Applications of Different Types of Germanium Compounds on Rice Plant Growth and its Ge Uptake

게르마늄 종류별 토양처리시 벼의 생육특성 및 게르마늄 흡수에 미치는 영향

In order to obtain the basic information for agricultural utilization of germanium (Ge), the growth characteristics, Ge uptake, and grain quality of rice plant (Hopyungbyeo) were investigated under different germanium ($GeO_2$, and commercial Ge) treatments in paddy field. Phytotoxicity was detected in $GeO_2$ treatment but not in commercial Ge treatment. The grain yield was greater in the order of control treatment > commercial Ge treatment > $GeO_2$ treatment. The dry weight was greater in order of control treatment > $GeO_2$ treatment ${\geq}$ commercial Ge treatment. The Ge content of leaf in $GeO_2$ treatment was 6 times (177 mg $m^{-2}$) higher than that in commercial Ge treatment. The Ge content in rice bran was not different in $GeO_2$, and commercial Ge treatments. The Ge contents of brown rice in$GeO_2$, and commercial treatments were 40.9, and 31.1 mg $kg^{-1}$, respectively. The Ge uptake rates in rice plant was higher in the order of leaf > rice bran > brown rice > stem > root. Under $GeO_2$, 15.56% of Ge absorbed into plant with 11.1% in leaf, 1.6% in stem, 0.03% in root, 2.2% in rice bran and 0.73% in brown rice. Under commercial Ge treatment, 5.19% of Ge absorbed into plant with 1.8% in leaf, 0.46% in stem, 0,01% in root, 2.2% in rice bran, and 0.71% in brown rice. Based on these results, the Ge contents in polished rice in commercial Ge treatment were higher than those in $GeO_2$ treatment. However, the Ge contents of rice grain (containing rice bran and polished rice) in $GeO_2$ treatment were higher than those in commercial Ge treatment.

게르마늄 토양처리시 게르마늄 종류가 벼의 생육특성 및 부위별 게르마늄 흡수에 미치는 영향을 조사하기 위해 무기게르마늄 ($GeO_2$)과 수도작용 액상게르마늄으로 시비를 달리하여 게르마늄 종류에 따른 벼의 생육특성, 게르마늄 종류에 따른 부위별 게르마늄 흡수 특성을 각각 조사한 결과 수도작용 액상게르마늄 처리구와 무처리구의 경우 벼에 게르마늄에 의한 독성이 거의 나타나지 않은 반면에 $GeO_2$ 처리구에서는 일부 벼에서 게르마늄의 독성이 나타났다. 게르마늄 종류에 따른 잎의 게르마늄 흡수량은 $GeO_2$ 처리구에서 평균 177.0 ${\mu}g\;m^{-2}$로 수도작용 액상게르마늄 처리구보다 약 6배 높았으나, 줄기와 뿌리의 게르마늄 흡수량은 게르마늄 종류에 따라 전반적으로 큰 차이는 없었다. 게르마늄 종류에 따른 쌀겨 중 게르마늄 함량은 $GeO_2$ 처리구 및 수도작용 액상 게르마늄 처리구 모두 별 차이 없이 비슷한 경향이었고, 현미 중 게르마늄 함량은 $GeO_2$ 처리구에서 평균 40.9 mg $kg^{-1}$으로 수도작용 액상게르마늄 처리구의 평균 31.1 mg $kg^{-1}$보다 유의성 있게 높았다. 하지만 백미 중 게르마늄 함량은 $GeO_2$ 처리구에서 평균 7.9 mg $kg^{-1}$으로 수도작용 액상게르마늄 처리구의 평균 14.3 mg $kg^{-1}$보다 유의성 있게 낮았다. 게르마늄 종류에 따른 벼 부위별 게르마늄 흡수율은 전반적으로 잎 > 쌀겨 > 현미(백미) > 줄기 > 뿌리 순으로 잎에서 가장 높았다. 쌀의 미질은 전반적으로 게르마늄 종류에 따라 별 차이 없었으나 무처리구에 비해 약간 낮은 경향을 나타내었다.