Development of K-bioassay for the Efficient Potassium Fertilization of Citrus Tree

$K(^{86}Rb)-bioassay$를 이용한 감귤나무의 가리영양진단법 개발

Similar to the $^{42}K$ uptake, $^{86}Rb$ uptake by the roots of Hordeum distichum grown in the hydroponic culture was negatively correlated with the concentration of K supplied previously, showing that $^{86}Rb$ can be used for the K-bioassay. $^{86}Rb$ having longer half life (18.86 day) than $^{42}K$ (12.36 hr) allowed the use of larger number of root samples. $^{86}Rb$ uptake of 3 years old Citrus unshiu Marc. grown in water culture decreased drastically with the increase of K concentration of the culture solution, thus demonstrating that the nutrition status of K for citrus trees can be diagnosed by K-bioassay using $^{86}Rb$ tracer. $^{86}Rb$ uptake by the excised roots of Hordeum distichum grown in the pot with different K fertilizations was well correlated with the exchangeable K in soil. The amount of exchangeable K in soil for the optimal plant growth can be determined by its relationship. $^{42}K$ and $^{86}Rb-uptake$ by the Hordeum distichum roots were markedly inhibited by $5{\times}10^{-3}\; M$ KCN in the bioassay solution, indicating that uptake is energy-dependent. There was no significant relationship between K content in citrus leaves and K concentration in the water-culture medium. It is concluded that K-bioassay is a potentially useful tool for determining of K requirement in citrus trees.

작물의 인산영양진단을 $^{32}P-bioassay$법에 의하는 것과 같은 원리로 K의 영양진단 가능성을 검토하기 위하여 맥주보리(Hordeum distichum)를 K수준을 달리 공급하여 4주간 수경재배한 후 $^{42}K$(half life: 12.36 hr)와 $^{86}Rb$(half life: 18.86 hr)을 추적자로 사용하여 K-bioassay를 실시했던 바 $^{42}K$와 $^{86}Rb$의 흡수능은 모두 K의 공급수준과 지수적인 역상관을 나타내어 K의 영양진단이 가능하다는 사실을 확인했으며, 반감기가 짧아서 실험시간의 제한을 받게 되는 $^{42}K$대신 K의 analog로 Rb을 사용할 수 있음도 알게 되었다. 그리고 3년생 조생온주감귤(Citrus unshiu Marc.)을 K공급수준을 달리해서 4개월간 수경으로 재배한 뒤 $^{86}Rb$의 흡수능을 측정한 결과 K공급수준과 지수적인 역상관을 나타내어 맥주보리와 비슷한 경향을 나타냈다. 따라서 감귤나무의 경우 $^{86}Rb$ 추적자를 이용한 K-bioassay가 가능하다고 생각된다. 또한, K시비수준을 달리하여 7주간 재배된 보리의 Rb흡수능이 토양 중 치환성 가리함량과 고도의 상관을 보인 점은 K-bioassay에 의한 Rb흡수능 값과 치환성가리의 함량과의 관계에서 작물의 생육에 적당한 치환성가리 함량을 산정해 낼 수 있다고 사료된다. 한편, 맥주보리와 감귤뿌리에 의한 $^{42}K$와 $^{86}Rb$의 흡수는 모두 $5{\times}10^{-3}\;M$ KCN에 의해서 크게 저해되었으므로 K와 Rb이 능동적 흡수가 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 감귤의 엽중 K함량은 K의 공급수준과 밀접한 상관이 발견되지 않았기 때문에 $^{86}Rb$을 이용한 K-bioassay법은 엽분석보다 더 정확하게 감귤의 생리적인 K요구성을 측정할 수 있다고 생각된다. 그러나 3년생 이상의 감귤나무에 대하여는 포장시험으로 확인되어야 할 것이다.