• 현장농수산연구지
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• 제24권4호
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• pp.30-34
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• 2022

본 연구는 일조방해에 의한 광환경의 변화가 절화 장미의 생산성과 품질에 미치는 영향을 분석하기 위해 절화용 스탠다드 장미 'Monet' 품종에 인위적으로 차광 처리하여 일조를 방해하고 일조방해 시간에 따른 장미의 절화수량과 생육특성을 조사하였다. 일조방해 시간에 따른 절화 장미 'Monet'의 단위면적(3.3m²)당 절화수량은 무처리구에서 40본인 반면 4시간, 8시간, 12시간 처리구에서는 각각 32본, 29본, 25본으로 일조방해 시간이 증가함에 따라 절화수량이 감소되는 경향을 나타내었다. 절화 장미의 품질과 관련된 절화 특성의 경우에도 무처리구에 비해 12시간 처리구에서 화폭과 화고, 꽃잎의 길이와 폭 등 모든 특성에서 10~20% 정도 감소하였다. 또한 절화 장미의 상품성을 결정하는 화경장과 꽃대 굵기, 절화중 등의 생육특성도 일조방해 시간이 증가됨에 따라 감소하는 경향을 보였다. 이에 반해 개화소요일수는 24.3일에서 27.7일로 14.0% 증가하는 등 일조방해 시간이 증가됨에 따라 전반적인 생육은 위축되고 개화는 지연되는 특성을 나타내었다. 본 연구의 결과에서 일조방해 시간이 증가함에 따라 꽃의 크기가 감소하고 화경장 및 절화의 생체중 등이 감소한 것은 일조방해로 인해 일평균 광합성광량자속밀도(PPFD)가 감소하고 이에 따라 총광합성량이 감소하면서 장미의 생장과 발달에 필요한 양분을 충분히 공급받지 못했기 때문으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.212-220
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• 2022

장미의 단일 마디 삽목의 경우 온도, 상대 습도 및 광과 같은 환경 관리가 생산성에 영향을 미친다. 기온과 상대습도가 삽목 성공률과 묘 소질에 미치는 영향을 조사하기 위해 장미(Rosa hybrida) 'Maisie' 품종과 투명한 플라스틱 박스를 이용하였으며 인공조명(white LED, PPFD 104.0µmol·m^-2·s^-1)을 이용하여 전 기간 밀폐 조건에서 삽목 시 가장 효과적인 소엽수와 광주기 조건을 구명하고자 하였다. 첫 번째 실험은 밀폐 기간을 달리하여 총 6주 동안 진행되었다. 밀폐 기간이 길어질수록 뿌리수와 가장 긴뿌리의 길이가 감소하였다. 그러나 밀폐 기간에 따른 생존율, 신초발생률, 발근율에 유의한 차이가 없었다. 두 번째 실험에서는 삽수 생존율과 신초발생률이 광주기(0/24, 2/22, 4/20, 8/16, 16/8h)와 삽수 소엽의 개수(0, 2, 4)에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 생존율은 명기 16시간, 소엽 4개 처리구에서 가장 높았다. 생존율과 신초발생률을 에너지 효율과 함께 고려한 결과, 소엽을 2개 또는 4개 붙인 삽수를 이용하여 하루 8시간 광을 조사하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.400-407
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• 2013

본 연구는 식물공장용으로 방전램프로서 메탈할라이드램프(MH), 고압나트륨램프(HPS), 제논램프(XE)를 사용하고, 냉백색형광등(FL)을 대조구로 사용한 가운데 상추(Lactuca sativa L. cv. Jeokchima)의 생육 및 파이토케미컬의 특성을 분석하고자 수행되었다. 식물공장 내부의 환경조건은 광주기 16/8h, 광합성유효광양자속(photosynthetic photon flux, PPF) $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 기온 $22/18^{\circ}C$, 습도 70%, $CO_2$ 농도 $400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 조절하였다. 각 램프의 분광 특성을 이용하여 PPF에 대한 청색광 영역(400~500nm), 녹색광 영역(500~600nm), 적색광 영역(600~700nm)의 비율을 계산하였다. MH램프의 청색광 영역은 23.0%로서 다른 처리구에 비해서 가장 높게 나타났다. 한편 HPS램프의 청색광 영역은 4.7%로서 가장 낮게 나타났으나, 적색광 영역은 38.0%로서 다른 처리구에 비해서 높게 나타났다. 정식 후 11일째와 21일째에 측정된 상추의 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 건물중은 방전램프의 광질에 따른 유의차가 나타날 정도로 다르게 나타났다. HPS 처리구의 엽면적은 $143,486mm^2$로서 대조구의 $98,474mm^2$에 비해서 45.7% 크게 나타났으며, MH와 XE 처리구는 대조구에 비해서 각각 16.3%, 9.5%로 크게 나타났다. 이러한 결과는 지상부 생체중에서도 유사하게 나타났다. 적색광 영역의 비율이 높은 HPS 처리구에서는 상추의 잎 관련 생장 특성에서 최대치가 나타났으나, 청색광 영역의 비율이 높은 MH와 XE 처리구에서는 낮게 나타났다. 방전등 처리구에 따라 상추 잎에 축적된 아스코르빈산 함량은 대조구에 비해서 작게 나타났으며, 처리구 사이에 유의차가 인정되지 않았다. 상추 잎의 안토시아닌 함량은 MH 처리구에서 0.70mg/100g으로 최대치가 나타났으며, XE와 HPS 처리구는 대조구의 0.58mg/100g에 비해서 각각 79.3%, 8.6%수준이었다. 결과적으로 방전램프의 종류에 따라 상추의 생장 특성, 아스코르빈산 및 안토시아닌 함량이 다르게 나타났다. 따라서 식물공장용 인공광원으로서 방전램프를 효율적으로 활용하면서, 상추의 생장 및 파이토케미컬 함량을 증진시키기 위해서는 분광 특성이 상이한 방전램프의 병용 또는 단색광 LED의 추가 설치 등과 같은 방전램프의 광질 개선이 요구된다.

• 원예과학기술지
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• 제34권4호
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• pp.596-606
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• 2016

본 연구의 공시품종은 적치마 상추(Lactuca sativa L., cv. 'Jeokchima')로서 파종 후 본엽이 4매일 때 식물공장 내에 설치된 DFT 재배시스템에 정식하였다. 본 연구에서는 피크파장이 각각 450nm, 660nm, 365nm인 청색 LED, 적색 LED, UV-A LED를 이용하여 청색 LED (B), 적색 LED (R), 청색+UV-A LED (BUV), 적색+UV-A LED (RUV) 등 4개의 처리구를 설정하였고, 대조구로서 3파장 백색형광등을 사용하였다. 또한 광주기(명기/암기)에 따른 효과를 분석하고자 3수준(12/12h, 16/8h, 20/4h)의 광주기를 설정하였다. 식물공장 내 환경 조건은 기온(명기/암기) $22/18^{\circ}C$, 상대습도 70%, $CO_2$ 농도 $800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 조절하였다. 한편 광합성유효광양자속과 UV-A LED의 조사강도는 각각 $230{\pm}11{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, $80{\pm}3mW{\cdot}m^{-2}$이었다. 정식 후 28일째에 측정된 상추의 엽수, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 건물중은 본 연구에서 적용된 광질 및 광주기에 따라 유의차가 인정될 만큼 다르게 나타났다. 명기가 증가할수록 R 처리구에서의 엽수, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 건물중은 증가하였다. 한편 B 처리구에서는 잎의 신장이 억제되었으나, 엽록소함량은 증가하였다. UV-A의 부가 조사로 인하여 엽장, 엽폭, 엽면적 및 지상부 생체중이 감소하였다. 그러나 상추 잎의 안토시아닌 함량은 청색광 하에서 많이 증가하였으며, 명기가 짧아질수록 높게 축적되었다. 한편 UV-A의 부가 조사에 따른 안토시아닌 함량의 증가 효과는 R 처리구에서 높게 나타났다. 상추 잎의 아스코르빈산 함량은 광주기의 영향을 크게 받았다. 청색 또는 적색 LED에서 UV-A LED의 부가 조사에 따라 아스코르빈산 함량이 20-30% 증가하였다. 결론적으로 상추의 생장, 안토시아닌 및 아스코르빈산 함량에 미치는 UV-A LED의 조사 효과가 분명하게 나타났다. 향후 폐쇄형 시스템에서 엽채류의 영양성을 향상시키는 데 필요한 UV-A LED의 운용 조건을 제시하고자 할 때 본 연구 결과가 기초 자료로서 유용하게 활용될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-11
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• 2012

관행 이중피복온실과 공기주입 이중피복온실에 대하여 보온, 난방, 환기, 냉방 등 환경조절에 따른 온실내부의 환경변화를 연중 측정하여 온습도 및 광환경 분포특성을 비교분석함으로서 기존 온실의 환경을 개선할 수 있는 방안을 제시하기 위해 수행한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 겨울철 야간에 난방시 공기주입온실과 관행온실의 커튼과 피복재 사이의 온도는 거의 비슷한 값을 보여주고 있어 보온효과는 거의 동일한 것으로 나타났다. 온실내부의 커튼 안쪽의 습도는 난방으로 인해 외부습도보다 낮게 유지되었으나 커튼과 피복재 사이의 습도는 거의 100%로 유지되었다. 주간의 우천시에도 두 가지 온실의 내부온도가 거의 비슷하여 보온효과는 동일한 것으로 나타났다. 주간에 천창환기시 두 온실 모두 일사로 인해 상하방향으로 온도의 편차가 크게 발생하였고, 공기주입온실이 관행온실에 비해 온도가 약간 더 낮기 때문에 환기효과가 더 우수한 것으로 판단된다. 온도분포와 마찬가지로 상하방향으로 습도편차가 크게 발생하였으며, 공기주입온실이 관행온실에 비해 습도가 약간 더 높게 나타나 환기효과가 더 우수한 것으로 판단된다. 야간에 천창환기시에는 두 온실 모두 주간과는 달리 일사가 없기 때문에 온실내부 전체적으로 균일한 온습도분포를 보여주고 있다. 간헐적 포그분사 냉방을 실시하였을 때 두 온실 모두 상하좌우로 비교적 균일한 온습도분포를 보여주었다. 연속 포그분사 냉방을 실시한 경우 전체적으로 균일한 온습도 분포를 보여주었으며, 평균 약 $3.5^{\circ}C$ 정도의 냉방효과가 있는 것으로 나타났다. 커튼과 지붕피복재 사이의 공간에 대한 상대습도와 절대습도의 변화를 분석한 결과 거의 커튼을 닫는 시점에서 피복재의 온도가 노점 온도 이하로 낮아지기 시작하기 때문에 커튼을 닫음과 동시에 제습기를 사용하여 지붕과 커튼 사이 공간의 공기에 함유된 수증기를 제거하면 지붕의 피복재에 발생하는 결로를 억제할 수 있을 것으로 판단된다. 피복재의 사용기간이 경과함에 따라 공기주입온실에 비해 관행온실이 광투과율이 더 감소하는 것으로 나타났다. 이는 온실내부 피복재를 권취식으로 개폐하는 과정에서 먼지와 결로로 인해 오염되기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 피복재의 광투과율이 감소되는 것을 방지하기 위해서는 피복재의 권취식 개폐방식을 지양하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 결론적으로 온실의 이중피복 방법을 공기주입 이중피복형태로 하고 천창을 용마루 위치에 나비형태로 설치한다면 관행 이중피복 온실과 동일한 에너지절감효과를 유지하면서 광투과율을 현저히 개선할 수 있고 환기효율도 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권3호
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• pp.189-196
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• 2011

Ebb and flow 시스템을 사용한 분화 칼랑코에 재배에서 광도와 양액 농도가 생육, 양분 흡수율 및 배지 내 무기 이온의 집적에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 연구 목적을 달성하기 위하여 광도 3수준(PPF 4.26, 5.51, $9.75mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$)과 양액 농도 3수준(EC 1.2, 1.8, $2.4dS{\cdot}m^{-1}$)을 조합하여 요인실험으로 수행하였다. 분화 재배한 칼랑코에의 생육은 광도와 양액 농도에 뚜렷하게 영향을 받았으며, 광도가 높아질수록 생육이 양호하였다. 각 광도 내에서는 양액의 EC를 $1.8\sim2.4dS{\cdot}m^{-1}$의 범위로 조절할 경우 칼랑코에 지상부 생육이 비교적 양호하였지만, EC를 $2.4dS{\cdot}m^{-1}$로 조절한 처리의 생체중, 건물중 및 엽면적이 가장 크게 나타났다. 광도와 양액 농도는 ebb and flow 시스템의 양액 탱크로부터 양분 및 수분 흡수량과 배지 내 무기 이온의 집적에 유의하게 영향을 미쳤지만, 식물체의 무기물 함량에는 뚜렷한 영향을 미치지 않았다. 광도는 양액의 EC에 비해 이온의 흡수율에 미치는 영향이 상대적으로 적었으며, 양액 EC가 높을 수록 $NO_3^-$, P, K, Mg 이온의 흡수율은 높았다. 이상의 연구결과를 고려할 때 ebb and flow 저면 관수 시스템에서 배지 내 무기 이온 집적에 영향을 주는 주 요인은 양액 농도임을 확인하였으며, 광도와 양액의 EC를 이용하여 배지 내 무기 이온의 집적량을 예측하기 위한 회귀식을 제시하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.43-51
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• 2020

군락 광합성 모델의 도출을 위하여 생육 챔버가 필요하며, 이를 위한 광합성의 효율적인 측정 방법이 필요하다. 본 연구의 목적은 내부 환경 제어가 가능한 생육 챔버를 이용하여 광도 및 이산화탄소 농도 변수를 갖는 로메인상추(Lactuca sativa L.)의 군락 광합성 곡선을 도출하는 방법을 확립하는 것이다. 실험에 사용한 상추는 식물공장 모듈에서 재배되었으며, 군락 광합성을 측정하기 위하여 아크릴로 제작된 생육 챔버(1.0x0.8x0.5m)를 이용하였다. 첫 번째로, 다음의 두 방법을 적용하여 측정된 군락 광합성 속도를 통해 각 방법의 시정수를 계산하여 비교하였다. 즉, 1) CO₂ 농도를 고정(1,000μmol·mol^-1) 하고 광도를 변화(340, 270, 200, and 130μmol·m^-2·s^-1) 시키거나, 2) 광도를 고정(200μmol·m^-2·s^-1)하고 CO₂ 농도를 변화(600, 1,000, 1,400, and 1,800μmol·mol^-1) 시켰다. 두 번째로, 1)과 2)의 방식을 적용하여 군락 광합성을 측정했을 때, 특정 광도(200μmol·m^-2·s^-1)와 특정 CO₂ 농도(1,000μmol·mol^-1)에서 측정된 군락 광합성 속도 값을 비교하였다. 실험 결과 CO₂ 농도를 변화시키는 방식의 시정수는 광도를 변화시키는 방식에 비해 3.2배 큰 값을 나타내었다. 광도를 변화시키며 측정할 때 군락 광합성 속도는 1분 이내에 안정되었고, CO₂ 농도를 변화시킬 경우에는 6분 이상의 시간이 소요되었다. 따라서 광도를 변화시키는 측정 방식이 생육 챔버를 이용하여 작물의 군락 광합성 속도를 측정할 때 적합한 방식임을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권1호
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• pp.54-63
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• 2018

적색과 청색광은 식물의 광합성에 효과적인 파장으로 알려져 있다. 본 연구는 다양한 조합의 적색과 청색 LED 혼합광에서 자란 방울 토마토 묘의 생장과 정식 후의 생산량과 품질에 대한 영향을 구명하였다. 파종 후 2주된 방울 토마토 묘(Solanum lycopersicum L. cv. 'Cuty')를 적색(655nm)과 청색(456nm) LED의 다양한 비율의 혼합광[red:blue = 41:59 (59B), 53:47 (47B), 65:35 (35B), 74:26 (26B), 87:13 (13B), or 100:0(0B)]과 형광등(대조구)이 설치된 생장상에 옮겨준 후 $25/20^{\circ}C$ (주/야), 광합성 광량자속 $198.6{\pm}5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ (12시간)의 조건에서 27일간 육묘하였다. 그 후 방울 토마토를 벤로형 온실에 정식하여 75일동안 재배하였다. 정식 전 육묘 단계에서 27일간 LED 처리된 0B 와 59B 처리구를 제외한 모든 RB 혼합광 처리의 지상부 생체중이 대조구에 비해 높았다. 지상부 건물중과 엽면적 또한 지상부 생체중과 유사한 경향을 보였다. 줄기 신장은 13B, 26B, 35B에서 대조구와 다른 처리구들에 비해 유의적으로 가장 높았다. 특히, 26B는 59B처리에 비해 약 3.2배 높은 줄기 신장을 보였다. 정식 후 37일 째에 마딧수는 26B와 47B에서 유의적으로 가장 높았고, 식물 초장은 26B에서 대조구와 59B에 비해 유의적으로 높았다. 가장 높은 총 과실 생산량을 보였던 26B는 대조구에 비해 1.6배, 59B에 비해 1.8배 높은 총 과실 생산량을 보였다. 따라서, 본 연구는 적색과 청색 LED의 다양한 혼합 비율이 방울 토마토 묘의 생장 및 발달과 정식 후의 과실 생산량과 같은 생식생장에 영향에 중요한 요소임을 제시한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권1호
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• pp.42-48
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• 2016

당귀는 미나리과에 속하는 약용식물로서 한국, 일본, 중국 등에서 재배된다. 본 실험의 목적은 형광등과 LED 광조사가 당귀 생육의 발달과 기능성 물질로 알려진 Decursinol angelate와 Decursin의 생성에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였다. 당귀 '만추' 종자를 우레탄 스폰지에 파종 후 4주간 유리온실에서 육묘하였다. 본엽이 3매 전개된 120주를 저면관수 시스템에 이식하였다. LED [적색: peak wavelength 660nm, 청색: peak wavelength 455nm, white = 3:2:4 비율]와 형광등 조건에서 최상부 군락에서 광합성유효광량자속은 $180{\pm}7{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 동일하였으며 16:8의 일장조건에서 5주간 재배하였다. LED 처리에서 당귀의 엽수는 유의적 차이는 없었지만, 형광등 처리와 비교하여 13.5% 증가하였으며, 형광등 처리에서 당귀의 엽장과 엽폭의 비율과 초장은 각각 24, 13% 증가하였으며 최대 근장은 두 그룹이 유사하였다. LED 처리한 당귀의 지상부 생체중과 건물중은 50, 42%씩 증가하였으며, 지하부는 125, 45%씩 증가하였다. 형광등에서 재배된 당귀의 Decursin과 Decursinol angelate는 LED처리한 당귀보다 지상부에서 단위 건물중당 188, 27% 증가하였으며, 지하부에서 78, 8% 각각 증가하였다. LED와 형광등 처리에서 재배된 당귀의 한 개체당 Decursin과 Decursinol angelate의 함량은 132과 122mg 이었다. 결론적으로 기능성 물질은 형광등에서 증가되고 생장은 LED 조건에서 증가되는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권4호
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• pp.383-390
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• 2014

균일한 고품질의 접수 및 대목 생산을 목적으로, 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 접수 및 대목 육묘기술을 개발하고자, 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 광량 및 플러그 트레이 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목의 생육을 조사하였다. 광량 3수준 (photosynthetic photon flux, PPF 165, 248, $313{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) 및 플러그 트레이 셀 규격 5가지(50, 72, 105, 128, 200공)를 조합한 15처리로 9일간 육묘하였다. 오이 접수와 호박 대목의 지상부 건물중은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기가 증가할수록 증가하였으며, 상대생장률은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기에 따라 두 배 가까운 차이를 보였다. 그와 함께 광량의 증가에 따라 건물률이 증가하고 비엽면적 및 배축장이 감소하여, 묘의 품질이 향상됨을 확인할 수 있었다. 제1본엽의 전개는 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우를 제외하고 오이 접수의 경우 파종 8일, 호박 대목의 경우 파종 7일경부터 이루어졌다. 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우, 다른 플러그 트레이 규격을 이용한 경우에 비해 생육 및 본엽 전개가 하루 정도 늦어지는 경향을 보였다. 따라서 생육 및 공간이용효율을 고려하였을 때, 단근합접을 위한 오이 접수 및 호박 대목 생산을 위해서는 오이 접수의 경우 105공~128공 플러그 트레이를 이용하여 8일 내외, 호박 대목의 경우 72공~105공 플러그 트레이를 이용하여 7일 내외로 육묘하는 것이 추천된다. 아울러 광량 증가에 따라 묘의 생육 및 품질이 향상되므로, 검토된 범위 내에서 가능한 광량을 높여주는 관리가 추천된다.