환원성 유해물질, 내습작물의 적?

손해평가사 작물편의 문제를 풀는 과정중 환원성 유해물질에 대한 저항성이 큰 작물이 습해에 강하다는 부분을 이해하지 못했다.

그래서 이에 대해 좀 알아봤다.

 

문제부터 보면,

문. 습해에 강한 작물의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

1) 경엽으로부터 뿌리로의 산소 공급 능력이 작다.

2) 뿌리 조직의 목화 정도가 낮다.

3) 뿌리의 분포가 약고 부정근의 발생이 작다.

4) 뿌리가 환원성 유해물질에 대한 저항성이 크다.

 

 

답. 4

설명:

1) 경엽으로부터 뿌리로의 산소 공급 능력이 크다 

습해에 강한 작물, 특히 소택작물인 벼는 잎, 줄기, 뿌리에 통기계가 잘 발달해 있습니다. 이 통기계는 지상부에서 뿌리로 산소를 공급할 수 있어 담수 조건에서도 잘 생육할 수 있습니다.

 

2) 뿌리 조직의 목화 정도가 크다.

습해에 강한 작물의 뿌리조직은 목화하며, 이는 환원성 유해물질의 침입을 막을 수 있습니다.

 

3) 부정근의 발생이 크다.

습해에 강한 작물은 뿌리 기관이 얕게 발달하거나, 습해를 받았을 때 부정근의 발생력이 큰 것은 내습성을 강하게 합니다.

 

4) 뿌리가 환원성 유해물질에 대한 저항성이 크다. 

 

습해에 강한 작물의 뿌리가 환원성 유해물질에 대한 저항성이 큰 이유는? 

 

1. 산소 공급 능력: 습해에 강한 작물, 특히 소택작물인 벼는 잎, 줄기, 뿌리에 통기계가 잘 발달해 있습니다¹. 이 통기계는 지상부에서 뿌리로 산소를 공급할 수 있어 담수 조건에서도 잘 생육할 수 있습니다. 또한, 뿌리의 피층 세포가 직렬로 되어 있는 것은 사열로 되어 있는 것보다 세포의 간극이 커서 뿌리에 산소를 공급하는 능력이 크기 때문에 내습성이 강합니다.

 

2. 뿌리조직의 목화: 뿌리조직이 목화하면 환원성 유해물질의 침입을 막을 수 있습니다¹. 이는 뿌리가 환원성 유해물질에 대한 저항성을 강화시킵니다¹.

 

3. 뿌리의 발달 습성: 뿌리 기관이 얕게 발달하거나, 습해를 받았을 때 부정근의 발생력이 큰 것은 내습성을 강하게 합니다¹.

 

4. 환원성 유해물질에 대한 저항성: 뿌리가 황화수소, 아산화철 등에 대하여 저항성이 큰 것은 내습성을 강하게 합니다¹.

 

이러한 이유들로 인해 습해에 강한 작물의 뿌리는 환원성 유해물질에 대한 저항성이 큽니다. 이는 작물이 습해 환경에서도 잘 생육할 수 있게 돕는 중요한 요소입니다¹.

 

환원성 유해물질이란 무엇인가?

환원성 유해물질은 환원 반응을 일으키는 물질을 말합니다. 이러한 물질들은 특정 환경 조건에서 화학적 변화를 일으키며, 이 변화는 종종 유해하거나 원치 않는 결과를 초래할 수 있습니다.

 

예를 들어, 습해 환경에서는 토양 미생물의 활동이 활발해져서 환원성 유해물질이 생성될 수 있습니다¹. 이러한 물질에는 메탄가스, 질소가스, 이산화탄소 등이 포함되며, 환원성인 철(Fe2+), 망간(Mn2+), 황화수소(H2S) 등이 생성될 수 있습니다¹.

 

이러한 환원성 유해물질들은 식물의 생장을 방해하거나, 심지어는 식물의 사망을 초래할 수 있습니다¹. 따라서, 습해 환경에서 작물을 재배하는 경우에는 이러한 환원성 유해물질에 대한 저항성이 강한 작물을 선택하는 것이 중요합니다¹.

 

환원 반응이란 무엇인가?

환원 반응은 화학적인 변화 과정 중 하나로, 이 과정에서 분자, 원자 또는 이온이 전자를 '얻는' 것을 말합니다. 다시 말해, 환원은 원자, 이온 또는 분자가 산소를 잃거나 수소 또는 전자를 얻는 과정을 의미합니다.

 

환원과정을 겪는 물질은 전자를 받아들임으로써 다른 종의 산화를 일으키기 때문에 산화제라고 불립니다⁴. 이는 산화 반응과 반대되는 개념으로, 산화 반응에서는 분자, 원자 또는 이온이 산소를 얻거나 수소 또는 전자를 '잃는' 것을 의미합니다.

 

환원 반응은 화학 반응의 중요한 부분으로, 이는 에너지 생성, 물질의 변화, 화학물질의 제조 등 다양한 과정에서 발생합니다. 예를 들어, 배터리에서의 전기화학 반응, 금속의 제련 과정, 생명체의 에너지 대사 과정 등에서 환원 반응이 일어납니다.

 

환원 반응은 산소를 내주기 때문에 산소를 발생시키는 것이 아닌가? 그렇다면 작물에게 좋은 것이 아닌가?

환원 반응이 산소를 '내주는' 것은 사실이지만, 이것이 항상 작물에게 좋은 것은 아닙니다. 환원 반응에서 산소가 '내주어지는' 것은 원자, 이온 또는 분자가 산소 원자를 잃는 것을 의미합니다. 이는 산소가 '발생'되는 것이 아니라, 산소가 다른 물질에게서 '제거'되는 것을 의미합니다.

 

환원 반응이 작물에게 유해할 수 있는 이유는 다음과 같습니다:

 

1. 유해한 환원성 물질의 생성: 환원 반응은 때때로 유해한 환원성 물질을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, 습해 환경에서는 토양 미생물의 활동이 활발해져서 환원성 유해물질이 생성될 수 있습니다. 이러한 물질에는 메탄가스, 질소가스, 이산화탄소 등이 포함되며, 환원성인 철(Fe2+), 망간(Mn2+), 황화수소(H2S) 등이 생성될 수 있습니다.

 

2. 산소 부족: 환원 반응이 일어나면서 산소가 제거되면, 토양 내의 산소 수준이 감소할 수 있습니다. 이는 식물의 뿌리가 필요로 하는 산소를 감소시키므로, 식물의 생장을 방해하거나 심지어는 식물의 사망을 초래할 수 있습니다.

 

따라서,  작물이 습해 환경에서 잘 생육하기 위해서는 환원 반응으로 인한 유해한 물질의 생성과 산소 부족 문제를 극복할 수 있는 능력이 필요합니다.