[논문]토양 건조 스트레스와 기온상승에 의한 고추의 생리반응 및 생산량 변화

이상규; 이희주; 김성겸; 문보흠; 이진형; 이희수; 도경란

doi:10.5322/jesi.2018.27.4.251

토양 건조 스트레스와 기온상승에 의한 고추의 생리반응 및 생산량 변화
Influence of Drought and High Temperature on the Physiological Response and Yield in Hot Pepper 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.27 no.4, 2018년, pp.251 - 259

이상규 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이희주 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 김성겸 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 문보흠 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이진형 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이희수 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 도경란 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 과수과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to determine the effects of combination of air temperature and soil water content on the growth, physiological disorder rate, and yield of hot peppers. The study was carried out in a typical plastic house (open on one side and with ventilation fans on the other side), which was maintained with gradient air temperature (maximum difference in air temperature: $6^{\circ}C$). The deficit irrigation (DI) treatment commenced 65 days after transplanting. The height of plant and fresh and dry weights of the stem increased at high air temperature (ambient + $6^{\circ}C$, extreme high temperature; EHT). Furthermore, the leaf area decreased significantly with the DI treatment. There were no significant differences in the stem diameter, number of branches, and fresh and dry weights of the leaves among all the treatments. The net photosynthesis rate of the full irrigation (FI) treatment was higher than that of the DI treatment. The photosynthesis rate at ambient air temperature was $19.7{\mu}mol\;CO_2m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, the highest among all the treatments; however, the photosynthesis rate of the EHT treatment decreased by 60% ($12.3{\mu}mol\;CO_2m^{-2}{\cdot}s^{-1}$). Additionally, the formation of guard cells in the leaf was abnormal with the EHT treatment, and there was a decrease in translocation efficiency. The effects of air temperature treatment were more pronounced on the physiological disorder rate and yield. The physiological disorder rate of the EHT treatment was the highest under the DI treatment condition. The yield of the AFI (ambient air temperature with full irrigation) treatment was 3,771 kg/10a, the highest among all the treatments; however, the yield of the EHT treatment with DI and FI was 1,282 and 1,327 kg/10a, respectively. These results indicate that growth and physiological disorder rate improved with the EHT treatment; however, there was a decrease in yield. Furthermore, the formation of guard cells was abnormal and malfunctional.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 실험은 고추재배 시 외기대비 온도가 지속적으로 고온이고, 생육중기 이후부터 건조조건이 되었을 때 고추의 생리적인 반응과 수량에 미치는 영향을 분석하고자 실시하였다.

제안 방법

고추를 대상으로 온도는 정식부터 수확까지 외기보다 3°C , 6°C 고온조건 및 토양수분을 생육중기 이후인 정식후 65일부터 수확시까지 건조처리를 한 후 생리장해 발생과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 실험을 실시하였다. 그 결과, 초장과 줄기의 생체중 및 건물중은 외기보다 6°C 고온처리구가 컸고, 엽면적은 적습처리구가 건조처리구에 비해서 컸으며 엽록소함량은 온도가 낮았던 외기처리구가 온도가 높았던 처리구보다 높은 것으로 나타났다.

대상 데이터

시험재료는 슈퍼마니따 (cv. ‘Super Manita’, Nongwoo Bio Co., Suwon, Korea) 고추품종이었고, 파종은 2월 6일에 하였다. 종자는 72공 플러그트레이에 바이오상토 1호 (Hungnong seed co.

데이터처리

재배환경 조건인 온도처리 그리고 토양수분 결핍 처리의 2요인 분산분석을 하였다. 그리고 각 처리구별 생장요인들과 수량에 대해 Duncan의 다중 검정을 실시하였다. 통계처리는 SAS 프로그램 (SAS 9.
실험 처리구는 완전임의배치 3반복으로 두었다. 재배환경 조건인 온도처리 그리고 토양수분 결핍 처리의 2요인 분산분석을 하였다. 그리고 각 처리구별 생장요인들과 수량에 대해 Duncan의 다중 검정을 실시하였다.

성능/효과

주당 수확과수는 토양수분 조건보다는 온도의 영향이 컸는데, 건조구의 3°C 고온처리구가 가장 많았고, 외기, 6°C 고온처리구 순으로 적었으며 주당 과중은 외기처리구가 가장 컸고, 3°C , 6°C 고온처리구 순으로 작았고, 평균과중 역시 온도가 높았던 6°C 고온처리구가 작았다. 고추 수량은 토양수분보다는 온도의 영향이 큰 것으로 나타났는데, 적습구의 외기처리 구가 3,771 kg/10a 로 가장 컸으며 적습구와 건조구의 6 °C 고온처리구가 각각 1,282와 1,327 kg/10a 로 가장 작아 온도가 높아질수록 크게 감소하는 것으로 나타났다. 잎의 현미경 관찰결과 고온처리구에서 광합성 산물의 전류가 정상적으로 되지 않았고, 공변세포 조직이 6°C 고온구에서 정상적인 형태를 갖추지 못하고 있었다.
그러나 경경, 분지수, 엽생체중 및 엽건물중은 처리간 유의성이 없었다. 광합성속도는 토양수분 적습처리구가 건조처리구보다 높았고, 특히 적습처리의 외기처리구가 19.74 µmol CO₂ m^-2 s^-1 로써 가장 높았으며 건조의 6°C 고온처리구가 12.34 µmol CO₂ m^-2 s^-1로써 60% 정도 낮았다. 기공 확산과 기공전도도는 적습구의 외기와 적습구의 3°C 고온처리구가 각각 0.
잎의 현미경 관찰결과 고온처리구에서 광합성 산물의 전류가 정상적으로 되지 않았고, 공변세포 조직이 6°C 고온구에서 정상적인 형태를 갖추지 못하고 있었다. 따라서 외기온도보다 6°C 고온 시에 생육은 촉진되지만 수량이 감소하고 세포조직의 비정상을 초래 하는 것으로 나타났다. 따라서 기후변화는 지속적으로 일어날것으로 생각되며 현재 재배되고 있는 채소 품종으로는 안정적인 생산량 확보가 곤란하므로 새로운 품종 개발 및 피해경감 기술 개발이 이루어져야 할것으로 생각된다.

후속연구

적습구와 건조구의 외기처리구는 정상 적인 조직형태를 보였지만 6°C 고온처리구에서는 울타리조직이 단층으로 구성되어 두께가 얇았고, 조직이 치밀하였으며 저장 양분 (분홍색-전분양임)이 많이 남아 있었다. 이것은 고온처리구에서 광합성능력도 떨어졌지만 탄수화물 전류가 정상적으로 되지 않았기 때문으로 생각되지만 이에 대해서는 추후 연구가 더 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라는 어떤 시나리오를 바탕으로 환경 영향 평가를 수행하는가?	따라서 온난화의 주범인 온실가스 배출을 규제하자는 대책이 발표되었으며 이산화탄소의 배출을 제한하기 위하여 탄소거래권 제도 도입 등 다양한 방법으로 지구 환경을 보전하기 위한 각국의 대책이 발표되고 있다. 우리나라도 기후변화시나리오인 RCP 8.5 (representative concentration pathway)를 선택하여 환경 영향 평가를 수행하고 있다. RCP 8.
	RCP 8.5 조건의 상세는?	RCP 8.5 조건은 2100년이 되면 온도가 현재보다 약 6.0 상승하고, 이산화탄소 농도는 940 ppm 으로 높아지며 강수량이 현재보다 20.4% 증가한다는 가상 시나리오이다. 따라서 농업분야에서도 RCP 8.
	고추재배 시 생산량이 감소하게 되는 원인은?	우리나라에서 고추는 온도가 높은 여름철에 노지에서 대부분 생산되고 있기 때문에 기상조건의 영향을 크게 받아 이상기상 발생시 생산량이 크게 감소하여 가격이 폭등하게 된다 (Menzel, 2000; Hwang and Tae, 2001). 특히 지구온난화로 인한 여름철 고온과 집중호우, 가뭄 등 불규칙 적인 기상조건은 고추 생산량 감소의 주원인이다 (Smittle et al., 1994; Hwang et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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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