Hyeon-Do Kim;Yeon-Ju Choi;Eun-Young Bae;Jum-Soon Kang
한국환경과학회지
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제33권6호
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pp.355-365
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2024
This study was conducted to investigate the effects of CO2 supplement on growth and quality in greenhouse lettuce cultivation. When CO2 was supplied at 1,500 ppm in lettuce cultivation, overall growth parameters such as number of leaves, leaf area, plant length, fresh weight, and dry weight were superior compared to those of the control group. While there was no significant difference in relative growth rate due to CO2 supplement, an increase in leaf area index was observed with CO2 usage. Furthermore, although there was no significant difference in the content of water-soluble vitamins such as Vitamin C, B1, B2, B5, and B6 due to CO2 supplement, the Vitamin B3 content in the CO2 treatment group was 0.5 mg/kg higher than in the control group. Therefore, the use of CO2 in lettuce cultivation resulted in increased yield and promoted growth, enabling early harvesting.
식물공장 내 적색광, 청색광, 적청 혼합광, 자외선, 적외선, 형광등의 광원을 달리하여 어린잎 상추의 생육과 무기성분 흡수를 검토하였다. 잎의 형태는 Red 파장에서 초장 및 하배축의 길이신장이 촉진되어 도장하였고 Far red에서는 생장이 불가능하였으나 Red+Blue의 혼합광원에서는 초장이 짧고 엽수가 많고 생체중이 증가하여 상추의 형태 및 발달 차원에서 유의적으로 좋았다. 광질에 따른 어린잎 상추의 색차 및 상대 엽록소 함량을 조사한 결과, 적색도를 나타내는 Hunter $a^*$ 값은 Red+Blue 혼합광 및 형광등에서 높았고 적색광 및 자외선에서는 낮게 나타났는데 상대 엽록소 함량을 나타내는 SPAD도 같은 경향이었다. 특히 상대엽록소 함량은 형광등의 23.3에 비해 혼합광에서 1.4배 향상된 적색도를 나타내었다. 광원별 상추의 무기물 함량을 조사한 결과, pH 및 K 함량은 모든 처리에서 차이가 없었으나 N, Ca, Mg, Fe, Ascorbic acid 함량은 LED 처리구에서 많았고 P 함량은 형광등 처리구에서 많았다. 이상의 결과를 요약하면 단색광에 비하여 Red+Blue 혼합광에서 상추의 생육이 우수하고 무기물 함량이 증대되어 식물공장 내 생산성 향상을 위해서는 혼합광 조절로 상품성 있는 고품질의 상추 생산이 가능 할 것으로 생각되었다.
Richadella dulcifica, a native shrub in tropical West Africa, gives red berries that have the unusual property of modifying a sour taste into a sweet taste. The red berries contain a taste-modifying protein named miraculin. A synthetic gene encoding miraculin was placed under the control of constitutive promoters and transferred to lettuce. High expression of miraculin was obtained, with accumulation of up to 1% total soluble protein in lettuce leaf. In addition, the miraculin expressed in lettuce possesses a taste-modifying activity.
Development of a model system for mode of action studies of $SO_2$ was attempted with a plant tissue. Leaf disks, 1.0cm diameter, cut from the lamina of lettuce leaves, were floated on the testing medium and placed in light or dark condition to investigate the discoloration pattern with various sources of $SO_2$. Discoloration of leaf disks tended to be more serious with higher concentrations of $SO_2$ and on exposure to the light. Leaf disks were more severely discolored at lower pH with constant SO2 concentration. These discoloration patterns were highly reproducible and similar in all sources of $SO_2$. Spectrophotometric evidence suggested that light-mediated discoloration of leaf disks in the presence of $SO_2$ might occur mainly through chlorophyll ${\alpha}$ degradation.
밀 보리에서 crown root rot 및 leaf blotch를 이르키는 Helminthosporium sativum의 독소물질을 분리하였다. 이는 독소물질에 대한 어떤 손상도 없이 C-18 column으로 분리되었으며, 실험적으로 가능한 inhibitor를 제거하였다. Lettuce 성장과 독소물질의 농도의 반응에는 semi-log 표에서 비례하였다. 또한 pathogen host인 밀 보리의 뿌리 성장에 사용한 결과 Lettuce의 반응과 동일한 결과를 얻었다. 또한, pathogen host인 밀 보리의 뿌리 성장에 사용한 결과 Lettuce의 반응과 동일한 결과를 얻었다. 독소물질과 식물의 반응을 측정하여 dilution end-points.의 결과로, 직접적으로 독소물질의 농도를 측정하는 방법을 개발하였다. (Y=a log x+b)의 공식과 통계처리로 사용하여 얻은 a와 b의 의미를 토론하였다.
Factory-style plant production system aims to produce the standardized horticultural products with high quality and cleanness. In Korea, researches for year-round leaf vegetables production system are in progress and the most of them are focused on environment control. Automating technologies for harvesting, transporting and grading need to be developed. A lettuce harvesting system applicable to the plant factory was studied. It was composed of an articulated robot with a cutter and a gripper, lettuce feeding conveyor and air blower. Success rate of the developed system was 94.7 %. The system carried out harvesting a lettuce smoothly and the harvesting time was about 6 seconds per lettuce. The results showed a feasibility of robotic lettuce harvesting.
유기 및 관행재배에 따른 엽경채류의 이화학적 품질 및 항산화 활성을 비교하고자 깻잎, 상추, 브로콜리 및 양배추 등을 이용하여 무게, 길이, 수분, 표면색, DPPH 및 ABTS radical 소거능을 분석하였다. 무게, 길이의 경우, 전반적으로 관행재배한 엽경채류의 값이 높았으며, 수분함량의 경우 유기 및 관행재배 간 비슷한 값을 나타내었고, 재배조건에 따른 유의적 차이는 없었다. 표면색에 있어서 깻잎과 상추의 a 값을 제외한 모든 시료에서 유기 및 관행재배 간 L, a, b 값의 유의적인 차이를 보였다. 항산화 활성의 경우, 전반적으로 유기재배한 시료의 DPPH 및 ABTS radical 소거능이 관행재배한 시료보다 우수하였으며, 양배추의 경우 두 가지 항산화 활성에서 유의적 차이를 보이지 않았다. 본 연구에서는 무게, 길이 등의 외적 품질에 대해서 관행재배한 엽경채류의 값이 높았고, 항산화 활성에 대해서는 유기재배한 엽경채류의 값이 높았으나, 유기 및 관행재배에 따른 내외적 품질비교를 위해서 더 많은 분석이 추가로 진행되어야 할 필요가 있다고 사료된다.
본 연구는 저압 조건에서 작물의 생장 가능성을 검토하고, 작물 생장에 미치는 압력의 영향을 살펴보고자 수행되었다. 공시작물인 적치마상추종자(Lactuca sativa L.)를 일반 대기압조건에서 발아시켜 인공혼합 배지를 채운 50공 플러그트레이 절반에 정식하였다. 정식된 상추묘는 3수준의 압력조건(25, 50, 101.3 kPa)에서 처리 되었다. 모든 처리조건에서 광주기 16/8 h, 기온 26/$18^{\circ}C$, 광합성유효광양자속 $240{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$으로 유지하였다. 3수준의 압력 조건에서 생장된 상추의 생장조사는 처리 후 7일과 14일째에 이루어졌다. 7일째 생장조사 결과 25, 50, 101.3 kPa 처리조건에서 엽수, 뿌리길이, 지상부 건물율, 엽색의 hue값은 유의차가 인정되지 않았다. 엽장, 엽폭, 엽면적, 지하부 건물중은 101.3 kPa의 처리조건보다 25, 50 kPa의 처리조건에서 유의차가 있는 것으로 조사되었다. 14일째 생장조사 결과 엽장, 지상부 건물율, 지하부 건물율은 25, 50 kPa의 처리 조건에서 유의차가 인정되었다 7일째 생장조사 결과와는 다르게 25, 50, 101.3 kPa의 처리조건에서 엽수, 엽폭, 엽면적, 뿌리길이, 지상부 생체중, 지상부 건물율, 엽색의 saturation 값의 유의차가 인정되지 않았다. 상기의 결과로부터 25, 50 kPa의 저압조건에서도 상추의 재배가 가능함을 확인하였다. 한편, 작물로부터의 증산과 배양액으로부터의 증발로 말미암아 저압 챔버내의 상대습도가 높은 수준으로 유지되었고, 이로 인하여 저압 챔버 내부 표면에 응축수가 발생되었다. 이러한 응축수는 저압 챔버 내부로 투과되는 광양을 저하 시키므로 작물의 생장에 부정적인 영향을 미치게 된다. 그러므로 저압 챔버 내의 높은 상대습도를 적절한 수준으로 제어할 수 있는 기술 개발이 요청된다.
430-470nm의 청색광 영역과 630-670nm의 적색광 영역을 5nm 간격으로 세분화한 LED를 인공광원으로 사용하고, 냉백색형광등을 대조구로 사용한 가운데 적치마상추(Lactuca sativa L. '중생종', 흥농씨앗)의 생장 및 안토시아닌 함량에 미치는 적색광 또는 청색광 LED의 피크파장에 따른 광질조사 효과를 분석하였다. 페쇄형 시스템 내에서 생장된 상추의 재배조건은 광주기 16/8h, 기온 $22/18^{\circ}C$, 습도 70%, $CO_2$ 농도 $400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 설정하였고, 베드 면에서의 PPF를 $201{\pm}2\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 조절하였다. 정식 후 21일째에 측정된 상추의 생장 특성과 안토시아닌 함량은 청색광 또는 적색광 LED의 피크파장에 따라 유의차가 다르게 나타났다. 본 연구에서 처리된 LED의 피크파장 가운데 R1 처리구(피크파장 634nm)와 R6 처리구(피크파장 659nm)가 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 광합성속도의 증가에 효과적이었다. 한편 안토시아닌의 축적에 B5 처리구(피크파장 450nm)가 효과적이었다. 상추 잎의 안토시아닌 함량은 엽색의 hue 값이 작아지거나, 또는 SPAD 값이 커질수록 직선적인 관계를 이루면서 증가하였다. 결론적으로 본 연구에서 얻어진 피크파장 634nm와 659nm의 적색광, 450nm의 청색광은 엽채류의 생산량 증대와 안토시아닌 함량의 증진에 필요한 광질로서 활용될 것이다.
본 연구는 DFT 재배 시스템을 이용한 밀폐형 식물생산시스템에 MB처리 유무에 따른 상추(Lactuca sativa L.)와 배초향(Agastache rugosa Kuntze)의 생육과 양액 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추와 배초향은 밀폐형 식물생산시스템에서 23일간 재배되었다. MB는 매일 9시, 13시, 17시에 5분씩 16일간 처리하였다. 상추와 배초향의 엽장, 엽폭, 엽면적, 생체중 및 건물중은 MB처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮았다. 상추와 배초향의 총 뿌리길이, 뿌리 표면적, 근단 수도 MB처리구에서 유의적으로 낮게 나타났다. 평균 뿌리 직경의 경우, 상추는 처리 간에 차이가 없었으나, 배초향은 MB처리구에서 유의적으로 굵어 종 간에 차이가 있음을 확인하였다. 본 연구 결과, DFT 방식으로 상추와 배초향을 재배할 때 MB 처리는 비생물적 스트레스를 유발하여 생육을 억제하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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