[논문]정식 후 초기 생장기 배추의 생장, 광합성 속도 및 기공전도도에 미치는 토양수분의 영향

김성겸; 이희주; 이희수; 문보흠; 이상규

doi:10.12791/ksbec.2017.26.3.151

정식 후 초기 생장기 배추의 생장, 광합성 속도 및 기공전도도에 미치는 토양수분의 영향
Effect of Soil Water Content on Growth, Photosynthetic Rate, and Stomatal Conductance of Kimchi Cabbage at the Early Growth Stage after Transplanting 원문보기

시설원예ㆍ식물공장 = Protected horticulture and plant factory, v.26 no.3, 2017년, pp.151 - 157

김성겸 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이희주 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이희수 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 문보흠 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이상규 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과)

초록
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본 연구는 정식 후 토양의 수분 함량에 따른 배추의 생장과 토양 수분에 따른 배추의 생리 반응 모델 개발을 위한 유효 매개변수를 알아보고자 수행되었다. 처리는 5개 수준으로 각각 0, 200, 300, 400 및 500mL/d/plant로 매일 1회 관수하여 토양 수분 함량 차이로 구분하였다. 토양수분과 기공전도도를 정식 후 10일부터 6일 간격으로 총 5회 측정하였으며(단, 0과 200mL/d/plant 처리구는 총 3회 측정), 광합성기구 활성을 알아보고자 정식 후 25일에 충분히 관수된 처리구(500mL/d/plant)와 결핍 처리구(0mL/d/plant)에서 이산화탄소 포화 곡선을 작성하였고, 정식 후 38일에 생장을 조사하였다(단, 관수량 처리구 0과 200mL/d/plant는 위조되어 정식 후 29일에 생장 조사함). 토양수분과 배추의 기공전도도는 밀접한 관계가 있었으며($r^2=0.999$), 직선의 정의 상관관계로 y = 6097.4x - 4.2984였다. 충분히 관수된 배추의 이산화탄소 포화곡선은 정상적인 포화 곡선을 보였으나, 토양수분이 극도로 결핍된 배추는 체내로 이산화탄소가 확산되어 들어가지 않으며, 광합성 속도도 약 $6.5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 미만으로 급격히 감소하였다. 충분히 관수된 처리구(500mL/d/plant)에 비하여 토양 수분 결핍구(0mL/d/plant 처리)에서는 약 6.8배 이상 건물생산량이 감소하였다. 그리고 토양의 수분 함량에 따라 엽면적 지수가 로그함수적(y = 16.573 + 3.398 ln x)으로 증가하였고, 결정 계수 $r^2=0.913$로 높은 상관 관계가 있었다. 결과적으로, 정식초기의 토양 수분 함량이 결핍되면 배추의 생장이 지연되며, 광합성 속도와 기공전도도가 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 또한, 토양수분 함량과 배추 생장 반응 모델을 기공전도도와 엽면적 지수를 변수로 활용하면 정확도가 우수한 모델을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objectives of this study were to determine the impact of soil water content on the growth, stomatal conductance, and photosynthesis of Kimchi cabbage and to evaluate proper parameters for development of growth models. There were five levels of irrigation amount treatments (0, 200, 300, 400, and 500 mL/d/plant) and those were commenced at one day after transplanting (DAT). We measured soil water content, stomatal conductance, photosynthesis characteristics, and the A-Ci curve. The growth of Kimchi cabbage as affected by irrigation amount was evaluated at 38 days after transplanting, however, the growth with 0 and 200 mL/d/plant irrigation amount treatments measured at 29 DAT. The relationship between soil water content and stomatal conductance was highly correlated ($r^2=0.999$) and the function represented by y = 6097.4x - 4.2984. The stomatal conductance of Kimchi cabbage leaves showed $300mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ when the soil water content was below $0.05m^3/m^3$. The stomatal conductance was rapidly decreased by scarcity of soil moisture. A-Ci curve indicated normal curve in fully irrigation treatment (500 mL/d/plant), however, $CO_2$ couldn't diffuse through the intercellular Kimchi cabbage leaves treated with 0 mL/d/plant. The dry weight of full irrigation treatment was greater approximately 6.8 times than that of deficit irrigation (0 mL/d/plant). In addition, leaf area index showed a logarithmic function (y = 16.573 + 3.398 ln x) with soil water content and that of R-squared represents 0.913. Results indicated that the soil water content was highly correlated with stomatal conductance and leaf area index. Indeed, the scarcity soil moisture reduced photosynthesis and retarded growth.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한, 최근 외부 기상(가뭄)과 무관하게 비가림 형태의 시설에서 배추를 생산하는 재배형태가 도입되고 있어 시설 내에서 관수 개시점 및 최적 관수량 설정을 위한 연구도 필요하다. 본 연구의 목적은 정식 후 토양의 수분 함량에 따른 배추의 생장, 광합성 및 기공전도도에 미치는 영향을 구명하고, 토양 수분에 따른 배추의 생리 반응 모델 개발을 위한 유효 매개변수를 찾기 위함이다. ;

제안 방법

1에 나타내었다. 관수량은 5개 처리 수준으로 각각 0, 200, 300, 400 및 500mL/d/plant로 매일 오전(9~10시)에 관수하였다. 관수량 처리 개시 후 약 30일간 6일 간격으로 총 5회 토양 수분 함량과 배추 잎의 기공 확산 전도도를 측정하였다.

대상 데이터

‘춘광’ 배추(Sakada Seed Co., Japan)는 2016년 2월 15일에 파종하였고, 발아 후에는 1주씩 남기고 솎아 주었으며, 국립원예특작과학원 유리온실(전북 완주군)에서 육묘하였다. 파종 후 36일에 2.

데이터처리

05에서 Duncan 검정을 수행하였다. 또한 토양 수분 함량과 엽면적 지수와 뿌리의 건물중과의 상관관계를 분석하였다. ;
, Lincoln, NE, USA)을 조사하였고(단, 관수량 처리구 0과 200mL/d/plant는 위조로 정식 후 29일에 생장 조사), 엽면적 결과를 이용하여 엽면적 지수를 계산하였다. 생장조사에 대한 결과는 관수량에 따라 분산분석을 하였고, 평균간의 유의차 검정은 p<0.05에서 Duncan 검정을 수행하였다. 또한 토양 수분 함량과 엽면적 지수와 뿌리의 건물중과의 상관관계를 분석하였다.

이론/모형

광합성 속도는 측정기 잎챔버 내부 기온 25^oC, 상대습도 70~80%, 광량 500μmol·m-2·s^-1및 공기 유속 300mol·s^-1 로 유지하였으며, 이산화탄소 농도는 50~1,500μmol·mol^-1 으로 변화해 가면서 측정하였다. 이산화탄소포화곡선의 실측 값으로 광합성 기구의 생화학적 모델들(수식 1~4, Sharkey et al., 2007)을 활용하여 카르복실화 속도, 전자 전달계 효율, 삼인산화율 및 호흡율을 계산하였다. ;

성능/효과

5B). 400mL/d/plant와 500mL/d/plant 처리구의 뿌리 건물중이 각각 1.3 및 1.4g/plant로 유사하였고, 이로 인하여 토양의 수분 함량과 뿌리 건물중의 직선의 회귀식에서 결정계수가 낮아지는 결과를 얻었다. 환경요인은 생육구간 또는 생태적 특성에 따라 작물의 생육에 미치는 영향이 다르게 나타날 수 있다(Park, 1988).
본 연구결과를 종합하면, 정식 후 초기 생장기의 토양수분 결핍은 배추의 생장과 광합성 효율을 저해하였으며, 토양 수분 함량과 배추의 생장과의 생육 모델 개발에서 기공전도도와 엽면적 지수를 변수로 사용한다면 동적인 생장 변화를 예측할 수 있을 것으로 기대된다. ;

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고온에서 배추의 문제점은 무엇인가?	그리고 배추의 종자 생산량과 연간 매출액은 각각 118톤과 174억 원으로, 배추는 종자매출에서도 주요한 작물이다(KOSA, 2015). 저온 채소인 배추는 생육적온보다 높은 고온에서는 생육 및 품질 저하와 생산량이 감소된다(Lee et al., 2011; Lee et al.
	건조 스트레스에 따른 배추 생산의 결과는 어떠한가?	, 1998). 재배 기간 중 가뭄이 2주 지속되면 배추 잎의 엽육 조직이 붕괴되는 등 피해를 주며, 4주 이상 가뭄이 지속되면 충분히 관수한 처리구 생산량의 34%에 불과할 정도로 정상적인 배추 생산이 불가하다고 보고되었다(Lee et al., 2015).
	기후변화 시나리오에 따르면 기후는 어떤 변화가 있는가?	, 2003). 기후변화 시나리오(대표농도변화경로)에 따르면, 100년 후 지구의 기온은 현재보다 6oC가 증가하고 대기 중 이산화탄소농도는 940mmol·mol-1이 될 것이며, 강수량도 현재보다 20% 증가될 것이다. 이 조건에서 배추는 속 썩음 증상이 심하게 발생하여 정상적인 결구를 할 수 없었고, 광합성과 카르복실화 효율도 크게 떨어지는 것을 확인하였다(Lee et al.

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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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