토마토 엽위별 광합성 특성 분석

김성은(Sung Eun Kim),이문영(Moon Young Lee),김영식(Young Shik Kim) 한국원예학회 2013 원예과학기술지 Vol.31 No.2

토마토 잎들의 엽위별 광합성 특성을 조사하고, 잎의 연령과 개화속도를 엽위별 광합성 특성과 비교분석하였다. 일중 광합성 속도 특성실험에서는 일출 전 2시간부터 일몰 후 3시간까지 1시간마다 4번째 화방의 하부엽 3매의 광합성 속도를 측정하였다. 3개체를 반복으로 총 2회 조사하였다. 토마토의 일중 광합성 속도는 일출 후 1시간 동안 급격히 증가한 후, 일몰 2시간 전까지 일정하게 유지되는 양상을 보여 급액의 시작과 마감시각을 결정하는데 적용할 수 있을 것으로 사료된다. 엽위별 광합성 속도 특성실험에서는 1화방부터 4화방까지 각 화방의 하부에 있는 본엽 3개씩을 대상으로 광합성 속도를 조사하였다. 또한 광합성 특성을 분석하는데 적용하기 위해 개화속도를 조사하였다. 광합성속도는 엽위에 관계없이 꽃이 만개하는 시기를 정점으로 지속적으로 감소하는 경향을 보였다. 이는 만개 이후에는 해당 화방 이하의 잎의 활력이 감소하고 생육단계가 노화단계로 이동하기 때문으로 사료된다. 따라서 토마토의 개화속도와 광합성 속도는 서로 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 연구결과, 생육단계(엽령)의 차이에 의해 각 화방별 광합성 속도는 차이가 있으나, 광합성 속도로 작물의 활력을 판단하려 할 때는 개화하고 있는 화방의 하부엽을 조사하는 것이 매우 효과적일 것으로 판단된다. The photosynthetic rates according to leaf positions in tomato plants were investigated in relation to leaf age and flowering rate. In the experiment investigating the diurnal change of photosynthetic rates, three leaves below the 4th cluster was checked every hour from 2 hours before sunrise and 3 hours after sunset. It was checked twice with the replication of 3 plants. The photosynthetic rate increased sharply for 1 hour right after sunrise and remained steady until 2 hours before sunset. This trend can be applied to determine the irrigation schedule. In the experiment investigating the photosynthetic rates according to leaf positions, it three leaves below each clusters from 1st to 4th cluster were checked. Flowering rate was also investigated. The photosynthetic rates showed a decreasing tendency steadily after flowers bloomed fully, regardless of the leaf position. It seems to be because the leaves below the cluster with fully-bloom flowers lost their activities. This result suggests the flowering rate or the position of flower has deep relation with the photosynthetic rates of the concerned leaves. From the results the leaves under flowering cluster may be the good part to investigate the photosynthetic rate to evaluate the crop’s activity, even the photosynthetic rates are different according to the position of clusters.

식생 개엽일 전진에 따른 북반구 생태계 광합성량 반응 진단

박훈영,정수종 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

기후변화는 북반구 육상 생태계의 개엽일을 큰 폭으로 앞당기고 있으며, 개엽일의 전진은 생태계 광합성량에 큰 영향을 끼칠 것으로 예상된다. 그러나, 광합성과 관련된 다양한 환경 및 생리적 제약조건은 개엽일 전진으로 인한 광합성량 상승을 억제할 수 있으며, 개엽일 전진이 일년 총광합성량을 증가시킬 수 있을지에 대해서는 아직 미지수로 남아있다. 본 연구에서는 2001년부터 2015년까지 15년의 기간동안 북반구 중고위도 지역의 식생을 대상으로 위성 기반의 엽면적 지수 (Leaf area index), 태양광 유도 형광 지수 (Sun-induced fluorescence), 총일차생산량 (Gross primary production)을 이용하여 개엽일이 연간 및 계절별 광합성량에 어떠한 영향을 끼치는지 살펴보았다. 개엽일 전진은 봄철 생장기의 광합성량을 유의하게 상승시키는 것으로 나타났으며, 이는 건조 및 습윤 기후대에서 공통적으로 나타났다. 그러나 건조 기후대 생태계의 경우, 이른 개엽일이 여름철 성숙기의 토양수분량을 악화시켜 성숙기 광합성량을 감소시키는 경향을 보였으며, 이는 개엽일 전진으로 인한 봄철 광합성 상승량을 큰 폭으로 상쇄시켰다. 반면 한랭 및 습윤기후 생태계의 경우, 토양수분이 상대적으로 풍부하여 개엽일이 전진하더라도 성숙기의 광합성량 감소효과가 상대적으로 약하게 나타났다. 결과적으로, 개엽일의 전진은 한랭 및 습윤기후 생태계의 일년 총광합성량을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났으며, 건조기후 생태계의 경우에는 이와 같은 관계성이 나타나지 않았다. 단, 개엽일이 5일 이상 앞당겨지는 경우에는 개엽일 전진에 따른 일년 총광합성량 증가가 오히려 약화되는 경향성을 보였다. 본 연구의 결과는 건조도, 특히 토양수분이 개엽일 전진에 따른 일년 총광합성량의 증가를 제약하는 가장 중요한 요인이라는 것을 보여주고 있다. 이는 미래 기후변화에 따라 한랭기후대 생태계의 개엽일이 전진할 경우, 고위도 지역의 육상 탄소흡수량이 크게 증가할 수 있음을 시사하고 있다.

실내 환경 개선을 위한 광도, 이산화탄소 농도 및 배지 종류에 따른 실내 관엽식물들의 광합성 반응

박신애(Sin-Ae Park),김민지(Min-Gi Kim),류명화(Mung-Hwa Yoo),오명민(Myung-Min Oh),손기철(Ki-Cheol Son) (사)한국생물환경조절학회 2010 생물환경조절학회지 Vol.19 No.4

본 연구는 관엽식물 4종을 배지종류, 광도 및 이산화탄소 농도를 달리하여 식물의 광합성 반응을 조사하고, 그 결과에 기초하여 실내환경 조절에 효율적인 식물을 선정하고자 실시하였다. 식물재료로는 싱고니움, 디펜바키아, 쉐프렐라 홍콩, 드라세나를 사용하였으며, 성분과 성질이 다른 두 배지(peatmoss, hydroball)에 각각 재배하였다. 광도는 PPFD 0, 30, 50, 80, 100, 200, 400, 600μ㏖ㆍm?²ㆍs?¹의 수준으로 조절하고, 이산화탄소 농도는 0, 50, 100, 200, 400, 700, 1000, 1500μ㏖CO₂의 수준으로 처리하였다. 광도 및 엽육내 CO₂ 농도변화에 따른 관엽식물의 광합성 반응을 조사한 결과, 약광에서의 광합성 능력을 나타내는 순양자수율은 쉐프렐라 홍콩과 디펜바키아에서 높게 나타났으며, 두 실내식물은 고농도의 이산화탄소 환경에서도 다른 두 식물에 비해 높은 광합성율을 기록했다. 드라세나 와네키는 두 조건 모두에서 가장 낮은 광합성 효율을 보였다. 두 배지 처리에 따라서는 각각의 관엽식물에서 엇갈린 광합성 반응이 관찰되었다. 쉐프렐라 홍콩은 피트모스 배지에서 광과 이산화탄소 증가에 따라 하이드로볼 배지에 비해 높은 광합성 속도를 보였지만, 디펜바키아는 그와는 정반대로 하이드로볼 배지에서 더욱 높은 광합성율을 기록했다. 싱고니움의 경우는 광처리에 의해서는 피트모스 배지에서 높은 광합성율을 보였지만 이산화탄소 처리에서는 배 지간 차이가 없었다. 가장 낮은 광합성 효율을 보인 드라세나 와네키는 광에 의한 배지간 차이가 없었으며, 이산화탄소 증가시에는 피트모스에서 다소 높은 광합성율을 보였다. 따라서 실험한 4가지 관엽식물 중 광합성 효율이 가장 높았던 쉐프렐라 홍콩이나 하이드로볼 배지에서 높은 효율을 보인 디펜바키아가 실내 공기정화 및 실내 환경조절에 적합할 것으로 판단된다. This study was performed to investigate photosynthetic responses of 4 foliage plants in relation to light intensity, carbon dioxide concentration, and media, and to select efficient plants for the indoor environment control based on the results. Four foliage plants used in this study included Syngonium podophyllum, Schefflera arboricola cv. Hong Kong, Dieffenbachia amoena, and Dracaena deremensis cv. Warneckii Compacta. The plants cultivated in two different growth media, peatmoss and hydroball, and subjected to various light intensities (0, 30, 50, 80, 100, 200, 400, and 600 μ㏖ㆍm?²ㆍs?¹ PPFD) and CO₂ levels (0, 50, 100, 200, 400, 700, 1000, and 1500 μ㏖CO₂ㆍ㏖?¹). As a result of the photosynthetic rate of foliage plants according to change of light intensity and CO₂ levels, Schefflera arboricola and Dieffenbachia amoena showed high apparent quantum yield, which stands for the photosynthetic rate under low light intensity, and both plants also recorded higher photosynthetic rate under high CO₂ concentration compared to the other two indoor plants. Dracaena deremensis showed the lowest photosynthetic rate under the low light intensity or high CO₂ concentration. There were inconsistent results in photosynthetic rate of foliage plants grown in peatmoss or hydroball. Higher photosynthetic rate was observed in Schefflera arboricola with peatmoss rather than hydroball as light and CO₂ concentration increased. However, hydroball had a positive effect on Dieffenbachia amoena in terms of photosynthetic rate. In case of Syngonium podophyllum, peatmoss induced higher photosynthetic rate according to increased light intensity, but there was no effect of media on the rate under various CO₂ treatements. In contrast, media did not affect to photosynthetic efficiency of Dracaena deremensis subjected to various light intensities and the rate of Dracaena deremensis with peatmoss was a little high when CO₂ concentration increased. In conclusion, potential plants for the indoor air pulification and environ-mental control were Schefflera arboricola and Dieffenbachia amoena because they showed high photosynthetic rate under typical indoor conditions, low light intensity and high CO₂ concentration.

식물잎의 절단처리에 의한 광합성·증산속도의 변화와 기공의 반응 : 제1보 콩잎의 절단처리에 의한 광합성, 증산속도 및 기공전도도의 변화와 상호관련성 1. Correlation among Related Traits of its and Changes in Photosynthesis, Transpiration and Stomatal Conductance by Leaf Excision from leaf Sheath in the Soybean

이충렬 密陽産業大學校 農業技術開發硏究所 1999 農業技術開發硏究所報 Vol.3 No.3

엽내수분의 감소에 따른 광합성, 증산속도. 기공전도도 및 세포간격내CO₂농도의 변화를 알아보기 위하여 포장에 생육시킨 콩잎을 대상으로, 정상적으로 생육한 개체만을 선별한 후 완전 전개한 잎을 이용하여 절단전에 광합성속도를 측정하였다. 일정한 광합성속도가 유지되면 열병을 절단하여 엽내수분을 감소시키는 처리를 하였고 처리후에 일정한 간격으로 광합성속도, 증산속도, 기공전도도를 추적, 측정하였다. 광합성속도는 LI-6400 휴대용광합성측정장치로 LI 6400-02 LED의 인공광선을 1500μ mol/m²/s의 광으로 조절하여 광합성속도를 측정하였다. 잎 절단후 시간이 경과함에 따라 광합성속도와 증산작용, 기공전도도는 감소하는 경향이었는데, 기공전도도의 감소률이 가장 컸다. 광합성속도와 기공전도도는 곡선관계, 증산작용과 기공전도도간에는 직선관계로 고도의 유의성이 인정되었다. The soybean was planted 60cm ×20cm in field to investigate on the changes of photosynthesis, transpiration rate and stomal conductance followed by the leaf excission from leaf sheath. During measurement, leaf was excised from its leaf sheath and the measurement was continued until the photosyntheitc rate reached a minimum. Within two after leaf excision, the photosyntheic rate was showed same before leaf excision. Net photosynthetic rate, transpiration and stomal conductance showed a tendancy to decrease with the passage of time after leaf cutting. A positive correlation was found between the photosyntheic rate and stomatal conductance, transpiration rate and stomatal conductance.

광환경조절에 따른 멸종위기식물 섬시호의 생리적 반응

이경철,왕명현,송재모 (사) 한국생물환경조절학회 2013 생물환경조절학회지 Vol.22 No.2

This study was conducted to investigate the physiological responses of Bupleurum latissimum, endangeredplants by light condition. We investigated photosynthetic parameters, chlorophyll contents and chlorophyll fluorescenceunder different shading treatments (Shaded 50%, 70%, 90% and non-treated). Results showed that netapparent quantum yield (AQY) and chlorophyll contents were significantly increased with elevating shading level. However, light compensation point (LCP) and dark respiration (Rd) were shown the opposite trend. Especially, nontreatedexhibited photoinhibition such as reduction of chlorophyll contents and maximum photosynthesis rate (Pnmax)also variation trend of stomatal conductance (gs), and transpiration rate (E) were decreased to prevent water loss. Photosynthetic rate (PNmax) and photochemical efficiency (Fv/Fm) of 90% treatment showed a drastic reduction inJuly. This implies that photosynthetic activity will be sharply decreased with a long period of low light intensity. The50% treatment showed relatively higher photosynthetic activity than other treated. This result suggested that growthand physiology of B. latissimum adapted to 50% of full sunlight. 차광처리에 의한 광환경 변화가 섬시호의 생리적 반응에 미치는 영향을 조사하기 위해, 차광막을 이용하여 무차광처리구(0%), 50%, 70% 및 90% 차광처리구를 설치하고 광합성 관련 인자, 수분이용효율, 엽육세포내 CO2농도, 엽록소 형광반응 등을 조사하였다. 차광수준이 높아짐에 따라 낮은 광도에서 광합성을 수행하기 위해 암호흡의 저하로 인한 광보상점이 감소가나타났으며, 광합성의 효율을 높이기 위해 순양자 수율과 엽록소 함량의 증가가 나타났다. 무차광처리구에서는강한 광에 의한 수분손실을 막기 위해 기공전도도와 기공증산속도가 감소되었고, 엽육내의 CO2를 효율적으로광합성에 활용하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 최대광합성속도가 감소하는 광저해현상이 나타났으며, 여기에너지의 전자전달이 원활하지 못하여 광으로 인한 피해가 예상된다. 90% 차광처리구 역시 점진적으로 광합성속도가 감소하여 7월에 가장 낮은 최대광합성속도를 보였는데, 이는 광선요구도보다 매우 적은 광 환경에서 계속 생장함으로서 광합성 능력이 저하되는 것으로 생각할수 있으며, 50% 차광처리구의 경우 광합성에 효율적인광환경이 제공되어 기공전도도와 기공증산속도가 증가하였고, 광화학반응 효율이 증가하는 등 광합성 활성이 높아진 것을 알 수 있어 생육에 보다 유리한 광 조건임을알 수 있었다.

대형 밀폐 챔버를 이용한 파프리카(Capsicum annumm L.) 개체의 이산화탄소 소비량 측정 및 정량화

신종화(Jong Hwa Shin),안태인(Tae In Ahn),손정익(Jung Eek Son) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.3

파프리카의 상하위엽의 광합성 속도 차이를 측정하고, 광합성 측정용 챔버를 이용한 광합성량 측정치와의 차이를 비교하여 보다 정밀한 파프리카 생육시의 CO₂ 요구도를 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 광합성측정장치(LI-6400)를 이용하여 위치 별 파프리카의 광합성속도를 측정하였다. 또한 파프리카 개체의 CO₂ 소모량의 정량화를 위하여 환경조절이 가능한 밀폐 챔버를 제작하고, 챔버 내부의 CO₂ 농도의 감소량을 측정하여 식물이 이용한 CO₂를 정량화하였다. 파프리카의 상위엽과 하위엽에서 광도증가에 따른 광합성 속도 상위엽에서 증가량이 상대적으로 크게 나타났다. 제작한 챔버 내부의 CO₂ 농도를 1,500μ㏖ · ㏖?¹ 수준으로 설정한 후, 일사량 변화에 따른 챔버 내부의 CO₂ 농도를 이용하여 식물체에 의해 소모된 양을 계산하였다. 엽면적이 7,533.4㎠ 인 파프리카의 경우, 적산광(x)에 따른 CO₂ 소모량은 다음과 같은 광합성량 추정 모델식으로 추정되었다: y = -0.06234 + 3.671<SUP>*</SUP>x/(2.589 + x) (R² = 0.9966<SUP>***</SUP>). 300μ㏖ · m?² · s?¹ 광도범위에서 챔버를 이용한 파프리카의 광합성속도는 3.4 μ㏖ CO₂ · m?² · s?¹ 이었고, 상위엽과 하위엽에서의 광합성 측정기에 의한 데이터와 비교하여 중간 값을 나타내었다. 따라서 실제 대규모 농가에서 단위엽의 광합성 측정에 의하여 CO₂ 시비량을 계산하면 실제 필요량과 공급량 간에 큰 차이가 발생할 수 있다. 따라서 엽 광합성속도 이외에도 본 연구에서와 같이 챔버를 이용하여 파프리카 식물체 개체가 소비하는 CO₂량을 정량화한다면 상업용 온실에 필요한 CO₂ 시비량을 정확하게 추정할 수 있다. This study was carried out to clarify precise CO₂ demands of paprika plants (Capsicum annumm L.) by measuring photosynthesis rates of the leaves in high, low positions, and the CO₂ consumption of a whole plant in a large sealed chamber. A photosynthesis measuring system (LI-6400) was used to measure the photosynthetic rates of the leaves located in different positions. A large sealed chamber that can control inside environmental factors was developed for measuring CO₂ consumption by a whole paprika plant. With increase of radiation, photosynthetic rates of the leaves in higher position became larger than those in lower position. The CO₂ consumption by the plant was estimated by using decrement of CO₂ concentration from initial level of 1500 μ㏖ · ㏖-1 in the chamber with increase of integrated radiation. A regression model for estimating CO₂ consumption by the plant (leaf area = 7,533.4 ㎠) was expressed with integrated radiation (x) and was suggested as y = - 0.06234 + 3.671<SUP>*</SUP> x / (2.589 + x) (R² = 0.9966<SUP>***</SUP>). The photosynthetic rate of the whole plant measured in the chamber was 3.4 μ㏖ CO₂ · m?² · s?¹ under 300 μ㏖ · m?² · s?¹ light intensity, which is in-between photosynthetic rates of the leaves in high and low positions. For this reason, some differences between required and supplied CO₂ amounts in greenhouses might occur when depending too much on photosynthetic rates of leaves. Therefore, we can estimate more accurately CO₂ amount required in commercial greenhouses by using CO₂ consumption model of a whole plant obtained in this study in addition to leaf photosynthetic rate.

일시적 광환경의 변화가 콩잎의 기공전도도와 광합성속도에 미치는 영향

이충렬 密陽産業大學校 農業技術開發硏究所 1999 農業技術開發硏究所報 Vol.3 No.3

광 강도를 0μmol/m²/s에서 1500μ mol/m²/s으로 변화할 때, 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 세포간격내 이산화탄소농도의 변화를 검토하기 위하여 전작 포장에 콩을 지배, 정상적으로 생육한 개체중, 완전전개한 잎을 이용하여 LI-6400 휴대용광합성측정장치로 측정하였다. 광 강도의 변화는 LI 6400-02 LED의 인공광선을 이용하였으며, 광 강도가 0μ mol/m²/s에서 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 세포간격내 이산화탄소농도가 거의 0에 가까웠을 때, 광 강도를 0μ mol/m²/s으로 변화시켜 광합성속도 등을 측정하였다. 광 강도를 0μ mol/m²/s에서 1500μmol/m²/s로 변화할 때, 광합성속도는 광 강도가 0μ mol/m²/s일 때 -3μ molCO₂/m²/s이었는데, 광 강도를 1500μ mol/m²/s로 변화시켰을 때 10초 이내로 광합성은 13μ molCO₂/m²/s로 상승하여 매우 빠른 시간내에 민감한 반응을 나타내었다. 기공전도도는 광이 전혀 없는 0μ mol/m²/s의 조건에서 0.09molH₂O/m²/s를 보였고 강광으로 광 강도를 변화시켜주었을 때, 변화후 200초까지는 0.11molH₂O/m²/s로 일정하게 유지하다가, 200초이후부터 직선적으로 증가하는 경향이었다. 세포간격내 CO₂농도는 광 강도가 0μ mol/m²/s일 때 400ppm이었고 1500μ mol/m²/s으로 변화시켰을 때 급격히 감소하여 광합성과 비슷한 경향이었고 증산작용은 기공전도도와 거의 비슷한 반응을 보였다. 광합성속도와 기공전도도는 곡선관계, 증산작용과 기공전도도간에는 직선관계로 고도의 유의성이 인정되었다. To investigate the influence of temporary changed light on the photosynthesis, transpiration rate, stomatal conductance and intercelluiar CO₂concentration, the soybean was planted 60cm ×20cm in field. The photosynthetic rate was showed -3μ molCO₂m²/s at the 0μmol/m²condition of PAR(Photosynthetically active radistion), but was rapidly increased to changes 1500μ mol/m²of PAR within 10 second. The stomatal conductance and transpiration rate was increased as the PAR was increased to 1500μ mol/m²/s. Intercelluiar CO₂concentration was showed 400ppm at the non-light, but was rapidly decreased to changes 1500μ mol/m²/s of PAR. Also a quadratic relationship was shown net photosynthetic rate and transpiration as well as s linear equration between transpiration rate and stomatal conductance while temporary changes PAR.

일사 저하에 대한 벼의 형태적 특성 및 광합성 반응 변화

Yang, Woon-Ho,Peng, Shaobing,Dionisio-Sese Maribel L. 한국작물학회 2007 한국작물학회지 Vol.52 No.1

일사 저하에 따른 벼의 형태적 변화와 광합성 특성 변화를 평가하기 위하여, 필리핀 소재 국제미작연구소(IRRI)에서 3품종을 이용하여 분얼기, 생식생장기, 등숙기에 약 40% 차광 처리하고 자연광 처리를 두어 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 차광 조건에서 벼는 단위 엽면적 및 엽록소계(SPAD) 측정값 증가, 엽신으로의 건물중 분배비율 증가 등 일조 부족에 대한 적응 형태를 나타내었으나, 분얼이 지연되고 건물 생산량이 감소하는 특징을 보였다. 2. 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 탄소동화속도가 늦었으나 조직 내 이산화탄소의 농도는 높게 유지되어, 차광 내 벼의 광합성이 낮았던 것은 광합성 기질인 이산화탄소의 제한이 아니고 photosystem의 전자전달 활성의 약화에 기인된 것으로 판단되었다. 3. 차광 조건에서 생육한 벼를 자연광에 1일간 노출시켜 순화한 후 측정한 최대 광합성과 photosynthetic photon flux density에 대한 광합성 반응은 자연광에서 생육한 벼의 광합성 반응과 차이를 보이지 않아, 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광에서 생육한 벼 수준의 잠재 광합성 능력을 유지하고 있었으며, 차광에서의 광합성 저하는 단순하게 일사량 저하에 의한 현상이었다. 4. 분얼기간 동안 차광 조건에서 생육하고 유수형성기 이후 자연광에 노출되어 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 유수형성기부터 출수기까지의 SPAD 값의 증가 정도가 적으며, 엽신 질소 함량의 감소 정도가 크고, $2,000\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 이상으로 강한 광 조건에서는 광합성이 감소하는 경향을 보여, 일조 부족에 적응한 벼는 photoinhibition 정도가 큰 것으로 생각된다. 5. 벼 수량은 자연광 처리에 비하여 유수형성기$\sim$출수기 차광에서는 수당영화수와 포트당 영화수의 감소에 의하여, 출수기$\sim$성숙기 차광에서는 등숙비율의 저하에 의하여 감소하였다. Light is an environmental component inevitably regulating photosynthesis and photo-morphogenesis, which are involved in the plant growth and development. Studies were conducted at the International Rice Research Institute, Philippines in 2004 and 2005, with aims to investigate 1) morphological responses of rice plants to low radiation, 2) morphological alteration of shade-grown plants when exposed to high light intensity, and 3) photosynthetic responses of shade-grown rice plants. Reduction in solar radiation by 40% induced increases in the area on a single leaf basis, biomass partitioning to leaves, and chlorophyll meter readings but brought about retardation of tiller development and decrease in above-ground biomass production of rice varieties. When the shade-grown plants from two weeks of transplanting to panicle initiation were exposed to full solar radiation after panicle initiation, they demonstrated less increase in chlorophyll meter readings and more decrease in leaf nitrogen concentrations from panicle initiation to flowering than control plants that were grown under the ambient solar radiation for whole growth period after transplanting. Shade-grown rice plants exhibited lower carbon assimilation rates but higher internal $CO_2$ concentrations on a single leaf basis than control plants, when measurements for shade-grown rice plants were made under the shading treatments. But when the measurements for shade-grown plants were made under the full solar radiation, light-saturated carbon assimilation rates were similar to control plants. Response of photosynthetic rates to varying light intensities was not considerably different between shading treatments and control. Yield reduction was observed in the shading treatments from panicle initiation to flowering and from flowering to physiological maturity, mainly by less spikelets per panicle and poor grain filling, respectively.

일사 저하에 대한 벼의 형태적 특성 및 광합성 반응 변화

양운호,Shaobing Peng,Maribel L,Dionisio-Sese 한국작물학회 2007 Korean journal of crop science Vol.52 No.1

일사 저하에 따른 벼의 형태적 변화와 광합성 특성 변화를 평가하기 위하여, 필리핀 소재 국제미작연구소(IRRI)에서 3품종을 이용하여 분얼기, 생식생장기, 등숙기에 약 40% 차광 처리하고 자연광 처리를 두어 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 차광 조건에서 벼는 단위 엽면적 및 엽록소계(SPAD) 측정값 증가, 엽신으로의 건물중 분배비율 증가 등 일조 부족에 대한 적응 형태를 나타내었으나, 분얼이 지연되고 건물 생산량이 감소하는 특징을 보였다. 2. 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 탄소동화속도가 늦었으나 조직 내 이산화탄소의 농도는 높게 유지되어, 차광 내 벼의 광합성이 낮았던 것은 광합성 기질인 이산화탄소의 제한이 아니고 photosystem의 전자전달 활성의 약화에 기인된 것으로 판단되었다. 3. 차광 조건에서 생육한 벼를 자연광에 1일간 노출시켜 순화한 후 측정한 최대 광합성과 photosynthetic photon flux density에 대한 광합성 반응은 자연광에서 생육한 벼의 광합성 반응과 차이를 보이지 않아, 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광에서 생육한 벼 수준의 잠재 광합성 능력을 유지하고 있었으며, 차광에서의 광합성 저하는 단순하게 일사량 저하에 의한 현상이었다. 4. 분얼기간 동안 차광 조건에서 생육하고 유수형성기 이후 자연광에 노출되어 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 유수형성기부터 출수기까지의 SPAD 값의 증가 정도가 적으며, 엽신 질소 함량의 감소 정도가 크고, 2,000umolm2s1 이상으로 강한 광 조건에서는 광합성이 감소하는 경향을 보여, 일조 부족에 적응한 벼는 photoinhibition 정도가 큰 것으로 생각된다. 5. 벼 수량은 자연광 처리에 비하여 유수형성기~ 출수기 차광에서는 수당영화수와 포트당 영화수의 감소에 의하여, 출수기~ 성숙기 차광에서는 등숙비율의 저하에 의하여 감소하였다. Light is an environmental component inevitably regulating photosynthesis and photo-morphogenesis, which are involved in the plant growth and development. Studies were conducted at the International Rice Research Institute, Philippines in 2004 and 2005, with aims to investigate 1) morphological responses of rice plants to low radiation, 2) morphological alteration of shade-grown plants when exposed to high light intensity, and 3) photosynthetic responses of shade-grown rice plants. Reduction in solar radiation by 40% induced increases in the area on a single leaf basis, biomass partitioning to leaves, and chlorophyll meter readings but brought about retardation of tiller development and decrease in above-ground biomass production of rice varieties. When the shade-grown plants from two weeks of transplanting to panicle initiation were exposed to full solar radiation after panicle initiation, they demonstrated less increase in chlorophyll meter readings and more decrease in leaf nitrogen concentrations from panicle initiation to flowering than control plants that were grown under the ambient solar radiation for whole growth period after transplanting. Shade-grown rice plants exhibited lower carbon assimilation rates but higher internal CO2 concentrations on a single leaf basis than control plants, when measurements for shade-grown rice plants were made under the shading treatments. But when the measurements for shade-grown plants were made under the full solar radiation, light-saturated carbon assimilation rates were similar to control plants. Response of photosynthetic rates to varying light intensities was not considerably different between shading treatments and control. Yield reduction was observed in the shading treatments from panicle initiation to flowering and from flowering to physiological maturity, mainly by less spikelets per panicle and poor grain filling, respectively.

資源稙物의 光合成 및 物質生産에 관한 硏究 : 1. The Characteristics of Water Use Efficiency and Changes in Photosynthetic rate under different light intensity of Codonopsis lanceolata Trauty 第1報 더덕의 光 强度別 光合成速度 變化와 水分利用率의 特性

李忠烈 密陽産業大學校 農業技術硏究所 1999 農業技術開發硏究所報 Vol.3 No.1

더덕의 光 强度별 光合成速度의 變化와 水分利用效率 등을 밝히기 위하여 더덕을 이랑너비 70cm, 두둑 높이 25cm로 만들어 4월 30일에 40cm 간격으로 이식한 후, 開花始 以後에 완전 전개한 잎을 이용하여 Ll-6400 휴대용장합성측정장치로 自然光下에서 光合濫 速度, 蒸散作開, 水分利用效率 등을 측정하였고, Ll 6400-02 LED의 인공광선으로 0, 100, 300, 500, 700, 1000, 1500, 2000 mol/m2/s의 광에서 光合成速度를 測定하였다. 또한, 光合成速度의 測定이 완료 후 잎의 수분포텐셜과 SPAD 등을 調査하였다. 1. 더덕의 光合成速度는 光 强度가 增加함에 따라 光合成速度도 增加하는 傾向이었으며, 光飽和点 은 700-1500 mol/m2/s이었다. 2. 더덕의 水分利開效率은 4.81∼5.96사이로 나타났으며, 遮光 處理한 잎이 정상적으로 生育한 잎보다 다소 높은 傾向이었다. 3. 光合成速度와 蒸散作開과의 關係는 -次 直線回 歸式 Y= 3.14X+4.41(Y:光合成速度, X:蒸散作開)로 나타났으며 相關係數가 0.712**로서 兩者間에 高度의 有愈性이 認定되었다. The Condonopsis lanceolata was planted 70cm x40cm in field to investigate on the changes of photosynthesis followed by the investigation on the light intensity and water use efficiency. The photosynthetic rate was increased as the PAR was increased to 700 μmol/m2/s in leaves of SPAD value 40, and was increased as the PAR was increased to 1500μ mol/m2/s in leaves of SPAD value 50. The light saturation point of the Condonopsis lanceolata was 700-1500μ mol/m2/s. The water use efficiently of the Condonopsis lanceolata was 4.81-5.96, and was showed higher shading treatment leaves than the control. A linear equation were obtained between net photoynthetic and transpiration rate.