Direct Seeding Technology for Irrigated Rice in Asia

Je-Kyu Kim,Shaobing Peng,Sung-Tae Park 한국국제농업개발학회 1999 韓國國際農業開發學會誌 Vol.11 No.3

일사 저하에 대한 벼의 형태적 특성 및 광합성 반응 변화

양운호,Shaobing Peng,Maribel L,Dionisio-Sese 한국작물학회 2007 Korean journal of crop science Vol.52 No.1

일사 저하에 따른 벼의 형태적 변화와 광합성 특성 변화를 평가하기 위하여, 필리핀 소재 국제미작연구소(IRRI)에서 3품종을 이용하여 분얼기, 생식생장기, 등숙기에 약 40% 차광 처리하고 자연광 처리를 두어 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 차광 조건에서 벼는 단위 엽면적 및 엽록소계(SPAD) 측정값 증가, 엽신으로의 건물중 분배비율 증가 등 일조 부족에 대한 적응 형태를 나타내었으나, 분얼이 지연되고 건물 생산량이 감소하는 특징을 보였다. 2. 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 탄소동화속도가 늦었으나 조직 내 이산화탄소의 농도는 높게 유지되어, 차광 내 벼의 광합성이 낮았던 것은 광합성 기질인 이산화탄소의 제한이 아니고 photosystem의 전자전달 활성의 약화에 기인된 것으로 판단되었다. 3. 차광 조건에서 생육한 벼를 자연광에 1일간 노출시켜 순화한 후 측정한 최대 광합성과 photosynthetic photon flux density에 대한 광합성 반응은 자연광에서 생육한 벼의 광합성 반응과 차이를 보이지 않아, 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광에서 생육한 벼 수준의 잠재 광합성 능력을 유지하고 있었으며, 차광에서의 광합성 저하는 단순하게 일사량 저하에 의한 현상이었다. 4. 분얼기간 동안 차광 조건에서 생육하고 유수형성기 이후 자연광에 노출되어 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 유수형성기부터 출수기까지의 SPAD 값의 증가 정도가 적으며, 엽신 질소 함량의 감소 정도가 크고, 2,000umolm2s1 이상으로 강한 광 조건에서는 광합성이 감소하는 경향을 보여, 일조 부족에 적응한 벼는 photoinhibition 정도가 큰 것으로 생각된다. 5. 벼 수량은 자연광 처리에 비하여 유수형성기~ 출수기 차광에서는 수당영화수와 포트당 영화수의 감소에 의하여, 출수기~ 성숙기 차광에서는 등숙비율의 저하에 의하여 감소하였다. Light is an environmental component inevitably regulating photosynthesis and photo-morphogenesis, which are involved in the plant growth and development. Studies were conducted at the International Rice Research Institute, Philippines in 2004 and 2005, with aims to investigate 1) morphological responses of rice plants to low radiation, 2) morphological alteration of shade-grown plants when exposed to high light intensity, and 3) photosynthetic responses of shade-grown rice plants. Reduction in solar radiation by 40% induced increases in the area on a single leaf basis, biomass partitioning to leaves, and chlorophyll meter readings but brought about retardation of tiller development and decrease in above-ground biomass production of rice varieties. When the shade-grown plants from two weeks of transplanting to panicle initiation were exposed to full solar radiation after panicle initiation, they demonstrated less increase in chlorophyll meter readings and more decrease in leaf nitrogen concentrations from panicle initiation to flowering than control plants that were grown under the ambient solar radiation for whole growth period after transplanting. Shade-grown rice plants exhibited lower carbon assimilation rates but higher internal CO2 concentrations on a single leaf basis than control plants, when measurements for shade-grown rice plants were made under the shading treatments. But when the measurements for shade-grown plants were made under the full solar radiation, light-saturated carbon assimilation rates were similar to control plants. Response of photosynthetic rates to varying light intensities was not considerably different between shading treatments and control. Yield reduction was observed in the shading treatments from panicle initiation to flowering and from flowering to physiological maturity, mainly by less spikelets per panicle and poor grain filling, respectively.

Grain Yield and Yield Attributes of New Plant Type and Hybrid Rice

Yang, Woonho,Peng, Shaobing,Laza, Rebecca C.,Visperas, Romeo M.,Dionisio-Sese, Maribel L. Crop Science Society of America 2007 Crop science Vol.47 No.4

일사 저하에 대한 벼의 형태적 특성 및 광합성 반응 변화

Yang, Woon-Ho,Peng, Shaobing,Dionisio-Sese Maribel L. 한국작물학회 2007 한국작물학회지 Vol.52 No.1

일사 저하에 따른 벼의 형태적 변화와 광합성 특성 변화를 평가하기 위하여, 필리핀 소재 국제미작연구소(IRRI)에서 3품종을 이용하여 분얼기, 생식생장기, 등숙기에 약 40% 차광 처리하고 자연광 처리를 두어 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 차광 조건에서 벼는 단위 엽면적 및 엽록소계(SPAD) 측정값 증가, 엽신으로의 건물중 분배비율 증가 등 일조 부족에 대한 적응 형태를 나타내었으나, 분얼이 지연되고 건물 생산량이 감소하는 특징을 보였다. 2. 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 탄소동화속도가 늦었으나 조직 내 이산화탄소의 농도는 높게 유지되어, 차광 내 벼의 광합성이 낮았던 것은 광합성 기질인 이산화탄소의 제한이 아니고 photosystem의 전자전달 활성의 약화에 기인된 것으로 판단되었다. 3. 차광 조건에서 생육한 벼를 자연광에 1일간 노출시켜 순화한 후 측정한 최대 광합성과 photosynthetic photon flux density에 대한 광합성 반응은 자연광에서 생육한 벼의 광합성 반응과 차이를 보이지 않아, 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광에서 생육한 벼 수준의 잠재 광합성 능력을 유지하고 있었으며, 차광에서의 광합성 저하는 단순하게 일사량 저하에 의한 현상이었다. 4. 분얼기간 동안 차광 조건에서 생육하고 유수형성기 이후 자연광에 노출되어 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 유수형성기부터 출수기까지의 SPAD 값의 증가 정도가 적으며, 엽신 질소 함량의 감소 정도가 크고, $2,000\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 이상으로 강한 광 조건에서는 광합성이 감소하는 경향을 보여, 일조 부족에 적응한 벼는 photoinhibition 정도가 큰 것으로 생각된다. 5. 벼 수량은 자연광 처리에 비하여 유수형성기$\sim$출수기 차광에서는 수당영화수와 포트당 영화수의 감소에 의하여, 출수기$\sim$성숙기 차광에서는 등숙비율의 저하에 의하여 감소하였다. Light is an environmental component inevitably regulating photosynthesis and photo-morphogenesis, which are involved in the plant growth and development. Studies were conducted at the International Rice Research Institute, Philippines in 2004 and 2005, with aims to investigate 1) morphological responses of rice plants to low radiation, 2) morphological alteration of shade-grown plants when exposed to high light intensity, and 3) photosynthetic responses of shade-grown rice plants. Reduction in solar radiation by 40% induced increases in the area on a single leaf basis, biomass partitioning to leaves, and chlorophyll meter readings but brought about retardation of tiller development and decrease in above-ground biomass production of rice varieties. When the shade-grown plants from two weeks of transplanting to panicle initiation were exposed to full solar radiation after panicle initiation, they demonstrated less increase in chlorophyll meter readings and more decrease in leaf nitrogen concentrations from panicle initiation to flowering than control plants that were grown under the ambient solar radiation for whole growth period after transplanting. Shade-grown rice plants exhibited lower carbon assimilation rates but higher internal $CO_2$ concentrations on a single leaf basis than control plants, when measurements for shade-grown rice plants were made under the shading treatments. But when the measurements for shade-grown plants were made under the full solar radiation, light-saturated carbon assimilation rates were similar to control plants. Response of photosynthetic rates to varying light intensities was not considerably different between shading treatments and control. Yield reduction was observed in the shading treatments from panicle initiation to flowering and from flowering to physiological maturity, mainly by less spikelets per panicle and poor grain filling, respectively.

아시아의 벼 수리안전답 직파재배 기술

박성태,김제규,펭샤오빙 한국국제농업개발학회 1999 韓國國際農業開發學會誌 Vol.11 No.3

아시아에서는 노동력 부족, 노임 상승 및 직파 재배 기술의 발전으로 최근에 벼 재배양식이 이앙 재배에서 지속적으로 직파재배로 바뀌어가고 있다. 벼 직파재배 형태는 각 나라의 재배양식과 토양 및 기후특성에 따라 다양한 직파재배 기술이 적용되고 있는데, 최근에 아시아 지역에서 실시되고 있는 벼 직파재배 기술 관련 정보를 요약하면 다음과 같다. 1. 국제미작연구소(International Rice Research institute, IRRI)에서 보관 중인 유전 자원 중 IRGC의 8%, INGER의 2% 정도가 입모상태로 평가할 때 직파재배에 적응하는 품종으로 평가되었다. 2. 벼 직파재배에 적응하는 초형은 ① 영양생장 초기에는 잎의 생장이 빠르고 분얼수가 적으며, ② 영양생장 후기에는 엽면적 증가가 적고 잎의 질소 농도가 높게 유지되며, ③ sink(광합성 수용기관)의 크기가 증가되어야 한다. 3. 질소 이용율과 수량을 최대화 할 수 있는 SPAD(엽색도 측정기)의 한계치는 인디카 벼의 경우 직파재배에서 32∼33이었으며, 이는 이앙재배보다 2∼3 정도 낮았다. 4. 한국에서는 입모향상과 도복경감을 위한 벼 직파재배 기술로 건답휴립직파와 요철골직파 기술을 개발하였다. 5. 벼 담수직파재배에서 뿌리도복의 주된 원인은 뿌리의 토양 표층 분포이며, 내도복성이 큰 이상적인 초형은 뿌리가 심근성이고 굵고 많으며, 하위절간이 굵어서 지상부의 무게중심을 낮출 수 있는 초형이다. 6. 벼 건답직파재배에서 가장 효과적인 제초제 처리방법은 벼 출아 직전 또는 직후에 1차 처리하고, 이어서 상시 담수 1주일 후에 2차 처리하는 체계처리이다. The adoption of direct seeding methods for rice crop establishment in the place of transplanting has continuously increased in Asia because of increased labor cost and improvement of direct seeding technology. International Rice Research Institute(IRRI) screened 256 accessions from the International Rice Germplasm Center(IRGC) and 404 accessions from the International Network for Genetic Evaluation for Rice(INGER). About 8% of IRGC and 2% of INGER germplasms were identified to be suitable for direct-wet seeding based on seedling establishment. The chlorophyll meter-based nitrogen(N) management seggested that SPAD threshold for maximization of N use efficiency and yield was 32 to 33 for direct seeded rice using semidwarf indica cultivars, which was 2 to 3 units lower than for transplanted rice. The main lodging-inducing factors of broadcast-seeded rice were the shallow root distribution and shallow depth of buried culm base. High root lodging tolerant varieties were characterized by thicker root diameter($gt;1㎜), higher amount of root weight and vertical rooting distribution into the soil layer. In Korea, new direct seeding technologies have been developed to improve seedling stand and lodging resistance such as high-ridged dry drill seeding technology and corrugated furrow seeding technology. For dry seeded rice, the most effective herbicide application is the one just before or after rice emergence followed by the one applied within one week after permanent flooding.

Over-expression of JrsHSP17.3 gene from Juglans regia confer the tolerance to abnormal temperature and NaCl stresses

Meizhi Zhai,Yudong Sun,Caixia Jia,Shaobing Peng,Zexing Liu,Guiyan Yang 한국식물학회 2016 Journal of Plant Biology Vol.59 No.5

Small heat shock proteins (sHSPs) are an HSP subgroup and involved in environmental stress response. In the current study, to understand the role of sHSP protein in a widely distribution nut woody tree, a sHSP gene was cloned from Juglans regia (JrsHSP17.3, GeneBank No.: KT277704). Compared with control condition, the expression of JrsHSP17.3 was induced to 58.1-fold (6 h) in the roots, 86.8-fold in the stems (9 h), 50.9-fold in the leaves (6 h) under 10°C; and was up-regulated to 2.9- ∼ 79.9-fold response to 40°C for 3∼9 h; meanwhile, it was transcribed to 5.9 - ∼39.7-fold under 9 h NaCl treatment, suggesting the potential role of JrsHSP17.3 to cold, heat and NaCl stimulus. Further, JrsHSP17.3 transgenic yeasts showed improved tolerance to freezing, heat and salt stresses compared with control yeast. JrsHSP17.3 was transient over-expressed in J. regia leaves. The leaves non-transgenic (NT) and vector prokII transgenic (empty, PT) were used as control. The expression of JrsHSP17.3 was 81.6-, 125.4-, and 54.2-fold of the control lines under normal conditions, indicating the success over-expression of JrsHSP17.3. Cell damage staining and physiological index determination showed that JrsHSP17.3 transformed lines, NT and PT displayed no obvious difference under control conditions, however, after treated with 16°C, 40°C and NaCl, JrsHSP17.3 transformed lines displayed weaker cell damage, lower level of electrolyte leakages (EL) rate, malondialdehyde (MDA) and H2O2 content, and higher activities of catalase (CAT), glutathione transferase (GST), superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) as well as more accumulation of proline than NT and PT. Meanwhile, NT and PT were similar and showed no significant difference under all conditions. All of these results indicated that JrsHSP17.3 can improve plant tolerance to abnormal temperatures and NaCl stresses, it represents a potential candidate gene for molecular breeding to enhance stress tolerance in plants.

호기성벼의 생리·생태적 특성

Park Hong-Kyu,Choi Weon-Young,Kim Sang-Su,kim Chung-Kon,Peng Shaobing,Nie Lixiao 한국작물학회 2005 한국작물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2005 No.-

무논조건에서 벼 최아 , 침종종자의 파종깊이에 따른 입모 및 모 초기생육

김상열,박성태,황정동,문헌팔,펭 사오빙 한국국제농업개발학회 2001 韓國國際農業開發學會誌 Vol.13 No.3

벼 무논 또는 담수직파시 사용종자 및 적정 파종깊이 범위 구명의 기초자료를 얻고자 최아종자(1∼2㎜)와 침종종자를 0∼3.5㎝(0.5㎝ 간격) 깊이로 파종하여 출아일수, 입모율, 중배축장, 파종후 20일 초장, 엽수 등 생육상황을 조사분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 출아일수는 2∼10일로 최아종자가 침종종자보다 평균 1.4일이 빨랐고, 최아 및 침종종자 다같이 파종깊이가 깊어질수록 출아가 늦었다. 2. 입모율은 최아종자 30∼75%, 침종종자 61∼72%로서 파종깊이 0㎝, 0.5㎝에서는 사용종자간에 별차이가 없었으나 파종깊이 1.0㎝ 이상에서 입모율은 최아종자는 파종깊이가 깊어질수록 크게 떨어 졌으나 침종종자는 파종깊이 간에 별차이가 없었다. 3. 중배축장은 최아종자 및 침종종자 다같이 파종깊이 0.5㎝까지는 2.5㎜ 미만이었으나 점차 파종깊이가 깊어질수록 길어졌고, 사용종자 및 파종깊이 간에 통계적으로 유의차도 인정되었다. 4. 파종후 20일 모 생육은 최아종자가 침종종자보다 초장이 길고 엽수도 많았으며 건물중도 무거웠다. 파종깊이 별로는 최아종자와 침종종자 다같이 파종깊이 0.5㎝에서 초장과 건물중이 가장 길고, 무거웠으며, 파종깊이가 점차 깊어질수록 초장이 짧아지고 건물중도 떨어졌다. 영수는 파종깊이가 깊어질수록 적어졌으나 큰 차이는 없었다. To obtain a basic information on kind of seeds and an optimum seeding depth needed for wet and water seeding methods, the effect of pregerminated and soaked seeds of rice an the days to emergence, percentage of seedling emergence, mesocotyl length in association with different seeding depths were investigated in pot experiment at the International Rice Research Institute, Philippines. Days to emergence was ranged from 2 to 10 days in the two seed treatments but it was shorter in the pregerminated seed than the soaked one. Days to emergence was delayed as the seeding depths deepened. Percentage of seedling emergence in pregerminated seed were 30∼75% and it was 61∼72% in the soaked one. The percentage of seedling emergence of the two seed treatments was similar up to 0.5㎝ depth but over 1㎝ depth, significant reduction of seedling emergence was observed only in the pregerminated seed but not in the soaked one. Mesocotyl length was recorded less than 2.5 ㎜ up to 0.5㎝ seeding depth in both the pregerminated and soaked seeds but it was longer as seeding depth increases. In addition, statistical significance between seed treatments and seeding depths was noted. The seedling performance at 20 days after seeding such as seedling height, leaf number and dry weight was generally higher in the pregerminated seed treatment as compared with that in the soaked seed one. Base on the seeding depth, seedling performance was higher in 0.5cm seeding depth than other seeding depths. The result indicates that a pregerminated seed is recommended like the water seeded rice when seeding depth is 0-0.5㎝ but a soaked one above 1㎝ depth in wet seeded rice.

호기성벼의 연속재배시 수량감소 요인

Park Hong-Jyu,Choi Weon-Young,Choi Min-Gyu,kim Chung-Kon,Jung Kwang-Young,Peng Shaobing 한국작물학회 2005 한국작물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2005 No.-

중국 운남성과 수원에서 벼 다수확 품종의 잠재 수량성

Kwak Kang-Su,Yang Won-Ha,Han Hee-Seok,Kim Je-Kyu,Yuan Ping-Rong,Condang Yang,Peng Shaobing 한국작물학회 2004 한국작물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2004 No.-