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문제 정의
- 따라서 본 연구는 실내 조경 공간에 많이 도입되고 있는 데코라고무나무(及cus elastica Roxb. var. decora Hort), 스파티필럼(Spathiphyllum 'Clevelandi'), 크로톤(Codiaeum vaiiegatum Blume var. pictum Mtell. Arg. 'Exalant'), 코르딜리네 (Cbrc饨ne terminalis Kunth var. red edge Hort) 를 공시식물로 선정하여 실내 조경공간에 도입해 볼 수 있는 인공광 중 태양광과 흡사하고 초기 설치 비용이 저렴한 형광등(지철근 등, 2004)을 중심으로 생육 반응을 살펴보고 적정 광도 범위를 제시하여 관상가치를 높이고 관리 비용을 절감할 수 있는 형광등 도입방안에 대한 기초연구로 활용하고자 한다
- 본 연구는 실험여건상 현재 실내조경공간에 가장 많이 도입되고 있는 실내식물을 한정적으로 도입하여 형광등에 따른 광도에 대한 영향을 살펴보았다. 향후 보다 많은 실내식물에 대한 다양한 광원에 대한 식물의 영향 및 적정광도에 대한 활발한 연구가 이루어져야할 것으로 판단된다.
제안 방법
- 공시식물은 20일간 순화과정을 거친 후 각 실험구당 5개씩 3반복으로 식재하였으며, 식물의 형태적 측정요소로는 엽폭, 엽장, 초장, 절간장, 엽병장, 엽수, 엽록소 함량 등을 측정하였으며 이때 절간장은 세번째 마디를 기준으로 하였고 엽장과 엽폭은 정단부로부터 5cm 이내에서 가장 큰 잎의 길이를 측정하였다.
- 광원은 자연광과 인공광 중 선행 연구 논문에서 현재 실내 조경 공간에 가장 많이 도입되고 있는 형광등(방광자 등, 1998)을 선정하였고 광도의 범위는 실내 조경공간의 평균 광도에 대한 현장 조사 결과를 토대로 자연광과 형광등을 lOOhg 5001UX, LOOOlux, 2,0001ux로 정하여 8개의 실험구를 설정하였고 광의 조사(照射)시간은 ] 일 12시간으로 하였다.
- 또한 광도와 체내식물과의 상호관계성을 알아보고 자식물체의 광합성 활성을 광합성 측정장치(LI-6400, LI-Cor, USA (2000)를 사용하여 측정하였는데, 측정 시간은 식물체의 광합성 주기를 고려하여 오전 11시부터 3 시 사이에 각 식물당 완전히 전개된 상부엽 3엽을 선택하여 측정치의 평균을 구하였다. 쳄버 내의 조건은 기온 25 ℃, 상대습도 50%, CCfe 농도 400±30博 이의 조건에서 수행하였고 모든 공시식물의 광합성량 측정은 5회 반복 수행하였다 분석항목은 광합성율(Pn), CQ 흡수율(CQ), 세포 내 CQ 농도(Ci), 대기 중 CQ? 농도 (Ca), 기공전도도(Cs), 증산량(Tr) 등을 측정하였다 수분 이용효율(water use efficiency: WUE)은 Malmstrom (1997)의 방법에 따라 (Ca-Ci)/Tr(mmol mof1) 의 식으로 산정하였으며 CO2 이용효율(CQ use efficiency: CUE)은 대기 중 CQ 농도(Ca)에 대한 세포 내 CQ농도(Ci)의 비율로 산정하였다.
- 측정치의 평균을 구하였다. 쳄버 내의 조건은 기온 25 ℃, 상대습도 50%, CCfe 농도 400±30博 이의 조건에서 수행하였고 모든 공시식물의 광합성량 측정은 5회 반복 수행하였다 분석항목은 광합성율(Pn), CQ 흡수율(CQ), 세포 내 CQ 농도(Ci), 대기 중 CQ? 농도 (Ca), 기공전도도(Cs), 증산량(Tr) 등을 측정하였다 수분 이용효율(water use efficiency: WUE)은 Malmstrom (1997)의 방법에 따라 (Ca-Ci)/Tr(mmol mof1) 의 식으로 산정하였으며 CO2 이용효율(CQ use efficiency: CUE)은 대기 중 CQ 농도(Ca)에 대한 세포 내 CQ농도(Ci)의 비율로 산정하였다.
대상 데이터
- 식재시 배양토는 피트모스, 펄라이트 버미큘라이트, 마사토를 1 : 1 : 1 : 1로 혼합하여 사용하였고 실험기간은 2004년 4월 20일부터 2005년 4월 20일까지 진주산업대학교 원예학과 온실에서 수행되었다.
데이터처리
- 실험 결과에 대한 통계처리는 SAS Ver. 6.12(SAS Institute Inc., 1996) 프로그램을 이용하여 분산분석 하였으며 Duncan의 다중범위검정(5%)에 준하여 평균치간의 차이에 대한 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 농도 (Ca), 기공전도도(Cs), 증산량(Tr) 등을 측정하였다 수분 이용효율(water use efficiency: WUE)은 Malmstrom (1997)의 방법에 따라 (Ca-Ci)/Tr(mmol mof1) 의 식으로 산정하였으며 CO2 이용효율(CQ use efficiency: CUE)은 대기 중 CQ 농도(Ca)에 대한 세포 내 CQ농도(Ci)의 비율로 산정하였다.
성능/효과
- 이는 8종의 관엽식물 재배시 적정환경조건을 규명하는 실험에서 식물에 따라 적정광도가 달랐다는 결과(최종인 등, 1998)를 뒷받침한 것으로 관상을 목적으로 식물을 도입하고자 형광등을 설치할 때도 적정광도범위를 유지하는 것이 매우 중요하며 코르딜리네를 식재할 경우 5001ux~ l.OOOlux 광도범위에서 설치하는 것이 에너지를 절감하고 식물생육을 원할하게 하여 관상가치를 높이는 데 가장 효율적임을 알 수 있었다.
- 0001UX, 형광등 l.OOOlux, 자연광 2,0001ux, 형광등 5001UX, 자연광 l, 0001ux 순으로 나타나 전반적으로 형광등 하에서 출엽율이 높아 자연광보다 형광등 하에서 훨씬 원활한 생장을 보였고 동일광 원일 경우 광도가 높을수록 출엽율이 높게 나타났다. 또한 크로톤은 녹색에 노랑색과 적색이 가미된 반엽종 식물로 엽색이 화려한 것이 그 특징인데 엽록소 함량을 살펴볼 때, 5001ux 이하에서는 자연광 하에서 잎이 고사하거나 녹색이 탈색되어 형광등에서 그 함량이 높게 나타난 반면 WOOlux 이상에서는 자연광 하에서 높게 나타났는데 이는 안토시안의 증가에 따른 영향으로 형광등 하에서 녹색에 비해 노랑색과 적색이 더 짙어진 것에 기인한 것으로 이러한 결과는 엽색의 화려함을 증폭시키는 효과로 작용하여 관상가치를 더 높이는 결과를 보였으며 식물재배시 자연광보다 백열등이나 형광등의 인공광 하에서 광도가 높을수록 반엽종식물의 무늬가 더욱 뚜렷하다는 연구 결과와 일치하였다(Shen and Seeley, 1983; 설종호 등, 1990; 홍정 등, 1994).
- m-2 . s'순으로 나타나 전반적으로 자연광보다 형광등 하에서 높게 나타나 스파티필럼의 관상 가치 및 신선도를 높이는데 있어서 자연광보다 형광등이 더 효과적인 광원임을 알 수 있었다.
- 그러나 관상가치나 생장율에 있어서 광원 및 광도 간에 가시적인 차이가 있음을 육안으로 식별할 수 있었으며 초장, 엽수, 엽병, 엽록소 함량에서 통계적 유의성을 보였다(Table 3 참조).
- 넷째, 코르딜리네의 경우, 자연광 5001ux이하인 경우 형광등 설치가 필요함을 알 수 있었다. 그러나 형태적 특성과 식물체내의 변화량을 볼 때 LOOOlux를 기준으로 광원에 따른 광도조절이 필요함을 알 수 있었다.
- , 1995). 대기 중 CQ 농도가 동일 광도일 경우 자연광에서 높은 것은 상대적으로 형광등 하에서 광합성율이 높은 것에 기인한 것으로 보이며, 동일 광원일 경우 광도가 높을수록 광합성율이 높아짐에 따라 대기 중 CO2 농도는 감소하는 경향을 보였다. 광합성율은 형광등 2,0001ux에서 2.
- 데코라고무나무의 생육적 특성은 자연광 50이ux에서는 일부 낙엽현상을 보이고 자연광 lOOlux에서는 낙엽 현상이 심해 식물 전체가 고사하는 현상을 보였으며 자연광 LOOOlux 이상부터는 원활한 생육 및 생장을 보였다. 전반적으로 자연광보다 형광등 하에서 원활한 생육 및 생장을 보였으며 동일 광원일 경우 광도가 높을수록 우월한 생장을 보였다(Figure 1 참조).
- 둘째, 스파티필럼의 경우, 자연광 lOOlux에서도 식물전체가 고사하는 현상을 보이지 않아 공시식물중 저광도에 대한 적응력이 가장 우세함을 보였으나 원활한 생장을 위해 5001ux 이상의 광도조건이 필요함을 알 수 있었다. 자연광보다 형광등 하에서 엽색의 발현이 더 좋고식물의 형태가 흐트러지지 않아 관상가치를 목적으로 도입할 경우 보조광으로서 형광등 도입이 효과적임을 알 수 있었다.
- 따라서 실내조경공간으로의 형광등 설치시 식물에 따른 생육적 특성을 고려하여 광도를 조절해 주는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
- 또한 광도 1001ux~l, 0001ux 범위에서 자연광 하에서 엽색이 황화현상을 보이며 옆으로 흐트러져 자란 반면 형광등에서는 모든 광도범위에서 황화현상이 없고 잎이 흐트러지지 않고 위로 곧게 자라 전체적인 미적 균형감을 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였는데 형광등 2, 0001ux에서보다 형광등 LOOOlux에서 엽수의 출엽율이 높고 미적 균형감이 더 좋아 가장 적합한 광조건임을 알 수 있었다.
- 즉, 형광등 하에서는 lOOlux에서도 생육이 가능하고 5001ux 이상에서는 매우 원활한 생장을 보였지만 자연광 하에서는 2,0001ux에서만 원활한 생육을 보였다. 또한 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였는데 형광등보다 자연광 하에서 이러한 현상이 두드러졌으며 모든 형태적 측정요소에서 유의적 차이를 보였다(Table 5 참조). 전반적으로 식물의 생장율은 자연광보다 형광등에서 높게 나타나 엽폭, 엽장, 초장, 절간장 등은 형광등 2, 0001ux에서 가장 높게 나타났으며 대체적으로 동일광원 하에서 광도가 높을수록 생장율이 높게 나타났다.
- 또한 자연광일 경우, 관상가치 및 생장율에 있어서 광도가 높을수록 우월한 상태를 보였지만 형광등일 경우 관상 가치는 2,0001ux에서 보다 5001ux~LOOOlux에서 더 좋은 것을 알 수 있었다. 실험결과 형광등 2, 0001ux에서 엽색의 탈색 및 황화현상이 두드러지고 하엽이 고사한 반면 5001ux ~ LOOOlux에서 출엽율은 약간 낮았지만 적색이 더 뚜렷해지며 엽색의 황변현상도 적어 관상 가치가 더 좋은 것을 가시적으로 알 수 있었다.
- 전반적으로 자연광보다 형광등 하에서 원활한 생장을 보여 자연광의 광도가 5001UX 이하인 경우 형광등 설치가 효율적임을 알 수 있었다. 또한 전반적으로 동일광원일 경우 광도가 높을수록 생장율이 높고 생육상태가 좋은 것으로 나타났으나 공시식물에 따라 적정광도범위 및 최적광도는 차이가 있음을 알 수 있었다.
- 매우 높음을 알 수 있었다. 또한 형광등 2, 0001ux에서 가장 원활한 생장을 보여 광도가 높을수록 생육 및 생장이 좋음을 파악할 수 있었다. 최적광도는 형광등 2,0001ux임을 알 수 있었다.
- 즉 1001UX-5001UX 범위에서는 자연광보다 형광등에서 생육상태 및 관상가치가 더 우월하였다. 반면, l, 0001ux~2,0001ux 범위에서는 형광등보다 자연광에서 출엽율이 높고 엽색발현이 좋아 관상가치가 더 좋은 것을 알 수 있었다.
- 생리적 활성에 있어서 세포 내 CQ농도, 증산랴 CO2 이용효율에서 통계적 유의성을 보였다. 증산량은 형광등보다 자연광 하에서 대체적으로 많이 이루어진 것을볼 수 있었으며 광도가 높을수록 증산량이 증가하였다.
- 이러한 결과는 증산작용에는 여러 환경요인들이 영향을 미치지만 일정한 온도에서 광도가 높을수록 증산량이 증가하며 일반적으로 고온에서 광합성율이 높으면 증가하는 경향을 보였다는 연구 결과와 일치하였다(손기철과 김미경, 1998). 세포 내 CQ 농도 및 수분 이용효율은 관엽식물이 일반적으로 나타내는 범위내에서 교환이 이루어졌으며 광도가 높을수록 CQ 고정율이 높게 나타났다. 광합성율을 볼 때, 자연광 ZOOOlux에서 3.
- 셋째, 크로톤의 경우 자연광에 있어서 LOOOlux에서도 원활한 생장을 보이지 않았지만 형광등 하에서 lOOlux 에서도 생육이 가능하고 5001ux 이상에서 원활한 생장을 보여 다른 공시식물보다 보조광원으로서 형광등 설치요구도가 매우 높음을 알 수 있었다. 또한 형광등 2, 0001ux에서 가장 원활한 생장을 보여 광도가 높을수록 생육 및 생장이 좋음을 파악할 수 있었다.
- 스파티필럼의 생육은 자연광 1001UX에서 일부 낙엽지거나 황화현상을 보였으나 식물 전체가 고사한 경우는없어 모든 광도범위에서 생육이 가능한 것으로 나타나공시식물 중 낮은 광도조건에 대한 적응력이 가장 우월한 것을 알 수 있었다(Figure 2 참조).
- 식물의 생리적 활성에 관한 변화는 대기 중 CQ 농도와 CQ 흡수율에서 통계적으로 유의성이 있는 것으로 나타났다(Table 2 참조). 실내에 도입된 식물은 생리작용인 광합성 작용을 통해 CO2를 흡수하고。2를 방출한다.
- 것을 알 수 있었다. 실험결과 형광등 2, 0001ux에서 엽색의 탈색 및 황화현상이 두드러지고 하엽이 고사한 반면 5001ux ~ LOOOlux에서 출엽율은 약간 낮았지만 적색이 더 뚜렷해지며 엽색의 황변현상도 적어 관상 가치가 더 좋은 것을 가시적으로 알 수 있었다. 이러한 영향은 식물의 생리적 체내활성결과에서도 확인할 수 있었다(Table 8 참조).
- 많이 출엽하였다. 엽폭과 엽장은 광도가 높을수록 많은 생장을 보였으나 광원간에는 일정한 경향을 볼 수 없었으며 초장과 절간장은 자연광보다 형광등 하에서 우월한 생장을 보였으며 광도가 높을수록 높은 생장율을 보였다.
- 이상 공시식물에 있어 형광등을 설치해야할 광요구조건과 식물의 신선도를 잘 유지하여 관상가치가 가장 좋은 적정광도 범위는 공시식물에 따라 다르게 나타났다. 전반적으로 자연광보다 형광등 하에서 원활한 생장을 보여 자연광의 광도가 5001UX 이하인 경우 형광등 설치가 효율적임을 알 수 있었다.
- 자연광보다 형광등 하에서 엽색의 발현이 더 좋고식물의 형태가 흐트러지지 않아 관상가치를 목적으로 도입할 경우 보조광으로서 형광등 도입이 효과적임을 알 수 있었다. 전반적으로 자연광의 경우 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였지만 형광등의 경우 2, 0001ux보다 l, 0001ux에서 엽수의 출엽율이 높아 미적 균형감이 있고 체내활성도 좋아 보조광으로서 형광등을 설치할 경우 l, 0001ux 이상 높이는 것은 오히려 비효율적임을 알 수 있었다.
- 자연광보다형광등 하에서 더 원활한 생육 및 생장상태를 보였으며 형광등을 도입할 경우 5001ux 이상의 광도조건을 조성해 주는 것이 효율적이며 광도가 높을수록 관상가치가 좋아 형광등 2,0001ux에서 가장 높았다.
- 또한 광도 1001ux~l, 0001ux 범위에서 자연광 하에서 엽색이 황화현상을 보이며 옆으로 흐트러져 자란 반면 형광등에서는 모든 광도범위에서 황화현상이 없고 잎이 흐트러지지 않고 위로 곧게 자라 전체적인 미적 균형감을 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였는데 형광등 2, 0001ux에서보다 형광등 LOOOlux에서 엽수의 출엽율이 높고 미적 균형감이 더 좋아 가장 적합한 광조건임을 알 수 있었다. 이러한 현상은 Hill 반응의 손상과 기공의 CQ에 대한 민감도에 기인한다고 하며 저온 및 광도 5001ux이하에서도 생육이 원활한 Hedera helix가 인공광 3, 0001ux이상에서는 스트레스를 받아 광합성율이 현저히 감소하며 관상가치가 떨어진다는 연구결과와 유사하였다(Bauer, 1979; Bauer, and Senser, 1987).
- 또한 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였는데 형광등보다 자연광 하에서 이러한 현상이 두드러졌으며 모든 형태적 측정요소에서 유의적 차이를 보였다(Table 5 참조). 전반적으로 식물의 생장율은 자연광보다 형광등에서 높게 나타나 엽폭, 엽장, 초장, 절간장 등은 형광등 2, 0001ux에서 가장 높게 나타났으며 대체적으로 동일광원 하에서 광도가 높을수록 생장율이 높게 나타났다. 식물의 원활한 생장 및 관상가치를 가늠해 볼 수 있는 척도로써의 엽수에서도 형광등 2.
- 전반적으로 엽폭, 엽장, 초장, 절간자 엽병 등 식물의 생장율은 자연광보다 형광등 하에서 높은 것으로 나타났으나 엽수를 비롯한 엽색의 발현에 따른 관상가치는 l, 0001ux를 기준으로 다른 양상을 보였다. 즉 1001UX-5001UX 범위에서는 자연광보다 형광등에서 생육상태 및 관상가치가 더 우월하였다.
- 전반적으로 자연광보다 형광등 하에서 원활한 생육 및 생장을 보였으며 동일 광원일 경우 광도가 높을수록 우월한 생장을 보였다(Figure 1 참조).
- 전반적으로 자연광보다 형광등 하에서 원활한 생장을 보여 자연광의 광도가 5001UX 이하인 경우 형광등 설치가 효율적임을 알 수 있었다. 또한 전반적으로 동일광원일 경우 광도가 높을수록 생장율이 높고 생육상태가 좋은 것으로 나타났으나 공시식물에 따라 적정광도범위 및 최적광도는 차이가 있음을 알 수 있었다.
- 자연광보다 형광등 하에서 엽색의 발현이 더 좋고식물의 형태가 흐트러지지 않아 관상가치를 목적으로 도입할 경우 보조광으로서 형광등 도입이 효과적임을 알 수 있었다. 전반적으로 자연광의 경우 광도가 높을수록 원활한 생장을 보였지만 형광등의 경우 2, 0001ux보다 l, 0001ux에서 엽수의 출엽율이 높아 미적 균형감이 있고 체내활성도 좋아 보조광으로서 형광등을 설치할 경우 l, 0001ux 이상 높이는 것은 오히려 비효율적임을 알 수 있었다.
- 통계적 유의성을 보였다. 증산량은 형광등보다 자연광 하에서 대체적으로 많이 이루어진 것을볼 수 있었으며 광도가 높을수록 증산량이 증가하였다. 이러한 결과는 증산작용에는 여러 환경요인들이 영향을 미치지만 일정한 온도에서 광도가 높을수록 증산량이 증가하며 일반적으로 고온에서 광합성율이 높으면 증가하는 경향을 보였다는 연구 결과와 일치하였다(손기철과 김미경, 1998).
- 첫째, 데코라고무나무의 생육특성을 살펴볼 때, 유입되는 자연광의 광도가 5001ux 이하일 경우 보조광으로서 형광등 설치가 필요한 것으로 나타났다. 자연광보다형광등 하에서 더 원활한 생육 및 생장상태를 보였으며 형광등을 도입할 경우 5001ux 이상의 광도조건을 조성해 주는 것이 효율적이며 광도가 높을수록 관상가치가 좋아 형광등 2,0001ux에서 가장 높았다.
후속연구
- 따른 광도에 대한 영향을 살펴보았다. 향후 보다 많은 실내식물에 대한 다양한 광원에 대한 식물의 영향 및 적정광도에 대한 활발한 연구가 이루어져야할 것으로 판단된다.
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