• 한국환경농학회지
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• 제38권4호
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• pp.225-236
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• 2019

인공광 식물공장에서는 작물을 생산하기 위하여 일반적으로 화학비료 유래 무기성분을 포함하는 배양액을 시용하여 수경재배한다. 본 연구에서는 광질이 상이한 식물공장에서 관행의 무기배양액 일부 또는 전량을 유기배양액으로 대체할 수 있는 폐기 농업부산물 유래 유기배양액을 시용하여 수경재배하고 작물의 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 청색, 적색 및 백색 LED를 1:2:1의 비율로 혼합한 혼합LED 및 관행의 형광등 조사 조건에서 적치마와 청치마 상추 실생묘를 35일간 수경재배한 결과, 적치마와 청치마 상추의 생체중 및 전개엽수 증가는 형광등을 조사한 Y구에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 그러나 유·무기 혼합배양액 처리구인 YK 및 YTJ에서는 오히려 혼합LED 조사구에서 증가하였다. 유기배양액 단용 또는 유·무기 혼합배양액 처리시 엽내 SPAD치는 두 실생묘 모두 Y구와 유사하거나 증가하는 경향을 나타내었다. 관행의 무기배양액인 Y구에서 배양액내 구성성분 중 가장 많은 양을 차지하고 있는 무기성분인 NO₃-N은 재배 개시일에 약 97 mg/L으로, 적치마와 청치마 상추 실생묘에서 모두 재배기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 적치마의 경우 재배종료시 각 처리구별 NO₃-N 농도는 형광등 조사시 약 29 mg/L, 혼합LED 조사시 24 mg/L였으며, 청치마의 경우 형광등 조사시 약 26 mg/L, 혼합LED 조사시 47 mg/L로, 초기 투입량 대비 25~48% 정도의 양이 재배종료시까지 흡수되지 않고 남아 있었다. 재배개시일 NH₃-N 농도는 Y구3-N 잔여량은 약 13%로 최대값을 나타내었다. 관행의 무기배양액내 질산태질소는 작물체에 흡수되어 생체중, 엽수 증가와 같은 지상부 생장을 좌우하는 주요 성분이지만 재배종료시까지 전량이 흡수되지 않고 남아 있는 것으로 보아 상추 수경재배시 배양액내 질산태질소의 초기 투입량을 조절할 필요성이 대두되었다. 연구결과 농업부산물 유래 유기배양액을 활용하여 적치마와 청치마 상추를 수경재배할 경우 유기배양액 단용보다 유·무기 혼합배양액 시용으로 유기배양액내 부족한 질소 성분을 무기질소로 보충할 수 있어 무기성분 사용량 저감이 기대된다. 또한 상추 실생묘의 양적생장 추이와 달리 엽내 색소합성이 관행 무기배양액보다 특정 유기배양액 단용 또는 혼용에 의해 유의하게 증가하는 것으로 보아 작물체내 물질합성량, 유기배양액 사용기간 및 재이용 등 유기배양액의 화학적 특성 변화에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.372-379
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• 2006

토양염류가 집적된 시설재배지에서 팽화왕겨의 시용량과 점적관개에 의한 염류경감 효과를 검토코자, 팽화왕겨를 0, 2.5, 5.0, $7.5Mg\;ha^{-1}$ 각각 시용한 후 토양수분포텐셜이 -33 kPa 일때 관개한 처리와 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용후 -20 kPa시 관개한 처리 등 5처리를 두어 관개 종료시점을 -10 kPa로 하여, 시험전 토양 EC가 $5.10dS\;m^{-1}$ 인 사양토에서 적축면상추를 시험작물로 포장시험을 수행하였다. 정식 후 100일에서 팽화왕겨 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용구의 토양 EC는 무처리구에 비해 토양수분포텐셜 -20 kPa 시 관개구에서는 26%, -33 kPa 시 관개구에서는 24% 각각 감소하였다. 정식 후 100일에서의 토양 EC와 $NO_3{^-}-N$, $Cl^-$, $SO{_4}^{2-}$ 등의 음이온 간에는 고도의 정의 상관이 있었고, EC에 관여하는 정도는 $Cl^-$ > $NO_3{^-}-N$ > $SO{_4}^{2-}$ 순으로 상관이 높았다. 정식 후 100일에서의 아질산산화균의 밀도는 EC가 높았던 무처리구에서 높고, EC가 낮았던 팽화왕겨 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용구의 -20 kPa 관개구에서는 낮았다. 상추의 엽중 질소함량은 생육초기에만 다소 부족한 경향이었으며, 수량은 팽화왕겨 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용구의 -33 kPa 시 관개구에서는 6% 증가하였으나, -20 kPa 시 관개구에서는 4% 감소하였다. 관개량은 팽화왕겨의 시용량이 증가함에 따라 감소하였으며, 관개시점을 토양수분포텐셜 -20 kPa 보다는 -33 kPa로 했을때 경제적이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제1권1호
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• pp.89-115
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• 1968

영양조건(營養條件)으로서 가리(加里)가 대사과정(代謝過程)의 활성화(活性化) 내지조정자(乃至調整者)라는 견지(見地)에서 가리공급수준과(加里供給水準) 생태적조정조건(生態的調整條件)이라고 볼 수 있는 온도주기성(溫度週期性)이 고구마 생육(生育)과 몇 가지 동위원소(同位元素) 동태(動態)에 미치는 영향(影響)을 살피었다. 역경배양하(礫耕培養下) 저수준가리구(低水準加里區)(3m.e/l)는 생장(生長)을 현저(顯著)히 억제(抑制)할 뿐 아니라 말기(末期)에는 대리(待異)한 생장점(生長點) 위조현상(萎凋現象) 등을 나타나게 하였다. 고수준가리구(高水準加里區)(14m.e/l) 특히 암기저온구(暗期低溫區)는 현저(顯著)한 초장(草丈), 마디수(數), 생체중증대(生體重增大)를 가져오고 질소효과와 비슷한 영양생장촉진생육상(營養生長促進生育相)을 나타냈으나 함유질소(含有窒素)를 분석(分析)한 결과 저수준가리구(低水準加里區)가 평균(平均) 2.86~3.23% 고수준가리구(高水準加里區)가 2.91~3.41%로서 큰 차이(差異)를 나타낸 것으로 볼 수 없다. 따라서 고수준가리구(高水準加里區)의 영양생장촉진형(營養生長促進型) 유도(誘導) 특히 초장촉진(草丈促進)은 가리(加里)가 질소흡수(窒素吸收)를 촉진(促進)한데 연유(然由)한 것이 아니라 가리자체(加里自體)의 효과로 보인다. 저수준가리구(低水準加里區)에서는 괴근형성(塊根形成)이 불능(不能)하였지만 고수준가리구(高水準加里區)에서는 영양생장촉진생육상(營養生長促進生育相)에 수반하며 질소효과와는 달리 후기(後期)에는 괴근형성(塊根形成)도 왕성(旺盛)하였다. 고수준가리구중(高水準加里區中)에서도 암기저온구(暗期低溫區)에서는 더욱 영양생장촉진경향(營養生長促進傾向)이 원저(願著)하고 암기고온구(暗期高溫區)에서는 지상부대지하부비(地上部對地下部比), 또는 괴근비(塊根比)가 월등(越等)하여 원래(元來)의 온도주기성(溫度週期性)의 효과가 고수준가리(高水準加里)에 의(依)하며 변화(變化)된 것으로 보인다. 인(燐)-32 가리(加里)-42의 개체당(個體當) 흡수(吸收) 및 흡수율(吸收率)은 고수준(高水準) 가리구(加里區)에서 현저(顯著)하고 특(特)히 괴근형성기(塊根形成期) 및 괴근생성(塊根生成)이 가장 왕성(旺盛)한 구(區)에서 증대(增大)되고 있나 p-32보다 k-42동태(動態)가 이점(點)에 관하여 더 활발(活潑)한 것을 볼 수 있다. 저수준가리구(低水準加里區)에서는 P-32, K-42의 지상부(地上部)로의 이동(移動)이 억제(抑制)되고 고수준가리구(高水準加里區)에서는 촉진(促進)되고 있다. 즉 가리(加里)가 인(燐)-32와 가리(加里)-42의 지상부전이(地上部轉移) 특(特)히 생장점(生長點)으로의 전이(轉移)에 밀접(密接)한 관계(關係)를 가지고 있다. 가리함량(加里含量)은 고수준가리구(高水準加里區)에서 높고 근신장기(根伸長期)보다 괴근형성기(塊根形成期)에 감에 따라 증가(增加)되고 있지만 인산함량(燐酸含量)은 별차이(別差異)가 없고 나토리움함량(含量)은 가리(加里)와 대조적(對照的)으로 정반대(正反對)의 경향(傾向)을 나타내고 있다. 가리(加里)는 온도주기성(溫度週期性)의 관여하(關與下) 고구마생장(生長)에 지리(持異)한 효과를 나타내고 또 P-32, K-42이동(移動)등 기본적(基本的) 대사과정(代謝過程)에 관여(關與)하기 때문에 공급량(供給量)이나 조건(條件)에 따라서 다양적효과를 가질 수 있는 영양요소(營養要素)라고 본다. 본연구(本硏究)를 지도(指導)하신 조백현원자력위원(趙伯顯原子力委員)과 협조(協調)하여주신 국제원자력기구(國際原子力機構) 및 가리연구회(加里硏究會)에 심사(深謝)한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권4호
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• pp.331-338
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• 2007

기내에서 배양되고 있는 감자 (Solanum tuberosum L.)로부터 액아와 완전히 전개된 잎이 부착된 약 1 cm 크기의 절간을 채취하였다. 절간의 잎은 제거한 후 온도, 일장, sucrose, CCC의 처리가 소괴경의 형성과 비대에 미치는 영향에 관하여 확인하기 위해 MS배지에서 배양을 하였다. 기내 소괴경의 형성에 있어 $20^{\circ}C$와 $28^{\circ}C$의 두 처리간에 있어 배양 80일 후에 형성된 괴경의 크기나 생체중 모두 $28^{\circ}C$에 비해 $20^{\circ}C$에서 유의성 있는 효과를 보였으며, 배지에 첨가되는 sucrose의 영향에 있어서도 농도에 따른 차이가 뚜렷하여 8% sucrose가 3% 보다 괴경의 비대 발육을 촉진하였다. 일장의 영향은 배지의 sucrose의 농도의 영향을 많이 받았다. $20^{\circ}C$에서는 sucrose가 8%일 때 일장에 관계없이 괴경의 형성이 양호하였지만 sucrose의 농도가 3%일 경우에는 일장과 관계없이 액아는 신초로 발달하였다. 그러나 $28^{\circ}C$의 고온에서는 8% sucrose와 8시간의 단일에서만 괴경의 비대에 효과가 있었다. CCC의 영향에 있어서 괴경의 구중은 sucrose 농도가 8%의 배지에서는 모든 일장에서 괴경의 형성이 양호하였으며 일장이 짧을 수록 효과는 더 양호하였다. 배양온도에 따른 감자의 액아부위 세포의 조직학적 변화에 있어서는 저온조건에서 괴경이 형성이 촉진되어 세포의 조직은 신장생장보다 비후생장을 함을 관찰할 수 있었다. 일장조건에 따른 변화에 있어서는 암조건에서 조직의 비후 생장이 뚜렷함을 관찰할 수 있었으며, CCC의 첨가 유무에 따른 변화에 있어서는 CCC를 첨가한 조건에서 양호한 현상을 관찰 할 수 있었다. 또한 조직의 변화에 있어서 배양한지 9일이 되었을 때 pith, cortex 및 perimedullary tissue에 있는 parenchyma 세포의 수와 크기가 증가된 것으로 확인할 수 있었다. 특히 조직내 위치별 세포분열의 가시적 비율에서는 pith부위 보다 cortex부위에서 세포비후의 비율이 큰 것으로 보였다. Sucrose, CCC 및 일장차이에 따른 AGPase 활성의 변화에 있어서 암처리에서는 sucrose 농도 3%보다 8%에서 양호하였고 sucrose 3%, 8%에서도 각각 CCC의 효과를 볼 수 있었다. 8시간 처리에서는 sucrose 농도 3%보다 8%에서 양호하였고 sucrose 3%, 8%에서는 CCC의 효과가 나타나지 않았다. 16시간 처리 sucrose 농도 3%보다는 8%에서 양호하였고 sucrose 3%에서는 CCC의 효과가 나타나지 않았으나 8%에서는 CCC의 효과를 볼 수 있었다. 결과적으로 sucrose의 농도가 높고, CCC와 암처리의 괴경형성의 촉진조건에서 AGPase의 활성이 양호함을 볼 때, AGPase가 starch 합성에 중요한 물질이라는 사실이 확인되었다.