엽온을 통한 헛개나무의 수분 스트레스 수준에 대한 정량화

신한두*1, 박상희1, 백지원1, 윤아름1, 김근효1, 홍정현1, 송우경1, 김현석1,2,3

(1서울대학교 농림생물자원학부, 2서울대학교 농업생명과학연구원, 3서울대학교 협동과정 농림기상학)

Quantification of water stress level based on leaf temperature of Hovenia dulcis

Han Doo Shin*1, , Sanghee Park1, Jiwon Baek1, Areum Yoon1, Kunhyo Kim1, Jeonghyun Hong1, Hyun Seok Kim1,2,3

(1Department of Agriculture, Forestry and Bioresources, Seoul National University,

2Research Institute for Agriculture and Life Sciences, Seoul National University,

3Interdisciplinary Program in Agricultural and Forest Meteorology, Seoul National University)

요약: 기후변화로 인한 온대지역 내 수분스트레스는 식물 생장에 있어 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 엽온의 증산작용으로 인해 발생하는 ‘냉각효과’는 식물의 수분스트레스의 조기예찰을 가능하게 하는 효율적인 비파괴적 방법이다. 따라서 본 연구는 온대지역의 경제수종인 헛개나무 묘목의 엽온을 분석하여 관수량에 따른 수분스트레스 수준의 차이를 판단하고자 한다. 서울대학교 태화산 학술림 내 강우가림막을 설치하고, 관수처리를 통하여 습(w), 일반(m), 약가뭄(md), 강가뭄(sd)의 4가지 처리구를 설치하였다. 광합성량(Amax), 기공전도도(gS), 증산량(E), 체내 CO2 농도(Ci)와 수고 및 근원직경, 잎의 수분 포텐셜(Ψ), 엽록소 함량이 측정되었으며 엽온은 직하각으로 오전 10시에서 오후 5시까지 매 시간별로 촬영되었다. sd의 경우, 토양수분함량은 30%에서 10%수준으로 떨어졌으며, Amax와 gS, E, Ψ 모두 w에 비해 50%이하 수준으로 유의하게 감소하였다(p < 0.05). w와 sd의 일간 엽온은 오후 2시에 가장 높고 유의한 차이를 나타냈다(p < 0.05). 또한, 시험기간 내 w의 엽온이 sd에 비해 유의하게 낮은 온도를 기록하였다(p < 0.05). 엽온은 기공특성(Amax, gS, E, Ψ)과 유의한 음의 상관관계를 나타냈다. 엽온과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려진 대기 습도, 풍속을 고려한 추가연구가 수행될 예정이다.

Abstract: Water stress in temperate regions due to climate change is expected to significantly impact plant growth. “Cooling effect”, transpiration-related reductions in leaf temperature(LT) is an efficient, non-destructive method for early detection of water stress in plants. This study aims to analyze LT in Hovenia dulcis seedlings, an economic species in temperate regions, to assess water stress levels under varying irrigation treatments. Rainshelter wes installed at the Taehwa Research Forest, four irrigation treatments installed: well-watered(w), moderate(m), mild drought(md), and severe drought(sd). Photosynthetic rate(Amax), stomatal conductance(gS), transpiration rate(E), internal CO2 concentration(Ci), height, root collar diameter, leaf water potential(Ψ), and chlorophyll content measured. LT captured hourly from 10 AM to 5 PM in a vertical angle. For sd, soil moisture decreased from 30% to 10%, with Amax, gS, E, Ψ reduced by more than 50% compared to w(p < 0.05). The daily LT of w and sd showed significant differences and highest at 2 PM (p < 0.05), and w indicated significantly lower than sd during the study period(p < 0.05). LT indicated negative correlation with stomatal traits(Amax, gS, E, Ψ). Further studies will involve atmospheric humidity and wind velocity.

Keywords: Canopy temperature, Remote sensing, Thermal infrared image, Drought stress, Seedling management

사사: 본 연구는 산림청의 ‘산림의 가치증진을 위한 임업기술 첨단화 및 스마트조림 현당 맞춤형 전문인력 양성’[RS-2024-00404133]의 지원에 의해 이루어진 것임.