• 제목/요약/키워드: 광합성효율

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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.

Salinibacter ruber로부터 잔토로돕신의 분리와 in vitro에서 재구축 (Separation of Xanthorhodopsin from Salinibacter ruber and Its in vitro Reconstruction)

  • 공민경;임정한;이평천
    • 청정기술
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    • 제17권3호
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    • pp.280-282
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    • 2011
  • 광에너지를 이용하여 바이오원료 및 바이오케미컬을 생산하려는 새로운 시도가 많은 관심을 받고 있다. 특히, 광합성기작을 이용한 다양한 바이오유래 물질을 생산하려는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 광합성기작을 갖고 있는 해양 미생물인 Salinibacter ruber의 세포막에서 retinal과 salinixanthin의 작용으로 광전자를 흡수하는 역할을 하는 잔토로돕신을 수성 이상계 계면 농축법을 이용하여 효율적으로 분리하였다. 분리된 잔토로돕신을 생물학적 세포막인 레시틴으로 리포좀을 생성하여 잔토로돕신의 광전자흡수 활성을 그대로 갖는 인위적인 잔토로돕신-레시틴 리포좀을 제작하였다.

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.

카드뮴 처리에 대한 박달나무의 가계간 생장과 광합성 차이 (Differences in Growth and Photosynthesis among Three Half-sib Families of Betula schmidtii in Response to Cd Treatment)

  • 오창영;이경준;이재천;한심희
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제27권3호
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    • pp.147-153
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    • 2004
  • 본 연구는 카드뮴 처리에 대한 박달나무 유묘의 가계간 생장 차이와 광합성 특성을 구명하고자 실시하였다. 카드뮴 처리는 3가계의 박달나무 1년생 묘목에 0, 0.4, 0.8mM의 CdSO4 · H2O 용액을 이용하여 3수준으로 2개월간 실시하였다. 박달나무의 가계간 및 처리간 생장과 생리적 반응은 건중량, 상대생장율, 순양자수율 및 탄소고정효율을 이용하여 결정하였다. 0.4 mM과 0.8mM 카드뮴이 처리된 박달나무 유묘는 대조구와 비교해서 건중량과 상대생장율이 크게 감소하였으며, 박달나무 유묘의 생장 감소는 광합성 능력의 감소에 큰 영향을 받은 것으로 나타났다. 또한 순양자수율과 탄소고정효율은 카드뮴 처리로 감소하였으며, 모든 가계에서 카드뮴 농도가 증가함에 따라 감소 폭이 커졌다. 한편 카드뮴 처리에 의한 생장과 광합성 반응은 박달나무 가계간 뚜렷한 차이를 보여 카드뮴 내성은 가계간 유전적 요인이 작용하고 있음을 확인하였다.

대전광역시 가로수의 지역별·수종별 생리적 반응 (Physiological Responses of Roadside Trees by Regional Groups and Species in Daejeon City)

  • 김동일;박관수;김길남;이항구;박범환
    • 한국산림과학회지
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    • 제100권1호
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    • pp.88-94
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    • 2011
  • 본 연구는 대전광역시에서 생육하고 있는 가로수(은행나무와 양버즘나무)를 대상으로 지역별 수종별 광합성 특성 및 수분이용효율, 엽록소 형광반응 그리고 엽록소 함량을 조사 분석하여 환경오염과 수목의 피해 관계를 규명하고 가로수의 향후 유지관리를 위한 기초자료를 제공하기 위해 실시되었다. 조사는 오염이 가장 적을 것으로 사료되는 충남대학교, 신도심 지역으로 교통량이 비교적 적은 대덕연구단지, 다양한 공장이 밀집되어 있는 대화공단, 그리고 교통량이 가장 많고 도로가 오래된 대전역 주변 가로수를 대상으로 실시되었다. 은행나무와 양버즘나무의 광합성 능력은 충남대학교 지역에서 가장 우수하였으며 대전역 지역에서 가장 낮은 값을 보였다. 반면, 수분이용효율은 광합성 능력과 반대로 대전역 지역에서 가장 높은 값을 보였다. 광화학효율과 엽록소 함량은 광합성 능력과 같은 경향으로 충남대학교 지역에서 가장 우수하였으며, 대전역 지역에서 가장 낮은 값을 보였다. 모든 실험에서 은행나무가 양버즘나무보다 양호한 생리적 반응을 보였다.

영농형 태양광 패널의 부분 차광 생육 환경이 작물 전자전달효율과 비광화학적 형광소멸에 미치는 영향 (Effect of Partial Shading by Agrivoltaic Systems Panel on Electron Transport Rate and Non-photochemical Quenching of Crop)

  • 조유나;김현기;조은이;오도혁;정회정;윤창용;안규남;조재일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.100-107
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    • 2021
  • 영농형 태양광은 동일 토지면적에서 태양광 패널에 의한 발전과 작물 경작을 융합한 시스템이다. 광 에너지가 부족한 영농형 태양광 하부에서 작물의 수확량이 감소하는 것은 필연적이나, 이를 관장하는 패널 하부에서 생육한 작물의 광합성 반응에 대해서는 국내외적으로 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 고정형 영농형 태양광 시설 하부에서 재배된 작물 잎에 흡수된 광에너지가 광합성 반응 중심에 전달되고 열로 방출되는 효율을 엽록소 형광 관측을 통해 조사하였다. 패널 하부와 노지의 콩과 벼는 ETR에서 큰 차이가 없는 것으로 보아 광인산화 효율보다는 잎이 흡수한 광 에너지에 따라 CO2 고정량이 결정되는 것으로 보인다. 또한, 패널 하부의 콩과 벼는 노지보다 NPQ가 더 높은 것으로 보아 활성화된 광보호기작이 광인산화로의 에너지 분배에 부정적 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. 향후 영농형 태양광에서의 작물 생산량과 광합성의 관계를 이해하기 위해 보다 다양한 기후 및 재배조건에서의 광합성 반응을 조사할 필요가 있겠다.

이산화탄소 변환 과정이 포함된 인공 광합성 시스템 (Artificial Photosynthesis System Containing CO2 Conversion Process)

  • 김기범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.63-68
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    • 2018
  • 본 논문은 이산화탄소 고정 과정이 포함된 인공 광합성 과정을 모사하기 위하여 지구상에 흔히 존재하는 촉매 재료를 이용해 개발한 광화학 반응 시스템(인공나뭇잎)과 시스템 에너지 포집 및 변환 능력에 대한 성능을 조사하기 위한 기초 연구 결과를 제시한다. 본 연구에서 개발한 시스템은 태양광 전지의 전면부에 산화코발트를 도핑 하여 물의 전기분해로 인한 산소 발생이 태양전지 표면에서 직접 발생하도록 하였고, 후면 기판 표면에는 이산화탄소 변환 반응을 위한 효율적인 촉매로 $MoS_2$를 도핑 하여, 전선이 없는 구조로 구성하였다. 직접 태양광 연료 변환 시스템은 약4.5%로 이산화탄소를 일산화탄소와 수소로 변환하여 지속 가능한 연료(합성가스)의 형태로 생산하며, 이는 음극에서 촉매 변환 효율이 75%이상이 될 수 있음을 의미한다. 본 연구는 물의 광분해뿐만 아니라 태양광에 의해 유도된 이산화탄소 전환 과정을 하나의 시스템에서 동시에 실현하여 자연적 광합성 과정을 좀 더 성공적으로 모사할 수 있는 시스템 개발에 기여하였다.

광합성 박테리아를 이용한 폐수의 고도처리시스템개발 (Development of Advanced Wastewater Treatment System using Phototrophic Purple Non-sulfur Bacteria.)

  • 이상섭;주현종;이석찬;장만;이택견;심호재;신응배
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.189-197
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    • 2002
  • 한국의 경기도 일대의 하천으로부터 광합성 박테리아 29균주를 분리하였다. 분리균주들은 Rhodopseudomonas blastica, Rhodocyclus gelationsus, Rhodocyclus tenuis, Rhodopseudomonas rutila로 동정되었다. 분리 동정된 광합성 박테리아들을 이용한 하수내 영양 염류 제거효율을 높이기 위한 고도처리 시스템을 연구하였다. 광합성 세균을 이용한 고도처리 시스템을 이용하여 합성폐수의 유기물 제거율 97∼99%, T-N 제거율 85∼97%, T-P 제거율 68∼99%을 얻을 수 있었다. 또한, 실폐수의 경우 유기물 제거율 96∼99%, T-N제거율 65∼95%, 및 T-P 제거율 63∼99%의 높은 폐수처리율을 얻을 수 있었다.

광도, 온도 및 $CO_2$의 농도가 헛개나무의 광합성에 미치는 영향 (Effect of Light Intensity, Temperature and $CO_2$ Concentration on Photosynthesis in Hovenia dulcis Thunb.)

  • 이강수;최선영
    • 한국약용작물학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.1-4
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    • 2002
  • 본 연구는 헛개나무의 광합성 효율증진을 위한 기상환경 조건을 규명하여 재배적지의 선정과 재배관리에 대한 기초적 자료를 제공하고자 광도와 온도, 그리고 $CO_2$의 농도에 대한 광합성과 증산량을 조사하였다. 광 보상점은 $2.4\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$이었고, 포화점은 $1033\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$이었다. 광도 $100\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$에서 광합성의 최적온도는 $25^{\circ}C$이었다. 이산화탄소 보상점은 67 vpm이었고, 포화점은 707 vpm이었다. 증산량은 광도가 $1750\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$까지 그리고 온도가 $18^{\circ}C$에서 $36^{\circ}C$까지 높아질수록 $2\;mmol\;m^{-2}\;s^{-1}$$4\;mmol\;m^{-2}\;s^{-1}$정도로 각각 증가하였으나 이산화탄소 농도가 21 vpm에서 800 vpm으로 높아질 때는 감소하는 경향이었다.