• 제목/요약/키워드: Assimilation Efficiency

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Effects of Ozone on $CO_2$ Assimilation and PSII Function in Two Tobacco Cultivars with Different Sensitivities

  • Yun, Myoung-Hui
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제22권E2호
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    • pp.89-98
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    • 2006
  • Two tobacco cultivars (Nicotiana tabacum L.), Bel-B and Bel-W3, tolerant and sensitive to ozone, respectively, were grown in a greenhouse supplied with charcoal filtered air and exposed to 200 ppb ozone for 4 hr. Effects on chlorophyll fluorescence, net photosynthesis, and stomatal conductance are described. Quantum yield was calculated from chlorophyll fluorescence and the initial slope of the assimilation-light curve measured by the gas exchange method. Only the sensitive cultivar, Bel-W3, developed visual injury symptoms on up to 50% of the $5^{th}$ leaf. The maximum net photosynthetic rate of ozone-treated plants was reduced 40% compared to control plants immediately after ozone fumigation in the tolerant cultivar; however, photosynthesis recovered by 24 hr post fumigation and remained at the same level as control plants. On the other hand, ozone exposure reduced maximum net photosynthesis up to 50%, with no recovery, in the sensitive cultivar apparently causing permanent damage to the photosystem. Reductions in apparent quantum efficiency, calculated from the assimilation-light curve, differed between cultivars. Bel-B showed an immediate depression of 14% compared to controls, whereas, Bel-W3 showed a 27% decline. Electron transport rate (ETR), at saturating light intensity, decreased 58% and 80% immediately after ozone treatment in Bel-B and Bel-W3, respectively. Quantum yield decreased 28% and 36% in Bel-B and Bel-W3, respectively. It can be concluded that ozone caused a greater relative decrease in linear electron transport than maximum net photosynthesis, suggesting greater damage to PSII than the carbon reduction cycle.

Variation in Physiological Energetics of the Ark Shell Scapharca broughtonii (Bivalvia: Arcidae) from Gamak Bay, South Coast of Korea

  • Shin, Yun-Kyung;Choi, Yoon-Seok;Kim, Eung-Oh;Sohn, Sang-Gyu
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제12권4호
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    • pp.331-338
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    • 2009
  • This study presents physiological rates of respiration and excretion, clearance rate, and assimilation efficiency of the ark shell Scapharca broughtonii, determined during 2007 from specimens collected in Gamak Bay on the south coast of Korea. Physiological parameters were measured monthly under static, laboratory controlled conditions with ambient conditions, and measurements were performed seasonally in order to estimate scope for growth and its probable sources of variation. Temperature directly influenced respiration and excretion. Clearance rates showed a tendency to be low during May-August, which is a period of gametogenesis. Assimilation efficiency was not significantly different seasonally and was independent of the concentration of chlorophyll a. The scope for growth was negative during high-temperature months (July-August), reflecting the high temperature and low clearance rate, and had its highest positive values during spring and autumn. The energy budget or growth potential of bivalves has been applied to other economically important species. Data on the physiological parameters and scope for growth of S. broughtonii obtained in this study will be used to assess the carrying capacity for ark shell cultivation.

질소량, 온도, 수분포텐셜 조절에 따른 보리유묘의 질소흡수 및 체내동화 (N Uptake and Assimilation of Barley Seedlings as Affected by N Availability, Temperature and Water Potential)

  • 김석동;권용웅;소창호
    • 한국작물학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.458-465
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    • 1993
  • 양액재배를 통하여 질소가급도와온도 및 수분부족 조건에 따른 유모기 보리의 질소 흡수 및 동화와 생장의 변화를 조사하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 보리의 질소 흡수량은 양액의 질소가급도가 160ppm까지 높아질수록 증가하였으나 흡수된 질소의 동화는 80ppm에서 최고에 달하였고, 이보다 높아졌을 때는 체내에 무기능질소로 축적되었다. 2. 유묘기(3~4엽기)보리의 질소동화 및 건물생산은 엽중 질소농도가 약 3.4%일 때 최고에 달아혔다. 3. 유묘기 보리의 질소 흡수는 -2bar 이하의 수분 포텐셜 조건 또는 5$^{\circ}C$이하의 온도조건에서 현저히 감소하였다.

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관측자료 동화기법과 댐운영을 고려한 실시간 댐 수문량 예측모형 개발 (Development of Realtime Dam's Hydrologic Variables Prediction Model using Observed Data Assimilation and Reservoir Operation Techniques)

  • 이병주;정일원;정현숙;배덕효
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권7호
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    • pp.755-765
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 앙상블 칼만필터링 기법과 연속형 강우-유출모형을 연계한 SURF 모형과Auto ROM을 결합한 실시간 댐 수문량 예측모형(DHVPM)을 개발하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 충주댐 상류유역을 선정하였으며 2006~2009년 동안 연최대 유입량이 발생한 4개 사례를 선정하였다. 관측유량 자료동화 적용에 따른 선행시간 1시간 유입량에 대한 첨두유량 상대오차, 평균제곱근오차, 모형효율성계수를 산정한 결과, 2007년 첨두유량 상대오차 결과를 제외한 모든 사례에서 자료동화기법을 적용한 결과가 우수한 것으로 나타났다. 현시점으로 가정한 가상시점에서 예측 선행시간 10시간에 대해 유입량을 예측한 결과에서, 유역평균 강우량의 오차가 큰 경우에 대해 자료동화기법을 적용함으로써 예측 유입량의 오차가 줄어드는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 실시간 예측유입량의 정확도를 향상시키기 위해서는 관측유입량의 실시간 활용이 가능한 환경에서 자료동화기법을 연계한 유입량 예측모형을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

입자 필터를 이용한 월 물 수지 모형의 시간변화 매개변수 추정: 하천유량 자료의 동화 (Estimating time-varying parameters for monthly water balance model using particle filter: assimilation of stream flow data)

  • 최정현;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권6호
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    • pp.365-379
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    • 2021
  • 수문 모형 매개변수는 모형 모의에 필수적이며, 지형, 기후조건, 기후변화와 인간 활동으로 인해 시간에 따라 달라질 수 있다. 결과적으로 고정된 매개변수의 사용은 부정확한 하천유량 모의로 이어질 수 있다. 본 연구의 목표는 하천유량 관측자료를 이용하여 시간에 따라 변하는 매개변수를 추정하는 방법을 살펴보고, 하천유량 자료가 모형에 동화될 때 모의 효율성이 어떻게 변하는지 분석하는 것이다. 자료 동화 방법은 변화하는 다양한 환경에 적응하여 수문 모형의 매개변수를 자동으로 추정하기 위하여 사용될 수 있다. 입자 필터를 이용하여 하천유량 관측치를 2개 매개변수 월 물 수지 모형에 동화했다. 자료 동화 방법으로 시간변화 매개변수를 사용한 모의 결과는 SCEM 방법으로 고정 매개변수를 사용한 모의 결과와 비교되었다. 먼저 다양한 시나리오에 기반한 합성 실험을 수행하여 입자 필터 방법이 시간에 따라 변화하는 매개변수를 적절하게 추적할 수 있는지를 살펴보았다. 이후 실제 유역에 적용하여 시간에 따라 변화하는 매개변수와 고정된 매개변수를 사용하였을 때의 하천유량 예측성능과 비교하였다. 본 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. (1) 전체적인 월 하천유량 시계열의 예측성능은 입자 필터 방법과 SCEM 방법이 서로 비슷하였다. (2) 우기를 제외한 시기의 월 유출고 예측성능은 자료 동화 방법을 이용한 주기적으로 변화하는 매개변수에 의한 모의가 더 우수하였다. (3) 동화에 사용되는 하천유량 관측자료의 불확실성은 입자 필터의 하천유량 예측성능에 중요한 역할을 하였다.

엽형 및 $\textrm{CO}_2$ 이용효율에 따른 콩 입중별 이상초형 연구 (Ideal Leaf Type on Leaf Shape and $\textrm{CO}_2$ Use Efficiency of Different Seed Size Cultivar in Soybean)

  • 이강세;전병무;김영진;국용인;박호기;박문수
    • 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.

거제${\cdot}$한산만 양식굴 Crassostrea gigas의 에너지 전환 효율 (EFFICIENCY OF ENERGY TRANSFER BY A POPULATION OF THE FARMED PACIFIC OYSTER, CRASSOSTREA GIGAS IN GEOJE-HANSAN BAY)

  • 김용술
    • 한국수산과학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.179-183
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    • 1980
  • 거제${\cdot}$한산만 양식굴 Crassostrea gigas의 에너지 전환 효율을 추정하기 위하여 한 양성 기간인 1979년 7월부터 1980년 4일까지 성장도, 생식 물질 방출량, 패자 형성량, 호흡량, 집단 감모율에 대한 현지 생체 실측 조사를 행하였으며, 연체부의 물질 조성 및 에너지 함량, 패각의 유기 물질 및 생식 물질의 에너지 함량을 각각 측정하고, 호흡량에서 호흡 열량 계수를 사용하여 이화 에너지양을 계산하였다. 이상의 자료에서 동화 에너지양에 대한 연체부 에너지양의 비율로 순 에너지 전환 효율을 계산하고 동화 효율을 측정하여 섭취 에너지양에 대한 연체부 에너지양의 비율로 총 에너지 전환 효율을 계산하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 각고(SH) 및 연체부 건조 중량 (DW)의 반월령(t)에 따른 성장도; $$SH=6.33(1-e^{-0.2421(t+0.54)}),\;(0<\leqq10)$$ $$SH=4.44+0.14t,\;(10{\leqq}t{\leqq}20)$$ $$DW=0.608(1-e^{-0.2421(t+0.54)2.589}),\;(0 $$DW=1.53\times10^{-6}\times(4.44+0.14t)^{7.2},(10{\leqq}t{\leqq}20)$$ 2. 생식물질 방출량(G): $$G=0.0145+(3.95\times10^{-3}{\times}SH^{2.9861}$$ 3. 패각 형성량(SO); $$SO=0.000648{\times}SH^{2.527}$$ 4. 호흡량(R); $$log\;R=(0.0386T-0.5381)+(0.6409-0.0083T){\cdot}log\;DW$$ 5. 연체부 에너지 함량; 3.93(7월)-4.54(4월) Kcal/g, DW(질소 보정에 의한 계산값) 6. 생식 물질의 에너지 함량$(E_G)$: $$E_G,\;Kcal=\frac{1}{4}[0.0149SH^{2.961}+0.0547]$$ 7. 패각 유기물의 에너지 함량$(E_{so})$; $$E_{so},\;Kcal=0.00184SH^{2.527}$$ 8. 호흡 에너지 계수: 3.18(8월)-3.31(4월) cal/mg $O_2$ 9. 집단 총 감모율 : $36\%$ 10. 동화 효율 : $55.5\%(40\~70\%)$ 11. 순 에너지 전환 효율 : $28\%$ 12. 총 에너지 전환효율 : $15.28\%(11\~20\%)$.

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The Contribution of Molecular Physiology to the Improvement of Nitrogen Use Efficiency in Crops

  • Hirel, Bertrand;Chardon, Fabien;Durand, Jacques
    • Journal of Crop Science and Biotechnology
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    • 제10권3호
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    • pp.123-132
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    • 2007
  • In this review, we discuss the ways in which our understanding of the controls of nitrogen use efficiency applied to crop improvement has been increased through the development of molecular physiology studies using transgenic plants or mutants with modified capacities for nitrogen uptake, assimilation and recycling. More recently, exploiting crop genetic variability through quantitative trait loci and candidate gene detection has opened new perspectives toward the identification of key structural or regulatory elements involved in the control of nitrogen metabolism for improving crop productivity. All together these studies strongly suggest that in the near future nitrogen use efficiency can be improved both by marker-assisted selection and genetic engineering, thus having the most promise for the practical application of increasing the capacity of a wide range of economically important species to take up and utilize nitrogen more efficiently.

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메탄자화균 Methylosinus trichosporium OB3b의 성장 속도와 수율 : I. 실험적 고찰 (Growth Rate and Yield of a Methanotrophic Bacterium Methylosinus Trichosporium OB3b : I. Experimental Measurements)

  • 황재웅;송효학;박성훈
    • KSBB Journal
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    • 제13권4호
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    • pp.391-398
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    • 1998
  • The effect of culture medium copper availability on the specific growth rate(${\mu}$) and carbon conversion efficiency (CCE) was sutided for an obligatory methanotroph Methylosinus trichosporium OB3b under various combinations of carbon and nitrogen sources. Methane or methanol was used as a carbon source, and nitrate or ammonium was used as a nitrogen source. Medium copper availability determined the intracellular location or kind of methane monooxygenase (MMO), cell-membrane (particulate or pMMO) when copper was present and cytoplasm (soluble or sMMO) when copper was deficient. When methane was used as a carbon source, copper-containing medium exhibited higher ${\mu}$ and CCE than copper-free medium regardless of the kind of nitrogen source. When methanol was used as a carbon source, however, the effect of copper disappeared. Ammonium gave the higher ${\mu}$ and CCE than nitrate for both methane and methanol. Those observation suggest that there exist an important difference in energy utilization efficiency for methane assimilation between sMMO and pMMO.

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산마늘과 울릉산마늘 유묘의 생장특성 비교 (Comparison of Growth Performances in Seedling of Allium microdictyon Prokh. and Allium ochotense Prokh.)

  • 이경철;김하선;한상균;이경민
    • 현장농수산연구지
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    • 제19권1호
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    • pp.129-137
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    • 2017
  • This study was conducted to investigate of growth performances and net assimilation rate(NAR) of Allium microdictyon Prokh. distributed inland and Allium ochotense Prokh. originated Ulleung-do. The Allium microdictyon on the growth of 1-2 years showed the largest relative growth rate, and showed high relative growth from three to four years. Allium ochotense on the growth from one year to three years showed high relative growth rate. The T/R rate of Allium ochotense of 2~5years was in the range of 0.4~0.5. However, The T/R rate of Allium microdictyon was increased as increasing with age. This implies that Allium microdictyon was consumed more energy on growing subterranean part. The LWR of 1~3years old Allium ochotense. was showed more smaller than 4~5years old. It seems that the growth characteristics of Allium ochotense 1-3 years after sowing the leaf growth consume more energy than Allium microdictyon. Net assimilation rate(NAR) of Allium ochotense for 1-3 years after sowing was higher than that of Allium microdictyon. In this time, the material of Allium ochotense has a higher production efficiency can be seen indirectly.