Influence of Shading and Irrigation on the Growth and Development of Leaves Tissue in Hot Pepper

Influences of shading and irrigation in summer hot pepper cultivation on the plant growth and mesophyll tissue were investigated. Hot pepper plants were exposed to three shade levels (0, $30{\pm}5$ and $80{\pm}5%$) and irrigated or non-irrigated in greenhouse condition. Plant height and leaf area were highest in 30% shading and stem diameter and fresh and dry weights were highest in no shading. Plant growth was better in rain shelters with irrigation than in those without irrigation. The numbers of hot pepper fruits in the beginning of harvest were 49 in rain shelters without irrigation and shading, 22 in those with irrigation and without shading, 5 in those without irrigation with 30% shading, and 1 in those with irrigation and 30% shading. However, 80% shading showed lowest flower number and flower abscission, resulting in no fruit set, regardless of irritation. This is because carbohydrate translocation from leaves to reproductive organs may be not enough for developing fruits due to the lack of sunlight. The yield of hot pepper tended to be higher in rain shelter with irrigation than in those without irrigation. In optical microscopy observation, the thickness and development of mesophyll tissues decreased as increasing the degree of shading but no effect of irrigation on mesophyll tissues was observed. When stomata were observed with scanning electron microscope (SEM), the shape of stomata was normal but tissues surrounding stomata were slightly wrinkled in plants grown under 30% shading. The large number of abnormal stomata and wrinkled leaves was observed among plants grown in rain shelters with 80% shading. In plants grown in rain shelters without irrigation, tissues surrounding stomata were wrinkled and 10-20% decrease in the number of stomata was observed. Therefore, in hot pepper cultivation in summer with high temperature, shading was not effective for fruit yield and mesophyll tissue development; if shading is unavoidable, high degree of shading is not advisable. Further studies are needed for appropriate cultivar selection and environment-control techniques in hot pepper cultivation in summer with high temperature.

고추 고온기 재배 시 차광과 관수가 생육 및 엽육조직 발달에 미치는 영향

여름철 고온기 비가림고추 재배 시 차광 정도와 관수 유무에 따른 생육과 엽육세포 조직에 미치는 영향을 조사하였다. 차광 처리는 뿌리 활착이 완료된 시점인 정식 20일부터 비가림 하우스 내부에 $30{\pm}5%$, $80{\pm}5%$ 차광이 되는 검은색 차광망을 씌워 처리하였고 무차광구를 대조구로 하였다. 관수 처리는 정상적으로 관리한 관수 처리구와 초기 활착까지 관수를 하고 정식 후 25일부터 관수를 하지 않은 무관수 처리구로 하였다. 그 결과, 차광 정도는 30% 차광 처리구에서 초장과 엽면적은 다른 처리에 비해서 높았고, 경경, 생체중 및 건물중은 무차광 처리구에서 좋았다. 관수 유무에 있어서는 관수 처리구가 무관수 처리구에 비해서 생육이 좋은 것으로 확인되었다. 수확 초기의 수량은 자연광 무관수 처리구에서는 49개로 가장 많았고, 자연광 관수 처리구는 22개 이었으며 30% 차광의 무관수 처리구는 5개, 관수 처리구는 1개이었다. 그러나 80% 처리구에서는 관수유무에 관계없이 착화수가 가장 낮았고 착과가 되지 않고 모두 낙화되었다. 관수유무에 따른 수확량은 관수 처리구가 무관수 처리구에 비해서 높은 경향을 보였다. 관수 유무와 차광 처리구 고추의 엽육조직을 광학현미경으로 관찰한 결과, 차광정도가 심할수록 엽육의 두께가 얇았으며 엽육조직의 발달도 미약함이 확인되었으나, 관수 유무에 따른 엽육조직의 발달에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 기공을 SEM으로 관찰한 결과, 대조구 대비 30% 차광 시 기공형태는 정상적으로 발달하였으나 기공주위의 조직이 약간 쭈글쭈글한 증상이 보였고, 80% 차광 처리의 잎은 쭈글쭈글함이 심하였고 비정상적인 기공도 많이 보였으며 관수 유무에 따라서는 무관수 처리구의 잎 기공주위 조직이 심하게 쭈글쭈글하고, 기공수도 10-20% 정도 적은 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 여름철 고온기 고추 비가림 재배 시 차광을 하지 않은 것이 수량성과 엽육조직의 발달에 좋았으며, 부득이하게 차광을 할 경우에는 가급적 차광율이 낮은 것을 사용하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 또한 저일조 환경 하에서는 관수를 피하고 보광하면 착과를 증대시킬 수 있을 것으로 사료된다. 향후 고온기 여름철 비가림 재배 시 적절한 품종 선택, 적절한 환경관리 기술 등 다각적인 면에서 검토가 필요할 것으로 사료된다.