• 대기
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• 제28권2호
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• pp.113-121
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• 2018

In order to monitor greenhouse gases including $CO_2$, various types of surface-, aircraft-, and satellite-based measurement projects have been conducted. These data help understand the variations of greenhouse gases and are used in atmospheric inverse modeling systems to simulate surface fluxes for greenhouse gases. CarbonTracker is a system for estimating surface $CO_2$ flux, using an atmospheric inverse modeling method, based on only surface observation data. Because of the insufficient surface observation data available for accurate estimation of the surface $CO_2$ flux, additional observations would be required. In this study, a system that assimilates aircraft $CO_2$ measurement data in CarbonTracker (CT2013B) is developed, and the estimated results from this data assimilation system are evaluated. The aircraft $CO_2$ measurement data used are obtained from the Comprehensive Observation Network for Trace gases by the Airliner (CONTRAIL) project. The developed system includes the preprocessor of the raw observation data, the observation operator, and the ensemble Kalman filter (EnKF) data assimilation process. After preprocessing the raw data, the modeled value corresponding spatially and temporally to each observation is calculated using the observation operator. These modeled values and observations are then averaged in space and time, and used in the EnKF data assimilation process. The modeled values are much closer to the observations and show smaller biases and root-mean-square errors, after the assimilation of the aircraft $CO_2$ measurement data. This system could also be used to assimilate other aircraft $CO_2$ measurement data in CarbonTracker.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권4호
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• pp.547-555
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• 2020

미세조류는 효율적으로 바이오매스를 증가시킬 수 있으며 유용한 생물학적 자원들을 축적할 수 있기 때문에 에너지 및 식품 생산 등 다양한 분야에서 유망한 자원으로써 주목받고 있다. 본 연구에서는 4종의 미세조류(Chlorella vulgaris, Mychonastes homosphaera, Coelastrella sp., Coelastrella vacuolata)를 선정하여 이들의 성장, CO2 동화, CO2 농도에 따른 미세조류의 지질 생성 특성을 분석하였다. 각 미세조류의 크기는 C. vulgaris가 가장 작았으며, M. homosphaera, C. vacuolata, Coelastrella sp. 순으로 큰 크기를 나타냈다. C. vulgaris는 다른 3종의 미세조류와 비교해서 크기가 가장 작으며 성장과 CO2 동화 속도가 가장 빠르게 나타났다. 또한, 초기 바이오매스가 증가함에 따라 CO2 동화 속도는 최대 9.62 mmol·day-1·l-1를 나타냈으며, 다른 3종의 미세조류(약 3 mmol·day-1·l-1)보다 3배 이상 높은 CO2 동화 속도를 보여주었다(p < 0.05). M. homosphaera를 제외하고 3종의 미세조류는 CO2 농도와 CO2 동화 비속도 사이에 양의 상관관계(positive correlation)를 나타냈다. 특히, C. vulgaris는 다른 3종의 미세조류와 비교해 더 높은 CO2 동화 비속도를 보여주었다(14.6 vs. ≤ 11.9 mmol·day-1·l-1). 4종의 미세조류는 CO2 농도가 증가함에 따라 지질 함량이 증가했으며 그 중에서 C. vulgaris는 최대 18 mg·l-1를 나타내 다른 3종의 미세조류(최대 12 mg·l-1)보다 최소 50% 이상 높은 지질 함량을 보여주었다. 4종의 미세조류 중 C. vulgaris가 효율적으로 CO2를 동화하며 다른 미세조류보다 높은 바이오매스와 지질 생산이 가능함을 시사한다.

• 한국유기농업학회지
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• 제18권2호
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• pp.245-255
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• 2010

본 연구는 여러 유기질 비료와 멀칭자재에 따른 MM.106 사과 대목의 생장과 광합성 동화량에 미치는 영향을 구명하기 위해서 수행되었다. 유기질 비료와 멀칭 자재의 무기성분 함량과 탄소/질소 비율(탄질비)은 수체 생육과 광합성에 영향을 주었다. 미생물이 유기태질소를 무기태로 전환하기 용이한 이상적인 탄질 비를 나타냈던, 상업용 유기질 비료, 계분, 식물성 퇴비, 그리고 풀 멀칭구가 줄기생장과 SPAD 및 광합성 함량을 증가시켰다. 처리 5주 후에 SPAD 및 광합성 함량이 처리구에 의해 영향을 받았으며, 처리 6주 후에 줄기생장 또한 처리구 간에 유의성을 나타냈다. 토양 내 무기태 질소 함량이 $10{\sim}15mg{\cdot}kg^{-1}$이었을 때 가장 효율적인 수체 생장과 발달을 나타냈으며, 질소함량은 생장과 발달에 유의적인 상관관계를 나타냈다.

• 한국식물병리학회지
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• 제2권1호
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• pp.22-30
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• 1986

흰가루병에 대하여 감수성인 봄보리품종 Peruvian과 성체식물 저항성품종 Asse의 4엽기에서 흰가루병에 감염되었을 때 $^{14}CO_2$동화와 $^{14}C-$동화산물의 대사변화를 연구하였다. 건전식물에서는 Peruvian과 Asse간에 $^{14}CO_2$동화와 $^{14}C-$동화산물 대사에서 차이가 어 없었다. 감염된 엽수가 늘어남에 다라 이들 두 품종에서 $^{14}CO_2$ 동화와 동화산물의 이행량은 감소하였다. 감염정도가 같을때도 Asse보다 Peruvian에서 $^{14}CO_2$동화가 더 감소되었다. 흰가루병이 감염되지 않은 제4엽에서도 $^{14}CO_2$고장이 줄어들었고, Peruvian에서 더 줄었다. 아래 3엽이 감염되었을 때 감염되어 있지 않는 상위 제4엽에서 fructose, glucose등의 탄수화물로 $^{14}C$가 결합되는 것을 억제하였고 Asse보다 Peruvian에서 억제가 더 컸다. 감염된 제3엽에서도 탄수화물내에 $^{14}C$이 줄어들었으나 Peruvian에서 $^{14}C$로 표식된 fructose, glucose함량이 더 높았다. 모든 식물기관에 $^{14}C$-유기산합성이 촉진되었고 Asse보다 Peruvian에서 합성이 더 뚜렷하였다. 감염된 제3엽이나 건전제4엽에서 $^{14}C$이 아미노산으로 결합되는 것이 증가하였으나 엽초로 이동은 감소되었다. 이들 잎에서 어떤 $^{14}C$-아미노산은 Asse보다 Peruvian에 더 많이 축적되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권11호
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• pp.1403-1411
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• 2023

Carbon dioxide (CO₂) is the most abundant component of greenhouse gases (GHGs) and directly creates environmental issues such as global warming and climate change. Carbon capture and storage have been proposed mainly to solve the problem of increasing CO₂ concentration in the atmosphere; however, more emphasis has recently been placed on its use. Among the many methods of using CO₂, one of the key environmentally friendly technologies involves biologically converting CO₂ into other organic substances such as biofuels, chemicals, and biomass via various metabolic pathways. Although an efficient biocatalyst for industrial applications has not yet been developed, biological CO₂ conversion is the needed direction. To this end, this review briefly summarizes seven known natural CO₂ fixation pathways according to carbon number and describes recent studies in which natural CO₂ assimilation systems have been applied to heterogeneous in vivo and in vitro systems. In addition, studies on the production of methanol through the reduction of CO₂ are introduced. The importance of redox cofactors, which are often overlooked in the CO₂ assimilation reaction by enzymes, is presented; methods for their recycling are proposed. Although more research is needed, biological CO₂ conversion will play an important role in reducing GHG emissions and producing useful substances in terms of resource cycling.

• 한국작물학회지
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• 제48권3호
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• pp.243-247
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• 2003

콩의 입중에 따른 이상초형(ideal type)의 개발을 위해 광합성호율이 높은 안전 다수성 콩 품종육성의 엽형 모델을 찾고자 엽형 및 입중에 따른 잎기능에 관련된 몇 가지 주요특성 및 $\textrm{CO}_2$ 이용효율과의 관계를 조사했는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대두 단엽의 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 소립품종에서 장엽형 잎을 가진 품종이 19.66 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 환엽형 잎을 가진 품종(18.29 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높은 경향이었으며, 대립품종에서는 환엽형 잎을 가진 품종이 19.17 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 장엽형품종(17.45 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높았다. 2. 기공전도도가 0.12-0.13범위에서는 주로 대립, 장엽형 품종이 분포하고 있었으며 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 17-18 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$정도로 낮았고, 0.14-0.15범위에서는 소립, 장엽형 품종들이 분포하였는데 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 19-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 3. $\textrm{CO}_2$ 동화량에 영향을 미치는 전자생성량은 대립, 환엽형 잎을 가진 품종들이 0.82-0.83으로 가장 적었으나 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 18-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 4. 주당 $\textrm{CO}_2$ 흡수량은 나물콩에서는 장엽형 품종이 68.5ppm으로 환엽형(46.5 ppm)보다 크게 높았으며 장류콩에서는 환엽형이 70.1 ppm으로서 장엽형(63.1 ppm) 보다 약간 높았다.

• 한국작물학회지
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• 제55권3호
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• pp.268-274
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• 2010

The aim of our study was to investigate the interactive effects of container size and nutrient supply on plant growth, chlorophyll synthesis, transpiration, $CO_2$ assimilation, water use efficiency (WUE), and nutrient uptake of vinca plant (Catharanthus roseus). A complete experiment utilizing four concentrations of fertilizer and three volumes of containers was conducted. As the container size was increased, the plant height, leaf area, and dry weight of vinca significantly increased regardless of fertilizer level. The leaf area and dry weight of vinca were highly sensitive to the container size. However, the chlorophyll contents of vinca 20 days after the transplant significantly increased with decreasing container sizes and increasing fertilizer concentrations. Significant differences in transpiration and $CO_2$ assimilation occurred with the use of differentfertilizer solutions, but the highest values for transpiration and $CO_2$ assimilation were in plants grown in the 15 cm-diameter containers. The highest water use efficiency was observed in the plants grown in 10 cm-containers with 4 dS/m of fertilizer, and there were no significant differences in WUE values among container sizes with fertilizer concentrations of 0, 1, or 2 dS/m. No significant difference in nutrient uptake was observed among the fertilizer levels or among the container sizes. However, at a fertilizer concentration of 4 dS/m, the uptake of several nutrients, including N, P, K, Ca, Mg, B and Fe, was higher in small containers than in larger ones.

• 한국환경보건학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 1997

We investigated the influence of various known sterilization methods on atrazine assimilation. The present study was designed to investigate the effect of autoclaving, sodium azide and mercuric chloride treatment on the assimilation of atrazine in soil and sediment. The sterilization reactor treated with sodium azide resulted in $^{14}CO_2$ generation and atrazine was rapidly disappeared from reactor through chemical reaction with sodium azide. These findings seem to indicate that sodium azide sterilization is not recommended for atrazine studies. In sample reactors autoclaved or treated with mercuric chloride, $^{14}CO_2$ generation was not detected and most of the disappeared atrazine was found to exist as hydroxyatrazine. These results suggested that autoclaving or mercuric chloride treatment could be effective sterilization methods. However, chemical properties(pH and redox potential) of soil and sediment were altered by any of the sterilization methods applied. So it was suspected that these altered properties could affect distribution and mineralization of atrazine in soil and sediment. In addition, both autoclaving and mercuric chloride treatment have altered $K_d$ values of hydroxyatrazine more significantly than those of atrazine. Consequently, although autoclaving and mercuric chloride treatment are effective sterilization methods, one must be careful in using them in practice as these methods may cause chemical degradation of both of atrazine and its metabolites and changes in chemical properties of soil and sediment. In conclusion, careful assessment of sterilization methods must be made for the degradation studies of chemicals in soil and sediment in order to minimize possible undesirable chemical degradation of sample and/or changes in physico-chemical properties of soil and sediment by the selected sterilization methods.

• 대기
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• 제22권4호
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• pp.415-427
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• 2012

$CO_2$ is the most important trace gas related to climate change. Therefore, understanding surface carbon sources and sinks is important when seeking to estimate the impact of $CO_2$ on the environment and climate. CarbonTracker, developed by NOAA, is an inverse modeling system that estimates surface carbon fluxes using an ensemble Kalman filter with atmospheric $CO_2$ measurements as a constraint. In this study, to investigate the capability of CarbonTracker as an analysis tool for estimating surface carbon fluxes in Asia, an experiment with a nesting domain centered in Asia is performed. In general, the results show that setting a nesting domain centered in Asia region enables detailed estimations of surface carbon fluxes in Asia. From a rank histogram, the prior ensemble spread verified at observational sites located in Asia is well represented with a relatively flat rank histogram. The posterior flux in the Eurasian Boreal and Eurasian Temperate regions is well analyzed with proper seasonal cycles and amplitudes. On the other hand, in tropical regions of Asia, the posterior flux does not differ greatly from the prior flux due to fewer $CO_2$ observations. The root mean square error of the model $CO_2$ calculated by the posterior flux is less than the model $CO_2$ calculated by the prior flux, implying that CarbonTracker based on the ensemble Kalman filter works appropriately for the Asia region.

• 한국작물학회지
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• 제40권5호
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• pp.556-561
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• 1995

등숙기간중 벼의 탄소동화율과 기공전도도 그리고 수용성 탄수화물농도의 내생리듬을 알아보기 위하여 자연상태의 광주기 조건에서 재배된 벼를 일정한 환경조건으로 옮긴 다음 지엽을 대상으로 이들의 반응을 관찰하였다. 자연상태의 광조건에서 성장한 벼의 탄소동화율은 약 24시간을 1주기로 하여 일정한 진폭으로 변화되었으며, 정오에 최고에 달하고 한밤중에 최저에 이르나 72시간이 경화할 때 쯤 변화의 폭은 점차적으로 줄어 들어 120시에는 최고, 최저에 도달하는 시각이 바뀌어 정오에 최저에 달하고 한밤중에 최고에 이르는 현상을 나타내었다. 이와 같은 반응은 기공전도도에서도 찾아볼 수 있어 이들 관계는 매우 밀접함을 보였다. 반면, 개화 후 14일 동안 낮과 밤 모두 일정한 광조건에서 성장한 벼의 탄소동화도율과 기공전도도의 반응은 전자와 같이 주기적인 폭의 변화를 찾아볼 수 없었다. 잎내의 수용성 탄수화물 농도의 변화 또한 탄소동화율과 기공전도도의 변화에서 나타나는 현상과 일치하는 경향을 보였다. 이상에서 탄소동화율과 기공전도도 그리고 수용성 탄수화물의 내생림듬은 작물에 부분적으로 중요한 역할을 하고 있음을 시사하며, 또한 이들은 광주기(photoperiod)에 의존적이기 때문에 광주기가 탄소동화작용 및 수용성 탄수화물 형성에 중요한 조절 요인으로 작용하고 있음을 시사한다.