• 한국해양학회지:바다
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• 제29권1호
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• pp.28-41
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• 2024

탄소수지는 다양한 환경조건에서 식물의 생리적 상태를 평가할 수 있는 중요한 지표 중 하나이다. 우리 동해 연안에 분포하는 새우말의 수온 변화(5-30℃)에 따른 광합성률과 호흡률을 측정하여, 전체 식물 탄소수지의 계절적 변동을 추정하였다. 수온 처리에 따라 최대총광합성률은 유의한 차이를 보였지만, 광합성 효율은 유의한 차이를 보이지 않았다. 새우말의 최대총광합성률은 수온이 상승함에 따라 증가하여 20℃에서 최대값(101.65 μmol O₂ g^-1 DW h^-1)을 보인 후 30℃에서 급격히 감소하였다. 수온 변화에 따른 새우말의 포화광도, 보상광도와 호흡률은 모두 유의한 차이를 보였다. 새우말의 포화광도는 20-25℃까지(121.59-124.50 μmol photons m^-2 s^-1) 증가하다가 30℃에서 급격히 감소하였다. 보상광도와 호흡률은 수온이 증가할수록 점차 증가하였다. 최대총광합성률과 호흡률의 비율은 5℃에서 가장 높았고, 30℃에서 급격히 감소하였다. 광합성 매개변수, 호흡률 및 생체량을 통해서 추정된 새우말 전체 식물의 탄소수지는 겨울과 봄에 증가하고, 여름과 가을에 감소하는 뚜렷한 계절적 경향을 보였으며, 봄에 생장이 가장 활발하고, 수온이 가장 높은 시기에 급격히 감소하는 새우말의 생장 패턴과 일치하였다. 새우말은 늦여름부터 겨울까지 음의 탄소수지를, 봄에서 초여름까지 양의 탄소수지를 보였다. 기후 변화에 의한 지속적인 수온 상승은 우리 동해 연안 암반생태계에 분포하는 잘피생육지의 구조와 기능에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제22권4호
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• pp.524-531
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• 2004

Photosynthetic activities and primary production of phytoplankton were investigated in Lake Gocheonam from October 1999 to August 2000. As an estuary lake with a barrage in the Southwestern coast of the Korean peninsula, the lake has received more attention after it became known as the habitat of large population of rare and endangered bird- Baikal Teal. As the lake had high algal biomass ranging from $20\mu{g}\;chl-aL^{-1}\;to\;125\mu{g}\;chl-aL^{-1}$ in average values and rich eutrophication indicator species, the freshwaters were in a very productive or hypertrophic state. In the results obtained from the phytoplankton incubation in the laboratory, the maximum photosynthetic rate $(P_{max})$ varied according to seasons and sampling stations. Photo- synthetic activities were higher during the warm season than the cold seasons and the serial order of $P_{max}$ was August dominated with Microcystis, April with Chlamydomonas and Nitzschia, October with Chlamydomonas and January with Stephanodiscus. The water of the lake was persistently turbid throughout the year due to strong winds from the adjacent sea. Despite the water turbidity, the phytoplankton productions estimated from a mathematical model had very broad range from 18mg C $m^{-2}day^{-1}\;to\;10,300mg\;C\;m^{-2}day^{-1}$.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권4호
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• pp.295-302
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• 1994

광합성세균에 의한 고농도 유기폐수 처리공정의 개발을 목적으로 폐수처리용 균주를 분리 동정하고 최근 고농도 유기폐수처리에 도입되고 있는 혐기성 소화와 광합성세균 반응조로 구성된 two-stage system에 적용시켜 각 단계별 폐수처리 최적화를 위한 조건들을 flask-scale에서 검토하였다. 부영양화된 토양, 연못, 논, 활성오니 등으로부터 1차적으로 활성이 높고 유기산 자화율이 우수한 균주를 분리하고 이중 가장 우수한 균주인 KK14를 선별하고 동정한 결과 Rhodopseudomonas palustris로 판명되었다. 광합성세균을 이용한 폐수처리공정의 첫단계인 산생성 단계에서는 혐기정치배양이 유기산 생성에 적합하였고 pH 5.0, HRT 2일로 운전시약 80%의 유기산 증가율을 보였다. 생성된 유기산이 광합성세균에 의해 자화되는 둘째 단계에서는 광합성세균 반응조의 조건을 pH 7.0, 온도 $30^{\circ}C$, 조도 4,000 lux로 했을 때 균의 생육도 및 유기산 자화율이 가장 우수했으며 초기 COD부하(kg COD/kg 광합성세균 건조중량)는 2 전후에서 가장 높은 COD제거율(92%/5일)을 나타내었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제9권3호
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• pp.274-278
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• 1996

본 실험은 포장과 포트재배에서 토양시비수준(土壤施肥水準), 온도(溫度) 및 광조건(光條件下)에서 건물생산량과 광합성(光合成) 속도의 차이를 측정분석하여 야콘의 적정생장(滴定生長) 조건(條件)을 밝히고자 실시하였다. 1. 포장에서의 시비수준별 건물생장율은 무처리구 보다 퇴비구에서 높게 나타났으며, 구근의 건물중은 무처리구와 질소처리구와는 큰 차이를 보이지 않았다. 2. 최대 엽광합성 속도는 퇴비구(S-1)에서 17.3mg $CO_2gdm^{-2}s^{-1}$로 다른 질소 처리구 보다 높았으au, 무처리구의 엽광합성 속도가 가장 낮았다. 3. 광환경(光環境) 조건(條件)에 따른 퇴비구와 무처리구의 엽광합성 속도차이는 뚜렷하게 차이가 났으며 광포화점은 $1200{\pm}50{\mu}molm^{-2s^{-1}$이었다. 4. 광합성속도는 $34{\pm}3^{\circ}C$ 정도에서 높은 반면 $28^{\circ}C$ 정도 이하에서는 기공저항에 의하여 엽광합성 속도가 낮았다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.401-409
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• 2021

본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(V_cmax), 최대 전자전달속도(J_max), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200µmol·m^-2·s^-1 to 1500µmol·m^-2·s^-1)와 온도(20℃ to 35℃) 조건에서 CO₂ 농도에 대한 A-C_i curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값(Arrhenius function), 순광합성율(net CO₂ assimilation, A_n), 열파괴(thermal breakdown), R_d(주간의 잎호흡)를 계산하였다. 엽온이 30℃ 이상으로 상승하였을 때 J_max, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 J_max의 가장 최고점은 엽온 30℃였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200-400µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 600ppm, PAR 600-800µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 800ppm, PAR 1000µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1000ppm, PAR 1200-1500µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.237-245
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• 1999

다시마 포자체에서 일어나는 광합성의 계절변화를 이해하기 위해, 1996년 2월부터 7월까지 동남해안에 양성한 엽체들의 광합성과 호흡률을 현장과 일정한 수온 및 영양염 조건으로 실험실에서 매월 측정하였다. 현장에서 측정한 P-I 매개변수는 계절적으로 변화하였다. 광합성력($P_{max}$)은 3월에 6.64 mg $O_2{\cdot}gdw^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 최대였고, 이후 지속적으로 감소하였다. 광합성 효율(${\alpha}$)은 0.026~0.106의 범위였고, 광합성력과 유사한 시간변화를 보였다. 호흡률의 시간변화는 광합성력의 변화와 유의한 상관을 가지지 않았다. 호흡률은 0.25~0.83 mg $O_2{\cdot}gdw^{-1}{\cdot}h^{-1}$의 범위였다. 현장에서 측정한 광합성력은 중량의 상대성장률과 높은 상관을 지니고 있어, 광합성력이 증가함에 따라 체내에서 축적되는 물질의 양 또한 증가함을 알수 있었다. 현장과 실험실에서 측정한 광합성력을 비교한 결과, 2월내 현장에서의 광합성력이 낮았던 것은 이 기간 중 낮은 수온에 의한 영향 때문이었고, 3월 이후에 광합성력이 점진적으로 감소하는 것은 엽체의 연령증가에 따라 엽체의 두께가 증가하였기 때문이었다.4월에 측정한 엽체의 크기별 광합성력은 엽체의 두께와 광합성률간에는 음의 상관이 있다는 것을 나타내었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.241-241
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• 2017

Sweet potatoes (Ipomoea batatas (L.) LAMK.,) have been cultivated in Central and South America for about 2000 years and are now grown mainly in Asia and South America. Sweet potatoes are annual in the temperate region, but are classified as perennial in the tropical region. In 2000, the cultivation area of sweet potatoes decreased to about 16,000 ha in 2000, but the cultivation area increased slightly in recent 20,000 ha in Korea. Sweet potatoes do not show higher maximum dry matter production of 120 ~ 150g per plant, and the leaf area index (LAI), which maximizes dry matter production, is known as 3.0 ~ 4.0. As the leaf area increase, the penetration of light into the canopy becomes poor, and sufficient photosynthesis cannot be achieved in the lower leaves, on the other hand the respiration increase, which results in poor dry matter production. This study was conducted to know the responses of sweet potatoes to intensive shading treatment of 80% shading. This experiment was conducted for about 42 days from September 6, 2016 to October 18, 2016 at Gyeongsang National University Experimental Farm, Jinju, Korea. The plant canopy was shaded with black nylon 80% shade cloth suspended 1.2 m above the ground. The photosynthetic rate, stomatal conductance, chlorophyll fluorescence, SPAD and NDVI were measured in 3 replicates every 7 days after shading initiation. After the fresh weight was measured, the samples were dried at $80^{\circ}C$ in a dry oven and measured. By the 80% shading treatment, chlorophyll fluorescence of the treated plants was slightly higher than that of the control, the SPAD value was higher by 3.4 and NDVI value was higher by 0.01. However, photosynthetic rate and stomatal conductance were lower than those of the control. The stomatal conductance of the control were two times higher than those of the control and the photosynthetic rate of the control was four times higher than that of the control. In control, plant showed a tendency to steadily increase in fresh weight and dry weight. However, in the case of shading treatment, the tendency to increase in the fresh and dry weight of tuberous roots was not clear. The fresh weight of shoot showed a tendency to increase steadily while the difference between treatment and control was not large, but tended to decrease after frost.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권4호
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• pp.233-238
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• 2020

식물의 생리적 과정과 환경 요인 간 상호작용에 바탕을 둔 프로세스 모형은 작물 생육 및 생산성 예측을 위한 좋은 도구이다. 탄소 획득과 바이오매스 증가는 프로세스 모형 개발의 주요 구성요소로서, 작물모형 내에서 광합성 과정의 이해 및 통합에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 1980년 Farquhar 등에 의해 제안된 C3 식물 잎의 광합성 모델인 FvCB 모형의 양파에 대한 적용 가능성 평가 및 적합한 모수 추정을 목표로 수행되었다. 이를 위해 온도구배하우스에서 재배된 조생종 양파 품종인 '싱싱볼'과 '썬더볼'의 광합성 측정 결과를 바탕으로 Vcmax, Jmax, TPU 및 Rd 값을 추정하였다. 본 연구에서 개발된 양파의 기체교환 모형은 다양한 환경 조건에서 양파의 광합성 반응 예측 및 설명에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제57권2호
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• pp.61-74
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• 2024

낙동강 하구에 위치한 대마등은 모래톱으로 형성되어 있으며, 잘 발달된 조간대 갯벌을 갖고 있다. 본 연구에서는 2011년 1월부터 12월까지 대마등 갯벌에서 저서미세조류의 서식환경, 광합성 색소와 광합성률을 알아보았다. 퇴적물 공극수의 무기질소는 주로 암모늄염이고, 상부 수의 무기질소는 주로 질산염+아질산염으로 나타났다. Chlorophyll a 및 Fucoxanthin 농도는 퇴적물 표층이, 전체 퇴적층 평균값보다 현저히 높았다. 전체 조사기간 중 저서미세조류의 최대양자수율의 평균값은 0.52±0.03이었으며, 최고값은 2월(0.61±0.08)에 관측되었다. 최대전자전달률은 봄부터 초가을(4월에서 10월까지)까지는 높고 겨울에서 초봄(1월에서 3월 및 11월, 12월)까지는 낮은 계절적인 경향을 보였고, 최고값은 7월, 최저값은 1월에 나타났다. 시간별 저서미세조류의 최대 양자수율의 평균값은 0.48±0.03이었으며, 최고값(0.61±0.08)은 정오에 관측되었다. 최대전자전달률은 정오에 최고 값과 16시에 최저값을 보였다. 이로써 저서미세조류의 생산성은 조사시간 및 퇴적물 깊이에 따라 현저한 차이가 나타나므로 Diving-PAM을 사용하여 저서미세조류의 생산성을 정량화하기 위해서는 물때를 기준으로 조사가 이루어져야 하며, 동시에 퇴적물 층별 색소분석도 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• ALGAE
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• 제25권1호
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• pp.17-26
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• 2010

The effects of salinity on various ecophysiological parameters of Ulva pertusa such as growth, nutrient uptake, photosynthetic performance and internal nutrient composition were tested. U. pertusa was collected from an eelgrass bed in a semi-protected embayment on the southwest coast of Korea. Under salinity regimes from 5 to 40 psu, the specific growth rates $(\mu)$ of U. pertusa ranged from 0.019 to $0.032\;d^{-1}$. Maximum growth rate was observed at 20 psu, and minimum at 40 psu. This species showed various uptake rates for nitrate and phosphate. Nutrient uptake was noticeably higher at intermediate salinity levels, and lower at both extremes. Salinity significantly influenced chlorophyll-$\alpha$ content and effective quantum yield. Tissue nitrogen content ranged from 1.5 to 2.9% N (dry weight), whereas tissue phosphorus ranged from 0.1 to 0.14% P (dry weight). The N : P ratio in the tissue of U. pertusa was considerably higher, ranging from 30 to 50. Increased growth at lower salinity suggests that the initial growth rate of U. pertusa is greater during the rainy season (i.e., late spring and early summer) than any other season during the year. The appearance of an Ulva bloom in eelgrass beds may be triggered by salinity more than by other environmental factors such as light and temperature.