• 제목/요약/키워드: flood stress

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Differences in Flood-Stress Tolerance among Sprout Soybean Cultivars

  • Cho, Jin-Woong
    • 한국작물학회지
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    • 제58권2호
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    • pp.190-195
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    • 2013
  • In this study, the response of 22 soybean cultivar sprouts to flooding stress was investigated. After sprouts were subjected to flooding stress for 10 days at the V4-V5 growth stages, their dry weights were compared. All plants were kept in a greenhouse under natural light conditions, an average daytime temperature of $35.6{\pm}5.3^{\circ}C$ and an average nighttime temperature of $18.2{\pm}1.7^{\circ}C$. Soybeans were grown in a concrete bed filled with silt loam soil. Subjecting plants to flooding stress resulted in a large reduction in plant dry weight, plant height, number of nodes, and number of leaves. Cultivars differed significantly in their responses to flooding stress, as indicated by these characteristics (p<0.05). Soybean cultivars were classified into three groups based on their degree of flood tolerance: strong, moderate, and weak. Hannamkong, Namhaekong, Sobaegnamulkong, and Sorogkong had strong tolerance for flood conditions. Tawonkong, Pureunkong, Eunhakong, Myeongjunamulkong, Doremikong, Saebyeolkong, Paldokong, Sowonkong, Pungsannamulkong, Dagikong, Dachaekong, and Anpyeongkong had weak tolerance for flood conditions.

Enhancement of flood stress tolerance for upland-adapted cereal crops by the close mixed-planting with rice

  • Iijima, Morio;Awala, Simon K;Hirooka, Yoshihiro;Yamane, Koji
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.44-44
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    • 2017
  • Recently, the occurrences of extreme flooding and drought, often in the same areas, have increased due to climate change. We tested the hypothesis that wetland species could help upland species under flood conditions; that is, the roots of wetland crops may supply $O_2$ to the roots of upland crops by a series of experiments conducted in both humid Japan and semi-arid Namibia (See Iijima et al, 2016 and Awala et al, 2016). Firstly, flooding tolerance of upland-adapted staple crops-pearl millet (Pennisetum glaucum) and sorghum (Sorghum bicolor) mix-cropped with rice (Oryza spp.) was investigated in glasshouse and laboratory experiments in Japan. We found a phenomenon that strengthens the flood tolerance of upland crops when two species-one wetland and one drought tolerant-were grown using the mixed cropping technique that results in close tangling of their root systems, hereinafter referred to "close mixed-planting". This technique improved the photosynthetic and transpiration rates of the upland crops subjected to flood stress ($O_2$-deficient nutrient culture). Oxygen transfer was suggested between the two plants mix-cultured in water, implying its contribution to the phenomenon that improved the physiological status of upland crops under the simulated flood stress. Secondly, we further tested whether this phenomenon would be expressed under field flood conditions. The effects of close mixed-planting of pearl millet and sorghum with rice on their survival, growth and grain yields were evaluated under controlled field flooding in semi-arid Namibia during 2014/2015-2015/2016. Single-stand and mixed plant treatments were subjected to 11-22 day flood stress at the vegetative growth stage. Close Mixed-planting increased seedling survival rates in both pearl millet and sorghum. Grain yields of pearl millet and sorghum were reduced by flooding, in both the single-stand and mixed plant treatments, relative to the non-flooded upland yields, but the reduction was lower in the mixed plant treatments. In contrast, flooding increased rice yields. Both pearl millet-rice and sorghum-rice mixtures demonstrated higher land equivalent ratios, indicating a mixed planting advantage under flood conditions. These results indicate that mix-planting pearl millet or sorghum with rice could alleviate flood stress on dryland cereals. The results also suggest that with this cropping technique, rice could compensate for the dryland cereal yield losses due to field flooding. Mixed cropping of wet and dryland crops is a new concept to overcome flood stress under variable environmental conditions.

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Inoculation with Indole-3-Acetic Acid-Producing Rhizospheric Rhodobacter sphaeroides KE149 Augments Growth of Adzuki Bean Plants Under Water Stress

  • Kang, Sang-Mo;Adhikari, Arjun;Lee, Ko-Eun;Khan, Muhammad Aaqil;Khan, Abdul Latif;Shahzad, Raheem;Dhungana, Sanjeev Kumar;Lee, In-Jung
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권5호
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    • pp.717-725
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    • 2020
  • The use of plant growth-promoting rhizobacteria is economically viable and environmentally safe for mitigating various plant stresses. Abiotic stresses such as flood and drought are a serious threat to modern agriculture. In the present study, the indole-3-acetic acid-producing rhizobacterium R. sphaeroides KE149 was selected, and its effects on the growth of adzuki bean plants under flood stress (FS) and drought stress (DS) were investigated. IAA quantification of bacterial pure culture revealed that KE149 produced a significant amount of IAA. Moreover, KE149 inoculation notably decreased stress-responsive endogenous abscisic acid and jasmonic acid and increased salicylic acid in plants under DS and FS. KE149 inoculation also increased proline under DS and methionine under FS. In addition, KE149 inoculation significantly increased the levels of calcium (Ca), magnesium (Mg), and potassium (K) while lowering the sodium (Na) content in the plant shoot under stress. KE149-treated plants had markedly greater root length, shoot length, stem diameter, biomass, and higher chlorophyll content under both normal and stressed conditions. These results suggest that KE149 could be an efficient biofertilizer for mitigating water stress.

하류하천의 영향 최소화를 위한 보조 여수로 최적 활용방안 검토 (The Optimal Operation on Auxiliary Spillway to Minimize the Flood Damage in Downstream River with Various Outflow Conditions)

  • 유형주;주성식;권범재;이승오
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.61-75
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    • 2021
  • 최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 집중호우의 영향 및 기존 여수로의 노후화에 대비하여 홍수 시 하류 하천의 영향을 최소화할 수 있는 보조 여수로 활용방안 구축이 필요한 실정이다. 이를 위해, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 보조 여수로 운영에 따른 흐름특성 변화 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 여수로에서의 흐름특성 및 기능성에 대한 검토를 수행하였을 뿐 보조 여수로의 활용방안에 따른 하류하천 영향 검토 및 호안 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존 여수로 및 보조 여수로 방류 조건에 따른 하류영향 분석 및 호안 안정성 측면에서 최적 방류 시나리오 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 FLOW-3D 수치모의 수행을 통한 유속, 수위 결과와 소류력 산정 결과를 호안 설계허용 기준과 비교하였다. 수문 완전 개도 조건으로 가정하고 계획홍수량 유입 시 다양한 보조 여수로 활용방안에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 보조 여수로 단독 운영 시 기존 여수로 단독운영에 비하여 최대유속 및 최대 수위의 감소효과를 확인하였다. 다만 계획홍수량의 45% 이하 방류 조건에서 대안부의 호안 안정성을 확보하였고 해당 방류량 초과 경우에는 처오름 현상이 발생하여 월류에 대한 위험성 증가를 확인하였다. 따라서 기존 여수로와의 동시 운영 방안 도출이 중요하다고 판단하였다. 여수로의 배분 비율 및 총 허용 방류량에 대하여 검토한 결과 보조 여수로의 방류량이 기존 여수로의 방류량보다 큰 경우 하류하천의 흐름이 중심으로 집중되어 대안부의 유속 저감 및 수위 감소를 확인하였고, 계획 홍수량의 77% 이하의 조건에서 호안의 허용 유속 및 허용 소류력 조건을 만족하였다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 보조 여수로 활용방안으로는 기존 여수로와 동시 운영 시 총 방류량에 대하여 보조 여수로의 배분량이 기존 여수로의 배분량보다 크게 설정하는 것이 하류하천의 영향을 최소화 할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 본 연구는 여수로 방류에 따른 대안부에서의 영향에 대해서만 검토하였고 수문 전면 개도 조건에서 검토하였다는 한계점은 분명히 있다. 이에 향후에는 다양한 수문 개도 조건 및 방류 시나리오를 적용 및 검토한다면 보다 효율적이고, 효과적인 보조 여수로 활용방안을 도출이 가능할 것으로 기대 된다.

직무스트레스의 대처전략에 관한 연구 (A Study on the Coping Strategy of Job Stress)

  • 송원섭;김재봉
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제19권39호
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    • pp.177-192
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    • 1996
  • The organization of business included many a factors that gave rise to the stress. The modem peoples in this organization lived in the flood of the stress. Job stress was an important factors which injured of the employee health, the employee health injured reduce the organizational function. The factors such as personal differences, stressors, personality, cognitive traits etc. should be considered in the study of job stress. The cognitive appraisal is an important factor in the study of job stress and a process of coping strategy. Job stress can be controlled and coped by organizational and personal ability. The coping strategy of job stress is also determined by the personal differences rather than by the intensity of stress symptoms. In copying the stress, to be considered the factors such as interpersonal correlation, organizational climate, career development, job redesign, selection and placement, training. However, these factors should be managed in the scientific, objective, reasonable manner effectively.

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지하공간하부 지하저류공동에서의 필라 보강효과에 관한 수치해석적 연구 (A numerical study of pillar reinforcing effect in underground cavern underneath existing structures)

  • 서형준;이강현;한신인;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.453-467
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    • 2012
  • 공간이 한정된 도심지에서 인구가 밀집되는 가운데 도심의 복합지하공간에 대한 개발은 날로 늘어나고 있다. 이러한 가운데 홍수피해의 90% 이상이 도심지 홍수피해라고 할 만큼 도심지의 수재해에 대한 대비가 필요한 실정이다. 이러한 요구에 따라 도심지 복합지하공간 하부에 지하저류공동 시설물을 시공하여 도심지 홍수피해 시 복합지하공간에 대한 안정성을 확보하고자 한다. 지하저류공동에서 저장된 빗물을 원활히 제어하기 위해서는 한 개의 공동보다 다수의 저류공동 시설로 설계하는 것이 유리하다. 다수의 저류공동으로 시공을 할 경우 공동과 공동 사이의 필라 구조물에 상부의 하중이 집중되기 때문에 필라 구조물에서 안정성 확보 방안이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 필라부의 안정성을 확보하기 위한 필라부 보강공법을 개발하였다. 필라부 보강공법은 철근과 PC강연선으로 구성된 보강재를 필라부에 삽입한 후 가압 그라우팅을 하고, 프리스트레스를 가하는 공법이다. 따라서 기존의 프리케스트 콘트리트 구조물로 필라부를 보강하는 것과 달리 원지반을 직접 보강하는 공법으로 원지반의 강도를 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있다. 먼저, 가압 그라우팅을 하였을 경우 지반 보강효과뿐만 아니라 필라부에 가해지는 상부의 하중을 경감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 프리스트레스를 가하게 되면 필라부에 내압을 가하는 효과로 인하여 지반강도를 증가시키는 역할을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 보강효과를 통해서 필라부 주변지반의 거동이 어떻게 변화할 것인지를 판단하고자 한다. 먼저, 수치해석을 통해서 각 시공단계별 필라부 지반의 응력 변화 양상을 판단하였다. 이를 통해서 가압 그라우팅과 프리스트레스에 의한 효과를 검증할 수 있었다.

도시유출모형과 홍수범람모형을 연계한 내수침수 적용성 평가 (A Study on Urban Inundation Prediction Using Urban Runoff Model and Flood Inundation Model)

  • 탁용훈;김재동;김영도;강부식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.395-406
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    • 2016
  • 도시화로 인한 인구집중 및 개발 집중현상으로 하천변 저지대 및 지하공간 사용이 증가하였고, 불투수층이 증가하여 도시유역의 배수체계는 우수관거에 의존하고 있다. 이러한 변화로 인한 우수관거의 저류용량 부족 및 외수위의 영향으로 인한 도심지 역류 현상으로 인한 침수피해가 발생하고 있다. 하지만 기존의 홍수범람에 관한 연구는 대부분 외수범람과 내수침수를 유기적으로 연결하지 못하고 있다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역에 대하여 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 강우분석 및 외수위를 고려하고, 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 하수관거의 월류를 분석하였고, 이 결과를 홍수범람해석 모형과 연계하여 도시유역에서의 집중호우 발생시 침수해석을 실시하여 수방시설물의 홍수배제 효율을 분석하였다. SWMM 모형의 적용결과 외수위영향에 따른 원활한 내수배제가 불가능 한 것으로 나타났고, 관거 월류량이 많아진 것으로 나타났다. 월류된 우수가 지면을 따라 흐를 경우 저지대의 침수가 예상되고, 월류량이 많은 맨홀을 주요맨홀로 선정하였고, 월류수 저감을 위한 방안으로 주요 맨홀의 인근 지역에 저류지를 설치하는 방안과 각 맨홀들을 연결하는 관거를 확대하는 방안을 설정하였다. 월류 저감 시나리오 적용 결과 저류지 설치시 월류량의 45%, 관거 확대시 33~64%의 저감효과를 보였다. SWMM 모형의 결과를 이용하여 홍수범람해석 모형을 모의한 결과 지표경사와 도로를 따라 맨홀 월류수가 모여 침수현상을 발생시키는 것으로 나타났으며, 관거 확대 적용시 침수면적이 19.6%, 60.5% 줄어든 것으로 나타났다.

2차원 부정류 모형을 이용한 둔치의 수리특성 분석 (Analysis of Hydraulic Characteristics of Flood Plain Using Two-Dimensional Unsteady Model)

  • 구영훈;송창근;김영도;서일원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.997-1005
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    • 2013
  • 낙동강의 횡단면은 복단면 형태를 띄고 있으므로, 여름철 집중호우에 의해서 하천유량이 증가하면 둔치 상부까지 하천수위가 상승하는 특징이 있다. 또한 최근 강우강도 및 홍수 빈도의 증가로 인해 관련 피해가 급증하고 있으며, 이는 홍수터에 설치된 공원과 같은 친수시설들의 침수피해와 직접적으로 연관되므로, 극한강우 시 둔치에서의 수리학적 영향분석이 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 다양한 친수시설들이 조성되어 있는 강정고령보와 달성보 사이를 모의구간으로 선정하여 태풍 산바에 의해 첨두홍수량이 발생한 시점을 전후로 총 42시간에 걸친 수치모의를 실시하였다. 2차원 부정류 모형인 FaSTMECH 모의결과와 수위관측소에서 실측된 실측수위와 비교하여 모형의 적용성을 검토한 결과 $R^2$는 0.990, AME는 0.195, RMSE는 0.252로 높은 상관관계를 보였다. 그리고 검증된 FaSTMECH 모형을 이용하여 태풍 사상 시 홍수터 내에 위치해 있는 캠핑장과 생태공원 등과 같은 친수시설이 침수되는 시간 및 침수심, 침수 유속 및 전단력 등을 분석하였다.

RING E3 ligases: key regulatory elements are involved in abiotic stress responses in plants

  • Cho, Seok Keun;Ryu, Moon Young;Kim, Jong Hum;Hong, Jeong Soo;Oh, Tae Rin;Kim, Woo Taek;Yang, Seong Wook
    • BMB Reports
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    • 제50권8호
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    • pp.393-400
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    • 2017
  • Plants are constantly exposed to a variety of abiotic stresses, such as drought, heat, cold, flood, and salinity. To survive under such unfavorable conditions, plants have evolutionarily developed their own resistant-mechanisms. For several decades, many studies have clarified specific stress response pathways of plants through various molecular and genetic studies. In particular, it was recently discovered that ubiquitin proteasome system (UPS), a regulatory mechanism for protein turn over, is greatly involved in the stress responsive pathways. In the UPS, many E3 ligases play key roles in recognizing and tethering poly-ubiquitins on target proteins for subsequent degradation by the 26S proteasome. Here we discuss the roles of RING ligases that have been defined in related to abiotic stress responses in plants.

Exploration of suitable rice cultivars for close mixed-planting with upland-adapted cereal crop

  • Shinohara, Nodoka;Shimamoto, Hitoshi;Kawato, Yoshimasa;Wanga, Maliata A.;Hirooka, Yoshihiro;Yamane, Koji;Iijima, Morio
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.304-304
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    • 2017
  • In semi-arid countries such as Namibia, the flooding unexpectedly happens in a rainy season, causing losses in the yield of upland-adapted cereal crop. In flooding conditions, rice roots sequentially form aerenchyma and a barrier to radial oxygen loss (ROL), and oxygen is released into the rhizosphere near the root tips. Iijima et al. (2016) and Awala et al. (2016) reported that close mixed-planting with rice can mitigate the flood stress of co-growing upland-adapted cereal crop by modifying their rhizosphere microenvironments via the oxygen released from the rice roots. Moreover, by using the model system of hydroponic culture, it was confirmed that oxygen from rice roots was transferred to co-growing upland-adapted cereal crop in close mixed planting system (Kawato et al., 2016). However, it is not sure whether the ability of oxygen release varies among rice cultivars, because Kawato et al. (2016) used only one japonica cultivar, Nipponbare (Oryza sativa). The objective of this study was to compare the ability of oxygen release in rhizosphere among rice cultivars. The experiment was conducted in a climate chamber in Kindai University. We used 10 rice cultivars from three different rice species (O. sativa (var. japonica (2), var. indica (3)), Oryza glaberrima Steud. (2) and their interspecific progenies (3)) to compare the ability of oxygen release from the roots. According to the method by Kawato et al. (2016), the dissolved oxygen concentration of phase I (with shoot) and phase II (without shoot) were measured by a fiber optic oxygen-sensing probe. The oxygen released from rice roots was calculated from the difference of the measurements between phase I and phase II. The result in this study indicated that all of the rice cultivars released oxygen from their roots, and the amount of released oxygen was significantly correlated with the above-ground biomass (r = 0.710). The ability of oxygen release (the amount of the oxygen release per fresh root weight) of indica cultivars (O. sativa) tended to be higher as compared with the other cultivars. On the other hand, that of African rice (O. glaberrima) and the interspecific progenies tended to be lower. These results suggested that the ability of oxygen release widely varies among rice cultivars, and some of indica cultivars (O. sativa) may be suitable for close mixed-planting to mitigate flood stress of upland-adapted cereal crop.

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