• 제목/요약/키워드: 광합성률

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복숭아 '장호원황도'의 엽위별 잎 발달과 광합성능의 변화에 대한 분석 (Analysis on on the Leaf Growth and Changes of Photosynthetic Characterization by Leaf Position in 'Changhowon Hwangdo' Peach)

  • 윤익구;윤석규;전지혜;남은영;권정현;배해진;문병우;강희경
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.361-365
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    • 2013
  • 전엽 후 10일이 경과하면 잎의 위치별 엽내 엽록소 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 전엽 후 10일이 경과되지 않은 잎의 엽록소 함량은 전엽 경과일수가 적을수록 낮았다. 동일한 잎의 위치에서 전엽 후 경과일수에 따른 엽록소 함량의 경시적 변화는 전엽 직후에 $2.56{\mu}g/cm^2$에서 12일째에는 $6.35{\mu}g/cm^2$까지 급격히 증가하고 이후 약 2개월간 완만한 증가 추세를 보였는데 엽록소 함량이 가장 높은 시기는 전엽 후 11주째로 $9.03{\mu}g/cm^2$이었다. 엽면적은 전엽 직후부터 전엽 후 10일까지 급속하게 증가하였으나 그 이후는 거의 변화가 없었다. 잎의 광합성률은 전엽 후 30일까지는 급격히 증가하여 전엽 30일 후에 $13.8{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$로 최대치를 보였으며, 이후에는 잎의 광합성능이 급격하게 떨어졌다. 전엽 후 1주와 4주의 광도에 따른 광합성률은 두 시기 모두 PPFD $600{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$까지는 PPFD가 증가할수록 광합성률이 급격히 증가하였으나 이후 PPFD $1,200{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$까지는 완만한 증가율을 보이다 그 이상에서는 변화를 보이지 않았다. 전엽 후 1주와 전엽 후 4주간에는 전엽 후 4주가 전엽 후 1주에 비해 PPFD 증가에 따른 광합성률이 높은 경향을 보였다. $CO_2$ 농도별 광합성률은 600ppm까지는 농도가 높을수록 광합성성률이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 차광시간별 엽내 sucrose 함량은 1시간 까지는 차광처리구와 무처리구 간 차이를 보이지 않았으나 2시간부터는 차광처리에서 sucrose 함량이 감소하였다.

자연상태에서 대기 중 오존 농도에 상이한 민감성을 가진 Black Cherry(Prunus serotina)의 상이한 광합성 반응 (Different Photosynthetic Responses of Black Cherry (Prunus serotina) with Different Sensitivities to Ambient Ozone Concentrations under Natural Conditions)

  • 윤명희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.132-140
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    • 2008
  • 오존은 식물에 가장 큰 피해를 주는 대기 오염원 중 하나로 알려져 있으며, 현재 대기 중 오존 농도만으로도 민감한 종에서는 피해가 관찰된다. 기공을 통해 유입된 실제 오존량이 식물의 잎에 상당한 피해를 입히며, 광합성률의 저하를 일으키는 것으로 알려져 있다. 식물의 오존에 대한 반응은 식물의 생리적 연령과 민감성에 따라 다양하며, 잎의 성숙과 밀접하게 연관되어 있다. 가장 최근에 성숙한 잎이 이미 성숙한 잎들이나 빠르게 성장하는 어린 잎들과 비교해 보았을 때 오존에 가장 예민한 것으로 알려져 있다. Black Cherry(Prunus serotina)는 경제적, 생태적으로 중요한 수종중의 하나이다. 또한 오존에 민감한 수종중의 하나이며, 대기 중 오존 농도에 의해 피해를 보여, 오존의 생물지표로 이용되기도 한다. 상이한 오존 민감성은 유전적 차이에 기인하는 것으로 알려져 있으며, 이 점으로 인해 대기 중 오존 농도가 식물의 광합성 및 PSII 기능에 미치는 영향을 연구하기에 이상적인 수종으로 여겨진다. 이에 본 연구는 3년간 버지니아 주 Giles County에 위치해 있는 Horton 연구센터 실험 숲에서, Black Cherry 중 상이한 두 민감성을 보이는 품종을 이용하여 대기 중 오존 농도가 민감한 품종과 저항성을 지닌 품종에 미치는 영향을 연구하였다. 대기 중 오존에 노출된 채로 식물의 생장이 가장 빠른 성장기를 거친 결과, 대기 중 오존에 의해 민감한 품종은, 가시적인 피해와 함께 최대 순 광합성이나 탄소 동화에 대한 양자 수득율이 크게 감소되었으나 저항성을 지닌 품종은 가시피해의 부재와 함께 소폭의 최대 순광합성 및 양자 수득률의 피해가 관찰되었다. 오존에 민감한 품종에서 잎의 가시피해는 광합성 기능과 밀접하게 연관되어 있으며, 잎의 생리적 연령이 늘어남에 따라 더욱 커지는 것으로 관찰되었다. 오존에 저항성이 있는 품종에서도 잎의 연령 증가에 따른 광합성 기능의 저하가 관찰 되었으나, 가시피해는 관찰되지 않았다. 오존에 의한 총 광합성률의 감소는 오존에 민감한 품종에서 더욱 현저하게 관찰되었다.

피음처리를 실시한 3개 활엽수종의 광합성과 생장 특성 (Photosynthetic Responses and Growth Performances in the Three Deciduous Hardwood Species Under Different Shade Treatments)

  • 조민석;권기원;최정호
    • 한국산림과학회지
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    • 제96권4호
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    • pp.462-469
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    • 2007
  • 본 연구는 인위적인 피음처리 수준을 4단계(상대 투광율; 100%, 54~65%, 26~37%, 8~13%)로 조절한 생육환경 하에서 생장시킨 튜울립나무, 거제수나무, 까치박달나무를 대상으로 광합성과 생장 특성을 조사 비교하였다. 튜울립나무와 거제수나무의 광합성률은 전광 처리구에서 13.59, $16.29{\mu}mol\;CO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로서 가장 높게 나타났으며 피음처리 수준이 높아질수록 낮은 광합성 능력, 생장 및 물질생산량을 보였다. 까치박달나무는 보통피음 처리구(26~37%)에서 광합성률이 $9.47{\mu}mol\;CO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$으로 가장 높았으며, 생장과 물질생산량도 가장 많았다.

생육밀도가 쪽동백나무 유묘의 물질생산량과 생장특성에 미치는 영향 (The Effect of Seedlings Density in Nursery on Biomass Production and Growth Characteristic of Styrax obassia)

  • 최정호;유세걸;이수원;오석귀
    • 생물환경조절학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.217-221
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    • 2007
  • 다양한 활엽수 자원의 개발에 필요한 기초자료를 제공하고자 쪽동백나무 유묘의 생육밀도에 따른 물질생산량과 생장특성 등 최적의 생장조건을 조사하였다. 묘목의 생육밀도는 수고생장에 크게 영향을 미치는 중요한 요인이 될 수 있으며, 본 실험 결과 쪽동백나무의 $1m^2$당 생육 밀도에 따른 묘목의 생장은 49본구에서 간장과 근원직경이 우수한 생장량을 보인반면 생육밀도가 낮은 처리구는 근원직경 생장이 증가하면서 간장생장은 떨어지는 경향을 보였다. 물질생산량 또한 생장 특성과 마찬가지로 $1m^2$당 49본구 처리구에서 전체 물질생산량이 통계적으로 유의적인 차이를 보이면서 $3.12{\pm}0.80g$로 다른 처리구보다 높은 물질생산량을 보였고, T/R율에서도 1.59로 나타났다. 생리적 특성으로 광합성률 또한 쪽동백나무의 경우 $1m^2$$49/m^2$ 본구와 $64/m^2$ 본구에서 상대적으로 높은 광합성률을 보였고 밀도가 높아질수록 광합성 효율이 떨어지는 결과를 나타냈다. 이는 생육 환경조건에서 적절한 공간 확보가 궁극적으로 최종 물질대사 작용인 광합성률 변화에서 최적의 상태를 보이면서 생리적으로 안정된 생장형태를 보이는 것으로 판단되며, 적정 공간의 장애가 실질적인 생장저하를 발생시키고, 궁극적으로 물질대사의 최고 단계인 광합성효율 또한 낮아지는 경향을 나타냈다.

실내 환경 개선에 적합한 식물 선발을 위한 온도, 광도, 이산화탄소 농도에 따른 관엽식물들의 생리적 반응 (Plant Physiological Responses in Relation to Temperature, Light Intensity, and CO2 Concentration for the Selection of Efficient Foliage Plants on the Improvement of Indoor Environment)

  • 박신애;김민지;류명화;오명민;손기철
    • 원예과학기술지
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    • 제28권6호
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    • pp.928-936
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    • 2010
  • 본 연구는 관엽식물 8종을 선정하여 온도, 광도, 이산화탄소 농도에 따른 식물의 광합성률을 포함한 생리반응을 살펴 보고, 그에 따른 실내 환경 개선에 효과적인 식물을 구명하고자 실시하였다. 식물재료로는 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름, 시서스, 디펜바키아, 스킨답서스, 싱고니움을 사용하였으며, $16^{\circ}C$$22^{\circ}C$ 온도조건하에서 광도는 PPFD 0, 25, 50, 75, 100, 150, 300, 또는 $600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 수준으로, 이산화탄소 농도는 0, 50, 100, 200, 400, 700, 또는 $1,000{\mu}molCO_2{\cdot}mol^{-1}$의 수준으로 조절하여 휴대용 광합성 측정기(Li-6400, Li Cor, USA)로 관엽식물들의 광합성 효율과 증산율을 측정하였다. 광도, 엽육내 이산화탄소 농도 변화, 그리고 온도에 따른 관엽식물들의 광합성 반응은 매우 다양했다. 약광(PPFD $0-100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서의 광합성 능력을 나타내는 순양자수율은 디펜바키아를 제외한 대부분의 종에서 높게 나타났으며, 고광(PPFD $200-600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서는 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름이 높은 광합성능력을 나타내었다. 이산화탄소를 고정하는 암반응과 관련된 탄소고정효율은 시서스와 싱고니움을 제외한 6종의 관엽식물들에서 비교적 높게 나타났다. 고농도의 이산화탄소에서 광합성률이 높은 식물은 헤데라와 스파티필름이었으며, $22^{\circ}C$에서 자란 벤자민 고무나무와 파키라도 높은 광합성률을 보였다. 한편, 헤데라, 스파티필름은 증산율도 높게 나타났다. 따라서 저광, 고농도의 이산화탄소, 낮은 상대습도가 특징인 일반 가정이나 사무실 같은 실내 환경을 고려했을 때 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름 등을 이용하는 것이 실내 환경 개선에 효과적이라고 판단되었다.

한반도 연안에 분포하는 새우말의 탄소수지 계절적 변동 (Seasonal Whole-plant Carbon Balance of Phyllospadix iwatensis on the Coast of the Korean Peninsula)

  • 김승현;김종협;김혜광;구진우;김기영;이근섭
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제29권1호
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    • pp.28-41
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    • 2024
  • 탄소수지는 다양한 환경조건에서 식물의 생리적 상태를 평가할 수 있는 중요한 지표 중 하나이다. 우리 동해 연안에 분포하는 새우말의 수온 변화(5-30℃)에 따른 광합성률과 호흡률을 측정하여, 전체 식물 탄소수지의 계절적 변동을 추정하였다. 수온 처리에 따라 최대총광합성률은 유의한 차이를 보였지만, 광합성 효율은 유의한 차이를 보이지 않았다. 새우말의 최대총광합성률은 수온이 상승함에 따라 증가하여 20℃에서 최대값(101.65 μmol O2 g-1 DW h-1)을 보인 후 30℃에서 급격히 감소하였다. 수온 변화에 따른 새우말의 포화광도, 보상광도와 호흡률은 모두 유의한 차이를 보였다. 새우말의 포화광도는 20-25℃까지(121.59-124.50 μmol photons m-2 s-1) 증가하다가 30℃에서 급격히 감소하였다. 보상광도와 호흡률은 수온이 증가할수록 점차 증가하였다. 최대총광합성률과 호흡률의 비율은 5℃에서 가장 높았고, 30℃에서 급격히 감소하였다. 광합성 매개변수, 호흡률 및 생체량을 통해서 추정된 새우말 전체 식물의 탄소수지는 겨울과 봄에 증가하고, 여름과 가을에 감소하는 뚜렷한 계절적 경향을 보였으며, 봄에 생장이 가장 활발하고, 수온이 가장 높은 시기에 급격히 감소하는 새우말의 생장 패턴과 일치하였다. 새우말은 늦여름부터 겨울까지 음의 탄소수지를, 봄에서 초여름까지 양의 탄소수지를 보였다. 기후 변화에 의한 지속적인 수온 상승은 우리 동해 연안 암반생태계에 분포하는 잘피생육지의 구조와 기능에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

LED 식물공장에서 산란 유리 이용에 의한 상추(Lactuca Sativa L.)의 군락 광분포, 광합성 및 생장 향상 (Improvement of Canopy Light Distribution, Photosynthesis, and Growth of Lettuce (Lactuca Sativa L.) in Plant Factory Conditions by Using Filters to Diffuse Light from LEDs)

  • 강우현;장범;이준우;손정익
    • 원예과학기술지
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    • 제34권1호
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    • pp.84-93
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    • 2016
  • 인공광 식물공장은 조명에 많은 전력이 소요되므로 광이용효율의 향상은 필수적이다. 본 연구에서는 식물공장의 LED 광원에 산란 유리를 사용함으로써 광이용효율을 향상하고자 하였다. 실험에는 Haze factor 40%와 80%의 산란 유리가 적용된 두 가지 처리구와 산란 유리를 사용하지 않은 대조구를 두었다. 3-D 광선추적기법을 이용하여 상추 작물의 군락 광분포를 분석하였으며 군락 광합성률은 밀폐 아크릴 챔버를 이용하여 측정하였다. 각 처리구 별로 16주의 상추를 수경재배 방식으로 28일간 재배하여 생장량을 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 모든 처리구에서 작물의 상단부에 광량이 집중되었고 대조구에서 작물 상부에 광량 핫스팟이 발생하며 처리구에 비하여 광이용효율이 감소하였다. 총 광 흡수량은 대조구에서 가장 높았으나 유효 광 흡수량은 처리구에서 더 높았고 산란광의 비율이 높은 처리에서 더 높게 나타났다. 작물의 군락 광합성률과 생장량은 산란 유리를 사용한 처리구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 결과적으로 산란 유리의 이용을 통해 상추의 군락 내 광분포가 개선되었고 군락 광합성률 및 생장량이 증가하여 식물공장의 광이용효율이 향상되는 것으로 나타났다.

포도갈색무늬병 발병수준이 '켐벨얼리' 유기포도의 광합성률에 미치는 영향 (Photosynthetic Rates of 'Campbell Early' Organic Grape as Affected by Degree of Leaf Spot Disease Caused by Pseudocercospora vitis)

  • 류영현;배수곤;연일권;김광섭;박상조;박준홍;박종호
    • 한국유기농업학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.773-786
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    • 2016
  • 포도 캠벨얼리품종은 우리나라 포도재배면적의 70%를 차지하고 있으며 다른 품종에 비해서 갈색무늬병에 대해서 감수성으로 병 발생이 심할 경우 과실당도의 저하를 가져와 품질하락과 생육불량 등의 문제점을 발생시킨다. 이러한 켐벨얼리 포도품종에서의 갈색무늬병에 의한 생육피해 해석을 위해서 7년생의 유기재배 켐벨얼리 품종대상으로 2015년 8월에 갈색무늬병이 발병된 포도나무를 대상으로 광합성 효율 특성, 엽록소함량 및 감염잎의 화학성분 등을 비교분석하였다. 갈색무늬병 감염면적이 증가함에 따라서 $CO_2$ differential value (기준기와 분석기 $CO_2$ 농도차이), WUE value (광합성수분사용효율)와 A value ($CO_2$의 흡수율/호흡률) 등은 크게 감소하는 경향이었으며 stomatal conductance value (기공전도도)은 큰 영향이 없는 것으로 조사되었다. 총 엽록소의 함량은 병징이 심할 경우 50% 이상 감소하여 엽록소 함량의 감소가 포도갈색무늬병 발병잎의 광합성 효율 저하에 큰 영향을 끼치는 것으로 생각되며 병반면적률에 따른 화학성분을 조사한 결과 병반면적률이 증가할수록 잎의 질소, 인산, 칼륨 함량은 감소하였으며 반면에 총탄소, 칼슘 그리고 마그네슘의 함량은 병반면적률에 비례해서 증가하였다.

수온 상승에 따른 게바다말의 광합성 및 호흡률 변화 (Photosynthetic and respiratory responses of the surfgrass, Phyllospadix japonicus, to the rising water temperature)

  • 김혜광;김종협;김승현;;이근섭
    • 환경생물
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    • 제40권3호
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    • pp.352-362
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    • 2022
  • 우리나라 동해와 남해 연안에 주로 분포하는 게바다말의 수온 상승에 따른 탄소수지 변화를 예측하기 위하여 5℃에서 30℃까지의 수온에서 5℃ 간격으로 광합성과 호흡률을 측정하였다. 광합성 매개변수 중 광합성 효율(α)을 제외한 최대광합성률(Pmax)과 보상광도(Ic), 포화광도(Ik)가 수온이 상승함에 따라 증가하였으며, 호흡률(R) 또한 수온 상승에 따라 증가하였다. 가장 높은 수온(30℃)에서 Pmax와 Ik는 급격히 감소하였으나, 반면에 Ic와 호흡률은 지속적으로 증가하였다. Pmax :R ratio는 가장 높은 수온(30℃)에서 최소값을, 가장 낮은 수온(5℃)에서 최대값을 보였다. 이러한 결과를 토대로 게바다말이 양의 탄소수지를 유지하기 위해 필요한 일일 포화광도 시간(Hsat)을 계산한 결과, 5℃에서는 2.50시간 이상, 30℃에서는 10.61시간 이상이 요구되어, 수온이 상승할수록 더 많은 시간의 포화광도(Hsat)가 요구되는 것으로 나타났다. 따라서 수온이 꾸준히 상승되어 여름철 고수온이 장기간 지속되면 우리 연안 게바다말 생육지의 분포에 부정적인 영향을 미칠 것으로 판단되었다.

식물생산공장식 양액재배시 근권부 온도가 장미의 생육 및 품질에 미치는 영향 (Effect of Root Zone Temperature on the Growth and Quality of Single-Stemmed Rose in Cutted Rose Production Factory)

  • 이혜진;이용범;배종향
    • 생물환경조절학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.266-270
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    • 2004
  • 장미 식물공장식 양액재배는 고품질의 절화를 대량으로 계획 생산할 수 있는 시스템으로 장미 수출증가에 따라 기존의 재배 방식에서 식물공장 형태로의 전환이 필수적이다. 또한 식물공장에서의 경제적이고, 효율적인 생산을 위한 지하부 환경의 최적 관리 기술 개발이 절실한 실정이다. 따라서 장미 식물공장에 적합한 single-stemmed rose 수경재배시 배양액의 온도과 같은 지하부 환경요인이 장미의 생육과 품질에 미치는 영향을 알아보고자 실험하였다. 배양액의 온도에 따른 'Red Velvet'의 광합성률, 증산량, 생육 및 수량이 $15\~20^{\circ}C$에서 높게 나타나 적정 배양액 온도임을 알 수 있었다. 반면에 'Vital'은 $10\~15^{\circ}C$에서 생육이 가장 왕성하고 $30^{\circ}C$의 고온에서는 거의 생육이 이루어지지 않아 'Red Velvet'과는 달리 고온의 배양액에 대한 적응력이 낮은 것으로 나타났다.