Although the effect of elevated carbon dioxide (CO2) on Phalaenopsis plant flowering, biomass, and photosynthesis has received intensive study, whether elevated CO2 affects plant requirements and sensitivity to potassium sulfate (SOP) during the reproductive growth stage remains unclear. To evaluate the combined effect of CO2 and SOP provision on crassulacean acid metabolism orchids, we cultivated Phalaenopsis Queen Beer ‘Mantefon’ under ambient and elevated CO2 treatments (≈ 400 or ≈ 720 μmol×mol-1, respectively) and four levels of SOP supply for 20 weeks after treatments (WAT): potassium and sulfate levels by 10.41 and 1.96 mmol·L-1 (SOP1), 5.98 and 0.90 mmol·L-1 (SOP2), 12.80 and 1.96 mmol·L-1 (SOP3), and 14.83 and 3.16 mmol·L-1 (SOP4), respectively. The number of floral buds and flowers decreased in the plants grown under elevated CO2 than in those grown under ambient CO2, regardless of the SOP level; however, the reduced production of floral buds and flowers did not affect the dry mass of shoot, root, and spike at 20 WAT. There were significant interactive effects of CO2 and SOP on root biomass accumulation and net CO2 uptake. The stimulation of biomass partitioning on the root, as a sink source, observed due to the uptake of elevated CO2 was improved under increased SOP supply. Under ambient CO2, the leaf critical SOP level was SOP1 for root and spike biomass accumulation. Plants grown under elevated CO2 were more sensitive to SOP treatments, with higher essential leaf levels of SOP.

군락 광합성 모델의 도출을 위하여 생육 챔버가 필요하며, 이를 위한 광합성의 효율적인 측정 방법이 필요하다. 본 연구의 목적은 내부 환경 제어가 가능한 생육 챔버를 이용하여 광도 및 이산화탄소 농도 변수를 갖는 로메인 상추(Lactuca sativa L.)의 군락 광합성 곡선을 도출하는 방법을 확립하는 것이다. 실험에 사용한 상추는 식물공장 모듈에서 재배되었으며, 군락 광합성을 측정하기 위하여 아크릴로 제작된 생육 챔버(1.0x0.8x0.5m)를 이용하였다. 첫 번째로, 다음의 두 방법을 적용하여 측정된 군락 광합성 속도를 통해 각 방법의 시정수를 계산하여 비교하였다. 즉, 1) CO2 농도를 고정(1,000μmol·mol-1) 하고 광도를 변화(340, 270, 200, and 130μmol·m-2·s-1) 시키거나, 2) 광도를 고정(200μmol·m-2·s-1)하고 CO2 농도를 변화(600, 1,000, 1,400, and 1,800μmol·mol-1) 시켰다. 두 번째로, 1)과 2)의 방식을 적용하여 군락 광합성을 측정했을 때, 특정 광도(200μmol·m-2·s-1)와 특정 CO2 농도(1,000μmol·mol-1)에서 측정된 군락 광합성 속도 값을 비교하였다. 실험 결과 CO2 농도를 변화시키는 방식의 시정수는 광도를 변화시키는 방식에 비해 3.2배 큰 값을 나타내었다. 광도를 변화시키며 측정할 때 군락 광합성 속도는 1분 이내에 안정되었고, CO2 농도를 변화시킬 경우에는 6분 이상의 시간이 소요되었다. 따라서 광도를 변화시키는 측정 방식이 생육 챔버를 이용하여 작물의 군락 광합성 속도를 측정할 때 적합한 방식임을 확인하였다.

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.

The effects of elevated atmospheric CO2 on growth and photosynthesis of soybean (Glycine max Merr.) were investigated to predict its productivity under elevated CO2 levels in the future. Soybean grown for 6 weeks showed significant increase in vegetative growth, based on plant height, leaf characteristics (area, length, and width), and the SPAD-502 chlorophyll meter value (SPAD value) under elevated CO2 conditions (800 μmol/mol) compared to ambient CO2 conditions (400 μmol/mol). Under elevated CO2 conditions, the photosynthetic rate (A) increased although photosystem II (PS II) photochemical activity (Fv/Fm) decreased. The maximum photosynthetic rate (Amax) was higher under elevated CO2 conditions than under ambient CO2 conditions, whereas the maximum electron transport rate (Jmax) was lower under elevated CO2 conditions compared to ambient CO2 conditions. The optimal temperature for photosynthesis shifted significantly by approximately 3°C under the elevated CO2 conditions. With the increase in temperature, the photosynthetic rate increased below the optimal temperature (approximately 30°C) and decreased above the optimal temperature, whereas the dark respiration rate (Rd) increased continuously regardless of the optimal temperature. The difference in photosynthetic rate between ambient and elevated CO2 conditions was greatest near the optimal temperature. These results indicate that future increases in CO2 will increase productivity by increasing the photosynthetic rate, although it may cause damage to the PS II reaction center as suggested by decreases in Fv/Fm, in soybean.

본 연구는 헛개나무의 광합성 효율증진을 위한 기상환경 조건을 규명하여 재배적지의 선정과 재배관리에 대한 기초적 자료를 제공하고자 광도와 온도, 그리고 CO2의 농도에 대한 광합성과 증산량을 조사하였다. 광 보상점은 2.4 μmol m-2 s-1이었고, 포화점은 1033 μmol m-2 s-1이었다. 광도 100 μmol m-2 s-1에서 광합성의 최적온도는 25℃이었다. 이산화탄소 보상점은 67 vpm이었고, 포화점은 707 vpm이었다. 증산량은 광도가 1750 μmol m-2 s-1까지 그리고 온도가 18℃에서 36℃까지 높아질수록 2 mmol m-2 s-1와 4 mmol m-2 s-1정도로 각각 증가하였으나 이산화탄소 농도가 21 vpm에서 800 vpm으로 높아질 때는 감소하는 경향이었다.

본 연구는 야콘의 광합성 효율증진을 위한 기상환경 조건을 규명하여 재배적지의 선정과 재배관리에 대한 기초적 자료를 제공하고자 광도와 온도, 그리고 CO2의 농도에 대한 광합성과 증산량을 조사하였다. 광 보상점은 58 μmol m-2 s-1이었고, 포화점은 1708 μmol m-2 s-1이었다, 증산량은 광도가 증가할수록 높아져 광도 2193 μmol m-2 s-1에서 약 4 mmol m-2 s-1간에 이르렀다. 광합성의 최적온도는 24℃였으며, 온도의 변화에 의하여 증산량이 4 mmol m-2 s-1에서 8 mmol m-2 s-1까지 증가하였을 때 광합성은 오히려 감소하는 경향이었다. 이산화탄소 보상점은 63 mol mol m-2 s-1이었고, 포화점은 1155 vpm이었으며, 이산화탄소 농도가 350vpm에서 1300vpm까지 증가함에 따라 광포화점은 높아졌다.

본(本) 연구(硏究)는 고추냉이의 광합성(光合成) 효율증진(效率增進)을 위한 기상환경(氣象環境)에 조건(條件)을 알아내어 재탑적지(栽培適地)의 선정(選定)과 재배관리(栽培管理)에 대한 기초적(基礎的)인 자료(資料)를 제공(提供)하고자 온도(提供)와 광도(光度), 그리고 CO2의 농도(農度)에 대한 광합성(光合成), 청호흡(晴呼吸) 그리고 광호흡(光呼吸)의 반응(反應)을 조사(調査)하였다. 1. 고추냉이의 광합성(光合成)에 최적온도(最適溫度)는 17~20℃이었고 최적온도(最適溫度) 이상(以上)에서 광합성(光合成)이 크게 감소(減少)하였으며, 암호흡(暗呼吸)은 15℃에서 30℃까지 온도(溫度)가 높아질수록 증가(贈加)하였다. 2. 광보상점(光補償點)은 고추냉이가 6.0 μE m-2s-1으로 옥수수의 36.7μE m-2s-1보다 낮았으며 광포화점(光飽和點)은 고추냉이와 옥수수 모두 600μE m-2s-1로 비슷하였다. 3. CO2 보상점(補償點)은 고추냉이가 67. 3 ppm으로 옥수수 11.6 ppm보다 높았으며 암호흡(暗呼吸)은 CO2의 농도(濃度)가 낮을수록 높았다. 4. 고추냉이의 광호흡(光呼吸)은 광도(光度) l000μE m-2s-1에서 3.3 mg CO2 dm-2 hr-1이었으며 광도(光度)가 낮아짐에 따라 감소(減少)하였다. 5. 기공(氣孔)의 분포(分布)는 잎의 표면(表面)에 약 76개/mm-2, 뒷면에 623개/mm-2이었으며 기공(氣孔)의 크기는 표면(表面)의 것이 12μm이고 뒷면의 것이 17μ로 나타났다.