본 연구는 토양 수분함량을 즉시 파악할 수 있는 Time Domain Radiometer(TDR)과 식물의 광합성 시 잎에서 반사되는 Reflectance를 통하여 식물의 상태를 파악할 수 있는 Multi-spectral radiometer(MSR)를 사용하여 난지형 잔디인 'Sea Isle 1' Seashore paspalum 과 'Floratam' St. Augustinegrass를 대상으로 토양수분함량과 Reflectance와의 상관관계를 파악하고자 시작하였다. 본 연구를 통해 토양 수분함량이 660, 694 wavelengths와 NDVI, LAI, stress index에서 높은 상관관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. 이는 Sensor-based technology가 잔디의 수분요구 시점을 미리 파악할 수 있는 기술의 기초 자료로서 활용될 수 있으며 여러 다른 Sensor-based technology를 이용한 연구로 확대될 수 있을 것이다.
𝛽-glucan은 바이오폴리머 (biopolymer)의 한 종류로 식품 및 의약품 산업에 이용되고 있으며, 최근 친환경신소재로서 제방강화에 이용되거나 토양에 배합하여 식생을 보호하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 바이오폴리머 중 𝛽-glucan의 토양혼합 유무와 가뭄처리에 따른 괴근작물 고구마 (Ipomoea batatas L., 품종명 소담미)의 표현형, 생장, 그리고 주요 단백질의 발현 및 활성 변화를 분석하였다. 가뭄 스트레스 하에서 𝛽-glucan 토양혼합에 따른 고구마의 엽장 및 엽폭의 생장, 그리고 전해질유출도에서 큰 차이가 나타나지 않았으나. 상대수분함량은 통계적으로 유의성을 보여주었다. 가뭄스트레스 내성에 관여된 주요 원형질막 (plasma membrane, PM) 단백질의 발현과 활성을 분석하였을 때, 1차 능동수송체 PM H+-ATPase은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 하에서 상대적으로 높은 발현과 활성을 유지하였으나, 수분수송단백질 아쿠아포린 plasma membrane intrinsic protein 2 (PIP2)은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 의해 원형질막에서의 분포가 감소하였다. 이 결과는 𝛽-glucan의 토양혼합이 가뭄스트레스 하에서 토양수분 보유력을 향상시켜 고구마의 가뭄 스트레스와 관련된 원형질막 단백질들이 내성에 유리하게 발현됨을 보여준다. 결론적으로 이 연구는 바이오폴리머를 활용한 토양생태를 조절하는 기술로써 가뭄에 따른 식생의 생장 및 피해를 판단하는데 유효할 것이라 판단된다.
접목묘의 활착률 및 생육은 활착기간 중의 환경조건뿐만 아니라 접목 전 대목 및 접수의 생육상태의 영향을 받을 수 있다. 접목 직후에 있어서의 환경 스트레스를 완화하고 생장을 촉진하기 위해서는, 접목 후의 환경 조건뿐만 아니라 접목 이전의 대목 및 육묘관리에도 주목할 필요가 있다. 본 연구는 접목 전 접수의 수분관리, 대목의 양분관리가 고추 접목묘의 활착 및 생육에 미치는 영향을 검토하기 위해 수행되었다. 접목 전 접수 육묘시 관수에 따른 고추 접목묘의 생육을 검토하기 위해, 접수의 관수 횟수 및 관수시기를 접목 5일 전 최종 관수 후 0, 1(접목 2일 전), 1(접목 1일 전), 2회(접목 2일 전 및 접목 직전)로 처리하였다. 관수횟수 및 관수시기에 따라 접수의 상토 및 식물체의 수분포텐셜이 영향을 받았으며, 이에 따라 접수 및 접목묘의 엽면적, 생체중 및 건물중 등에 있어서 차이를 보여, 접목 13일째 접목 2일전 1회 관수 처리구의 생체중 및 건물중은 0회 관수처리구 대비 각각 29, 34% 높았다. 따라서 72공 플러그 트레이를 이용한 고추 접수 생산시 접목 전 5일간의 기간 중 2일 전 1회 관수와 같이, 접목 전 접수의 수분관리를 통하여 적절한 수분스트레스를 줌으로써 접목시 접목묘의 수분스트레스를 완화하여 원활한 접목활착 및 이후 생육촉진을 도모할 수 있을 것으로 기대된다. 접목 전 대목 육묘시 양분공급에 따른 고추 접목묘의 생육을 검토하기 위해, 접목 일주일 전부터 대목의 양액공급 횟수를 0, 1(접목 2일 전), 2(접목 2일전 및 접목 직전), 4회(접목 7, 5, 2일 전 및 접목 직전)로 처리하였을 때, 상토의 pH와 EC, 대목과 그를 이용한 접목묘의 생육 및 식물체내 무기성분 함량이 영향을 받아, 접목 13일째 4회 공급처리구의 생체중 및 건물중은 0회 처리구 대비 각각 30, 20% 증가하였다. 따라서 72공 플러그 트레이를 이용한 고추 대목 생산시 접목 전 7일간의 기간 중 4회 이상의 양액 공급을 통해 접목묘의 생육을 촉진할 수 있을 것으로 기대된다. 결론적으로, 접목전 대목 및 접수의 양수분 관리에 의해 고추 접목묘의 생육이 영향을 받으며, 따라서 접목 전 대목 및 접수의 적절한 양수분 관리를 통해서 접목묘의 생육촉진 및 품질향상을 도모할 수 있을 것으로 기대된다.
삽수조제(揷穗調製)의 차이(差異)에 따른 1일중(日中)의 엽내(葉內)의 수(水)퍼텐셜의 변화(變化)를 측정비교하였다. 1. 엽량(葉量)을 많이 부착한 삽수(揷穗)는 적게 부착한 삽수(揷穗)보다 수분(水分)스트레스가 큰 경향이었다. 2. 삽수(揷穗)의 절단면부위(切斷面部位)의 직경(直徑)이 작을수록 1일중(日中) 수(水)퍼텐셜의 변화(變化)가 급격하였다. 3. 삽수(揷穗)의 경(莖)의 길이가 긴것은 짧은것에 비교하여 수분(水分)스트레스가 큰 경향이었다. 4. 단자삽목(團子揷木)과 무단자삽목(無團子揷木) 간(間)에는 수(水)퍼텐셜의 변화(變化)에 차이(差異)가 보이지 않았다. 5. 2년지(年枝)를 부착한 삽수(揷穗)는 1년지(年枝)만의 삽수(揷穗)에 비교하여 수(水)퍼텐셜이 보다 완만히 증가(增加)하는 경향이었으나 근(根)의 절건중(絶乾重) 및 발근(發根)한 삽수(揷穗)가 많은 것을 고려하면 수분(水分)스트레스외에 다른 원인(原因)이 관계하고 있는 것으로 생각되었다.
최근의 이상 기후현상은 수목의 개화시기 변화를 가져오고 나아가 수목 피해를 초래하기도 한다. 산림의 쇠퇴에 대하여는 국내외적으로 많은 연구가 이루어져 있으며(Krause et al, 1986; Kitajima, 1988) 이러한 쇠퇴림은 수분스트레스에 민감할 것으로 보고되었다(Hauhs and Wright, 1986; Ulrich, 1990).(중략)
대두에서 수분스트레스시의 생화학적 변화를 확인하기 위하여 수분의 부족과 담수시의 항산화효소의 활성도 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. Ascorbate peroxidase(APOX)의 활성은 수분부족 처리시에 은하콩에서는 4일째 까지는 완만한 증가를 보이다가 그 이후에는 급격히 감소하였고, 큰올콩에서는 완만한 감소를 보였다. 담수처리시 은하콩이 2일째까지 활성이 50%이상 증가하다가 점차 감소하는 경향이었다. 수분부족 처리시에 glutathione reductase 활성은 은하콩과 큰올콩 모두 급격한 감소를 보였으며, 처리후 5일째에 90%이상 감소하였고, 담수처리시에는 초기 4일(日)까지 계속적인 감소를 보이다가 그 이후에는 일정한 수준을 유지하였다. Dehy-drascorbate reductase 활성은 두품종 공히 4일(日) 이후에 급격하게 감소하는 경향이었으나 담수처리시 은하콩에서 2일째에 70%이상 증가하다가 그 이후에는 거의 일정(一定)한 수준을 유지하였다. Monodehydroascorbate reductase 활성은 은하콩의 경우는 4일째와 2일째에 각각 급격한 감소를 보이다가 그 이후에는 거의 일정하게 유지되었으며, 큰올콩은 수분부족 처리시에 완만한 감소를 보이나 담수처리시에는 활성변화가 거의 없었다. 아스코브산과 환원형 글루타치온의 함량은 수분부족 처리시 대조구에 비해 두 품종 모두 감소하였고, 담수 처리시는 4일째까지는 담수처리가 수분부족 처리보다 더 크게 감소하다가 그 이후에는 회복되었다.
한지형 잔디는 하절기 온도가 $30^{\circ}C$ 이상까지 올라가는 우리나라에서 뿌리와 줄기의 성장이 급격히 저하되고 심하면 고사하게 된다. 기온의 상승으로 인한 지온 상승은 잔디뿌리에 스트레스가 되며 그 스트레스는 호르몬의 불균형적인 형성으로 지상부 생장 및 광합성, 증산작용 등의 여러 매카니즘에 많은 영향을 미치게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 토양내 수분함량을 조절하기도 하고 유기물 함량을 조절하여 지온의 상승을 제한함으로서 잔디의 생육부진을 해소하는 연구도 수행되었다. 본 실험은 토양 수분의 변화에 따른 토양 온도의 변화 양상을 분석하고, 잔디 재배지에서의 토양 깊이와 수분 함량에 따른 열 전도 기작과 열 환경 변화에 따른 직접적인 잔디 생육(생산량, 녹도, 건조피해, 고온피해 등)에 미치는 영향을 연구하였다. 공시 초종으로 Kentucky bluegrass(Poa pratensis L.)를 선정하였고 각각의 실험구는 수분함량에 따라 25%, 33%, 40%의 3가지로 구분하여 처리하였다. 토양온도측정 센서를 각 실험구에 깊이 12cm 지점과 2cm 지점에 각각 2개씩 즉, 한 실험구당 4개의 토양온도측정 센서를 설치하여 매 5분마다 온도변화를 측정하였다. 수분함량에 따른 온도변화는 수분함량이 33% 일 때 가장 낮게 측정되었다. 잔디의 생육상태를 비교하여 볼 때 수분 함량이 33% 일 때 생육이 가장 양호하였으며 40% 일 때 가장 생육이 불량하였다. 하절기 고온 환경에서 한지형 잔디인 Kentucky bluegrass의 생육은 토양 수분함량에 따라 큰 영향을 받지만, 장마기에 잔디가 침수된 환경에서 토양 수분 함량을 최소한 33%까지 감소시켰을 경우에는 잔디 생육에 큰 영향을 받지 않을 것으로 사료된다.
복숭아 '미홍' 품종의 토양 수분 스트레스에 의해 나타나는 지상부의 생리적 반응을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 잎의 변색, 위조, 낙엽의 순서로 침수와 무관수에 의해 반응이 나타났으며 가지의 기부에서 시작되어 선단부로 확대되었다. 가지의 길이 및 직경 생장이 두 처리구에서 모두 감소되었고 침수에 의한 낙엽이 심하게 발생되었다. 침수에 의해 뿌리의 수분 흡수와 잎의 광합성과 호흡이 감소되었다. 잎의 엽록소가 두 처리구에서 모두 감소되었다. 침수처리구에서는 육안으로 변화가 없던 잎에서도 엽록소가 감소한 것이 해부학적으로 관찰되었다. 전분은 침수와 무관수에서 모두 감소되었고 탄수화물은 침수처리구의 뿌리에서 감소되었다. 침수는 수분의 흡수나 이동이 불량해지고, 광합성능력의 감소와 낙엽이 발생되었다. 결국 저장양분이 부족해져 고사되거나 내한성 약화로 저온피해의 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 복숭아 재배에서 수분 스트레스에 의한 피해를 방지하기 위해 관수에 유의하고 배수시설을 설치하여 토양조건을 개선하는 것이 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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