Growth Performances and Physiological Responses of Quercus spp. and Fraxinus rhynchophylla Subjected to Different Soil Moisture Regimes and Nutrition Levels

수분(水分) 및 양료(養料) 처리(處理)에 따른 참나무류와 물푸레나무의 생장 및 생리 반응

Temporal changes in growth performances, chlorophyll contents, and tissue water relations for determining their physiological responses of five economic tree species subjected to chronic water and nutrition stresses were investigated with containerized seedlings grown in different soil moisture regimes and nutrition levels. Seedlings of Quercus acutissima, Q. variabilis, Q. mongolica, Q. serrata, and Fraxinus rhynchophylla were propagated in plastic pots(I.D. $16cm{\times}Depth$ 16cm) for the experiments. The seedlings were subjected to two soil moisture regimes of dry and wet soils and two nutrition levels of fertilization with N+P+K and no fertilization through the growing season from May to September in a green house. For the purpose of analyzing their responses to the environmental stresses, seedling heights and root collar diameters, chlorophyll contents, and P-V curve parameters of the seedlings were measured in May, July, and September. The environmental stresses coming from moisture and nutrient deficits affected the growth performances of seedlings variously among species and among different growing periods, as well as between height and basal diameter growth of seedlings. The growth performances of Q. acutissima were influenced sensitively on the stresses, but those of Q. mongolica less influenced in comparison with other species. Chlorophyll contents were generally higher in Quercus spp. than F. rhynchophylla through the growing season. The chlorophyll contents changed by species and by treatment through the season within ranges of 0.14~1.96 mg/g dry wt. of chlorophyll a and within 0.16~1.79mg/g dry wt. of chlorophyll b, respectively. But the contents seemed to be decreased gradually through the chronic environmental stresses and leaf senescence. The osmotic potential at full turgor(${\Psi}{{\pi}o}$) and turgor loss point(${\Psi}{\pi}p$) had temporarily declined up to 3 to 5bars from -7.0~-12.4bars in May to -10.2~-17.5bars in September and up to 5 to 6bars from -7.6~-14.2bars in May to -12.9~-20.4bars in September, respectively, with some exceptions. The values of ${\Psi}{\pi}p$ were generally high in F. rhynchophylla in May and July, but high in Q. serrata in September. Relative water contents at turgor loss point(RWCp) were generally high in F. rhynchophylla, but the temporal changes of RWCp were quite and frequently different among species and among treatment.

장기간의 수분 및 양료 stress를 받는 다섯 가지 주요 수종의 생리적인 대사 반응을 알아보기 위하여 상이한 토양수분 및 양료 조건의 pot에서 기른 실생묘의 시기적인 생육, 엽록소 함량 및 수분특성의 변화를 조사하였다. 이를 위해 상수리나무, 굴참나무, 신갈나무, 졸참나무 및 물푸레나무 실생묘를 내경 16cm, 깊이 16cm의 프라스틱 용기에 번식시켰다. 이들 묘목은 5월~9월까지 비닐 온실 내에서 건, 습 두가지 토양수분 조건 및 N+P+K 시비, 무시비의 두가지 시비 조건으로 조합 처리하였다. 환경 stress에 대한 반응을 분석하기 위해 5월, 7월, 9월에 묘고, 근원경, 엽록소 함량, P-V curve 모수들을 반복하여 측정했다. 수분 및 양료 부족에 따른 환경 stress는 묘목의 생육에 있어 수종, 생육시기 및 묘고와 근원경 간에 각기 다른 영향을 미쳤다. 상수리나무의 생육은 stress에 보다 예민하게 반응하여 감퇴되었지만 신갈나무는 나머지 수종에 비해 stress에 의한 생육부진 영향이 적었다. 엽록소의 함량은 생육기간 중 일반적으로 물푸레나무에 비해 참나무류에서 더 높은 값을 보였다. 엽록소 중 chlorophyll a의 함량은 0.14~1.96mg/g dry wt., chlorophyll b는 0.16~1.79mg/g dry wt. 내에서 생육기간 중 수종 및 처리 별로 변화했다. 그러나 엽록소 함량은 지속적인 환경 stress와 잎의 노화에 따라 점차 감소되었다. 최대포수상태와 위조점에서의 osmotic potential(${\Psi}{{\pi}o}$, (${\Psi}{{\pi}p}$)은 일부 예외는 있지만 각각 5월의 -7.0~-12.4bars에서 9월의 -10.2~-17.5bars로 3~5bars까지, 또한 5월의 -7.6~-14.2bars에서 9월의 -12.9~-20.4bars로 5~6bars까지 시간이 지나면서 감소했다. ${\Psi}{{\pi}p}$의 값은 일반적으로 5월 및 7월에 물푸레나무에서 높았으나 9월에는 졸참나무에서 높은 값을 보였다. 위조점에서의 상대수분함량 (RWCp)은 일반적으로 물푸레나무에서 높았지만 그 값의 시기적인 변화는 수종이나 처리 조건에 따라 상당한 차이를 보였다.