Studies on Nutrio-physiological Response of Rice Plant to Root Environment

근부환경(根部環境)에 따른 수도(水稻)의 영양생리적(營養生理的) 반응(反應)에 관(關)한 연구(硏究)

The nutriophysiological response of rice plant to root environment was investigated with eye observation of root development and rhizosphere in situation. The results may be summarized as follows: 1) The quick decomposition of organic matter, added in low yield soil, caused that the origainal organic matter content was reached very quickly, in spite of it low value. In high yield soil the reverse was seen. 2) In low yield soil root development, root activity and T/R value were very low, whereas addition of organic matter lowered them still wore. This might be contributed to gas bubbles around the root by the decomposition of organic matter. 3) Varietal difference in the response to root environment was clear. Suwon 82 was more susceptible to growth-inhibitine conditions on low-yield soil than Norin 25. 4) Potassium uptake was mostly hindered by organic matter, while some factors in soil hindered mostly posphorus uptake. When the organic matter was added to such soil, the effect of them resulted in multiple interaction. 5) The root activity showed a correlation coeffieient of 0.839, 0.834 and 0.948 at 1% level with the number of root, yield of aerial part and root yield, respectively. At 5% level the root-activity showed correlation-coefficient of 0.751, 0.670 and 0.769 with the uptake of the aerial part of respectively. N, P and K and a correlation-coefficient of 0.729, 0.742 and 0.815 with the uptake of the root of respectively N.P. and K. So especially for K-uptake a high correlation with the root-activity was found. 6) The nitrogen content of the roots in low-yield soil was higher than in high-yield soil, while the content in the upper part showed the reverse. It may suggest ammonium toxicity in the root. In low-yield soil Potassium and Phosphorus content was low in both the root and aerial part, and in the latter particularly in the culm and leaf sheath. 7) The content of reducing sugar, non-recuding sugar, starh and eugar, total carbohydrates in the aerial part of plants in low yield soil was higher than in high yield soil. The content of them, especially of reducing sugar in the roots was lower. It may be caused by abnormal metabolic consumption of sugar in the root. 8) Sulfur content was very high in the aerial part, especially in leaf blade of plants on low yield soil and $P_2O_5/S$ value of the leaf blade was one fifth of that in high yield soil. It suggests a possible toxic effect of sulfate ion on photophosphorization. 9) The high value of $Fe/P_2O_5$ of the aerial part of plants in low yield soil suggests the possible formation of solid $Fe/PO_4$ as a mechanical hindrance for the translocation of nutrients. 10) Translocation of nutrients in the plant was very poor and most nutrients were accumulated in the root in low yield soil. That might contributed to the lack of energy sources and mechanical hindrance. 11) The amount of roots in high yield soil, was greater than that in low yield soil. The in high-yield soil was deep, distribution of the roots whereas in the low-yield soil the root-distribution was mainly in the top-layer. Without application of Nitrogen fertilizer the roots were mainly distributed in the upper 7cm. of topsoil. With 120 kg N/ha. root were more concentrated in the layer between 7cm. and 14cm. depth. The amount of roots increased with the amount of fertilizer applied.

생산력이 서로 다른 두 토양(土壤)에 유기물(有機物)을 첨가(添加)하여 근부(根部) 환경(環境)의 변화(變化)와 수도품종별(水稻品種別) 근(根)의 근부(根部) 환경(環境)에 대(對)한 반응(反應)을 육안(肉眼) 관찰(觀察)하고 양분흡수(養分吸收)를 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) 고위답토양(高位畓土壤)은 유기물(有機物)의 분해(分解)가 완만(緩慢)하며 분해평형점(分解平衡點)에서의 유기물(有機物) 함량(含量)이 높고 저위답토양(低位畓土壤)은 유기물(有機物)의 분해(分解)가 급속(急速)하며 분해평형점(分解平衡點)에 함량(含量)이 낮다. 2) 저위답토양(低位畓土壤)은 근(根)의 발육(發育)이 조해(阻害)되며 유기물(有機物) 첨가(添加)에 의(依)하여 더욱 조해(阻害)된다. 유기물(有機物)의 분해(分解)로 생기는 gas가 근(根) 주변(周邊)에 피막(被膜)을 형성(形成)하는데 기인(起因)하는것 같으며 이 결과(結果)로 T/R 값이 심히 떨어진다. 3) 품종간(品種間) 근부(根部) 환경(環境)에 반응력(反應力)이 현저하여 수원(水原) 82호(號)는 농림(農林) 25호(號) 보다 고위답(高位畓) 토양(土壤)에서는 흡수력(吸收力)이 강(强)하고 저위답토양(低位畓土壤)에서는 흡수력(吸收力)이 떨어진다. 4) 유기물(有機物) 첨가(添加)로 가리흡수(加里吸收)가 조해(阻害)되고 저위답토양(低位畓土壤)에서는 인산흡수(燐酸吸收)가 가장 조해(阻害)되는데 저위답토양(低位畓土壤)에 유기물(有機物)을 첨가(添加)하여 이 두 인자(因子)가 공역(共役)할 경우 양분흡수조해(養分吸收阻害)는 상승적(相乘的)으로 야기(惹起)된다. 5) 근(根)의 활력(活力)과 근수(根數), 지상부(地上部) 생육량(生育量) 및 근부생육량(根部生育量)과의 상관(相關)은 각각(各各) r=0.839, r=0.834, r=0.948로 모두 1%에서 유의성(有意性)이 있고 지상부(地上部)와 근부(根部)의 N.P.K. 흡수량(吸收量)과도 각각(各各), r=0.751, r=0.670, r=0.769, r=0.729, r=0.742, r=0.815로 5% 수준(水準)에서 유의성(有意性)이 있으며 근부(根部)의 생육량(生育量) 및 가리(加里)의 흡수량(吸收量)과의 상관계수(相關係數)가 가장 크다. 6) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 좋은 곳에서보다 수도지상부(水稻地上部)의 질소농도(窒素濃度)는 낮고 근부(根部)는 훨씬 높아서 ammonia 과잉(過剩)의 해독(害毒)이 예상되며 인산(燐酸)과 가리(加里)는 양부위(兩部位)에서 모두 심히 낮으며 특히 간(稈)과 엽초(葉稍)에서 더욱 낮았다. 7) 근부환경(根部環境)이 나쁜 곳에서는 좋은곳에서보다 지상부(地上部)의 당(糖)과 전분(澱粉) 및 전탄수화물(全炭水化物) 함량(含量)이 높은데 반(反)하여 근부(根部)에서는 낮은데 환원당(還元糖)에서 더욱 심하여 근부(根部)에서는 당(糖)의 이상소모(異常消耗)가 예상되고 지상부(地上部)에서는 이에 대비하여 당(糖) 대사(代謝)가 해당방향(解糖方向)으로 주력(注力)함이 예상된다. 8) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 근부(根部)에서 지상부(地上部)로 양분(養分)의 전류(轉流)가 극히 나빴다. 9) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 황산(黃酸)의 함유율(含有率)이 높은데 엽신(葉身)에서 특히 높아 황산(黃酸) Ion에 의(依)한 ATP 생성(生成) 조해(阻害)가 예상되고 $P_2O_5/S$ 값은 고위답(高位畓) 유기물무시용구(有機物無施用區)의 1/5에 불과(不過)하여 P-S 비(比)가 관련된것 같다. 10) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 지상부(地上部) 철(鐵)의 함량(含量)에는 차이(差異)가 없으나 Mn 함량(含量)은 상당히 적은 편이어서 $Fe/P_2O_5$ 값이 큰데 간(稈)과 엽초(葉稍)에서 7배(倍)나 되어 철인산(鐵燐酸) 침전에 의(依)한 통도(通導)의 기계적(機械的) 장해(障害)가 예상된다. 11) 토양중(土壤中) 조해성(阻害性) 인자(因子)는 유기물(有機物) 분해속도(分解速度)가 빠른 경우 악화(惡化)되어 근부기능기(根部機能基)를 조해(阻害)하여 양분(養分)을 조지(阻止)하고 체내(體內) Ion 평형(平衡)(N. P. K. S. Fe)을 교란(攪亂) 이상대사(異常代謝)(해당작용(解糖作用) A. T. P 생성약화(生成弱化))를 일으켜 전류(轉流)가 방해(防害)되고 따라서 각부위(各部位)의 생육(生育)의 불균형(不均衡)을 초래(招來)하는 연발생(連發生) 조해작용(阻害作用)이 순환가속(順換加速)하는 것으로 추정(推定)된다. 12) 고위답(高位畓)에서 질소(窒素)의 시용량(施用量)에 따른 근분포(根分布)를 조사(調査)한 결과(結果) 저위답(低位畓)은 표토부분(表土部分)에 분포(分布)하나 고위답(高位畓)에서는 심토(心土)에 분포비율(分布比率)이 많다. 질소(窒素) 무시용(無施用)은 지하(地下) 0~7cm 부위(部位)에 분포(分布) 비율(比率)이 크고 질소(窒素)를 시용(施用)하면 7~14cm 부위(部位)에 근분포(根分布) 비율(比率)이 많다. 전(全) 근중(根重)은 저위답(低位畓)에 비(比)하여 고위답(高位畓)에 많고 질소(窒素) 무시용(無施用)에 비(比)해서 질소(窒素) 10a 12kg 시용(施用)에서 많았다.