[해설] 제12회 나무의사 산림토양학 86~90

제12회 나무의사 산림토양학 86~90

[해설] 제12회 나무의사 산림토양학 86~90

86. 토양에서 식물체가 흡수하는 다량원소 중 양이온과 음이온 형태로 흡수되는 원소는?

① 인 ② 질소 ③ 칼륨 ④ 칼슘 ⑤ 마그네슘

① 인 → 모두 음이온의 형태 (H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻)
② 질소 → 음이온(NO₃⁻), 양이온(NH₄⁺)
③ 칼륨 → 양이온(K⁺)
④ 칼슘 → 양이온(Ca²⁺)
⑤ 마그네슘 → 양이온(Mg²⁺)

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87. 암석의 화학적 풍화작용이 아닌 것은?

① 박리 ② 용해 ③ 수화 ④ 탄산화 ⑤ 가수분해

① 박리 → 기계적 풍화
② 용해 → 화학적 풍화
③ 수화 → 화학적 풍화
④ 탄산화 → 화학적 풍화
⑤ 가수분해 → 화학적 풍화

1. 기계적 풍화 : 입상붕괴, 박리, 절리면 분리, 파쇄.
2. 화학적 풍화 : 용해, 가수분해, 수화, 산성화, 산화

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88. <보기> 포드졸화(podzolization)에 관한 설명에서 ( )안에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

습윤한 한대지방 침엽수림의 ( ㉠ ) 토양에서 주로 발달하며, 유기물의 분해가 비교적 ( ㉡ ). 또한 표토의 pH가 4.0 이하인 경우, 부식·철 등이 A층에서 B층으로 전이되어 ( ㉢ )층이 발달할 수 있다.

       A                B               C

① 산성          느리다       spodic

② 산성          빠르다        calcic

③ 알칼리성   빠르다       spodic

④ 알칼리성   느리다        argillic

⑤ 알칼라성   빠르다        calcic

구분	[토양생물의 작용과 물질의 이동에 의한 생성작용] 특징
회색화작용	토양이 과습하여 물로 포화되고 환원상태로 되어 암회색으로 변하는 작용
염기용탈작용	강수량이 증발량보다 많아서 K와 Na 등의 염기류가 하방 및 측방으로 세탈되는 작용
점토의 기계적 이동작용	점토가 물의 하방이동으로 하부토층으로 이동되어 A층보다 B층에 점토 증가
포드졸화작용	습윤 한대지방 침엽수림의 산성토양에서 미생물의 활동이 느려 표토에 유기물을 집적하는 작용
염류화작용과 탈염류화작용	증발량이 강수량보다 많은 건조기후 조건에서 모세관을 따라 지하수위 상승
알칼리화작용	가용성 염류가 집적된 토양에서 교질복합체가 점차 Na+로 포화되는 작용
석회화작용	건조 또는 반건조지대의 CaCO₃ 이나 MgCO₃  토양에 축적되는 작용
수성표백화작용	토양 표층이 물로 포화되어 철과 망간 화합물이 가용성인 Fe²⁺ 이나 Mn²⁺ 로 변하고 아래층으로 용탈되며, 표층이 회백색으로 표백되는 작용

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89. 강산성 토양에서 나타나는 현상으로 옳은 것은?

① Ca의 유효도가 증가한다.

② 활성 Al농도가 증가한다.

③ 세균의 종다양성이 증가한다.

④ Zn의 유효도가 급격히 감소한다.

⑤ 활성 Fe의 농도가 감소하여 인산의 유효도를 증가시킨다.

① Ca의 유효도가 증가한다. → 식물영양소의 유효도(availability): 식물에 의해 얼마나 잘 이용될 수 있는가를 설명하는 용어. 토양에는 양이온(Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, H⁺, Al³⁺ 등)이 붙어 있다가 토양이 점점 강산성으로 변화하면 pH가 낮아지면서 H⁺가 매우 많아진다. 이때 H⁺와 Al³⁺가 증가하면서 원래 붙어 있던 Ca²⁺를 밀어낸다. 밀려난 Ca²⁺는 빗물에 의해 씻겨 나가게 되므로 Ca의 유효도는 감소한다.

② 활성 Al 농도가 증가한다. → 대부분의 알루미늄(Al)은 토양에서 수산화물 형태로 비교적 녹지 않는 형태인 Al(OH)₃로 존재한다. 그러나 토양이 산성화되면 H⁺가 증가하면서 알루미늄 수산화물과 반응하여 Al³⁺가 용출된다.
Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O

③ 세균의 종다양성이 증가한다. → 종다양성과 연관 지으려면 토양 pH가 중성에 가까워야 한다. 대부분의 토양 세균은 중성에 가까운 pH에서 잘 생육하므로, 토양이 산성화되면 세균의 종다양성은 오히려 감소하는 경향이 있다.

④ Zn의 유효도가 급격히 감소한다. → Zn은 토양에서 Zn(OH)₂ 형태로 존재하다가 토양이 산성화되면 H⁺와 반응하여 Zn²⁺로 용출되므로 유효도는 증가한다.

⑤ 활성 Fe의 농도가 감소하여 인산의 유효도를 증가시킨다. → 토양이 산성화되면 H⁺의 농도가 증가하면서 철 수산화물이 용해되어 활성 Fe³⁺가 증가한다. 인산은 토양에서 PO₄³⁻ 형태로 존재하는데, 산성 조건에서 증가한 Fe³⁺가 인산과 결합하여 불용성 화합물을 형성한다.
Fe³⁺ + PO₄³⁻ → FePO₄ (불용성 화합물)

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90. 탄질률(C/N ratio)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 식물의 질소기아현상은 일시적이다.

② 식물의 탄질률은 생육 전 기간에 걸쳐 변동이 없다.

③ 탄질률이 20인 유기물은 150인 유기물보다 분해가 빠르다.

④ 분해가 잘 안되는 유기물도 질소를 공급하여 분해를 촉진할 수 있다.

⑤ 탄질률이 80인 유기물을 토양에 가하면 식물에 질소기아현상이 나타날 수 있다

① 식물의 질소기아현상은 일시적이다. → 탄질률(C/N 비)이 높은 유기물(볏짚, 톱밥 등)이 토양에 들어오면 미생물이 이를 분해하는 과정에서 질소가 부족해진다. 이때 미생물은 토양 속 무기질 질소를 이용하게 되므로 식물은 일시적으로 질소 부족 상태(질소기아현상)에 놓일 수 있다. 이러한 현상은 일시적인 현상이다.

② 식물의 탄질률은 생육 전 기간에 걸쳐 변동이 없다. → 일반적으로 탄질률이라고 하면 토양 유기물의 탄질률을 떠올리기 쉽지만, 이 지문은 식물체의 탄질률에 관한 것이다. 식물의 탄질률은 생육 단계에 따라 변하며, 일반적으로 생육 초기에는 질소 함량이 높아 C/N 비가 낮고, 성숙기로 갈수록 탄소 성분이 증가하여 C/N 비가 높아진다. 따라서 식물의 탄질률이 생육 전 기간 동안 변동이 없다는 설명은 옳지 않다.

③ 탄질률이 20인 유기물은 150인 유기물보다 분해가 빠르다. → 탄질률이 20인 유기물은 150인 유기물보다 질소가 상대적으로 풍부하여 미생물의 활동이 활발해지고 유기물의 분해가 빠르게 진행된다.

④ 분해가 잘 안 되는 유기물도 질소를 공급하여 분해를 촉진할 수 있다. → 예를 들어 볏짚이나 톱밥은 탄질률이 높아 분해 속도가 느리다. 그러나 질소비료나 질소가 풍부한 유기물을 함께 공급하면 미생물의 활동이 촉진되어 유기물 분해가 빨라질 수 있다.

⑤ 탄질률이 80인 유기물을 토양에 가하면 식물에 질소기아현상이 나타날 수 있다. → 탄질률이 80인 유기물이 토양에 들어가면 미생물은 부족한 질소를 보충하기 위해 토양 속 무기질 질소(NO₃⁻, NH₄⁺)를 흡수하여 사용한다. 이 과정에서 토양 용액 중의 질소가 미생물에 의해 일시적으로 고정되므로 식물이 이용할 수 있는 질소가 감소하게 된다.