The transport of spermidine into a cyanobacterium, Synechocystis sp. pec 6803, was characterized by measuring the uptake of $^{14}C$-spermidine. Spermidine transport was shown to be saturable with an apparent affinity constant ($K_m$) value of $67{\mu}M$ and a maximal velocity ($V_{max}$) value of 0.45 nmol/min/mg protein. Spermidine uptake was pH-dependent with the pH optimum being 8.0. The competition experiment showed strong inhibition of spermidine uptake by putrescine and spermine, whereas amino acids were hardly inhibitory. The inhibition kinetics of spermidine transport by putrescine and spermine was found to be noncompetitive with $K_i$ values of 292 and $432{\mu}M$, respectively. The inhibition of spermidine transport by various metabolic inhibitors and ionophores suggests that spermidine uptake is energy-dependent. The diminution of cell growth was observed in cells grown at a high concentration of NaCl. Addition of a low concentration of spermidine at 0.5 mM relieved growth inhibition by salt stress. Upshift of the external osmolality generated by either NaCl or sorbitol caused an increased spermidine transport with about 30-40% increase at 10 mosmol/kg upshift.
A suitable supply of mineral elements into shoot via a root system from growth media makes plants favorable growth and yield. The shortage or surplus of minerals directly affects overall physiological reactions to plants and, especially, strongly influences carbohydrate metabolism as a primary response. We have studied mineral uptake and synthesis and translocation of soluble carbohydrates in N, P or K-deficient tomato plants, and examined the interaction between soluble carbohydrates and mineral elements. Four-weeks-old tomato plants were grown in a hydroponic growth container adjusted with suboptimal N ($0.5mmol\;L^{-1}\;Ca(NO_3)2{\cdot}4H_2O$ and $0.5mmol\;L^{-1}\;KNO_3$), P ($0.05mmol\;L^{-1}\;KH_2PO_4$), and K ($0.5mmol\;L^{-1}\;KNO_3$) for 30 days. The deficiency of specific mineral element led to a significant decrease in its concentration and affected the concentration of other elements with increasing treatment period. The appearance of the reduction, however, differed slightly between elements. The ratios of N uptake of each treatment to that in NPK sufficient tomato shoots were 4 (N deficient), 50 (P deficient), and 50% (K deficient). The P uptake ratios were 21 (N deficient), 19 (P deficient), and 28% (K deficient) and K uptake ratios were 11 (N deficient), 46 (P deficient), and 7% (K deficient). The deficiency of mineral elements also influenced on carbohydrate metabolism; soluble sugar and starch was substantially enhanced, especially in N or K deficiency. In conclusion, mineral deficiency leads to an adverse carbohydrate metabolism such as immoderate accumulation and restricted translocation as well as reduced mineral uptake and thus results in the reduced plant growth.
질소(窒素)의 정조생산효율을 높이는 방법(方法)을 찾고자 정조수량(精租收量)(Y) 질소효율(E) 및 질소흡수량(窒素吸收量)(N)간(間)의 상호관계(相互關係)를 우리나라와 일본자료(日本資料)에 의(依)하여 찾아보았다. E와 N간(間)의 관계는 수개(數個) 계층(階層)으로 구분(區分)할 수 있었으며 각계층내(各階層內)에서 Y=EN=(b-aN)N 관계(關係)가 성립(成立)되었으며 여기서 b는 E의 이론적최대치(理論的最大値)였고 a는 이론적(理論的) 최대수량(最大收量)에서의 E/N치(値)였다. 수도고수량(水稻高收量) 연구(硏究)에 있어 현재(現在)의 기술(技術)은 효율 56.8에 이르렀으며 이때 질소흡수량(窒素吸收量)은 15.5kg이었다. 장래(將來)의 목표(目標)는 질소(窒素) 흡수량(吸收量) 17kg에서 효율 63에 이르는 것으로 나타났다. 일본독농가(日本篤農家)에서는 이 수준(水準)에 이미 도달(倒達)했을 가능성이 있다. 질소효율(窒素效率)의 증가(增加)없이는 고수량(高收量)을 달성(達成)할 수 있는 질소흡수(窒素吸收)가 증가(增加)되지 않는 것으로 보였다. 토양질소(土壤窒素)의 효율(效率)과 흡수량(吸收量)의 증대(增大)가 전체질소(全體窒素)의 효율증대에 필수요건(必須要件)으로 나타났다.
이 연구는 대규모의 pilot plant에서 생산된 음식물찌꺼기 퇴비의 시용에 따른 작물(열무, 상추)에 의한 염류의 흡수와 토양의 화학적 특성 변화를 조사하기 위하여 수행되었다. 일반적으로 음식물찌꺼기 퇴비(FWC)는 전기전도도(EC)가 높고 Na, K, Ca 그리고 Mg와 같은 많은 염류를 함유하고 있다. 이러한 FWC가 토양에 시용될 경우 토양의 염류집적과 작물의 생육저해 가능성을 검증하지 않으면 안된다. FWC를 건물중으로 1/5,000a pot에 0, 20, 40, 80 그리고 160Mg/ha의 비율로 시용한 후 60일 동안 작물을 재배하여 토양의 pH와 EC, 작물에 의한 염류의 흡수를 조사하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 열무와 상추를 재배한 후 토양의 pH는 증가하였으며, EC는 감소하였다. 2. Na와 K의 흡수량은 FWC의 시용에 의해 약간 증가하였다. Ca의 흡수량에 있어서, 열무와 상추는 각각 감소, 증가하였다. 열무에서 Mg의 흡수량은 40Mg/ha 시용했을 때 가장 높았으며, 상추에서는 FWC의 시용에 따라 지속적으로 증가하였다.
Sr-90으로 처리(處理)된 토양(土壤)에서 질소(窒素), 인산(燐酸), 석회질(石灰質) 비료(肥料)의 시비조건(施肥條件)에 따른 대두(大豆)의 생육(生育)과 Sr-90 흡수양상(吸收樣相)을 조사하였다. 1. 지상부(地上部) 건물중(乾物重)으로 나타낸 대두수량(大豆收量)은 $NO_3-N$보다 $NH_4-N$에서 다소 높았고, 질소시비량(窒素施肥量)의 증가(增加)에 따라 감소(減少)되었으며, 인산(燐酸)과 석회(石灰) 시비(施肥)는 수량증가(收量增加) 효과가 있었다. 2. 생육시기(生育時期)에 따른 대두(大豆)의 Sr-90 흡수(吸收)는 질소시비(窒素施肥)에 의해 억제(抑制)되었는데 그 효과는 $NO_3-N$보다 $NH_4-N$에서 더 높았다. 3. 대두(大豆)의 Sr-90 흡수(吸收)에 대한 $NO_3-N$와 $NH_4-N$ 증시효과는 인산(燐酸) 혼용시(混用時)에 더욱 억제효과가 있었다. 4. 인산(燐酸)과 석회시비(石灰施肥)는 대두(大豆)의 Sr-90 흡수억제(吸收抑制)에 상당한 효과가 있었고 시험구(試驗區) 중 인산(燐酸)+석회(石灰)+$NH_4-N$구(區)에서 가장 낮은 흡수(吸收)를 보였다.
Soil salinization refers to the buildup of salts in soil to a level toxic to plants. The major factors that contribute to soil salinity are the quality, the amount and the type of irrigation water used. The presented review discusses the different sources and causes of soil salinity. The effect of soil salinity on biological processes of plants is also discussed in detail. This is followed by a debate on the influence of salt on the nutrient uptake and growth of plants. Salinity decreases the soil osmotic potential and hinders water uptake by the plants. Soil salinity affects the plants K uptake, which plays a critical role in plant metabolism due to the high concentration of soluble sodium ($Na^+$) ions. Visual symptoms that appear in the plants as a result of salinity include stunted plant growth, marginal leaf necrosis and fruit distortions. Different strategies to ameliorate salt stress globally include breeding of salt tolerant cultivars, irrigation to leach excessive salt to improve soil physical and chemical properties. As part of an ecofriendly means to alleviate salt stress and an increasing considerable attention on this area, the review then focuses on the different plant growth promoting bacteria (PGPB) mediated mechanisms with a special emphasis on ACC deaminase producing bacteria. The various strategies adopted by PGPB to alleviate various stresses in plants include the production of different osmolytes, stress related phytohormones and production of molecules related to stress signaling such as bacterial 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) derivatives. The use of PGPB with ACC deaminase producing trait could be effective in promoting plant growth in agricultural areas affected by different stresses including salt stress. Finally, the review ends with a discussion on the various PGPB activities and the potentiality of facultative halophilic/halotolerant PGPB in alleviating salt stress.
안정적인 고품질 쌀의 생산을 위한 수비처방을 하기 위해서는 유수형성기 생육상태와 질소영양상태별 질소시비량에 따른 수량반응에 대한 이해가 있어야만 한다. 따라서 본 연구는 기비와 분얼비 시용량을 달리하여 유수분화기에 다양하게 조성된 벼 생육 및 질소영양상태별로 수비 질소 시용량을 달리하였을 때의 수량반응을 질소시비량과 질소흡수량으로 살펴봄으로써 수비처방에 필요한 기초 자료를 얻고자 하였다. 1. 기비 + 분얼비와 수비 시용량 간에는 유의한 상호작용이 없어 수비 시용량에 관계없이 기비 + 분얼비가 증가할수록 그리고 기비 + 분얼비 시용량에 관계없이 수비 시용량이 증가할수록 수량은 증가하는 경향이었다. 2. 영양생장기 시비량(기비 + 분얼비)이 $10{\sim}12\;kgN/10a$까지 생식생장기 시비량(수비)이 6 kgN/10a까지 증가할수록, 그리고 영양생장기 질소흡수량이 $6{\sim}7\;kgN/10a$까지 생식생장기 질소흡수량이 $5{\sim}6\;kgN/10a$까지 수량은 직선적으로 유의하게 증가하는 경향이었으나 그 이상일 경우 수량 증가폭은 점차 줄어들었는데, 이는 등숙률과 천립중이 크게 감소하기 때문이었다. 3. 단위질소흡수량당(kgN/10a) 총영화수($/m^{2}$) 증가는 영양생장기가 약 1900여개, 생식생장기가 $1400{\sim}1500$여개였지만 단위질소흡수량당 수량증가(kg/10a)는 영양생장기가 $30{\sim}50$, 생식생장기가 $40{\sim}80$ 정도였다. 4. 총영화수는 출수기 질소흡수량과 직선적인 관계를 보이고 수량은 시기별 질소흡수량의 다과에 상관없이 이들의 총합인 수확기 질소함량과 2차 곡선관계($R^2$>0.88)를 보였는데, 이는 어느 시기에 질소를 흡수하느냐보다는 생육기간의 총질소흡수량에 의해 수량이 좌우되는 것으로 볼 수 있다. 또한 질소흡수량이 같더라도 총영화수와 수량은 연차간에 차이를 보였다.
하수 및 공단폐수슬러지의 농지이용가능성을 구명하기 위하여 이들 슬러지를 주 원료로 하여 생산된 퇴비를 토양에 시용하여 옥수수를 재배함으로써 시기별 토양중 화학적 특성변화, 중금속 함량 변화, 작물생육상황, 식물체 부위별 무기성분 흡수량 및 중금속 함량 등을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 퇴비 시용으로 토양중 유기물, 질소, 인산 및 카리 함량이 증가되었고, 토양중 중금속 함량도 증가되었으나 매우 미미한 증가였으며 규제 농도에 훨씬 못 미치는 농도였다. 옥수수의 생체중은 각 퇴비구 및 삼요소+ 각 퇴비구가 삼요소구에 비하여 각각 약 $9{\sim}19%$ 및 $60{\sim}79%$ 증가하였다. 퇴비시용구가 삼요소구에 비하여 옥수수의 잎 및 줄기에서 질소, 인산, 카리, 석회 및 고토의 흡수량이 증가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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