시비처리에 따른 컨테이너 재배 왕벚나무의 엽록소 함량 및 형광 반응

윤준혁1, 진언주1*, 성창현1, 배은지

(1국립산림과학원 산림바이오소재 연구소)

Chlorophyll Content and Fluorescence Response of Prunus yedoensis Matsum. Trees Atjccording to Fertilizing Treatments in Container Nursery

Jun-Hyuck Yoon1, Eon-Ju Jin1*, Chang-hyun Sung1, Eun-ji Bae1

(1Forest Biomaterials Research Center, National Institute of Forest Science)

요약: 본 연구는 가로수종인 왕벚나무를 대상으로 컨테이너 재배 시 시비처리에 따른 생리적 반응을 신속하게 평가할 수 있는 형광변수를 선발하고자 수행되었다. 컨테이너 재배 시 생육단계별로 시비 효과를 검증하기 위해 가슴높이지름 3㎝(1단계), 5㎝(2단계), 7㎝(3단계)로 구분하였다. 시비처리는 수용성비료(Multifeed 19:19:19)를 1단계 49, 98, 147g/yr, 2단계 98, 147, 196g/yr, 3단계 147, 196, 245g/yr로 처리하여 5월에서 8월까지 총 9회(2주 간격) 분시하였다. 시험에 사용된 컨테이너는 생육단계별로 40, 70, 90L 용적을 적용하였다. 시비처리 후 엽록소 함량을 조사한 결과 모든 생육 단계에서 무처리보다 시비농도가 높을수록 총 엽록소 함량과 엽록소 a, b 함량이 증가하였으며, 무처리에 비해 시비농도가 높을수록 엽록소 a의 증가 폭이 엽록소 b의 비해 크게 나타났다. 형광이미지를 통해 빛을 이용하는 능력의 차이를 분석한 결과, FV값은 무처리보다 시비처리구에서 유의적(p<0.05)으로 높게 나타났으며, 광계의 활성(FV/FM)과 비광화학적 소멸(NPQ) 또한 1단계 49g/yr, 2단계 98g/yr, 3단계 147g/yr에서 높은 값을 보였다. 무처리 대비 시비처리구에서 증가된 형광 매개변수는 12개로 대부분 증가하는 경향을 보였다. FM/FV의 경우 무처리에 비해 시비농도가 증가할수록 감소한 반면, 3단계 147g/yr에서 가장 높은 값을 보였다. 명적응 기간 동안 연속광에 의한 정류상태 PSII양자 수득율(QY_LSS=ФPSII)과 수목의 활력을 (FP-Ft_LSS)/FP의 식에 의해 정량화 할 수 있는 매개변수인 형광 감쇄율(Rfd) 또한, 1단계 49g/yr, 2단계 98g/yr, 3단계 147g/yr에서 가장 높은 값을 보였다. 본 연구 결과 컨테이너 재배 왕벚나무의 생육단계별 시비처리에 따라 엽록소 형광 매개변수가 감소 및 증가하는 경향을 확인할 수 있었으며, 광화학 매개변수인 FV/FM, NPQ, FM/FV, ФPSII, Rfd 등은 생리적 반응을 평가할 수 있는 지표로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract: This study was conducted to select fluorescence variables that can quickly evaluate the physiological response of fertilizing treatment for Prunus yedoensis Matsum. trees in container nursery. In order to verify the fertilization effect for each growth stage, it was divided into DBH 3cm(1 stage), 5cm(2 stage), and 7cm(3 stage). For fertilizing treatment, water-soluble fertilizer(Mutifeed 19:19:19) was treated with 49, 98, 147g/yr in the 1 stage, 98, 147, 196g/yr in the 2 stage, and 147, 196, 245g/yr in the 3 stage, a total of 9 times(2 weeks apart) were dispensed from May to August. Containers used in the test were applied in volumes of 40, 70, and 90L for each growth stage. As the result of investigating the chlorophyll content after fertilizing treatment, the total chlorophyll content and chlorophyll a, b contents increased as the fertilization concentration in all growth stages. The increase of chlorophyll a was larger than that of chlorophyll b as the fertilization concentration was higher than that of control. As the result of analyzing the difference in ability to use light through fluorescence images, FV value was significantly higher(p<0.05) in the fertilizing treatment group than control, and the activity of photosystem(FV/FM) and non-photochemical quenching(NPQ) also showed high values at 49g/yr treatment in the 1stage, 98g/yr treatment in the 2 stage, and 147g/yr treatment in the 3 stage. 12 fluorescence parameters tended to increase in the fertilized group compared to the control. In case of FM/Fv values, it decreased as the concentration of fertilization increased, while the highest value was shown at 147g/yr treatment in the 3 stage. The fluorescence attenuation rate(Rfd), a parameter that can be quantified by the equation of the constant-state PSII quantum yield rate(QY_LSS=ФPSII) by continuous light during the bright adaptation period and the vitality rate of trees (FP-Ft_LSS)/FP, also showed the highest values at 49g/yr treatment in the 1 stage, 98g/yr treatment in the 2 stage, and 147g/yr treatment in the 3 stage. As a result of this study, it was possible to confirm the tendency of fluorescence parameter decrease and increase by fertilization treatment for each growth stage of P. yedoensis trees in container nursery. The photochemical parameters such as FV/FM, NPQ, FM/FV, ФPSII, and Rfd, can be used as indicators to evaluate physiological responses.

Keyword : Chlorophyll Content, Chlorophyll Fluorescence, Container nursery, Fertilizing Treatments, Prunus yedoensis

광계의 활성 activity of photosystem

비광화학적 소멸 non-photochemical quenching (or extinction)

최소 형광값 minimum fluorescence value

비광학적 소광에 의한 정류상태 형광값 constant-state fluorescence value by non-optical quenching

첨두 형광값 peak fluorescence value

비광화학적 소광 계수 non-photochemical quenching coefficient

정류상태 PSII양자 수득율 constant-state PSII quantum yield rate

수목의 활력율 vitality rate of trees

형광 감쇄율 fluorescence attenuation rate