[식물보호기사 필기] 26년 1회차 시험지 PDF 다운로드

식물 세포벽은 셀룰로스, 펙틴, 헤미셀룰로스와 표면의 큐틴층으로 이루어져 있어 병원균은 셀룰라아제(cellulase), 펙틴 분해효소(pectinase), 큐틴 분해효소(cutinase) 같은 세포벽 분해효소를 분비해 침입한다. 포스파타아제(phosphatase)는 인산에스터 결합을 끊어 인산기를 떼어내는 효소로 세포 내 대사와 신호전달에 관여할 뿐 세포벽 구성 다당류를 분해하지 못한다.

보리 붉은곰팡이병균(Fusarium graminearum 등)은 이삭을 침해하면서 데옥시니발레놀(DON), 니발레놀, 제랄레논 같은 곰팡이독소를 곡립에 축적시킨다. 이 독소가 든 이병 곡실이나 짚을 가축이 먹으면 사료 거부, 구토, 설사, 번식장애 등 중독증을 일으키므로 사람과 가축 모두에게 유해하다. 도열병, 자줏빛무늬병, 모자이크병은 수량과 품질을 떨어뜨릴 뿐 가축 중독과는 관계가 없다.

겉으로는 아무 병징이 없으나 조직 속에 병원체를 지니고 있어 다른 식물로 옮기는 전염원 노릇을 하는 식물을 보균식물이라 한다. 바이러스나 세균의 잠복감염 상태가 대표적이며, 겉모습만으로는 가려낼 수 없어 무병주 검정이 필요하다. 지표식물은 반대로 특정 병원체를 접종했을 때 뚜렷한 병징을 나타내어 진단에 쓰이는 식물이다.

진정저항성은 기주의 저항성 유전자와 병원균 레이스의 비병원성 유전자가 짝을 이루어 작동하는 유전자 대 유전자 관계에 근거한 저항성으로, 소수의 주동유전자가 지배하기 때문에 저항성 정도가 뚜렷하고 온도·비료 등 재배 환경의 영향을 거의 받지 않는다. 다만 레이스 특이적이어서 새로운 레이스가 출현하면 쉽게 무너진다. 침입저항성·확대저항성 등은 병원균의 침입이나 병반 확대 정도로 구분한 개념이며 포장저항성처럼 환경에 좌우되는 경우가 많다.

잿빛곰팡이병균은 저온·다습 조건에서 급격히 번지므로 관수를 줄이고 환기로 습도를 낮추며 발병 적온대에 오래 머물지 않게 관리하는 것이 방제의 기본이다. 반대로 밀식하면 포기 사이 통풍이 나빠져 잎이 오래 젖어 있고 습도가 높아져 발병이 조장되며, 밀식은 웃자람을 막기는커녕 광 경쟁으로 오히려 웃자람을 심하게 한다. 따라서 재식거리를 넓혀 통풍과 채광을 좋게 하는 것이 옳다.

흰가루병은 병반 위에 분생포자와 균사가 흰 밀가루를 뿌린 듯 드러나고, 녹병은 여름포자퇴가 터지면서 노란 가루가, 깜부기병은 후막포자가 검은 가루로 날려 모두 가루 모양 표징을 보인다. 반면 탄저병균은 병반 위 분생포자층에 분생포자를 만들지만 점액질에 싸여 습할 때 연분홍빛 점질 덩어리로 배출되므로 가루처럼 날리지 않는다.

뿌리혹병(근두암종병)의 생물적 방제에는 비병원성 균주인 Agrobacterium radiobacter K84를 쓴다. 이 균은 아그로신 84라는 세균소를 생산해 병원균 Agrobacterium tumefaciens가 상처 부위에 정착하는 것을 막으므로 묘목의 뿌리나 삽수를 균 현탁액에 담갔다가 심는 방식으로 이용한다. tumefaciens는 병을 일으키는 병원균 자체이므로 방제제가 될 수 없다.

벼 키다리병균(Gibberella fujikuroi, 무성세대 Fusarium fujikuroi)은 이삭에서 감염되어 볍씨 표면과 내부에 그대로 붙어 전해지는 대표적인 종자전염 병원균이며, 그래서 소금물가리기와 종자소독이 가장 확실한 방제법이 된다. 밀 줄기녹병은 중간기주를 거친 포자가 바람으로, 보리 흰가루병은 분생포자가 공기로 전염되고, 토마토 배꼽썩음병은 칼슘 결핍과 수분 불균형에 의한 생리장해여서 병원균 자체가 없다.

잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea)은 15~20℃ 안팎의 서늘하고 습도가 높은 조건에서 가장 심하게 발생하므로, 시설재배에서는 야간 저온과 다습, 결로가 겹칠 때 문제가 된다. 따라서 온도가 높고 습도가 낮을 때 주로 발생한다는 설명은 발병 조건과 반대이다. 딸기·토마토·고추 등 시설채소에 널리 발생하고 병든 부위에 형성된 분생포자가 바람을 타고 퍼지며, 노지에서는 흐리고 비 오는 날이 이어질 때 급증한다.

내병성(耐病性)은 병원균의 감염 자체를 막는 성질이 아니라, 같은 정도로 감염되더라도 수량 감소나 생육 저해가 적게 나타나는 성질을 말한다. 감염을 원천적으로 차단하는 것은 면역이나 저항성 쪽 개념이며, 특정 병에만 저항성을 보이는 것은 레이스 특이적인 진정저항성에 해당한다.

비기주식물과의 돌려짓기, 저항성 대목 접목은 병원균이 토양에서 오래 살아남고 뿌리로 침입하는 토양전염성 시들음병에 쓰는 대표적 방제법이다. 오이 덩굴쪼김병(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum)은 후막포자로 토양에 수년간 잔존하고 물관을 막아 시들게 하므로 약제만으로는 방제가 어렵고, 흑종호박 등 저항성 대목에 접목한 묘를 쓰는 것이 가장 효과적이다. 배추 노균병과 양파 잎마름병은 공기전염성 잎 병해라 접목과 무관하고, 무사마귀병은 배추과 작물의 뿌리병으로 접목 대상이 아니다.

식물병원세균은 대부분 그람음성이며, 그람양성인 무리는 Clavibacter, Curtobacterium, Rhodococcus, Streptomyces 등 소수에 지나지 않는다. 따라서 그람염색에서 양성으로 나왔다면 토마토 궤양병균 Clavibacter michiganensis처럼 Clavibacter 속으로 좁혀진다. Xanthomonas, Pseudomonas, Agrobacterium은 모두 그람음성 간균이다.

벼흰잎마름병은 Xanthomonas oryzae pv. oryzae가 일으키는 세균병으로, 잎끝이나 가장자리의 물구멍·상처로 침입해 물관을 따라 번지며 잎이 흰빛으로 마르고 아침에 세균점액이 맺힌다. 벼도열병과 보리깜부기병은 곰팡이(진균)병이고, 벼오갈병은 끝동매미충이 옮기는 바이러스병이다.

밤나무 줄기마름병균(Cryphonectria parasitica)은 자낭균으로, 줄기의 병든 껍질 밑에 무성세대인 분생포자각을 만들어 습할 때 노란 덩굴 모양 포자덩이를 내밀고, 이어 유성세대인 자낭각을 형성해 자낭포자를 날린다. 두 형태가 같은 병반 위에 함께 나타나는 것이 이 병의 특징이다. 오이 잘록병은 난균·불완전균, 벼 이삭누룩병은 분생포자 덩이만 만드는 병이며, 옥수수 오갈병은 애멸구가 옮기는 바이러스병이다.

비대병징은 세포가 비정상적으로 늘어나거나 분열해 혹·기형이 생기는 증상으로, 장미 근두암종병이 여기에 해당한다. 병원균 Agrobacterium tumefaciens가 Ti 플라스미드의 T-DNA를 기주 세포에 넣어 옥신과 사이토키닌 합성 유전자를 발현시키므로 뿌리목에 큰 혹이 생긴다. 부란병과 세균성구멍병은 조직이 죽는 괴사병징, 더뎅이병은 코르크화한 딱지 모양 병징이다.

잣나무 털녹병균(Cronartium ribicola)은 녹병정자·녹포자를 잣나무 줄기에 만들고 여름포자·겨울포자는 중간기주에서 만드는 이종기생 녹병균으로, 중간기주는 송이풀과 까치밥나무류이다. 따라서 잣나무 조림지 주변의 송이풀·까치밥나무를 제거하는 것이 방제의 요점이다. 사과나무 붉은별무늬병의 중간기주는 향나무, 오리나무 잎녹병은 일본잎갈나무이다.

글루티노사 담배(Nicotiana glutinosa)는 담배모자이크바이러스에 대해 과민성 반응을 나타내는 기주여서, 접종하면 침입 부위 세포가 빠르게 죽어 접종엽에 뚜렷한 국부 괴사반점만 생기고 바이러스가 전신으로 퍼지지 못한다. 이 반점 수가 접종한 바이러스 농도에 비례하므로 바이러스 정량용 검정식물(지표식물)로 널리 쓰인다.

감자 역병균은 난균류에 속하는 Phytophthora infestans로, 19세기 아일랜드 대기근을 일으킨 병원균이며 서늘하고 비가 잦은 조건에서 잎에 수침상 대형 병반과 흰 곰팡이를 만들고 덩이줄기까지 썩힌다. Plasmopara viticola는 포도 노균병균, Peronospora 속은 배추과 노균병균, Alternaria solani는 감자·토마토 겹둥근무늬병(하역병)균이다.

겨울 기온이 올라가면 병원균의 균핵·균사와 매개충의 알·성충이 죽지 않고 살아남는 비율이 오히려 높아져 이듬해 초기 전염원이 많아지고 발생 지역도 북쪽으로 넓어진다. 따라서 월동 생존율이 낮아져 발생 지역이 축소된다는 설명은 방향이 반대이다. 실제로 온난화는 매개충 연간 세대수 증가에 따른 바이러스병 확산, 병원균 분포 한계선의 북상, 강우 양상 변화에 따른 방제 적기·예찰 기준 조정 필요를 함께 불러온다.

과수화상병의 병원체는 Erwinia amylovora, 가지검은마름병의 병원체는 Erwinia pyrifoliae로 둘 다 세균이며, pyrifoliae는 국내 배나무에서 처음 확인되어 신종으로 기재된 세균이다. 두 병 모두 잎과 가지가 불에 그을린 듯 검게 마르는 병징이 매우 비슷해 육안 구별이 어렵고 유전자 진단으로 확진해야 한다. 세균병이므로 곰팡이처럼 흰 균사층을 만들지 않으며, 감염주는 약제로 치료되지 않아 발견 시 신고와 매몰 등 법정 방제를 따른다.

약제저항성은 같은 계통의 약제를 반복해서 쓰거나 고농도로 살포할 때 저항성 유전자를 가진 개체만 살아남아 빠르게 발달한다. 저항성이 높아진 개체군은 같은 약량으로 죽는 비율이 줄어들기 때문에 방제효과는 오히려 떨어진다. 따라서 작용기작(계통)이 다른 약제를 번갈아 쓰는 교호살포가 저항성 발달을 늦추는 기본 대책이다.

혈장은 곤충 혈림프의 액체 성분으로 영양물질·호르몬·노폐물을 실어 나르는 수송수단이며, 아미노산·당·지질을 담아 두는 저장고 역할을 하고 체적이 커서 열을 분산시켜 체온을 완충한다. 반면 물질의 합성은 지방체·소화관·표피세포 같은 조직세포가 담당하며 혈장 자체는 합성 기능을 갖지 않는다.

소화관 가운데 전장(입·식도·모이주머니·전위)과 후장은 외배엽이 함입되어 만들어져 안쪽이 큐티클로 덮여 있고, 중장만 내배엽에서 유래한다. 중장은 큐티클 대신 위막(위주머니 막)을 가지며 소화효소 분비와 영양분 흡수가 실제로 일어나는 부위이다.

암컷의 알집소관(난소소관)은 수컷의 고환소포에, 옆수란관은 수정관에, 중앙수란관은 사정관에 각각 발생학적으로 상응한다. 수정낭은 교미한 정자를 보관하는 암컷 고유의 부속기관이고 저장낭 역시 암컷 쪽 구조여서 암수가 짝을 이루는 상응 관계로 볼 수 없다.

벼총채벌레 성충은 겹눈이 둥글게 발달해 있고 머리 등면에 홑눈이 3개 삼각형으로 배열되며 더듬이는 7마디이다. 홑눈 3개와 7마디 더듬이는 총채벌레목 성충의 일반적 특징으로, 홑눈이 없는 약충과 구별하는 근거가 된다.

복관(collophore)은 톡토기(톡톡이) 첫째 배마디 배면에 있는 관 모양 돌기로, 수분과 이온을 흡수하고 몸을 표면에 붙이는 데 관여한다. 톡토기는 이 밖에 배 끝의 도약기와 이를 붙잡는 유지기를 함께 갖는 반면, 좀·낫발이·진딧물에는 복관이 없다.

알라타체(corpora allata)에서는 유약호르몬(JH)이 분비되어 유충의 형질을 유지시키며, 분비량이 줄면 번데기와 성충으로 변태가 진행된다. 뇌호르몬은 뇌의 신경분비세포에서, 탈피호르몬(엑디손)은 앞가슴샘에서 나오고, 카디아카체는 호르몬 이름이 아니라 뇌의 신경분비물질을 저장·방출하는 기관이다.

풀잠자리류는 유충과 성충이 모두 진딧물·깍지벌레·응애 등을 잡아먹는 포식성 천적이며, 그중에서도 진딧물을 가장 즐겨 먹어 대표적인 순수익충으로 꼽힌다. 알과 유충 단계에서 대량증식이 비교적 쉬워 외국에서는 상품화된 천적으로 판매·방사된다.

혈구는 침입한 미생물을 잡아먹는 식균작용, 혼자 삼킬 수 없는 큰 이물질을 여러 혈구가 겹겹이 둘러싸는 피낭형성, 상처 부위를 막는 응고작용 등 방어와 상처 치유를 담당한다. 수분보존은 표피의 왁스층과 말피기관·후장의 물 재흡수가 맡는 기능으로 혈구와는 관계가 없다.

전대뇌는 곤충 뇌의 세 부분 중 가장 크고 구조가 복잡하며, 겹눈과 홑눈에서 오는 빛 자극을 받아들이는 시엽과 뇌호르몬을 만드는 중앙신경분비세포군을 거느린다. 중대뇌는 더듬이의 감각과 운동을, 후대뇌는 윗입술과 전장신경계를 담당한다.

곤충의 주된 질소 배설물은 물에 거의 녹지 않아 수분 손실 없이 배출할 수 있는 요산이며, 암모니아 형태로 내보내는 것은 물이 풍부한 수서곤충 등 일부에 한정된다. 말피기관은 한 층의 세포로 이루어지고 내강이 미세융모로 분화되어 있으며, 후장과 함께 물과 무기이온을 재흡수해 체액의 삼투압을 조절한다.

침샘은 소화액을 분비하고 전장과 중장은 먹이의 통과·소화·흡수를 담당하는 소화기관이다. 기문은 가슴과 배 옆면에 열려 있는 숨문으로 기관계를 통해 공기를 받아들이는 호흡기관이므로 소화기관에 속하지 않는다.

곤충의 체벽은 바깥부터 외표피 - 원표피 - 진피세포 - 기저막 순이며, 이 중 외표피는 다시 바깥쪽부터 시멘트층 → 왁스층 → 표피층(단백질성 층) 순으로 쌓여 있다. 왁스층이 수분 증발을 막고 시멘트층이 그 왁스층을 보호하므로, 규조토처럼 이 층을 긁어내는 물질에 노출되면 곤충은 쉽게 말라 죽는다.

곤충의 휴면에는 일장(광주기)·온도·먹이 등이 함께 관여하지만, 휴면의 유도부터 휴면발육과 타파까지 전 과정에 걸쳐 가장 폭넓게 작용하는 환경요인은 온도다. 광주기는 계절을 예고하는 신호로 작용하는데, 여기서는 '일장'이 아니라 단순한 '빛'으로 제시되어 있어 휴면을 좌우하는 요인으로 보기 어렵다. 수분과 바람은 휴면 발현에 미치는 영향이 미미하다.

존스턴기관은 더듬이의 둘째 마디인 흔들마디에 있으며, 그 바깥쪽 채찍마디가 흔들리는 정도를 감지해 소리·기류·비행속도를 인지한다. 더듬이가 자루마디·흔들마디·채찍마디의 3부분으로 되어 있고 겹눈이 여러 낱눈의 집합이라는 설명은 옳다.

좋은 천적은 대상 해충만 집중적으로 공격하는 기주 특이성이 높아야 목표 해충의 밀도를 확실히 떨어뜨릴 수 있다. 포식범위가 넓으면 다른 먹이나 익충으로 옮겨가 정작 방제하려는 해충의 억제력이 약해진다. 분산력·포식량·번식력이 큰 것은 모두 우수한 천적의 조건에 해당한다.

마름무늬매미충은 노린재목(매미목) 매미충과에 속하며 찔러 빠는 흡즙형 입틀을 가지고 대추나무 빗자루병 등 파이토플라스마를 매개한다. 소나무좀·오리나무잎벌레·느티나무벼룩바구미는 씹는 입틀과 단단한 딱지날개를 가진 딱정벌레목이다.

해충과 천적은 발육영점온도와 발육속도가 서로 달라, 기온이 올라가면 한쪽이 먼저 빨라져 발생시기가 어긋나는 계절적 비동시성이 생기고 천적의 밀도 억제력이 약해질 수 있다. 반면 유효적산온도 증가에 따른 다화성 해충의 세대수 증가, 겨울 최저기온 상승에 따른 북방한계선 북상, 발생 최성기의 조기화에 따른 방제 적기 조정은 모두 온난화의 실제 영향이다.

금지병해충은 국내에 유입되면 폐기나 반송 조치 없이는 식물에 미치는 피해가 크다고 인정되어, 그 병해충이 분포하는 국가로부터 기주식물의 수입 자체를 금지하는 병해충이다. 관리병해충은 소독 등 조치로 관리하도록 검역본부장이 고시하는 것이고, 수입검역에서 처음 발견되었거나 위험분석이 진행 중인 것은 잠정규제병해충이다. 규제병해충은 검역병해충과 규제비검역병해충을 모두 포함하는 상위 개념이다.

논의 용수량은 논에서 빠져나가는 물의 총량에서 하늘에서 보충되는 물을 뺀 값으로 산정한다. 즉 $\text{용수량} = (\text{엽면증산량} + \text{수면증발량} + \text{지하침투량}) - \text{유효우량}$이며, 빼 주는 항은 강수량 전체가 아니라 실제로 논에 고여 작물이 쓸 수 있게 된 유효우량이다. 내린 비 중 지표유출이나 과잉 침투로 사라지는 몫은 용수 절감에 기여하지 못하므로 강수량·강우량을 그대로 대입하면 용수량이 과소평가된다.

고구마는 저온에 약해 9℃ 이하에서 저온장해(냉해)를 받아 내부가 갈변하고 부패하므로, 안전 저장온도가 12~15℃로 가장 높다. 반면 양파와 마늘은 0℃ 내외, 감자는 3~4℃의 저온에서 저장해야 맹아와 부패를 억제할 수 있다. 저온 요구도가 낮은 열대·아열대 원산 작물일수록 저장온도를 높게 잡는다는 원칙으로 정리하면 된다.

콩은 질소고정 능력이 있어 체내 질소 함량이 매우 높은 단백질 작물이므로 흡수비율이 N : P : K = 5 : 1 : 1.5로 질소 편중이 뚜렷하다. 이에 비해 옥수수는 약 4 : 2 : 3, 고구마는 4 : 1.5 : 5, 감자는 3 : 1 : 4로 칼리 요구도가 상대적으로 크다. 덩이뿌리·덩이줄기 작물은 칼리 비율이 높고, 두과는 질소 비율이 높다는 대비로 외워 두면 구분이 쉽다.

내충성 형질전환 품종에는 토양세균 Bacillus thuringiensis가 만드는 살충성 결정단백질 유전자(Bt 유전자)를 도입한다. 이 단백질은 나비목 등 해충의 알칼리성 중장에서 활성화되어 장 상피세포를 파괴하므로 해충만 선택적으로 죽인다. aroA 유전자와 bar 유전자는 각각 글리포세이트·글루포시네이트에 대한 제초제저항성, TMV 외피단백질 유전자는 바이러스 저항성 도입에 쓰인다.

요수량은 건물 1g을 만드는 데 소비된 수분량(g)으로, 값이 작을수록 수분 이용효율이 높다. 수수는 약 300 내외로 기장·옥수수와 함께 요수량이 가장 작은 C₄ 화본과 작물이며, 감자는 약 640, 완두 약 790, 호박 약 830으로 훨씬 크다. C₄ 작물은 광호흡이 적고 기공을 적게 열고도 탄소를 고정할 수 있어 내건성이 강하다.

밀식적응성이 높은 콩의 초형은 잎이 작고 가늘어야 상위엽이 하위엽을 덜 가려 군락 내부까지 빛이 투과된다. 잎이 크고 두꺼우면 수광이 상층에 집중되고 아래쪽 잎이 그늘져 광합성 효율과 등숙이 떨어진다. 이 밖에 잎자루가 짧고 곧게 서며, 가지를 적게 치고 짧으며, 꼬투리가 원줄기에 많이 달리는 형태가 수광태세에 유리하다.

접목은 대목과 접수를 결합하는 영양번식이므로 유전자 조성 자체는 변하지 않아 새로운 품종을 만들어 내는 품종개량 수단이 될 수 없다. 접목의 실익은 대목을 통한 수세 조절(왜화·교목화), 과실의 품질 향상과 결실 촉진, 토양전염성 병해와 선충 등에 대한 저항성 대목 이용에 있다. 품종개량은 교잡·돌연변이·형질전환 등 유전적 변이를 만드는 방법이 담당한다.

결핍증이 나타나는 부위는 그 원소가 체내에서 재전류(이동)되는지로 갈린다. Ca, B, Mn, S는 체관을 통한 이동성이 낮아 오래된 잎에서 새 조직으로 옮겨 가지 못하므로 생장점과 어린잎 등 새 조직에서 먼저 증상이 나타난다. 반면 N, P, K, Mg는 이동성이 커서 노엽의 성분이 새 잎으로 옮겨 가므로 아래쪽 오래된 잎에서 결핍증이 먼저 보인다.

당근·무·우엉처럼 직근이 곧게 자라는 작물은 이식할 때 주근이 잘리거나 굽어 가랑이뿌리·기형근이 생기므로 이식을 피하고 직파하는 것이 원칙이다. 따라서 이식으로 뿌리 발육이 촉진되어 비대해진다는 설명은 성립하지 않는다. 고추의 생육기간 연장, 벼 이앙에 의한 논 이용효율 향상, 양배추의 도장 억제와 결구 촉진은 모두 이식재배의 실제 이점이다.

벼 종자증식체계는 기본식물 → 원원종포(원원종 생산) → 원종포(원종 생산) → 채종포(보급종 생산) 순으로 단계가 내려간다. 따라서 채종포에 파종해 농가 보급종을 증식하는 데 쓰는 종자는 앞 단계인 원종포에서 생산된 원종이다. 기본식물종자는 육성기관이 유지하는 최초 단계 종자이고, 보급종은 채종포에서 생산되어 농가에 공급되는 최종 산물이다.

중경은 표층을 긁어 모세관을 끊어 놓기 때문에 아래 토층의 물이 지표로 올라오는 통로가 차단되어 토양수분 증발이 오히려 억제된다. 그래서 가뭄 때 중경제초가 한해 경감 대책으로 쓰인다. 이 밖에 굳은 표층 피막을 부수어 발아·출아를 돕고, 토양통기를 좋게 해 뿌리 생장을 왕성하게 하며, 표층에 준 비료를 환원층으로 섞어 넣어 비효를 높이는 효과가 있다.

당근과 고추는 화기가 작아 제웅이 어렵고 자가불화합성이 없으므로, 웅성불임계통(세포질·유전자적 웅성불임)을 모본으로 삼아 1대잡종 종자를 채종한다. 반면 무·배추·양배추·브로콜리·순무 같은 십자화과 채소는 뚜렷한 자가불화합성을 갖고 있어 이를 이용해 F₁ 종자를 생산하는 것이 일반적이다. 이 밖에 양파·파·벼·옥수수도 웅성불임성 이용 작물로 묶어 기억하면 된다.

종자퇴화는 세대가 진전되면서 종자의 유전적·생리적·병리적 특성이 나빠지는 현상으로, 자연교잡과 이형종자 혼입에 의한 유전적 퇴화, 돌연변이와 미동유전자 분리, 저장 중 발아력 저하(생리적 퇴화), 종자전염병에 의한 병리적 퇴화가 원인이다. 저온·저습 조건의 저장은 종자의 호흡과 물질 소모를 억제해 발아력을 오래 유지시키므로 퇴화의 원인이 아니라 오히려 퇴화를 막는 수단이다.

한해(가뭄) 대책의 핵심은 있는 물을 잃지 않게 하고 흡수를 늘리는 것이므로, 내건성 품종 선택, 짚·비닐 등 피복에 의한 증발 억제, 중경제초로 모세관을 끊고 수분 경합 잡초를 제거하는 조치가 직접적인 대책이 된다. 객토는 사질토의 보수력이나 누수답을 개량하는 토양 자체의 개선 작업으로 효과가 나타나기까지 오래 걸리는 근본 개량책이어서 당장의 한해 대책과는 거리가 멀다.

기장은 요수량이 약 310으로 수수·옥수수와 함께 가장 작은 축에 드는 C₄ 화본과 작물이어서 적은 수분으로도 많은 건물을 생산한다. 이에 비해 완두는 약 790, 클로버는 약 800, 호박은 약 830으로 요수량이 크며, 이런 작물은 수분 부족에 민감하다. 요수량이 작을수록 내건성이 크고 한발지대 재배에 유리하다.

담수된 논의 환원층에서는 산소가 없어 각 원소가 산화형이 아닌 환원형으로 존재한다. 철은 3가 산화철(Fe³⁺)이 환원되어 물에 녹는 2가 철(Fe²⁺)로 바뀌며, 이것이 환원층이 청회색을 띠는 이유이자 철 용탈의 원인이다. 같은 조건에서 탄소는 CH₄, 질소는 N₂·NH₄⁺, 황은 H₂S로 존재하므로 CO₂·NO₃^-·SO₄^2-는 산화상태의 형태다.

토란은 기지현상이 심해 3~4년의 휴작을 요구하는 대표적인 작물로, 같은 포장에 연속 재배하면 토양전염성 병해와 양분 편중 소모로 수량이 크게 떨어진다. 벼는 담수로 토양이 매년 환원·세척되어 연작해도 지장이 없고, 고구마와 수수도 연작해가 거의 없는 작물이다. 휴작기간은 아마·인삼(10년 이상)이 가장 길고 이어서 수박·가지·완두(5년 내외), 토란·참외·강낭콩(3~4년) 순으로 정리된다.

일장감응 9형은 꽃눈분화 전과 후의 일장 반응을 앞뒤 두 글자로 표시하며, SI형은 꽃눈분화는 단일에서 촉진되고 그 뒤 개화는 일장에 중성인 유형이다. 도꼬마리와 만생종 벼가 여기에 속한다. 메밀과 토마토는 분화·개화 모두 중성인 II형, 코스모스와 나팔꽃은 분화·개화 모두 단일성인 SS형이다.

벼의 수량은 $\text{수량} = \text{단위면적당 이삭수} \times \text{이삭당 벼알수} \times \text{등숙비율} \times \text{1립중}$으로 사정한다. 먼저 $400 \times 80 \times 0.85 = 27{,}200\ \mathrm{립/m^2}$이고, 천립중 22 g이므로 1립중은 0.022 g이다. 따라서 $27{,}200 \times 0.022 = 598.4\ \mathrm{g/m^2}$이며, 10 a는 1,000 m²이므로 $598.4 \times 1{,}000 = 598{,}400\ \mathrm{g} = 598.4\ \mathrm{kg/10a}$가 된다. 등숙비율을 빼먹으면 약 704 kg이 나오므로 반드시 곱해 주어야 한다.

필름으로 포장한 신선 채소는 산물의 호흡으로 포장 내 산소가 낮아지고 이산화탄소가 높아지는데, 이 조성은 호흡속도와 필름의 기체투과도가 평형을 이루는 지점에서 결정된다. 따라서 품목별 호흡속도에 맞는 투과도의 필름을 골라야 산소가 지나치게 낮아져 생기는 혐기호흡과 그로 인한 이취·생리장해를 막을 수 있고, 기체투과성이 전혀 없는 필름은 오히려 해가 된다. 골판지 상자는 수분을 흡수할수록 압축강도가 급격히 떨어지고, 방습성이 과도해 포장 내부에 결로가 생기면 부패를 유발하므로 무조건 클수록 유리한 것도 아니다.

농약의 물리성은 제제가 물에 섞이고 작물체에 부착·유지되는 성질을 말하며, 습윤성(젖음성)·현수성(고체 입자가 가라앉지 않고 떠 있는 성질)·유화성(기름 성분이 물에 우유처럼 분산되는 성질)이 대표적이다. 여기에 분산성·부착성·고착성·표면장력 등이 함께 평가된다. 맹독성은 사람과 가축에 대한 독성의 정도를 나타내는 독성 구분이므로 물리성과는 성격이 다르다.

BT제의 유효성분인 내독소 단백질(δ-endotoxin) 결정체는 곤충이 먹은 뒤 중장(midgut)의 알칼리성 조건에서 용해되고, 장내 단백질 분해효소에 의해 활성 독소로 잘려 중장 상피세포막에 구멍을 내어 죽인다. 곤충 중장은 pH 9~11의 강알칼리 환경이므로 산성 조건에서 용해되어 작용한다는 설명은 맞지 않다. 반대로 사람이나 가축의 위는 산성이어서 결정체가 용해되지 않기 때문에 BT제는 온혈동물에 안전하다.

알파메스린·비펜트린·델타메스린은 모두 제충국의 피레트린 구조를 본떠 합성한 피레스로이드계 살충제로, 신경 축삭의 나트륨 통로를 계속 열어 두어 이상흥분을 일으킨다. 반면 트리플루뮤론은 벤조일우레아계 곤충생장조절제(IGR)로, 키틴 합성을 저해해 유충의 탈피를 막아 죽이는 작용기작을 가진다. 따라서 천연물 유래 피레스로이드계와는 계통이 다르다.

미탁제(ME, microemulsion)는 유효성분을 계면활성제로 감싸 물에 마이크로에멀션 상태로 분산시킨 제형으로, 입자 지름이 대체로 0.1 µm 이하여서 희석액이 거의 투명하게 보인다. 입자가 매우 작아 작물체 표면 침투와 전착이 좋고, 유기용제 사용량을 크게 줄일 수 있어 유제보다 사람과 환경에 안전한 제형으로 평가된다. 유탁제·유제는 이보다 입자가 크고 유기용제 함량이 많으며, 미분제는 고체 분제로 비산 문제가 크다.

메타유제(메타시스톡스)는 침투이행성 유기인계 살충제로, 알칼리성 약제나 석회를 함유한 제제와 섞으면 유효성분이 가수분해되어 약효가 떨어지고 약해가 나기 쉽다. 밀베멕틴 유제는 중성에 가까운 항생물질계 살비제로 유기인계와 물리적·화학적 반응을 일으키지 않아 혼용가부표상 혼용이 가능하다. 혼용은 반드시 혼용가부표를 확인하고, 조제 후에는 오래 두지 말고 즉시 살포한다.

급성·아급성·만성 독성은 약제를 투여한 뒤 독성 증상이 얼마나 빨리 나타나는가, 즉 발현 속도(노출 기간)를 기준으로 나눈 구분이다. 급성독성은 1회 또는 24시간 이내 투여로 단기간에 나타나는 독성이고, 아급성독성은 수 주간, 만성독성은 수개월 이상 반복 투여했을 때 나타나는 독성을 본다. 독성의 정도를 나누는 것은 맹독성·고독성·보통독성·저독성 같은 독성 등급 구분이다.

피레트린은 국화과 식물인 제충국(Chrysanthemum cinerariaefolium)의 꽃에 들어 있는 천연 살충 성분으로, 속효성이 뛰어나고 온혈동물에 대한 독성이 낮아 예로부터 살충용으로 쓰였다. 이 구조를 개량해 광안정성을 높인 것이 오늘날의 피레스로이드계 살충제이다. 데리스는 로테논, 연초(담배)는 니코틴을 함유한 천연 살충식물로 성분이 다르다.

살립기(granule applicator)는 이름 그대로 입제 농약을 논밭에 고르게 뿌리기 위한 기기로, 분제를 뿌리는 기구가 아니다. 입제는 입자가 무거워 비산이 적고 살포자의 노출 위험이 낮아 작업 안전성과 능률 면에서 유리하다. 나머지 미스트기·스프링클러·폼스프레이에 대한 설명은 각 기기의 특성과 맞다.

농약 혼용 시 검토해야 할 사항은 유효성분끼리의 반응으로 인한 화학적 변화(가수분해·침전), 유화·현탁 상태가 깨지는 물리성의 변화, 그리고 약효가 상승하거나 반대로 길항하는 활성의 변화이다. 이 세 가지가 어긋나면 약효 저하, 약해, 급성독성 증가로 이어진다. 살포시기는 병해충 발생 예찰과 작물 생육 단계에 따라 정하는 방제 계획의 문제이지 혼용 자체로 달라지는 요소가 아니다.

입제는 지름 0.5~2.5 mm 정도의 알갱이로 만드는 제형이며, 증량제 알갱이에 유효성분 용액을 스며들게 하는 흡착법, 핵 입자 표면에 유효성분을 입히는 피복법, 반죽을 다이로 밀어내 잘라 굳히는 압출조립법이 대표적인 제조법이다. 분쇄법은 원제와 증량제를 곱게 갈아 만드는 방법으로 분제나 수화제의 제조에 쓰인다. 입자를 잘게 부수는 공정이므로 알갱이를 키워야 하는 입제 제법과는 방향이 반대다.

공중액제 살포(항공 미량살포)는 헬기나 무인기로 고농도 살포액을 극히 적은 양만 뿌리는 방식이어서 살포액 중 농약 농도가 매우 높다. 넓은 면적을 짧은 시간에 균일하게 처리할 때는 유리하지만, 여러 작물이 섞여 있는 혼작지대나 생육이 고르지 않아 작물별로 약량·시기를 달리해야 하는 지역에서는 약해와 비산 위험이 커 실용성이 떨어진다. 분입제·입제 살포나 수면 시용은 대상 필지 단위로 처리할 수 있어 이런 제약이 덜하다.

디디브이피(DDVP, 디클로르보스)·파라치온·파프(PAP, 펜토에이트)는 모두 인(P)을 골격으로 하는 유기인계 살충제로, 아세틸콜린에스터레이스를 저해해 곤충을 죽인다. 반면 테트라디폰(테디온)은 분자 안에 염소를 가진 유기염소계 살비제로 응애의 알과 유충에 효과가 있다. 계통이 다르므로 작용기작과 저항성 관리 측면에서도 구분해 다룬다.

희석 배수를 이용한 소요약량은 살포할 물의 양을 희석배수로 나누어 구한다. $\text{소요약량}=\dfrac{\text{총 살포액량}}{\text{희석배수}}=\dfrac{72{,}000\,\mathrm{mL}}{500}=144\,\mathrm{mL}$이다. 이때 유제의 유효성분 함량(50%)은 이미 희석배수에 반영되어 있는 값이므로 계산에 따로 곱하거나 나누지 않는다.

유기인계 살충제는 신경 전달 후 아세틸콜린을 분해하는 효소인 아세틸콜린에스터레이스(AChE)의 활성부위에 결합해 그 기능을 막는다. 그 결과 시냅스에 아세틸콜린이 계속 쌓여 신경이 끊임없이 흥분하고, 경련과 마비를 거쳐 죽게 된다. 카바메이트계도 같은 표적을 저해하지만 결합이 가역적이라는 점에서 구분되며, 유기염소계는 나트륨 통로, 유기불소계는 TCA 회로(아코니타아제)를 표적으로 한다.

보르도액은 진한 석회유를 큰 용기에 담아 세게 저으면서 묽은 황산구리 용액을 조금씩 부어 조제해야 입자가 곱고 부착성이 좋은 양질의 액이 된다. 반대로 황산구리 용액에 석회유를 부으면 입자가 굵고 침전이 잘 생겨 품질이 떨어지므로 이 설명이 옳지 않다. 조제 시 금속 용기를 쓰면 구리가 석출되어 안 되고, 액성은 알칼리성이며 시간이 지나면 침전이 생기므로 조제 즉시 살포해야 한다.

안전용기·포장은 어린이가 열기 어렵게 만든 포장으로, 잘못된 사용으로 인한 사고를 막기 위해 농약관리법령과 「농약등 및 원제의 취급제한기준」에서 대상을 정해 두고 있다. 액상 제형 중 고독성·보통독성 농약등으로서 300 mL(g) 이하의 소포장으로 유통되는 것, 액상 제형 중 저독성으로서 50 mL(g) 이하로 유통되는 것이 그 대상이다. 분제나 입제 전부가 대상이 되는 것은 아니며, 어독성 등급은 안전용기·포장의 기준이 아니다.

PLS(농약 허용물질목록 관리제도)는 잔류허용기준이 설정된 농약만 그 기준대로 허용하고, 기준이 설정되지 않은 농약은 곧바로 일률기준 0.01 mg/kg을 적용해 사실상 사용을 금지하는 제도로 2019년 1월 1일 전면 시행되었다. 따라서 기준이 없을 때 CODEX 기준이나 유사 농산물의 최저기준을 순차적으로 끌어다 쓰는 방식은 PLS 시행 이전의 잠정기준 적용 방식이며 현행 제도와 맞지 않는다. 수입식품의 경우 국내 미등록 농약이라도 수출국이나 수입자가 잔류허용기준 설정을 신청할 수 있는 절차(IT, Import Tolerance)가 마련되어 있다.

농약 품목등록 시 제출하는 시험성적서는 약효·약해, 인축독성, 잔류성, 환경생물독성 등 분야별로 구분되는데, 인축독성 분야에는 급성경구·경피·흡입독성, 자극성, 반복투여독성, 발암성, 번식독성 같이 사람과 가축에 대한 영향을 보는 시험이 들어간다. 녹조류 생장저해시험은 물벼룩·어류·꿀벌·조류·지렁이 시험과 함께 생태계 비표적 생물에 대한 영향을 평가하는 환경생물독성 분야 시험이다. 지렁이 급성독성시험도 같은 환경생물독성 분야에 속한다.

먼저 유효성분 기준 처리량을 제품량으로 환산하면 $\dfrac{1.5\,\mathrm{kg}}{0.5}=3\,\mathrm{kg/ha}$이고, 1 ha는 10a의 10배이므로 10a당 제품 소요량은 300 g이다. 10a당 살포액량이 100 L이고 비중이 1.0이므로 살포액은 100,000 g이며, 희석배수는 $\dfrac{100{,}000\,\mathrm{g}}{300\,\mathrm{g}}\approx333\text{배}$가 된다. 희석배수는 살포액 전체 무게를 제품 소요량으로 나눈 값임을 기억하면 된다.

1.2 ha는 120a이므로 10a 단위로 12이고, 총 재식주수는 $12\times40=480\,\text{주}$이다. 주당 4 L씩 뿌리므로 필요한 살포액은 $480\times4=1{,}920\,\mathrm{L}$이며, 1,000배액으로 조제하려면 원액은 $\dfrac{1{,}920}{1{,}000}=1.92\,\mathrm{L}$가 필요하다. 면적 단위를 10a 기준으로 맞춘 뒤 주수 → 살포액량 → 원액량 순으로 풀면 실수를 줄일 수 있다.

계면활성제는 한 분자 안에 물과 친한 친수기와 기름과 친한 친유기를 함께 가진 양친매성 물질이며, 표면활성제라고도 부른다. 계면에 배열되어 물의 표면장력을 낮추기 때문에 약액이 잎 표면에 잘 퍼지고 붙게 하며, 비누가 대표적인 예이다. 친수성이나 친유성 한쪽만 갖는다는 설명, 표면장력을 크게 한다는 설명은 모두 성질을 반대로 서술한 것이다.

알방동사니, 쇠털골, 올미, 매자기는 모두 담수 상태의 논에서 벼와 양분과 빛을 다투는 대표적인 논잡초이다. 나머지 보기에는 쇠뜨기, 바랭이, 쇠비름처럼 배수가 좋은 밭에서 문제가 되는 밭잡초가 섞여 있어 논잡초만으로 구성되었다고 볼 수 없다.

부레옥잠은 물 위에 떠서 자라는 부유식물로 질소와 인 등 부영양화 물질을 왕성하게 흡수하고, 중금속 흡착 능력도 있어 오폐수 정화용으로 이용된다. 쇠비름, 바랭이, 쇠뜨기는 모두 밭이나 나지에서 자라는 육상잡초로 수질 정화 기능과는 관계가 없다.

새삼은 잎과 엽록소가 퇴화하여 스스로 광합성을 하지 못하고, 기주식물의 줄기를 감고 흡기를 박아 양분과 수분을 빼앗는 전기생 잡초이다. 피, 명아주, 물달개비는 모두 뿌리를 내리고 광합성을 하는 자립성 잡초이다.

작물과 잡초의 경합은 같은 공간에서 한정된 자원을 서로 빼앗는 현상이므로, 수분, 광, 양분, 공간 등 생육에 필요한 자원이 직접적인 경합 요인이 된다. 제초제 내성은 약제 처리 상황에서 잡초가 살아남는 능력일 뿐 자원을 두고 다투는 요인은 아니므로 경합 요인과는 거리가 멀다.

10a에 살포된 유효성분량은 $3\,\mathrm{kg}\times0.05=0.15\,\mathrm{kg}$이다. 10a는 1000 m²이므로 물깊이 5 cm일 때 논물의 양은 $1000\,\mathrm{m}^2\times0.05\,\mathrm{m}=50\,\mathrm{m}^3=50000\,\mathrm{L}$, 즉 50000 kg이다. 따라서 농도는 $\dfrac{0.15\,\mathrm{kg}}{50000\,\mathrm{kg}}=3\times10^{-6}$이 되어 3 ppm이다.

쇠털골은 가는 땅속줄기와 종자로 퍼지는 다년생 사초과 잡초로 덩이줄기를 만들지 않는다. 반면 벗풀, 올미, 올방개는 땅속에 괴경을 형성해 월동하고 이듬해 다시 발생하기 때문에 경운이나 일반 제초제만으로는 방제가 어렵다.

경엽처리 제초제의 잎 흡수는 약액이 잎에 얼마나 잘 부착되고 각피를 통과하느냐로 결정되므로, 잎의 크기와 배열 같은 수광 및 부착 조건, 표면의 왁스층과 털의 유무, 살포 후 강우나 온도, 습도 등 환경조건이 중요하다. 엽록소 함량은 광합성 능력과 관련된 값일 뿐 각피 투과나 부착과는 직접적인 관계가 없다.

이식재배는 이미 어느 정도 자란 모를 옮겨 심으므로 잡초가 발아하는 시점에 작물이 초기 생육에서 크게 앞서 있어 광과 양분 경합에서 유리하다. 직파재배는 작물과 잡초가 같은 시기에 출아해 경합력이 떨어지고, 만생종 재배나 재식밀도를 낮추는 것은 오히려 지면이 오래 노출되어 잡초에게 유리하다.

잡초는 지면을 덮어 토양 유실과 침식을 막고, 유기물 공급원이 되며, 작물의 근연종으로서 내병성이나 내환경성 유전자를 제공하는 유전자원으로 활용되는 등 유용한 면이 있다. 그러나 병원균과 해충의 중간기주나 월동 서식처가 되는 것은 방제 대상이 되는 해로운 작용이므로 유용성으로 볼 수 없다.

흰명아주는 종자로 번식하는 1년생 광엽잡초로 밭과 과수원, 나지에서 크게 자라 작물과 심하게 경합한다. 물달개비와 가래는 논에서 문제가 되는 잡초이고, 뚝새풀은 화본과이면서 논이나 논둑에서 월동하는 겨울형 잡초여서 밭의 1년생 광엽잡초에 해당하지 않는다.

제초제의 흡수와 이행은 잎의 각피 두께나 왁스층, 털 같은 식물의 형태적 특성, 생육이 왕성한지에 따라 달라지는 영양 및 생리상태, 그리고 경엽처리인지 토양처리인지에 따른 처리 부위에 크게 좌우된다. 약액의 농도는 처리량과 약효의 세기를 결정하는 조건일 뿐, 식물체가 약제를 받아들이고 체내로 옮기는 과정 자체를 가로막는 요인으로 보기는 어렵다.

바랭이와 강아지풀은 기온이 올라가는 늦봄부터 발생해 여름에 왕성하게 자라는 대표적인 1년생 화본과 밭잡초이다. 쇠비름과 깨풀은 여름 밭잡초지만 광엽이고, 나도겨풀, 참방동사니, 물달개비는 논에서 주로 문제가 되는 잡초여서 조건에 맞지 않는다.

유제는 물에 잘 녹지 않는 원제를 자일렌 등 유기용매에 녹인 다음 유화제를 넣어 만든 액상 제형으로, 물에 희석하면 기름방울이 미세하게 퍼진 유탁액이 된다. 수화제는 원제에 증량제와 계면활성제를 섞어 물에 현탁시키는 분말 제형, 수용제는 물에 그대로 녹는 제형, 입제는 알갱이 형태로 그대로 뿌리는 제형이다.

경합의 세기는 생육기간 내내 일정한 것이 아니라 잡초와 작물의 생육 단계에 따라 달라지며, 특히 생육 초기에 경합에 의한 수량 감소가 결정되는 경합한계기간이 존재한다. 같은 종끼리도 밀도가 높으면 종내경합이 일어나고, 작물과 잡초는 서로 다른 종이므로 종간경합이며, 잡초 종류에 따라 경합 양상이 달라진다는 설명은 모두 옳다.

광발아 종자는 적색광을 받아 피토크롬이 Pr에서 Pfr로 전환되고 Pfr의 비율이 높아질 때 발아가 촉진된다. 따라서 Pfr/Pr 비율이 낮아지면 발아가 촉진된다는 설명은 반대로 서술한 것이며, 실제로 근적외광을 받아 Pfr가 다시 Pr로 돌아가면 발아가 억제된다. 비름, 소리쟁이 등이 대표적인 광발아 잡초이다.

뿌리를 통한 흡수와 물관을 통한 이행은 어느 정도 수용성이 있는 극성 제초제에서 잘 일어나고, 비극성이며 지용성이 강한 약제는 뿌리 표면의 지질 성분에 강하게 흡착되어 안쪽으로 잘 옮겨가지 못한다. 따라서 비극성 제초제가 극성보다 뿌리흡수가 용이하다는 설명은 옳지 않으며, 심플라스트 경로에서 원형질막을 통과한다는 점, 종자 침투가 집단류와 확산으로 일어난다는 점, 뿌리가 토양 잔류 약제를 흡수한다는 점은 모두 맞는 설명이다.

2,4-D, 디캄바, MCPP는 옥신 작용을 흉내 내어 광엽잡초에 비정상적인 신장과 조직 붕괴를 일으키는 호르몬형 제초제이다. 반면 스템에프 34는 프로파닐 성분의 약제로 광합성 전자전달을 방해해 약액이 닿은 부위만 말라 죽게 하는 접촉형 제초제이므로 호르몬형에 해당하지 않는다.

포장에서 약효가 미흡한 원인은 저항성 발달 외에도 살포 시기가 늦었거나 약량이 부족한 경우, 논물 관리 불량, 살포 직후의 강우에 의한 유실 등으로 흔히 나타난다. 따라서 사용 여건을 먼저 점검해 이런 요인을 배제한 뒤, 감수성 표준 개체군과 함께 약량을 단계별로 처리하는 생물검정으로 GR50 비(R/S)를 구해 확진해야 한다. 작용점 저항성이 의심되면 ALS 유전자 등 표적 유전자의 염기서열을 분석해 아미노산 치환을 확인할 수 있다.

설포닐우레아계는 약산성 물질이어서 토양 pH가 높아지면 음이온 형태가 늘어 토양 입자에 오히려 덜 흡착되고, 가수분해는 산성 조건에서 빨라지므로 알칼리성 토양에서는 분해가 느려 잔류가 길어진다. 즉 알칼리성일수록 후작물 이월 위험은 커지므로 해당 설명은 옳지 않다. 반감기가 길수록 이월 약해 위험이 크고, 저온 건조로 미생물 활성이 낮으면 분해가 지연되며, 유기물이 많으면 흡착량이 늘어 초기 약효가 낮아진다는 설명은 모두 맞다.