 있다.

온도의 영향 : 일장효과의 발현에는 일정 한계의 온도가 필요하다.

질소시용의 영향 : 장일 식물은 질소가 많지 않아야 영양생장이 억제되어 장일 효과가 더욱 잘 나타나고 , 단일 식물은 질소의 요구도가 커서 질소가 넉넉해야 생육이 빠르고 단일 효과도 더욱 잘 나타난다.

 

*일장과 발아

 

*광발아성식물(호광성 종자) : 일정 기간 이상 빛을 쬐어야 발아하는 식물(ex 상추 ·소엽(차조기), 우엉. 쑥갓, 파, 유채, 당근, 셀러리, 배추, 양배추, 딸기, 쇠비름, 개비름, 메귀리, 민들레, 잔대, 금어초, 베고니아, 담배, 바랭이 등 화본과의 대부분 식물과 참방동사니, 소리쟁이 등 잡초들.)

 

*암발아성식물(혐광성종자) : 빛을 쬐는 시간이 길면 발아하지 않는 식물(ex토마토, 수박, 호박, 박, 오이, 가지, 파, 양파, 부추, 고추, 무, 나리과 식물 등)

 

발아에 미치는 조도의 영향 : 발아하는데에 광을 필요로 하는 식물은 달빛에 의해서도 발아하가 촉진되나 몇몇 식물은 매우 높은 조도가 요구된다.

발아를 촉진시키는 파장 : 적색광(660~700nm) 으로 , 그 가운데 670nm에서 가장 촉진되고, 700nm근처에서 발아가 억제되며, 그 다음으로 발아를 억제시키는 파장은 청색광(440nm)이다.

 

일조환경 개선

차광재배 : 햇빛을 가려 작물을 재배하는 일. 그늘가꾸기.

전조재배 : 인공광원을 이용해서 일장(日長) 시간을 인위적으로 연장하거나 야간을 중단함으로써 화성(花成)의 유기, 휴면타파 등의 효과를 얻는 재배방법.