• 한국작물학회지
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• 제52권1호
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• pp.112-121
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• 2007

Grain filling is a crucial factor that determines grain yield in crops since it is the final process directly associated with crops' yield performance. Grain filling process can be characterized by the interaction of rate and duration of grain filling. This study was conducted, using 16 temperate japonica rice genotypes, with aims to (1) seek variations in grain filling duration and rate on area basis, (2) compare the contribution of grain filling duration and rate to grain yield, and (3) examine the influence of temperature and solar radiation for effective grain filling on grain yield in relation to grain filling duration and rate. Grain filling rate and duration exhibited highly significant variations in the ranges of $20.7{\sim}46.3\;g\;m^{-2}d^{-1}\;and\;11.2{\sim}35.5$ days, respectively, depending on rice genotypes. Grain yield on unit area basis was associated positively with grain filling duration but negatively with grain filling rate. Grain filling rate and duration were negatively correlated with each other. Final grain weight increased linearly with the rise in both cumulative mean temperature and cumulative solar radiation for effective grain filling. Higher cumulative mean temperature and cumulative solar radiation for effective grain filling were the results of longer grain filling duration, but not necessarily higher daily mean temperature and daily solar radiation for effective grain filling. Grain filling rate demonstrated an increasing tendency with the rise in daily mean temperature for effective grain filling but their relationship was not obviously clear. It was concluded that grain filling duration, which influenced cumulative mean temperature and cumulative solar radiation for effective grain filling, was the main factor that determined grain yield on unit area basis in temperate Japonica rice.

• 한국작물학회지
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• 제48권5호
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• pp.397-401
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• 2003

This experiment was conducted to know the characteristics of kernel growth as affected by various temperature regimes during grain filling using the varieties Hwaseongbyeo, Ilpumbyeo and Chucheongbyeo. The rice plants tested were grown in the natural condition at 1/5000a Wagner pots until flowering. After flowering, the rice plants were moved to controlled temperature conditions in a phytotron. The minimum/maximum daily temperature in the phytotron was controlled by 12/18, 15/21, 18/24, 21/27, and 24/$30^{\circ}C$, respectively. The grain weights were measured every three days after treatment. The mean daily kernel growth rate during active grain filling period showed different responses among varieties under various temperature regimes. The kernel growth rate of Chucheongbyeo was seriously reduced as temperature regimes were decreased. However, that of Ilpumbyeo was not influenced so critically. Ilpumbyeo showed some advantages in grain filling under low temperature regimes compared to Chucheongbyeo. The lag phase in grain filling of Chucheongbyeo was the longest among tested varieties, followed by Hwaseongbyeo under daily mean temperature regime of $15^{\circ}C$. Kernel weight of Ilpumbyeo increased fast in early grain filling phase under low temperature. This characteristic may be favorable for grain filling in temperate zone where the daily mean temperature is drastically dropped during grain filling period. Regression analysis with kernel growth rate and temperature showed the estimated critical low temperature for grain filling among varieties were $9^{\circ}C$, $12^{\circ}C$, $13^{\circ}C$ in Ilpumbyeo, Hwaseongbyeo and Chucheongbyeo, respectively. Under moderate temperature the duration of grain filling of Ilpumbyeo was longer than that of Chucheongbyeo. However, Under low temperature that of Ilpumbyeo was more favorable than Chucheongbyeo.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.51-51
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• 2023

Global warming has significant effects on the growth and development of wheat and can cause a reduction in grain yield and quality. Grain quality is a major factor determining the end-use quality of flour and a reduction in quality can result economic losses. Therefore, it is necessary to study the physiological characteristic of wheat to understand its response to temperature elevation, which can aid in the development of strategies to mitigate the negative effects of high temperature and sustain wheat production. This study investigated the effects of elevated temperature on grain characteristics and quality during the grain filling period of two Korean bread wheat cultivars Baekkang and Jokyoung. These two bread wheat cultivars were subjected to an increasing temperature conditions regime; T0 (control), T1 (T0+1℃), T2 (T0+2℃) and T3 (T0+3℃). The results showed that high temperature, particularly in T3 condition, caused a significant decrease in the number of grains per spike and grain yield compared to the T0 condition. The physical properties, such as grain weight and hardness, as well as chemical properties, such as starch, protein, gluten content and SDSS, which affect the quality of wheat, were changed by high temperature during the grain filling period. The grain weight and hardness increased, while the grain size not affected by high temperature. On the other hand, amylose content decreased, whereas protein, gluten content and SDSS increased in T3 condition. In this study, high temperature within 3℃ of the optimal growth temperature of wheat, quantity properties decreased while quality-related prosperities increased. To better understand the how this affects the grain's morphology and quality, further molecular and physiological studies are necessary.

• 한국작물학회지
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• 제65권4호
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• pp.294-302
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• 2020

등숙기간 동안의 온도에 따라서 동일한 출수 후 일수가 경과하더라도 출수 후 적산온도가 달라져 종실의 등숙단계가 달라지기 때문에 수발아에 영향을 줄 수 있는 종실의 특성이 달라지게 된다. 그렇기 때문에 수발아 검정을 위한 처리 시점은 출수 후 일수가 아닌 출수 후 특정 적산온도에 조건을 맞춰 시험을 진행해야 한다. 한편 수발아 발생은 등숙기간 동안의 온도에 따라서 크게 달라진다. 이에 따라서 발생하는 전분립의 구조, 전분함량 및 ABA함량의 변이 등은 수발아 발생에 영향을 줄 것으로 생각되며, 특히 고온등숙 시 수발아 발생율의 증가와 종실 전분립의 구조, 유리당 함량 등 종실 이화학적 특성 변이와의 관계에 대한 추가적인 검토가 필요할 것으로 생각된다. 또한 고온등숙시 수발아 발생율이 증가하기 때문에 등숙기 고온에 노출되지 않도록 이앙시기를 조절하여 수발아 발생위험을 감소시켜야 한다.

• 한국작물학회지
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• 제63권2호
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• pp.120-130
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• 2018

Improvement in rice grain yield has been approached by means of genetic amendment, cultural management, and environmental adaptation. Subjecting the plant during the grain filling period to an appropriate environment plays a key role in achieving a high grain yield in temperate rice. Field experiments were conducted for two consecutive years with two planting times to assess the relations among grain filling traits, loss of leaf activity during the ripening period, and the grain yield of temperate japonica rice with wide environmental variation. Higher grain yields were attained in 2017 than in 2016 and with late planting than with early planting. The high grain yield accompanied a comparatively lesser increase in grain weight at the early filling stage but more gain in grain weight occurred during the late filling stage. Final grain weight correlated positively with grain filling duration but negatively with grain filling rate. Extended grain filling duration was associated with higher cumulative temperature and cumulative solar radiation for an effective grain filling period. The reduction in SPAD value ${\times}$ leaf dry weight from heading to harvest significantly correlated with final grain dry weight in a positive manner. No significant relation was found between grain filling duration and the decrease in SPAD value ${\times}$ leaf dry weight during the grain filling period. The results suggest that grain filling duration and loss of leaf activity during ripening independently contribute to environmentally induced yield improvement in temperate japonica rice.

• 한국작물학회지
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• 제58권2호
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• pp.107-112
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• 2013

고온발생시 과연 sink가 적은 것이 등숙에 유리한지를 검토하기 위해, 1. 등숙기간 동안 적온인 $22^{\circ}C$와 고온인 $27^{\circ}C$에 처리한 후 천립중 감소율과 현미완전미감소율 비교하여 국내품종들 중에서 고온등숙에 강한 품종(동안벼)과 약한 품종(일품벼)를 선발하였다. 2. 고온에 대한 두 품종의 차이를 이삭형태 관점에서 비교한 결과 동안벼와 일품벼는 약세영화와 강세영화간의 비율에서는 큰 차이가 없었으나 총영화수에서 일품벼가 더 많았다. 따라서, 많은 영화수를 고온에서의 천립중 감소의 원인으로 가정하여 영화수 조절을 통한 등숙특성 개선을 시도하였다. 3. 이를 위해 약세영화를 제거하여 영화수를 조절한 결과 천립중은 개선이 가능한 것으로 생각되었으나 현미완전미율에서는 효과가 없었다. 4. 따라서, 천립중은 동화산물의 공급균형과 관련된 문제로 추정되는 반면 현미완전미율은 영화 내부의 전분축적과 관련된 대사이상으로 생각되며, 고온 등숙 문제를 해결하기 위해 영화수를 조절하는 것은 한계가 있을 것으로 생각된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.170-170
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• 2022

Grain filling traits of rice were traced to determine the critical temperature that ceased grain filling process, from the late transplanted temperate rice varieties in the field conditions of2020 and 2021. The tested three varieties were transplanted six times with four target heading dates of 20 Aug. (control), 10 Sep., 20 Sep. and 30 Sep. Nine times of sampling were made from a week after heading with three replicates for each treatment. Development of grain filling percentage, grain dry weight and milled rice weight demonstrated sigmoid curves in the first and second transplants of 2020, and in the first to third transplants of 2021. The three grain filling traits in the 2020 third transplants and in the 2021 fourth transplants initially increased with the progress of grain development, and reached the peaks at certain time points, then decreased thereafter. Non-linear regression analyses, performed for the traits in the transplants that showed sigmoid curves except control, indicated that 95% of the final data (95% FD) was attained when the seven-day moving temperature (Sd-MovT) was 8.4-9.6℃, which excluded the cases when the temperature before the dates of 95% FD was lower than that on the dates of 95% FD. Sd-MovT on the date of peak data was 8.5-9.8℃ in the 2020 third transplants and 6.9-8.3℃ in the 2021 fourth transplants. Grain development was observed when seven-day mean temperature (Sd-MT) from 35 to 41 days after heading date was 9.4-10.8℃ in the 2020 third transplants and 10.1-11.9℃ in the 2021 fourth transplants. But Sd-MT of 8.7-9.1℃ in 2020 and 6.9-7.6℃ in 2021, at 42-48 days after heading, resulted in no progress of grain development. Overall, Sd-MovT at the point of stagnated grain development appeared in the range of 6.9-9.8℃. The lowest Sd-MT that showed the progress of grain development was 9.4-9.5℃ and the highest Sd-MT that showed no grain development was 9.1℃, both of which appeared in Odae and Haiami of the 2020 third transplants Therefore it is concluded that critical temperature for the grain development of temperate rice in natural conditions exists between 9.1℃ and 9.5℃.

• 한국작물학회지
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• 제60권2호
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• pp.146-152
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• 2015

본 연구는 국내 조생종 벼 품종들과 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성된 자포니카(Oryza sativa L. ssp. Japonica)의 조생 다수성 품종인 남일 돌연변이 계통인 중모1024의 등숙기 고온내성을 비교 평가하여 등숙기 고온내성의 기초자료를 얻고자 수행하였다. 본 연구를 통하여 국내 조생종벼 품종들 중 대봉, 운광, 및 만안과 돌연변이 계통인 중모 1024가 고온에서 상대적으로 양호한 고온내성을 가지고 있는 것으로 평가되었으며. 특히 중모1024는 다른 공시품종들에 비하여 상당히 양호한 고온내성을 가진 것으로 평가되었다. 본 연구의 주요 결과는 등숙기간 동안 고온에 의하여 현미의 길이와 너비가 감소하였으며, 현미 너비의 감소율이 현미 길이의 감소율에 비하여 평균 4배 이상 높았다. 이러한 결과로 보아, 등숙기간 동안 고온에 의하여 현미의 길이보다는 너비가 더 많은 영향을 받는다고 사료된다. 등숙기간 동안 고온에 의해 가장 문제가 되는 완전미율과 미숙립율을 공시품종들간 비교 평가한 결과, 상대적으로 중모 1024, 태봉, 운광 및 만안이 고온에서 높은 현미완전미율을 보였으며, 상대적으로 적온에서 낮은 현미완전미율을 보인 품종들이 상대적으로 고온에 의한 현미완전미율 감소율이 적온에서 높은 현미완전미율을 보인 품종들에 비해 낮았다. 또한, 다른 공시품종들에 비하여 고온내성이 양호한 중모 1024는 고온에서도 좋은 쌀 외관품위와 안정적 수확성 향상을 위한 육종모재로서 유용형질을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전할 수 있는 것이 용이할 것으로 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제60권3호
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• pp.266-272
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• 2015

등숙기 고온이 잎의 생리적 활력과 등숙에 미치는 영향을 알아보고자, 동안과 일품 두 품종을 등숙기에 고온 처리하여 등숙 형질을 분석하고, 잎의 광합성, 엽록소 함량 및 엽록소 a/b율 등을 알아보았다. 등숙기 고온($27{\pm}4^{\circ}C$)처리에서 두 품종 모두 등숙률, 완전립률, 천립중이 감소하였으나 일품은 동안에 비해 모두 감소율이 컸다. 엽록소 함량은 등숙초기 고온에서 적온보다 두 품종 모두 증가하였으며, 등숙중기이후 엽록소감소양상은 온도처리에 따른 차이가 없었다. 엽록소 a/b율은 고온에서 감소하였다가 출수후 15일 이후 증가하였으며 적온에서는 출수 이후 지속적으로 증가하였다. 잎의 단백질농도 변화는 고온에서 등숙초기 약간 높은 경향이었으나 이후 처리 간 차이없이 등숙후기까지 지속적으로 감소하였다. 최대 광합성량은 유숙기인 출수 후 14일에 고온이 적온보다 높았고 출수후 7일과, 등숙후기(출수후 34일)에는 유의한 차이가 없었다. 잎의 유리당 함량은 고온이 적온보다 낮았다. 결론적으로 등숙기 고온은 잎의 생리적 활력을 적온보다 오히려 증가 시켜 엽록소함량과 광합성율이 증가하였으므로, 고온에 의한 이삭의 등숙저하는 이삭으로의 전류나 전분축적기작 과정의 문제가 더 클 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제28권1호
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• pp.58-75
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• 1983

Indica${\times}$Japonica품종에 있어서 온도처리가 등숙에 미치는 영향을 구명하고자 phytotron을 이용하여 Indica${\times}$Japonica품종(수원 264, 수원 258, 밀양 29) Indica 품종(IR 36. Lengkwang) Japonica 품종(진흥)을 공시 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 등숙기에 있어서 입중증가를 위한 최적온도는 주야온도 $26/18^{\circ}C$였고, 일평균온도 $13^{\circ}C$에서 $28^{\circ}C$까지의 범위에서는 온도를 높임에 따라 등숙기간이 짧아졌다. 2. 온도조건$(32/24^{\circ}C)$에서의 상위부 영화(Special)의 개화후 입중이 최대가 되기까지에는 IR36 13일, 진흥 23일, Indica${\times}$Japonica품종(수원 264, 수원 258, 밀양 29) 18일 및 Lengkwang 23일이 요구되었다. 3. Lengkwang의 경우 주야온도 $32/24^{\circ}C,\;29/21^{\circ}C,\;26/18^{\circ}C$의 3개 처리온도 범위에서는 개화후 입중의 최대시기가 동시에 나타났다. 4. 저온조건 $(17/9^{\circ}C)$에서 등숙기간이 진흥 68일, Lengkwang 53일의 장기간이 소요되었다. 5. 일수가 완전히 등숙하는데는 상위부 영화들의 등숙보다 하위부 영화의 등숙은 15일정도 늦어졌다. 6. 저온조건하에서 $(17/9^{\circ}C,\;20/12^{\circ}C)$ IR36은 개화후 15일 이내에 고사되었으나 Indica${\times}$Japonica 품종들은 $17/9^{\circ}C$에서만 고사되고 $20/12^{\circ}C$에서는 초기등숙이 정체되었다가 2주일후부터 등숙이 서서히 시작되었다. 7. 온도조건에 따른 복백미의 형성은 최적온도$(26/18^{\circ}C)$로부터 최저나 최고조건에서 많았고 사미 및 적미도 같은 경향으로 나타났다. 8. 현미립의 길이 및 두께 폭에 대한 영향을 보면 저온조건$(17/9^{\circ}C\;20/12^{\circ}C)$에서 짧거나, 얇고, 좁은 편이었다. 9. 온도별 립중분포의 빈도를 보면 IR36은 최고온도조건이나 $(32/24^{\circ}C)$ 최저온도$(23/13^{\circ}C)$에서 동일한 립중분포를 보였고 최적온도조건에서는 $(26/18^{\circ}C$ 높은 립중분포를 보였고 진흥은 최고, 최저, 최적온도 순으로 립중증가의 빈도를 보였으며 Indica${\times}$Japonica 품종들은 진흥과 IR36품종의 중간 영역에 머물고 있었다.