Effect of Submergence and Air Exposure of the Shoot on Growth, Nutrient Uptake and Photosynthesis in Monochoria vaginalis Presl.

물달개비 경엽(莖葉)의 침수여부(沈水與否)에 따른 생장(生長), 양분흡수(養分吸收) 및 광합성(光合成) 비교(比較)

Growth, nutrient uptake and photosynthesis as affected by submersion of shoot in pickerel weed (Monochoria vaginalis Presl.) were determined. The shoots of pickerel weeds in hydroponic culture were subjected to the submerged or emerged condition at 3- or 5-leaf stage for 8 or 10 days. Under submerged condition, growth in plant height was enhanced, but leaf number, leaf area, fresh and dry weight were reduced compared to those under the emerged condition. Similar responses in growth to submergence were obtained with the pickerel weeds rooted in the soil. Under submergence, chlorophyll content increased during the first 2 days, but thereafter remarkably decreased at 3-leaf stage and after the first 4 days at 5-leaf stage. Compared to the emerged condition, uptakes of $NH_4\;^+$-N, $NO_3\;^-$-N, $P_2O_5$ and $K^+$ were reduced, but uptakes of $Ca^{++}$ and $Mg^{++}$ increased under the submerged condition. Photosynthetic rate of shoot under water, measured by $CO_2$electrode, showed the maximum by 210 ${\mu}$moles $HCO_3\;^-$/g F.W. at the 8th day after submergence(DAS) at 3-leaf stage and 320 ${\mu}$moles $HCO_3\;^-$/g F. W. at 6 DAS at 5-leaf stage. These results indicate that pickerel weeds grow much better when the shoot is air-exposed and are less tolerable to submergence at 3 leaf-stage than at 5-leaf stage.

물달개비는 논에서 자라는 수륙양서형(水陸兩棲型) 잡초로 수중(水中) 및 토중(士中)에서 발아하여 초기에는 생장속도가 늦지만 경엽이 대기중으로 노출되면 생장속도가 빨라져 경엽부의 침수여부에 따라 생장의 차이를 보이는 잡초이다. 본 실험은 경엽부(莖葉部)가 침수(沈水)되었을 경우와 대기중에 노출되었을 경우 생장량(生長量)과 무기양분(無機養分)의 흡수량을 비고하고 기중광합성(氣中光合成)과 수중광합성(水中光合成)을 비교하여 물달개비의 생태적 특성을 구명하고자 하였다. 물달개비를 3엽기 또는 5엽기까지 수경재배(水耕栽培)로 균일하게 키운 다음 수경액으로 경엽부가 침수되도록 한 침수처리와 근부(根部)만 수경액을 공급한 처리를 하여 조사 및 측정을 하였다. 생장량은 초장(草長), 염수(葉數), 염변적(葉面積) 및 생체중(生體重)과 건물중(乾物重)을 처리 후 8일에 조사하였고, 엽록소함량과 무기양분은 2일마다 8일간 조사하였다. 광합성(光合成)은 2일 간격으로 10일 동안 측정하였는데, 기중광합성은 휴대용광합성측정기(LI-6000)로, 수중광합성(水中光合成)은 $CO_2$ 전극(電極)으로 측정하였다. 1. 침수조건하에서 물달개비의 초장(草長)은 신장(伸長)되었으나, 엽수, 엽면적 및 생체중과 건물중은 감소(減少)하였다. 초장은 3엽기에 처리한 것보다 5엽기에 처리한 것이 신장속도가 빨랐다. 2. 엽록소함량은 침수처리(沈水處理) 초기에는 증가하였으나, 3엽기의 경우 처리 2일 이후에, 5엽기의 경우 4일 이후에 급격히 감소하였다. 3. 경엽부의 침수에 따른 무기양분(無機養分)의 흡수량은 $NH^+\;_4$, $NO^-\;_3$, 및 $P_2O_5$은 3엽기 및 5엽기 침수시 모두 현저하게 감소하였으며, $K^+$, $Ca^{++}$ 및 $Mg^{++}$은 3엽기에는 큰 차이를 보이지 않았으나 5엽기의 경우 $Ca^{++}$과 $Mg^{++}$은 침수처리시 흡수량이 약간 증가하였다. 4. 기중광합성(氣中光合成)은 생장이 진전됨에 따라 증가하였으나, 수중광합성(水中光合成)은 3엽기 및 5엽기 모두 침수처리 초기에는 증가하였으나 8일 이후에는 뚜렷이 감소하였다.