보고서 정보
주관연구기관 |
한경대학교 산학협력단 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2016-02 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
과제관리전문기관 |
농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 |
TRKO201600003087 |
과제고유번호 |
1395041582 |
사업명 |
농업기후변화적응체계구축 |
DB 구축일자 |
2016-06-25
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201600003087 |
초록
▼
Ⅳ. 연구개발결과
제1세부과제 : 콩의 한발 관련 생리·생화학적 피해해석 및 특성 검정법 확립
1. 콩 내한발 특성 검정법 확립
○ 재배법 : 포트 또는 비가림 노지 재배
○ 대조구의 관수 방법 : 최대용수량의 50% 이상
○ 한발처리 방법 : 최대용수량의 25% 유지 (한계 위조점 유지)
○ 한발처리 시기 : 영양생장기간 14일 처리
○ 내한발성 조사 지표
- 일당 관수량 = 물 소모량, 상대생장율 (Relative Growth Rate: RGR)
- 수분이용효율 (Water ues
Ⅳ. 연구개발결과
제1세부과제 : 콩의 한발 관련 생리·생화학적 피해해석 및 특성 검정법 확립
1. 콩 내한발 특성 검정법 확립
○ 재배법 : 포트 또는 비가림 노지 재배
○ 대조구의 관수 방법 : 최대용수량의 50% 이상
○ 한발처리 방법 : 최대용수량의 25% 유지 (한계 위조점 유지)
○ 한발처리 시기 : 영양생장기간 14일 처리
○ 내한발성 조사 지표
- 일당 관수량 = 물 소모량, 상대생장율 (Relative Growth Rate: RGR)
- 수분이용효율 (Water ues efficiency: WUE), 상대생장율/물소모량 (RGR/WU)
- 광합성(Photosynthesis), 증산율(Transpiration)
2. 국내 콩 내한발성 지표품종 선발
○ 수분이용효율지수 (WUE index)와 수분이용에 대한 생장율 지수 (RGR/WU index)에 근거한 내한발성으로 고려되는 국내 콩 품종을 제시
: ‘단백콩’, ‘소담콩’, ‘장기콩’, ‘조남콩’, 및 ‘소황콩’
3. 콩 내한발성 생리지표 선발
○ 콩 한발 시 내한발성 생리지표 형질을 식물체 수준에서의 상대생장율, 단위 수분이용에 대한 상대생장율, 수분이용효율과 엽 수준에서의 광합성율과 수분이용효율 형질을 제시
○ 노지에서 콩 생육의 평가는 비파괴적이고 신속한 광합성 측정이 제시
4. 내한발성 생리지표 형질의 피해 기준 설정
○ 한발에 의한 수량감소 피해의 산정에 적용할 수 있는 생리적 지표로서 상대생장율 및 광합성 형질이 유효할 것으로 제시
- 영양생장기 한발의 상대생장율에 근거한 종실수량 피해산정
: y=0.0023x-0.01 (y=상대상장율, x=종실수량)
- 생식생장기 한발의 광합성율에 근거한 종실수량 피해산정
: y=0.417x+11 (y=광합성율, x=종실수량)
○ 포트시험에서 선발된 내한발성 생리지표 중 노지재배에 적용될 수 있는 지표는 ‘단위 수분이용에 대한 상대생장율’이 제시
제2세부과제 : 콩 한발피해 산정 기준설정 연구
1. 한발 지속 기간 (Dr)에 근거한 한발지표 [DI-1] 개발
[DI-1] : YI = [Ya / Ym] = 0.874·exp (-0.01·Dr)
단, Ya: 처리구별 수량, Ym: 해당년도 최대수량을 나타낸 처리구의 수량,
2. 대기의 증발요구량 (PET)를 대형증발량(Eo)의 함수로 설정하고, 각 지역별 소형증발량(Es)과 대형증발량과의 관계를 구명하였으며, 우리나라 전국 측정치에 의한 Eo와 Es와의 관계를 구명하였다 Eo = 0.7395 · (Es) - 0.1178
3. 증발산량에 근거한 한발지표 [DI-2] 개발
[DI-2] : YI = 0.87·(ETI) + 0.09 단, ETI = (ETa / PET)
ETa: 처리구별 ET, ETm: 해당년도 최대 ET를 나타낸 처리구의 ET.
4. 한발지속에 따른 증발산량 지표 개발 : [DI-1-ET] = [ET(Dr) / ET(Ir)]
단, ET(Dr)은 한발구 ET, ET(Ir)은 대조구 ET 임
5. 한발기 시비반응 지표 [DI-F] 개발
[DI-F] : YId = 0.215 F2 + 0.365 F + 0.326
단, F : 표준시비량에 대한 시비량 비율
6. 콩의 건물중에 대한 한발 경우 상대 성장률 (RGR : Relative Grpwth Rate) 구명
대조구 : RGR(Ir) = 0.57 ln [X] - 1.34
한발구 : RGR(Dr) = 0.47 ln [X] - 1.13 단, X : 생육 경과 일수 (일)
7. 상대생장율과 수분이용 효율과는 대조구 및 한발처리구 모두 정의 상관관계이었다.
8. 작물생육 모델링에 근거한 한발지표 [DI-3] 개발
[DI-3] = [YId / YIc]
YIc = 118.7 / [1 + exp (-[X - 79.1]/11.48)],
YId = 118.7 / [1 + exp (-[X - 79.1]/11.48)]
단, X : 생육 경과 일수 (일), YIc : control 구의 YI, YId : 한발 경우의 YI
9. 콩 생육 모델링에 근거한 한발지표[DI-3] 검정 : [DI-6]
대조구 : YIc = 118.7 / [1 + exp (-[X - 79.1]/11.48)]
한발구 : YId = 87.6 / [1 + exp (-[X - 72.1]/10.09)]
단, X : 생육 경과 일수 (일)
10. 한발의 경우 콩의 총 증발산량은 대조구 대비 대원과 천상 각각 91.4%, 85.7% 이었다.
11. 토양수분에 근거한 한발지표 [DI-4] 개발
[DI-4] : YI = 1.23 - 0.23·log (Hmax)
단, Hmax : 최대 토양수분 장력 (kPa)
12. 토양 표면 온도 측정에 의한 한발지표 [DI-6] 및 콩잎 표면 온도 측정에 의한 한발지표
[DI-5] 개발을 위한 일중 콩잎 표면온도 추정 모형 (T*e) 개발
T*e = 0.5 · sin ( X + 780 ) + 0.5
단, T*e: Scaled temperature, X : E&E time (Kmin.)
13. 일중 시각별 온도변화를 나타내는 모델 [E&E model]을 설정하였다
T = a * sin [(b * Xi + c) * λ ] + d
단, Xi는 E&E time (Kmin), a는 진폭, b는 주기, c는 시각 파장, d는 파고,
λ는 radian 변환 계수 임.
14. 온도 측정 시 일중 시각이 다를 경우, 기준이 되는 일중 동일시각의 온도로 변환시키기 위한 factor [DT]F를 산정하였다.
DTF = [a * sin [(600 + c) * λ ] + d] / [a * sin [(Xi + c) * λ ] + d]
단, Xi는 E&E time (Kmin) 임.
15. 기온, 콩 잎 및 토양 표면 온도의 6월 하순 동일일자의 일중변화에 대한 예측식을 제시하였다.
기온 : E[T]A = 4.45 * SIN [(X + 945) * λ ] + 23.45
콩 잎 : E[TL] = 6.45 * SIN [(X + 945) * λ ] + 18.75
토양 : E[TS] = 10.40 * SIN [(X + 945) * λ ] + 25.4
16. 토양 표면 온도 및 콩 잎 표면온도는 대조구와 한발구 모두 기온과 직선적인 정의 상관관계를 보였다.
17. 한발의 경우 토양 표면 온도는 대조구에 비하여 전 생육 기간 평균 0.7 oC 더 높았으며, 콩잎 온도는 대조구와 한발의 경우 서로 차이가 없었다.
18. 토양 표면 온도와 콩 잎 표면온도와의 차이 [TS-TL]는 : 대조구와 한발의 경우 모두 콩잎표면 온도와는 상관관계를 보여 주지 않았으나, 토양 표면 온도와는 통계적 유의성이 높은 정의 상관관계를 보였다.
19. 콩 잎 표면 온도 지표 개발 : [DI-5]
[TS-TL] = a▪[TS]2+ b▪[TS] +C, TL = A ▪ [Ta] + B
단, TS는 토양 표면 온도, TL은 콩 잎 표면온도, Ta는 기온 임
20. 토양 표면 온도 한방 지표 개발 : [DI-6] = [(TDr - TC) / Ta]
단, TDr은 한발 경우의 토양 표면 온도, TC는 대조구의 토양 표면 온도
21. 한발지표 ([DI-3] 및 [DI-6])에 의한 예측치와 실측치를 1:1 line상에서 비교 검정한 결과 회귀직선의 기울기가 대조구와 한발구 모두 0.99로서, 1:1 line과 일치되는 결과를 보였다.
22. 콩 한발 조건에 따른 줄기 구조는 대조구 (A)는 원형 방정식을 따르고, 영양생장기때 한발을 받은 경우(B)는 한쪽 부위가 원형 방정식에서 타원 방정식으로 변화되며, 생식생장기에 한발을 받은 경우(C)는 한쪽 부위가 원형 방정식에서 슈퍼타원 방정식으로 변화되는 것을 구명하였다.
A : [X - A]2 + [Y - B]2 = R2
B : [X2 / A2] + [Y2 / B2] = 1 (A>0, B>0)
C : |X / A|(3/2) + |Y / B|(3/2) = 1
23. 콩 한발에 의하여 줄기의 중심부위인 [수]에서 큰 구멍이 발생하였다.
Abstract
▼
This study was conducted to determine and develope the drought stress index of soybean under drought condition in Korea. In chapter 1, the methods for drought stress assay was determined through pot test. The soil water content in pot(1.3L/pot) was sustained to 25% of field capacity for 14 days of d
This study was conducted to determine and develope the drought stress index of soybean under drought condition in Korea. In chapter 1, the methods for drought stress assay was determined through pot test. The soil water content in pot(1.3L/pot) was sustained to 25% of field capacity for 14 days of drought treatment. Korea soybean cultivars considered as a drought tolerance were selected among the 134 soybeans by the drought stress assay method, which were ‘Danbeak’, ‘Sodam’,‘Jangki’, ‘Jonam’ and ‘Sowhang’. The physiological characteristics related to drought tolerance were determined through pot and field experiments with the selected 10 cultivars. The drought tolerant characteristics were relative growth rate (RGR), water use efficiency (WUEplant) and the ratio of relative growth rate to water use(RGR/WU) at whole plant level, whereas those are photosynthetic rate and WUEleaf determined by photosynthetic rate to transpiration at leaf level. This study showed that the cultivar with high WUEplant was different form the cultivar with high RGR/WU under drought condition, although the high correlation bewteen WU and RGR was shown in 10 soybeans of control and drought. Therefore, this study suggests RGR/WUE considered as a different characteristics of drought tolerance from WUEplant in crop plant. The loss of seed yield under drought stress was determined with the RGR and photosynthetic rate through the field test. At drought stress for vegetative growth periods, the lose of seed yield was correlated with the relative growth rate (RGR), and their liner relationship was y=0.0023x-0.01 (y=RGR and x=seed yield). At drought stress for reproductive growth periods, the lose of seed yield was correlated with the photosynthetic rate, and their liner relationship was y=0.0023x-0.01 (y=photosynthetic rate and x=seed yield). In chapter 2, drought stress index of soybean for determination of yield loss by drought stress was developed using meteorological factors based on (1) drought periods [DI-1], (2) evapor-transpiration [DI-2], (3) crop growth model [DI-3], (4) soil moisture conditions [DI-4], (5) temperatures of soil [DI-5] and plant leaf [DI-6]. Drought index-1 [DI-1] based on drought periods was determined as follow equation : YI =[Ya / Ym] = 0.874·exp (-0.01·Dr), Ya: yield at drought, Ym: maximum yield. Drought index-2 [DI-2] based on evapor-transpiration was determined as follow equation : YI = 0.87·(ETI) + 0.09, ETI = (ETa / PET), ETa: ET at drought, ETm:maximum ET. Drought index-3 [DI-3] based on crop growth model was determined as follow equation : [DI-3] = [YId / YIc], YI control = 118.7 / [1 + exp(-[X– 79.1]/11.48)], YI drought = 87.6 / [1 + exp(-[X–72.1]/10.09)], X : growth period(day). Drought index-4 [DI-4] based on soil moisture conditions was determined as follow equation : YI = 1.23 - 0.23·log (Hmax), Hmax : maximum water potental of soil (kPa). Drought index-5 [DI-5] based on temperature of leaf surface was determined as follow equation : [TS - TL] = a▪[TS]2 + b▪[TS] + C, TL = A▪[Ta] +B, TS : temperature of soil surface, TL : temperature of leaf surface, Ta : air temperature. Drought index-6 [DI-6] based on temperature of soil surface was determined as follow equation : [DI-6] = [(TDr - TC) / Ta], TDr : temperature of soil surface at drought, TC : temperature of soil surface at control.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.