• 농업과학연구
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• 제50권4호
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• pp.967-976
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• 2023

Biochar is emerging as a promising substance for achieving carbon neutrality and climate change mitigation. It can absorb several nutrients via ion bonding on its surface functional groups, resulting in slow dissociation of the bonds. Biochar, like organic fertilizers, contributes to sustainable nutrient management. The purpose of this study was to investigate the effects of nutrient-coated biochar amendments on leafy vegetables production and soil fertility. The nutrient-coated biochar was produced by soaking rice husk biochar in a nutrient solution containing nitrogen (N), phosphorus, and potassium for 24 hours. Nutrient-coated biochar and organic fertilizers were applied to soil at a rate of 120 kg·N·ha^-1. The growth components of the leafy vegetables showed that nutrient-coated biochar led to the highest fresh weight (FW) of both lettuce and kale (i.e., 146.67 and 93.54 g·plant^-1 FW, respectively). As a result, nutrient-coated biochar amendments led to superior yield compared to the control treatment and organic fertilization. The elemental composition of leafy vegetables revealed that soil amended with nutrient-coated biochar resulted in higher nutrient contents, which was attributed to the high nutrient contents supplied by the rice husk biochar. Soil amendment with nutrient-coated biochar positively enhanced the soil fertility compared to amendment with organic fertilizer. Therefore, nutrient-coated biochar is a promising substance for enhancing agronomic performance of leafy vegetables and improving soil fertility.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제19권10호
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• pp.40.1-40.14
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• 2016

Background: Due to the paucity of oceanic resources utilized in the preparation of diets for cultured fish, commercial feed producers have been trying to replace fishmeal (FM) using alternative protein sources such as vegetable protein meals (VMs). One of the main drawbacks of using VMs in fish feed is related to the presence of a variety of anti-nutritional factors, which could trigger an inflammation process in the distal intestine. This reduces the capacity of the enterocytes to absorb nutrients leading to reduced fish growth performances. Methods: We evaluated the mitigating effects of butyrate and taurine used as feed additives on the morphological abnormalities caused by a soybean meal (SBM)-based diet in the distal intestine of sea bass (Dicentrarchus labrax). We used three experimental diets, containing the same low percentage of FM and high percentage of SBM; two diets were supplemented with either 0.2% sodium butyrate or taurine. Histological changes in the intestine of fish were determined by light and transmission electron microscopy. Infiltration of $CD45^+$ leucocytes in the lamina propria and in the submucosa was assessed by immunohistochemistry. We also quantified by One-Step Taqman$^{(R)}$ real-time RT-PCR the messenger RNA (mRNA) abundance of a panel of genes involved in the intestinal mucosa inflammatory response such as $TNF{\alpha}$ (tumor necrosis factor alpha) and interleukins: IL-8, IL-$1{\beta}$, IL-10, and IL-6. Results: Fish that received for 2 months the diet with 30% soy protein (16.7% SBM and 12.8% full-fat soy) developed an inflammation in the distal intestine, as confirmed by histological and immunohistochemistry data. The expression of target genes in the intestine was deeply influenced by the type of fish diet. Fish fed with taurine-supplemented diet displayed the lowest number of mRNA copies of IL-$1{\beta}$, IL-8, and IL-10 genes in comparison to fish fed with control or butyrate-supplemented diets. Dietary butyrate caused an upregulation of the $TNF{\alpha}$ gene transcription. Among the quantified interleukins, IL-6 was the only one to be not influenced by the diet. Conclusions: Histological and gene expression data suggest that butyrate and taurine could have a role in normalizing the intestinal abnormalities caused by the SBM, but the underling mechanisms of action seem different.

• Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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• 제22권4호
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• pp.303-329
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• 2019

Intestinal failure (IF) is the critical reduction of the gut mass or its function below the minimum needed to absorb nutrients and fluids required for adequate growth in children. Severe IF requires parenteral nutrition (PN). Pediatric IF is most commonly due to congenital or neonatal intestinal diseases or malformations divided into 3 groups: 1) reduced intestinal length and consequently reduced absorptive surface, such as in short bowel syndrome (SBS) or extensive aganglionosis; 2) abnormal development of the intestinal mucosa such as congenital diseases of enterocyte development; 3) extensive motility dysfunction such as chronic intestinal pseudo-obstruction syndromes. The leading cause of IF in childhood is the SBS. In clinical practice the degree of IF may be indirectly measured by the level of PN required for normal or catch up growth. Other indicators such as serum citrulline have not proven to be highly reliable prognostic factors in children. The last decades have allowed the development of highly sophisticated nutrient solutions consisting of optimal combinations of macronutrients and micronutrients as well as guidelines, promoting PN as a safe and efficient feeding technique. However, IF that requires long-term PN may be associated with various complications including infections, growth failure, metabolic disorders, and bone disease. IF Associated Liver Disease may be a limiting factor. However, changes in the global management of IF pediatric patients, especially since the setup of intestinal rehabilitation centres did change the prognosis thus limiting "nutritional failure" which is considered as a major indication for intestinal transplantation (ITx) or combined liver-ITx.

• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1055-1061
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• 2019

식충식물(carnivorous plant)인 Sarracenia purpurea는 생육에 있어 매우 높은 수준의 광량을 필요로 하며 색, 과즙 등으로 벌레를 유인하여 영양분을 흡수하는 것으로 알려져 있다. S. purpurea는 약한 빛 조건에서 녹색을 띄었으며 강한 빛 조건에서는 잎을 포함한 포충낭 전체가 검붉은 색으로 변화하였다. 이와 같은 색의 변화는 질소비료를 첨가하였을 때에 관찰되지 않았다. S. purpurea를 붉게 물들이는 색소는 안토시아닌(anthocyanin)인 것으로 보고된 바가 있다. 본 연구에서는 빛의 세기와 질소 첨가에 따른 안토시아닌의 함량과 생합성 관련 유전자의 발현 특성을 분석하였다. $240{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$의 강한 빛 조건에서의 안토시아닌 함량은 $40{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$의 약한 빛에서 보다 6.15배 높았으며, 0.8% 요소 비료로 질소를 첨가하였을 때에는 약한 빛 조건과 큰 차이가 없었다. 안토시아닌의 초기 생합성 과정에 관여하는 CHALCONE SYNTHASE (CHS) 유전자는 강한 빛에서 발현이 증가하였고 질소 양분을 첨가하였을 때에 감소하였다. 이상의 결과는 빛과 토양의 환경 변화가 S. purpurea의 안토시아닌의 함량을 조절한다는 것을 보여주고 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.992-997
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• 2012

수수의 재생력과 양분 흡수력을 이용해 시설재배지에 집적된 토양양분의 효율적 이용방법 개발을 위한 기초자료를 얻고자 비닐하우스에 수수를 재배하여 주요 생육시기별로 예취한 후 재생경의 생육 및 양분흡수 특성을 구명한 결과는 다음과 같다. 예취 후 재생경의 출수 소요일수는 유숙기 예취시 35일로 가장 짧게 나타났으며, 가장 긴 소요일수를 보인 출수기도 44일로 관행재배시보다 짧은 소요일수를 나타냈다. 예취 후의 누적 초장에서는 유숙기에서 379.4 cm로 가장 길게 나타났고, 예취 시기가 늦을수록 작은 경향을 보였으며 가장 짧은 무예취구와는 약 2배의 차이를 보였다. 그러나 수수의 Biomass는 초장과 달리 출수기 예취구가 1.73 Mg $10a^{-1}$로 가장 많은 생산량을 나타냈으며 종실은 무예취구에서 가장 많은 수량을 나타냈다. 식물체 부위별 농도에서 T-N은 잎>이삭>줄기 순으로 나타났으며, 대체적으로 생육초기인 10엽기에서 각 부위별로 높은 양분함량을 보였으며 수확시기에서는 $K_2O$를 제외한 나머지 $P_2O_5$, CaO와 MgO가 줄기보다는 잎에서 높은 함량을 보였다. 지상부의 양분흡수량은 예취시기에 따라 출수기>무예취구>유수형성기${\geq}$유숙기>10엽기 순으로 나타났다. N의 흡수량은 출수기의 $P_2O_5$을 제외한 $K_2O$, CaO, MgO은 무예취구에서 가장 많은 흡수량을 보였으며 평균 흡수량보다 모두 높은 처리구는 출수기와 무예취구로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.91-109
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• 2022

해양은 대기로 배출된 이산화탄소의 30% 가량을 흡수하여 대기 중 이산화탄소 농도를 감소시키는 역할을 하였으나, 이 때문에 해양의 pH와 탄산염 이온(CO₃^2-)이 감소하는 해양산성화 현상을 겪고 있다. 본 논문에서는 황해 연안역의 신규 관측자료를 타 해역에서 획득된 기존 연구자료와 합쳐서 우리나라 주변 해역의 해양산성화 현황을 파악하고자 하였다. 우리나라 주변의 황해, 동해, 동중국해(남해 포함)는 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 있으나, 외해 대부분의 해역에서 해양산성화의 지표인 아라고나이트 포화도가 1 이상인 것으로 나타났다. 남해 동부 연안역에서는 담수 공급으로 인한 희석과 성층 형성, 생물에 의한 유기물 생성과 분해가 표층과 저층의 계절적 해양산성화 변동에 큰 영향을 끼쳤다. 진해만은 빈산소화 현상, 광양만은 담수로 인한 희석으로 여름철 광범위한 해역에서 아라고나이트 포화도가 1 미만으로 감소하여, 탄산칼슘 패각(CaCO₃ shell)을 가진 생물들에게 잠재적 위협이 될 것으로 보고되었다. 하지만 담수 유입이 많은 황해 연안역에서는 진해만과 광양만과 같이 뚜렷하고 광범위한 산성화는 발견되지 않았기 때문에, 연안역에서는 각 해역별 특성에 따라 해양산성화의 양상을 진단해야 할 필요가 있었다. 우리나라 동해 남서부 해역의 계절적 용승 현상 역시 해양산성화에 영향을 미칠 수 있다. 이런 계절적 요인과 더불어, 대기 중의 이산화탄소 및 산성물질이 해양으로 계속 유입되면서, 우리나라 바다의 아라고나이트 포화도가 지속적으로 감소할 것으로 예상된다. 따라서 해양산성화로부터 수산자원과 해양생태계를 보호하기 위해 향후 체계적인 해양산성화 모니터링을 강화해야 할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.476-484
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• 2022

본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L.) 'Scirocco' 품종 수경재배 시 배액 재사용 여부에 따른 순환식 재배와 비순환식 재배 및 배지 종류가 배액의 양분 이온 변화 양상과 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 파프리카의 파종은 2021년 8월 19일에, 정식은 2021년 9월 16일, 순환식 및 비순환식의 재배 방식 적용은 2021년 10월 21일에 시행하였다. 배액 내 양분 분석 결과, Na⁺와 Cl^-은 작물이 제대로 흡수하지 않는 대표적은 이온으로써 생육이 진전될수록 순환식 재배방식에서 집적되었다. 또한 배액 내 NH₄-N의 함량이 NO₃-N의 함량에 비해 현저히 낮으므로 파프리카의 이온 선택성으로 인해 NO₃-N보다 NH₄-N이 우선 흡수되는 것으로 생각된다. 파프리카의 생육 및 과실 특성은 배액 재사용 여부와 배지의 종류에 따른 처리 간의 차이가 크지 않았다. 결론적으로 순환식과 비순환식의 수경재배 방식, 코이어와 암면의 배지 종류에 따른 파프리카 수경 재배 시 중기 이후의 세력약화로 인한 착과 불량을 유의하여 관리한다면 처리 간의 차이가 크지 않으므로 농가의 실정에 맞는 재배 방식과 배지를 선택하여 파프리카를 생산할 수 있을 것으로 생각된다. 다만 최근 환경오염에 대한 관심이 높아진 만큼 배액 재사용에 따른 병원균 감염 등을 잘 관리한다는 가정 하에서 순환식 재배 방식을 채택해도 수량 감소나 품질 저하 등은 우려하지 않아도 될 것이라 판단되며, 폐기 문제가 발생하는 암면 대신 코이어 배지를 선택한다면 더욱 환경오염 감소에 기여할 수 있으리라 기대된다.