• 식물분류학회지
• /
• 제46권2호
• /
• pp.199-212
• /
• 2016

쉬땅나무족(Adenostoma: 3 spp., Chamaebatiaria: 1 sp., Sorbaria: 11 spp., Spiraeanthus: 1 sp.)과 연관분류군인 Gillenia속 2분류군, Lyonothamnus속 2분류군을 포함한 총 20분류군의 잎 표피 미세구조에 대한 분류학적 유용성을 검토하고자 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하고 기재하였다. Adenostoma속, Chamaebatiaria속, Spiraeanthus속에서 기공복합체(stomatal complex)는 향축면과 배축면 모두에 기공이 존재하는 양면기공엽(amphistomatic type)이었고, Gillenia속 Lyonothamnus속과 Sorbaria속에서는 배축면(abaxial side)에만 존재하는 이면기공엽(hypostomatic type)으로 나타났다. 공변세포의 크기는 $7.84-48.7{\times}5.86-38.6{\mu}m$으로 속과 종마다 다소 차이를 보이는데, Sorbaria tomentosa var. tomentosa ($7.84-11.8{\times}6.84-10.5{\mu}m$)가 가장 작은 공변세포로 나타났고, Adenostoma fasciculatum var. obtusifolium ($30.3-48.7{\times}18.8-38.6{\mu}m$)에서 가장 크게 나타났다. 기공복합체의 형태는 대부분 불규칙형(anomocytic)이 우세하며, 불규칙형과 방사형(actinocytic)이 모두 나타나거나 드물게 다륜형(cyclocytic)이 나타나는 분류군이 확인되었다. 부세포 수층벽(anticlinal wall)은 직선형과 곡선형이 동시에 관찰(straight/curved) 되거나 파상형(undulate) 또는 굴곡형(sinuate)이 관찰되었다. 연구된 분류군에서 나타나는 모용의 종류는 크게 4종류로 단세포단모(unicellular non-glandular trichome), 성상모(stellate), 선모(glandular trichome), 농포성 선모(pustular glandular trichome)가 확인되었다. 연구된 분류군 가운데 일부 분류군의 표피세포에서 막성 판(membraneous platelets), 판 모양(platelets)의 표피상납질(epicuticular wax)이 관찰되었다. 비록 잎 표피 미세형태학적 형질 내 본 족의 공유파생형질을 찾을 수 없었지만, 모용의 다양성(트기, 성상모, 선모)과 표피상납질 유무의 분류학적 유용성을 확인하였다. 잎 표피 내 다양한 미세형태학적 형질은 외부형태학적 형질과 더불어 본 족을 이해하는데 보다 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.388-398
• /
• 2020

본 연구는 시설 내 소형 수박 재배 시 관수개시점에 따른 토양수분 함량별 생육, 수량 및 생리적 반응 특성의 차이를 구명하고 소형 수박 생산에 유리한 관수조건을 구명하고자 수행하였다. 토양수분 센서를 이용하여 정식 후 14일부터 수확 7 ~ 10일 전까지 관수개시점별 5처리(-10, -20, -30, -40, 50 kPa)를 두어 관수하였다. 토양수분 함량이 가장 낮은 개시점-50 kPa 처리에서 전반적인 지상부 생육특성은 저조하였으나, 근장 및 뿌리 건물율은 증가하였다. 광합성률, 기공전도도 및 증산율 비교 시, 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 낮았고, -20 kPa ~ -40 kPa 처리 시 광합성률은 높게 조사되었다. 착과율 및 총 상품수량은 -30 kPa 및 -40 kPa 처리에서 각각 84.7 ~ 85.5%, 5,144 ~ 5,305 kg/10a으로 유의하게 증가하였다. 식물체의 외부환경 관련 스트레스 지표 물질로 알려진 프롤린, ABA, 총 페놀 및 시트룰린의 함량은 토양수분 함량이 낮아질수록 증가하였으며, 특히 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 높게 조사되었다. 따라서 이와 같은 결과를 종합해 볼 때, 시설 내 안정적인 소형 수박 생산을 위하여 관수개시점을 -30 kPa ~ -40 kPa 수준으로 조정하여 토양수분 함량을 조절하는 것이 수박 생육 향상 및 상품수량 증대에 가장 유리한 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.147-152
• /
• 2012

자생지별 꼬리진달래의 생리반응을 측정한 결과 광보상점은 석포리 11.8 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$, 연하리 11.5 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$, 월악산 10.4 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$로 나타났으며, 광포화점은 500~600 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 범위로 나타나 음수의 생리적 특성을 갖고 있었다. 광포화시의 광합성 능력은 석포리 5.5 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$, 연하리 5.4 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$, 월악산 5.6 ${\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$로 나타나 광보상점과 광포화점, 광합성 능력은 자생지별로 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 온도 변화에 따른 자생지별 꼬리진달래의 순광합성 속도는 3지역 모두 20~$30^{\circ}C$ 온도역에서 높은 광합성 속도를 유지하는 것으로 나타났으며, 그 중 $25^{\circ}C$에서 가장 활발한 광합성을 하는 것으로 나타났다. 연하리의 수분이용효율이 석포리와 월악산에 비해더 높은 것은 포화광도에서 낮은 기공증산속도로 인한 결과였으며, 꼬리진달래의 자생지별 엽록소 a, b 및 총 엽록소 함량은 유의적차이가 없는 것으로 나타났다. 위의 결과를 통해 꼬리진달래는 음수의 특성을 가지며, 생육에 적합한 온도는 20~$30^{\circ}C$인 것을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.341-348
• /
• 2018

본 실험은 영양번식계 사과배양묘의 규격묘 생산을 위한 기초자료를 얻고자 순화된 사과 M.9묘의 광질 영향이 생육과 광합성에 미치는 영향을 알아보고자 6주간 환경이 조절된 룸에서 재배하였다. 인공광원은 6처리[적색(R), 청색(B), 백색(W), RBUV(UV-A 함유된 R7B3), RBW(R3B1W1), SMF(고압나트륨+메탈할라이드+형광등)]이며 식물에 조사된 광량은 $154{\pm}4{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$이였다. 사과 묘 생육 특성 반응은 3주와 6주 각각 인공광원에 따라 차이를 보였다. 사과 묘 초장이 3주에는 R, RBUV, RBW, SMF 광원에서 높았으나, 6주에는 R 광원에서 높았다. 묘경은 3주째는 처리 간 차이가 없었으나, 6주째는 RBUV, RBW 광원에서 높았으며, 엽수는 3주와 6주 모두 RBUV 광원에서 가장 많았다. 엽록소 함량 SPAD 값은 3주째는 B와 RBUV 광원과 광원에서 높았으나 6주째는 차이가 없었다. 초장을 기준으로 인공광원 처리기간 중 생장율은 R 광원에서 1.12mm/day로 가장 빨랐으며, RBUV 광원(0.95mm/day), RBW 광원(0.86mm/day), SMF 광원 (0.76mm/day), W 광원(0.69mm/day), B 광원(0.44mm/day) 순 이였다. 엽면적은 RBUV, RBW 광원에서 높았고, B 광원에서 낮았으며, 비엽면적은 W 광원에서 높았으며, 생체중과 건물중은 RBUV 광원에서 높았다. 처리 6주째 광합성율은 B 광원에서 가장 높았으며, R 광원에서 낮았고, 기공전도도와 증산율은 B와 W 광원에서 높았다. 따라서 순화된 기내 배양 사과 M.9묘의 초장, 묘경, 엽수, 생체중 등 생육을 위해서는 광파장 영역이 R, R+B가 혼합비율이 높았던 R, RBUV, RBW 광원이 적합하였다.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제21권1호
• /
• pp.83-91
• /
• 2005

음나무 엽의 생리반응 특성을 구명하기위하여 광도별 광합성속도, 그리고 호흡속도를 측정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 음나무의 광보상점은 상엽 ($34{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽($29{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽 ($25{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$) 순위였고, 광포화점은 상엽이 $800{\sim}1,200{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$, 중엽과 하엽이 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$이였다. 광포화시 순광합성속도의 크기는 상엽($11.1{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽 ($5.15{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽 ($4.01{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$) 순위였다. 광양자이용효율은 하엽($0.041{\mu}mol\;CO_2\;{\mu}mol^{-1}$). 중엽($0.040{\mu}mol\;CO_2\;{\mu}mol^{-1}$). 하엽($0.039{\mu}mol\;CO_2\;{\mu}mol^{-1}$) 순위였다. 2. 상엽의 기공전도도는 광도의 증가와 함께 계속적으로 증가한 반면, 중엽과 하엽은 광도 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$부터 더 이상 증가하지 않았다. 3 엽육세포간극의 $CO_2$농도/대기중 $CO_2$농도($C_i/C_a$) 비율은 상엽, 중엽, 하엽 모두에서 광도 $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$까지 감소하였고, 그 이상의 광도에선 큰 변화를 보이지 않았다. 4. 상엽의 광호흡속도는 약 $3.34{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$이였고, $CO_2$ 보상점은 $48.7{\mu}mol\;mol^{-1}$이었다. 암호흡속도는 옹도의 증가와 함께 지수함수적으로 증가하였으며, 광호흡속도는 암호흡속도의 약 2.4배 정도였다.

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

• 한국농림기상학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.57-67
• /
• 2020

본 연구는 최근 기후변화로 인해 피해가 증가하고 있는 소나무를 대상으로 고온 및 고농도 CO₂ 환경에 인위적으로 건조 스트레스를 주어 질소 시비에 따른 생리적 반응과 생물량 변화 특성을 구명하고자 수행되었다. 토양수분은 고온처리에서 가장 빨리 감소하여 수목의 건조 스트레스를 제공하는 것으로 나타났다. 결과적으로 토양수분이 가장 빨리 감소한 고온처리에서 순광합성율과 기공전도도 모두 감소하였다. 생리적 반응의 경우, 무관수 초기에는 질소가 시비되는 모든 처리구에서 대조구 보다 높은 경향을 보였으나 건조 스트레스 기간이 길어짐에 따라 질소 시비 효과는 나타나지 않았다. 고사율은 고온처리에서 빠르게 진행되었으며 고농도 CO₂ 농도 환경에서는 평균적으로 21.5% 오래 생존하였다. 생물량의 경우 질소 시비와 CO₂ 시비효과가 뿌리에서 무관수로 인한 건조 스트레스가 주는 억제 효과를 완화시켜 부위별·총 생물량 증가에 영향을 준 것으로 판단된다. 본 연구결과를 통해 기후변화가 산림생태계에 끼칠 수 있는 영향을 정량적으로 구명함으로서 기후변화에 대응하여 산림을 효율적으로 관리하는데 필수적인 자료를 활용하고, 향후 미기상 조건에 다른 산림생태 예측모델 활용에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
• /
• 제66권4호
• /
• pp.307-317
• /
• 2021

고온처리가 동화산물의 공급부위인 잎과 수용부위인 종실에 미치는 영향과 그에 따른 기관별 초분광 분석에 의한 식생지수들을 비교해 보았다. 1. 출수 후부터 생리적 성숙기까지 지엽과 최상위엽의 엽녹색도에선 고온처리구가 무처리구보다 높은 값으로 유지되었고, 광합성 성능 지수 및 OJIP-derived parameter에서도 고온처리구 잎이 무처리구 잎보다 높았다. 본 연구 결과, 수잉기 후 고온처리는 잎의 노화를 지연시켰고, 광계II의 능력을 증가시켰다. 지엽과 최상위제2엽의 광합성률은 고온처리구가 무처리구에 비해 저하가 늦게 시작되었다. 증산율과 기공전도도는 고온처리구 잎이 무처리구 잎에 비해 낮았다. 2. 출수 초기에 동화산물 공급부위인 지상부와 이삭축, 영의 건물중은 고온처리구가 무처리구에 비해 높았지만, 시간이 지남에 따라 고온처리구보다 무처리구에서 높았다. 싱크기관인 이삭과 종실의 무게는 고온처리구가 무처리구보다 높았고, 종실 생장률도 고온처리구가 무처리구보다 높았다. 3. 지엽과 최상위엽의 식생지수들 중 엽록소 함량과 잎의 질소 상태와 관련된 식생지수들은 시간이 지남에 따라 고온처리구가 무처리구보다 높아졌고, 광효율과 관련된 PRI은 출수 후 7일부터 무처리구보다 고온처리구에서 높아지기 시작했다. 출수 후 7일에 지상부 건물중과 수분함량, 이삭축 건물중 및 종실 수분함량도 같은 결과를 보였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.64-71
• /
• 2023

CAM 식물은 야간에 기공을 열어 CO₂를 흡수하는 식물로 환기하지 않는 야간에 시설 내 발생한 잉여 CO₂를 광합성에 이용할 수 있다. 게발선인장은 다화성으로, 엽상경 수가 많을수록 상품성이 높아진다. 본 연구는 게발선인장의 야간 CO₂ 시비 적용 가능성을 파악하기 위하여 생육 적정 환경인 생육상과 실제 농가의 환경에 따른 온실에서 엽상경별 광합성 특성을 조사하였다. 생육상 내 게발선인장 상위 엽상경은 주간에만 CO₂ 흡수를 하는 C₃ 특성을 보였으며, 2차 엽상경은 주/야간 모두 CO₂ 흡수를 하는 C₃-CAM 특성을 보였다. 온실에서 상위 엽상경은 CO₂ 흡수를 하지 않았으나, 2차 엽상경은 야간에 CO₂ 흡수를 하는 CAM 특성을 보였다. 생육상 내 게발선인장의 기공전도도와 수분이용효율은 온실 내 식물에 비하여 모든 엽상경에서 높은 값을 나타냈다. 게발선인장의 수분이용효율은 생육상과 온실에서 모두 CAM 특성이 나타나는 2차 엽상경에서 상위 엽상경에 비하여 높았다. 일일 총 CO₂ 흡수율은 온실 내 식물에 비하여 생육상 내 식물에서 더 높게 나타났으며, 생육상 내 게발선인장의 2차 엽상경에서 값이 155mmol·m^-2 ·d^-1로 가장 높았다. 게발선인장 '핑크듀'는 성숙한 엽상경에서 야간에 CO₂ 흡수가 활발히 일어나는 CAM 특성을 나타낸다. 다화성으로 시장성이 높은 게발선인장 '핑크듀'는 적정 환경과 성숙한 엽상경에서 효율적인 야간 탄소흡수가 가능한 식물이다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제110권3호
• /
• pp.393-405
• /
• 2021

운송 산업과 공장 산업으로 인한 대기 중 오염물질의 증가는 전 세계적으로 중요한 환경 문제 중 하나로 떠오르고 있다. 우리나라의 도시 지역은 산업 단지가 밀집되어 있고 인간의 활동이 집중되어 있어 사람들의 건강을 위협하는 대기오염의 피해가 더욱 심각하다. 대기오염물질을 저감하는 친환경 방안으로 조경수의 활용이 각광받고 있으나, 대기 오염 정화 능력이 뛰어난 수종 선정과 조경수의 관리에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구에서는 주요 조경수 10수종을 대상으로 NO₂와 SO₂ 저감 능력을 정량화하여 비교하였으며, 수종별 생리적, 형태적 특성과 NO₂, SO₂ 저감 능력의 관계를 분석하였다. 실험은 밀폐 챔버를 통해 진행되었으며, 생리적 특성은 엽록소와 카로티노이드 함량을 측정하였고, 형태적 특성은 잎의 넓이, 잎의 둘레, 엽면적비를 측정하였다. 엽면적당 NO₂ 저감량은 산수유(19.81 ± 3.84 ng cm^-2 hr^-1)가 가장 높았고 스트로브잣나무(1.51 ± 0.81 ng cm^-2 hr^-1)가 가장 낮았으며, 활엽수종(14.72 ± 1.32 ng cm^-2 hr^-1)이 침엽수종(4.68 ± 1.26 ng cm^-2 hr^-1)보다 약 3.1배 높았다(P < 0.001). 엽면적당 SO₂ 저감량은 느티나무(70.04 ± 7.74 ng cm^-2 hr^-1)가 가장 높고 스트로브잣나무(4.79 ± 1.02 ng cm^-2 hr^-1)가 가장 낮았으며, 활엽수종(44.21 ± 5.01 ng cm^-2 hr^-1)이 침엽수종(11.47 ± 3.03 ng cm^-2 hr^-1)보다 약 3.9배 높았다(P < 0.001). 상관관계 분석 결과 NO₂ 저감능력은 엽록소 b 함량에 의해 가장 잘 설명되었으며(R² = 0.671, P = 0.003), SO₂ 저감능력은 SLA와 엽면적당 둘레비에 의해 가장 잘 설명되었다(각각 R² = 0.456, P = 0.032와 R² = 0.437, P = 0.001, R² = 0.872, P < 0.001). 결과적으로, 수목의 대기오염물질 저감 능력은 광합성, 증발산, 기공전도도, 잎의 두께와 관련이 있는 것으로 판단된다. 따라서, 앞으로 조경수 식재를 위해 수종을 선발하는 경우에는 수종의 생리적, 형태적 특성을 종합적으로 고려하고, 기존에 식재된 수목은 건강한 생리적 활성을 유지하도록 지속적인 관리가 필요하다.