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Eucalyptus parvular 분화 생산을 위한 적정 상토용적수분함량 구명
안성광(Seong Kwang An),김종윤(Jongyun Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
실내식물로 이용되는 분화 Eucalyptus는 2017년에 비해 2020년 거래량이 약 3배 증가하며 국내 시장 수요가 증가하고 있다. 이로 인하여 국내 재배량 또한 증가하고 있으나, 목본식물에 속하는 Eucalyptus를 분화로 생산하기 위한 재배관리, 특히 관수관리에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 최근 정밀한 관수제어로 작물의 수분조절 연구를 가능케한 토양수분센서 기반 자동관수시스템의 적용을 통해, 분화 Eucalyptus의 고품질 생산을 위한 상토용적수분함량(volumetric water content, VWC)을 구명하고, 본 시스템의 적용가능성을 확인하고자 수행하였다. 실험에 사용된 4개월생 Eucalyptus parvular 실생묘는 완효성비료(Multicote 6, Haifa, 14-14-14)를 4g·L-1로 섞은 원예용상토(Sunshine Mix4, Sun Gro)가 담긴 10cm 화분에 이식하였고, 처리 2주전 균일한 형태로 전정 후 6주간 자동관수로 처리하였다. 본 연구에 사용된 토양수분센서 기반 자동관수시스템은 FDR 형태 토양수분센서(EC-5, METER Group)와 데이터로거(CR1000, Campbell Scientific)를 이용하여 4처리, 4반복으로 난괴법으로 설계되었으며, 실험구 내 소반복을 두어 연구를 수행하였다. Eucalyptus의 VWC에 대한 반응을 확인하기 위해 0.3, 0.4, 0.5 및 0.6 ㎥·m<SUP>-3</SUP> 4수준의 VWC를 관수시점으로 설정하였으며, 관수는 화분 내 VWC가 설정된 시점 이하로 떨어질 시 관수 당 10 mL가 점적으로 공급되었다. 3주 간격의 조사를 통해 생육지표, 생리적지표를 조사하였으며, 실험구 내 처리된 VWC가 잘 유지되었는지 수확 시 화분의 실제 VWC를 측정하여 확인하였다. 토양수분센서가 설치된 Eucalyptus의 경우, 전체 실험기간 동안 설정된 VWC를 매우 정밀하게 유지할 수 있었다. 하지만 동일 실험단위에 놓인 소반복 개체들은 처리된 VWC와 실제 VWC에 차이가 있었으며, 이는 VWC 처리간 대부분의 생육측정 항목에서 유의차가 나타나지 않은 원인으로 판단되었다. 그럼에도 불구하고 Eucalyptus의 생육은 수확 시 측정된 실제 VWC 값에 따른 차이가 나타나, 개체별 실제 VWC에 대한 생육지표를 회귀분석하였다. 처리 3주 후 초장은 실제 VWC가 증가함에 따라 신장이 둔화됨을 볼 수 있었으나(p = 0.0193, Linear), 6주 후에는 차이가 나타나지 않은 반면, 초폭의 경우 3주차에는 실제 VWC가 0.39 ㎥·m<SUP>-3</SUP>를 기준으로 (p = 0.0111, Quadratic), 6주차에는 실제 VWC 0.42 ㎥·m<SUP>-3</SUP>를 기점으로 (p = 0.0201, Quadratic) VWC가 낮거나 높을수록 신장이 둔화된 반응을 나타내었다. 주간직경은 시간이 지남에 따라 비대하였지만 VWC에 따른 차이는 보이지 않았으며, 잎의 형태와 관련된 엽폭과 엽장 또한 처리에 대한 차이는 나타나지 않았다. 지상부 생체중과 건물중 역시 처리된 VWC에는 차이가 나타나지 않았지만, 실제 VWC에 대해선 기간에 따른 다른 반응이 관찰되었는데, 처리 3주 차에는 VWC가 증가함에 따라 생체중(p = 0.0038, Linear)과 건물중(p = 0.0063, Linear)이 감소하는 선형회귀 양상을, 6주차에는 0.41 ㎥·m<SUP>-3</SUP>을 최고점으로 실제 VWC가 더 높거나 낮아질 수록 감소하는 2차회귀 경향을 나타내었다. VWC에 따른 생리적 스트레스의 정도를 파악하기 위해 측정된 광계II의 최대양자수율(Fv/Fm)의 경우 처리된 VWC 뿐만 아니라 실제 VWC간 차이는 발생하지 않았다. 본 연구에서는 토양수분센서 기반 자동관수시스템을 적용해 목본식물인 Eucalyptus를 분화로 생산하기 위해서는 보다 균일한 관수가 이뤄질 필요가 있다는 것을 확인하였고, 추후 센서의 설치위치나 개수 및 관수방법 등에 대한 추가 연구가 더 필요할 것이라 사료되었다. 또한, VWC를 약 0.4 ㎥·m<SUP>-3</SUP>로 유지하는 것이 Eucalyptus 분화 재배시 생산성을 높일 수 있는 적정 VWC라 판단되었다.
원적색광 처리 강도에 따른 바질의 형태 및 물이용량 변화
박지업(Ji Up Park),안성광(Seong Kwang An),김종윤(Jongyun Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
광질은 식물의 생육에 있어 생리적, 형태적 반응에 영향을 미치며, LED 기술의 발달과 함께 식물 생육에 미치는 다양한 광질의 효과가 활발히 연구되고 있다. 최근 원적색광(far-red light)의 광합성 증진 효과에 대하여 지속적으로 보고되고 있으나, 원적색광 처리에 따른 식물의 기공 반응 및 물이용에 관련된 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 실험은 기존 RGB 기반 LED 광원에 원적색광 강도를 다르게 추가하였을 때 바질(Ocimum basilicum)의 생육 및 증발산량에 미치는 영향을 알아보고자 진행하였다. 본 실험에는 2달 가량 생장한 바질을 폐쇄형 식물생육상에서 2주간 재배하며 조사하였다. 기본 광환경은 R:G:B 비율을 PPFD 기준 6:2:2로 하여 총 150μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP>의 광도로 설정한 뒤, 원적색광을 0(FR0), 20(FR20), 30(FR30), 50(FR50)μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP> 네 수준으로 추가한 처리구를 4반복하여 난괴법으로 수행하였다. 바질의 증발산량 측정을 위해 로드셀을 이용하여 지속적으로 화분의 무게 변화량을 측정하였으며, 처리 0, 7, 14일 후의 식물 생육 지표와 기공전도도, 광합성률, 증발산량, 기공 밀도 및 물이용효율을 측정하였다. 바질의 생육 지표 중 엽수, 엽면적은 원적색광 처리에 따른 차이를 보이지 않았지만, 초장은 7일차에 FR50 처리구가 FR0 처리구에 비해 24% 더 높았으며, 14일차에는 FR20과 FR30 처리구에서 FR0 처리구에 비해 19%, 20% 더 초장이 높았다. 생체중은 원적색광 처리에 따른 차이가 없었지만, 건물중은 7일차에 FR50 처리구에서 FR0 처리구에 비해 18% 더 높았으며, 14일차에는 FR30, FR50 처리구에서 FR0 처리구에 비해 각각 22%, 24% 더 높게 나타나, 원적색광 처리 강도와 시간에 따른 차이가 있었다. 비엽면적(specific leaf area)은 처리 14일 후에 FR30, FR50 처리구들이 FR0 처리구에 비해 각각 19%, 26% 더 낮게 나타나, 원적색광 처리에 의해 엽두께가 증가했음을 알 수 있었다. 광합성 측정 결과 원적색광 처리에 따라 바질의 순간광합성률 차이는 나타나지 않았으며, 이는 본 실험에서 진행한 원적색광 강도가 기존 실험에 비해 낮았던것이 원인으로 판단된다. 로드셀을 이용하여 2주간 측정된 바질의 증발산량 적산값인 총 물이용량은 모든 처리구에서 유의한 차이를 보이지 않았으며, 현미경으로 확인한 엽배축면의 기공 밀도에 있어서도 처리구간의 차이가 없었다. 실험기간 동안의 총 물이용량 대비 건물중 증가량으로 계산한 물이용효율(water use efficiency)은 FR50 처리구가 FR0 처리구에 비해 약 47% 더 높았다. 이와 같은 결과들로 보아, 원적색광 처리에 의해 충분한 수분을 지니고 있는 상태에서 바질의 기공 변화나 순간광합성률의 차이는 없었으나 초장, 비엽면적의 변화가 나타나, 적은 강도의 원적색광으로도 형태적 변화가 나타난 것으로 확인할 수 있었으며, 이로 인한 건물중의 변화가 나타나, FR50 처리구에서 물이용효율이 높아진 것으로 판단된다. 추후 바질의 효율적 생산을 위한 원적색광 효과를 검증하기 위하여 다양한 기준 광도와 원적색광의 적정 강도 수준을 다르게 한 실험이 필요할 것으로 보인다.