• 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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• 제25권2호
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• pp.89-94
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• 2016

본 연구는 인공광 이용형 식물공장에서 common ice plant를 재배하였을 때 생육에 대한 적합한 배양액 조성, 배양액 산도, 급액 간격, 광도 및 재식거리를 알아보고자 수행되었다. 식물공장 유형은 완전제어형 식물공장형태로 인공광원은 삼파장 형광등을 사용하였으며, 광주기는 12시간 일장주기였다. 수경재배시스템은 3단으로 구성된 박막수경시스템이었다. 식물공장내 온도, 상대습도와 이산화탄소 농도는 ON/OFF 제어하였다. 배양액은 일본원예시험장액과 식물체 분석으로 개발 배양액을 가지고 비교 실험 하였다. 배양액의 산도와 급액 간격 실험은 pH 6.0과 7.0 그리고, 5분 간격과 10분 간격으로 순환 할 경우 생육 차이를 알아보았다. 광도는 90과 $180{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 2처리 하였다. 재식거리는 열간 간격을 15cm로 고정한 후, 열내 간격 10cm, 15cm, 20cm와 25cm 4처리로 처리하였다. 적당한 배양액의 조성은 N 7.65, P 0.65, K 4.0, Ca 1.6과 Mg $1.0mM{\cdot}L^{-1}$이었다. 지상부 생체중과 건물중은 pH 6과 7 그리고 5분 간격과 10분 간격 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 지상부 생체중과 건물중은 광도 $180{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 높았다. 재식거리가 증가할수록, 단위면적당 생체중과 건물중은 감소하는 경향을 보였다. 식물 생산 시스템에서 common ice plant 생육에 적합한 배양액 관리(조성, pH와 급액간격)와 재배관리(광도와 재식밀도)를 알아본 결과, 생육에 적합한 배양액 조성으로 pH 6.0-7.0로, 급액 10분 간격으로 공급해 주는 것이 좋으며, 광도 $180{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$와 재식밀도 $15{\times}15cm$로 재배하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.106-110
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• 2016

식물의 생육과 생산성을 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.)의 작물생장률, 상대생장률, 지상부 생체중과 건물중, 수확시기, 상품률과 상품수량과 같은 생육과 수확 요인들을 쉽게 읽을 수 있는 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들기 위함이다. 광도 $140{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$과 일장 12시간 주기로, 3파장 형광등을 이용한 완전제어형 식물공장 시스템에서 박막수경 재배하였다. 4가지 재식밀도($15{\times}10cm$, $15{\times}15cm$, $15{\times}20cm$, and $15{\times}25cm$) 하에서 생육과 수량을 분석하였다. 재식밀도가 증가할수록 어느 한계까지는 식물체당 생체중과 건물중은 증가하는 경향이었으며, 단위면적당 생체중인 수량 또한 같은 경향을 보였다. 작물생장률, 상대생장률과 lost time은 2차 등식 형태를 보였으며, 지상부 생체중과 건물중은 직선적인 관계를 보였다. 이러한 등식을 이용하여 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들었다. 예를 들면, $15{\times}20cm$ 재식밀도와 식물체당 생체 중 100g에서 수확할 경우, 재식주수, 작물생장률, 상대생장률, lost time, 식물체당 건물중, 수확시기와 수량은 각각 $33plants/m^2$, $20g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, $0.27g{\cdot}g^{-1}{\cdot}d^{-1}$, 22days, 2.5g/plant, 정식 후 26일과 $3.2kg{\cdot}m^{-2}$이었다. 이 도표를 가지고 적어도 2가지 요인 예를 들면, 재식밀도와 수확요인 중 하나만 알면, 작물생장률, 상대생장률, lost time과 같은 생육 요인과 지상부 생체중, 지상부 건물중, 수확시기와 수량과 같은 수확 요인들을 쉽게 구할 수 있다. 이러한 도표는 다양한 작물의 생육과 수량 요인을 예측할 수 있어 완전제어형 식물 생산 시스템 설계를 위해 유용한 도구가 될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.56-66
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• 1999

본 연구는 배양기의 환기횟수(0.1 $h^{-1}$ 또는 2.8 $h^{-1}$), 광도(70, 150 또는 220$\mu$mol. $m^{-2}$ . $s^{-1}$), C $O_{2}$ 농도(400-500, 1000 또는 2000$\mu$mol.mo $l^{-1}$)가 국화 소식물체의 기내생장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. MS 배지에서 혼합영양배양 상태 하에서 번식시킨 줄기 마디 절편체를 채취하여 1.25meq. $L^{-1}$의 $H_{2}$S $O_{4}$$^{-}$가 추가로 첨가된 MS 기본배지가 담긴 3.7$\times$$10^{-4}$ $m^{3}$의 배양기에 용기당 4개씩 치상하였다. 환기횟수(NAEH)를 0.1 $h^{-1}$에서 2.8 $h^{-1}$로 향상시키기 위하여 배양용기의 뚜껑에 직경 10mm의 구멍을 뚫어 통기성의 필터를 부착하였으며, 당과 생장조절제는 첨가하지 않았다. 배양실에 C $O_{2}$를 공급하기 위하여 공기 순환통로에 C $O_{2}$ 가스 공급구를 설치하여 액화 C $O_{2}$ 가스를 명기 동안에만 공급해 주었다. 생체중과 건물중, 초장, 최대근장, 엽수, 엽면적은 광도(PPF)가 높은 처리구에서, 특히 C $O_{2}$ 농도가 높을 때 증가되었다. 그리고 환기횟수가 낮은 처리구에서보다 높은 처리구에서 더 컸으며, 처리효과는 배양후기로 갈수록 뚜렷이 증가되었다. 국화 소식물체의 기내생육은 환기횟수가 2.8 $h^{-1}$, PPF가 220$\mu$mol. $m^{-2}$ . $s^{-1}$, 그리고 C $O_{2}$ 농도가 2000$\mu$mol.mo $l^{-1}$일때 가장 빨랐다.

• 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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• 제14권4호
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• pp.233-238
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• 2005

자주초롱꽃(Campanula punctata 'Rubriflora')의 자가영양배양시 $CO_2$ 농도,환기횟수 및 광도가 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. $1,500{\mu}mol{\cdot}m^{-1}$고농도$CO_2$에서는 광도를 높일수록 초장, 엽수가 증가되었으나, 최대근장은 유의성이 인정되지 않았다 엽록소의 함량은 광도가 높을 때보다는 낮은 경우인 $70{\mu}mol{\cdot}m^{-2}s^{-1}$에서 가장 많이 증가되었다 엽면적은 광도가 높을수록 작아지는 경향을 보였으며, $CO_2\;1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$ 환기횟수 $2.8h^{-l},\;PPF\; 220{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 가장 큰 차이로 작게 나타났다. 생체중과 건물중은 $CO_2$ 농도, 환기횟수, PPF가 높을수록 증가되었다. 특히 $CO_2\;1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$, 환기횟수 $2.8h^{-1},\;PPF\; 220{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 가장 크게 증가되었다. 환기횟수의 영향은 전반적으로 적었다. 종합적으로 자주초롱꽃 소식물체의 기내 자가영양배양 차량번식을 위해서는 $CO_2\;1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1},\;PPF\;220{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 조건이 적합하였다.

• 한국가금학회지
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• 제47권3호
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• pp.159-167
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• 2020

본 연구는 계사 내 광원이 육계 후기의 생산성, 육질 및 혈액성분에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행되었다. 공시동물은 육계 초생추(42.2±0.1 g) 수컷 240수를 이용하였으며, 3주령부터 광원을 백열등, LED등 및 형광등의 3처리구로 나누고, 처리구당 4반복, 반복당 20수씩 완전 임의 배치하였다. 6주 동안 사육한 후 체중이 유사한 육계(3.4±0.07 kg)의 도체수율과 육질 특성을 조사하고, 혈액 성분을 분석하였다. 시험사료는 옥수수-대두박 위주의 시판 사료를 육계 초이(CP 22.5%, ME 3,020 kcal/kg), 전기(CP 18.5%, ME 3,050 kcal/kg), 후기(CP 18%, ME 3,100 kcal/kg)로 나누어 이용하였다. 조사항목은 육계의 생산성, 도체수율, 육질 특성 및 혈액성분이었다. 본 연구의 체중, 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율은 처리구간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 생체중과 도체중은 처리구 사이에서 유의적인 차이가 없었으며, 도체수율은 세처리구에서 각각 77.7%, 78.2% 및 77.5%로 처리구간 유의차를 보이지 않았다. 육색, 전단력 및 보수력은 처리구간 유의차가 없었으나, 가열감량은 LED 처리구에서 가장 높게 나타났다(P<0.05). pH와 수분, 단백질, 지방 및 회분 함량은 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 백혈구(leukocyte, WBC)의 구성 성분인 HE, Ly, MO, EO 및 BA와 스트레스를 나타내는 H/L 비율은 처리구간 유의차가 없었다. 혈액 적혈구(erythrocyte, RBC)의 구성 성분인 Hb, HCT, MCV, MCH 및 MCHC는 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 혈액 생화학 조성 중 GLU는 세 처리구에서 각각 234.5 mg/dL, 256.9 mg/dL 및 250.1 mg/dL로 ICD 처리구에 비해 LED 처리구에서 높게 나타났다(P<0.05). 다른 혈액 생화학 성분은 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 본 연구의 결과들은 육계 계사의 점등 연구에 대한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.371-380
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• 2018

배양액의 종류 및 LED를 이용한 다양한 광질 조건이 물냉이의 생장과 glucosinolates 함량에 미치는 영향을 3주간의 수경재배를 통하여 살펴보았다. 물냉이 종자를 암면배지에 파종 후 발아시켜, 2주간 육묘하였다. 유묘들은 semi-DFT 시스템에 이식하였다. 환경조절실은 주간온도 $20{\pm}1^{\circ}C$와 야간온도 $16{\pm}1^{\circ}C$, 주간습도 $65{\pm}10%$와 야간습도 $75{\pm}10%$의 범위에서 조절되었으며 16/8h 조건의 광주기와 $180{\pm}10{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 광강도를 유지하였다. 배양액은 오오츠카 하우스 1A(OTS), 한국원시(HES)과 화란온실작물연구소(PBG) 배양액을 초기 EC 1.0-1.3, pH 6.2와 형광등을 광원으로 실험하였다(실험-1). 광질에 대한 생육과 glucosinolates 함량을 분석하기 위하여 단색광(적색: R10, 백색: W10) 처리구와 혼합광(적청녹색: R2B1G1, 백청녹색: W2B1G1, 적색: R10, 적청색: R5B1, 적청색: R3B1)처리구를 두었다. 물냉이 지상부의 생육은 3개의 배양액 처리구에서 유의적인 차이가 발견되지 않았지만, 뿌리의 생체중은 HES와 비교하여 PBG와 OTS에서 13.7%와 55.1% 증가하였다. OTS 처리는 PBG와 HES 처리구에 비해 gluconasturtiin 함량이 96%, 65% 증가하였다. 백색광조건(W10)과 비교하여 적색광(R10) 처리는 초장이 101.3% 증가하였다. 청색광비율의 증가는 지상부 생육에 긍정적인 영향을 주었다. 물냉이의 건물중 당 glucosinolates 함량은 R2B1G1 처리구와 비교하여 R3B1 처리구에서 144.5% 증가하였으며, W10 처리구와 비교 시, 약 70% 증가하는 경향을 보였다. R3B1 처리구에서 물냉이의 생육과 총 glucosinolates의 함량이 가장 높게 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권1호
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• pp.51-55
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• 2004

식물의 조직배양에서 가장 널리 이용되는 MS 배지 등의 무기성분은 종속영양에 적합하도록 조성되었다. 그러므로 이들 배지가 혼합영양이나 독립영양 배양에는 부적합 할 수 도 있다. 광혼합영양 미세증식에서 배지에 첨가되는 당의 수준은 낮추고 배양기의 광과 $CO_2$ 수준은 올리며, 광합성의 의한 탄소의 획득을 증진시키기 위해 열록소가 있는 절편체를 이용한다. Factorial 실험에서 유기물 (OM, $m^{-3}$ 배지당 각각 0.5g의 thiamine, nicotinic acid 및 pyridoxine과 100g ${\cdot}$ $m^{-3}$ myo-inositiol)의 첨가(+)와 생략(_) 및 세 가지 수준의 당(0, 15 및 30 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$)이 감자 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 단엽단절 절편체를 0.1${\times}$$10^{-4}m^{-3}$의 MS 아가(8 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$) 배지(증기소독 전 pH 5.80)배지가 담긴 유리 시험관(100mm${\times}$25mm)에 치상하여 직경 6mm의 가스투과 필터(5.1 air exchanges ${\cdot}$$h^{-1}$)가 부착된 투명한 필름으로 봉하여 배양하였다. 배양체는 27일간 $23^{\circ}C$, 50% RH에서 16 h ${\cdot}$ $d^{-1}$의 명기 동안에 cool white 형광등으로 130${\mu}mol\;{\codt}\;m\;{\codt}\;s^{-1}$ PPFD의 광과 350-450${\mu}mol\;{\codt}\;mol^{-1}의CO_2$가 공급되는 배양실에서 배양되었다. 유기물이 공급된 처리(+OM)와 공급되지 않은 처리(-OM)에서 감자 소식물체의 생육은 유사하였으나 배지의 pH는 후자에서 0.2 더 낮았다. 배지에 첨가된 당의 수준이 증가할수록 건물중, % 건물율 및 경경은 증진된데 반해 신초와 뿌리의 건물중 비율, 엽면적, 건물중당 엽록소 함량 및 배지의 pH는 감소하였다. 유기물과 당 수준간의 상호작용도 신초길이와 배지 pH에서 관찰되었다. 이상의 결과로부터 광도와 $CO_2$농도를 높인 광혼압영양배양에서 감자 소식물체의 생장에는 배지에 첨가되는 당은 유익하지만 그 이외의 유기물은 첨가하지 않아도 악영향이 없다는 것은 나타낸다.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권4호
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• pp.363-371
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• 2018

헐떡이풀은 우리나라에서 울릉도에서만 분포하는 자생식물로 전통적으로 약용으로 쓰여왔으며, 관상식물로의 활용도 기대되는 자원식물이다. 본 연구는 헐떡이풀 종자의 휴면타파와 발아를 위한 조건을 확립하고 종자휴면 유형을 분류하고자 수행되었다. 실험은 헐떡이풀 종자에 저온층적처리($5^{\circ}C$에서 0, 12주)와 고온층적처리($23^{\circ}C$에서 0, 4, 8, 12주 처리 후에 $5^{\circ}C$에서 8주, 다시 $23^{\circ}C$에서 배양함), $GA_3$ (0, 10, 100, 1000 mg/L)처리를 수행하였다. 이렇게 처리한 종자는 무균배지에 소독하여 파종하고 온도 $23^{\circ}C$, 광도 $40{\mu}mo{\ell}{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD, 일장16시간 조건의 배양실에서 배양하였다. 헐떡이풀 종자는 자연상태에서 미숙배인 상태로 탈리되며, 종자 내부로의 수분흡수에 대한 물리적인 장벽은 없었다. 그러나 아무 처리 없이 파종하였을 때 30일이 지나도록 전혀 발아하지 않았다. 따라서 헐떡이풀 종자는 형태적 휴면(MD)과 생리적 휴면(PD)을 가지고 있는 것으로 판단하였다. 저온층적처리(0, 12주) 실험의 최종 발아율은 각각 66.7%, 45.6%로 나타났다. 저온처리는 오히려 발아를 약 3주 정도 지연시켰다. 고온층적처리(0, 4, 8, 12주) 실험에서는 최종 발아율이 각각 13.3%, 24.4%, 20.0%, 51.1%로 나타났다. 헐떡이풀 종자의 배는 상대적 고온에서 발달하였다. $GA_3$ 처리는 종자의 휴면을 극복하고 발아를 촉진하였다. $GA_3$ 처리에서의 최종 발아율은 0, 10, 100, 1000 mg/L 처리구에 대하여 각각 33.3%, 45.0%, 42.5%, 72.5%로 나타났다. 위의 결과를 종합하여 헐떡이풀 종자는 non-deep simple 형태생리적 휴면(MPD)을 가지고 있으며, $GA_3$ 처리를 통해 고온을 대체하고 종자의 휴면을 타파할 수 있었다. 이는 한국에 자생하는 헐떡이풀속의 종자휴면에 대해 처음으로 보고한 논문이다.