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문제 정의
- 25% 이상이 되면 장해가 나타난다고 하였고, Mohammad(1994)는 Na 이온이 토양에 많이 있어도식물체에 흡수되는 양은 C1 이온에 비해 아주 적다고하였다. 본 연구는 토마토 고추, 가지를 공시하여 작물간의 염 스트레스에 대한 생장반응 및 장해농도를찾고, 양분흡수, 광합성, 수분포텐셜 등을 조사하여 생육장해의 원인구명에 대한 기초자료를 제공코자 수행되었다.
제안 방법
- NaCl 농도에 따른 작물별 수분 스트레스 정도를 알기 위흐}여 아침 6시경에 pressure chamber를 이용하여 잎의 수분포텐셜을 측정하였다. 수분포텐셜은 모든 작물에서 10mM에서-0.
- 토마토용 야마자키 양액 1/3배액을 생육초기에는 1일 1회, 그리고 5엽 전개 후에는 1일 2회씩 관주하였다. PVC Pot(직경 30 cm, 높이 25 cm)에 흙을 채운 다음 토마토는 제1화방에서 1~2개 개화가 된 묘, 그리고 고추 및 가지는 1번화가 개화된 묘를 1주씩정식하였다.
- 그리고 K, Ca 및 Mg는 tenery solution으로 분해한 후 원자 흡광 분광 광도계 (atomic absorb- tion spectrophotometer 3300, Perkin Elmer)로 분석하였다. 광합성 속도 및 기공 전도도는 portable photosynthesis analyzer(LI-6400, LI-COR, USA)를 이용하여 최선단의 2엽에서 측정하였다. 처리 후 30일의오전 10시부터 11시 30분까지 잎당 10회 씩, 그리고처리당 3주 씩 3반복으로 조사흐]였다.
- 각 부위별 시료 1 g씩 평량하여 질소는 Kjeldahl 법(1030 analyzer, Kjeltec Auto)으로, 그리고 인산은 Vanadate법으로 분해하여 비색계 (UV/VIS spectrophotometer, Lambda 18, Perkin Elmer)를 이용하여 즉정하였다. 그리고 K, Ca 및 Mg는 tenery solution으로 분해한 후 원자 흡광 분광 광도계 (atomic absorb- tion spectrophotometer 3300, Perkin Elmer)로 분석하였다. 광합성 속도 및 기공 전도도는 portable photosynthesis analyzer(LI-6400, LI-COR, USA)를 이용하여 최선단의 2엽에서 측정하였다.
- 0 SO42~) 에 녹여 공급하였다. 급액은 1일 1회씩 관수하였으며, 정식 후 30일처리는 정식 후부터 30일까지는 야마자키 표준액으로 재배한 후 그 이후부터 NaCl을 농도별로 양^에 혼합하여 공급하였다. 수확 후 처리 당 10 주씩 3반복으로 식물체를 채취하여 잎과 줄기의 지상부와 뿌리의 지하부(이하 지상부와 지하부로 표기)를나누어 각각의 생체중을 측정한 다음, 시료를 80℃ 건조기에서 32시간 건조한 후 건물중을 측정하고 T/R 율을 환산하였다.
- 수확 후 처리 당 10 주씩 3반복으로 식물체를 채취하여 잎과 줄기의 지상부와 뿌리의 지하부(이하 지상부와 지하부로 표기)를나누어 각각의 생체중을 측정한 다음, 시료를 80℃ 건조기에서 32시간 건조한 후 건물중을 측정하고 T/R 율을 환산하였다. 또한 건조된 식물시료를 각 부위별로 분리하여 분쇄기로 마쇄하여 무기양분 분석에 사용하였다. 각 부위별 시료 1 g씩 평량하여 질소는 Kjeldahl 법(1030 analyzer, Kjeltec Auto)으로, 그리고 인산은 Vanadate법으로 분해하여 비색계 (UV/VIS spectrophotometer, Lambda 18, Perkin Elmer)를 이용하여 즉정하였다.
- 급액은 1일 1회씩 관수하였으며, 정식 후 30일처리는 정식 후부터 30일까지는 야마자키 표준액으로 재배한 후 그 이후부터 NaCl을 농도별로 양^에 혼합하여 공급하였다. 수확 후 처리 당 10 주씩 3반복으로 식물체를 채취하여 잎과 줄기의 지상부와 뿌리의 지하부(이하 지상부와 지하부로 표기)를나누어 각각의 생체중을 측정한 다음, 시료를 80℃ 건조기에서 32시간 건조한 후 건물중을 측정하고 T/R 율을 환산하였다. 또한 건조된 식물시료를 각 부위별로 분리하여 분쇄기로 마쇄하여 무기양분 분석에 사용하였다.
- 처리 후 30일의오전 10시부터 11시 30분까지 잎당 10회 씩, 그리고처리당 3주 씩 3반복으로 조사흐]였다. 엽록소 함량은 SPAD meter(SPAD502, Minolta, Japan)를 이용하여 측정하였으며 , 값은 SPAD unit로 상대값을 산정하였다.
- 처리 방법은 각각의 NaCl 농도를 기 조성된 토마토 전용 야마자키 표준 양액(me-lL로 0.6 NH, +, 7.0 NO3- 2.0 H2PO4~, 4.0 K+, 3.0 Ca2+ 2.0 Mg2+ 및 2.0 SO42~) 에 녹여 공급하였다. 급액은 1일 1회씩 관수하였으며, 정식 후 30일처리는 정식 후부터 30일까지는 야마자키 표준액으로 재배한 후 그 이후부터 NaCl을 농도별로 양^에 혼합하여 공급하였다.
- 광합성 속도 및 기공 전도도는 portable photosynthesis analyzer(LI-6400, LI-COR, USA)를 이용하여 최선단의 2엽에서 측정하였다. 처리 후 30일의오전 10시부터 11시 30분까지 잎당 10회 씩, 그리고처리당 3주 씩 3반복으로 조사흐]였다. 엽록소 함량은 SPAD meter(SPAD502, Minolta, Japan)를 이용하여 측정하였으며 , 값은 SPAD unit로 상대값을 산정하였다.
- 처리내용은 NaCl 농도와 처리시기를 달리하였는데, 처리농도는 0, 10, 20, 40, 80, 160 mN이었고 처리 시기는 정식시 혹은 정식 후 30일이었다. 처리 방법은 각각의 NaCl 농도를 기 조성된 토마토 전용 야마자키 표준 양액(me-lL로 0.
- 1, 삼손(주), 한국)를 1 : l(v/v)로 혼합한 상토를 이용하여 육묘하였다. 토마토용 야마자키 양액 1/3배액을 생육초기에는 1일 1회, 그리고 5엽 전개 후에는 1일 2회씩 관주하였다. PVC Pot(직경 30 cm, 높이 25 cm)에 흙을 채운 다음 토마토는 제1화방에서 1~2개 개화가 된 묘, 그리고 고추 및 가지는 1번화가 개화된 묘를 1주씩정식하였다.
대상 데이터
- , Canada)와 펄라이트(No. 1, 삼손(주), 한국)를 1 : l(v/v)로 혼합한 상토를 이용하여 육묘하였다. 토마토용 야마자키 양액 1/3배액을 생육초기에는 1일 1회, 그리고 5엽 전개 후에는 1일 2회씩 관주하였다.
- 본 실험은 2000년 부산원예시험장의 유리온실에서토마토(하우스 모모타로), 고추(녹광), 가지(흑진주) 작물을 공시하여 수행되었다. Cell 당 부피가 50 enF인 20공 연결 포트(중앙중묘(주))에서 피트모스(Sunshine, Genuine Co.
데이터처리
- zMean separation within columns by Duncan's multiple range test at p≤0.05.
이론/모형
- 또한 건조된 식물시료를 각 부위별로 분리하여 분쇄기로 마쇄하여 무기양분 분석에 사용하였다. 각 부위별 시료 1 g씩 평량하여 질소는 Kjeldahl 법(1030 analyzer, Kjeltec Auto)으로, 그리고 인산은 Vanadate법으로 분해하여 비색계 (UV/VIS spectrophotometer, Lambda 18, Perkin Elmer)를 이용하여 즉정하였다. 그리고 K, Ca 및 Mg는 tenery solution으로 분해한 후 원자 흡광 분광 광도계 (atomic absorb- tion spectrophotometer 3300, Perkin Elmer)로 분석하였다.
성능/효과
- Ca 및 Mg 이온의 함량은 모든 품종에서 NaCl 10 mM 이상의 농도에서 대조구보다 유의차 있게 적었으며 40 mM 이상에서는 급격히 낮았다. NaCl 처리는 K 이온 및 Na 이온과의 길항작용에 의해 Ca 및 Mg 이온의 흡수 억제가 일어난 것으로 추측되었다.
- NaCl의 농도가 높을수록 Na 이온의 함랑은 높았으며 K 이온 함량은 낮았으나, Ca 및 Mg 이온의 함량보다는 높았다. 이는 Ca 이온 및 Mg 이온과 길항관계에서 이동이 쉬운 K 이온과 Na 이온이 선택적으로흡수되었을 것으로 추측되었다.
- 각 작물의 수량감소는 평균과중과 착과수의 감소에원인이 있었으나, 착과수가 과중보다 더 큰 영향을 받음을 상기의 결과에서 알 수 있었다. 이러한 결과는수량의 감소가 과실중의 감소에 기인된다는 Bernstein (1959>의 보고와 과실수의 감소에 의해서라는 Jobes 등(1981)과 Pasternak 등(1986)의 보고와는 차이가 있으나, 염의 처리농도에 따라서 결과가 달라질 수 있음을 나타낸다.
- 수량을 조사한 결과이다. 과중, 착과수 및 수량은 모든 작물에서 NaCl 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으나, 농도에 따른 감소의 정도는 작물에 따라 차이가 있었다. 평균과중은 모든 작물에서 NaCl 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으나 고추와 가지는 처리 간에 유의차가 없었다.
- 초장은 토마토와 가지에서는 NaCl의 20 mM 농도까지는 유의차가 없었으나, 40 mM 이상의 농도에서 대조구에 비해 매우 짧았다. 그러나 고추는 20 mM 이상에서 유의차 있게 짧아 다른 작물에 비해 NaCl의 농도에 민감함을 알 수 있었다. 초기생육에서 NaCl 농도가 높을수록 엽수 및 엽면적이 적고 절간장이 짧았으며, 개화기가 늦었다(data not shown).
- 모든 작물에서 NaCl 농도가 높을수록 N, K, Ca, Mg 및 P 함량은 적었으나 Na 및 C1 함량은 높았다. N 함량은 토마토에서는 NaCl 10 mM 이상, 그리고 가지와 고추에서는 40 mM 이상에서 유의차 있게 적었다.
- Kebede 등(1994) 은 토마토에서 기공 전도도의 감소는 잎의 단위면적당 기공밀도의 감소와 기공개도 억제에 의한 결과라고보고하였다. 본 실험에서는 NaCl 처리에 의한 기공개도 억제가 기공 전도도를 낮추는 것으로 추측되었다. NaCl 처리에 따른 기공전도도 감소는 증산 및 자연증발에 의한 수분의 손실을 억제하려는 자기 방어 기작으로 생각되며, 이러한 과정에서 광합성 속도의 감소와 더불어 식물의 형태적 또는 체내의 생리, 생화학적변화가 일어나는 것으로 생각되었다.
- 반면에 고추는 20 mM 이상의 농도에서, 그리고 가지는 40 mM 이상의 농도에서 뿌리의 생체중과 건물중이 크게 감소하였다. 뿌리의 생장도 NaCl 농도에 따라 지상부와 같은 반응을 보였으며, 토마토의 뿌리는 고추 및 가지보다 NaCl 스트레스에 강했다. Cuartero와Rafael(1999)는 토마토의 NaC]처리 시험에서 뿌리보다는 지상부의 생육에 더 억제적이라고 보고하였으며 본 실험에서도 같은 결과를 얻었다.
- 지상부의 생체중과 건물중은 초장과 같이 토마토 및 가지에서는 40 mM 이상에서, 그리고 고추에서는 20 mM 이상에서 매우 감소하였다. 뿌리의 생체중과 건물중은 NaCl의 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으나, 농도에 따른 작물의 반응은 각각 달랐다. 토마토에서는 뿌리의 생체중과 건물중이 40 mM까지는대조구와 차이가 적었으나 80 mM 이상의 농도에서 차이가 컸다.
- 08Mpa로 경미하게 낮았으나 20 mM 이상의 농도에서는 급격하게 낮아져 80 mM에서는 작물간에 차이가 컸다. 수분포텐셜은 고추, 가지 , 토마토 순으로 낮았으며, 80mM에서는 토마토가 -0.20 MPa, 가지가 -0.28 MPa, 그리고 고추가 -0.30 MPa를 나타냈다(Fig. 1). 잎의 낮은 수분퍼텐설로 수분의 증발을 억제하기 위하여 기공이 닫혔을 것이고 그로 인하여 기공의 전도도도 낮아졌으며 (Fig.
- 이러한 결과는 염 스테레스를 받은 작물이 광합성 동화 산물의 축적을 지상부보다 지하부에 상대적으로 많이 하기 때문이다(Perez-Alfocea 등, 1996). 식물체의 건물율은 모든 작물에서 NaCl의 농도가 높을수록 증가하는 경향이었다. 이는 토양의 높은 NaCl 농도로 수분퍼텐셜이 토양보다 식물체가 높아 뿌리로부터 식물체내로 수분의 흡수가 억제된 것에 기인되는 것으로 생각되어진다.
- 광합성속도는 모든 작물에서 잎의 수분포텐셜과 같은 경향을 나타내고 있었다. 작물간에 광합성 능력은 차이가 있었으나 염 농도가 높을수록 감소하는 경향을 보였다. 토마토와 가지는 광합성 속도가 20mM까지는 서서히 감소하다가 40 mM 이상에서는 대조구에 비해 1/2 이하로 감소하였다.
- 초기생육에서 NaCl 농도가 높을수록 엽수 및 엽면적이 적고 절간장이 짧았으며, 개화기가 늦었다(data not shown). 지상부의 생체중과 건물중은 초장과 같이 토마토 및 가지에서는 40 mM 이상에서, 그리고 고추에서는 20 mM 이상에서 매우 감소하였다. 뿌리의 생체중과 건물중은 NaCl의 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으나, 농도에 따른 작물의 반응은 각각 달랐다.
- 토마토는 NaCl 40 mM 까지는 처리 간에 유의차가 없었으나 80 mM 이상에서 평균과 중의 감소가 컸다. 착과수는 과중에 비해 NaCl의 영향을 많이 받아 농도가 높을수록 감소하는 경향이었다. 토마토와 가지는 20 mM까지는 유의차가 있었으나 착과수의 감소가 적었으며, 80 mM 이상에서는 감소가컸다.
- 초장, 생체중, 건물중 등 생육은 NaCl 농도가 증가할수록 크게 억제되었다. 초장은 토마토와 가지에서는 NaCl의 20 mM 농도까지는 유의차가 없었으나, 40 mM 이상의 농도에서 대조구에 비해 매우 짧았다.
- 크게 억제되었다. 초장은 토마토와 가지에서는 NaCl의 20 mM 농도까지는 유의차가 없었으나, 40 mM 이상의 농도에서 대조구에 비해 매우 짧았다. 그러나 고추는 20 mM 이상에서 유의차 있게 짧아 다른 작물에 비해 NaCl의 농도에 민감함을 알 수 있었다.
- 과중, 착과수 및 수량은 모든 작물에서 NaCl 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으나, 농도에 따른 감소의 정도는 작물에 따라 차이가 있었다. 평균과중은 모든 작물에서 NaCl 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으나 고추와 가지는 처리 간에 유의차가 없었다. 토마토는 NaCl 40 mM 까지는 처리 간에 유의차가 없었으나 80 mM 이상에서 평균과 중의 감소가 컸다.
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