본 연구에서는 폐쇄형 식물 생산시스템 내에서 생체정보에 의한 최적 환경제어와 식물의 환경스트레스 판단을 위하여 엽록소형광 분석법으로 광합성효율 모델을 만들었으며, 광합성효율 모델에 유전알고리즘을 적용하여 재배환경 최적화 프로그램의 응용성을 평가하였다. 6가지 미기상 요인 중 5가지는 고정하고 1가지씩만 변화시켜 가며 측정한 Fv'/Fm'이 최대가 되는 환경조건은 기온 21℃, CO2농도 1,200~1,400ppm, 상대습도 68%, 기류속도 1.4m·s-1, 배양액온도 20℃이었으며 PPF가 140μmol·m-2·s-1 보다 증가할수록 광합성 효율은 감소하였다. 광합성효율모델의 오차는 평균 2.5%였다. 재배환경 최적화 프로그램으로부터 계산된 밀폐형식물 생산시스템내에서 상추의 최적재배환경조건은 기온 22℃, 배양액온도 19℃, CO2농도 1,400ppm, 기류속도 1.0m·s-1, PPF 430μmol·m-2·s-1, 상대습도 65%이다. 이상의 연구 결과로부터 광합성 효율 모델을 이용하여 식물 생산시설의 환경모니터링 시스템과 식물 생체정보에 의한 최적제어시스템의 개발이 가능함을 확인하였다.

본 연구는 해양 식물플랑크톤에 대한 지속성 유기오염물질의 영향을 이해하기 위한 목적으로, 우리나라 연안역에서 연간 우점적으로 나타나는 식물플랑크톤 주요 5종 즉, 규조류 Skeletonema costatun, 침편모조류 Heterosigma akashiwo, 와편모조류 Prorocentrum dentatum, P. minimum, Akashiwo sanguinea를 이용하여 benzo〔a〕pyrene(PAHs)에 72시간동안 노출시킨 다음 각 종의 성장

풋고추의 육묘관리시에 최적 시비농도를 구명하기 위하여 무기이온을 농도별로 처리한 다음 식물체의 생육과 광합성에 미치는 효과를 조사하였다. 초장은 무기이온의 농도가 증가할수록 길었으며, 표준농도인 1.0배를 시비한 것보다 2.0배의 고농도로 시비하였을 때에 ‘녹광’은 72%, ‘꽈리’는 18% 신장생장이 촉진되었다. 건물중은 ‘꽈리’의 경우에 무기이온의 농도가 높을수록 증가하였으나, ‘녹광’의 경우에는 고농도인 2.0배 처리시에는 오히려 감소하였다. 엽록소의 함량은 무기이온의 농도가 2.0배까지 높을수록 증가하였다 광합성속도, 기공전도도 및 증산속도는 두 품종 모두 1.5배의 농도로 관주하였을 때에 가장 높았는데, 이때의 광합성속도를 비교하면 ‘녹광’은 8.74μmol.m-2 s-1, ‘꽈리’는 5.10μmol.m-2 s-1로서 생육이 왕성하였던 ‘녹광’의 광합성속도가 더 높았다.

본 연구의 목적은 차광스크린 및 인공광을 이용하여 온실에 적절한 일일적산 광합성유효광량자속을 공급하는 기술을 개발하는 것이다. 차광율이 55%와 85%인 두 가지 종류의 차광스크린을 이용하여 목표광량을 얻는데 필요한 차광시간대를 분석한 결과, 조절하고자 하는 목표광량의 크기에 따라 적절한 차광율을 가진 차광재를 선택할 필요가 있는 것으로 판단되었다. 기상조건에 따라 광량변화가 많은 7월과 8월에 대하여 55%의 차광재를 이용하여 광조절 실험을 실시한 결과 무차광시의 실측값과 계산값의 차이가 최대 5 mol. m-2 .d-1 정도로 나타났다. 이러한 차이는 기상조건에 따라 일일적산 광량이 큰 차이가 있음을 감안하면 대체로 만족할 만한 결과로 판단된다. 광분포 시뮬레이션을 이용하여 적절한 광배치를 찾을 수 있었기 때문에 실제 인공광을 배치하는데 소요되는 시간을 많이 단축할 수 있었지만, 정확하게 목표한 광강도를 고르게 분포하도록 할 수 있는 광배치를 찾기가 쉽지 않았으며, 이에 대한 보다 더 많은 분석이 요구되었다. 목표한 일일적산 광합성유효광량자속을 얻는데 필요한 보광강도별 보광시간을 기상조건 및 월별로 계산하여 분석한 결과 보광강도는 필요보광량의 크기에 따라 적절한 값을 선택하여야 할 것으로 판단되었다. 55%차광재 및 300μmol. m-2 . s-1의 보광강도를 이용하여 5월말에서 6월초까지 광량 제어실험을 실시한 결과 최대 3mol. m-2 .d-l 정도의 오차를 보여주었다. 이러한 차이는 동일한 달에 같은 기상조건에서도 일일적산 광량의 차이가 있고 하루 중 기상상태도 많은 변화가 있기 때문인 것으로 판단된다. 그러나 기상조건에 따른 일별 최대차이가 30 mol. m-2 .d-l 정도임을 감안하면 조절효과는 만족할 만한 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 비록 상추재배를 위한 광량조절기술이지만 다른 작물에 대해서도 본 연구에서 제시한 자료 및 조절방법을 동일하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

풋고추 플러그 육묘시에 칼리의 최적 시비농도를 구명하기 위하여 32구 플러그 트레이에 TK2를 채운 다음 종자를 파종하여 칼리를 농도별로 처리하여 식물체의 생육과 광합성에 미치는 효과를 조사하였다. 초장, 줄기 직경, 엽면적 및 총 건물중은 K의 농도가증가할수록 생육이 촉진되었으며, ‘녹광’ 보다는 ‘꽈리’의 생육이 더 좋았다 품종과 K의 농도에 따라서 엽록소의 함량은 차이가 있었는데, ‘녹광’은 K의 농도가 2.0배까지 높을수록 증가하였으나 ‘꽈리’는 1.0배 이상의 농도에서는 차이가 거의 없었다 순광합성율은 ‘녹광’의 경우에는 1.5배의 농도에서 ‘꽈리’의 경우에는 2.0배의 고농도에서 가장 높았으며, 기공전도도와 수분증발율도 순광합성율과 비슷한 경향이었다.

참외재배시 저광도 조건시 상품수량의 급격한 저하를 막기 위하여 본 연구가 수행되었다. 과실 비대기에 해당되는 착과후 10일부터 400 μmol.m-2.S-1정도의 저광도 조건이 지속되면 광합성 속도도 떨어지고, 엽록소 함량도 낮았으며 특히 요소 무엽면시비구의 광합성속도는 크게 저하되었다 당도에 있어서는 자연광에 비해 저광도 처리구가 전반적으로 낮았는데, 착과수가 많고 무엽면시비구일수록 낮았다. 발효과 발생률은 요소 엽면시비 유무에 관계없이 자연광에서는 4% 미만으로 발생되었는데, 저광도 조건에서는 10% 이상 발생되었다. 특히 저광도 조건에서 적과수를 적게 한 처리구일수록 발효과 발생률이 높았는데, 적과를 하지 않은 처리구는 각각 39와 48%로 매우 높은 발생율을 보였다. 수확시기 지연은 요소 엽면시비 유무와 관계없이 자연광에 비해 저광도 조건에서 늦어지는 경향을 보였는데, 적과수가 적을수록 지연정도는 심했다 주당 상품수량에 있어서는 저광도 조건하에서 자연광에 비해 16∼34% 수준 정도로 매우 낮은 수량을 보였는데, 요소 0.5% 액을 엽면시비하고 2개를 적과한 처리구가 34%수준으로 자연광에 비해 다른 처리보다 높은 상품수량을 보였다. 따라서 참외재배시 과실 착과후 10일경부터 강우 등에 의해 장기간 저광도 조건이 지속될 것으로 전망되면 상품수량의 급격한 저하를 막기 위하여 주당 6개의 착과 과실중에서 2개를 적과하고, 요소 0.5%액을 2회 정도 엽면시비 해주는 것이 바람직 할 것으로 사료된다.

남극에 생육하는 5종의 홍조류(Curdiea racouitzae, Gigartina skottsbergii, Mazzaella obovata, Myriogramme manginii, Palmaria decipiens)를 대상으로 인공 중파 자외선과 태양광선에 대한 종별 생리적 반응을 광합성이라는 파라미터를 사용하여 조사 연구하였다. 실험실연구 결과, 종간에 중파 자외선에 대한 내성 차이가 확인되었으며 이러한 차이는 각 종들이 채집되기 전에 서식하고 있었

저선량 γ선 조사가 참박의 초기생육과 생리활성에 미치는 효과를 알아보기 위하여 참박 종자에 γ선을 0-2O Gy 수준으로 조사하여 생육을 관찰하였다. 저선량 γ선에 의한 참박의 초기생육은 대조구에 비해 4-16Gy에서 다소 증가하였고, 생육 조사시 측정한 자엽의 경우 catalase와 Peroxidase 활성이 대조구에 비해 8 Gy 조사구에서 가장 높았으며 본엽은 peroxidase활성이 4 Gy 조사구에서 확연히 증가

본 실험은 가지과 작물의 염 스트레스에 대한 생장 특성 및 생리적 반응을 구명하기 위하여 수행되었다. 생육단계에 따라 NaCl을 농도별로 처리한 결과는 다음과 같았다. 초장, 생체중 등 생육은 유묘기 및 영양 생장기 모두 NaCl 농도가 높을수록 모든 작물에서 억제되었다 특히 토마토 및 가지에서는 NaCl 40mM 이상에서, 그리고 고추에서는 20mM 이상에서 작물의 생육이 크게 억제되었다. 수량은 토마토 및 가지에 서는 NaCl 20 mM 이상에서, 그리고 고추에서는 10 mM 이상에서 감소하였다. 이러한 수량감소는 낮은 농도에서는 착과수의 감소에, 그리고 농도가 높을수록 착과수의 감소와 더불어 평균과중의 감소의 영향이 컸다. 광합성 속도는 NaCl 농도가 높을수록 감소하는 경향이었으며. 고추가 가장 낮았고, 토마토, 가지 순으로 낮았다. 잎의 수분포텐셜과 기공 전도도도 광합성과 같은 경향을 나타냈다. 경엽의 무기 양분 함량에서는 질소, 인산, 칼슘, 마그네슘 및 칼륨 함량은 NaCl 농도가 증가할수록 감소하였으나 Na 및 Cl 함량은 증가하였다.

온실의 경우 구조재가 광투과율에 많은 영향을 주기 때문에 기상조건에 따라 달라지는 산란광과 직달광의 비율에 따라 투과율이 달라질 수 있다 따라서 기상조건에 따른 온실내부의 광투과율을 구명할 필요가있다. 전천일사량은 기상청에서 제공하는 기상자료에서 쉽게 얻을 수가 있는 반면에 광합성유효광량자속의 자료는 직접 측정하지 않고는 구하기가 어렵다. 그러나 전천일사량과 광합성유효광량자속의 상관관계가 얻어지면 전천일사량으로부터 광합성유효광량자속을 쉽게 구할 수가 있을 것이다. 따라서 우리나라 온실에 대하여 기상조건에 따라 광합성유효광양자속을 산정할 수 있는 상관식의 개발이 필요하다. 본 연구는 실험을 통하여 온실의 수관부에서의 기상조건에 따른 광합성유효광량자속의 투과율을 산정하고 전천일사와 광합성 유효광량자속과의 상관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 산란광이 많은 흐린 날과 직달광이 많은 맑은날의 투과율 변화는 상당한 차이가 있음을 확인할 수 있었으며, 온실의 투과율은 기상조건에 따라 다르게 적용되어야 할 것으로 판단되었다. 온실의 전천일사량 투과율을 광합성유효광량자속의 투과량을 산정하는데 그대로 이용할 수 있을 것으로 분석되었다. 비록 맑은 날에 비하여 흐린 날의 상관도는 낮지만 상관식의 기울기는 큰 것으로 나타나 운량의 증가와 더불어 전천일사량 중에서 광합성유효광량자속의 비율이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 시간당 광합성유효광량자속과 전천일사량의 상관식을 유도하였으며, 이러한 상관식을 이용한다면 시간당 전천일사량을 이용하여 시간당 광합성유효광량자속을 추정하는데 적절히 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

플러그묘를 대량으로 생산할 수 있는 폐쇄형 묘생산 시스템을 개발하고자 본 연구가 수행되었다 또한 묘소질이 우수한 청장계 오이 플러그묘를 생산하는 데 필요한 적정 광환경 조건을 확립하고자 오이묘의 생장에 미치는 4수준의 광주기(18/6 h, 12/12 h, 9/15 h, 6/18h)와 4수준의 광합성유효광량자속(200, 300, 400, 500μmo1. m-2 .s-1)의 영향을 구명하였다. 인공광하에서 오이 플러그묘의 생장에 미치는 광주기의 영향은 광합성유효광량자속에 비해서 더 크게 나타났다. 폐쇄형 묘생산 시스템에서 생산된 오이묘의 줄기 직경, 지상부와 지하부 건물중, 엽수, 엽폭, 엽장 및 엽록소함량은 대조구에 비해서 유의성이 높게 나타났다. 한편 배축은 대조구에 비해서 유의성이 인정될 만큼 짧게 나타났다. 6/18h의 광주기와 200μmol. m-2 .s-1의 광합성유효광량자속에서 생산된 오이묘의 생장 특성은 자연광하에서 육묘된 경우와 유사하게 나타났다. 단일 식물인 오이의 특성을 고려할 때 상기 결과는 짧은 명기와 낮은 광량에서 묘소질이 균일한 청장계 오이 플러그묘의 생산이 가능함을 의미하는 것이다. 인공광하에서 식물묘를 생산할 경우 소비전력의 60~70%가 조명기구에 소요됨을 고려할 때 이러한 결과는 인공광형 묘생산 시스템을 이용한 오이 플러그묘의 생산에서 소비전력의 절감 방안에 해당하는 것이다.

Ubiquinone-10생성 광합성 세균을 선정하기 위하여 경상북도 대구 근교의 강, 논, 호수 등의 수계혐기층에서 토양시료를 채취하거나 유기 폐수 중에서 시료를 채취하였으며. 총 50점의 시료에서 130주의 광합성 세균을 분리하였으며 이 중에서 ubiquinone-10의 생성이 가장 많은 균주번호 N-2를 최종 선정하였다. 선정된 균주의 미생물학적 특성을 규명한 결과 Rhodobacter와 거의 일치하였으며 이 균주는 이와 동일한 균주이거나 유사한 근연의 균으로 판단하여 본 분리균주 N-2를 Rhodobacter sp. N-2로 명명하였다. 본 균주는 anaerobic light로 배양할 때가 aerobic dark일 때보다 훨신 생육이 양호하였다. 분리균 N-2의 growth factor는 biotin, thiamin, niacin중 하나이며, 3가지를 동시에 첨가하였을 때 완전한 생육을 나타낸다. 유황화합물 H_2S를 첨가하였을 때 매우 적은 농도에서 본 균주의 성장이 저해되었다.

울릉도와 독도 근해 해수의 이화학적 특성과 광합성 색소의 변화를 5월, 6월, 8월과 11월에 울릉도 5개 정점, 6월, 8월과 11월에 독도의 3개 정점에서 계절별로 조사하였다. 수온은 수심에 따른 변화가 적었으며, 8월에는 수온 약층의 형성이 두드러졌고, 특징적으로 울릉도에서 11월의 표층수온(20.5℃)이 기상의 기온(9.9℃)보다 높게 나타났다. 이러한 계절적 변화는 염분에서도 나타났으며, 5월에는 저온 고염

시설 오이재배에서 조절가능한 환경요인들, 즉 광도, CO2 농도, 온도 그리고 엽중 질소 농도의 변화에 따른 양액재배 오이 엽의 총광합성 속도를 측정하였다. 광보상점은 10~20μmol.m-2 .s-1 정도로 낮았고 광포화점은 1000μmol.m-2 .s-1 이상이었으며, 오이의 총광합성 속도는 온도가 상승할수록 증가속도는 감소하지만 지속적인 증가를 보였으나 24~32℃ 사이에서 광합성 속도는 큰 차이를 보이지 않아 이 범위가 오이 생육에 대한 적정온도인 것으로 나타났다. CO2 보상점은 20-40μmol.mol-1 사이에 위치하였고 CO2포화점은 1200μmol.mol-1이상으로 나타났으며 엽중은 질소함량의 증가에 따른 잎의 총광합성 속도의 변화는 sigmoid형의 증가추세를 보였다. 요인들간의 상호작용 효과에서는 모든 경우 상승적으로 나타나, 한 요인의 수준이 증가함에 따라 타 요인의 수준의 증가에 따른 총광합성 속도도 상승적을 증가하였다. 각환경요인의 변화와 요인들간의 상호작용에 따른 총광합성 속도의 변화에 대한 수리적 모형을 개발하였다. 이들 모형은 시설 내 환경변이에 따른 오이의 생육 내지는 수량에서의 차이를 밝히는데 이용될 수 있으며 오이의 식물생장 모형이나 더 나아가 경영합리화를 위한 오이 생산 전문가 시스템의 개발에 필요한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

엽록제 small HSP의 기능을 조사하기 위하여 항상적으로 발현하는 형질전환 식물체를 작성하였다. 고온 스트레스 하에서의 형질전환 식물체의 고온내성을 chlorophyll 형광으로 측정하였다. Leaf disc를 고온조건에서 5분간 처리한 후, 광화학계 II의 불활성화를 나타내는 Fo 값의 증가 또는 Fv 값의 감소치를 조사하였다. 형질전환 식물체는 고온 스트레스 하에서의 이들 값의 증감율이 현격히 감소하였다. 또한 유식물체를 에서 45분간 처리한 후, 에서 계속적으로 배양하였을 때, 비형질전환 식물체는 전부 고사하였으나, 형질전환 식물체의 약 80%는 생존하였다. 이러한 결과는 엽록체 small HSP가 고온 스트레스 하에서 광합성기구를 보호하는데 있어서 중요한 기능을 담당하고 있음을 나타낸다.

살리실릭산(SA)이 닭의장풀의 잎의 생장, 엽록소 함량, 광합성능, 기공전도도에 미치는 영향을 조사하였다. Hoagland 용액에 SA를 처리한 후 3주 동안 배양한 닭의장풀은 잎의 길이, 너비, 면적이 크게 감소하였다. 1 mM SA를 1, 2주 처리 시에 엽면적 생장이 약 10%억제되었으며, 3주 째에는 22%억제하였다. SA는 또한 2주 째는 47%그리고 3주 째는 53%엽록소 함량을 감소시켰다. SA를 처리한 샘플의 엽록소 a/b는 3주 째에 약

본 연구는 ASKAM모델로 CO2, 광 및 엽면적지수가 단고추의 동적 광합성율에 추정가능성을 평가하기 위하여 수행되었다 CO2 농도는 2구획으로 구분된 반밀폐된 생장상에서 3수준 (400, 700 or 1000μmo1 mol-1)으로 조절하였다. 온도와 습도는 21℃ 및 80-95%로 조절하였고, 양액이 순환되는 용기내에서 재배하였다. 일태양복사, 온도 및 CO2농도의 단기 자료를 기초로 하여 일중 단기간격에 대한 작물 순CO2흡수량를 ASKAM모델로 추정하였고, 광합성 측정 중 각 구획과 기부에서의 CO2농도를 매분마다 측정하였다. 순수 CO2의 구획으로의 흐름, 지상방사, 구획내의 광합성유효방사, 은도 및 상대습도를 측정하였다. 본 작물생장모델은 작물의 광합성율을 적절하게 추정할 수 있는 것으로 평가되므로 생장해석, 작물관리 및 온실관리에 광범위하게 적용될 수 있을 것으로 판단되었다.

본 실험은 상추 수경재배시 지하부 환경요인이 상추의 생육에 미치는 영향을 바탕으로 식물공장에서 활용가능성이 큰 상추의 최적 근권환경을 알아보고자 수행하였다 근권부 환경조건으로는 배양액의 pH와 U를 각각 여러 가지 수준으로 실험하였다. pH 3.0을 제외한 pH 4.0~8.0에서 가시적인 생리장해 없이 양호한 생육을 나타냈으나 광합성, 증산량 및 무기이곤 흡수를 고려한 상추의 최적 배양액 pH는 pH 5.5~6.0였다. 배양액의 전기전도도는 0.8~3.6 mS.cm-1 /로 처리하였을 때, 고농도에서는 Ca결핍으로 인한 잎끝마름증이 나타나 품질이 저하되었고 생육과 광합성이 높은 EC 1.2~l.6mS.cm-1 /가 최적인 것으로 나타났다. 이런 결과는 상추 식물공장에서 상추의 주년생산, 공장적 대량생산 및 청정생산 등의 효율적인 재배를 하는데 기여 할 수 있을 것으로 보인다.

팔당호와 북한강, 남한강 및 경안천의 3개 지류에서 식물플랑크톤에 의한 일차생산력과 광합성 parameter의 계절적 변화를 조사하기 위하여 92년 4월, 8월과 10 월 그리고 93년 5월에 걸쳐 4회의 조사를 행하였다. 정점과 계절에 따른 secchi-depth는 0.8 (92년 10월, 경안천 정점 3)에서 2.0 m (92년 4월, 팔당댐 정점 4)까지, chl. a값은 1.7 (93년 5월, 남한강 정점 2)에서 32.8 mg m-3 (92년 8월, 팔당댐 정점 4)까지 변화하였다. 단위체 적당 일차생산력은 92년 8월(605~672 mgC m-3 hr-1)에 가장 높았으며, 정점 사이에서는 경안천 정점 3 (75~ 111 mgC m-3 hr-1)에서 가장 높은 값을 보였고, 이외의 정점에서는 16~68 mgC m-3 hr-1의 값을 보였다. 단위면 적당 일일 일차생산력은 역시 92년 8월에 가장 높았으며(8,195~9,341 mgC m-2 day-1), 92년 4월과 10월 그리 고 93년 5월에는 유사한 값을 보였다. 단위면적당 일일 일차생산력은 광도, 유광층의 깊이와 온도에 의해 영향 을 받는 것으로 밝혀졌다. Pmax와 α값은 8월에 가장 높았고, 정점간의 비교에서는 북한강 정점 1에서 가장 높았으며, 팔당댐 정점 4에서 가장 낮았다. 8월(하계)의 식물플랑크톤 군집은 4, 5월(춘계)과 10월(추계)에 비해 강한 빛에 적응되었다. Pmax와 α값은 밀접한 상관관계를 보였으나, Pmax와 Ik 그리고 Ik와 α 사이에는 상관관계를 발견하지 못하였다.

반결구 상추 ‘Omega’와 잎상추 ‘Grand Rapids’의 m 재배에서 배양액내 Ca : K 비율이 광합성, 증산, 생육 및 tipburn 발생에 미치는 영향을 밝히고자 실험을 수행하였다. 반결구 상추와 잎상추 두 종 모두 광합성은 Ca : K 비율 3:6과 4.5:4.5에서 높았으며, 기공 저항은 잎상추가 반결구 상추보다 낮았다. 증산율은 3:6의 Ca : K 비율에서 두 종 모두 가장 높았으며, 잎상추의 증산율이 반결구 상추보다 높아 종간 차이를 보였다. 엽위에 따른 증산율은 완전 전개잎에 비해 미숙잎에서 낮았는데, 이것은 미숙잎에서 tipburn 발생이 많은 것과 깊은 관계가 있는 것으로 보였다. Ca 결핍구인 Ca : K 비율 0:9처리는 두 종 모두 극단적인 생육 저하와 함께 tipburn이 100% 발생하였으며, 반결구 상추는 Ca : K 1.5:7.5 처리에서도 tipburn이 25% 발생하였으나, 잎상추에서는 나타나지 않았다 작물 생육은 Ca 결핍구를 제외한 두 종 모두 Ca : K 3:6 처리에서 가장 높았다. 배양액의 Ca과 K의 불균형은 기공저항과 확산저항을 높여 광합성과 증산의 감소를 유도함으로써 Ca 이동에 영향을 미친 것으로 보였다.