| 저자(한글) |
WU, Kai-xian,AN, Tong-cuan,FAN, Zhi-wei,ZHOU, Feng,XUE, Guo-feng,WU, Bo-zhi |
| 초록 |
최근 연구에 의하면, 양분의 이질성은 식물 다양성과 군락 생산력 사이의 정적 상관관계를 촉진한다. 그러나 관련 촉진 메커니즘은 잘 알려지지 않았다. 농경지 생태계의 작물 다양성 개체군(옥수수-감자 간작 체계)을 사례로, 화분 조건에서 지효성 비료를 이용하여 양분 이질성을 구축한 후, 표적 식물법을 통하여 뿌리 사이 상호작용을 설계하였으며, 뿌리의 먹이획득(foraging) 행동, 식물체 개체의 생장과 총 생산력이 토양 질소의 공간 분포와 뿌리 사이 상호작용에 대한 반응 특성을 연구하였다. 연구 결과, 뿌리 사이 상호작용은 작물의 먹이획득 정확도(F=3.017, P=0.094)를 향상시킬 수 있었다. 이질성 조건에서 감자의 지상부에 대한 지하부 비율(root/shoot ratio)은 증가하였으나(P=0.001), 옥수수의 지상부에 대한 지하부 비율은 균질성 혹은 이질성 조건에서 모두 뚜렷하게 감소하였다(F=4.781, P=0.039). 뿌리 사이에 상호작용이 존재할 때, 질소 이질성은 두 작물의 바이오매스 생산을 뚜렷하게 향상시키고(P=0.021), 총 생산력 LER(Land equivalent ratio)을 뚜렷하게 증가시켰으며(F=4.171, P=0.064), 상대관계 지수 RII(Relative interaction index)값을 뚜렷하게 감소시키고(F=5.636, P=0.026), 옥수수의 지상부에 대한 지하부 비율을 뚜렷하게 감소시켰다(F=4.273, P=0.049). 뿌리 사이에 상호작용이 존재할 때, 감자의 지상부에 대한 지하부 비율을 증가시켰으나, 경쟁이 없을 경우 감소시켰다. 상기 결과는 비자원성 뿌리 사이 상호작용으로 이질성 질소에 대한 옥수수와 감자의 먹이획득 능력을 유도할 수 있다는 것을 설명한다. 이는 이질성 양분 환경이 식물 다양성과 개체군 생산력의 정적 관계를 촉진할 수 있는 중요한 원인일 수 있다. 결과적으로 먹이획득 능력이 주요하게 비자원성 뿌리 사이 상호작용 메커니즘에 의해 유도된다는 것을 설명한다. 그러므로 본 연구는 이질성 양분과 경쟁자에 대한 식물의 협력반응 이론을 검증하였다. 관련 비자원성 뿌리 사이 상호작용 메커니즘, 즉 종 사이 식별작용 등에 대한 심층 연구를 진행할 필요가 있다. |
