가뭄조건에서 봄감자의 무기성분함량 및 생육특성에 대한 결과는 다음과 같다. 생육기간 중 식물체 내 무기성분함량 중 유효인산은 생육 초반 청주에서 유의하게 높았지만 개화기 이후 차이가 없어졌으며, 칼슘은 청주지역보다 강릉에서 더 빠르고 흡수되고 많은 체내 축적을 보였다. 마그네슘은 청주보다 강릉에서 높은 함량은 보여 건조스트레스에 따른 칼슘 흡수와 매우 밀접하게 관계가 있다고 생각된다. 생육기간 중 토양 양분 흡수량은 모든 무기양분을 청주가 강릉보다 더 많이 흡수하였으며, 이는 청주의 감자 생육량이 건조스트레스로 제대로 생육하지 못한 강릉의 감자보다 크고, 생육기간도 더 길었기 때문으로 추정된다. 감자주요 생육기의 생육은 강릉과 청주 모두 비슷하였지만 강릉에서의 생육량 감소가 더 큰 경향을 보였다. 각 생육지표들의 상관관계는 건조에 취약한 잎을 제외한 다른 요소들은 강릉과 청주 모두 정의 상관관계를 보였지만, 잎의 영향을 받는 요소들은 강릉에서 그 상관관계를 볼 수 없었다. 감자 괴경의 수량은 상품비율은 건조스트레스를 받지 않을 때와 큰 차이를 보이지 않았으나, 건조스트레스 하에서 지상부의 생육이 저하되고 생육기간이 짧아 수량은 크게 감소되었다.
가뭄조건에서 봄감자의 무기성분함량 및 생육특성에 대한 결과는 다음과 같다. 생육기간 중 식물체 내 무기성분함량 중 유효인산은 생육 초반 청주에서 유의하게 높았지만 개화기 이후 차이가 없어졌으며, 칼슘은 청주지역보다 강릉에서 더 빠르고 흡수되고 많은 체내 축적을 보였다. 마그네슘은 청주보다 강릉에서 높은 함량은 보여 건조스트레스에 따른 칼슘 흡수와 매우 밀접하게 관계가 있다고 생각된다. 생육기간 중 토양 양분 흡수량은 모든 무기양분을 청주가 강릉보다 더 많이 흡수하였으며, 이는 청주의 감자 생육량이 건조스트레스로 제대로 생육하지 못한 강릉의 감자보다 크고, 생육기간도 더 길었기 때문으로 추정된다. 감자주요 생육기의 생육은 강릉과 청주 모두 비슷하였지만 강릉에서의 생육량 감소가 더 큰 경향을 보였다. 각 생육지표들의 상관관계는 건조에 취약한 잎을 제외한 다른 요소들은 강릉과 청주 모두 정의 상관관계를 보였지만, 잎의 영향을 받는 요소들은 강릉에서 그 상관관계를 볼 수 없었다. 감자 괴경의 수량은 상품비율은 건조스트레스를 받지 않을 때와 큰 차이를 보이지 않았으나, 건조스트레스 하에서 지상부의 생육이 저하되고 생육기간이 짧아 수량은 크게 감소되었다.
Yield of potato is largely influenced by drought stress. This study was conducted in Gangneung and Cheongju during the spring cropping of potato. Potatoes in the Gangneung area were affected by drought but there was no damage due to drought in Cheongju. During the early-growth stage, the contents of...
Yield of potato is largely influenced by drought stress. This study was conducted in Gangneung and Cheongju during the spring cropping of potato. Potatoes in the Gangneung area were affected by drought but there was no damage due to drought in Cheongju. During the early-growth stage, the contents of inorganic components like available phosphate and growth characteristics of the potato leaf in Cheongju were significantly higher than those in Gangneung but there was no difference after the flowering stage. It was considered that the potato plants cultivated in Cheongju could vigorously grow than that of Gangneung under drought stress. In addition, the content of calcium (Ca), which is a secondary messenger related to aging, was found to be higher in potato plants grown in Cheongju than in Gangneung and accumulated more quickly in potato plants of Cheongju. Because magnesium (Mg) was also found to be higher in potato plants from Gangneung by a wide margin, this phenomenon was thought be related with drought stress. The amounts of all inorganic components absorbed from soil were higher in Cheongju than in Gangneung, showing a relatively higher plant biomass in Cheongju. Correlations of development indexes related to leaf showed less or no relation in Gangneung. According to yield characteristics of the harvest stage, although yield was greatly reduced under drought stress condition, the rate of commercial yield was not significantly affected under the drought stress condition. Consequently, it was considered that these responses to drought stress could be utilized to stabilize potato production under the stressful conditions associated with abnormal climate.
Yield of potato is largely influenced by drought stress. This study was conducted in Gangneung and Cheongju during the spring cropping of potato. Potatoes in the Gangneung area were affected by drought but there was no damage due to drought in Cheongju. During the early-growth stage, the contents of inorganic components like available phosphate and growth characteristics of the potato leaf in Cheongju were significantly higher than those in Gangneung but there was no difference after the flowering stage. It was considered that the potato plants cultivated in Cheongju could vigorously grow than that of Gangneung under drought stress. In addition, the content of calcium (Ca), which is a secondary messenger related to aging, was found to be higher in potato plants grown in Cheongju than in Gangneung and accumulated more quickly in potato plants of Cheongju. Because magnesium (Mg) was also found to be higher in potato plants from Gangneung by a wide margin, this phenomenon was thought be related with drought stress. The amounts of all inorganic components absorbed from soil were higher in Cheongju than in Gangneung, showing a relatively higher plant biomass in Cheongju. Correlations of development indexes related to leaf showed less or no relation in Gangneung. According to yield characteristics of the harvest stage, although yield was greatly reduced under drought stress condition, the rate of commercial yield was not significantly affected under the drought stress condition. Consequently, it was considered that these responses to drought stress could be utilized to stabilize potato production under the stressful conditions associated with abnormal climate.
또한 식물체내의 몇몇 요소들의 농도는 잎･줄기 생장량을 변화시킬 수 있다(Kolbe & StephanBeckmann, 1997). 본 연구에서는 감자 식물체가 가뭄으로 인해 건조스트레스를 받았을 때 식물체 내의 무기성분 변화, 양분흡수 특징, 그리고 생육조사를 통해 형태학적 특징을 연구하여 가뭄피해에 대응하는 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
감자 식물체가 건조스트레스를 받았을 경우 식물체의 생육특징을 알아보기 위해 청주와 강릉에서 주요 생육기에 생육조사를 수행하였다. 생육조사는 농촌진흥청 농사시험연구조사기준에 준해 실시하였고 생육형질로는 초장, 경장, 경엽중, 경엽건중, 엽면적, 엽수를 조사하였으며, 엽면적지수는 1 m2 기준으로 환산하였다.
청주와 강릉에서 감자 생육 전･후의 양분 흡수량을 토양분석을 통하여 추정하였다(Fig. 3, Table 4). Table 4에서 생육 전반에 걸쳐 청주토양의 pH가 높은 이유는 Table 1에서 알 수 있듯이 본래 청주포장의 pH가 높은 것과 관련이 있다고 생각된다.
대상 데이터
2016년도 청주와 강릉의 기상자료는 기상청 데이터베이스(http://www.kma.go.kr)을 이용하였으며, 청주는 청주 기상대, 강릉은 강릉 기상청에서 기록한 자료를 각각 사용하였다. 2016년도 기상분석은 봄감자 생육기인 3월 상순부터 6월 하순까지의 일조시수, 평균기온, 강수량 데이터를 가지고 최근 5년의 평균과 비교하였다.
본 시험에서 이용된 포장은 충청북도 농업기술원(충북 청주시 청원구 오창읍, 위도 36.69, 경도 127.50) 내 위치한 포장과 강원도 강릉시 병산동에 위치한 포장(위도 37.76, 경도 128.94)으로 감자 지역적응시험 포장이다. 두 지역 모두 고령지농업연구소에서 제공한 2015년 기본식물 씨감자를 봄재배로 사용하였고, 재식거리는 80 × 25 cm, 폴리에틸렌 재질의 흑색비닐피복을 하였다.
토양수분자료는 농촌진흥청 국립농업과학원에서 제공하는 자료를 사용하였으며, 조사지점인 강릉시 안반데기와 청주시 남일면의 토양수분함량 자료를 통해 시험포장의 토양수분량을 추측하였다.
데이터처리
유의성 검정은 R 프로그램을 이용하여 분석하였고, 조사표본 10주의 평균에 대한 t-검정을 실시하였으며, 생육지수들 사이의 상관분석은 엑셀 프로그램을 이용하여 피어슨(Pearson) 상관계수로 분석하였다.
이론/모형
감자 식물체가 건조스트레스를 받았을 경우 식물체의 생육특징을 알아보기 위해 청주와 강릉에서 주요 생육기에 생육조사를 수행하였다. 생육조사는 농촌진흥청 농사시험연구조사기준에 준해 실시하였고 생육형질로는 초장, 경장, 경엽중, 경엽건중, 엽면적, 엽수를 조사하였으며, 엽면적지수는 1 m2 기준으로 환산하였다. 강릉의 경우 가뭄으로 수확기에 식물체가 거의 남아있지 않아서 생육조사 수행이 불가하였다.
성능/효과
칼슘은 경엽신장기 때는 청주에서 채취한 감자식물체에서 더 높은 함량을 보였으나, 생육 후기에는 강릉에서 채취한 식물체에서 더 높은 수치를 보였다. 마그네슘(Mg)은 생육 초기에는 강릉의 잎에서만 청주보다 높았으나, 생육 후반에는 잎, 줄기 모두 큰 차이로 청주보다 높은 수치를 보였으므로 건조스트레스와 마그네슘 증가가 연관되어 있다고 생각할 수 있다. 건조스트레스는 리블로스 비스포스페이트(RuBP) 합성, 루비스코효소의 활성과 카르복시화의 효율을 감소시키는데(Gimenez et al.
최적 환경조건에서 감자는 생육 중반까지 지상부가 왕성히 생육하고 괴경비대기 이후인 생육 후반기에는 지하부로 양분을 전류시키면서 괴경을 비대시키지만, 지상부 생육이 저조하면 수량이 떨어지는 경향을 나타낸다(Kolbe & Stephan-Beckmann, 1997). 본 시험에서도 봄감자 생육기간 중 건조스트레스를 받은 강릉포장의 경우 감자의 지상부 생육이 저조하였고, 상서율은 두 지역간에 유의한 차이는 없지만 전체수량이 청주에서 재배한 감자의 수량과 비교하여 유의하게 낮았다(Fig. 5).
생육조사 결과 건조스트레스를 받을 경우 전반적으로 생육이 저조해지는 것을 알 수 있었다(Fig. 4). 많은 작물에서 건조스트레스는 세포의 생장과 성장을 억제하기 때문에 작물 생육이 정상적으로 이루어지지못한다(Jaleel et al.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가뭄조건에서 봄감자의 무기성분함량 및 생육특성을 조사한 결과, 마그네슘의 함량은 지역에 따라 어떻게 다른가?
생육기간 중 식물체 내 무기성분함량 중 유효인산은 생육 초반 청주에서 유의하게 높았지만 개화기 이후 차이가 없어졌으며, 칼슘은 청주지역보다 강릉에서 더 빠르고 흡수되고 많은 체내 축적을 보였다. 마그네슘은 청주보다 강릉에서 높은 함량은 보여 건조스트레스에 따른 칼슘 흡수와 매우 밀접하게 관계가 있다고 생각된다. 생육기간 중 토양 양분 흡수량은 모든 무기양분을 청주가 강릉보다 더 많이 흡수하였으며, 이는 청주의 감자 생육량이 건조스트레스로 제대로 생육하지 못한 강릉의 감자보다 크고, 생육기간도 더 길었기 때문으로 추정된다.
식물체가 건조스트레스를 받으면 어떤 현상이 일어나는가?
괴경이 비대하면서 지상부로부터 지하부로 양분의 전류가 일어나기 때문에 높은 감자 수확량을 얻기 위해서는 지상부의 왕성한 생육도 필요하다. 식물체는 건조스트레스를 받으면 형태학적으로는 엽면적이 감소되고 잎의 탈리가 촉진되는 등 증산을 감소시키기 위한 변화가 일어나고, 앱시스산 등의 식물호르몬이 관여하게 되면서 식물체 내에서 건조스트레스에 대응하는 여러 가지 반응이 일어나게 된다(Taiz & Zeiger, 2009). 건조스트레스에 대한 감자 식물체의 반응에는 식물체의 유전, 생육단계, 그리고 환경이 복잡하게 영향을 준다(Obidiegwu et al.
감자는 무엇인가?
감자(Solanum tuberosum L.)는 벼, 밀, 옥수수와 함께 4대 식량작물 중 하나로 남미와 독일, 영국등에서 주식으로 이용하고 있으며 불리한 기상조건에서도 비교적 안정적인 생산이 가능하다. 우리나라에서 구황작물로 생각되던 감자는 선진국에서는 소비량이 감소하고 있지만 개발도상국에서는 점차적으로 증가하고 있는 추세이다(Cho et al.
참고문헌 (19)
Ashofteh, P. -S., O. B. Haddad, M. A. Marino, and D. M. Asce. 2015. Risk Analysis of Water Demand for Agricultural Crops under Climate Change. Journal of Hydrologic Engineering 20(4) : 04014060-1-04014060-10.
Calzadilla, A., K. Rehdanz, R. Betts, P. Fallon, A. Wiltshire, and R. S. J. Tol. 2013. Climate change impacts on global agriculture. Climate Change 120(1-2) : 357-371.
Chartzoulakis, K. and M. Bertaki. 2015. Sustainable Water Management in Agriculture under Climate Change. Agriculture and Agricultural Science Procedia. 4: 88-98.
Cook, E. R., R. Seager, and M. A. Cane, 2007. North American drought: reconstructions, causes, and consequences. Earth Science Reviews. 81(1-2): 93-134.
Elliott, J., D. Deryng, C. Muller, K. Frieler, M. Konzmann, and D. Gerten. 2014. Constraints and potentials of future irrigation water availability on agricultural production under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences 111(9) : 3239-3244.
Farooq, M., A. Wahid, N. Kobayashi, D. Fujita, and S. M. A. Basra. 2009. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for sustainable development, 29(1) : 185-212.
Faver, K. L., T. J. Gerik, P. M. Thaxton, and K. M. Elzik. 1996. Late season water stress in cotton.2. leaf gas exchange and assimilation capacity. Crop Science 36(4) : 922-928.
Gimenez, C., V. J. Mitchell, and D. W. Lawlor. 1992. Regulation of photosynthetic rate of two sunflower hybrids under waterstress. Plant Physiology 98 : 516-524.
Heuer, B. and A. Nadler. 1995. Growth, development and yield of potatoes under salinity and water deficit. Australian Journal of Agricultural Research 46 : 1477-1486.
Jaleel, C. A., P. Manivannan, A. Wahid, and R. Panneerselvam. 2009. Drought stress in Plants: A Review on Morphological Characteristics and Pigments Composition. International Journal of Agriculture & Biology 11(1) : 100-105.
Cho, J. H., H. B. Shon, D. C. Chang, J. S. Im, H. J. Kim. 2011, Rediscovery of potatoes, RDA Interrobang. 29 : 1-20.
Kolbe, H. and S. Stephan-Beckmann. 1997. Development, growth and chemical composition of the potato crop (Solanum tuberosum L.). II. Tuber and whole plant. Potato Research (40) : 135-153.
Lawlor, D. W. 2002. Limitation to photosynthesis in waterstressed leaves: stomata vs. metabolism and the role of ATP. Annals of Botany, 89(7) : 871-885.
Luck, J., M. Spackman, A. Freeman, P. T. Bicki, W. Griffiths, K. Finlay, and S. Chakraborty. 2011. Climate change and diseases of food crops. plant pathology 60(1) : 113-121.
Obidiegwu, J. E., G. J. Bryan, H. G. Jones, and A. Prashar. 2015. Coping with drought: stress and adaptive responses in potato and perspectives for improvement. Frontiers in Plant Science 22(6) : 1-23.
Pinheiro, C. and M. M. Chaves. 2010. Photosynthesis and drought: can we make metabolic connections from available data? Journal of Experimental Botany 62(3) : 869-882.
Taiz, L. and E. Zeiger. 2009. Plant Physiology fourth edition, Life science.
Xu, Z., G. Zhou, and H. Shimizu. 2010. Plant responses to drought and rewatering. Plant.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.