한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.281-281
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2017
Recently, global warming by greenhouse gas effect is getting danger and danger for human life and agriculture at present. In Indonesia, according to heavy rain in the agriculture land is often covered by excess water in result crop growth would be affected negative. This water stress triggers roots failure in anaerobic condition for upland crop because of limiting roots respiration. Chili pepper grows in upland sometimes in touch with waterlogging due to rainfall and /or over flow water from river in Indonesia. In this case, roots growing is inhibited by effect of shortage of oxygen at root cap. Therefore, the objective of this study is to observe the plant behavior in waterlogging using mahor local genotypes (Ferosa, Laris, Romario) in Sumatra. The experiment was kept by at 1cm depth water above the soil surface as a waterlogged treatment for ---days. As a result, waterlogging affected plant growth of chili negatively, especially for roots growth. Almost roots were getting bad and changed color for brown during waterlogging. A significant negative effect for nutrient absorption by roots was found in dry weight of all varieties during waterlogging. Dry weight of roots was decreased by 81.4% and 67.6%, and those of aerial part decreased by 74% and 67.2% compared with control in Ferosa and Romario at 1week after treatment. On the other hand, dry weight of roots was decreased only 35% in Laris. Therefore, Laris has a tolerance for waterlogging compared to with other varieties. Also, Laris in SPAD value was kept initial level during waterlogging however those of Ferosa and Romario decreased. Finally, due to impact of waterlogging, it may be the roots become failure because of less aerenchyma formation under anaerobic condition. We need confirm aerenchyma formation morphologically in the future.
본 연구는 휴대용 광합성측정장치(CIRAS-2, PPS, UK)를 이용하고, 토양 수분조건에 따른 섬기린초의 생리특성을 파악하였다. 섬기린초의 광합성 속도, 식물수분이용효율, 호흡속도 등 측정을 통하여 섬기린초의 생장에 가장 적합한 광도와 토양 수분범위를 명확하게 파악하였다. 광도에 따른 광합성 속도가 증가하였고, $600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 경우에서 최고점에 도달한 후 그 이후 감소하는 경향을 나타났다. 토양 수분 조건에 따른 섬기린초의 광합성 속도과 식물수분이용효율은 수분함량 11.31%에서 가장 높은 값을 보였으며, 호흡속도는 수분함량 7.91%에서 가장 높은 값을 나타냈다. 그 결과에 의하면, 섬기린초는 가장 적합한 광도 범위가 $600{\sim}1,200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$이고, 수분 범위가 7.09~11.31%이다.
Proctor, John T.A.;Palmer, John W.;Follett, John M.
Journal of Ginseng Research
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제34권3호
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pp.175-182
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2010
North American ginseng seedlings (Panax quinquefolius L.) were grown in pots in heated greenhouses, in a cool greenhouse, or in the field, in 11 experiments at various times over 16 years. Crop establishment, dry matter partitioning, photosynthesis, radiation use efficiency and carbon budget were measured and/or calculated in some years. Once the seedling canopy, of about $20\;cm^2$ per seedling, and a leaf area index of 0.37, was established, about 40 days after germination, full canopy display lasted about 87 days. Only 16.6% of the incoming solar radiation was intercepted by the crop, the remainder falling on the mulched soil surface. Total and root dry matter accumulations in the cool greenhouse and in the field were about double that in the heated greenhouses. Partitioning of dry matter to roots (economic yield or harvest index) in the cool greenhouse and in the field was 73% whereas it was 62.5% in the heated greenhouses. The relationship between root dry matter and radiation interception during the full canopy period was linear with growth efficiencies of $2.92\;mg\;MJ^{-1}$ at 4.8% of incoming radiation and $0.30\;mg\;MJ^{-1}$ at 68% of incoming radiation. A photosynthetic rate of $0.39\;g\;m^{-2}\;h^{-1}$ was attained at light saturation of about $150\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ (7.5% of full sunlight); dark respiration was $0.03\;g\;m^{-2}\;h^{-1}$, about 8.5% of maximum assimilation rate. Estimates of dry matter accumulation by growth analysis and by $CO_2$ uptake were similar, 6.21 vs. 7.62 mg $CO_2$, despite several assumptions in $CO_2$ uptake calculations.
Chinese fir (Latin name: Cunninghaimia lanceolata) is one of the major commercial coniferous trees. Most of Chinese fir forests are managed in successive rotation sites, which lead productivity to decline. Autotoxicity is the important reason for soil degradation of Chinese fir plantation, especially, phenolic acids are considered as the major allelopathic toxins which induce autotoxicity in Chinese fir rotation stands. We performed here proteomic approach to investigate the response of proteins in Chinese fir leaves to salicylic acid. The tube plantlets of Chinese fir clone were treated with 120 mg/L salicylic acid for 1, 3 and 5th day. 2-DE, coupled with MALDI-TOF-TOF/MS, was used to separate and identify the responsive proteins. We found 12, 7, and 12 candidate protein spots that were up- or down-regulated by at least 2.5 fold after 1, 3, and 5th day of the stress, respectively. Of these protein spots, 16 spots were identified successfully. According to the putative physiological functions, these proteins were categorized into five classes (1) the proteins involved in protein stability and folding, including 26S proteome, Grp78, Hsp70, Hsp90 and PPIase; (2) the protein involved in photosynthesis and respiration, including OEC 33 kDa subunit, GAPDH; (3) the protein related to cell endurance to acid, F-ATPase; (4) the protein related to cytoskeleton, tubulin; (5) the protein related to protein translation: prolyl-tRNA synthetase. These results give new insights into autotoxic substance stress response in Chinese fir leaves and provide preliminary footprints for further studies on the molecular signal mechanisms induced by the stress.
본 연구는 구상나무림(Abies koreana Wilson)의 현지본전(現地保全)을 위한 종합적 연구의 일부분으로서, 지리산(智異山) 반약봉(般若峰) 지역의 구상나무림에서 식생유형별(植生類型別) 유수발생현황(維樹發生現況)을 파악하고, 타감작용(他感作用)을 통한 추수형성저해(推樹形成沮害) 효과(效果)가 존재(存在)하는지 확인(確認)하기 위해, 직생구성(植生構成)과 추수발생(推樹發生)과의 관계, 잎조직과 토양부식질(土讓腐蝕質) 중의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)이 구상나무의 종자발아(種子發芽)와 외생균근균(外生菌根菌)의 호흡활성(呼吸活性)에 미치는 타감효과(他感效果)를 조사하였다. 1996년 5월부터 8월까지 반야봉 해발 1400~1700m의 지역에서 20개의 $10m{\times}10m$ 크기의 방형구를 설치하여, 천연하종량(天然下種量)과 식생(植生)을 조사하였다. TWINSPAN을 이용하여 구분된 식생류형별(植生類型別)로 토양 부식질을 채취하고, 현지에 출현빈도(出現頻度)가 높은 5종의 목본식물의 잎을 채취하여 타감작용 시험에 사용하였다. 부식질 중의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)은 HPLC를 사용하여 수용성 phenol화합물의 양을 정량(定量)하였다. TWINSPAN에 의한 분류분석 결과 조사지역의 구상나무림은 구상-미역줄, 구상-신갈, 구상-철쭉, 구상-산철쭉 군락으로 분류되었으며, 이 중 구상-신갈군락과 구상 철쭉 군락은 조릿대의 유무에 따라 하부군락(下部群落)으로 분류되었다. 조사지역의 구상나무의 천연하종량(天然下種量)은 1995년 9월~10월 사이에 $230,000{\pm}90,0000$립/ha이었고, 발아율(發芽率)은 25%이었다. 1996년에 조사된 표고 5cm이하 유묘(幼苗)의 밀도(密度)는 평균 52,000본/ha이었으나, 묘고 5cm이상의 유묘의 밀도는 4,000본/ha로 감소하였다. 유묘의 밀도는 식생유형별로 큰 차이를 보여서 구상-신갈-조릿대 군락의 유묘의 수는 구상-신갈-철쭉 군락의 7%에 불과하여, 조릿대로 인하여 급격히 감소하였다. 털진달래와 조릿대의 잎 추출물은 구상나무의 종자발아(種子發芽)를 유의(有意)하게 저해(沮害)하였으며, 구상-신갈-조릿대 군락의 부식질 추출물도 구상나무의 종자발아(種子發芽)를 81%까지 유의하게 저해하였고, 조사지에서 분리배양된 두 종의 외생균근균(外生菌根菌)중에서 젖버섯 균사의 호흡속도(呼吸速度)를 유의하게 19% 감소(減少)시켜서 조릿대에 타감효과(他感效果)가 있다고 생각된다. 구상 신갈 조릿대 군락의 부식질에서 7가지 수용성(水溶性) phen이 화합물을 추출하여 동정하였는데, 추출물 중에서 수용성 페놀화합물인 p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, syringic acid가 유의하게 높았다. 특히 p-hydroxybenzoic acid는 조릿대 뿌리에 4.2ppm으로 존재하고, 조릿대 군락의 부식질에서 16.5ppm으로 발견되었으며, 종자발아 저해효과와 유의한 부(負)의 상관(相關)(r= -0.79, p<0.05)을 나타내어 주된 타감물질인 것으로 생각된다.
바이오 그린 기능수는 지하수 순수화$\longrightarrow$처리 촉매제 첨가$\longrightarrow$에너지 imprinting$\longrightarrow$여과 과정을 거쳐 제조되는 미약 에너지 발생 신소재로서 10년생 사과 쓰가루/M26 품종의 수관하부에 1995년 4월 20일, 5월 20일 및 6월 20일 ‘바이오 그린’ 기능수를 주당 0, 5, l0$\ell$씩 관주 처리하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 사과원 토양의 화학적 특성에 있어서 무처리구의 pH 5.73에 비하여 기능수 처리구는 pH 6.31-6.43이었고, 기능수 처리에 의하여 치환성 Ca 및 Mg 함량이 증가되었다. 한편 P$_2$$O_{5}$, K 및 B 함량은 차이가 인정되지 않았다. 기능수 처리에 의하여 수확기 사과 과실의 당함량과 과피의 안토시아닌 함량이 증가되었고, Ca 함량이 현저히 증가되었다. 그러나 N, K, Mg는 처리간에 차이가 없었다. 기능수가 처리된 사과의 수체특성에 있어서 뿌리활력과 잎의 광합성 능력이 향상되었다. 과실 저장중 (4$^{\circ}C$) 기능수 처리구의 과실은 고두병 발생이 현저히 감소되었고, 호흡과 에틸렌 발생량이 상대적으로 적었으며, 높은 과실 경도를 나타냄으로써 과실 저장력이 향상되었다.
외부일사량이 약 8800W·m-2일 때 90% 수시차광의 시설 내부 일사량은 약 360W·m-2 수준 이었으며 40% 차광은 약 500W·m-2, 무차광은 690W·m-2 수준으로 90% 수시차광이 가장 낮았다. 기온은 무차광이 최고 43.3℃로 가장 높은 수준이었으나 90% 차광은 37.9℃, 40% 차광은 40.6℃이었다. 지온은 90% 차광이 다른 처리구에 비해 2~4℃ 낮은 26.6~28.4℃이었다. 최저 상대습도는 무차광이 33%로 극한 건조 상태를 보였으나 90% 차광은 43%로 다소 상대습도가 높았다. 엽기온차에 의한 stress정도는 무차광이 가장 높았으며, 광합성율은 90% 차광이 다른 처리에 비하여 가장 높았다. 수시차광에 따른 오이 재배 환경의 차이는 오이 생육에도 영향을 미처 90% 수시차광에서 오이 세 품종 모두 생육 및 수량이 타 처리에 비하여 양호하였다.
HadGEM2-CC 모델에서의 $CO_2$ 농도증가에 대한 RCP 시나리오의 결과는 21세기 말 전 지구 연평균 기온과 강수 증가가 전망되고 이에 따라 식물의 생산량 및 호흡량 증가가 전망된다. 20세기 말 일차생산량(GPP와 NPP), 호흡량, LAI가 21세기 말 기온 증가에 따라 증가하는 점은 기존의 Shao et al. (2013)와 유사하였다. 특히 이전 연구와 유사하게 21세기 말 일차생산량과 호흡량은 고위도보다 열대 저위도 지역에서 증가량이 더 컸다. 기온이 상승하고 강수량이 증가하면서 식생이 자라지 않던 나지 면적이 감소하였고, 이에 따른 식생 면적 증가는 식생의 생산량(GPP, NPP) 증가로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 C3 초지, 활엽수의 면적 증가가 뚜렷하였다. 이는 Beck and Goetz (2011)에서 언급한 대로 온난화에 따른 식생 면적 증가가 식생 생산성과 연관되어 $CO_2$ 흡수작용을 강화하는 데 기여할 수 있음을 의미한다. Shao et al. (2013)에 따르면 21세기 말 누적 NEE는 증가가 전망되고 이는 특히 열대와 고위도 지역이 주요 흡수원으로 작용하였기 때문으로 그 원인을 설명하였다. 본 연구에서 사용된 HadGEM2-CC에서는 전 지구 평균적으로 NEE 흡수가 증가하는 경향은 동일하게 전망하며, 이는 열대보다는 북반구 고위도지역인 유라시아와 북미 대륙에서 증가한 흡수가 그 원인으로 분석되었다(Fig. 8). 앞서 Mynenl et al. (1997)에 따르면 기온상승에 따라 식생의 광합성활동, 생장시기 길이와 시작시기의 당겨짐을 보고하였다. 본 연구 실험에서도 이와 유사하게 미래에 기온 상승에 따라 식생 성장 기간이 길어지고 LAI도 증가하며 식생 지대가 점차 고위도로 북상할 것을 전망하였다(Figs. 5, 12b). 이에 따라 육상 생태계의 $CO_2$ 흡수량은 20세기 말보다 21세기 말에 증가하였고 우리나라가 속해있는 동아시아지역($90^{\circ}E{\sim}140^{\circ}E$, $20^{\circ}N{\sim}60^{\circ}N$)은 기온, 강수뿐 아니라 $CO_2$ 흡수량도 같은 위도대의 전 지구 동서평균보다 크게 모의되었다. RCPs에 따른 흡수율은 21세기 중반까지는 대기 중 이산화탄소 농도 변화율과 유사한 경향을 보이는데 RCP 8.5에서는 21세기 후반에 흡수 증가율이 감소하며 이는 Liddicoat et al. (2013) 에서 보인것과 유사하다. 하지만 대기 중 $CO_2$의 증가와 식생분포 지역의 확대에도 불구하고 21세기 말 육상생태계의 순생태계흡수량은 크게 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 기온 상승이 크게 일어난 21세기 후반부터 토양 호흡의 급격한 증가로 인하여 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력은 감소한 것에 기인하였다. 향후 본 연구결과의 유의성을 확보하기 위해 다양한 모델의 자료를 추가할 필요가 있다. Shao et al. (2013)에 따르면 미래 탄소 흡수 전망에 있어 전 지구 및 위도별 모의 결과가 모델마다 매우 다양한데 이는 지면생태모형 간의 식생역학, 물리과정의 차이로 해석된다. 미래 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력의 변화와 기후변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다른 모델의 자료를 이용한 불확실성을 정량화 하는 것이 필요하며 이는 전 지구 및 지역별 탄소 순환 이해를 높이는 데 기여할 것이다.
종자에 osmoconditioning처리하여 포장 입묘율을 안정화함으로써 생력재배의 기초로 활용하 기 위하여 벼, 보리 및 밀 종자에 PEG를 처리하여 발아, 유묘생장성 및 포장 입묘율에 미치는영향을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수분흡수율은 보리가 가장 높았고 벼가 가장 낮았으며 보리에서는 PEG 처리 종자가 무처리 종자보다 훨씬 높았으나 벼와 밀은 농도간 큰 차이가 없었다. 2. 종자호흡량은 PEG 처리 종자가 무처리 종자 에 비하여 낮았고 보리와 밀의 호흡량이 벼 보다 훨씬 높았으나 PEG 처리 농도가 높아질수로 벼는 점차 증가하였다. 3. 전체 평균 발아율은 PEG 처리 종자가 무처리 종자보다도 높았으나, 무처리 종자의 발아율이 원래 높았던 벼에서는 PEG처리 효과가 뚜렷하지 않았지만 무처리 종자의 발아율이 낮았던 보리 에서는 효과가 컸다. 4. 노후화 처리로 종자의 발아율은 낮아 졌으나 재 PEG 처리할 때는 발아율이 급속히 회복되었다. 5. PEG 처리 후 PVP와 waterlock를 재 coating한 종자에서는 coating polymer의 영향이 PEG처리보다도 더 크게 나타났고, 보리 밀과는 달리 벼에서는 polymer에 따라 품종간 특이 한 발아양상을 보였다. 6. PEG처리로 발아소요시간은 벼, 보리 및 밀에서 크게 단축되었고 PEG처리 농도간 차이는 뚜렷하지 않았다. 7. PEG 처리로 초장은 벼에서는 더 커졌지만 보리와 밀에서는 품종간 각각 다양한 결과를 보였고, PEG 처리 후 polymercoating 종자에서도 polymer에 따라 각각 달랐다. 8. 건물중은 작물별로 각각 달랐는데 벼와 밀에서는 PEG 농도 차이가 없었고 보리 에서는 PEG 처리 농도가 점차 높아질수록 증가하였다. 9. 포장출아율은 PEG처리 종자가 훨씬 높았는데 농도가 높아질수록 감소하였고, 벼는 토양수분함량 90%에서, 보리 와 밀은 각각 50, 70%에서 가장 높았다. 10. 포장 출아 소요시간은 벼가 보리와 밀보다도 훨씬 길었고 벼에서는 도장 수분함량이 높을수록, 보리와 밀에서는 낮을수록 단축되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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