[논문]토양수분조건 및 화학물질처리가 오이묘의 저온장해에 미치는 영향

남윤일; 우영회; 이관호

[국내논문] 토양수분조건 및 화학물질처리가 오이묘의 저온장해에 미치는 영향
Effects of Soil Moisture and Chemical Application on Low Temperature Stress of Cucumber (Cucumis sativus L.) Seedling 원문보기

생물환경조절학회지 = Journal of bio-environment control, v.15 no.4, 2006년, pp.377 - 384

남윤일 (원예연구소) , 우영회 (한국농업전문학교) , 이관호 (한국농업전문학교)

초록
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오이묘가 저온피해를 입기 전, 후 토양수분조건과 몇 가지의 화학물질처리가 오이묘의 냉해 경감에 미치는 영향을 연구한 결과 토양수분 -0.3bar 적습상태에서 07:00시에 $2^{\circ}C$로 저온처리를 했을 때, 생존율은 28.3%이었으나 -5.5bar에서는 83.3%로 높아져 토양수분이 건조하면 저온피해가 감소되었다. 그러나 18:00시에 저온처리하면 -0.3bar에서도 생존율은 87% 이상이었다. 토양수분이 건조하면 엽신의 ABA함량은 크게 증가되었다. 저온처리 전, 후 ABA의 토양 및 엽면처리는 오이묘의 생존율을 유의하게 증가시켰고 세포의 전해질 누출량도 현저하게 감소시켰으며, 수량의 감소를 경감시켰다. 또한 ABA 처리는 저온처리 후보다는 저온처리 전에, 엽면처리보다는 토양에 처리하는 것이 보다 효과적이었다. ABA($10^{-5}M$)와 더불어 요소(0.2%)와 $KH_2PO_4$의 엽면살포는 오이의 생장과 수량에 미치는 저온피해를 경감시키는데 효과적이었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the effects of chemical application and amout of soil moisture on low temperature stress of cucumber seedling under the greenhouse conditions. When chilling treatments ($2^{\circ}C$) were begun at 07:00AM, survival rates of seedlings of two conditions; -0.3 bar and -5.5 bar were 28.3% and 83.3% respectively. But when chilling treatments were begun at 6:00PM - even the soil moisture condition was -0.3 bar - the survival rate was above the 87%. When reducing the soil moisture from -0.3 bar to -9.0 bar, ABA content in leaf was inc.eased by 6.5fo1d. Spraying of abscisc acid (ABA) before or after the chilling significantly increased the survival rates of seedlings, decreased the amounts of leaking electrolytes and prevented the yield reductions. ABA application on the soil before the chilling appeared to be more effective than the application after the chilling with foliar spray. Spraying of ABA ($10^{-5}M$), urea (0.2%) or $KH_2PO_4$ was effective in counteracting the low temperature, which causes growth deterioration and yield reduction in cucumbers.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 겨울철 시설재배시 갑작스런 정전이나 난방기의 고장 등으로 작물의 생육한계온도이하 상태에서 장시간 경과 되었을 때 받는 여러 가지의 생리적인 장해나 피해를 경감시키기 위해 오이묘가 저온피해를 입기 전, 후 토양수분조건과 몇가지의 화학물질처리가 오이묘의 냉해 경감에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다.
결과를 Table 5에 나타내었다. 모든 화학물질 처리는 저온처리 직후에 엽면에 처리하였는데, 이는 실제로 작물체가 저온에 의하여 장해를 받았을 경우에 회복 가능성을 알아보기 위해서였다. 이의 저온 처리구에서 저온 처리후 화학물질 무처리의 생존율은 80%였으나 요소 및 ABA 처리시는 92~96%까지 높아졌다.

제안 방법

육묘기간은 시험내용에 따라 13일, 25일 및 30일간하였다.
12cm 흑색 비닐폿트(0.76/)에 perlite, 모래, peatmoss 및 vermiculite 를 1:2:1비율로 섞은 경량 혼합배지를 담고 파종하였으며 파종후 7일된 유묘를 폿트당 1주씩을 가식하였다. PET온실 내에 턴널을 설치하고 내부에 전열선을 깐 다음 위에 폿트를 올려놓아 육묘기간 동안 묘의 뿌리 부분이 20℃정도 유지되도록 하였으며, 온실내 기온은 온풍기를 가동하여 주/야 20/17℃가 되도록 하였다.
76/)에 perlite, 모래, peatmoss 및 vermiculite 를 1:2:1비율로 섞은 경량 혼합배지를 담고 파종하였으며 파종후 7일된 유묘를 폿트당 1주씩을 가식하였다. PET온실 내에 턴널을 설치하고 내부에 전열선을 깐 다음 위에 폿트를 올려놓아 육묘기간 동안 묘의 뿌리 부분이 20℃정도 유지되도록 하였으며, 온실내 기온은 온풍기를 가동하여 주/야 20/17℃가 되도록 하였다. 실험구배치는 완전임의배치 5반복으로 하였다.
PET온실 내에 턴널을 설치하고 내부에 전열선을 깐 다음 위에 폿트를 올려놓아 육묘기간 동안 묘의 뿌리 부분이 20℃정도 유지되도록 하였으며, 온실내 기온은 온풍기를 가동하여 주/야 20/17℃가 되도록 하였다. 실험구배치는 완전임의배치 5반복으로 하였다. 실험 재료중 일부는 Hoagland(1938) 수경액으로 재배하여 생존율 및 초기 생장량을 조사하였고, 나머지는 토경재배하여 수량^을 조사하였다.
실험구배치는 완전임의배치 5반복으로 하였다. 실험 재료중 일부는 Hoagland(1938) 수경액으로 재배하여 생존율 및 초기 생장량을 조사하였고, 나머지는 토경재배하여 수량^을 조사하였다.
저온처리방법에 있어 07:00시 저온처리는 묘를 05:00시에 육묘용 턴널에서 생육상(Conviron 및 Han Back, HB-107LQ 603#로 옮긴 후 암상태에서 10분에 2℃ 기온을 낮추어 06:00시까지는 8#까지 낮추고, 07:00시 부터는 처리온도인 Z>C가 유지되도록 설정하였다. 18:00시 저온처리는 낮 동안에는 육묘상을 20℃로 유지하고 16:00시에 생육상으로 묘를 옮겨 위와 같은 방법으로 온도처리를 하였다.
18:00시 저온처리는 낮 동안에는 육묘상을 20℃로 유지하고 16:00시에 생육상으로 묘를 옮겨 위와 같은 방법으로 온도처리를 하였다. 처리시간은 실험목적에 따라 12, 24, 48, 72 및 96 시간 암 상태에서 처리하였고, 온도처리 후에는 반대로 6 — 10 ^20#로 순차적으로 온도를 높여서 갑작스런 온도 상승을 방지하였다.
18:00시 저온처리는 낮 동안에는 육묘상을 20℃로 유지하고 16:00시에 생육상으로 묘를 옮겨 위와 같은 방법으로 온도처리를 하였다. 처리시간은 실험목적에 따라 12, 24, 48, 72 및 96 시간 암 상태에서 처리하였고, 온도처리 후에는 반대로 6 — 10 ^20#로 순차적으로 온도를 높여서 갑작스런 온도 상승을 방지하였다.
토양수분 처리는 저온처리하기 전 폿트에 관수를 하지 않고 건조시킴으로서 수분조건을 만들었다. 토양수분 potential 상태는 1일 건조시에는 -2.
2bar를 나타내었다. 토양수분 potentiale gypsum block을 각 처리마다 설치하여 토양수분 측정기(Licor)로 전기저항을 측정하여 얻어진 값을 환산하여 이용하였다.
시료로 사용하였다. 시료는 언 상태로 15g을 취하여 80% MeOH와 함께 마쇄후 Nam와 Woo(2001)가 이용한 전처리과정을 거친 후 HPLC(Waters, 410) 로정량 (Nam, 1996)하였다.
ABA(abscisic acid)처리는 엽면 살포와 토양(뿌리)처리로 하였는데, 엽면살포는 ABA lOeM를 저온처리 24시간과 3시간 전에 각 1회씩 처리(전 처리)와 저온처리후 2시간과 24시간에 각 1회씩(후 처리) 엽신에 충분히 살포하였다. 토양(뿌리) 처리는 폿트(0.
살포하였다. 토양(뿌리) 처리는 폿트(0.767)당 ABA (10~5M) 20m# 저온처리 전 24시간에 1회 처리하거나, 저온처리후 3시간 경과후 토양게(뿌리)에 1회 관주하였다. 각종 화학물질 처리는 30일간 육묘한 겨울살이 청장오이를 0℃ 및 400에 10시간 처리후 3시간 과 24 시간 후에 각 1회씩 요소 0.
767)당 ABA (10~5M) 20m# 저온처리 전 24시간에 1회 처리하거나, 저온처리후 3시간 경과후 토양게(뿌리)에 1회 관주하였다. 각종 화학물질 처리는 30일간 육묘한 겨울살이 청장오이를 0℃ 및 400에 10시간 처리후 3시간 과 24 시간 후에 각 1회씩 요소 0.2%, ABA 10-5M, KH₂PO₄ 0.4%, Sucrose 0.3%를 각각 처리한 다음 4일 후에 생존한 묘를 Hoagland(1938) 수경액으로 재배하여 초기 생장량을 조사하였고 나머지는 토경재배하여 수량성을 보았다.
전해질 누출 측정은 1.5g의 잎을 채취하여 2mm 정도로 잘게 썰어서 40ml의 deionized water와 함께 100ml의 삼각플라스크에 넣고, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 및 24시간 동안 25℃ 항온기에 두었다가 EC meter (YSI, model 35. UAS)로 전기전도도를 측정하였다. 측정이 끝난 시료들은 10CTC에서 10분간 끊여 식힌 다음 재차 전기전도도를 측정하였다.
UAS)로 전기전도도를 측정하였다. 측정이 끝난 시료들은 10CTC에서 10분간 끊여 식힌 다음 재차 전기전도도를 측정하였다. 전해질 누출량 계산은 시간별로 250(3에서 측정된 전기전도도를 100℃ 에서 10분간 끊여서 추출된 전해질의 전기전도도로 나누어 총량게 대한 비율로 계산하였다.
측정이 끝난 시료들은 10CTC에서 10분간 끊여 식힌 다음 재차 전기전도도를 측정하였다. 전해질 누출량 계산은 시간별로 250(3에서 측정된 전기전도도를 100℃ 에서 10분간 끊여서 추출된 전해질의 전기전도도로 나누어 총량게 대한 비율로 계산하였다.
저온처리전 또는 후의 ABA 시용이 오이의 지상부생장에 미치는 영향을 보기 위하여 30일묘를 2℃에서 24시간 처리하되, ABA(10-5M)> 저온처리전 또는 후에 엽신과 뿌리(토양)에 각각 처리한 후 Hoagland (1938) 수경액에서 15일간 생육시킨 다음 생장을 조사하여 Table 3에 나타내었다.
엽 수분포텐셜은 토양수분을 조절한 다음 저온처리 직전인 07:00시와 18:00시에 Dew point microvoltmeter (Wescor H&33T)를 사용하여 측정하였다.

대상 데이터

겨울살이청장오이를 1 월 16일 농가보급형 polyethylene terephthalate(PET)온실 내에 파종하였다. 육묘기간은 시험내용에 따라 13일, 25일 및 30일간하였다.

데이터처리

zMeans followed by the same letter within column are not significantly different by Duncan's multiple range test at 5% level.

성능/효과

토양수분이 건조하면 엽신의 ABA함량은 크게 증가되었다. 저온처리 전, 후 ABA의 토양 및 엽면처리는 오이묘의 생존율을 유의하게 증가시켰고 세포의 전해질 누출량도 현저하게 감소시켰으며, 수량의 감소를 경감시켰다. 또한 ABA 처리는 저온처리 후보다는 저온처리 전에, 엽면처리보다는 토양에 처리하는 것이 보다 효과적이었다.
저온처리 전, 후 ABA의 토양 및 엽면처리는 오이묘의 생존율을 유의하게 증가시켰고 세포의 전해질 누출량도 현저하게 감소시켰으며, 수량의 감소를 경감시켰다. 또한 ABA 처리는 저온처리 후보다는 저온처리 전에, 엽면처리보다는 토양에 처리하는 것이 보다 효과적이었다. ABA(l(f5M)와 더불어 요소(0.
2 bar로 유지되었다. 토양수분을 조절한 다음 저온처리 직전인 07:00시와 18:00시에 엽신의 수분포텐셜을 측정한 결과 토양 수분포텐셜이 -0.3±0.2bar일 때에는엽 수분포텐셜은 -2.7~-3.0bai이었고, 토양수분 -2.5±0.5bar시에는 엽 수분포텐셜은 -6.5~-7.5bar이었으며, 토양을 3일간 건조시켜 토양 수분포텐셜이 -9.0±1.5 bar로 매우 건조된 상태에서는 엽 수분포텐셜은 -15.4-16.7bar로 매우 낮아졌다. 일반적으로 작물의 엽 수분 포텐셜이 -i5bar 정도로 낮아지면 식물체 위조 현상이 심하게 나타나 광합성을 할 수 없게 된다고 하였는데(Kozlowski, 1976), 본 시험에서도 성적을 제시하지 않았으나, 엽 수분포텐셜이 -15.
토양 수분 stress- 유발시키면 엽신내의 ABA함량이 증가하였는데, 토양수분이 적습상태인 -0.3±0.2bar 에서는 4.63ng/g・FW이었고, 토양수분을 -9.0±1.5baiS- 한발상태가 되도록 하면 ABA 함량이 30.37ng/g・FW로서 6.5배 증가하였다. Rikin 등(1976)은 토양이 한발상태가 되도록 건조시켰을 때에는 오이 자엽의 ABA 함량이 적습 상태에 비하여 37배나 높게 증가하였고, 증산량은 36%가 감소하였다고 보고한 바 있다.
나타내었다. 엽면시용과 토양시용 간에는 통계적인 유의차는 없었으나(미 제시) 평균값에서 토양시용이 다소 높은 생존율을 나타내었다. 저온처리 후에 ABA를 시용하면 저온 무처리구(20℃에 비하여 생존율이 유의하게 낮아져서 80~82%를 나타내었다.
엽면시용과 토양시용 간에는 통계적인 유의차는 없었으나(미 제시) 평균값에서 토양시용이 다소 높은 생존율을 나타내었다. 저온처리 후에 ABA를 시용하면 저온 무처리구(20℃에 비하여 생존율이 유의하게 낮아져서 80~82%를 나타내었다. 따라서 ABA 시용효과는 저온처리 전 시용이 저온처리 후 시용보다 효과가 높은 것으로 나타났다.
저온처리전, 후를 비교하여 보면, 저온처리전에 ABA를 처리하는 것이 더욱 효과적이었다. 저온처리 전의 처리 방식간 생육량을 비교하면, 엽면시용할 때 보다는 토양시용이 보다 효과이었으나, 통계적으로는 초장과 엽수는 유의차가 없었고 엽면적은 차이가 인정되었다.
저온처리 전의 처리 방식간 생육량을 비교하면, 엽면시용할 때 보다는 토양시용이 보다 효과이었으나, 통계적으로는 초장과 엽수는 유의차가 없었고 엽면적은 차이가 인정되었다. 저온처리후의 ABA시용도 저온 처리후 ABA를 처리하지 않았을 경우에 비하여는 효과적이었으나, 저온처리 전의 ABA시용에 비하여는 효과가 적었다.
저온처리 전의 처리 방식간 생육량을 비교하면, 엽면시용할 때 보다는 토양시용이 보다 효과이었으나, 통계적으로는 초장과 엽수는 유의차가 없었고 엽면적은 차이가 인정되었다. 저온처리후의 ABA시용도 저온 처리후 ABA를 처리하지 않았을 경우에 비하여는 효과적이었으나, 저온처리 전의 ABA시용에 비하여는 효과가 적었다. ABA의 시용효과는 저온 처리 전에는 토양시용이 효과적이었으나 저온 처리후에는 엽면처리가 오히려 효과적인 것으로 나타났다.
저온처리후의 ABA시용도 저온 처리후 ABA를 처리하지 않았을 경우에 비하여는 효과적이었으나, 저온처리 전의 ABA시용에 비하여는 효과가 적었다. ABA의 시용효과는 저온 처리 전에는 토양시용이 효과적이었으나 저온 처리후에는 엽면처리가 오히려 효과적인 것으로 나타났다.
모든 화학물질 처리는 저온처리 직후에 엽면에 처리하였는데, 이는 실제로 작물체가 저온에 의하여 장해를 받았을 경우에 회복 가능성을 알아보기 위해서였다. 이의 저온 처리구에서 저온 처리후 화학물질 무처리의 생존율은 80%였으나 요소 및 ABA 처리시는 92~96%까지 높아졌다. 요소, ABA 및 KH₂PQ처리는 저온 처리후 화학물질 무처리에 비하여 초장, 엽면적, 지상부 및 지하부의 건물 중을 유의하게 증가시켰다.
이의 저온 처리구에서 저온 처리후 화학물질 무처리의 생존율은 80%였으나 요소 및 ABA 처리시는 92~96%까지 높아졌다. 요소, ABA 및 KH₂PQ처리는 저온 처리후 화학물질 무처리에 비하여 초장, 엽면적, 지상부 및 지하부의 건물 중을 유의하게 증가시켰다. "C의 저온 처리구에서 요소 및 ABA를 처리하면 저온 무처리(20℃의 95- 98%수준까지 생장이 회복되었으며, 특히 ABA 처리가 가장 효과적이었다.
요소, ABA 및 KH₂PQ처리는 저온 처리후 화학물질 무처리에 비하여 초장, 엽면적, 지상부 및 지하부의 건물 중을 유의하게 증가시켰다. "C의 저온 처리구에서 요소 및 ABA를 처리하면 저온 무처리(20℃의 95- 98%수준까지 생장이 회복되었으며, 특히 ABA 처리가 가장 효과적이었다. 0℃(2나 4℃처리 모두 sucrose의 효과는 낮은 것으로 나타났다.
같다. 0℃의 저온 처리구에서 저온 처리후 화학물질 무처리는 저온 무처리 (20℃에 비하여 수량이 81%로 감수하였는데, 요소 엽면살포 또는 ABA처리는 수량이 저온무처리(20℃)의 92~95%수준까지 높아졌으며, 4℃에서도 요소 엽면처리와 ABA의 처리효과가 높은 것으로 나타났다.
오이묘가 저온피해를 입기 전, 후 토양 수분 조건과 몇 가지의 화학물질처리가 오이묘의 냉해 경감에 미치는 영향을 연구한 결과 토양수분 -0.3bar 적습 상태에서 07:00시에 2℃로 저온처리를 했을때, 생존율은 28.3%이었으나 -5.5bar에서는 83.3%로 높아져 토양수분이 건조하면 저온피해가 감소되었다. 그러나 18:0#에 저온처리하면 -0.
저온처리 후에 ABA를 시용하면 저온 무처리구(20℃에 비하여 생존율이 유의하게 낮아져서 80~82%를 나타내었다. 따라서 ABA 시용효과는 저온처리 전 시용이 저온처리 후 시용보다 효과가 높은 것으로 나타났다. King.

후속연구

저온처리 시기가 암기말인 오전과, 명기말인 오후에 따라 나타나는 생존율의 차이는 주야간 catalase, superoxide dismutase와 같은 항산화효소의 활성에 기인되며 이들 항산화효소의 활성정도는 저온처리 전 광선 유무에 밀접한 관련이 있다는 보고(Kerdnaimongkol 등, 1997)가 있어 추후 더욱 연구 할 과제라고 생각된다. King 등(1982)은 오이묘에 수분 stress를 주면 내냉성이 높아진다고 하였으며, Rikin 등(1976)도 오이 묘에 저온 처리전 수분 stress를 주었을 때와 정상적으로 생육시켰을 때 냉해에 대한 반응을 조사한 결과, 정상 토양수분 조건에서는 2℃에서 24시간 저온처리 시 잎의 생체중은 대조구에 비해 80%, 엽면적은 77%, 뿌리 무게는 76%가" 감소하였으나, 한발상태 유도후 저온 처리하였을 때에는 잎의 생체중은 대조구에 비해 20%, 뿌리 무게는 4%만이 감소하여 저온에 의한 피해를 줄일 수 있었다고 하였다.
결과와는 달랐다. 이는 주야간 catalase, superoxide dismutase와 같은 항산화효소의 활성과 밀접한 관련 (Kerdnaimongkol 등, 1997)이 있는 것으로 판단되나 추후 더욱 연구 할 과제라고 생각된다.

참고문헌 (22)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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