• 제목/요약/키워드: photosynthetic pigments

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청색파장 영역이 결여된 자연광과 고추의 생장 (The Blue Color Deficient Sunlight and the Growth of Pepper)

  • 정진
    • 한국환경농학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.71-78
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    • 1984
  • 약 500nm 이하의 파장영역(청색광)이 차단된 태양광은 고추의 생장에 괄목할만한 효과를 보였다. 영양생장기의 여러가지 생장지표들은 전반적으로 생육상태가 향상 내지 촉진되고 있음을 보여주었다. 한편, chlorophyll a, ${\beta}-carotene$, 및 다섯가지 성분의 xanthophyll을 주성분으로 하는 것으로 밟혀진 고추의 광합성색소계의 수준은 광질처리구의 잎에서 백색광 대조구에 비하여 높게 나타났다. 특히 carotenoid들의 함량증가가 보다 현저하였다. 광질 처리효과로 생긴 왕성한 생장력은 숙과의 수량형성에도 반영되어 대조구대비 35%의 증수를 보였다. 또한 청색광을 차단한 광질처리가 식품으로서의 숙과의 품질들 저하시키는 일이 없음도 아울러 확인하였다. 본 연구에 사용한 광질을 선택한 논리적 근거와 실험결과들을 여러 가지 광생물학적 측면에서 토의하였다.

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Growth, Physiological Responses and Ozone Uptake of Five Betula Species Exposed to Ozone

  • Lee, Jae-Cheon;Han, Sim-Hee;Kim, Pan-Gi;Jang, Suk-Seong;Woo, Su-Young
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권4호
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    • pp.165-172
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    • 2003
  • The objectives of this study were to examine the physiological responses to ozone and to measure ozone uptake rates of Betula species exposed to relatively high concentration of pollutants. At the end of the growing season, photosynthesis, pigments contents, antioxidants (SOD and GR) and ozone uptake rates were measured or estimated at the leaves of five Betula species (Betula costata, B. davurica, B. platyphylla var. japonica, B. schmidtii and B. ermanii) exposed to 100ppb ozone concentration. On the termination of the experiment, growth effects were determined by measuring leaf area and dry weights of leaf, stem and root. Ozone treatment showed the significant reduction the leaf area and dry weight of four Betula species, except for B. ermanii. Shoot / root (SR) ratio of five species represented two different types. SR ratio of B. costata and B. davurica were lower than control, in contrast, SR ratio of B. platyphylla var. japonica, B. schimidtii and B. emani, were higher than that of control. The photosynthetic responses of five species were different in responses to ozone exposure. Four species, except for B. emanii, maintained or increased the stomatal conductance, but B. emanii decreased both stomatal conductance and photosynthesis. SOD activities of five species decreased by the ozone exposure, especially B. ermanii showed the largest reduction, GR activities of B. platyphylla var. japonica and B. schmidtii increased, B. costata and B. emanii decreased. Instantaneous ozone uptake rate was the highest at the leaves of B. ermanii and B. costata, ozone uptake per seedling was the highest at the leaf of B. schmidtii and B. emanii. It was concluded that B. costata, B. davurica and B. platyphylla var. japonica, appeared the growth reduction and visible ozone injury, were sensitive species to ozone, and B. schmidtii with the increased antioxidant activity and B. ermanii without the growth reduction were relatively resistant species to high ozone concentration at the early growing stage.

($SO_2$ 에 의한 들깨(수원(水原) 8호(號))의 엽록체분해(葉綠體分解)에 대하여 (The Effect of $SO_2$ on the Degradation of Chlorophyll in Green perilla (Perilla frutescens Suwon No. 8))

  • 김정규;임수길
    • 한국환경농학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.73-76
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    • 1987
  • 들깨 수원(水原) 8호(號)(Perilla frutescens Suwon No. 8)에 $SO_2$를 접촉(接觸)시켰을 때 일어나는 광합성색소(光合成色素)의 변화(變化)에 대(對)한 $SO_2$농도(濃度), 접촉시간(接觸時間), 광,(光) 활성산소(活性酸素)와 무기(無機) $SO_3\;^{-2}$의 영향(影響)을 관찰분석(觀察分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. $SO_2$농도(濃度)가 높아지고 접촉시간(接觸時間)이 길어질수록 피해(被害)가 심해저 엽록소(葉綠素)의 파괴(破壞)도 많았다. 2. $SO_2$ gas접촉에 의하여 엽록소(葉綠素)a가 엽록소(葉綠素)b 보다 쉽게 분해(分解)되었으며 또한 carotinoid도 엽록소(葉綠素)b보다 쉽게 분해(分解)되는 것으로 추정된다. 3. 들깨의 $SO_2$에 의한 엽록소파괴(葉綠素破壞)는 $SO_2$에 의한 직접적(直接的)인 영향(影響)으로 파악되었고, 이 때에 광(光)이 필수적(必須的)으로 필요하며, 물이 광분해(光分解)로 생성(生成)되는 $O_2^-$$SO_2$와 함께 엽록소분해(葉綠素分解)에 중심적(中心的)인 역할을 하는 물질이었다.

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고형 클로렐라 시비에 대한 딸기유묘의 생육 반응 (Growth Response of Strawberry Seedlings to Application of Solid Chlorella)

  • 김영남;최준혁;최현지;이금아;윤영은;;이용복
    • 한국환경농학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.382-388
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    • 2023
  • A liquid-type chlorella (LC) produced by self-cultivation is used for strawberry cultivation by farmers in Korea. This study aimed to investigate seedling growth in two strawberry cultivars 'Soraya' and 'Haruhi' after applying solid-type chlorella (SC) in the greenhouse for 30 d. The treatments were as follows: Control, LC (0.2% of 1.0 × 107 cells/mL), ¼ SC (12.5 g/m2), ½ SC (25 g/m2), and SC (50 g/m2). Compared to the control, in the ½ SC treatment, dry weight of the seedlings increased at 30 days after treatment (DAT). Phosphorus content in the leaves of 'Soraya' seedlings of the SC treatment increased compared to that of the control. At 10 and 30 DAT, photosynthetic pigments including chlorophylls and carotenoids in the seedlings of both cultivars increased with the ½ SC treatment. These results indicate that the application of SC improved the growth of strawberry seedlings and could replace LC.

Ecosysteme de I′Etang de Berre (Mediterranee nord-occidentale) : Caracteres Generales Physiques, Chimiques et Biologiques

  • Kim, Ki-Tai
    • 환경생물
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    • 제22권2호
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    • pp.247-258
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    • 2004
  • Climatological, hydrological and planktonical research studies, measurements of primary production and photosynthetic efficiency from December 1976 to December 1978 have been carried out in two brackish lakes: Lake Etang de Berre and Lake Etang de Vaine located in the French Mediterranean coast, in the region of Carry-le-Rouet located on the north-west Mediterranean near Marseilles, and in fresh water inflows from 4 Rivers (Touloubre, Durance, Arc, Durancole) to Lake Etang de Berre. Physico-chemical parameters were measured for this study: water temperature, salinity, density, pH, alcalinity, dissolved oxygen (% saturation), phosphate, nitrate, nitrite, silicate etc. Diverse biological parameters were also studied: photosynthetic pigments, phaeopigments, specific composition and biomass of phytoplankton, primary pelagic production etc. Climatical factors were studied: air-temperature, solar-radiation, evaporation, direction (including strength) of winds, precipitation and freshwater volume of the four rivers. The changes in Lake ‘Etang de Berre’ ecosystem depend on the quality of the water in the Durance River, and on the effects of seawater near the entrance of the Caronte Canal. The water quality of the lake varies horizontally and vertically as a result of atmospheric phenomena, maritime currents and tides. The distribution of water temperatures is generally heterogeneous. Southeasterly winds and the Northeasterly Mistral wind are important in the origins of circulated and mixed water masses. These winds are both frequent and strong. They have, as a result, a great effect on the water environment of Lake Etang de Berre. In theory, the annual precipitation in this region is well over eight times the water mass of the lake. The water of the Durance River flows into Lake Etang de Berre through the EDF Canal, amounting to 90% of the precipitation. However, reduction of rainfall in dry seasons has a serious effect on the hydrological characteristics of the lake. The temperature in the winter is partially caused by the low temperature of fresh water, particularly that of the Durance River. The hydrological season of fresh and brackish water is about one month ahead of the hydrological season of sea water in its vicinity. The salinity of Lake Etang de Berre runs approximately 3$\textperthousand$, except at lower levels and near the entrance to the Caronte Canal. However, when the volume of the Durance River water is reduced in the summer and fall, the salinity rises to 15$\textperthousand$. In the lake, the ratio of fresh water to sea water is six to one (6:1). The large quantities of seston conveyed by rivers, particularly the Durance diversion, strongly reduce the transparency in the brackish waters. Although the amount of sunshine is also notable, transparency is slight because of the large amount of seston, carried chiefly by Tripton in the fresh water of the Durance River. Therefore, photosynthesis generally occurs only in the surface layer. The transparency progressively increases from freshwater to open seawater, as mineral particles sink to the bottom (about 1.7kg $m^{-2}a^{-1}$ on the average in brackish lakes). The concentration of dissolved oxygen and the rate of oxygen saturation in seawater (Carry-le-Rouet) ranged from 5.0 to 6.0 $m\ell$ㆍ.$1^{-1}$, and from 95 to 105%, respectively. The amount of dissolved oxygen in Etang de Berre oscillated between 2.9 and 268.3%. The monographs of phosphate, nitrate, nitrite and silicate were published as a part of a study on the ecology of phytoplankton in these environments. Horizontal and vertical distributions of these nutriments were studied in detail. The recent diversion of the Durance River into Lake Etang de Berre has effected a fundamental change in this formerly marine environment, which has had a great impact in its plankton populations. A total of 182 taxa were identified, including 111 Bacillariophyceae, 44 Chlorophyceae, and 15 Cyanophyceae. The most abundant species are small freshwater algae, mainly Chlorophyceae. The average density is about $10^{8}$ cells $1^{-1}$ in Lake Etang de Berre, and about double that amount in Lake Etang de Vaine. Differences in phytoplankton abundance and composition at the various stations or at various depths are slight. Cell biovolume V (equivalent to true biomass), plasma volume VP (‘useful’ biomass) and, simultaneously. the cell surface area S and S/V ratio through the measurement of cell dimensions were computed as the parameters of phytoplankton productivity and metabolism. Pigment concentrations are generally very high on account of phytoplankton blooms by Cyanophyceae, Chlorophyceae and Cryptophyceae. On the other hand, in freshwaters and marine waters, pigment concentrations are comparatively low and stable, showing slight annual variation. The variations of ATP concentration were closely related to those of chlorophyll a and phytoplankton blooms only in marine waters. The carbon uptake rates ranged between 38 and 1091 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with an average surface value of 256 mg; water-column carbon-uptake rates ranged between 240 and 2310 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with an average of 810, representing 290 mg$Cm^{-2}$, per year 45 000 tons per year of photosynthetized carbon for the whole lake. Gross photosynthetic production measured by the method of Ryther was studied over a 2-year period. The values obtained from marine water(Carry-le-Rouet) ranged from 23 to 2 337 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with a weighted average of 319, representing about 110 gCm$^{-2}$ per year. The values in brakish water (Etang de Berre) ranged from 14 to 1778 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with a weighted average of 682, representing 250 mg$Cm^{-2}$ per year and 38 400 tons per year of photosynthesized carbon for the whole lake.

솔잎혹파리 침해(侵害)에 따른 감수성수종(感受性樹種)인 소나무와 저항성수종(抵抗性樹種)인 리기다소나무에 있어서 광합성(光合成) 및 엽(葉)의 색소변이(色素變異)에 관한 연구(硏究) (Variation in Photosynthesis and Leaf Pigments of Susceptible Pinus densiflora and Resistant Pinus rigida Following Pine Gall Midge Attack)

  • 이돈구;성주한
    • 한국산림과학회지
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    • 제65권1호
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    • pp.1-11
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    • 1984
  • 솔잎혹파리 (Thecodiplosis japonensis Uchida et Inouye) 침해(侵害)에 따른 생장(生長) 감소(減少)와 색소변이(色素變異)를 조사비교(調査比較)하기 위해 지난해에 솔잎혹파리 피해(被害)가 심(甚)한 지역(地域)-경기도(京畿道) 수원시(水原市) 파장동(巴場洞)-에서 감수성(感受性) 수종(樹種)인 소나무(Pinus densi flora S. et Z.)와 저항성(低抗性) 수종(樹種)인 리기다소나무(Pinus rigida Mill)를 대상으로 솔잎혹파리 침입전(侵入前), 후(後)의 침엽생장(針葉生長), 광합성능력(光合成能力) 및 호흡율(呼吸率), 엽록소(葉綠素) 그리고 carotenoid 및 anthocyanin 색소함량(色素含量)의 변화(變化)를 1983년年 6월(月)부터 10월(月)까지 월별(月別)로 조사(調査)하였으며, 또한 3, 4월(月)에는 토양(土壤)속에서 월동중(越冬中)인 유충(幼虫)과 9월(月)에 솔잎속에서 생장(生長)하는 유충(幼虫)의 carotenoid와 anthocyanin 색소(色素) 함량(含量)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 침엽생장(針葉生)에 있어서 솔잎혹파리에 침해(侵害)를 받은 피해엽(被害葉)이 건전엽(健全葉)에 비(比)하여 소나무에 있어서는 48.1%. 리기다소나무에 있어서는 37.4%정도의 생장(生長) 감소(減少)를 보였다. 2) 광합성(光合成) 능력(能力)에 있어서는 두 수종(樹種) 모두 건전엽(健全葉)이 피해엽(被害葉)보다 높았으며, 소나무에서는 8월(月)에 최대치(最大値)를 보였으나 리기다소나무에서는 10월(月)에 최대치(最大値)를 보였다. 한편, 호흡율(呼吸率) 있어서는 리기다소나무가 소나무보다 높았으며, 두 수종(樹種) 모두 피해엽(被害葉)이 건전엽(健全葉)보다 높았다. 3) 엽록소(葉綠素) 함량(合量)에 있어서는 리기다소나무가 소나무보다 높았으며, 두 수종(樹種) 모두 피해엽(被害葉)이 건전엽(健全葉)보다 높았다. 4) 일반적(一般的)으로, 솔잎혹파리에 저항성(低抗性)인 리기다소나무가 감수성(感受性)인 소나무보다 carotenoid 함량(合量)이 많았다. 또한 토양중(土壤中) 유충(幼虫)에서는 carotenoid 함량(合量)이 0.094.mg/g, 충영(虫癭)속 유충(幼虫)에서는 0.092 mg/g을 보여 서로 비슷하였으며, 이는 침엽(針葉)에서 나타난 함량(含量)보다 적었다. 5) Anthocyanin 함량(含量)에 있어서는 두 수종(樹種) 모두 피해엽(被害葉)이 건전엽(健全葉)보다 높았으며, 특히 소나무의 충영엽(虫癭葉)에서 높게 나타난 것은 솔잎혹파리침해(侵害)의 자극(刺戟)으로 인한 함량(含量)의 증가(增加)이며 따라서 가을에 충영부위(虫癭部位)가 적갈색(赤褐色)으로 변(變)한다고 생각된다.

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신규 cyclohexanedione계 화합물 EK3143과 EK3150의 제초작용 발현특성과 Acetyl CoA Carboxylase 활성에 미치는 효과 (Action Characteristics of EK3143 and EK3150, New Cyclohexanedione Herbicides, and Their Effects on Acetyl CoA Carboxylase Activity)

  • 김진석;송종환;조광연
    • 한국잡초학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.314-324
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    • 1998
  • 신규로 합성한 cyclohexanedione계 화합물 EK3143과 EK3150의 제초작용 발현의 특성을 기존약제와 비교조사하고, 이들이 ACCase에 대해 어떠한 저해활성을 가지는지를 알아보고자 제반실험을 수행하였다. Sethoxydim은 화본과식물에만 제초효과를 가지며 생육정지와 함께 조직의 황화, 괴사가 나타난다, 반면에 Ek3143과 EK3150은 화본과식물에 대한 활성은 상대적으로 감소되었으나 까마중, 어저귀 등의 광엽잡초에 대해서는 보다 강한 활성을 가졌다. EK3143은 저농도의 보다 폭넓은 범위에서는 백화증상이, 고농도에서는 sethoxydim과 동일한 증상을 나타내었고 EK3150은 모든 농도에서 식물체의 백화를 유기시켰으며 광엽잡초의 경우 분열조직에서 그 증상이 뚜렷하였다. 이들 화합물의 화본과식물에 대한 생육저해 활성과 옥수수 ACCase에 대한 저해정도간에는 일치된 경향을 보였으나 광엽잡초인 어저귀와 까마중에 대한 ACCase 활성과 전식물체(intact plant)에서의 제초활성간에는 일치된 경향을 보이지 않았다. 즉 EK3143과 EK3150은 어저귀와 까마중의 ACCase에 대한 저해활성이 sethoxydim보다 전반적으로 높은 특징을 보이지만, 광엽잡초에 대한 제초활성이 상대적으로 높았던 EK3150이 ACCase에 대해서는 EK3143보다 오히려 낮은 저해활성을 나타내었다. 한편 색소감소 정도가 신장저해보다 빨리 나타나는 norflurazon 및 EK3140 처리에서와는 달리, EK3143과 EK3150 처리에서는 색소감소 보다 신장저해가 보다 빠르게 나타나 다른 저해양상을 보였다. 이상의 결과로 보아 EK3143 EK3150은 ACCase 이외에 다른 작용점을 추가로 저해하는 것으로 생각되며, 약간의 구조변경에따라 제초작용점간의 결합정도에 차이가 생김으로써 생육저해 또는 백화증상이 서로 비중을 달리하여 나타나는 것으로 추정된다.

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게르마늄 처리에 따른 땃두릅나무의 생육 증진 효과 및 유기게르마늄 생산 (Effect of Germanium Treatment on Growth and Production of Organic Germanium in Oplopanax elatus)

  • 김희영;성은수;유지혜;최재후;강병주;전미란;김명조;유창연
    • 한국약용작물학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.214-221
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    • 2016
  • Background: This study was conducted to investigate the effects of germanium treatment on the growth and organic germanium production in the roots of Oplopanax elatus plantlets. Methods and Results: O. elatus plantlets were cultured in Murashige and Skoog (MS) medium with different concentrations of germanium dioxide ($GeO_2$) to analyze optimum growth conditions. Exogenous treatment of $10mg/{\ell}\;GeO_2$ promoted growth and an increase in the contents of chlorophyll a, b and carotenoid in O. elatus. The germanium accumulation and production in roots of O. elatus plantlets treated with organic germanium reached the highest levels. The growth of the aerial and underground portion of O. elatus with organic germanium was greater than that of the control. The accumulation and production of organic germanium reached the highest level ($40.89{\mu}g/plantlet$) with the treatment of $50mg/{\ell}\;GeO_2$. Antioxidant activity measured by DPPH and ABTS assays also increased with the germanium treatment and improved the DPPH and ABTS radical activity by 200% compared with that in the control. In addition, the total phenol and flavonoid contents of the plantlets with a treatment of $50mg/{\ell}\;GeO_2$ were higher than in the control. Conclusions: Taken together, the growth of O. elatus was increased with the treatment of $50mg/{\ell}\;GeO_2$ germanium and the biological references improved, with increased antioxidant activity and organic germanium production.

자생 산수국의 종자 발아와 유묘 생육 특성 (Characteristics of Seed Germination and Seedling Growth of Native Hydrangea serrata for. acuminata)

  • 이승연;김광진;이정식
    • 화훼연구
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    • 제16권2호
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    • pp.134-142
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    • 2008
  • 본 연구는 산수국의 종자번식에 관한 기초자료를 얻고자 수행하였다. 종자를 11월 15일, 12월 30일, 그리고 1월 23일 채취하여 파종한 결과 최종발아율이 각각 $90.0{\pm}4.16%$, $84.4{\pm}5.52%$, 그리고 $88.9{\pm}2.40%$로 휴면성이 없는 것으로 판단되었다. 광, 온도조건에 따른 발아실험 결과 최적의 발아조건은 온도는 $25^{\circ}C$이고, 광 은 명조건으로 판단되었다. 초장, 엽장, 줄기직경, 근장, 근수, 생체중, 건물중, T/R율 공히 $25/20^{\circ}C$의 주야 변온조건에서 가장 크거나 많았으나 $25^{\circ}C$ 항온조건과 큰 차이를 보이진 않았다. $15^{\circ}C$$20^{\circ}C$의 비교적 저온에서 생육이 억제되었는데, 특히 T/R율이 낮아 지상부의 생육이 더 억제된 것으로 판단되었다. 적색광은 유묘의 초장과 절간장의 신장을 촉진시켰다. 청색광 처리구에서 총엽록소, 엽록소 a/b 및 카로티노이드함량이 가장 높게 나타났고 적색+청색광 조합처리가 그 다음으로 높아 청색광이 포함된 광질 처리에서 함량이 더 높게 나타났다. 플러그 셀 수(50, 72, 128, 162, 200cell)에 따른 유묘의 생육실험결과 지상부의 생육은 50공 트레이에서 가장 좋았고 다음으로 72, 128공 순이었으며 162공과 200공 간에는 유의적인 경향이 일정하지 않았다. 대체로 셀의 부피가 큰(재식밀도가 낮은) 트레이에서 자란 유묘의 잎이 컸다.

영농형 태양광 패널의 부분 차광 생육 환경이 작물 전자전달효율과 비광화학적 형광소멸에 미치는 영향 (Effect of Partial Shading by Agrivoltaic Systems Panel on Electron Transport Rate and Non-photochemical Quenching of Crop)

  • 조유나;김현기;조은이;오도혁;정회정;윤창용;안규남;조재일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.100-107
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    • 2021
  • 영농형 태양광은 동일 토지면적에서 태양광 패널에 의한 발전과 작물 경작을 융합한 시스템이다. 광 에너지가 부족한 영농형 태양광 하부에서 작물의 수확량이 감소하는 것은 필연적이나, 이를 관장하는 패널 하부에서 생육한 작물의 광합성 반응에 대해서는 국내외적으로 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 고정형 영농형 태양광 시설 하부에서 재배된 작물 잎에 흡수된 광에너지가 광합성 반응 중심에 전달되고 열로 방출되는 효율을 엽록소 형광 관측을 통해 조사하였다. 패널 하부와 노지의 콩과 벼는 ETR에서 큰 차이가 없는 것으로 보아 광인산화 효율보다는 잎이 흡수한 광 에너지에 따라 CO2 고정량이 결정되는 것으로 보인다. 또한, 패널 하부의 콩과 벼는 노지보다 NPQ가 더 높은 것으로 보아 활성화된 광보호기작이 광인산화로의 에너지 분배에 부정적 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. 향후 영농형 태양광에서의 작물 생산량과 광합성의 관계를 이해하기 위해 보다 다양한 기후 및 재배조건에서의 광합성 반응을 조사할 필요가 있겠다.