Echinacea 청정대량생산을 위해 재배환경조절이 강한 수경재배 시스템에서 Echinacea 뿌리와 잎 생산에 적합한 수경재배 시스템을 선발하고자 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 공시작물은 E. angustifolia DC. 와 E. purpurea (L.) Moerch이며 NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, Ebb & Flow등 5가지 시스템을 사용하여 150일간 실험하였다. 120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다. 정식 후 150일 째 지상부 생체중과 건물중은 E. angustifi이za의 경우 분무경과 DFT에서 높았고, E. purpurea는 분무경과 NFT에서 유의성 있게 높았다. 지하부의 생체중 및 건물중은 E. angustifolia와 E. purpurea는 분무경에서 가장 높았고 다음으로 M-NFT에서 높았다 두 종 모두 뿌리의 길이는 두 종 모두 NFT 및 Ebb & Flow 시스템에서 높았고 분얼수는 E. purpurea가 분무경에서 유의적으로 높았다. 따라서 Echinacea의 바이오매스 확보를 위한 수경재배 방식으로 광합성과 지상와 지하부 생육량이 E. angustifolia 와 E. purpurea 모두 높았던 분무경 시스템을 선발하였다.
Echinacea 청정대량생산을 위해 재배환경조절이 강한 수경재배 시스템에서 Echinacea 뿌리와 잎 생산에 적합한 수경재배 시스템을 선발하고자 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 공시작물은 E. angustifolia DC. 와 E. purpurea (L.) Moerch이며 NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, Ebb & Flow등 5가지 시스템을 사용하여 150일간 실험하였다. 120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다. 정식 후 150일 째 지상부 생체중과 건물중은 E. angustifi이za의 경우 분무경과 DFT에서 높았고, E. purpurea는 분무경과 NFT에서 유의성 있게 높았다. 지하부의 생체중 및 건물중은 E. angustifolia와 E. purpurea는 분무경에서 가장 높았고 다음으로 M-NFT에서 높았다 두 종 모두 뿌리의 길이는 두 종 모두 NFT 및 Ebb & Flow 시스템에서 높았고 분얼수는 E. purpurea가 분무경에서 유의적으로 높았다. 따라서 Echinacea의 바이오매스 확보를 위한 수경재배 방식으로 광합성과 지상와 지하부 생육량이 E. angustifolia 와 E. purpurea 모두 높았던 분무경 시스템을 선발하였다.
This experiment was conducted to select optimum hydroponic systems for clean and mass production for shoot and root of Echinacea. E. purpurea and E. angustifolia. were grown at 5 different kinds of hydroponic systems; NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, and Ebb & Flow for 150 days. The lowest photos...
This experiment was conducted to select optimum hydroponic systems for clean and mass production for shoot and root of Echinacea. E. purpurea and E. angustifolia. were grown at 5 different kinds of hydroponic systems; NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, and Ebb & Flow for 150 days. The lowest photosynthetic rate and transpiration rate were in Ebb & Flow system in E. purpurea and E. angustifolia at 120 days after transplanting. The shoot fresh and dry weight were high in aeroponic and DFT system of E. angustifolia and in aeroponic and NFT system of E. purpurea at 150 days after transplanting. The root fresh and dry weight of both species were the highest in aeroponic system and next to modified NFT system. They were increased in NFT and Ebb & Flow system for the root length and in aeroponic system for the number of tillering. The results demonstrate that aeroponic system was the most effective for enhancement shoot and root biomass of Echinacea spp. in hydroponics.
This experiment was conducted to select optimum hydroponic systems for clean and mass production for shoot and root of Echinacea. E. purpurea and E. angustifolia. were grown at 5 different kinds of hydroponic systems; NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, and Ebb & Flow for 150 days. The lowest photosynthetic rate and transpiration rate were in Ebb & Flow system in E. purpurea and E. angustifolia at 120 days after transplanting. The shoot fresh and dry weight were high in aeroponic and DFT system of E. angustifolia and in aeroponic and NFT system of E. purpurea at 150 days after transplanting. The root fresh and dry weight of both species were the highest in aeroponic system and next to modified NFT system. They were increased in NFT and Ebb & Flow system for the root length and in aeroponic system for the number of tillering. The results demonstrate that aeroponic system was the most effective for enhancement shoot and root biomass of Echinacea spp. in hydroponics.
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문제 정의
Echinacea 청정대량생산을 위해 재배환경조절이 강한 수경재배 시스템에서 Echinacea 뿌리와 잎 생산에 적합한 수경재배 시스템을 선발하고자 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 공시작물은 E.
따라서 본 연구는 약용식물로서 Echinacea의 청정 대량생산을 위해 재배환경조절이 가능한 수경재배 시스템에서의 Echinacea 잎과 뿌리 생산에 적합한 수경재배 시스템을 선발하고자 실험을 수행하였다.
제안 방법
NFT와 M-NFT 경우 양액의 공급은 1회 15분, 6~8회/1일, aeroponics는 5분 공급, 15분 정지 사이클로 공급하였으며, Ebb & Flow는 2시간 간격으로 15분씩 공급하였다. Echinacea의 생육을 위해 육묘 및 생육기간 동안 감자배양액(NOj: 13.0, NH:: 1.4, POt: 4.2, K+: 7.5, Ca2+: 5.5, Mg2* 3.5me . 1疽)을 사용하여 전기전도도는 1.5±0.2dSmT, pH 5.8 ±0.1 로 조절하여 배양액을 공급하였다(Chang et al., 2000).
M-NFT는 기존의 박막수경 방식을 변형한 것으로 NFT의 방식과 DFT 가 혼합된 방식으로서 양액이 흐름방식으로 공급된 후 뿌리끝이 일정높이 이상 양액에 잠겨있는 상태의 시스템이다. NFT와 M-NFT 경우 양액의 공급은 1회 15분, 6~8회/1일, aeroponics는 5분 공급, 15분 정지 사이클로 공급하였으며, Ebb & Flow는 2시간 간격으로 15분씩 공급하였다. Echinacea의 생육을 위해 육묘 및 생육기간 동안 감자배양액(NOj: 13.
각각의 수경재배 시스템에 정식 후 120일째 광합성 속도와 증산율을 측정하였고 150일째 생육조사를 실시하였다. 광합성과 증산율의 측정위치는 생장점을 기준으로 한 기부 방향으로 15cm 내외의 완전히 전개된 잎을 측정하였다.
광합성과 증산율의 측정위치는 생장점을 기준으로 한 기부 방향으로 15cm 내외의 완전히 전개된 잎을 측정하였다. 측정 조건은 PAR 800呻ol .
본 실험에 사용한 수경재배 시스템은 NFT(Nutrient film technique), M-NFT(Modified nutrient film technique), DFT(Deep flow technique), aeroponics와 Ebb & Flow 등 5종류를 선택하였다. M-NFT는 기존의 박막수경 방식을 변형한 것으로 NFT의 방식과 DFT 가 혼합된 방식으로서 양액이 흐름방식으로 공급된 후 뿌리끝이 일정높이 이상 양액에 잠겨있는 상태의 시스템이다.
angustifolia DC. 와 E. purpurea (L.) Moerch이며 NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, Ebb & Flow등 5가지 시스템을 사용하여 150일간 실험하였다. 120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다.
육묘시 온실 환경은 주야간 온도 25/15℃, 일장은 16/8h로 조절하였다. 이식 후 45일간 육묘한 후각각의 수경재배 시스템에 2006년 7월 7일 양 지붕형 유리온실에 정식하였으며, 시험구 배치는 완전임의배치 2반복으로 수행하였다.
데이터처리
생육조사항목은 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 엽수, 뿌리길。], 근경, 분얼수를 즉정하였다. 즉정 자료는 최소유의차 검정을 이용하여 통계처리 하였다.
성능/효과
) Moerch이며 NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, Ebb & Flow등 5가지 시스템을 사용하여 150일간 실험하였다. 120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다. 정식 후 150일째 지상부 생체중과 건물중은 E.
cm-2 . 或로 가장 높았고 NFT, DFT, M-NFT 순으로 높게 나타났으며 광합성 속도와 마찬가지로 Ebb & Flow에서 가장 낮은 값을 나타내었다.
두 종 모두 근권의 통기성이 높은 분무경 방식에 서지 상부와 지하부의 바이오매스 확보가 월등했던 것으로 판단된다. Choi 등(2007)이 보고한 고추냉이 잎 생산을 위한 수경재배에서도 분무수경재배 시 광합성 속도와 상품수량, 바이오매스 등이 DFT와 NFT에 비해서 좋은 결과가 나왔음을 보고한 바 있다.
pwpurea는 분무 경에서 가장 높았고 다음으로 M-NFT에서 높았다. 두 종 모두 뿌리의 길이는 두 종 모두 NFT 및 Ebb & Flow 시스템에서 높았고 분얼수는 E. purpurea7} 분무경에서 유의적으로 높았다. 따라서 Echinacea의 바이오매스 확보를 위한 수경재배 방식으로 광합성과 지상와지하부 생육량이 E.
지상부 생육량은 분무경과 DFT에서유의성 있게 높게 나타났으나 뿌리량은 분무경에서만 가장 높게 나타났다. 따라서 E. angMstijblia의 경우 지하부나 가공용으로 사용되는 잎 모두 분무경에서 바이오매스 확보가 가장 효율적인 시스템이라고 할 수 있다.
purpurea7} 분무경에서 유의적으로 높았다. 따라서 Echinacea의 바이오매스 확보를 위한 수경재배 방식으로 광합성과 지상와지하부 생육량이 E. angustifolia 와 E. purpurea 모두 높았던 분무경 시스템을 선발하였다.
국내에서는 아직 약용식물로서 Echinaceae 대한 재배가 이루어지고 있지 않아 생산성 비교가 불가능하나 분무경을 이용한 수경재배 시스템이 주원료로 사용되는 지하부는 물론 가공용으로 사용 가능한 지상부를 목적으로 생산는 약용식물에 효율적이라고 평가된다. 또한 노지에서 Echinacea 생산에 소요되는 기간이 3~4년인 것을 고려한다면 정식 후 5~7개월 정도면 대량 생산이 가능하므로 충분한 경제성이 있을 것으로 판단된다. 그러나 건강보조식품의 원료 이용 측면에서 배지경 재배와 수경재배에서 생산된 Echinacea의 기능성 물질 함량 분석 등은 추후 연구를 통해 보다 면밀한 검토가 이루어져야 하리라 생각된다.
purpureaE. 분무경 방식이 지상부와 지하부의 바이오매스를 확보하는데 가장 적합한 시스템으로 판단되었다. 수경재배 기간 동안 E.
분무경 방식이 지상부와 지하부의 바이오매스를 확보하는데 가장 적합한 시스템으로 판단되었다. 수경재배 기간 동안 E. purpurea 의 지상부 생육량(140.2~256.2g)과 지하부 생육량(38.6~89.lg)은 E. cm匿sti加lia의 지상부 생육량(21.2~ 56.9g), 지하부 생육량(11.5~33卽)에 비해 월등히 높아 종에 따른 생육량 차이를 보였다.
L로 가장 높게 나타났으며 Ebb & Flow에서 가장 낮게 나타났다. 이상의 결과로 보아 양액공급방법에 따른 근권내 용존산소 함량이 가장 높은 분무경을 중심으로 NFT, M- NFT에서 광합성 속도와 증산량이 높게 나타난 것으로 판단된다.
120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다. 정식 후 150일째 지상부 생체중과 건물중은 E. angustifoliae] 경우 분무경과 DFT에서 높았고, E. purpureae: 분무경과 NFT에서 유의성 있게 높았다. 지하부의 생체중 및 건물 중은 E.
5개로 가장 많이 분얼되었다. 지상부 생육량은 분무경과 DFT에서유의성 있게 높게 나타났으나 뿌리량은 분무경에서만 가장 높게 나타났다. 따라서 E.
1과 같다. 지상부 생체중과 엽수는 분무경과 DFT에서 높은 수준을 나타냈고, Ebb & Flow에서 가장 저조한 생육을 나타냈다. 지하부 생체중은 분무경에서 33.
purpurea의 150일 수경재배 시스템에서 생육된 결과이다. 지상부 생체중은 분무경과 NFT에서 각각 256.2g/주과 243.1g/주로 다른 시스템에 비해 월등히 높았으며 Ebb & Flow에서 가장 낮은 생육이 관찰되었다. 지하부 생체중도 분무경에서 가장 높고 M-NFT, DFT, NFT 및 Ebb & Flow 시스템 순으로 낮은 뿌리량 결과를 나타내었다.
1g/주로 다른 시스템에 비해 월등히 높았으며 Ebb & Flow에서 가장 낮은 생육이 관찰되었다. 지하부 생체중도 분무경에서 가장 높고 M-NFT, DFT, NFT 및 Ebb & Flow 시스템 순으로 낮은 뿌리량 결과를 나타내었다. 뿌리 길이는 NFT에서 다른 시스템에 비해 확연히 길게 자라는 특징을 보였다.
지상부 생체중과 엽수는 분무경과 DFT에서 높은 수준을 나타냈고, Ebb & Flow에서 가장 저조한 생육을 나타냈다. 지하부 생체중은 분무경에서 33.34g/ 주로 가장 높은 수준을 나타냈고 DFT에서 가장 낮은 11.48g/주의 생육결과를 보였다. 최대 뿌리길이는 Ebb & Flow와 NFT에서 길게 자라는 특성이 관찰되었고, 분얼되는 특성을 살펴보면 분무경에서 11.
purpureae: 분무경과 NFT에서 유의성 있게 높았다. 지하부의 생체중 및 건물 중은 E. angustifolia와 E. pwpurea는 분무 경에서 가장 높았고 다음으로 M-NFT에서 높았다. 두 종 모두 뿌리의 길이는 두 종 모두 NFT 및 Ebb & Flow 시스템에서 높았고 분얼수는 E.
48g/주의 생육결과를 보였다. 최대 뿌리길이는 Ebb & Flow와 NFT에서 길게 자라는 특성이 관찰되었고, 분얼되는 특성을 살펴보면 분무경에서 11.5개로 가장 많이 분얼되었다. 지상부 생육량은 분무경과 DFT에서유의성 있게 높게 나타났으나 뿌리량은 분무경에서만 가장 높게 나타났다.
후속연구
또한 노지에서 Echinacea 생산에 소요되는 기간이 3~4년인 것을 고려한다면 정식 후 5~7개월 정도면 대량 생산이 가능하므로 충분한 경제성이 있을 것으로 판단된다. 그러나 건강보조식품의 원료 이용 측면에서 배지경 재배와 수경재배에서 생산된 Echinacea의 기능성 물질 함량 분석 등은 추후 연구를 통해 보다 면밀한 검토가 이루어져야 하리라 생각된다.
참고문헌 (9)
Bergeron, C., J.F. Durance, D.V. Livesey, C. Awang, J.T. Amason, J. Rana, B.R. Baum, and W. Letchamo. 2000. A quantitative HPLC method for the quality assurance of Echinacea products on the North American market. Phytochem. Anal. 11:207-215
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Chang, D.C., S.Y. Kim, K.Y. Shin, Y.R. Cho, and Y.B. Lee. 2000. Development of a nutrient solution for potato (Solanum tuberosum L.) seed tuber production in a closed hydroponic system. Kor. J. Hort. Sci. & Technol. 18(3):334-341
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