• 환경생물
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• 제30권2호
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• pp.98-106
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• 2012

본 연구는 차나무(Camellia sinensis L.)와 동백나무(C. japonica L.), 제주지역의 주요 과수작물인 귤나무(Citrus unshiu M.) 잎을 대상으로 엽록소형광과 $CO_2$ 흡수능을 비교 분석하여 탄소흡수원으로서의 가치를 평가하고자 하였다. 차나무의 $CO_2$ 고정율은 같은 과의 동백나무보다 높고 과수작물인 귤나무와 유사하였다. 기공전도도 ($g_s$)는 3종 모두 새벽에는 높고 이후 저녁 시간까지 계속하여 감소하였다. 엽육 내 $CO_2$ 농도 ($C_i$)는 3종 모두 새벽(06:00)에 높고 낮에 감소하였다가 저녁에 다시 증가하는 경향을 보였으며, 잎의 증산율 (E)은 낮 시간에 높아졌다가 저녁에 감소하였다. 차나무에서 광계II의 광화학적 효율(Fv/Fm)은 낮시간에 다소 낮아졌다가 저녁에 다시 증가하는 양상을 보였다. 이러한 낮시간의 Fv/Fm 감소는 광억제의 결과로 보이며 그 감소폭이 동백나무보다 적어 빛이나 고온 등에 내성을 가지고 있음을 알 수 있다. 엽면적당 활성상태의 반응중심의 상대적 밀도를 의미하는 RC/CS는 3종 모두 낮시간에 감소하였다. ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC와 DIo/RC는 차나무와 동백나무에서 낮시간에 증가하였으며, 귤나무에서도 낮시간에 증가하였으나 유의성이 없는 것으로 나타났다. 일동화율은 차나무가 $320.1mmol\;m^{-2}d^{-1}$로 가장 높았으며, 귤나무와 동백나무는 각각 $292.5mmol\;m^{-2}d^{-1}$와 $244.8mmol\;m^{-2}d^{-1}$로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 차나무는 광합성율이 높고 낮 시간의 광억제도 낮을 뿐만 아니라, 귤나무보다 수분요구량이 낮고 수분이용효율은 높아 탄소흡수원으로서 유용한 작물수종인 것으로 보인다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.357-365
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• 2016

본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제19권4호
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• pp.442-448
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• 2009

대부분의 열대 식물은 chilling에 민감하게 반응한다. 대표적 열대 식물인 벼 잎에 대한 light-chilling 처리와 이 후의 회복기(post-chilling) 동안 일어나는 반응들을 알아보았다. Chilling 시 벼 잎에서의 광합성 효율($F_v/F_m$)은 대조구보다 50% 감소하였고, 상대적으로 $H_2O_2$ 양은 48% 증가하였다. 항산화 효소들 중 SOD와 GR 활성은 chilling과 post-chilling 시 증가하였다. 특히 SOD isoforms의 경우 CuZn-SOD와 Mn-SOD 가 발현된 반면 Fe-SOD는 발현되지 않았다. CAT 활성은 chilling 시 감소하였으며, 반면에 APX는 크게 증가하였다. Chilling 시 CAT의 isoforms의 변화를 보면, CAT-2와 -3의 활성이 감소한 것과 대조적으로 post-chilling 시 이들 isoforms의 활성은 증가하였다. 이처럼 APX와 CAT 활성은 벼 잎이 chilling stress를 겪게 될 때 상반되는 변화를 보여주었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권2호
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• pp.132-139
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• 2018

작물의 생산량은 광합성과 밀접한 관계가 있으며, 광합성 속도는 다양한 환경 요인에 의해 변화한다. 광합성 속도는 작물의 생육 상태나 생육 속도를 판단하는 지표로 사용되며, 작물 재배 시설을 구축하는 데 고려해야 하는 중요한 요인이다. 이 연구의 목적은 광도, $CO_2$ 농도 및 생육 단계에 의해 변화하는 로메인 상추의 군락 광합성 속도 모델을 개발하는 것이다. 군락 광합성 속도는 정식 후 5, 10, 15, 20 일차에서 5단계의 $CO_2$ 농도($600-2,200{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)와 5단계의 광조건($60-340{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)이 처리된 3개의 밀폐 아크릴 챔버($1.0{\times}0.8{\times}0.5m$) 내에서 측정하였다. 먼저 세 가지 환경 요인을 사용하는 식들을 곱하여 만든 단순곱 모델을 구성하였다. 이와 동시에 생육 시기에 따라 변화하는 광화학 이용효율과 카르복실화 컨덕턴스, 호흡에 의한 이산화탄소 발생 속도를 포함하는 수정 직각쌍곡선 모델을 구성하여 단순곱 모델과 비교하였다. 검증 결과, 단순곱 모델의 $R^2$는 0.923이었으며, 수정 직각쌍곡선 모델의 $R^2$는 0.941을 나타내었다. 따라서 수정 직각쌍곡선 모델이 광도, $CO_2$ 농도, 생육 단계의 3 변수에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 데 더욱 적합한 것으로 판단하였다. 본 연구에서 개발된 군락 광합성 모델은 식물공장에서 상추 재배를 위해 생육 단계별로 설정해야 할 최적의 광도와 $CO_2$ 농도를 결정하는 데 도움이 될 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제48권6호
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• pp.506-515
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• 2003

이 논문은 한발저항성이 다른 6개 보리 품종의 한발에 따른 생장, 잎의 수분포텐셜(leaf water potential, LWP), 상대함수량(leaf relative water content, RWC), 삼투압(leaf osmotic potential, OP), 삼투조정(osmotic adjustment, OA), 팽압(leaf turgor pressure, LTP), 순광합섬, 기공전도도, 엽육전도도, 엽록소형광 등의 변화를 조사하여 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 한발 처리시 토양수분포텐셜은 -0.05㎫이었고. 종료시에는 -0.29㎫로 저하하였다. Dicktoo-S 동보리 1호, Dicktoo-L, Dicktoo-T, 수원쌀보리 365호, 탑골보리 품종의 한발처리구 건물중은 각각 대조구(처리기간종 -0.05㎫ 유지)에 비하여 68%, 69%, 70%, 86%, 55%, 37%를 나타내어 Dicktoo 계통과 동보리1호의 한발저항성이 강하였고, 수원쌀보리 365호와 탑골보리는 한발저항성이 약하였다. 2. 한발저항성이 강한 품종은 삼투조정능력이 커서 한발처리에 따른 RWC와 LWP의 저하가 작았고 팽압유지능력이 컸다. 3. 한발처리에 따라 순광합성이 저하하였고 그 저하정도는 한발저항성이 큰 품종이 작았는데, 이는 한발저항성이 큰 품종이 기공전도도, 엽육전도도 및 PSII 최대양자수율(Fv/Fm)의 저하가 적었기 때문이었다. 4. 결론적으로 저항성이 큰 품종은 삼투조정에 의한 수분유지능력이 크고 이에 따라 광합성저하가 적어 상대적으로 생장의 감소가 적은 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권1호
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• pp.57-65
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• 2012

본 연구에서는 시비 처리에 따른 생육상토의 화학적 특성, 생장 특성 및 생리적 특성 변화를 조사 분석하여 최소 시비량에 대한 최대 생장 효과와 적정 시비 방법 적용에 따른 환경오염의 최소화를 목적으로 연구를 실시하였다. 시비 처리에 따른 생육 상토의 화학적 특성은 유의적 차이를 보이지 않았다. 그러나 pH의 경우 유의적 차이를 보였는데 시비량이 적은 Exponential 처리구에서 산성도는 가장 낮고, 시비량이 높은 Constant와 Three stage 처리에서 산성도가 높아, 시비에 따른 산성화가 진행되었음을 짐작할 수 있다. 시비 처리에 따른 근원경과 간장 생장은 유의적 차이를 보이지 않았으며, 세 시비 처리구 모두에서 낙엽송 용기묘 규격 이상의 우수한 생장을 나타냈다. H/D율과 T/R율은 Exponential 처리구에서 가장 낮은 값을 보였으며, 반면 물질생산량과 묘목품질지수는 Constant 처리구가 높은 값을 나타냈다. 시비 처리에 따른 광화학 효율과 엽록소 함량은 Constant 처리구에서 높았지만, 세 처리구 모두 유의적 차이는 보이지 않았다. 본 연구 결과를 종합해 보면, 시비량을 생장에 따라 조절함으로써 시비량을 줄이면서 동시에 비슷한 생장 및 생리적 반응을 보임을 알 수 있었다. Exponential 처리구는 50% 시비량으로 생장, 묘목품질지수 및 생리적특성에서큰차이를 보이지 않았으며, 규격묘 생산이 가능했다. 이는 낙엽송 용기묘 100만본 생산 시 비료량을 약 200kg 이상 줄일 수 있는 것으로, 시설양묘과정에서 다른 시비 방법에 비해 경제적인 효과를 얻을 수 있음과 동시에 양묘장 토양 및 계류수의 오염을 줄이면서 비슷한 생장을 유지할 수 있다. 즉, Exponential 시비 방법은 생산 비용을 줄이면서 비슷한 생장 효과 얻어 경제적이면서 친환경적 시비방법이라 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권4호
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• pp.409-415
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• 2017

JA는 병원균과 곤충에 대한 방어기작 뿐만 아니라 식물 노화에도 관여하는 식물 호르몬이다. Basic helix-loop-helix 전사인자인 MYC2는 JA의 신호전달반응의 핵심조절자 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 현사시나무에서 MYC2 유전자를 분리하고 발현특성을 조사하였으며, 다양한 환경 스트레스에 대한 내성을 갖는 임목을 생산하기 위하여 MYC2를 과발현시킨 현사시나무를 개발하였다. 포트에 식재된 MYC2 과발현 현사시나무는 대조구에 비해 잎 노화 표현형이 지연되는 특징을 보였으며, 엽록소 손실이 적은 것으로 나타났다. 또한 가을의 온도 및 광 주기 조건에서 MYC2 과발현 현사시나무의 광화학 효율을 측정한 결과 대조구보다 높은 특징을 보였다. 따라서 현사시나무의 MYC2 유전자가 낙엽이 지는 가을 동안에도 지속적인 생장을 가능하게 하여 임목의 바이오매스를 증진시키는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.429-437
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• 2006

화학세정폐수에 함유되어 있는 citric acid의 효율적인 처리방안을 수립하기 위해 $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법을 이용하여 각각 citric acid의 제거효율 및 그에 따른 전력소비량을 평가하였다. 그 결과 조사된 최적 처리조건에서 $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법을 이용한 citric acid 농도에 근거한 TOC 제거효율은 각각 95.5%, 92.3%, 91.5%로 조사되었으며, 그에 따른 전력소비량은 $11.26kWh/m^3,\;3.85kWh/m^3,\;0.799kWh/m^3$으로 조사되었다. 이 결과에 의하면 세가지 광화학적 산화방법 모두 유기물질이 90% 이상 제거되어 citric acid의 분해에 효과적인 것으로 판단되었다. 그러나 Photo-Fenton 산화방법이 다른 방법에 비해 처리에 소요되는 반응시간이 짧은 것으로 나타났다. 또한 광화학적 산화방법의 운영비를 결정짓는데 중요한 요소인 전력소모량 측면에서도 Photo-Fenton 산화방법이 다른 방법에 비해 우수한 것으로 조사되어 본 연구에서 비교하는 세가지 방법 중 citric acid 처리에는 Photo-Fenton 방법이 효율적인면과 경제성면에서 가장 적합한 처리기술로 결론지을 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제13권2호
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• pp.183-190
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• 1994

작물의 광합성 상태를 신속, 정확하게 알아내는 것은 농업생산력 향상은 물론 각종 환경요인에 의해서 작물이 받게 되는 stress 평가를 하기 위해 중요한 일이므로, 형광분석법을 시설재배작물의 광합성 상태 측정에 이용하고자 배추와 딸기를 식물 재료로 하여 비닐하우스의 재배 환경 요인으로 작용하는 인자(광도, 온도, NaCl 농도, 토양수분)들이 엽록소형광에 미치는 영향을 조사하였다. 광도가 낮아짐에 따라 배추와 딸기의 Fv/Fm 비가 증가되었는데, 이는 광도가 낮아짐에 따라 PS II 반응센터의 광에너지 전환효율이 낮았기 때문이라고 생각된다. 특히, Fv/Fm 비가 $CO_2$ analyzer에서 측정된 광합성능과 역비례 관계를 보인 것은 Fv/Fm 비가 식물의 광합성상태와 매우 밀접한 관계가 있음을 나타낸 것이다. 온도처리의 경우 처리온도가 높아짐에 따라 Fv/Fm 값이 높아졌다. NaCl 처리에 의해서 Fv/Fm 비와 광합성능이 낮아졌으며 딸기보다 배추에서 더 컸다. 또한 토양수분함량이 적어짐에 따라 Fv/Fm 비가 감소하였는데 이는 Fv/Fm 비가 광합성과 수분 stress 생리 관계를 연구하는데 좋은 자료로 활용될 수 있음을 보인 결과로써, 감귤의 경우도 토양 수분 함량이 낮을 때 Fv/Fm 비가 낮은 값을 보여 감귤나무의 수분 stress 정도를 In vivo 상태에서 경시적으로 관찰할 수 있는 예민한 방법으로 형광 분석법이 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.698-705
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• 2017

전과정평가 기법을 적용하여 재생 플라스틱을 사용한 휴대폰 충전기의 전과정 환경영향을 정량화하고, 신재 플라스틱과 재생플라스틱의 환경영향을 비교하였다. 충전기의 제조전, 제조, 유통, 사용 및 폐기를 포함하는 전과정 단계별로 자원고갈, 산성화, 부영양화, 지구온난화, 오존층고갈, 광화학산화물생성 환경영향을 분석하였다. 자원고갈 및 지구온난화 영향범주에서는 충전기의 사용단계 환경영향이 각각 94.4%, 70%를 차지하여 가장 큰 환경영향을 나타냈고, 그 외 영향범주에서는 제조전단계의 환경영향이 98% 이상을 차지하였다. 사용단계의 경우 충전기에 의해 소모되는 전력이 주요 원인이고, 제조전단계 경우 PBA (Printed Board Assembly)와 외장 Case 제조공정이 주요 원인이었다. 외장 Case에 사용되는 재생 PC (Polycarbonate)의 환경개선 효과를 정량화하기 위해 재생 PC와 신재 PC 각 1 kg 생산할 때의 환경영향을 평가하였다. 재생 PC는 신재 PC 대비 자원고갈영향은 30% 수준이며 다른 영향범주에서는 5% 미만으로 잠재적인 환경개선효과가 큰 것으로 분석되었다. 연구에 활용된 주요 데이터 및 가정에 대해 민감도 분석을 수행하였고, 총 12개 항목 분석결과 모든 항목에서 민감도는 10% 미만으로 도출되어 연구 결과의 신뢰도는 높다고 판단된다. 이 연구결과를 통해 충전기의 친환경성 개선을 위해서는 PBA의 소형/경량화 설계, 충전효율의 개선, 재생플라스틱 사용 확대가 전과정 환경영향을 줄이는데 중요한 설계 인자임을 확인하였다.