수경재배 시스템과 지하부 온도가 고추냉이 생육과 allyl isothiocyanate 함량에 미치는 영향 Effects of hydroponic system and root zone temperature on growth and allyl isothiocyanate content of wasabia japonica Matsum원문보기
본 연구에서는 수경재배 시스템 및 지하부 온도에 따른 고추냉이 생육 및 allyl isothiocyanate 함량을 구명하고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 고추냉이 생육 및 allyl isothiocyanate 함량에 적합한 수경재배 시스템을 구명하기 위해 고형 배지경인 피트모스, 입상 암면, 코이어, 코이어와 ...
본 연구에서는 수경재배 시스템 및 지하부 온도에 따른 고추냉이 생육 및 allyl isothiocyanate 함량을 구명하고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 고추냉이 생육 및 allyl isothiocyanate 함량에 적합한 수경재배 시스템을 구명하기 위해 고형 배지경인 피트모스, 입상 암면, 코이어, 코이어와 펄라이트를 1:1로 혼합한 배지 및 펄라이트 단용 배지; 순수 수경 시스템인 담액수경 시스템, 분무경 및 NFT 시스템 방식을 사용해서 재배한 결과 수경재배 시스템에서 근권내 전기전도도(EC)의 변화가 안정적이었다. 고형 배지경에서의 pH 변화는 전반적으로 차이가 크게 나타나지 않았으나 순수 수경재배는 고형 배지경에 비해 변화 폭이 크게 나타났다. 특히 담액 시스템에 비해 NFT와 분무경 시스템에서 pH의 변화가 컸다. 순수 수경재배에 비해 배지경에서는 광합성, 증산율, 기공전도도 및 엽록소 함량이 높게 나타났으며. 고형배지 종류에 따라서 잎의 광합성률, 기공전도도, 증산률 및 엽록소 함량은 통기성 및 투수성이 높은 배지경인 펄라이트와 코이어 1:1로 혼합배지 또는 코이어 단용 배지 및 펄라이트 처리구에서 높게 나타났다. 반면에 함수량이 지나치게 많아 과습의 우려가 있는 피트모스 처리구에서는 낮은 결과를 보였다. 고형 배지경에 비해 순수 수경재배에서 낮은 광합성률 및 생육과 함께 상품 수량도 낮게 나타났다. 고형배지 종류에 따른 상품 수량도 코이어와 펄라이트를 1:1로 혼합한 배지에서 제일 높았으며 또한 통기성과 보수력이 뛰어난 코이어 및 펄라이트 단용 배지에서도 높게 나타났다. 반면에 피트모스 처리구에서는 상품 수량이 낮게 나타났다. Allyl isothiocyanate 함량은 순수 수경재배보다 고형 배지경에서 높았고 그 중에서 입상암면, 코이어, 코이어와 펄라이트의 1:1 혼합배지순으로 높았다. 비타민 C함량은 고형배지경 중에 코이어 단용 처리구에서 제일 높았고 광합성률 및 생육이 제일 좋았던 코이어와 펄라이트 1:1 혼합배지에서 가장 낮은 결과를 나타냈다.
고추냉이 생육과 주 성분인 allyl isotiocyanate 함량에 적합한 지하부 온도를 구명하기 위해 지하부 온도를 15oC, 20oC 및 25oC로 각각 다르게 해서 실험한 결과 근권내 배양액의 pH와 EC 변화는 모든 처리구에서 전반적으로 차이가 크게 나타나지 않았다. 배양액내 무기이온 중 NO3-N, Mg의 함량은 모든 처리구에서 큰 변화를 보이지 않았으나 배양액내 K 함량은 모든 처리구에서 처리후 2주까지 감소하였고 이후 약간 증가하는 경향을 보였다. 반면에 배양액내 Ca 함량은 모든 처리구에서 처리후 2주까지 증가하며 이후 점차 감소하는 경향을 나타냈다.
고추냉이 광합성률, 기공전도도, 증산량, 엽록소 함량 및 근활력이 생육 초기에는 20oC에서 가장 높게 나타났으며 고온도 처리인 25oC에서 가장 낮게 나타났다. 재배기간이 길어짐에 따라 가장 낮은 온도 처리인 15oC에서 광합성률, 기공전도도, 증산속도, 엽록소 함량 및 근활력이 가장 높게 나타났고, 또한 고온도 처리인 25oC에서는 반대의 결과를 보였다. 고추냉이 생육초기에는 20oC에서 생육이 좋았으나, 중반부터는 15℃ 에서 생육이 가장 높아 생산성에서 25℃에 비해 3.5배 수준으로 높은 수량을 나타내었다. 고추냉이 잎의 allyl isothiocyanate 함량은 생육초기에는 20℃에서 함량이 가장 높게 나타나 광합성률과 생육조사 결과와 일치하였으나 재배기간이 길어지고 지하부 온도가 낮아짐에 따라서 allyl isothiocyanate 함량도 높아지는 결과를 보였다. 비타민 C 함량은 allyl isothiocyanate 함량과는 달리 재배기간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향을 보였다.
이상의 결과를 종합해 볼 때 고추냉이 생육과 allyl isothiocyanate 함량에 수경재배 시스템 중에서 코이어 단용 배지 및 코어와 펄라이트를 1:1로 혼합한 배지가 적합하며 생육초기에는 20℃에서 유지하다기 중반부터는 15℃ 내외로 조절하는 것이 적합한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 수경재배 시스템 및 지하부 온도에 따른 고추냉이 생육 및 allyl isothiocyanate 함량을 구명하고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 고추냉이 생육 및 allyl isothiocyanate 함량에 적합한 수경재배 시스템을 구명하기 위해 고형 배지경인 피트모스, 입상 암면, 코이어, 코이어와 펄라이트를 1:1로 혼합한 배지 및 펄라이트 단용 배지; 순수 수경 시스템인 담액수경 시스템, 분무경 및 NFT 시스템 방식을 사용해서 재배한 결과 수경재배 시스템에서 근권내 전기전도도(EC)의 변화가 안정적이었다. 고형 배지경에서의 pH 변화는 전반적으로 차이가 크게 나타나지 않았으나 순수 수경재배는 고형 배지경에 비해 변화 폭이 크게 나타났다. 특히 담액 시스템에 비해 NFT와 분무경 시스템에서 pH의 변화가 컸다. 순수 수경재배에 비해 배지경에서는 광합성, 증산율, 기공전도도 및 엽록소 함량이 높게 나타났으며. 고형배지 종류에 따라서 잎의 광합성률, 기공전도도, 증산률 및 엽록소 함량은 통기성 및 투수성이 높은 배지경인 펄라이트와 코이어 1:1로 혼합배지 또는 코이어 단용 배지 및 펄라이트 처리구에서 높게 나타났다. 반면에 함수량이 지나치게 많아 과습의 우려가 있는 피트모스 처리구에서는 낮은 결과를 보였다. 고형 배지경에 비해 순수 수경재배에서 낮은 광합성률 및 생육과 함께 상품 수량도 낮게 나타났다. 고형배지 종류에 따른 상품 수량도 코이어와 펄라이트를 1:1로 혼합한 배지에서 제일 높았으며 또한 통기성과 보수력이 뛰어난 코이어 및 펄라이트 단용 배지에서도 높게 나타났다. 반면에 피트모스 처리구에서는 상품 수량이 낮게 나타났다. Allyl isothiocyanate 함량은 순수 수경재배보다 고형 배지경에서 높았고 그 중에서 입상암면, 코이어, 코이어와 펄라이트의 1:1 혼합배지순으로 높았다. 비타민 C함량은 고형배지경 중에 코이어 단용 처리구에서 제일 높았고 광합성률 및 생육이 제일 좋았던 코이어와 펄라이트 1:1 혼합배지에서 가장 낮은 결과를 나타냈다.
고추냉이 생육과 주 성분인 allyl isotiocyanate 함량에 적합한 지하부 온도를 구명하기 위해 지하부 온도를 15oC, 20oC 및 25oC로 각각 다르게 해서 실험한 결과 근권내 배양액의 pH와 EC 변화는 모든 처리구에서 전반적으로 차이가 크게 나타나지 않았다. 배양액내 무기이온 중 NO3-N, Mg의 함량은 모든 처리구에서 큰 변화를 보이지 않았으나 배양액내 K 함량은 모든 처리구에서 처리후 2주까지 감소하였고 이후 약간 증가하는 경향을 보였다. 반면에 배양액내 Ca 함량은 모든 처리구에서 처리후 2주까지 증가하며 이후 점차 감소하는 경향을 나타냈다.
고추냉이 광합성률, 기공전도도, 증산량, 엽록소 함량 및 근활력이 생육 초기에는 20oC에서 가장 높게 나타났으며 고온도 처리인 25oC에서 가장 낮게 나타났다. 재배기간이 길어짐에 따라 가장 낮은 온도 처리인 15oC에서 광합성률, 기공전도도, 증산속도, 엽록소 함량 및 근활력이 가장 높게 나타났고, 또한 고온도 처리인 25oC에서는 반대의 결과를 보였다. 고추냉이 생육초기에는 20oC에서 생육이 좋았으나, 중반부터는 15℃ 에서 생육이 가장 높아 생산성에서 25℃에 비해 3.5배 수준으로 높은 수량을 나타내었다. 고추냉이 잎의 allyl isothiocyanate 함량은 생육초기에는 20℃에서 함량이 가장 높게 나타나 광합성률과 생육조사 결과와 일치하였으나 재배기간이 길어지고 지하부 온도가 낮아짐에 따라서 allyl isothiocyanate 함량도 높아지는 결과를 보였다. 비타민 C 함량은 allyl isothiocyanate 함량과는 달리 재배기간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향을 보였다.
이상의 결과를 종합해 볼 때 고추냉이 생육과 allyl isothiocyanate 함량에 수경재배 시스템 중에서 코이어 단용 배지 및 코어와 펄라이트를 1:1로 혼합한 배지가 적합하며 생육초기에는 20℃에서 유지하다기 중반부터는 15℃ 내외로 조절하는 것이 적합한 것으로 판단된다.
This experiment was conducted to investigate the possibility for leaf production and to identify allyl isothiocyanate content of wasabi (Wasabia japonica Matsum) using hydroponic systems and different root zone temperature.
To examine the hydroponic system suitable for wasabi production, wasabi seed...
This experiment was conducted to investigate the possibility for leaf production and to identify allyl isothiocyanate content of wasabi (Wasabia japonica Matsum) using hydroponic systems and different root zone temperature.
To examine the hydroponic system suitable for wasabi production, wasabi seedlings were grown in the substrate hydroponic systems [; perlite, coir, peatmoss, mixed substrate of coir +perlites (1:1) and rockwool culture] and liquid (nonaggregate) systems [DFT, NFT, and aeroponics].
Changes of electrical conductivity (EC) were stable in the liquid systems. No remarkable changes were observed in pH of substrate hydroponic systems. But the changes of pH in the nutrient solution were higher in the liquid system than substrate hydroponics. Particularly the change was higher in the NFT and aeroponic system than DFT system. The photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductivity and chlorophyll content were higher in the substrate hydroponics than those in the liquid systems. The photosynthesis of wasabi plants grown in substrates with high air and water permeability substrates, such as mixed substrate of coir+perlites (1:1), coir, and perlite, was much higher among the substrate hydroponics. On the other hands, the peatmoss culture was lower than other substrate hydroponics, because of too much water content. The number of marketable leaf was lower in the liquid system than substrate hydroponics. The number of marketable leaf was higher in mixed substrate of coir+perlites (1:1). The other way, the lowest marketable leaf number was shown at peatmoss culture. Gas chromatography (GC) analyses determined contents of allyl isothiocyanate in the leaf tissue were higher at the rockwool>coir>mixed substrate of coir+perlites (1:1) in the substrate hydroponics than liquid systems. High performance liquid chromatograph system (HPLC) analyses determined that vitamin C content were most high at the coir substrate.
A study was conducted to investigate the optimal root zone temperature for wasabi growth and production of allyl isothiocyanate content. The effect of temperature rate was in sequence of 15℃, 20℃ and 25℃.
Changes of pH and EC were no considerable changes in all the temperature levels. The changes of concentration of NO₃-N and Mg in root environment were minimal for the entire growth period. The concentration of K in solution was decreased during two weeks after transplanting, and then was shown a tendency to little increase, while Ca concentration was increased during two weeks after transplanting in all treatments, and then was gradually decreased from two weeks after transplanting. The photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, chlorophyll content and root activities were measured in different temperature levels at 30 days after transplanting. These results showed that, 20℃ treatment was high, but low in 25℃ treatments. As latter stage of growth approached, photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, chlorophyll content and root activity were increased in 15℃ treatment. In early growth period of wasabi was high at 20℃ treatments, but it was increasing at 15℃ treatment in the 30, 90 days after transplanting. Productivity of wasabi leaf was 3.5 times more higher than that in 25℃ treatments. Content of allyl isothiocyanate was higher at the 20℃ treatments in the early growth of wasabi. This result was according to photosynthesis and growth analyses.
Considering the results above, it can be concluded that the coir and mixed substrate of coir+perlites (1:1) was suitable on growth and allyl isotiocyanate content of wasabi. The suitable root zone temperature was 20℃ in the early growth of wasabi but then controlled that 15℃ was suitable on growth of wasabi.
This experiment was conducted to investigate the possibility for leaf production and to identify allyl isothiocyanate content of wasabi (Wasabia japonica Matsum) using hydroponic systems and different root zone temperature.
To examine the hydroponic system suitable for wasabi production, wasabi seedlings were grown in the substrate hydroponic systems [; perlite, coir, peatmoss, mixed substrate of coir +perlites (1:1) and rockwool culture] and liquid (nonaggregate) systems [DFT, NFT, and aeroponics].
Changes of electrical conductivity (EC) were stable in the liquid systems. No remarkable changes were observed in pH of substrate hydroponic systems. But the changes of pH in the nutrient solution were higher in the liquid system than substrate hydroponics. Particularly the change was higher in the NFT and aeroponic system than DFT system. The photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductivity and chlorophyll content were higher in the substrate hydroponics than those in the liquid systems. The photosynthesis of wasabi plants grown in substrates with high air and water permeability substrates, such as mixed substrate of coir+perlites (1:1), coir, and perlite, was much higher among the substrate hydroponics. On the other hands, the peatmoss culture was lower than other substrate hydroponics, because of too much water content. The number of marketable leaf was lower in the liquid system than substrate hydroponics. The number of marketable leaf was higher in mixed substrate of coir+perlites (1:1). The other way, the lowest marketable leaf number was shown at peatmoss culture. Gas chromatography (GC) analyses determined contents of allyl isothiocyanate in the leaf tissue were higher at the rockwool>coir>mixed substrate of coir+perlites (1:1) in the substrate hydroponics than liquid systems. High performance liquid chromatograph system (HPLC) analyses determined that vitamin C content were most high at the coir substrate.
A study was conducted to investigate the optimal root zone temperature for wasabi growth and production of allyl isothiocyanate content. The effect of temperature rate was in sequence of 15℃, 20℃ and 25℃.
Changes of pH and EC were no considerable changes in all the temperature levels. The changes of concentration of NO₃-N and Mg in root environment were minimal for the entire growth period. The concentration of K in solution was decreased during two weeks after transplanting, and then was shown a tendency to little increase, while Ca concentration was increased during two weeks after transplanting in all treatments, and then was gradually decreased from two weeks after transplanting. The photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, chlorophyll content and root activities were measured in different temperature levels at 30 days after transplanting. These results showed that, 20℃ treatment was high, but low in 25℃ treatments. As latter stage of growth approached, photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, chlorophyll content and root activity were increased in 15℃ treatment. In early growth period of wasabi was high at 20℃ treatments, but it was increasing at 15℃ treatment in the 30, 90 days after transplanting. Productivity of wasabi leaf was 3.5 times more higher than that in 25℃ treatments. Content of allyl isothiocyanate was higher at the 20℃ treatments in the early growth of wasabi. This result was according to photosynthesis and growth analyses.
Considering the results above, it can be concluded that the coir and mixed substrate of coir+perlites (1:1) was suitable on growth and allyl isotiocyanate content of wasabi. The suitable root zone temperature was 20℃ in the early growth of wasabi but then controlled that 15℃ was suitable on growth of wasabi.
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