• 제목/요약/키워드: Plant root zone

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The response of plants growing in a landfill in the Philippines towards cadmium and chromium and its implications for future remediation of metal-contaminated soils

  • Nazareno, Patricia Anne G.;Buot, Inocencio E. Jr.
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제38권2호
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    • pp.123-131
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    • 2015
  • During several visits to the Cebu City landfill in the Philippines, plants were observed growing within the area, including on top of the garbage piles. Studying the response of these plants is important in assessing which can be used in remediating metal contaminated soils. This study aimed to determine whether the plants in the Cebu City landfill excluded or accumulated cadmium (Cd) and chromium (Cr) in the plant tissues. The floristic composition of the landfill was analyzed prior to the sample collection. The samples were acid-digested before the desired elements were measured using atomic absorption spectrophotometry (AAS). The Cd and Cr concentrations in the plant root-zone soil were also measured using AAS. The results indicated that the landfill substrate was generally acidic based on the results of the pH measurement. Of the 32 plant species sampled, Cyperus odoratus showed potential for Cd uptake and internal transfer; Cenchrus echinatus, Vernonia cinerea and Terminalia catappa for Cr uptake, and Cynodon dactylon for Cr internal transfer. The plants in the landfill differed in their response towards the heavy metals. To confirm the behavior of C. odoratus towards Cd, and C. echinatus, C. dactylon, V. cinerea, and T. catappa towards Cr, controlled experiments are recommended, as the plant samples analyzed were collected from the field.

토마토 양액재배시 팽연화 왕겨 배지에 적합한 급액방법 개선 (Improvement of Method for Supplying the Nutrient Solution at Expanded Rice Hull Substrates during Hydrophonic Culture of Tomato Plants)

  • 김경희;임상현;김성일;유근창
    • 생물환경조절학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.101-105
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    • 2001
  • 팽연화왕겨 배지는 펄라이트와 수분특성이 달라서 펄라이트는 과채류 재배용 스티로폼베드에서 재배할 경우 1일 1.5~2.0L씩의 급액량을 1일 16회로 분할하여 급액한 처리에서 가장 좋은 생육을 보였으나 팽연화왕겨는 1일 16~24회로 분할 급액할 경우 높은 수량성을 보였다. 또한 토마토 재배시 정식 후 25일간 급액 EC를 높여줌으로써 우수한 생육 및 수량을 얻을 수 있었으며 초기 부숙이 급속히 진행되는 과정에서 발생되는 NO$_3$의 부족을 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

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Direct Multiple Shooting Induction of Taraxacum

  • Gou, Xiaoxia;Kim, Jae-Hak;Hong, Soon-Kwan
    • 한국자원식물학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.522-527
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    • 2009
  • Plants of the genus Taraxacum are well-known as a traditional herbal remedy with a long history, and they have also been extensively used as food, chemicals and cosmetics. In this study, four Taraxacum species distributed in Korea (T. mongolicum, T. officinale, T. mongolicum variation and T. officinale variation) were utilized for an efficient method for direct multiple shooting induction and regeneration, using leaf blade, transition zone, petiole and root as explants in MS media with various hormone concentration and combination. MS medium containing IAA 0.2 mg/L and TDZ 1.0 mg/L showed the highest induction frequency of all the hormone combinations. Besides, the induction of T. mongolicum variation was most effective comparing with the other three species by the average induction frequency of four explants. While the induction effect of leaf blade explant was more obvious than the other three explants. This system exhibited a rapid propagation of shoots from the leaf blade explants and makes it convenient to make use of these Taraxacum species to develop their diverse applications in the future.

시설 수경재배에서 FDR 센서를 활용한 근권 내 농도의 연속적 모니터링 방법 (Development of Continuous Monitoring Method of Root-zone Electrical Conductivity using FDR Sensor in Greenhouse Hydroponics Cultivation)

  • 이재성;신종화
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.409-415
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    • 2022
  • 식물의 생장과 발달은 지하부 환경에도 영향을 받으므로 근권 환경의 변수들을 관수전략의 수립에 고려하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 수분이동 특성이 다른 2종류의 암면배지에서 FDR센서를 활용하여 체적함수율(VWC)과 Bulk EC(ECb) 그리고 식물의 뿌리가 이용하는 Pore EC(ECp)에 대한 관계를 분석하고, 이를 활용하여 이용가능한 근권 환경 데이터 수집과 보정 방법을 확립하고자 진행되었다. 실험은 물리적 특성이 다른 2종류의 암면배지(RW1, RW2)를 사용하였다. FDR 센서를 활용하여 함수율(MC)과 ECb를 측정하였으며, ECp는 체적함수율(VWC) 10-100%에서 배지 중앙부위에 일회용 주사기를 이용하여 배지 잔류 양액을 추출 후 측정하였다. 이후 2종류 배지(RW1, RW2)에 서로 다른 농도(증류수, 0.5-5.0)의 배양액을 각 체적함수율 범위(0-100%)로 공급하여 ECb와 ECp를 측정하였다. RW1, RW2 배지에서 ECb와 ECp의 관계는 3차 다항식에 가장 적합하였다. 체적함수율(VWC) 범위 3차 다항식에 따른 ECb와 ECp의 관계는 낮은 체적함수율(VWC) 10-60% 구간에서 큰 오차율을 보였다. 체적함수율(VWC)범위에 따른 센서 측정값(ECb) 및 식물 뿌리가 이용하는(ECp)의 상관관계는 2종류 배지(RW1, RW2) 모두 Paraboloid 식에서 결정계수(R2) 값이 각각 0.936, 0.947로 가장 높았다.

식물생장촉진 근권미생물의 영향에 대한 연구 현황 및 전망 (Current Perspectives on the Effects of Plant Growth-promoting Rhizobacteria)

  • 후인르티엔투;전상은;김경태
    • 생명과학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.1281-1293
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    • 2019
  • 근권은 식물 뿌리와 토양 미생물이 서로의 신호를 주고 받으며 끊임없이 상호반응하는 역동적인 장소이다. 근권 주위에서 식물의 생장과 생산성에 유익한 토양 미생물을 식물생장촉진근권미생물(Plant Growth Promoting Rhizobacteria, PGPR)이라 칭하며, 이 PGPR은 식물 전 생장기간동안 생물학적 및 비생물학적 스트레스에 대한 저항성, 식물 호르몬 조절, 영양분의 흡수와 이용 등에 영향을 끼침으로써 식물의 생장과 발달, 면역, 생산력 등 중요한 생명 과정에 관여한다. 그리고, PGPR은 식물 생장을 유도하는 2차 대사산물이나 휘발성 유기 화합물을 생산하고, 식물의 뿌리 역시 식물 유해한 인자 혹은 병원성 인자에 대항하여 자신을 보호하거나 토양 성질 개선을 위해, PGPR을 유인하고 정착시키기 위한 물질을 생산, 분비한다. 그러므로, 식물과 PGPR 사이의 상호작용은 필수적이면서도 상호의존적이다. 현재까지, PGPR에 대한 많은 연구는 직간접적 개념에 대하여 공통적 또는 다양한 조건들에서 여러 방식으로 PGPR의 기능을 밝히는 방향으로 전개되어 왔다. 본 총설에서는 세포분열과 팽창, 분화에 의한 식물의 생장과 발달의 촉진, 식물생장조절인자와 호르몬의 유도, 영양물질의 고정, 용해, 무기화를 촉진하기 위한 PGPR의 역할과 전략을 소개하였다. 또한 PGPR와 토양 미생물군의 효과에 대한 현재까지의 연구 정보를 요약하였다.

온실내 근권부의 지중냉각부하 추정 (Estimation of Soil Cooling Load in the Root Zone of Greenhouses)

  • 남상운
    • 생물환경조절학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.151-156
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    • 2002
  • 지중냉각이나 양액냉각과 같은 근권부 냉각은 뿌리의 활력 증진, 양수분 흡수력의 향상, 작물체온의 강하 및 고온스트레스의 감소 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 또한 온실 전체를 냉방하는것 보다 경제적이다. 따라서 본 연구에서는 지중냉각시스템을 경제적인 고온극복 방법중의 하나로 생각하고, 기술을 체계화하기 위한 시도로 지중냉각시스템의 열전달 특성을 분석하여 냉각부하를 산정하기 위한 실험을 수행하였다. 지중열류 측정자료로부터 힘수비에 따른 토양의 열전도율을 분석하였으며, 함수비 19~36%의 범위에서 열전도율은 0.83~0.96W.m$^{-}$.$^{\circ}C$$^{-}$로 직선적인 증가를 보였다. 일사량, 지표온도 및 기온의 관측치로부터 일사량에 따른 지표온도 상승을 회귀분석한 결과 거의 직선적인 관계를 보였으며, 지표온도는 실내 수평면 일사량 300~800W.m$^{-2}$ 범위에서 작물이 없는 경우 3.5~7.$0^{\circ}C$,작물이 지표면을 거의 덮고 있는 경우 1.0~2.5$^{\circ}C$ 정도 기온보다 상승하는 것으로 나타났다. 실험자료를 이용하여 온실의 설계기온과 냉각설정 지온, 일사량 및 토양의 함수비에 따른 지중냉각시스템의 냉각부하를 구하였다. 실내일사량 300~600W.m$^{-2}$ , 토양함수비 20~40%의 범위에서 기온과 지온의 차이를 1$0^{\circ}C$로 유지하기 위해서는 46~59W.m$^{-2}$ 의 냉각열량이 필요한 것으로 나타났다. 보다 정확한 설계자료의 구축을 위해서는 다양한 조건별 실험을 추가로 수행해야 할 것으로 생각된다.EX>$\mu$$_{r}$′) and the dielectric loss ($\varepsilon$$_{r}$"/$\varepsilon$$_{r}$′) were increased. It was caused that the absorption characteristics of the absorber were improved. The conduction loss and magnetic loss were expected to be occurred together because two matching frequencies were shown with carbon addition. It was confirmed that the matching frequency of the microwave absorber could be controlled by controlling heat-treatment temperatures and carbon additions.ons.tions.加的)으로 되거나 과가황(過加黃)이 될 우려가 있는 제조공정(製造工程)에서는 흔히들 이 방법(方法)을 무시(無視)하고 있다. 여기서 강조(强調)해 두어야 할 것은 항상 제품(製品)의 외부(外部)를 완전(完全)히 가황(加黃)시킬 필요(必要)는 없다는 것이다. 다공성(多孔性)이나 기포생성(氣泡生成)을 조장(助長)하는 불량가황상태(不良加黃狀態)와 표면(表面)에서의 과가황상태간(過加黃狀態間)의 균형(均衡)을 취(取)해 줘야 하는데 물론(勿論) 이때는 가황시간(加黃時間)을 단축(短縮)시켜야 한다는 경제적(經濟的)인 측면(側面)도 아울러 고려(考慮)해야 한다. 이것은 고무기술자(技術者)가 당면(當面)해야할 과제(課題)

Nitrogen fixation, and growth characteristics of Three Legume cover crops in no-tillage paddy field

  • Cho, Young-Son
    • 한국작물학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.308-315
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    • 2003
  • A field experiment was conducted to investigate the performance of three legume species in a zero-tillage, non-fertilized rice field in a temperate zone. Before the experiment for 5 years, from 1995 to 1999, plant growth patterns of three legume species grown as over-wintering (October-May) cover crops on a paddy field were maintained to study N balance and $\textrm{N}_2$ fixation. Decrease in plant density accelerated from after winter to flowering from 1,090, 320, and 5 to 732, 232, and 6 plants $\textrm{m}^{-2}$ in Chinese milk vetch (CMV), white clover (WC), and hairy vetch (HV), respectively. Total dry weights of plants above-ground level were 0.05, 0.11, and 2.43 g $\textrm{plant}^{-1}$. in WC, CMV and HV respectively but steeply increased at ripening up to 0.77, 2.33, and 26 g $\textrm{plant}^{-1}$. The root dry weight of HV and CMV rapidly increased while in WC, root dry weight increased slightly towards flowering. The highest nodule numbers were recorded in CMV to April thereafter WC produced the highest. Nodule size was distributed within 7mm in CMV but it was larger in HV varying from 1 to 10mm. Shoot N (g $\textrm{m}^{-2}$) greatly increased from over-wintering to flowering in CMV, HV and WC and it ranged from 1.66, 0.5 and 1.92 to 12.6, 3.1 and 13.02 g $\textrm{m}^{-2}$, respectively. After wintering, the initial shoot N content (%) was more in CMV. Root N content (%) was constant or slightly decreased in HV and WC. Soil total N in the control plot (clean fallow) was the highest on Mar. 2 then decreased rapidly to flowering. Soil N content was constant in HV plots whereas it was low in WC plots for the entire growth period except just after winter. Maximum nitrogenase activities were 9, 37.8, and 131 mol $\textrm{C}_2\textrm{H}_4$ $\textrm{plant}^{-1}$ $\textrm{hour}^{-1}$. in CMV, HV, and WC, respectively. Nitrogenase activity showed a direct correlation with nodule number, size and fresh weight. As a cover crop preceding a rice crop, CMV is more suited to colder regions due to its earlier ripening characteristics. Hairy vetch and WC are recommended for regions with a mild winter and a long summer owing to their late ripening and great N fixation activity.

Evaluation of Glucose Dehydrogenase and Pyrroloquinoline Quinine (pqq) Mutagenesis that Renders Functional Inadequacies in Host Plants

  • Naveed, Muhammad;Sohail, Younas;Khalid, Nauman;Ahmed, Iftikhar;Mumtaz, Abdul Samad
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권8호
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    • pp.1349-1360
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    • 2015
  • The rhizospheric zone abutting plant roots usually clutches a wealth of microbes. In the recent past, enormous genetic resources have been excavated with potential applications in host plant interaction and ancillary aspects. Two Pseudomonas strains were isolated and identified through 16S rRNA and rpoD sequence analyses as P. fluorescens QAU67 and P. putida QAU90. Initial biochemical characterization and their root-colonizing traits indicated their potential role in plant growth promotion. Such aerobic systems, involved in gluconic acid production and phosphate solubilization, essentially require the pyrroloquinoline quinine (PQQ)-dependent glucose dehydrogenase (GDH) in the genome. The PCR screening and amplification of GDH and PQQ and subsequent induction of mutagenesis characterized their possible role as antioxidants as well as in growth promotion, as probed in vitro in lettuce and in vivo in rice, bean, and tomato plants. The results showed significant differences (p ≤ 0.05) in parameters of plant height, fresh weight, and dry weight, etc., deciphering a clear and in fact complementary role of GDH and PQQ in plant growth promotion. Our study not only provides direct evidence of the in vivo role of GDH and PQQ in host plants but also reveals their functional inadequacy in the event of mutation at either of these loci.

근권 환경부 측정장치를 이용한 지역별 관수제어 모델링 연구 (A Study on Modeling of Watering Control status by Regions Using the Measurement Device of the Ministry of Root Environment)

  • 정진형;조재현;김승훈;최안렬;이상식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.168-174
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    • 2021
  • 세계 농업 생산성 보고서에 따르면 현재 농업의 연평균 성장률은 1.63% 수준으로 2050년까지 증가하는 세계 인구 약 100억 명을 지원하기 위한 성장률 1.73% 보다 낮은 수준이며 이는 세계 농업의 생산성은 2050년까지 세계 인구의 식량, 사료, 바이오에너지 수요를 지속적으로 충족시킬 수 있을 만큼 증가하지 않고 있으며 미래의 식량난을 예고하고 있다. 본 연구는 농작물의 생산비용 감소, 생산량 증대, 품질 향상 등을 목적으로 국내 농가의 근권 환경 데이터 수집 후 데이터 분석을 통해 지역별 관수 제어 모델을 만들고 해당 지역에서 농사를 시작하는 농부들에게 조언을 줄 수 있는 모델을 제시하는 것을 목적으로 진행되었다. 본 연구에서 제시하는 관수제어 모델링은 시간의 흐름 및 기후에 따른 근권 환경 변화로 인한 배지무게·급액량·배액량의 변화를 그래프 모형으로 나타내는 것을 의미한다. 관수제어 모델링을 위해 근권 환경부 측정 장치를 통해 충정남도 논산, 부여, 예산 지역의 3~6월 근권환경 데이터 및 배지무게·급액량·배액량의 변화에 대한 데이터를 수집했으며 수집된 데이터를 통해 관수제어 모델도출을 위한 매개변수 설정하고 매개변수를 통해 시간의 흐름에 따른 무게·급액량·배액량의 변화를 확인 할 수 있는 관수제어 모델을 도출했다.

주요 밭작물의 생육단계에 따른 관개 스케줄링의 효율성 평가 (Quality Evaluation of Irrigation Scheduling on Upland Crops by Crop Development Rates)

  • 김동현;김종순;권순홍;박종민;최원식;권순구
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.333-341
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    • 2021
  • Irrigation scheduling is a water management strategy of applying the proper amount of water in a plant's root zone at the right time to maximize profit. We conducted an experimental evaluation of the response of soybean, sorghum, and sesame to an irrigation scheduling scheme. The soil water contents were adjusted in the root zone between 20% and 28% to reflect changes in crop water consumption. The other ones fixed at 25% during the whole growing season were compared to evaluate the effectiveness of irrigation scheduling. Surface drip irrigation (SDI) were employed as an irrigation method. For all three crops, the evapotranspiration (ET) was the greatest at flowering stage (6.93 mm), followed by vegetative growth stage (5.00 mm) and maturity stage (2.53 mm). The irrigation amount was significantly reduced by 21.8% (soybean), 22.2% (sorghum), and 16.1% (sesame), respectively, compared with the ones at constant soil water content treatment. Their water use efficiency (WUE) were also much higher than the controls: 2.65-fold increase at soybean, 1.82-fold increase at sorghum, and 1.47-fold increase at sesame. These results showed that an effective irrigation scheduling on upland crops (soybean, sorghum, sesame) could increase crop yield while minimizing water use.