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.
양파 재배 시 국내 토양에 절대적으로 부족한 황을 처리 횟수를 달리하여 재배 생산한 후, 황 함유 성분(sulfur-containing compounds)을 포함한 양파의 화학적 조성과 물리적 관능적 특성이 개선되었는지를 평가하였다. 선행연구를 토대로, 파종 시 토양에 직접 MSM 식이 유황을 1회 공통 처리하고 수확 2달 전황을 1회만 추가 처리한 군(Sulfur-1)과 수확 3달 전부터 수확 1달 전 까지 일정 간격으로 황을 총 4회 처리한 군(Sulfur-4)으로 구별하였으며, 황을 전혀 처리하지 않은 군(Control-S)과 타 지역 양파(Control-M)를 비교를 위한 대조군으로 선정하였다. 황 처리 횟수가 증가함에 따라, 수분은 감소하는 경향을, 총 질소로 측정된 조단백질과 무기질 총량인 회분(p<0.01), 그리고 식이섬유는 증가하는 경향을 나타내었으며, Mg, K, Fe, Zn 등이 증가하여(p<0.05), 전반적으로 무기질을 포함한 화학적 조성이 개선되었음을 시사하였다. 또한, 항산화력의 지표인 총 환원물질의 양도 2배 가량 유의적으로 증가하는 결과가 관찰되었다(p<0.05). 그러나, 황 함유 성분인 thiosulfinate와 함황 아미노산에서는 황 처리 효과가 관찰되지 않았고, 전자코로 측정된 향미 프로파일 역시 향미 성분의 차이를 시사하지 않았다. 이는, 본 실험에서 처리된 황 수준은 질소대사 및 토양의 pH를 변화시키는 간접적 경로를 통한 양파의 이화학적 조성 변화는 가능하게 할 수 있었으나, 황 함유 성분들을 직접적으로 증가시키기에는 충분하지 못했음을 시사하였다. 그럼에도 불구하고, 황 처리 횟수 증가와 함께, 함황 성분들에 의해 주로 인지되는 매운 맛과 매운 향 특성은 관능적으로 강해지는 것으로 평가되었다. 이러한 차이는, 양파 특유의 냄새 성분들이 지닌 낮은 역치에서 기인한 것으로 해석하였다. 한편, Control-S, Sulfur-1, Sulfur-4 양파들은 $4^{\circ}C$에서 4개월 동안 저장한 후, 모두 수분의 큰 증가 없이 총 환원력이 2배 가량 증가하였으며(p<0.01), 황 처리군이 무처리군에 비해 여전히 유의적으로 높았다(p<0.001). 반면, 동일조건에서 Control-M은 유의적 변화가 관찰되지 않았다. 이러한 차이는, 황 처리, 호흡작용으로 인한 환원당의 증가 이외에 지역적 영향이 관여했을 가능성을 시사하였다.
본 연구는 탱자에 접목한 온주밀감을 대상으로 멀칭 및 점적 관수 처리 시 과실의 내외부 형질에 미치는 수분 관계를 알아보고자 전기간 타이벡 멀칭구(WM), 멀칭 후 10월 22일부터 수확기까지 점적관수(MT) 그리고 무멀칭구(NM) 3그룹으로 나누어 시험하였다. 점적관수 기간 중 TM 내 토양수분함량은 평균적으로 WM 내의 수분함량보다 낮았다. 엽수분포텐셜(${\Psi}max$)은 멀칭 처리구에서 -1.5MPa에서 -2.5MPa까지 수준을 유지한 반면 관수로 인해 점진적으로 증가하였다. 사양 내 수분 및 삼투포텐셜은 건조에 의해 감소하였으나 멀칭 후 관수의 결과로 다시 증가했다. 과즙 내 가용성 고형물 함량은 건조에 의해 증가되었으나 건조 후 수분 공급에 의해 그 효과는 사라졌다. 적정 산함량은 건조에 의해 증가 하였으나 건조 후 관수에 의해 계속적으로 감소하여 1% 수준에 다다랐다. 총 가용성 고형물의 축적은 적극적 삼투조절에 따른 보상이며 감소된 산함량은 건조 후 관수에 의한 빠른 호흡과 수분 흡수의 결과임을 알 수 있었다.
논에 소석회(消石灰)를 시용(施用)했을 때 증시(增施)하여야 할 칼리의 소요량(所要量)을 밝히기 위(爲)하여 배수(排水)가 비교적(比較的) 잘되는 곡간충적토(谷間沖積土) 논에서 품종(品種) 진흥(振興)으로 재배시험(栽倍試驗)을 실시(實施)한바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 정조수성(精租收星)(y)에 미치는 칼리(K)와 소석회(消石灰)(L)의 효과는 다음식(式)에 의(依)하여 표시(表示)된다. $$y=462.78 +11.582K-0.058L-0.768K^2-0.000015L^2+0.02204KL$$이 식(式)에 의(依)하면 소석회(消石灰)의 시용량(施用量)이 증가(增加)함에 따라 칼리의 소요량(所要量)이 증가(增加)하는데 이 증가(增加)는 소석회시용(消石灰施用)으로 인(因)한 벼뿌리의 호흡장해물(呼吸障害物)의 감소(減少)와 같은 토양조건(土壤條件)의 개량(改良)으로 인(因)한 수도(水稻)의 생육량(生育量)의 증가(增加)와 토양용액중(土壤溶液中)의 칼리-칼슘 농도비율(濃度比率)이 조절(調節)된데 주원인(主原因)이 있는 것으로 여겨진다. 2. 정조(精租)와 칼리 및 칼슘의 각(各) 1kg의 값을 각각(各各) 80원, 19원, 4원으로 하고, 전항(前項)의 수량식(收量式)에서 경제성(經濟性)을 검토(檢討)한 바 가리(加里) 없이 소석회(消石灰)만을 시용(施用)하는 것은 큰 손실(損失)을 초래(招來)하는데 반(反)해서 칼리와 더부러 석회(石灰)를 병용(倂用)하면 수익(收益)을 크게 증대(增大)해서 소석회(消石灰) 200kg/10a 에 칼리 10kg/10a 을 병용(倂用)했을 때는 그 순수익(純收益)이 4,683원 이었다. 3. 정조생산에 있어서의 가리(加里)의 적정시비량(適正施肥量)(y)과 소석회(消石灰)의 시용량(施用量)(x) 간(間)에는 아래와 같은 직선회귀식(直線回歸式)이 성립(成立)된다. $$y=7.48+\frac{2.77}{200}x$$ 그러나 이 관계(關係)는 벼의 품종(品種), 칼리의 함량(含量)이나 치환용량(置換容量)과 같은 토양(土壤)의 성질(性質)에 따라 달라질 것으로 여겨진다.
본 연구는 보리-벼 이모작 작부체계의 논 생태계에 설치한 개방형 $CO_2$ 플럭스시스템과 자동개폐식 챔버형 $CH_4$ 측정시스템에서 관측된 탄소관련 온실가스 자료와 작물 생장량자료를 활용하여 논 생태계의 연간(2012.10.20~2013.10.21) 탄소수지를 분석하였다. 결론적으로 농작물의 생육인자와 환경인자는 $CO_2$의 순 생태계교환량(NEE)에 영향을 주는 것으로 분석되었고, $CH_4$ 배출량은 영농활동(특히 물관리)에 따라 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 2012~2013년 벼-보리 이모작 작부체계의 논 생태계에서 보리 재배기간에는 단위면적($m^2$)당 100.2g의 탄소를 흡수하고 벼 재배기간에는 $m^2$당 374.1g의 탄소를 흡수하였지만, 휴경기간에는 토양호흡의 형태로 $m^2$당 41.2g의 탄소를 배출하여 연간 총 $433.1g\;m^{-2}$의 탄소를 흡수하는 것으로 분석되었다. 여기에 농작물의 수확에 따른 논 생태계의 탄소 배출량과 $CH_4$ 형태로배출되는 탄소량을 포함한 연간 순생물상생산량(NBP)은 $184.7g\;C\;m^{-2}$으로 추정되어, 보리-벼 이모작 작부체계의 논 생태계는 탄소 발원인 것으로 평가되었다.
마늘 flavor의 발현과 flavor에 영향을 미치는 요인들에 대하여 살펴보았다. 마늘 flavor는 alk(en)yl-$\small{L}$-cysteine sulfoxide에 alliinase가 작용하여 생성된 alk(en)yl thiosulfinate에 의한 것으로 alk(en)yl기는 주로 allyl기이다. 마늘의 flavor세기는 성숙도 부위, 배양조건, 저장조건, 가공처리법에 따라 달라진다. 마늘의 flavor를 증진시키기 위해서는, 마늘 재배시 토양내 유황의 함량이 많을수록 flavor 전구체의 생성량이 증가하여 flavor 세기가 커졌으므로, 충분한 양의 유황을 공급하되 alliin함량이 최대로 되기 위한 다른 무기질과의 조성비율 중 현재까지 연구된 2종류의 무기질 조성(NS : ${NO_3}^{-2}$, 40%, ${SO_4}^{-2}$, 60%, NP : ${NO_3}^{-2}$, 62%, ${PO_4}^{-3}$, 38%)을 고려하여야 할 것이며, 너무 습하지 않은 토양에서 재배하는것이 바람직하다. 마늘은 성숙함에 따라 인편내 alliin함량도 증가되므로 완전히 성숙한 후에 수확하는 것이 바람직하다. 또한 마늘의 flavor를 유지하기 위해서는 수확후 저장하는 동안에 일어나는 flavor 손실을 최소로 하여야 할 것이다. 자연조건에 저장하는 동안에 일어나는 flavor 손실은 주로 호흡, 발아, 부패에 의한 것이므로 이를 억제하기 위한 저장방법으로 저온 저습저장, 예건처리, gas치환, 발아억제 처리등의 방법이 있으나 현재까지 경제, 실용성등을 고려하여 가장 많이 사용하는 방법은 예건처리후 저온저습조건에 저장하는 방법이다. 가공처리된 마늘은 생마늘에 비하여 flavor가 상당히 많이 감소되는데 건조시켜 분말로 만들 경우, 건조방법에 따라 flavor 감소정도는 크지만 flavor 감소율이 적은 방법 (진공건조, 동결건조)이라도 그 손실률은 거의 50%에 달한다. 그외의 마늘 가공처리품들인 oil이나 extract등도 제조시 기질과 효소가 접촉하는 과정을 거칠 때 flavor의 손실이 크므로 되도록 이면 flavor 손실이 크지 않은 방법으로 제조하는 것이 바람직하다. 마늘 flavor를 합성하는 방법으로는 thiosulfinate 합성에 의한 방법과 alk(en)yl-$\small{L}$-cysteine sulfo-xide-alliinase 분해물에 의한 방법, 그리고 $\small{L}$-5-alk(en)yl thiomethylhydantoin${\pm}$S-oxides에 의한 방법이 있으며 이들 방법에 의해 생마늘과 유사한 flavor를 얻을 수 있어 앞으로 식품첨가물로서 기대되는 바이다.
인삼 품종별로 조사한 발아율은 자경종이 97.7%로 가장 높았고, 연풍의 발아율이 60.7%로 가장 낮았다. 품종에서는 자경종, 금풍, 천풍, 연풍 순으로 발아율이 우수하였다. 인삼의 최적 pH는 5.0~5.5로 시험구의 상토는 30일 후에는 적정 범위를 유지하였다. 그러나 피트모스 단독 상토구에서는 pH 변화가 거의 없어 강산성으로 측정되었다. 일반적으로 EC의 값은 mS/cm로 현재 토양의 질산태질소와 대부분 비례 관계에 있다. 인삼은 EC가 0.2 mS/cm 이상이 되면 생육이 나빠지고 또한 0.5 mS/cm 이상이 되면 뿌리가 부패하는 등의 농도장해가 일어난다. 분석 결과, EC는 농도 장해가 발생할 가능성이 있다. 펄라이트:피트모스:마사토 0.420 mS/cm, 펄라이트:피트모스 0.280 mS/cm로 낮은 선을 유지하였으나 일반상토가 첨가된 시험구는 1.0 mS/cm 전후로 EC 농도 장애가 발생할 가능성이 있다. 상토의 종류와 발아율 실험에는 피트머스6.5:펄라이트2:마사토1.5 비율 인공상토 조건에서 가장 높은 출아율과 생육상태를 보였다. 실험구 2~7번의 발아율도 비교적 양호하였으나 생존수는 떨어졌다. 좋은 상토가 갖춰야 할 조건으로 적당한 보수력 및 보비력이 필요하고, 뿌리호흡에 최적의 통기성, 토양산도, 육묘기간 중에 성질(물리성과 화학성) 안정이 필요하다.
비산재 혼합에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$과 $CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$과 $MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.
This paper was studied $CO_2$ respiration rate with physicochemical properties of soils at wetland, paddy field and forest in Nongju-ri, Haeryong-myeon, Suncheon city, Jeollanam-do. Soil temperature and $CO_2$ respiration rate were measured at the field, and soil pH, moisture and soil organic carbon were analyzed in laboratory. Field monitoring was conducted at 6 points (W3, W7, W13, W17, W23, W27) for wetland, 3 points (P1, P2, P3) for paddy field and 3 points (F1, F2, F3) for forest in 10 January 2009. $CO_2$ concentrations in chamber were measured 352~382 ppm for wetland, 364~382 ppm for paddy field and 379~390 ppm for forest, and the average values were 370 ppm, 370 ppm and 385 ppm, respectively. $CO_2$ respiration rates of soils were measured $-73{\sim}44\;mg/m^2/hr$ for wetland, $-74{\sim}24\;mg/m^2/hr$ for paddy field and $-55{\sim}106\;mg/m^2/hr$ for forest, and the average values were $-8\;mg/m^2/hr$, $-25\;mg/m^2/hr$ and $38\;mg/m^2/hr$. $CO_2$ was uptake from air to soil in wetland and paddy field, but it was emission from soil to air in forest. $CO_2$ respiration rate function in uptake condition increased exponential and linear as soil temperature and soil organic carbon. But, it in emission condition decreased linear as soil temperature and soil organic carbon. $CO_2$ respiration rate function in wetland decreased linear as soil moisture, but its in paddy and forest increased linear as soil moisture. $CO_2$ respiration rate function in all sites increased linear as soil pH, and increasing rate at forest was highest.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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