양파의 인경 비대기인 3-5월에 급변 온도조건을 유도시켜 양파의 생육반응과 수량을 조사하였다. 시험품종은 중만생종인 선샤인을 2012년 9월 4일에 파종하여 10월 30일에 정식하였고 다음해 5월 30일에 수확하였다. 온도변화에 따른 처리구는 3-4-5월 평균온도(T0 대조구: $6.0-10.4-17.2^{\circ}C$, T1: $6.0-5.4(-5)-17.2^{\circ}C$, T2: $6.0-10.4-22.2(+5)^{\circ}C$, T3: $6.0-5.4(-5)-22.2(+5)^{\circ}C$)를 기준으로 4월과 5월에 ${\pm}5^{\circ}C$씩 온도차를 두었다. 그 결과, T2처리구가 T0 대조구에 비하여 양파 생육과 구의 수량이 증가하였으나 저온처리구인 T1에서는 감소하였다. 무기이온 함량에서는 3월보다는 5월에 다량원소의 감소가 있었고 고온보다 저온에서 함유량이 높았다. 호르몬의 변화는 구의 비대시기와 밀접하게 관련이 있었으며 ABA 함량의 증가는 구의 비대를 촉진하였다. 따라서 급변온도에 대한 비대기 양파의 생육과 수량은 고온보다는 저온기간이 길어질수록 수량지수가 감소됨을 확인하였다.
양파의 인경 비대기인 3-5월에 급변 온도조건을 유도시켜 양파의 생육반응과 수량을 조사하였다. 시험품종은 중만생종인 선샤인을 2012년 9월 4일에 파종하여 10월 30일에 정식하였고 다음해 5월 30일에 수확하였다. 온도변화에 따른 처리구는 3-4-5월 평균온도(T0 대조구: $6.0-10.4-17.2^{\circ}C$, T1: $6.0-5.4(-5)-17.2^{\circ}C$, T2: $6.0-10.4-22.2(+5)^{\circ}C$, T3: $6.0-5.4(-5)-22.2(+5)^{\circ}C$)를 기준으로 4월과 5월에 ${\pm}5^{\circ}C$씩 온도차를 두었다. 그 결과, T2처리구가 T0 대조구에 비하여 양파 생육과 구의 수량이 증가하였으나 저온처리구인 T1에서는 감소하였다. 무기이온 함량에서는 3월보다는 5월에 다량원소의 감소가 있었고 고온보다 저온에서 함유량이 높았다. 호르몬의 변화는 구의 비대시기와 밀접하게 관련이 있었으며 ABA 함량의 증가는 구의 비대를 촉진하였다. 따라서 급변온도에 대한 비대기 양파의 생육과 수량은 고온보다는 저온기간이 길어질수록 수량지수가 감소됨을 확인하였다.
BACKGROUND: To evaluate the impact of rapid temperature change at spring and the early summer seasons in climate change, we have investigated the physiological response and yield of onion in a greenhouse with thermostat control system. METHODS AND RESULTS: Seedlings of onion(cv. Sunshine) were plant...
BACKGROUND: To evaluate the impact of rapid temperature change at spring and the early summer seasons in climate change, we have investigated the physiological response and yield of onion in a greenhouse with thermostat control system. METHODS AND RESULTS: Seedlings of onion(cv. Sunshine) were planted on October 30, 2012 and harvested on May 30, 2013. The used treatments(March-April-May) for a rapid temperature change were T0(control): $6.0-10.4-17.2^{\circ}C$, T1: $6.0-5.4(-5)-17.2^{\circ}C$, T2: $6.0-10.4-22.2(+5)^{\circ}C$ and T3: $6.0-5.4(-5)-22.2(+5)^{\circ}C$. Total yields of bulb within the temperature change as high temperature treatment T2 and control treatment T0 were increased significantly(p<0.05), as compared to the low temperature treatment T1. Low temperature conditions significantly (p<0.05) reduced plant height, SPAD reading, crude protein and fiber etc., as compared to the TO and T2. CONCLUSION: The rapid temperature changes were highly affected by low temperature than high temperature. These results suggest that rapid climate change of future could need systematic standard model for physiological characteristics and yields of onion.
BACKGROUND: To evaluate the impact of rapid temperature change at spring and the early summer seasons in climate change, we have investigated the physiological response and yield of onion in a greenhouse with thermostat control system. METHODS AND RESULTS: Seedlings of onion(cv. Sunshine) were planted on October 30, 2012 and harvested on May 30, 2013. The used treatments(March-April-May) for a rapid temperature change were T0(control): $6.0-10.4-17.2^{\circ}C$, T1: $6.0-5.4(-5)-17.2^{\circ}C$, T2: $6.0-10.4-22.2(+5)^{\circ}C$ and T3: $6.0-5.4(-5)-22.2(+5)^{\circ}C$. Total yields of bulb within the temperature change as high temperature treatment T2 and control treatment T0 were increased significantly(p<0.05), as compared to the low temperature treatment T1. Low temperature conditions significantly (p<0.05) reduced plant height, SPAD reading, crude protein and fiber etc., as compared to the TO and T2. CONCLUSION: The rapid temperature changes were highly affected by low temperature than high temperature. These results suggest that rapid climate change of future could need systematic standard model for physiological characteristics and yields of onion.
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문제 정의
따라서 본 과제에서는 전남지역에서 재배되는 양파를 이용하여 온도 급상승과 급하강시 양파의 생육 상황, 생리적 변화 그리고 수량성을 파악하고자 하였다.
제안 방법
여과된 용액은 회전진공농축기를 이용하여 건조⋅농축하였으며, ELISA(enzyme- linked immunosorbent assay) 처리전 Tris-buffered saline에 현탁시켰다. IAA 분석을 위해 확보된 시료는 200 mL methanol에 녹여 사용하였으며, 용해는 300 mL phosphate buffer saline(PBS, 1.3 mM NaH2PO4, 8.7 mM Na2HPO4, 0.14 M NaCl, pH 7.4)을 넣고 ELISA로 분석한 후 정량화하였다(Walker-Simmons, 1987; Yang et al., 2001). ABA와 IAA immunoassay detection kit (PGR-1)는 Sigma-Aldrich Co.
, NC, USA), 벨트히터(RWPH, Raon system, Siheung, Korea)에 온도보정용 센서를 달아서 온도조절이 잘 되도록 설치하였다. 각 처리 간에는 온도변화를 최소화하기 위하여 일정거리를 두었고 기타관리는 일반 관행법에 준하여 실시하였다. 급상승 및 급하강 온도변화(±5℃)에 대한 온도 설정은 기상청의 최근 5년간 나주지역 평균온도를 기준으로 산정하였다(Fig.
급변 온도변화에 대한 처리구의 배치는 2013년 3-4-5월 3개월간 평균기온을 기준으로 대조구인 T0(6.0-10.4-17.2℃), 저온온도처리구 T1(6.0-5.4(-5)-17.2℃), 고온온도처리구 T2(6.0-10.4-22.2(+5)℃), 저온고온혼합처리구 T3(6.0-5.4(-5)-22.2(+5)℃)처리구로 설치하였으며, 저온처리는 4월에 T1과 T3처리구, 고온처리는 5월에 T2와 T3에 낮과 밤 구별 없이 ±5℃씩 온도차를 두고 양파의 생육을 조사하였다(Fig. 2).
급상승 및 급하강 온도변화(±5℃)에 대한 온도 설정은 기상청의 최근 5년간 나주지역 평균온도를 기준으로 산정하였다(Fig. 1).
, Milford, MA, USA)에 여과한 용액 10 uL를 HPLC에서 주입하여 ascorbic acid의 함량을 측정하였다. 상층액을 다시 취한 후 6% 메타인산을 더 첨가하여 위와 같은 방법을 반복하여 2차로 분석하였다. Ascorbic acid 함량 분석에 사용된 기기는 HPLC(LC-2010, Shimadzu Co.
양파의 잎과 인경에서 ABA와 IAA 호르몬을 추출하기 위하여 추출액(80% methanol containing 2% glacial acetic acid)을 잎과 함께 막자사발에 넣고 파쇄하였다. 색소와 다른 극성물질들을 제거하기 위하여 추출물에 polyvinylpyrrolidone column과 C18(Sep-Pak Vac) cartridges(Waters Co., Milford, MA, USA)로 여과하였다. 여과된 용액은 회전진공농축기를 이용하여 건조⋅농축하였으며, ELISA(enzyme- linked immunosorbent assay) 처리전 Tris-buffered saline에 현탁시켰다.
수분은 105℃ 상압가열건조법(Moisture analyzer, MB45, Ohaus Co., Parsippany, NJ, USA)으로 가열한 후 건조물을 측정하여 결정하였다. 조단백질 함량은 Kjeldahl법을 이용하여 분해(KjelDigester K-424, Buchi Co.
식물체 및 토양의 무기성분 분석방법은 국립농업과학기술과학원 토양 및 식물체 분석법에 준하여 실시하였다.식물체 분석은 5월 30일에 채취한 양파 시료를 50℃에서 열풍 건조하여 H2SO4-H2O2로 분해하여 식물체 분석에 사용하였다. 시험전과 후의 토양은 음지에서 건조하여 2 mm체를 통과시켜 분석시료로 사용하였다.
아미노산 함량은 Sakano(1981)의 방법을 변형하여 0.5 g 의 시료에 6 N-HCl을 가하여 100℃에서 24시간 동안 가수 분해 시킨 후 감압농축하고, 이 농축액을 sodium citrate buffer(pH 2.2)에 녹여 아미노산 자동분석기(LKB-Biochrom 20, Pharmacia LKB Biochrom Ltd, Cambridge, UK)를 이용하여 분석하였다. 이때 column은 Bio 20 PEEK sodium feedstuff를 사용하였고, buffer는 sodium citrate(pH 3.
양파의 급변온도를 조성하기 위해 1 m×3 m 넓이의 비닐 터널을 2013년 3월에 설치하여 5월 말까지 유지하였다.
시험 배치구는 난괴법 3반복으로 하였다. 양파의 생육특성으로서는 초장, 엽수 등을 조사하였으며 수량특성으로 구경, 구중, 상품수량 등을 조사하였다. 초장, 엽색(엽록소측정기, SPAD-502, Minolta Camera Co.
양파의 인경 비대기인 3-5월에 급변 온도조건을 유도시켜 양파의 생육반응과 수량을 조사하였다. 시험품종은 중만생종인 선샤인을 2012년 9월 4일에 파종하여 10월 30일에 정식하였고 다음해 5월 30일에 수확하였다.
양파의 잎과 인경에서 ABA와 IAA 호르몬을 추출하기 위하여 추출액(80% methanol containing 2% glacial acetic acid)을 잎과 함께 막자사발에 넣고 파쇄하였다. 색소와 다른 극성물질들을 제거하기 위하여 추출물에 polyvinylpyrrolidone column과 C18(Sep-Pak Vac) cartridges(Waters Co.
재식거리는 20×15 cm 6조식으로 정식하였고, 투명 PE필름에 멀칭 재배하였다.
전남지역에서 급변하는 기후변화에 대한 양파의 생육특성, 생리현상과 수량에 미치는 영향을 조사하고자 동신대학교 실험포장 내 온습도, 자동개폐 등이 가능한 하우스터널을 이용하여 2012년 10월 30일 정식하여 2013년 5월 30일까지 실험을 수행하였다. 양파의 급변온도를 조성하기 위해 1 m×3 m 넓이의 비닐 터널을 2013년 3월에 설치하여 5월 말까지 유지하였다.
양파의 생육특성으로서는 초장, 엽수 등을 조사하였으며 수량특성으로 구경, 구중, 상품수량 등을 조사하였다. 초장, 엽색(엽록소측정기, SPAD-502, Minolta Camera Co. Ltd., Osaka, Japan), 광합성률(광합성측정장치, LI-6400, Li-Cor Inc., Lincoln, NE, USA) 등은 측정하였다. 시비량은 10 a당 성분량으로 N, P2O5, K2O를 각각 20, 8, 15 kg, 퇴비 2,000 kg, 석회 120 kg을 시용하였다.
터널 내 밤과 낮의 온도는 비가림 하우스의 수준이었으며, 정밀온도를 유지하기 위해 외장형 냉⋅온풍 장치(LPX1450, LG Electronics Inc., Seoul, Korea), 디지털 핫에어 스테이션(WHA-600KR, Weller Co., NC, USA), 벨트히터(RWPH, Raon system, Siheung, Korea)에 온도보정용 센서를 달아서 온도조절이 잘 되도록 설치하였다.
대상 데이터
상층액을 다시 취한 후 6% 메타인산을 더 첨가하여 위와 같은 방법을 반복하여 2차로 분석하였다. Ascorbic acid 함량 분석에 사용된 기기는 HPLC(LC-2010, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)을 사용하였다. 사용한 column은 Nova-pack C18으로 3.
, Lincoln, NE, USA) 등은 측정하였다. 시비량은 10 a당 성분량으로 N, P2O5, K2O를 각각 20, 8, 15 kg, 퇴비 2,000 kg, 석회 120 kg을 시용하였다. 3요소의 1차 추비는 3월 5일에 2차 추비는 3월 25일에 시용하였다.
양파의 인경 비대기인 3-5월에 급변 온도조건을 유도시켜 양파의 생육반응과 수량을 조사하였다. 시험품종은 중만생종인 선샤인을 2012년 9월 4일에 파종하여 10월 30일에 정식하였고 다음해 5월 30일에 수확하였다. 온도변화에 따른 처리구는 3-4-5월 평균온도(T0 대조구: 6.
1). 실험기간 중 터널내 3-5월의 온도 설정은 2시간 간격, 2-3일 간의 자료를 매일 기상청(기상청 홈페이지와 광주기상청 시간별 자료)으로부터 전송받아 사용하였다. 온도의 상승과 강하를 위해 확보된 자료는 냉난방기 운용을 위해 온도컨트롤 장비에 저장하였다.
양파의 시험품종은 중만생종인 선샤인을 2012년 9월 4일에 파종하여 10월 30일에 정식하였고 80%가 도복되는 시점을 기준으로 2013년 5월 30일에 수확하였다. 재식거리는 20×15 cm 6조식으로 정식하였고, 투명 PE필름에 멀칭 재배하였다.
0 mL/min의 속도로 분리하였다. 표준물질로는 L-Ascorbic acid(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하였다.
데이터처리
각 처리 및 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 실시한 후 p<0.05 수준에서 최소유의차 검정(LSD)을 실시하였다.
모든 데이터는 통계 프로그램인 CoStat software (CoHort Software, Monterey, CA, USA)를 사용하여 변이들을 분석하였으며, 모든 처리는 3반복으로 하였다. 각 처리 및 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 실시한 후 p<0.
이론/모형
시험전과 후의 토양은 음지에서 건조하여 2 mm체를 통과시켜 분석시료로 사용하였다. pH와 EC는 풍건한 토양과 증류수를 1:5로 하여 30분간 진탕한 현탁액을 측정하였고, 유효인산은 Lancaster법, 유기물함량은 Wakley와 Black법으로 분석하였다. 치환성 양이온(Ca2+, Mg2+, K+)은 5 g의 토양시료에 50 mL의 1 M NH4OAc(pH 7.
재식거리는 20×15 cm 6조식으로 정식하였고, 투명 PE필름에 멀칭 재배하였다. 시험 배치구는 난괴법 3반복으로 하였다. 양파의 생육특성으로서는 초장, 엽수 등을 조사하였으며 수량특성으로 구경, 구중, 상품수량 등을 조사하였다.
식물체 및 토양의 무기성분 분석방법은 국립농업과학기술과학원 토양 및 식물체 분석법에 준하여 실시하였다.식물체 분석은 5월 30일에 채취한 양파 시료를 50℃에서 열풍 건조하여 H2SO4-H2O2로 분해하여 식물체 분석에 사용하였다.
, Parsippany, NJ, USA)으로 가열한 후 건조물을 측정하여 결정하였다. 조단백질 함량은 Kjeldahl법을 이용하여 분해(KjelDigester K-424, Buchi Co., Flawil, Switzerland)하였다. 조지방은 Soxhlet 추출법(Extraction System B-811, Buchi Co.
조지방은 Soxhlet 추출법(Extraction System B-811, Buchi Co., Flawil, Switzerland)와 조지방자동추출기(Soxtec™ 2050 Auto System, Foss Co., Hoganas, Sweden)를 이용하였다.
25℃ 항온수조에서 15분 방치하고 원심분리(4℃, 3000 rpm, 10 min)하여 아래층을 취하고 질소로 증발 시킨 후 그 무게를 측정하였다. 조회분은 550℃ 직접 회화법으로, 조섬유소는 H2SO4-NaOH법(Fibercap System 2022, Foss Co., Hoganas, Sweden)으로 A.O.A.C.(1995) 표준법에 따라 분석하였다. Ascorbic acid 분석은 시료 0.
성능/효과
또한 급변온도에 따른 비상품성 구가 많은 경향을 보였으나 처리간의 유의성은 나타나지 않았다. 10 a당 양파의 구 수량은 주당 구의 무게와 비슷한 경향을 나타내었는데, 급변온도 미처리구 T0보다 고온처리구 T2가 5.2%가 증가하였고, 저온처리구 T1과 혼합처리구 T3은 각각 16.2%, 2.3%가 감소하였다(Fig. 4).
2(+5)℃)를 기준으로 4월과 5월에 ±5℃씩 온도차를 두었다. 그 결과, T2처리구가 T0 대조구에 비하여 양파 생육과 구의 수량이 증가하였으나 저온처리구인 T1에서는 감소하였다. 무기이온 함량에서는 3월보다는 5월에 다량원소의 감소가 있었고 고온보다 저온에서 함유량이 높았다.
아미노산의 종류에 따른 함량변화는 부분적으로 차이가 있었으나 전체 함량에 대한 유의성은 발견하지 못하였다. 그러나 glutamic acid의 함량은 대조구 T0에 비하여 다른 처리구보다 감소하는 경향을 보였으나 proline, serine, arginine의 함량은 T0처리구보다 증가하는 경향을 보였다. 이는 glutamate가 arginine과 proline의 생합성과정에서 전구물질로 작용하고 있다는 점을 고려할 때 증감 폭이 있는 것으로 여겨진다.
, 2012)와 유사하였다. 급변온도에 대하여 인산의 함량 변화는 크지 않았고 다른 다량원소들은 고온기나 식물의 성숙단계가 따라 무기성분이 감소하는 경향을 보였다.
호르몬의 변화는 구의 비대시기와 밀접하게 관련이 있었으며 ABA 함량의 증가는 구의 비대를 촉진하였다. 따라서 급변온도에 대한 비대기 양파의 생육과 수량은 고온보다는 저온기간이 길어질수록 수량지수가 감소됨을 확인하였다.
수확 후 양파의 구 지름과 높이는 Table 3에 나타난 바와 같이 유의성은 나타나지 않았으며, 구의 수분함량은 90-91%정도인 것으로 조사되었다. 수량성에 직접적으로 영향을 주는 인자인 구의 무게는 유의성(p<0.
05)이 인정되었다. 양파 한개당 구의 무게는 고온처리구 T2가 저온처리구 T1보다 25.2% 증가하는 경향을 보였다. 봄철 4월과 5월은 양파 비대기에 속하는데 4월의 장기저온은 양파의 생육과 수량에 제한 요인으로 작용한 것으로 생각되었다.
이에 본 연구에서는 급변온도 발생시 양파의 재배생리적인 특성을 파악하고자 2013년 3-4-5월 3개월간 평균기온을 기준으로 정상온도(대조구) T0(6.0-10.4-17.2℃), T1(6.0-5.4(-5)-17.2℃), T2(6.0-10.4-22.2(+5)℃), T3(6.0-5.4(-5)-22.2(+5)℃)처리구로 설치하였으며, 저온처리는 4월에 T1과 T3처리구, 고온처리는 5월에 T2와 T3처리구에 ±5℃씩 온도차를 두고 실험한 결과, Table 2에서와 같이 저온처리된 T1처리구가 4월 평년기온 대조구인 T0처리구보다 초장이 11.2% 감소하였다.
조단백질은 대조구 T0과 고온처리구 T2에서 높은 함량을 보였으며, 저온처리구와 고온처리구간에는 유의적(p<0.05) 차이가 인정되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
급변온도조건에서 양파의 아미노산 함량변화를 관찰한 결과, glutamic acid 함량 감소 및 proline, serine, arginine 함량 증가 경향이 나타나는 이유는 무엇인가?
그러나 glutamic acid의 함량은 대조구 T0에 비하여 다른 처리구보다 감소하는 경향을 보였으나 proline, serine, arginine의 함량은 T0처리구보다 증가하는 경향을 보였다. 이는 glutamate가 arginine과 proline의 생합성과정에서 전구물질로 작용하고 있다는 점을 고려할 때 증감 폭이 있는 것으로 여겨진다.
장일조건에서 양파 생육기간에 저온이 지속될 경우 양파 구에 나타나는 변화는?
그러나 T3처리구의 경우 저온과 고온을 함께 받았음에도 식물체당 수량이 저온처리구 T1보다 증가한 것은 저온에서 고온으로의 생육반응 전환속도가 빠를 것으로 이해할 수 있었다. 이는 장일조건에서도 양파 생육기간에 저온이 지속되면 구 비대가 감소한다는 보고와 유사하였다(Steer, 1980). 또한 급변온도에 따른 비상품성 구가 많은 경향을 보였으나 처리간의 유의성은 나타나지 않았다.
해동기 이후 마늘 생육기인 3-5월에 온도의 급상승 혹은 급하강 조건이 빈번할 경우 발생하는 문제는?
전남 서남부에서 많이 재배하는 난지형 마늘은 이차생장이 심한 개체들이 많아 상품수량을 떨어뜨리는 경우가 있다. 이는 해동기 이후 마늘 생육기인 3-5월에 온도가 급상승 또는 급하강 조건이 빈번히 있는 경우 마늘이 이차생장이 대량발생(70-80%)하여 상품성 저하 및 작황부진으로 이어지고 있다(Sohn et al., 2011).
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