[논문]한발 기간에 따른 콩의 생육 특성과 수량 분배 양상

이윤호; 상완규; 조정일; 서명철

doi:10.5532/kjafm.2019.21.4.269

한발 기간에 따른 콩의 생육 특성과 수량 분배 양상
Duration of Drought Stress Effects on Soybean Growth Characteristic and Seed Yield Distribution Patterns 원문보기

한국농림기상학회지 = Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, v.21 no.4, 2019년, pp.269 - 276

이윤호 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물재배생리과) , 상완규 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물재배생리과) , 조정일 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물재배생리과) , 서명철 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물재배생리과)

초록
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본 연구는 지구온난화로 인한 콩 생육기간 중 한발기간에 따른 생육 특성과 수량 구성요소 변화에 대한 연구 결과로서 대조구에 비하여 VS와 FS는 수량에 직접적인 영향을 주었다. 한발은 잎의 노화를 가속하여 LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 감소하였다. 이러한 결과 품종과 한발 기간이 LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 고도로 유의하였다. 최종 수확에서 전체 협수는 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 33.6%와 40.5%가 감소였고, 100립 중은 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 16.1%와 10.1%가 감소하였다. 이러한 결과 종실 수량은 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 39.8%와 45.1%가 감소하였다. 한발 기간에 따라 대원콩과 해원콩이 수량 감소 폭이 큰 반면에 소연콩은 크지 않았다. 본 연구 결과 한발 기간은 VS에 비하여 FS가 좀 더 민감하게 반응을 하였으며, 품종과 한발기간은 고도의 유의성을 보였다. 본 연구에서 주목할 것은 개화기 10일전부터 착협기까지 수분 공급이 제대로 이루어 진다면 주경에서의 협수와 100립 중이 확보가 되어 수량 감소를 방지할 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

A semi-greenhouse experiment with field grown soybean (Glycine max L. cv Deawon, Uram, Jinpong, Soyon, Pungsangnamul, and Haewon) was performed in 2018. The experiment was aimed to investigate individual impacts of drought stress on soybean characteristic and seed yield. The three treatments were used in non-water stress (Control) during the soybean growth season, vegetative stage stress (VS), and flowering period stress (FS). Leaf number, LAI, leaf nitrogen concentration, and leaf biomass were decreased by drought at R4. In our study, the number of pods was 33.6% and 40.5% lower, respectively, in control than in VS and FS. In 100 seed weight, was 16.1% and 10.1% lower, respectively, in control than in VS and FS at R8. As a result, seed yield was 39.8% and 45.1% lower, respectively, in control than in VS and FS. Depending on the drought period, Daewon and Haewon showed a large decrease in yield, while Soyon did not change. The results of this study showed that flower and beginning pod setting stage responded more sensitively to the drought period than vegetative stage. Overall, these results demonstrate soybean seed yield formation more sensitive the during the flowing and beginning pod setting stage. We conclude that adequate water supply for pod setting stage, guaranteeing a high seed yield.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Effect of soybean drought stress plant height, stem diameter, leaf number, LAI, leaf biomass, leaf nitrogen concentration, and leaf biomass during the R4 stage
표 Table 2. Analysis of variance for soybean plant height, node number, stem diameter, leaf number, LAI, leaf biomass, leaf nitrogen concentration, and leaf biomass during the R4 stage as affected by drought
표 Table 3. Effect of soybean drought stress on plant height, node number, pods number, 100 seed weight, and yield (R8)
표 Table 4. Analysis of variance for soybean pod number, 100 seed weight, seed pod and yield as affected by drought (R8)
그림 Fig. 1. Effect of drought stress regimes on stem status and pods at R8.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 콩 품종과 한발 기간에 따른 생육특성 중 광합성과 관련이 있는 엽면적 지수, 잎 건물 중 및 잎 질소 농도 그리고 수량구성요소에 대해 분석하고, 향후 지구온난화 대응 자료로서 활용하고자 한다.

제안 방법

수량 구성요소 분석은 각 처리당 22-24주를 채취하여 주경과 분지로 구분하여 협수와 100립 중 조사 후 종실 수량을 구하였다.
수분 스트레스 처리는 대조구(생육기간 주 2회 관수)와, VS 처리구(개화기전에서 개화기까지 약 20일 단수) 그리고 FS처리구(개화기에서 착협시까지 약 21일 단수)로 하였다.
(1971)의 기준으로 하였다. 엽의 특성을 조사를 위해 엽이 최대로 전개되는 R 3.5-4단계(Pedersen, 2004; Tagliapietra et al., 2018)에서 각 처리 당 8주씩 채취하여 엽수, 엽면적, 잎 건물중 및 잎 질소 농도를 조사하였다.
최적화 온실은 반 필드형 온실이다. 온실 내부의 광 투과율을 높이이기 위해 온실 천창은 플랙시글라스(Plexiglas) 두께 16 mm와 측창은 폴리올레핀(Polyolefin)을 피복 하였다. 천창을 제외한 모든 측창은 공기 순환을 위해 상시 개폐하였다.
엽수는 복엽이 완전히 전개된 잎을 기준으로 하였다. 완전히 전개된 복엽을 엽면적 측정기(LI-3100C, LI-COR, Biosciences, Inc., Lincoln, USA)로 엽면적을 측정하였다. 엽면적이 측정된 엽은 75℃의 항온 건조기에 72시간 건조 후 건물중을 측정하였다.

대상 데이터

본 연구는 국립식량과학원(35° 84' 34" N, 127° 04' 84" E) 최적화 온실 25.0m × 9.0m × 7.0m(길이 × 폭 × 높이)로 설계된 시설에서 수행하였다.
시험 품종은 장류용인 대원콩, 우람콩, 진풍콩 그리고 나물용인 소연콩, 풍산나물콩, 해원콩을 6월 20일 에 주당 2립씩 파종하였다. 재식 간격은 60cm × 15cm로 하였다.

데이터처리

통계 분석은 SAS 9.2를 이용하여 그룹 간 유의성 분석은 Tukey 검정(P <0.05)으로 하였고, 분산분석으로 품종, 처리 그리고 품종 × 처리에 대해 요인분석을 하였다.

이론/모형

엽면적이 측정된 엽은 75℃의 항온 건조기에 72시간 건조 후 건물중을 측정하였다. 건조된 엽의 시료를 곱게 분쇄하여 0.2g씩 칭량한 후 건식 연소법(Dumas)으로 원소분석기(Elementary, vario MAX cube., Germany)를 이용하여 3 반복으로 질소 농도를 분석하였다(Frank, 2012).

성능/효과

5%가 감소하였다. 100립 중은 대조구와 대비하여 VS와 FS는 각각 16.1%와 10.1%가 감소하였다. 주경의 100립 중이 분지의 100 립 중 보다는 높았는데 이는 주경에서 먼저 전류 한 후 그다음 분지로 전류 하는 것으로 판단되었다.
광합성에 영향을 주는 LAI는 대조구와 대비하여 VS와 FS는 각각 52.8%와 38.0%가 감소하였고, 대조구에 비하여 VS와 FS는 각 각 11.3%와 12.2%가 감소하였으며, 잎 질소 농도는 잎 건물중은 대조구와 대비하여 VS와 FS는 48.7%와 38.9%가 감소하였다.
1). 대부분의 품종에서 대조구와 대비하여 VS와 FS는 주경과 분지 각각의 협수와 100립 중 및 수량이 크게 감소하였다. 특히 대원콩과 해원콩이 수량 감소 폭이 컸다.
종실비대기에서 콩 품종과 한발 기간은 고도의 유의성을 보였다(Table 1). 대원콩은 엽수, LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 상당히 유의한 차이를 보였다. 우람콩은 잎 질소 농도가 유의한 차이를 보였다.
, 1991). 본 연구 결과 종실 수량은 대조구와 대비하여 VS와 FS는 각각 39.8%와 45.1%가 감소하였다. 결국 수량 감소는 VS에 비하여 FS가 손실이 크다고 한 결과와 일치하였 다(Eck et al.
한발 기간에 따라 대 원콩과 해원콩이 수량 감소 폭이 큰 반면에 소연콩은 크지 않았다. 본 연구 결과 한발 기간은 VS에 비하여 FS가 좀 더 민감하게 반응을 하였으며, 품종과 한발 기간은 고도의 유의성을 보였다. 본 연구에서 주목할 것은 개화기 10일전부터 착협기까지 수분 공급이 제대로 이루어 진다면 주경에서의 협수와 100립 중이 확보가 되어 수량 감소를 방지할 것으로 기대된다.
본 연구는 지구온난화로 인한 콩 생육기간 중 한발 기간에 따른 생육 특성과 수량 구성요소 변화에 대한 연구 결과로서 대조구에 비하여 VS와 FS는 수량에 직접적인 영향을 주었다. 한발은 잎의 노화를 가속하여 LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 감소하였다.
, 2009). 본 연구에서 한발은 콩의 엽수, LAI, 잎 질소 농도 및 건물중에 영향을 주었다. 한발 스트레스로 인해 잎 급격하게 잎이 노화가 되면서 LAI와 잎 건물중 감소와 함께 콩의 질소고정 효소에 부정적인 영향을 주어 잎의 질소 농도와 축적을 감소시킨다고 하였다(Andriani et al.
한발은 잎의 노화를 가속하여 LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 감소하였다. 이 러한 결과 품종과 한발 기간이 LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 고도로 유의하였다. 최종 수확에서 전체 협수는 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 33.
1%가 감소하였다. 이러한 결과 종실 수량은 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 39.8%와 45.1%가 감소하였다. 한발 기간에 따라 대 원콩과 해원콩이 수량 감소 폭이 큰 반면에 소연콩은 크지 않았다.
종실비대기에서 콩 품종과 한발 기간은 고도의 유의성을 보였다(Table 1). 대원콩은 엽수, LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 상당히 유의한 차이를 보였다.
우람콩은 잎 질소 농도가 유의한 차이를 보였다. 진풍콩은 엽수, LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 유의한 차이를 보였다. 소연콩은 잎 질소 농도가 유의한 차이를 보였다.
이 러한 결과 품종과 한발 기간이 LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 고도로 유의하였다. 최종 수확에서 전체 협수는 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 33.6%와 40.5%가 감소였고, 100립 중은 대조구에 비하여 VS 와 FS가 각각 16.1%와 10.1%가 감소하였다. 이러한 결과 종실 수량은 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 39.
한편 용도에 따 라 전체 협수는 장류용보다는 나물용이 높았고, 100립 중은 나물용보다는 장류용이 높았다. 최종 수확한 면적 당 협수는 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 33.6% 와 40.5%가 감소하였다. 100립 중은 대조구와 대비하여 VS와 FS는 각각 16.
최종 수확한 품종과 한발 기간 및 품종 × 한발 기간에 따른 수량구성요소와 종실 수량의 상호작용은 고도의 유의성을 보였다(Table 4).
최종 수확한 품종에 따라서 한발 기간은 주경의 협수와 100립 중 그리고 분지의 협수와 100립 중 및 종실 수량은 고도의 유의성을 보였다(Table 3; Fig. 1). 대부분의 품종에서 대조구와 대비하여 VS와 FS는 주경과 분지 각각의 협수와 100립 중 및 수량이 크게 감소하였다.
콩 품종과 한발 기간 및 품종 × 한발 기간에 따라 생육 특성의 상호작용은 고도로 유의한 차이를 보였다 (Table 2).
품종 × 한발 기간은 잎 질소 농도가 고도의 유의성을 보였고(<0.001), 경장, LAI 및 잎 건물중과는 유의하였다.
품종 × 한발 기간은 협 당 립수를 제외한 수량 구성 요소는 고도의 유의성을 보였다.
소연콩은 잎 질소 농도가 유의한 차이를 보였다. 풍산나물콩은 엽수, LAI, 잎 질소 농도 및 잎 건물중이 고도의 유의성을 보였다.
품종 × 한발 기간은 협 당 립수를 제외한 수량 구성 요소는 고도의 유의성을 보였다. 한편 용도에 따 라 전체 협수는 장류용보다는 나물용이 높았고, 100립 중은 나물용보다는 장류용이 높았다. 최종 수확한 면적 당 협수는 대조구에 비하여 VS와 FS가 각각 33.

후속연구

본 연구 결과 한발 기간은 VS에 비하여 FS가 좀 더 민감하게 반응을 하였으며, 품종과 한발 기간은 고도의 유의성을 보였다. 본 연구에서 주목할 것은 개화기 10일전부터 착협기까지 수분 공급이 제대로 이루어 진다면 주경에서의 협수와 100립 중이 확보가 되어 수량 감소를 방지할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콩은 무엇인가?	콩[Glycine max (L.)]은 기름과 단백질 함량이 높은 작물로서 여름을 대표하는 밭작물 중의 하나이다. 우리나라의 콩의 개화기와 착협기는 7월 하순에서 8월 중순 사이이다.
	콩의 생식 생장 단계에서 한발이 미치는 영향은?	, 2019). 한발은 주경장과 주경 마디 수를 적게 하고, 화아분화기에서 개화기까지에는 낙화가 많아지고 결 협률을 저하를 시킨다(Wijewardana et al., 2018). 한 발은 잎에서 협으로 진행되는 탄수화물 동화 작용이 감소하여 질소와 엽록소 함량이 감소시키며(Liu et al., 2004; Ergo et al., 2018), 동화 작용과 뿌리에서의 양분 흡수를 나쁘게 하여서 약 24-50%의 수량을 이루게 한다(Bashir et al., 2019; Gavili et al.
	한발에 의한 작물 수량 감소의 3개 메커니즘은 어떤 것인가?	, 2013). 한발에 의한 작물 수량 감소는 3개의 메커니즘으로 1) 군락 광합성 효율 감소, 2) 유효 광합성 감소, 3) 수확 지수가 감소 하였다(Earl and Davis, 2003). 또한 수분 스트레스는 식물체의 팽압, 증산작용, 기공 전도도 그리고 물 효율 능력을 감소시킨다(Mutava et al.

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저자의 다른 논문 :

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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