광, 온도, 수분 변화에 따른 음나무 엽의 생리반응(II) - 광도변화에 따른 기공증산, 수분이용효율, 수증기압결핍 - Effects of Light, Temperature, Water Changes on Physiological Responses of Kalopanax pictus Leaves(II) - Characteristics of Stomatal Transpiration, Water Efficiency, Vapor Pressure Deficit of Leaves by the Light Intensity -원문보기
1. 상엽의 기공증산속도는 광도가 증가함에 따라 계속적인 증가를 나타냈지만, 중엽과 하엽은 광도 약 $100{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 이상에서 기공증산의 포화가 나타났다. 포화광도 $1,200{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$)에서 기공증산은 상엽($1.29mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽($0.56mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽($0.31mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$)순위였다. 2. 엽의 수분이용효율은 광도 $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지 빠르게 증가하다가 그 이상의 광도에서는 감소한 반면, 중엽과 하엽은 광도 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지는 증가하였지만 그 이상의 광도에서는 증가를 보이지 않았다. 3. 엽의 광도증가에 따른 수증기압결핍은 직선적으로 감소하는 경향을 나타냈다.
1. 상엽의 기공증산속도는 광도가 증가함에 따라 계속적인 증가를 나타냈지만, 중엽과 하엽은 광도 약 $100{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 이상에서 기공증산의 포화가 나타났다. 포화광도 $1,200{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$)에서 기공증산은 상엽($1.29mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽($0.56mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽($0.31mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$)순위였다. 2. 엽의 수분이용효율은 광도 $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지 빠르게 증가하다가 그 이상의 광도에서는 감소한 반면, 중엽과 하엽은 광도 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지는 증가하였지만 그 이상의 광도에서는 증가를 보이지 않았다. 3. 엽의 광도증가에 따른 수증기압결핍은 직선적으로 감소하는 경향을 나타냈다.
This research was carried out to elucidate the characteristics of stomatal transpiration, water efficiency, vapor pressure deficit of leaves by the light intensity Kalopanax pictus leaves. The results obtained are summarized as follows: 1. In the upper leaves of Kalopanax pictus seedlings, the stoma...
This research was carried out to elucidate the characteristics of stomatal transpiration, water efficiency, vapor pressure deficit of leaves by the light intensity Kalopanax pictus leaves. The results obtained are summarized as follows: 1. In the upper leaves of Kalopanax pictus seedlings, the stomatal transpiration rate increased continuously with increasing light intensity, but in the middle and lower leaves. it was saturated at $100{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$. At the light saturated point. the stomatal transpiration rate was in the following order: the upper ($1.29mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) middle ($0.56mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) lower leaves ($0.31mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$). 2. In the upper leaves, water use efficiency rapidly increased to $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$, and then decreased. In the middle and lower leaves, it increased to $400{\mu}mmol\;m^{-2}S^{-1}$, and then showed a constant values. 3. The vapor pressure deficit (VPD) in according to leaf positions was linearly decreased with increasing photosynthetic photon flux density (PPFD).
This research was carried out to elucidate the characteristics of stomatal transpiration, water efficiency, vapor pressure deficit of leaves by the light intensity Kalopanax pictus leaves. The results obtained are summarized as follows: 1. In the upper leaves of Kalopanax pictus seedlings, the stomatal transpiration rate increased continuously with increasing light intensity, but in the middle and lower leaves. it was saturated at $100{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$. At the light saturated point. the stomatal transpiration rate was in the following order: the upper ($1.29mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) middle ($0.56mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) lower leaves ($0.31mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$). 2. In the upper leaves, water use efficiency rapidly increased to $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$, and then decreased. In the middle and lower leaves, it increased to $400{\mu}mmol\;m^{-2}S^{-1}$, and then showed a constant values. 3. The vapor pressure deficit (VPD) in according to leaf positions was linearly decreased with increasing photosynthetic photon flux density (PPFD).
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 음나무의 생리특성에 대한 일련의 연구로서 포트에 재배된 4년생 음나무 묘목을 사용하여 광도변화에 따른 잎의 순광합성 속도방법을 이용하여 증산속도, 수분이용효율, 수증기압부족 등의 특성을 측정 고찰 하였다.
제안 방법
, 높이 25 cm의 원형포트에 식재한 후 포트당 유기질비료 300g을 시비하여 강원도 춘천시 사농동 시험포지내 자연조건하에서 생육시킨 포트묘를 대상으로 하였다. 건조에 대한 피해를 막기위하여 2일에 한번씩 포트묘에 충분히 관수를 실시하였다.
광도별 생리특성 측정은 포트묘의 착엽 위치별(상엽 : 정단엽, 중엽 : 정단으로부터 50cm. 하엽 : 지표면으로부터 15cm)로 고정 잎온도 25℃±1℃에서 측정하였으며, 광도측정은 잎챔버 윗면에 설치된 quantum 센서로 측정하였으며, 실제 잎표면에 도달한 광도는 윈도우 투과상수(0.93)를 곱함으로서 결정되었다. 측정 광도역은 최초 광도 0~ 1.
포트묘로 생육시킨 음나무 잎에 대한 기공증산속도(stomatal transpiration rate: E). 그리고 대기와 잎사이의 증기압결핍(vapour pressure deficit: VPD) 등에 대한 측정은 실험실내에서 개방형-휴대용 적외선 가스교환측정기(Leaf chamber analyzer: Type LCA4. Analytical Development Corporatin ADC. Hoddesdon. Herts. 영국)를 사용하여 6.25 cm2 넓은 잎챔버 [PLC4(B)]속에서 측정하였다. 측정당시 필요한 광도 및 잎온도 조절은 미기후조절장치(Leaf Microclimate Control System: Analytical Development Corporatin ADC.
상대습도별 생리특성 측정은 황산제2철 7수화물(FeSO4 7H2O)의 시약을 습도조절용 컬럼에 넣은 다음 25~70%까지 상대습도를 조절하면서 측정하였다.
측정방법은 4 m의 높이의 공기 유입안테나를 사용하여 대기로부터 CO2를 직접 공급받았으며, 공급받은 CO2 농도가 대기의 CO2 농도와 비슷해지면(약 1분 후) 잎챔버로 잎을 씹은 다음 약 1~2분 후 CO2 농도의 변화가 안정될 때 측정을 완료하였다. 측정은 5 개체를 선발한 후 각 개체별 5 ~ 10개의 착생잎에 대하여 실시하였다.
농도의 변화가 안정될 때 측정을 완료하였다. 측정은 5 개체를 선발한 후 각 개체별 5 ~ 10개의 착생잎에 대하여 실시하였다.
대상 데이터
이 연구에 사용된 음나무 시료는 강원도 춘천시 신북읍 발산리 강원도산림개발연구원 시험포지에 식재되어 있는 4년생 묘목을 2002년 4월초에 공시배양토 피트모스, 버미큐라이트 그리고 퍼라이트 각각 50% : 40% : 10%의 비율로 혼합 한 단면적 200 cm2, 높이 25 cm의 원형포트에 식재한 후 포트당 유기질비료 300g을 시비하여 강원도 춘천시 사농동 시험포지내 자연조건하에서 생육시킨 포트묘를 대상으로 하였다. 건조에 대한 피해를 막기위하여 2일에 한번씩 포트묘에 충분히 관수를 실시하였다.
25 cm2 넓은 잎챔버 [PLC4(B)]속에서 측정하였다. 측정당시 필요한 광도 및 잎온도 조절은 미기후조절장치(Leaf Microclimate Control System: Analytical Development Corporatin ADC. Hoddesdon. Herts. 영국)를 사용하였다.
이론/모형
또한 수분이용효율의 계산은 순광 합성속도를 증산속도로 나눈 값, 즉 μmol CO2 mmol H20-1로 그리고 대기 속의 CO2 농도(air CO2 concentration: Ca)에 대한 엽 육세포간극의 CO2 농도(intercellular CO2 concentration: Ci)의 비율은 Ci Ca-1로 각각 계산되었다. 광 - 광합성 곡선은 아래의 Kume & Ino(1993) 식에 의해 작성하였다.
단위 잎표면적당 순광합성속도, 기공증산속도, 엽육세포간극의 CO2 농도는 Caemmerer & Farquhar(1981)의 식에 의해 계산되었으며 , 그리고 대기와 잎 사이에 증기압결핍(vapour pressure deficit: VPD)은 Lands berg(1986)의 식에 의해 계산되었다. 또한 수분이용효율의 계산은 순광 합성속도를 증산속도로 나눈 값, 즉 μmol CO2 mmol H20-1로 그리고 대기 속의 CO2 농도(air CO2 concentration: Ca)에 대한 엽 육세포간극의 CO2 농도(intercellular CO2 concentration: Ci)의 비율은 Ci Ca-1로 각각 계산되었다.
성능/효과
상엽의 광도 600 μmol m-2 s-1이상에서 보인 수분이용효율 감소는 높은 광도 하에서 순광합성속도보다 더 빠른 기공증산의 증가로 인한 결과로 결국 상엽의 경우에는 중엽과 하엽에 비하여 높은 순광합성속도를 유지하는 대신 더 많은 수분을 소비한다는 것을 알 수 있었다. 광도 1.200 μmol m-2 s-1에서 음나무의 상엽과 중엽의 수분이용효율은 서로 비슷하였지만, 하엽의 수분이용효율은 더 높은 값을 보였다(12.9 μmol CO2 mmol H2O-1)
이에 비해 중엽과 하엽의 수분이용효율은 광도 400 μmol m-2 s-1까지 빠르게 증가하였지만 그 이상의 광도에서는 거의 일정한 값을 보였다. 상엽의 광도 600 μmol m-2 s-1이상에서 보인 수분이용효율 감소는 높은 광도 하에서 순광합성속도보다 더 빠른 기공증산의 증가로 인한 결과로 결국 상엽의 경우에는 중엽과 하엽에 비하여 높은 순광합성속도를 유지하는 대신 더 많은 수분을 소비한다는 것을 알 수 있었다. 광도 1.
이 연구에서 측정한 중엽과 하엽의 수증기압결핍(VPD)은 광도가 증가함에 따라 광도 100 μmol m-2 s-1까지는 빠른 증가를 나타냈지만, 그 이상의 광도가 증가함에 따라 점 차적으로 감소했으며, 상엽의 순광합성속도 광포화점인 약 800 μmol m-2 s-1을 기준점으로 하여 비교적 안정된 값을 보였다(Fig. 3). 수증기압결핍(VPD)은 높은 광도 1,200 μmol m-2 s-1에서 하엽 , 중엽 , 상엽 순으로 순광합성속도 크기의 역순으로 나타났다.
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