Sensitivity of Five Clones of Populus alba × P. glandulosa Cuttings to Ozone Exposure in Open-Top Chambers in Relation to Their Growth Rates

Open-Top chamber 내(內)에서 오존에 노출(露出)시킨 현사시 5개(個) 클론의 생장량(生長量)과 오존에 대(對)한 민감성(敏感性)과의 관계(關係)

This study was conducted to test a hypothesis that sensitivity of trees to ozone exposure was related to their growth rates. Two cultivars of Populus alba ${\times}$ P. glandulosa with different genetic growth potential were used for the comparison. Two clones(72-30, 72-16) of cultivar No. 4 with fast growing potential and three clones(71-28, 72-27, 72-19) of cultivar No. 2 with slow growing potential were propagated in early spring by cutting in $2-{\ell}$ plastic pots. They were grown outdoor for 5 months and exposed in late August for 30 days to 70 and 130ppb ozone in a open-top chambers(2.5m in diameter and 2m in height). Ozone concentration in a control chamber was maintained below 30ppb by filtering with activated charcoal. Each treatment was replicated twenty times. In a control chamber, cultivar No. 4 grew 73%, 64%, and 38% faster than cultivar No. 2 in leaf weight, root weight, and total dry weight, respectively. Visible injury was observed only in cultivar No. 4 in 130ppb treatment. Ozone treatment at both 70 and 130ppb decreased height growth, dry weight of leaf, root, and entire plants in all five clones. Particularly root growth was reduced by 39.7% and 13.8% in cultivar No. 4 and No. 2, respectively, in 70ppb treatment. Consequently, shoot/root ratio of cultivar No.4 was increased by 63.4%, while that of cultivar No.2 was increased by 22.1%. Stomatal conductance decreased more in cultivar No.4 than in cultivar No.2. Net photosynthesis of cultivar No.4 at 130ppb ozone decreased by 69.5%, while that of cultivar No.2 decreased by 31.5%. Above mentioned physiological responses of two cultivars to ozone strongly suggested that fast growing cultivar No.4 was more sensitive to ozone than slow growing cultivar No.2. It was concluded that sensitivity of trees to ozone exposure was closely related to their growth rates.

본 연구는 수목의 오존에 대한 피해정도가 수목 고유의 생장속도와 관련되어 있는지를 검증하기 위하여 실시하였다. 생장이 우수한 현사시(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa) 4호 품종 중에서 두 개 클론(72-30, 72-16)과 생장이 비교적 저조한 현사시 2호 품종 중에서 3개 클론(72-28, 72-27, 72-19)을 본 실험에서 비교하였다. 위의 5개 클론의 삽수를 4월초 $2{\ell}$ 화분에 삽목하여 증식시킨 후, 8월 하순에 야외에서 3개의 open top chamber(직경 2.5m, 높이 2.0m) 내에서 30일 동안 70ppb와 130ppb의 오존에 1일 5시간씩 노출하였다. 대조구는 활성탄으로 여과하여 오존의 농도가 30ppb이하로 유지되도록 하였으며, 각 클론별, 처리별로 20개의 화분을 반복으로 사용하였다. 대조구에서 두 품종간의 생장비교는 현사시 4호가 현사시 2호보다 잎 건중량에서 73%, 뿌리 건중량에서 64%, 총건중량에서 38% 더 우수하여 현사시 4호의 생장속도가 2호보다 우수함을 입증하였다. 오존에 의한 가시적 피해는 70ppb 오존처리에서는 나타나지 않았으며, 130ppb 처리에서 현사시 4호에서만 관찰되었으며, 성숙잎에서 전형적인 작은 갈색 반점들로 나타났으며, 성숙잎의 조기낙엽을 가져왔다. 70과 130ppb 오존처리는 5개 모든 클론의 수고생장, 잎과 뿌리의 건중량과 총건중량을 감소시켰는데, 이 중에서 뿌리생장을 가장 크게 감소시켰다. 70ppb 오존에서 뿌리의 감소량은 현사시 4호가 39.7%이고, 현사시 2호는 13.8%이었다. 130ppb 오존에서도 현사시 4호의 뿌리감소량은 47.4%이고, 현사시 2호는 34.9%이었다. 이로 인하여 shoot/root율은 130ppb에서 현사시 4호는 63.4% 증가한 반면, 현사시 2호는 22.1% 증가에 그쳤다. 오존에 의한 가공전도도와 순광합성량의 변화에서도 현사시 4호가 현사시 2호보다 더 많이 감소하였다. 특히 130ppb 오존에서 현사시 4호의 순광합성량은 69.5% 감소한 반면에, 현사시 2호는 31.5% 감소하였다. 따라서 위의 여러 가지 생리적 반응을 근거로 하여 생장이 우수한 현사시 4호가 생장이 상대적으로 적은 현사시 2호보다 오존에 더 민감하다고 판단할 수 있으며, 수목의 오존에 대한 피해정도는 수목 고유의 생장속도가 관련되어 있다고 결론 짓는다.