• 제목/요약/키워드: 최대 양자수율

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LED 램프의 광합성유효광양자속이 오이접목묘의 엽록소형광, 엽록소함량, 활착 및 생장에 미치는 영향 (Chlorophyll Fluorescence, Chlorophyll Content, Graft-taking, and Growth of Grafted Cucumber Seedlings Affected by Photosynthetic Photon Flux of LED Lamps)

  • 김형곤;이재수;김용현
    • 생물환경조절학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.231-238
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    • 2018
  • 본 연구는 대목과 접수의 결합 단계에서 나타나는 스트레스를 오이접목묘의 엽록소형광반응, 엽록소함량, 활착 및 생장 특성 측면에서 분석하고자 수행되었다. 이를 위해서 활착실 내의 광합성유효광양자속은 25, 50, 100, $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 4수준으로 설정되었고, 기온, 상대습도 및 LED 램프의 광주기는 각각 $25^{\circ}C$, 90%, $16h{\cdot}d^{-1}$이었다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 대목의 최대양자수율은 0.84-0.85로서 광량에 따른 분명한 차이가 나타나지 않았다. 한편, 접수의 최대양자수율은 접목 후 2일째에 0.81-0.82로 낮게 나타났으나, 3일째부터 광량이 높을수록 접수의 최대양자수율이 증가하였다. 활착 후 4일째에 측정된 접수의 엽록소함량은 광량이 증가할수록 높게 나타났다. 오이접목묘의 활착율은 광량이 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 이하일 때 90-95% 정도로 높게 나타났으나, $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 처리구에서는 80% 정도로 저하되었다. 광주기에 따라 다르나, 오이접목묘의 활착에 적합한 한계 광량은 플러그 트레이 표면에 조사된 광량을 기준으로 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 정도이다. 본 연구에서 처리된 광강도 하에서 활착된 오이접목묘의 발근에 최소 2일이 소요되었고, 이 기간에 접수의 최대양자수율은 최저치로 나타났다. 활착 단계에서 조사되는 광량에 따라 대목과 접수의 변이형광과 최대양자수율이 다르게 나타났다. 그러므로 접목묘의 활착 단계에서 나타나는 스트레스를 줄이면서 대목의 발근을 촉진하고, 접수의 최대 양자수율이 급격하게 저하되는 것을 방지하려면 광 및 습도 등의 물리적 환경이 정확하게 제어되어야 한다. 향후 접목묘의 활착 단계에서 대목의 발근, 통도조직의 결합 상태, 수분의 이동에 따른 엽록소함량 변화를 정량적으로 구명할 필요가 있다.

광량에 따른 자생 상록활엽 2종의 생육 및 광화학반응 (Growth and Photochemical Reactions of South Korea Two Broad-leaved Evergreen Species according to Light Intensity)

  • 장보국;이철희;오찬진;조주성
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.57-57
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    • 2019
  • 실내 수준에서 조사되는 광량조건에 따른 자생 상록활엽 2종의 생육과 광화학반응을 조사하였다. 식물재료는 3년생 사철나무(Euonymus japonicus Thunb.) 및 2년생 돈나무[Pittosporum tobira (Thunb.) W. T. Aiton] 실생묘로 유리온실에서 재배하면서 실험에 사용하였다. 실내 광량은 10, 50, 100 및 200 PPFD(${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 달리하여 8주간 재배하였으며, 광주기(12/12 h), 온도($25{\pm}1^{\circ}C$), 습도($55{\pm}3%$) 및 관수(1회/3일)조건은 고정되었다. 생육특성 및 광화학반응의 요인들이 측정되었으며, 동일기간 동안 유리온실에서 재배된 식물을 대조구로 사용하였다. 실험의 결과, 사철나무는 100, 200 PPFD의 광량에서 대조구에 비해 초장, 줄기직경, 엽수 및 엽장의 생육반응이 우수하였으며, 엽록소함량은 100 PPFD 이상의 광량에서 감소하였다. 또한 100 PPFD 이상의 광량에서 스트레스지수(Fm/Fo), 최대양자수율(Fv/Fm) 및 전자전달효율(ETo/RC)이 감소하였으며, 이는 대조구와도 유사한 경향이었다. 돈나무는 모든 광량조건에서 줄기직경과 엽폭을 제외하고 대조구와 관계없이 생육반응이 일정하였다. 그러나 스트레스지수와 최대양자수율은 10 PPFD 처리구에서 가장 낮게 조사되었고, 비광학적 에너지의 손실(DIo/RC)은 2.53으로 가장 높았다.

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실내 광량조건에서 녹나무과 2종의 생육반응 (Growth Responses of Two Lauraceae Species under Indoor Light Intensity)

  • 장보국;이철희;오찬진;조주성
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.55-55
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    • 2019
  • 본 연구에서는 실내에 조사되는 다양한 광량하에서 녹나무과 목본 2종을 재배하면서 생육반응을 조사하였다. 식물재료는 참식나무[Neolitsea sericea (Blume) Koidz.]와 후박나무(Machilus thunbergii Siebold & Zucc.)의 3년생 실생묘를 사용하였다. 실험공간은 광량을 10, 50, 100 및 200 PPFD (${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 달리하였으며, 광주기(12/12 h), 온도($25{\pm}1^{\circ}C$), 습도($55{\pm}3%$) 및 관수(1회/3일) 조건이 동일하게 유지되는 밀실로 조성되었다. 각 광량조건 하에서 8주간 재배된 식물의 생육특성 및 광화학반응이 조사되었으며, 유리온실에 동일 기간동안 재배한 식물과 비교하였다. 연구 결과, 참식나무는 광량에 관계없이 초장을 제외한 전반적인 생육반응이 유사하였으며, 엽록소함량(SPAD)은 광량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었다. 최대양자수율(Fv/Fm) 및 스트레스지수(Fm/Fo)는 200 PPFD에서 유의한 차이를 나타냈으며, 이는 대조구와 유사한 경향이었다. 후박나무는 대조구와 비교하여 모든 광량조건에서 초장이 감소하였으며, 특히 10 PPFD에서는 잎의 탈락에 따른 관상가치가 저하되었다. 엽록소함량은 100, 200 PPFD 광량에서 감소하였으며, 대조구도 유사한 경향을 나타냈다. 또한 유리온실의 대조구와 100, 200 PPFD 광량에서 최대양자수율, 스트레스지수 및 PSII 성능지수(Pi_Abs)의 유의한 차이가 확인되었다.

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실내 광조건에서 자생 상록 장미과 2종의 생육반응 (Growth Responses of Two Evergreen Species (Rosaceae) Native to Korea according to Indoor Light Conditions)

  • 이하민;이철희;조주성
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.61-61
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    • 2019
  • 본 연구에서는 실내 광조건에서 자생 장미과 상록 활엽 목본 2종의 생육반응을 조사하였다. 식물재료는 다정큼나무[Rhaphiolepis indica var. umbellata (Thunb.) Ohashi]와 비파나무[Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.]의 3년생 실생묘를 사용하였다. 실내 광량은 10, 50, 100 및 200 PPFD (${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 설정되었으며, 광주기(12/12 h), 온도($25{\pm}1^{\circ}C$), 습도($55{\pm}3%$) 및 관수(1회/3일) 주기는 일정하게 유지하였다. 실내에서 8주간 재배한 다음 유리온실에서 동일 기간동안 재배된 대조구와 생육 및 광합성 능력 등을 비교하였다. 연구 결과, 다정큼나무의 생육은 200 PPFD에서 대조구와 유사한 수준이었으며, 줄기직경은 광량과 정비례하는 경향이었다. 엽수는 대조구에 비해 고 광량(100, 200 PPFD) 조건에서 유의적으로 높은 결과를 보였다. 처리 별 최대 양자수율(Fv/Fm) 및 광계II 성능지수(Pi_Abs)는 대조구와 유사한 수준이었으며, 광량에 따른 유의적인 차이가 없었다. 비파나무는 재배기간 동안 광량에 관계없이 생육변화가 크지 않았으나, 엽록소함량은 200 PPFD에서 가장 많았다. 한편 10 PPFD에서는 모든 개체의 잎 고사에 따른 관상가치가 하락하였다. Fv/Fm은 200 PPFD에서 대조구와 유사한 수준이었으며, Pi_Abs는 저광량(10, 50 PPFD) 조건에서 유의적으로 높은 수치였다.

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남서해역에서 양식되는 방사무늬김(Porphyra yezoensis Ueda)의 Diving-PAM에 의한 광합성 특성 (Photosynthetic Characteristics of Porphyra yezoensis Ueda Measured in situ by Diving Pulse-Amplitude Modulated (PAM) Fluorometry on the Southwestern Coast of the Korean Peninsula)

  • 김정배;이원찬;김형철;최희구;박정임;조윤식;박환희
    • 환경생물
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    • 제30권3호
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    • pp.210-218
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    • 2012
  • 일반적으로 많이 양식되는 방사무늬김(Porphyra yezoensis Ueda)에 대하여 방사무늬김 엽체의 형태적 특성, 탄소 및 질소 성분의 농도, 안정동위원소 비값, 광합성 효율을 방사무늬김 양식이 이루어 지고 있는 남서해역에서 조사를 하였다. 방사무늬김의 형태적 특성에 대해서 살펴보면 평균 엽장은 11.6~16.3 (13.8) cm, 평균 엽폭은 4.6~6.3 (5.4) cm이었고, 단위면적당 방사무늬김 엽체의 평균 엽중량은 $1.1{\sim}2.6(1.86)g\;DW\;m^{-2}$이었다. 단위면적당 Chl a 농도는 2.18~17.77 (평균 9.65) mg DW Chl a $m^{-2}$이었다. 방사무늬김의 탄소 농도는 $201{\sim}317(240)mg\;DW\;g^{-1}$이었고, 질소 농도는 $39.8{\sim}50.0(43.5)mg\;DW\;g^{-1}$이었으며, C/N비는 5.0~6.7 (5.5)이었다. 방사무늬김의 방사성 안정동위원소비 중에서 탄소 안정동위원소 비는 ${\delta}^{13}C$=-25.6‰ 에서 ${\delta}^{13}C$=-24.0‰ (평균 -24.7‰)의 값을 보였고, 질소 안정동위원소 비는 ${\delta}^{15}N$=1.3‰ 에서 ${\delta}^{15}N$=4.1‰ (평균 2.1‰)의 값을 보였다. PAM에 의한 해조류의 광합성 특성은 광합성 활동의 지시자로서 사용될 수 있다. 우리는 Diving-PAM을 이용하여 각 정점 해조류인 방사무늬김의 광합성율을 분석하였다. 최대양자수율은 0.46~0.55 (평균 0.52)로서 최대 양자수율의 변동은 정점간 큰 차이는 없었다. 최대상대전자전달률은 4.71~5.84 (평균 5.33) ${\mu}mol\;electrons\;m^{-2}\;s^{-1}$ 로서 최대양자수율과 비슷한 분포를 보였다. 기울기 (${\alpha}$)는 0.027~0.045 (평균 0.036)을 보였고, 전자전달을 위한 포화광은 지역에 따라서 일부 차이를 보였으나 $139{\sim}180(156){\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$이었다. 남서해역 방사무늬김 엽체의 탄소 및 질소 농도와 광합성 효율은 지역에 따른 큰 차이는 보이지 않았다. 광합성 특성은 낮은 최대양자수율과 최대 상대전자전달률로 인한 낮은 광합성 효율이 나타났다.

자생 상록 침엽수 개비자나무와 비자나무의 실내 광량에 따른 생육반응 (Growth Response according to Indoor Light Levels of Two Evergreen Conifer Species Native to Korea)

  • 이하민;이철희;오찬진;조주성
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.60-60
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    • 2019
  • 개비자나무[Cephalotaxus harringtonia (Knight ex Forbes) K. Koch]와 비자나무[Torreya nucifera (L.) Siebold & Zucc.]의 3년생 실생묘를 유리온실에 재배하면서 실험재료로 사용하였다. 실내의 광량을 측정하여 10, 50, 100 및 200 PPFD (${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 설정하였다. 광량을 제외한 광주기(12/12 h), 온도($25{\pm}1^{\circ}C$), 습도($55{\pm}3%$) 및 관수(1회/3일)주기를 일정하게 유지시킨 밀실에서 8주간 재배하였다. 유리온실에서 재배중인 식물과 광량별 처리구의 초장, 줄기직경, 엽수, 엽장, 엽폭, 엽록소함량(SPAD) 및 광화학반응을 평가하였다. 개비자나무의 생육결과, 모든 광량조건에서 줄기직경과 엽록소함량이 증가하는 경향을 보였으며, 초장, 엽폭의 경우 대조구와 유의한 차이가 없었다. 스트레스지수(Fm/Fo), 최대양자수율(Fv/Fm) 및 광계II 성능지수(Pi_Abs)는 대조구에 비해 모든 광량에서 증가하는 경향을 나타냈다. 10 PPFD의 광량을 제외한 처리구에서 재배된 비자나무의 초장, 줄기직경, 엽장, 엽폭은 대조구와 유사한 경향을 나타냈다. 한편, 엽수와 엽록소함량은 대조구에 비해 우수하였다. Fm/Fo, Fv/Fm, Pi_Abs 및 비광학적 에너지의 손실(DIo/RC)은 모든 광량처리구에서 대조구에 비해 유의적으로 높은 측정값을 나타냈다.

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방크스소나무와 종가시나무의 연중함수율(年中含水率) 변이(變異) (Annual Moisture Content Variation of Pinus banksiana and Quercus glauca)

  • 홍병화;문창국
    • 한국산림과학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.5-8
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    • 1977
  • 종가시나무와 방크스소나무의 월별(月別) 부분별(部分別) 함수율변이(含水率變異)를 조사(調査)하여 본바 양자(兩者) 공(共)히 기건함수율(氣乾含水率)은 부위별(部位別)이나 월별(月別)로 유의의(有意義)한 차이(差異)를 보이지 않았으나 생재함수율(生材含水率)은 전자(前者)가 부위별(部位別)로는 중부(中部)가 최소(最小) 상부(上部)가 최대(最大), 계절별(季節別)로는 하계(夏季)에 최소(最小) 추계(秋季) 최대치(最大値)를 보였으며 후자(後者)는 부위(部位)에 있어서 하부(下部)에 최소(最小), 상부(上部)에 최대(最大), 계절별(季節別)로는 동계(冬季)에 최소(最小) 하계(夏季)에 최대치(最大値)를 보였다.

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스쿠알렌 집합체의 광전기화학적 효과에 관한 연구 (A Study of the Photoelectrochemical Effects of Squaraine Aggregate in Monolayer)

  • 김영순
    • 대한화학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.642-647
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    • 1993
  • 순수 정제한 스쿠알렌 색소(DSSQ(4-distearylamino phenyl-4'-dimethylaminophenylsquaraine) 를 Langmuir Blodgett 방법으로 $SnO_2$ 전극위에 단분자막으로 도포하였다. DSSQ 용액의 최대 흡수 파장은 630 nm 이었으나, $SnO_2$ 전극에 도포한 상태는 최대흡광파장 위치가 530 nm로 이동되어 스쿠알렌 집합체를 나타내었다. 이 집합체를 열처리하였더니 최대흡광 위치는 620~680 nm 로 이동되었다. 스쿠알렌 집합체에서의 에너지 이동 관계를 알기 위하여 광전류를 측정하였다. 광전류의 action spectrum은 흡수스펙트럼과 거의 같은 경향을 보였으며, 열처리한 시료의 광전류 action 스펙트럼도 처리전과 같은 결과를 나타내었다. 이때의 양자수율은 약 0.3%이었다. 용액내의 빛의 tunneling 효과를 보기 위하여 $SnO_2$전극과 DSSQ 색소사이에 스테아린산을 2~8층으로 각각 도포하고 광전류를 측정하였더니, 광전류가 현저히 감소하였다. 2층을 더 도포한 시료에서는 광전류가 전혀 나타나지 않았다. 또한 전해질 용액에 질소를 통하였을 경우에는 광기전력이 현저히 감소하고, 산소를 통하였을 때는 같은 정도로 증가하는 것으로 보아 전해질의 용존 산소가 전자 주게 역할을 하고 있음을 추정할 수 있었다.

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대기 온도와 연령이 구상나무 유묘의 건전도에 미치는 영향 (The Effects of Air Temperature and Age on Soundness of Abies koreana Seeding)

  • 채승범;서한나;임효인
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2020년도 추계국제학술대회
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    • pp.50-50
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    • 2020
  • 기후변화의 영향으로 자생지에서 고사하고 있는 구상나무 유묘의 대기온도와 연령에 따라 건전도를 파악하고자 지리산 구상나무 실생묘를 대상으로 엽록소형광을 측정하였다. 2020년 7, 8, 9월에 걸쳐 월별 1회씩 연생별(1, 2, 3, 5, 6년생) 20개체를 대상으로 13시, 19시에 개체당 3회 반복 측정하였다. 측정 당시 평균대기온도는 24.6, 26.9, 20.6℃이었으며 잎을 20분간 광을 차단 후 Fv/Fm값을 측정하였다. Fo는 식물이 암적응 된 상태에서 포화광을 조사하기 직전의 형광 초기값이며, Fm은 식물이 암적응 된 상태에서 포화광을 통해 유도된 최대 형광수치를 의미한다. Fv는 Fm-Fo이며, 광화학 반응의 최대 양자수율로 식물의 잎이 광합성을 수행할 수 있는 잠재력을 의미하고 식물의 광합성 활성과 건전도에 대한 지표로 사용된다. 일반적으로 건강한 잎의 Fv/Fm값이 0.8을 기준으로 낮은 값은 광계II의 반응 중심이 손상을 잎은 경우이거나 스트레스 환경에 있는 경우이다. 13시 측정 결과 8월 측정값 중 1년생과 3년생이 0.8 이하로 측정되었고 그 외에는 전부 0.8 보다 높게 나타났다. 19시 측정 결과 8월에 1, 2, 3년생이 0.8 이하로 측정되었으며, 9월에는 1년생의 경우를 제외하고 모두 0.8 보다 높게 나타났다. 1, 2, 3년생은 8월의 높은 온도에 영향을 받아 고산지대에 자생하는 구상나무의 특성상 고온에 대한 스트레스를 받은 것으로 판단되며, 연령이 비교적 높은 5, 6년생은 온도변화에 비교적 안정적인 것으로 나타났다. 따라서 엽록소형광 측정의 결과를 근거로 3년생 이하의 개체는 온도변화에 민감하게 반응하는 반면, 5년생 이상의 개체는 비교적 안정적으로 건전도가 유지된 것으로 판단되었다.

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