The toxic effects of aluminium (Al) on growth, chlorophyll content, δ-aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) activity and anatomy of root and shoot were investigated in 7-day-old azuki bean (Vigna angularis) seedlings. Significant depressions in root elongation was observed in the low concentrations of Al (50, 100 ㎛) and increasing Al concentrations caused a sharp decline of root and shoot growth. The degree of inhibition was dependent upon Al supply. Exposure to 50 ㎛ Al or more inhibited root elongation within 1 day. In the 50 ㎛ Al treatments, a recovery of root growth was seen after 7 days exposure. In contrast, lateral root initials was little affected by Al exposure. Al toxicity symptoms and growth responses were more well developed in the roots than in the shoots. Analysis of Al localization in root cells by hematoxylin staining showed that Al entered root apices and accumulated in the epidermal and cortical cells immeadiately below the epidermis. There was a good positive correlation between the level of chlorophyll and ALAD activity. Increasing Al concentrations caused a decrease in total chlorophyll contents, accompanied by proportional changes in ALAD activity, suggesting a coordinated reduction of a photosynthetic machinery. Al exerted specific influence on the morphology of root and shoot. At higher concentrations of Al the roots induced drastic anatomical changes. The epidermal cells were disorganized or destructed while the cortical cells exhibited distortion of cell shape and/or disintegration. The diameter of root and transectional area of cortical cells decreased considerably with Al treatment. In the shoot Al also enhanced reduction of diameter of shoot and cell size. Gross anatomy of leaves treated with Al did not differ significantly from the controls, except for fewer and smaller chloroplast. Our results indicate that toxic effect of Al appear to be manifested primarily in roots and secondarily on shoots, and changes in root morphology are related to changes in the root growth patterns. Results are further discussed in relation to the findings in other plant species, and it is concluded that Al causes morphological, structural and, presumably, functional damage to the roots of the species investigated.

담수로 인하여 환원이 된 논토양에 출수전 45일경에 전분을 시용하여 토양환원을 촉진시킴과 동시에 유해물질의 발생을 조장시킨 경우 인산과 석회 그리고 가리와 석회를 시용하여 출수기의 근활력과 수확기의 작물학적 실용형질 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 1971년부터 1973년까지 3개년간 실험한 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 전분을 시용하여 환원을 촉진시킨 토양에서 출수기의 근활력이 감퇴되었다. 2. 출수기의 근활력은 인산이나 가리시용에 의해서 큰 영향을 받지 않았고 석회시용의 영향은 토양의 조건, 인산 및 가리시용량의 차이에 따라서 복잡한 양상을 보였다. 3. 전분시용에에 의하여 환원이 촉진된 토양에서 일수평균영화수 및 등숙비율이 감소되어 정조 및 현미수량이 낮은 경향이었다. 4. 인산비료시용의 단독효과는 모든 조사특성에서 인정되지 않았지만 환원이 촉진된 토양에서는 인산시료의 시용이 수량구성요소와 수량을 증가시키는 경향이었다. 5. 가리비료시용은 단독효과도 모둔 조사특성에서 미미하였지만 환원이 촉진된 토양에서는 가리비료의 시용이 등숙비율, 정현비율 및 현미수량을 증가시키는 경향이었다. 6. 인산과 합께 시용했을 때 석회의 단독효과는 50kg/10a 수준에서 일수평균영화수를 증가시켰고 등숙비율 및 현미수량을 증가시키는 경향을 나타냈다. 7. 가리와 함께 시용했을 때 석회의 단독효과는 50kg/10a 수준에서 정조 및 현미수량을 증가시켰는데 이는 등숙비율의 향상에 기인된 결과였다. 8. 토양조건에 따른 석회시용효과의 차이는 확실치 않았으나 인산 및 가리를 시용한 경우 석회시용의 효과가 더 큰 경향이었다. 9. 출수기의 단위생근중당 근의 산화력과 등숙비율, 근의 산화력과 현미수량간에 정의 상관관계가 인정되었다. 10. 결론적으로 담수고온에 의해서 환원이 촉진됨과 동시에 유해물질생성으로 인하여 수도 후기생육의 불량이 예상되는 논에서는 인산 및 가리비료와 석회를 충분히 시용하므로서 수도 후기생육의 개선을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

본 연구는 1968~'69에 수도육종에서의 모본선정을 위한 참고자료를 얻고저 육성모지가 다른 우리나라 품종과 일본품종을 각각 8품종씩 공시하여 근의 형태 및 생리적기능을 조사하고 그의 품종간차와 근활력 및 지상부주요형질들 상호간의 상관을 검토하는 한편 1972년에는 근의 형태 및 기능을 계통선발과정에 이용코자 초형이 다른 26품종(계통)을 가지고 근활력과 지상부 특정형질상호간의 관련성을 검토한 것이다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 간기단면의 직경과 간기피층내 기공의 직경간에 그리고 근의 직경과 간기단면의 직경 및 근피층내 조세포수간에는 높은 정의 유의상관이 인정되었다. 2. 근의 직경과 근의 후생목부대도관수 및 장력간에 고도의 정의 유의상관이 인정되었다. 이와같은 형태적인 관련은 지상부로부터 근부로 연결되는 통기계 및 수분공급등에 대한 조직구조에 있어서 우리나라 품종이 일본품종에 비해 우수한 경향이었다. 3. 근의 생리적활력과 간기피층내 공기의 직경, 근의 피층내유세포수 및 근의 후생목부대도관수간에 각각 유의상관을 보였다. 이것은 조직 및 형태와 근의 생리적기능간에 밀접한 관계가 있음을 명백히 인정할 수 있었으며, 우리나라 품종이 간기가 굵고 피층내 기공 직경이 크면서 근의 피층내 유세포수와 대도관수가 많고 생리적 활력도 높았다. 이것은 근부를 일으키기 쉬운 지역에 대하여 적응하고 있는 특성으로 추정된다. 4. 생육시기별 근의 생리적활력의 품종간차이는 우리나라품종들이 상ㆍ하위근 모두 출수전에는 높은 활력을 보이나 출수후에는 급격히 저하하였는데 반해, 일본품종들은 출수후 근활력의 저하가 완만하였으며 근활력의 생육기간중의 변이폭은 우리나라 품종들이 큰 경향이었다. 5. 출수전의 근의 활력이 높은 품종은 금엽의 경사각동가 작고(직위), 엽신의 엽록색 농도가 높으며 그 분해속도가 느리고, 출수전후의 근활력이 높은 품종은 엽신내 단백태질소의 함량이 많으며, 동시에 광합성능력도 높았는데 이의 품종간차이는 현저하였다. 6. 출수직전 근활력과 엽신중 Fe2 O3 및 MnO 함량과의 관계는 뚜렷한 경향을 인정할 수 없었으며, 다만 양 성분간에 길항적인 경향이 인정되었다. 7. 출수전의 근의 활력과 수량과의 관계는 뚜렷한 경향을 찾아보기 어려웠으나 출수후기가 될 수록 양자간의 밀접한 관계를 인정할 수 있었다. 특히 근의 활력지수[1/(근 활력의 변이폭/활력의 평균치)x100]가 높을수록 수량이 높았다. 즉 근의 활력이 높고 변이가 적은 것이 수량성이 높았다. 8. 성묘의 근활력은 묘소질로서 중요시되는 발근율과 밀접한 관계가 있었다. 9. 출수기 및 난숙기에 있어서의 근활ㄹ겨은 지상부 생엽신의 다소와 높은 정의 유의상관이 인정되었으며 근활력이 높을수록 생엽수가 많았고 근활력이 낮은 품종일수록 하엽의 고사정도가 커서 생엽수가 적었다. 10. 하위엽신의 절제처리는 근활력을 현저히 저하시켜서 위의 사실을 재확인할 수 있었다. 따라서 계통선발과정에 있어서 생육후기에 생엽수(달관에 의한 방법)을 조사하므로서 근활력을 진단하는 간접적인 방법이 될 수 있다고 보았다.