• 제목/요약/키워드: Stomatal Transpiration

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Effects of in vitro culture types on regeneration and acclimatization of yellow poplar (Liriodendron tulipifera L.) from somatic embryos

  • An, Chan Hoon;Kim, Yong Wook;Moon, Heung Kyu;Yi, Jae Seon
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제43권1호
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    • pp.110-118
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    • 2016
  • We compared germination efficiency for somatic embryos (SE) of Liriodendron tulipifera using semi-solid (SS), temporary immersion bioreactors (TIB), and continuous immersion bioreactors (CIB) to produce vigorous plants. The bioreactors were designed to be immersed in liquid media with plantlets with an adjustable immersion time. TIB and CIB improved germination rates up to 80.86% and 95.21%, respectively, however, CIB produced more hyperhydric plantlets than TIB. The height of plantlets in TIB was significantly higher than for those in CIB. Fresh weights of plantlets grown in CIB of were significantly lower than for those grown in TIB. The lowest chlorophyll concentration was found in in vitro plantlets from CIB. We examined abnormally developed leaves, stems, and apical zones of in vitro plantlets that were produced in CIB. Among the three types, SS showed the highest stomatal density and the shortest stomatal length in in vitro plantlets. After acclimatization, plants from CIB exhibited the lowest values in biomass, such as height, root collar diameter, leaf fresh weight, leaf length, leaf width, petiole length, petiole diameter, and leaf area. Photosynthesis and transpiration rates of ex vitro plants were not significantly different among the three culture types, but stomatal conductance was higher in TIB than in the SS and CIB. Therefore, the results suggest that TIB is the preferable bioreactor to improve in vitro plantlet regeneration of L. tulipifera. TIB-originated plants showed higher growth rate than SS and CIB after transferring to soil.

Effects of Elevated $CO_2$ on Maize Growth

  • Kim, Young-Guk;Cho, Young-Son;Seo, Jong-Ho;Kim, Sok-Dong;Shin, Jin-Chul;Park, Ho-Ki
    • 한국작물학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.93-101
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    • 2008
  • The effects of $CO_2$ enrichment on growth of maize (Zea mays L.) were examined. Parameters analyzed include growth characteristics, yields, photosynthetic rates, evaporation rates and photosynthesis-related characteristics under elevated $CO_2$. The plants were grown in growth chambers with a 12-h photoperiod and a day/night temperature of $28/21^{\circ}C$ at the seedling stage and $30/23^{\circ}C$ from the silking stage. The plants were exposed to two elevated $CO_2$ of 500, 700ppm and ambient levels (350 ppm). Chalok 1 and GCB 70 germinated three days after seeding, and germination rates were faster in the elevated $CO_2$ than the control. Germination rates displayed significant differences among the $CO_2$ treatments. At the seedling stage, leaf area, top dry weight, and photosynthetic rates, and plant height indicated positive relationship with elevated $CO_2$ concentrations. At the $5{\sim}6$ leaf stage, $CO_2$ concentration also indicated positive relationship with plant height, leaf area, top dry weight, and photosynthetic rates. At the silking stage, increased plant height of Chalok 1 was noted in the $CO_2$ treatments compared to the control. No significant differences were noted for GCB 70, in which leaf area decreased but photosynthetic rates increased progressively with $CO_2$ concentration. Stomatal aperture was a little bigger in the elevated $CO_2$ than the control. $CO_2$ concentration was negatively related to stomatal conductance and transpiration rates, resulting in high water use efficiency.

토양중(土壤中) 비소(砒素)의 행동(行動)과 수도(水稻)의 비소흡수(砒素吸收)에 의(依)한 피해(被害) 생리(生理) 생태(生態)에 관한 연구(硏究);IV. 수경시험(水耕試驗)에서 비소처리(卑小處理)가 수도(水稻)의 증산(蒸散), 기공저항성(氣孔抵抗性) 및 엽(葉)의 온(溫), 습도(濕度)에 미치는 영향(影響) (Behaviors of Arsenic in Paddy Soils and Effects of Absorbed Arsenic on Physiological and Ecological Characteristic of Rice Plant;IV. Effect of As content in water on transpiration, stomatal resistance, temperature and humidity in the leaves of rice plant)

  • 이민효;임수길;김복영
    • 한국환경농학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.39-45
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    • 1987
  • 비소처리(砒素處理)에 의(依)한 수도(水稻)의 수분흡수양상(水分吸收樣相)을 구명(究明)하기 위하여 배양액(培養液)에 비소(砒素)를 0, 1, 5, 10, 15ppm 처리(處理)하고 수도(水稻)를 수경재배(水耕栽培)하여 비소처리별(砒素處理別) 수도(水稻)의 증산량(蒸散量)과 엽(葉)의 기공저항성(氣孔抵抗性), 공기유량(空氣流量), 엽(葉)의 온(溫), 습도(濕度) 및 식물체(植物體)의 비소함량등(砒素含量等)을 조사(調査)하여 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 증산량(蒸散量)은 배양액중(培養液中) 비소농도(砒素濃度)가 높아질수록 현저히 감소(減少)되었다. 2. 배양액중(培養液中) 비소농도(砒素濃度)가 높아질수록 엽(葉)의 기공저항성(氣孔抵抗性) 및 엽온(葉溫)은 높아지나 공기유량(空氣流量), 증산율(蒸散率) 및 엽내습도(葉內濕度)는 낮아졌다. 3. 엽(葉)의 공기유량(空氣流量), 증산율(蒸散率) 및 기공저항성(氣孔抵抗性)은 뿌리 및 경엽중(莖葉中) 비소함량(砒素含量)과 높은 상관(相關)을 나타내었으며 이들중 공기유량(空氣流量) 및 증산율(蒸散率)은 뿌리중 비소함량(砒素含量)과 기공저항성(氣孔抵抗性)은 경엽중(莖葉中) 비소함량(砒素含量)과 더 높은 상관(相關)을 나타내었다. 4. 수도(水稻)의 초장(草長), 분벽수(分蘗數), 엽폭(葉幅), 호중(蒿重) 및 근중(根重)은 배양약중(培養液中) 비소농도(砒素濃度)가 높아질수록 현저히 감소(減少)되었다. 5. 수도(水稻)에 대(對)한 비소피해증상(砒素被害症狀)은 뿌리가 갈변(褐變)하고 잎이 말리며 엽(葉)의 선단(先端)과 가장자리가 괴사(壞死)되었다.

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엽형 및 $\textrm{CO}_2$ 이용효율에 따른 콩 입중별 이상초형 연구 (Ideal Leaf Type on Leaf Shape and $\textrm{CO}_2$ Use Efficiency of Different Seed Size Cultivar in Soybean)

  • 이강세;전병무;김영진;국용인;박호기;박문수
    • 한국작물학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.243-247
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    • 2003
  • 콩의 입중에 따른 이상초형(ideal type)의 개발을 위해 광합성호율이 높은 안전 다수성 콩 품종육성의 엽형 모델을 찾고자 엽형 및 입중에 따른 잎기능에 관련된 몇 가지 주요특성 및 $\textrm{CO}_2$ 이용효율과의 관계를 조사했는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대두 단엽의 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 소립품종에서 장엽형 잎을 가진 품종이 19.66 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 환엽형 잎을 가진 품종(18.29 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높은 경향이었으며, 대립품종에서는 환엽형 잎을 가진 품종이 19.17 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 장엽형품종(17.45 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높았다. 2. 기공전도도가 0.12-0.13범위에서는 주로 대립, 장엽형 품종이 분포하고 있었으며 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 17-18 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$정도로 낮았고, 0.14-0.15범위에서는 소립, 장엽형 품종들이 분포하였는데 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 19-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 3. $\textrm{CO}_2$ 동화량에 영향을 미치는 전자생성량은 대립, 환엽형 잎을 가진 품종들이 0.82-0.83으로 가장 적었으나 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 18-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 4. 주당 $\textrm{CO}_2$ 흡수량은 나물콩에서는 장엽형 품종이 68.5ppm으로 환엽형(46.5 ppm)보다 크게 높았으며 장류콩에서는 환엽형이 70.1 ppm으로서 장엽형(63.1 ppm) 보다 약간 높았다.

겨울철 염화칼슘(CaCl2) 처리에 따른 가로변 3가지 상록 관목류의 생육 및 생리반응 - 사철나무, 영산홍, 회양목을 중심으로 - (Growth and Physiological Response of Three Evergreen Shrubs to De-icing Salt(CaCl2) at Different Concentrations in Winter - Focusing on Euonymus japonica, Rhodoendron indicum, and Buxus koreana -)

  • 주진희;박지연;허혜;이은엽;현경학;정종석;최은영;윤용한
    • 한국조경학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.122-129
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    • 2016
  • 본 연구는 도심 내에서 공원 및 가로수 주변에 식재된 대표적인 세 가지 상록 관목류인 사철나무(Euonymus japonica), 영산홍(Rhododendron indicum), 회양목(Buxus koreana) 등을 중심으로 겨울철 염화칼슘($CaCl_2$) 처리에 따른 생육 및 생리적 반응을 살펴봄으로써, 내염성 정도와 제설제 피해지역에 대한 내성수종을 선별하기 위한 자료로 제시하고자 한다. 염화칼슘을 각각 0%(대조구), 0.5%, 1.0%, 3.0%, 5.0% 처리한 실험구에 2014년 11월에 정식한 후 이듬해 이른 봄인 2015년 3월에 수고, 엽장, 엽폭, 엽형지수, 엽수, 생체중, 건조중, 건물률, R/T율, 엽록소함량, 엽록소형광반응, 광합성률, 기공전도도, 증산율 등의 생육 및 생리적 특성을 조사하였다. 사철나무는 3.0% 이하, 영산홍과 회양목은 1.0% 이하의 처리구에서 생존이 가능하였으며, 사철나무가 영산홍과 회양목에 비해 생육적 감소율이 비교적 낮았다. 염화칼슘 처리농도가 높을수록 대조구에 비해 생리적 반응들이 감소되는 것은 동일하나, 영산홍과 회양목은 감소세가 비교적 뚜렷한 반면, 사철나무가 완만한 감소세를 보이고 있다. 특히, 처리농도가 높아짐에 따라 영산홍은 증산율을, 회양목은 광합성율과 기공전도도를 억제시키는 경향을 보였다. 이러한 결과를 통해 사철나무가 영산홍과 회양목에 비해 염해에 좀 덜 민감한 수종임을 알 수 있어 제설제 피해지역에 상록 관목류로 적용이 가능할 것으로 본다.

실외 실험적 온난화 처리에 따른 활엽수 4개 수종 묘목의생리적 반응 (Effects of Experimental Warming on Physiological Responses of Four Deciduous Tree Species Seedlings)

  • 안지애;한승현;장한나;박민지;손요환
    • 한국산림과학회지
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    • 제105권4호
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    • pp.510-516
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    • 2016
  • 본 연구는 실외 실험적 온난화 시스템 내에서 적외선등을 이용하여 온난화 처리를 한 다음 발아 당년의 활엽수 4개 수종(물푸레나무, 느티나무, 거제수나무, 굴참나무) 묘목의 생리적 반응을 알아보고자 수행되었다. 적외선등은 2015년 4월부터 가동되었으며, 온난화 처리구 내의 묘목들은 대조구에 비해 $2.7^{\circ}C$ 높은 대기온도 하에서 생육되었다. 기공전도도, 증산속도 및 순광합성률은 동년 7월과 9월에, 엽록소 함량은 7월과 10월에 각각 측정하였다. 온도 증가에 대한 묘목의 생리적 반응은 수종과 측정 시기에 따라 다른 결과를 나타내었다. 즉 기공전도도($mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)는 물푸레나무(대조구:$158.97{\pm}42.76$; 온난화 처리구:$42.07{\pm}8.24$), 느티나무(대조구:$170.53{\pm}27.22$; 온난화 처리구: $101.17{\pm}42.27$), 거제수나무(대조구:$249.93{\pm}47.39$; 온난화 처리구:$150.73{\pm}26.52$)에서 온난화 처리에 의해 감소하였다. 그리고 증산속도($mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)도 물푸레나무(대조구:$4.08{\pm}0.62$; 온난화 처리구:$1.74{\pm}0.39$), 느티나무(대조구:$4.32{\pm}0.44$; 온난화 처리구:$3.24{\pm}1.14$), 거제수나무(대조구:$6.21{\pm}0.38$; 온난화 처리구:$4.66{\pm}0.28$)에서 대조구에 비해 온난화 처리구에서 낮은 값을 나타내었다. 한편, 굴참나무의 경우 기공전도도와 증산속도의 처리 간 차이가 유의하지 않았다. 엽록소 함량은 대부분의 수종에서 온난화 처리에 의해 증가하였으나, 순광합성률은 모든 수종에서 처리 간의 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 이는 온난화 처리의 영향이 미미하여 순광합성률의 변화에까지 영향을 미치지 못하였기 때문인 것으로 판단된다.

Photosynthetic Characteristics of Resistance and Susceptible Lines to High Temperature Injury in Panax ginseng Meyer

  • Lee, Joon-Soo;Lee, Dong-Yun;Lee, Jang-Ho;Ahn, In-Ok;In, Jun-Guy
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제36권4호
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    • pp.461-468
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    • 2012
  • In this study, photosynthetic parameters such as the net photosynthesis rate, stomatal conductance, intercellular $CO_2$ concentration, and transpiration rate were examined in selected ginseng varieties and/or lines that are resistant (Yunpoong, HTIR 1, HTIR 2, and HTIR 3) and susceptible (Chunpoong) to high temperature injury (HTI). The net photosynthesis rate increased with the increase in the light intensity in all the HTI-resistant and -susceptible ginseng lines with a light saturation point of $200\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, except for Yunpoong that had a light saturation point of $400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$. At the light saturation point, the net photosynthesis rate in July was highest in HTIR 3, at $4.2\;{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}s^{-1}$, and was lowest in Yunpoong, HTIR 1, Chunpoong, and HTIR 2, in that order, at 1.9 to $3.7\;{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}s^{-1}$. The net photosynthesis rate in August was highest in Yunpoong at $5.9\;{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}s^{-1}$, and lowest in HTIR 1 and HTIR 3 ($4.5\;{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}s^{-1}$) and in other lines, in that order, at 2.8 to $2.9\;{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}s^{-1}$. The stomatal conductance in July was highest in HTIR 3 (0.055 mol $H_2O\;m^{-2}s^{-1}$) and Yunpoong, Chunpoong, HTIR 1, and HTIR 2 were 0.038, 0.037, 0.031, and 0.017 in that orders. In August, meanwhile, HTIR 1 showed the highest as 0.075, and followed by HTIR 3, Chungpoong, and HTIR 2 with 0.070, 0.047, and 0.023, respectively. The intercellular $CO_2$ concentration at the light saturation point in July and August was much lower in HTIR 2 at 139 and $185\;{\mu}mol\;mol^{-1}$ than in the other ginseng lines at 217 to 257 and 274 to $287\;{\mu}mol\;mol^{-1}$, respectively. The transpiration rate in July and August was higher in the HTI-resistant lines of Yunpoong, HTIR 1, and/or HTIR 3 at 0.83 to 1.03 and 1.67 to 2.10 mol $H_2O\;m^{-2}s^{-1}$ than in the other ginseng lines at 0.27 to 0.79 mol $H_2O\;m^{-2}s^{-1}$ and 0.51-1.65 mol $H_2O\;m^{-2}s^{-1}$, respectively. Conclusively, all the photosynthetic parameters that were examined in this study were generally higher in the HTI-resistant ginseng lines than in the HTI-susceptible lines, except for HTIR 2, and were much higher in August than in July, especially in the resistant ginseng lines. All these results can be used to provide basic information for the selection of HTI-resistant ginseng lines and the application of cultural practices that are efficient for ginseng growth, based on the photosynthetic characteristics of the lines.

NaCl stress에 의한 몇가지 콩 품종들의 생육과 광합성 반응 (Response of Growth and photosynthesis to NaCl stress in Soybean(Glysine max L.) Seedlings)

  • 조진웅;김충수
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.166-170
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    • 2000
  • 본 연구는 우리 나라 콩 장려품종인 단원콩, 황금콩, 광안콩 등 3가지 품종을 대상으로 100mM NaCl 처리에 따른 30일 묘의 생육특성 및 광합성 반응을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었기에 보고하는 바이다. 주경장과 주경절수는 NaCl 처리로 감소하였으며, 엽면적 및 건물중 역시 크게 감소하였다. 품종간 차이는 그다지 크지 않았지만 황금콩이 다른 두품종보다 감소정도가 적은 것으로 나타났다. 잎, 줄기, 뿌리로 구분한 건물중 변화는 줄기의 건물중이 가장 크게 감소하였으며 다음이 잎, 뿌리 순으로 NaCl에 영향을 받았다. 비엽면적(SLA), 지상부와 지하부 비율(Shoot/Root), 잎과 지하부의 비율(Leaf/Root)은 황금콩이 처리간에 차이가 없었으나 나머지 두 품종은 NaCl 처리로 감소하였으며, 옆위별 잎 두께는 무처리는 옆위간에 큰 차이를 보이지 않았지만 100mM MaCl 처리는 일정한 경향을 보이지 않았다. 제 1엽과 2엽의 엽록소 함량의 경시적 변화는 무처리는 처리 후 15일째에 급격히 증가하였지만 NaCl 처리는 점차 감소하는 경향을 보였다. 제 2엽의 광합성 속도는 경시적으로 일정한 경향을 보였지만 NaCl 처리로 광합성 속다가 감소하였으며 처리 후 20일째에 가장 많이 감소하였다. 광합성 속도와 기공전도도 및 증산속도와의 관계는 유의한 상관이 인정되었다.

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온도 증가와 건조 스트레스가 백합나무의 생장, 광합성 및 광색소 함량에 미치는 영향 (Effects on Growth, Photosynthesis and Pigment Contents of Liriodendron tulipifera under Elevated Temperature and Drought)

  • 김길남;한심희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.75-84
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    • 2015
  • 본 연구는 국내 주요 조림수종인 백합나무 유묘의 온도 증가와 건조 스트레스에 따른 생장 및 생리 반응변화를 알아보고자 실시하였다. 온도 제어는 국립산림과학원 산림유전자원부(경기도 수원시 권선구 온정로 39)의 환경제어실 인공 광 챔버를 이용하였다. 처리 온도는 Fig. 1과 같이 최근 30년 동안(1981-2010) 우리나라 전국 월 평균을 기준으로 $-3^{\circ}C$, $0^{\circ}C$, $+3^{\circ}C$, $+6^{\circ}C$로 설정하였다. 건조 처리는 6월부터 대조구와 건조 처리구로 구분하여 대조구는 충분히 관수하여 최저 -0.1 MPa 이상의 토양 수분 포텐셜을 유지시켰고, 건조처리구는 유묘의 잎에 초기위조 현상이 나타날 때까지 관수를 하지 않았다. 온도 증가 및 건조 스트레스에 따른 백합나무 유묘의 근원경과 수고의 상대생장율은 대조구와 건조 처리구 모두 온도가 증가할수록 높은 상대 생장율을 나타냈으며, 대조구와 건조 처리간에는 차이가 없었다. 또한 백합나무 유묘의 엽면적과 총 건중량을 측정한 결과, 근원경 및 수고 생장과 같은 경향으로 온도가 증가할수록 엽면적과 총 건중량이 증가하였다. 근원경, 수고, 엽면적 및 총 건중량 모두 건조 처리구 내 $-3^{\circ}C$ 처리구에서 가장 낮은 값을 나타내 백합나무 유묘는 온도 증가보다 저온에 의해서 피해를 입는 것으로 생각된다. 광합성 속도, 암호흡 속도, 기공전도도 및 증산속도도 대조구와 건조 처리구 모두 온도가 증가할수록 증가하였고, 저온 처리구인 $-3^{\circ}C$ 처리구에서 가장 낮은 값을 보였다. 그러나 수분 이용효율은 온도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 총 엽록소 및 카로테노이드 함량도 대조구와 건조 처리구 모두 온도가 증가할수록 함량이 증가하였다. 결론적으로, 온도 증가는 백합나무 유묘의 생리적 반응에 긍정적인 영향과 함께 생장을 촉진시키는 것으로 판단된다. 그러나 온도 감소는 백합나무 유묘의 생장 및 생리적 반응에 부정적인 영향을 미쳐, 생장이 저하되는 것을 알 수 있었다.