• 한국농림기상학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.357-365
• /
• 2016

본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.

• 한국작물학회지
• /
• 제39권6호
• /
• pp.526-530
• /
• 1994

본 연구는 자연조건에서 생육된 벼를 수정 후 13일에서 15일에 일정한 환경조건으로 옮긴 다음 공기유입속도의 변화(200-280-360-440 ml/min.)에 따른 벼의 광합성 반응을 알아보기 위하여 진행되었다. 공기유입속도의 변화에 따른 경시적인 광합성반응에서, 기공전도율은 처리 후 초기에 급속히 감소한 다음 일정시간동안 동요되다가 약 1시간에서 1시간30분후에 평형상태에 도달되었다. 이와 유사한 변화는 탄소동화율에서도 찾아 볼 수 있었다. 기공전도율은 공기유입속도가 증가함에 따라 감소하였는데, 그 감소율은 탄소동화율에서 나타나는 감소율과 일치되는 경향이었다. 공기의 흐름을 분당 440 ml로 하여 전분이 축적되는 기간동안 처리하였을 경우, 전분덩어리들 간의 결합구조가 느슨하며 전분덩어리를 횡단하였을 경우에는 미세한 구멍이 발생됨을 관찰할 수 있었다. 이상에서 알 수 있는 것은 공기유입속도의 증가에 따른 기공전도율과 탄소동화율은 상호간 관계가 밀접함을 알 수 있으며 공기유입속토의 증가는 광합성과정에서 $CO_2$흡수 및 광합성의 최종산물인 전분구조에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

• 한국작물학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.313-319
• /
• 1992

토양수분 부족이 콩식물체의 엽운동, 광합성능, 증산량, 수량 및 관련 형질에 미치는 영향을 조사하기 위해서, '단엽콩', '방사콩', '보광콩', '무한콩'을 비닐하우스 내에 폿트 재배에서 2주간 단수처리하여 실험을 하였다. 1. 광합성능은 광량(0.887$^{**}$ ), 기공전도율(0.788$^{**}$ ) 및 엽온(0.744$^{**}$)과 고도의 유의적인 정 상관이 있었다. 2. 1일중 광량과 온도가 증가함에 따라 콩의 복엽중 중앙의 소엽은 측렬의 소엽에 비해 더 빨리 엽운동이 시작되고 광합성능이 높은 반면에 수광량, 엽온은 다소 낮았다. 3. 한발구에 비해 관수구의 광량은 358 umole $m^{-2}$ $s^{-1}$, 기공전도율은 0.2 mole $m^{-2}$ $s^{-1}$, 엽온은 9$^{\circ}C$, 증산량 3.7 mole $m^{-2}$ , 광합성능은 8.5 $CO_2$, $\mu$mole $m^{-2}$ $s^{-1}$이 각각 높았다. 4. 관수구에 비해 한발구의 수량 및 관련 형질이 다양하게 감소되었다 ; 개체당 건물중 8%, 개체당 근류중 7%, 근중 14%, 간장 3%, 분지수 7%, 경태 8%, 개체당 협수 17%, 개체당 립중 17%가 각각 감소되었다.

• 환경위생공학
• /
• 제16권3호
• /
• pp.28-33
• /
• 2001

Photosynthetic bacteria (PSB), strains IP-4 and IP-6-7 were isolated from nature, and were studied for swine wastewater treatment. It was confirmed that these PSB were very effective for the COD treatment. Growth of those PSB were increased to 4.5 fold in organic-acids (acetate, propionate and butyrate) added medium than cultivation in Lascelles basal medium and the amount of bacteriochlorophyll a were increased to 5 folds. The COD removal rate in swine wastewater using PSB, strains IP-4 and IP6-7 were obtained 91% and 85%, respectively.

• 한국작물학회지
• /
• 제51권4호
• /
• pp.303-309
• /
• 2006

The study examined the effects of $CO_2$ enrichment on growth of soybean (Glycine max). Two soybean varieties were used, Taekwang and Cheongja. The plants were grown in growth chambers with a 12-h photoperiod and a day/night temperature of $28/21^{\circ}C$ at the seedling stage and $30/23^{\circ}C$ from the flowering stage. The plants were exposed to the two elevated $CO_2$ levels of 500 and 700 ppm and the ambient level of 350 ppm. Results of the experiment showed that at the second-node trifoliate stage of the two varieties, the elevated $CO_2$ increased plant height, leaf area and dry weight. The elevated $CO_2$ also raised the photosynthetic rate of soybean as compared to the ambient level. From the beginning bloom stage to the full maturity stage of the two varieties, the elevated $CO_2$ increased plant height, leaf area, seed weight and photosynthetic rate. The stomatal conductance and transpiration rate decreased on long days relative to short days of treatment. Through the entire stages, the elevated $CO_2$ increased the water use efficiency of soybean plants because stomatal conductance and transpiration rate decreased at the elevated $CO_2$ levels relative to the ambient level.

• 한국환경과학회지
• /
• 제16권11호
• /
• pp.1313-1318
• /
• 2007

Illicium anisatum was bred under four different light intensity. Those condition were full sunlight(PPFD $1600{\mu} mol\;m^{-2}s^{-1}$), 30% treatment(PPFD $400{\mu} mol\;m^{-2}s^{-1}$), 50% treatment(PPFD $250{\mu} mol\;m^{-2}s^{-1}$) and 70% treatment(PPFD $100{\mu} mol\;m^{-2}s^{-1}$), respectively. Chlorophyll a and b were increased according to decrease of light intensity. Thirty percent and 50% treatment had not significant different in chlorophyll a and b. Thirty percent treatment was shown the best photosynthetic activity through invested photosynthetic rate, intercellular $CO_2$ concentration and water use efficiency. Photosynthetic activity trend of 50% treatment was similar to 30% treatment. Seventy percent treatment was shown the best photosynthetic activity at low light intensity but that was decreased to lower value than 30% and 50% treatment under high intensity. Control, bred full sunlight, was shown the worst photosynthetic activity at measured all light intensity. That result could imply that was caused by photo-inhibition because of long term exposed of shade tolerant plant at high light intensity. Leaf characteristics had not significant different in leaf length, width and area but leaf dry weight had similar trend to photosynthetic activity.

• Journal of Ecology and Environment
• /
• 제31권4호
• /
• pp.261-267
• /
• 2008

Growth and photosynthetic responses of one $C_3$ and two $C_4$ plants in the family Chenopodiaceae in three $CO_2$ concentration $([CO_2])$ conditions-low (about $243{\mu}mol\;mol^{-1}$, LC), present (about 378, PC), and high (about 465, HC)-were investigated in open top chambers. The relative growth rate (RGR) and net assimilation rate in the $C_3$ plant, Chenopodium album, increased with increasing $[CO_2]$, though the RGR was not enhanced significantly in the HC condition. The leaf area ratio and leaf weight ratio of the $C_3$ plant drastically decreased with increasing $[CO_2]$, suggesting that the $C_3$ plant invests more biomass to leaves in lower $[CO_2]$ conditions. The two $C_4$ plants, Atriplex glauca and A. lentiformis, showed relatively small changes in those growth parameters. These photosynthetic-pathway-dependent responses suggest that growth patterns of $C_3$ and $C_4$ plants have been altered by past increases in atmospheric $[CO_2]$ but that there will be relatively little further alteration in the future high-$CO_2$ world.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제14권3호
• /
• pp.442-449
• /
• 2004

Improving the light utilization efficiency of photosynthetic cells in photobioreactors (PBRs) is a major topic in algal biotechnology. Accordingly, in the current study we investigated the effect and suitability of photosynthetic pigment reduction for improving light utilization efficiency. The light-harvesting complex II (LH-II) genes of Rhodobacter sphaeroides were removed to construct a mutant strain with less pigment content. The mutant strain exhibited a slower growth rate than the wild-type under a low light intensity, while the mutant grew faster under a high light intensity. In addition, the specific absorption coefficient was lower in the mutant due to its reduced pigment content, thus it seemed that light penetrated deeper into its culture broth. However, the distance (light penetration depth) from the surface of the PBR to the compensation point did not increase, due to an increase in the compensation irradiance of the mutant strain. Experimental data showed that a reduced photosynthetic pigment content, which lessened the photoinhibition under high-intensity light, helped the volumetric productivity of photosynthetic microorganisms.

• Journal of Crop Science and Biotechnology
• /
• 제11권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2008

Functional stay-green is a beneficial trait that may increase grain yield through the sustained photosynthetic competence during monocarpic senescence in cereal crops. The temporal changes of photosynthesis and related characteristics throughout the grain filling period of a stay-green japonica rice "SNU-SG1" was compared in growth chamber conditions with three high-yielding cultivars(HYVs) and their $F_1$ hybrids with SNU-SG1. SNU-SG1 exhibited a typical characteristic of functional stay-green in terms of chlorophyll degradation and photosynthetic competence during grain filling. According to the photosynthesis-light response curve measured at 10 and 35 d after heading for the flag leaf, SNU-SG1 exhibited higher initial light conversion efficiency and thus higher gross photosynthetic rate at light saturation compared to HYVs. Light saturation point was not different among genotypes, ranging from 1000 to 1500 ${\mu}mol$ photon $m^{-2}s^{-1}$. Net photosynthetic rate at light saturation($P_{max}$) of the upper four leaves in SNU-SG1 was much higher and sustained longer throughout grain-filling than HYVs and $F_1$ hybrids. The sustained high photosynthetic competence of SNU-SG1 during grain filling was ascribed to the longer maintenance of high mesophyll conductance that resulted from not only high chlorophyll content and its delayed degradation but also the slow degeneration of photosystem II(PS II) as judged by chlorophyll fluorescence($F_v/F_m$) of flag leaves. $F_1$ hybrids showed slow degeneration of photosystem II similar to the male parent SNU-SG1 while chlorophyll degradation pattern close to female parents, thus exhibiting a little higher $P_{max}$ than female parents. These results suggest that SNU-SG1 has a typical functional stay-green trait that can be utilized for increasing rice yield potential through the improved dry matter production during grain filling.

• 임산에너지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.19-25
• /
• 2004

본 연구의 목적은 현재 산림쇠퇴 징후가 나타나고 있는 반월공단지역에 식재되어 있는 잣나무와 리기다소나무의 생장저하 실태와 광합성 특성을 밝히는데 있다. 이를 위해 안산시 전망대공원에 피해구를, 경기도 광주시에 소재하고 있는 경희대학교 연습림에 대조구를 선정하여 인공식재된 약 10년생의 잣나무와 리기다소나무 2수종을 비교하였다. 잣나무 및 리기다소나무 2수종 모두 피해구에서 생장량이 감소하였으며, 침엽의 잔존율도 저하하였다. 또한 2수종 모두 피해구에서 대조구에 비하여 순광합성속도가 저하하였고, 광-광합성곡선의 초기기울기인 양자수율도 저하하였다. 클로로필 a+b, b의 함량도 피해구에서 감소하였으며, 이 결과는 침엽의 연령이 증가함에 따라서 집광운반능력이 낮아져 침엽의 잔존율이 낮아지는 결과를 초래하였다고 생각된다. 이상의 결과로부터 최근 대기오염이 심한 반월공단지역에서 생육하고 있는 잣나무 및 리기다소나무의 생장감소 원인은 침엽의 클로로필 함량이 광화학계의 활성을 저하시켜 광합성 능력이 감소되어 최종적으로 생장감소를 초래한 것으로 판단된다.