온도와 CO2 농도가 여수 돌산갓(Brassica juncea (L.) Czern.) 종자 발아 및 생장에 미치는 영향 = Effects of Temperature and CO2 Concentration on Seed Germination and Vegetative Growth of Yeosu Dolsan Leaf Mustard (Brassica juncea (L.) Czern.)

국문 초록 (Abstract)

여수 돌산갓은 전라남도 여수 지역을 대표하는 특산 작물로서 독특한 향과 아삭한 식감으로 인해 지역 내외에서 높은 소비 가치를 지니고 있다. 그러나 최근 기후변화로 인해 온도 변동성 증가 및 대기 중 CO2 농도 상승이 진행됨에 따라 돌산갓의 재배 환경이 불안정해지고 있으며, 이에 따른 생산성 저하와 품질 변화, 시장 가격 상승 등의 문제점이 발생하고 있다. 특히 온도와 CO2 농도는 식물의 생리와 생장에 밀접한 영향을 미치는 주요 환경 요인으로서, 이들의 상호작용에 따른 돌산갓의 반응을 이해하는 것은 안정적인 생산체계 구축에 매우 중요하다. 본 연구는 기후변화 시나리오(SSP5-8.5)에 따라 달라질 수 있는 다양한 환경 조건에서 돌산갓의 생리적 적응성을 평가함으로써 향후 재배 환경 최적화 및 품종 육성에 필요한 기초자료를 제공하고자 한다. 이에 따라 본 연구에서는 온도와 이산화탄소(CO2) 농도가 여수 돌산갓(Brassica juncea (L.) Czern.)의 종자 발아 및 생장에 미치는 영향을 구명하고자 발아적온인 20°C에서 두 가지 CO2 농도(450 ppm, 900 ppm) 조건을 부여하여 종자 발아율, 발아세, 평균발아일수, 발아속도, 평균발아속도를 분석하였다. 또한 온도와 CO2 농도의 영향이 돌산갓의 생장에 어떻게 작용하는지를 체계적으로 분석하고자 세 가지 온도 조건(20°C, 24.4°C, 28.8°C)과 두 가지 CO2 농도(450 ppm, 900 ppm)를 조합처리하여 총 6가지 환경조건 하에서 여수 돌산갓 초기 유묘의 생장과 생리적 특성(초장, 엽수, SPAD, NDVI, PRI 등)을 측정하였다. 그 결과, 고농도 CO₂ (900 ppm)는 대부분의 품종에서 발아율에는 큰 영향을 미치지 않았으나 평균발아일수 증가와 발아속도 감소를 유도하여 발아 진행이 전반적으로 지연되는 경향을 보였다. 반면 짱돌이·알싸미 등 일부 품종은 CO₂ 증가에도 발아 속도 저하 폭이 상대적으로 작아 품종 간 CO₂ 반응성의 차이가 확인되었다. 한편 초기생장 단계에서는 20℃ 조건일 때 고농도 CO₂ (900 ppm)가 초장과 엽폭을 감소시켰으며, SPAD 값과 NDVI, PRI에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 24.4℃ 조건에서는 CO₂의 농도 차에 따른 유의한 차이는 보이지 않았으며, 일관된 반응이 아닌 품종별 상이한 반응을 보였다. 28.8°C 조건 또한 CO₂의 농도 차에 따른 유의한 차이는 보이지 않았으며, 일관된 반응이 아닌 품종별 상이한 반응을 보였다. 잎을 주로 이용하는 갓의 T/R율은 24.4°C의 두 CO₂ 조건에서 대부분의 품종이 가장 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 여수 돌산갓의 안정적인 재배를 위한 환경 관리 전략 수립뿐만 아니라 기후변화에 대응한 품질 향상 및 생산성 증대를 위한 실질적 방안 마련에 기여할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to investigate the effects of temperature and carbon dioxide (CO₂) concentration on seed germination and vegetative growth of Yeosu Dolsan Leaf Mustard (Brassica juncea (L.) Czern.). Yeosu Dolsan leaf mustard, a specialty crop representing the Yeosu region of South Jeolla Province, enjoys high consumer value both locally and internationally due to its unique aroma and crunchy texture. However, recent climate change-induced increases in temperature variability and atmospheric CO₂ concentrations have led to unstable leaf mustard cultivation environments, resulting in decreased productivity, quality fluctuations, and increased market prices. Temperature and CO₂ concentration are key environmental factors that closely influence plant physiology and growth, and understanding leaf mustard responses to these interactions is crucial for establishing a stable production system. This study aimed to assess the physiological adaptability of leaf mustard under various environmental conditions that may occur under future climate change scenarios (SSP5-8.5), thereby providing fundamental data for cultivation optimization and cultivar development. To investigate seed germination characteristics according to changes in CO₂ concentration, seed germination rate, germination force, average number of germination days, germination speed, and average germination speed were analyzed under two CO₂ concentration conditions (450 ppm and 900 ppm) at 20℃, which is the optimal germination temperature. In addition, to systematically analyze how temperature and CO₂ concentration affect the growth of Dolsan mustard, three temperature conditions (20℃, 24.4℃, 28.8℃) and two CO₂ concentrations (450 ppm, 900 ppm) were combined, and the growth characteristics of Yeosu Dolsan leaf mustard seedlings—such as plant height, number of leaves, SPAD, NDVI, and PRI—were measured under six environmental conditions. The results showed that a high CO₂ concentration (900 ppm) did not significantly affect the germination rate in most cultivars, but it increased the average number of days to germination and decreased germination speed, indicating an overall tendency to delay germination. However, some cultivars such as Jjangdori and Alssami showed relatively small decreases in germination speed even under elevated CO₂ conditions, confirming differences in CO₂ responsiveness among cultivars. In the vegetative growth stage, a high CO₂ concentration (900 ppm) decreased plant height and leaf width under 20℃ conditions, while no significant differences were observed in SPAD values, NDVI, and PRI. Under 24.4℃ conditions, no significant differences were observed according to CO₂ concentration, and responses varied depending on the cultivar. At 28.8℃, no significant differences were observed across CO₂ concentrations, and the responses also varied among cultivars. The T/R ratio of leaf mustard cultivars mainly used for leaf consumption was highest in most cultivars under both CO₂ conditions at 24.4℃. These findings are expected to contribute not only to the establishment of environmental management strategies for the stable cultivation of Yeosu Dolsan leaf mustard but also to the development of practical measures to improve quality and increase productivity in response to climate change.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 5
• 1. 식물재료 및 실험장소 5
• 2. 실험방법 5
• 3. 통계분석 8
• Ⅲ. 결과 및 고찰 9
• 1. 발아에 미치는 이산화탄소 농도 차이의 영향 9
• 2. 생장에 미치는 온도 및 이산화탄소 농도의 영향 13
• Ⅳ. 적요 31