양액의 순환주기가 담액수경 엽채류의 용존산소 농도, 생육 및 식물영양소의 함량에 미치는 영향 Effect of Circulation Cycle of Nutrient Solution on the Dissolved Oxygen Concentration, and the Growth and Phytonutrient Contents of Leafy Vegetables Grown in DFT Systems원문보기
주요 엽채류 7종의 주년 안정생산을 위한 담액수경 재배 시 양액의 순환주기가 양액의 용존산소 농도, 엽채류의 생육, 그리고 식물영양소의 함량에 미치는 효과를 검토한 결과, 양액을 1일 10분 순환 처리구는 정식 13일 후 용존산소 농도가 급격하게 떨어지고 17일 후에는 2.8mg $L^{-1}$, 20일 후에는 최저 1.5mg $L^{-1}$까지 낮아졌다. 처리 20일 후 7가지 엽채류의 생체중은 1일 10분 처리구에서는 대조구인 10분 순환/110분 정지 처리구에 비해 $0{\sim}24%$ 범위에서 낮아졌으며, 10분 순환/10분 정지 처리구에서는 $-2{\sim}34%$ 증가하였다. 양액의 순환주기가 짧을수록 식물체 엽내 P의 함량이 증가하였으며, 식물체의 C/N율과 비타민 C 함량은 감소하였다. 이상의 결과, 담액수경 엽채류의 안정적인 생육과 식물영영소의 흡수를 위해서 2시간에 10분 정도의 양액 순환 처리가 효율적이었다.
주요 엽채류 7종의 주년 안정생산을 위한 담액수경 재배 시 양액의 순환주기가 양액의 용존산소 농도, 엽채류의 생육, 그리고 식물영양소의 함량에 미치는 효과를 검토한 결과, 양액을 1일 10분 순환 처리구는 정식 13일 후 용존산소 농도가 급격하게 떨어지고 17일 후에는 2.8mg $L^{-1}$, 20일 후에는 최저 1.5mg $L^{-1}$까지 낮아졌다. 처리 20일 후 7가지 엽채류의 생체중은 1일 10분 처리구에서는 대조구인 10분 순환/110분 정지 처리구에 비해 $0{\sim}24%$ 범위에서 낮아졌으며, 10분 순환/10분 정지 처리구에서는 $-2{\sim}34%$ 증가하였다. 양액의 순환주기가 짧을수록 식물체 엽내 P의 함량이 증가하였으며, 식물체의 C/N율과 비타민 C 함량은 감소하였다. 이상의 결과, 담액수경 엽채류의 안정적인 생육과 식물영영소의 흡수를 위해서 2시간에 10분 정도의 양액 순환 처리가 효율적이었다.
To determine the effects of circulation frequency of nutrient solution, three frequencies of 10min. on/10min. off; 10min. on/110min. off; and 10min. on/1,430min. off. treatments were applied to leafy vegetable production using deep flow technique (DFT) systems and their growth and phytonutrient cont...
To determine the effects of circulation frequency of nutrient solution, three frequencies of 10min. on/10min. off; 10min. on/110min. off; and 10min. on/1,430min. off. treatments were applied to leafy vegetable production using deep flow technique (DFT) systems and their growth and phytonutrient content were investigated. In the 10min. on/I,430min. off treatment, dissolved oxygen concentration (DOC) 17 days after treatment decreased to 2.8mg. $L^{-1}$, known to be a low DOC that causes hypoxia, and thereafter decreased to 1.5mg. $L^{-1}$ 20 days after treatment. Fresh weight of 7 leafy vegetables in the 10min. on/1,430min. off treatment was lower by 0${\sim}$24% than those in the 10min. on/110min. off treatment, and those in the 10min. on/10min. off was higher by -2${\sim}$34% than those in the 10min. on/110min. off treatment as control. As the more frequent circulation was applied, the higher phosphorous content and the lower carbon to nitrogen ratio (C/N ratio) and total ascorbic acid contents were resulted. Results indicate that the circulation frequency of 110min, on/110min. off could be recommended for the production of the tested leafy vegetables in DFT systems.
To determine the effects of circulation frequency of nutrient solution, three frequencies of 10min. on/10min. off; 10min. on/110min. off; and 10min. on/1,430min. off. treatments were applied to leafy vegetable production using deep flow technique (DFT) systems and their growth and phytonutrient content were investigated. In the 10min. on/I,430min. off treatment, dissolved oxygen concentration (DOC) 17 days after treatment decreased to 2.8mg. $L^{-1}$, known to be a low DOC that causes hypoxia, and thereafter decreased to 1.5mg. $L^{-1}$ 20 days after treatment. Fresh weight of 7 leafy vegetables in the 10min. on/1,430min. off treatment was lower by 0${\sim}$24% than those in the 10min. on/110min. off treatment, and those in the 10min. on/10min. off was higher by -2${\sim}$34% than those in the 10min. on/110min. off treatment as control. As the more frequent circulation was applied, the higher phosphorous content and the lower carbon to nitrogen ratio (C/N ratio) and total ascorbic acid contents were resulted. Results indicate that the circulation frequency of 110min, on/110min. off could be recommended for the production of the tested leafy vegetables in DFT systems.
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문제 정의
따라서 본 연구는 담액 수경으로 엽채류를 재배할 때양액의 순환주기에 따른 용존산소 농도의 변화를 검토하고 생육, 무기 양분 흡수, 그리고 비타민C 함량에 미치는 효과를 검토하여 수경재배엽 채류의 안정생산을 위한 기초자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
분석에 이용하였다. C/N율은 건조시료 0.2g을평량하여 CNS 분석기(CNS-2000, Reco, USA)로 분석하였으며, 식물체 무기 성분은 식물체 시료 0.5g을 유리 삼각플라스크에 평량하여 넣고 흄 후드 내의 가열 판 위에서 분해액인 ternary solution(HNO3: HClO4:H2SO4, 10:4:1, v/v) lOmL를 넣어 습식 분해하여 냉각시킨 후, 플라스크안의 분해된 시료를 50~70℃ 정도의 증류수로 씻어 100mL로 정량한 다음, P는 vanadate법으로 비색계(Lambda 18, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 각각 측정하였고, 양이온들은 원자흡광분광광도계 (Model 3300, Perkin Elmer, USA)로 분석하였다.
실험 재료는 Table 1과 같다. DFT 시스템은 길이 3.4m, 폭 0.9m, 높이 0.9m, 그리고 베드 깊이 10cm의 스테인레스 재질의 베드아래에 약 450L의 FRP 양액 탱크와 1/4Hry 양액 순환펌프가 부착된 일체형 시스템으로 구성하였다. 배양액은 원시배양액 0.
45 PVDF gm filter(Whatman)로 여과하여 HPLC용 샘플병에 담았다. 분석은 HPLC(Breeze system, Waters, USA)로 하였으며, 분석 조건은 symmetry C18(5pm, 3.9 x 150mm) 컬럼(W12191L-028, Waters, USA), 파장 254nm, 유속 0.5mL - min-1, 전개용매는 20|iM KH2PO4액과 메탄올(90:10, v/v)로 하였다. KH2PO4액은 H3PO4로 pH를 2.
정식 하기 전에 용존산소 측정 시스템 (OxyGuard 8, (주)명선해양산업, 한국)을 설치하였으며, 시운전을 하여 표시값이 안정적으로 측정되는 것을확인한 후 사용하였다. 유리온실에서 162공플러그 용기에서 30일간 육묘한 묘의 근권부를 흰색 부직포로싸서 베드에 정식 하였다. 이후 처리기간 중의 배양액 내용존산소 농도를 모니터링을 하였으며, 재배 기간중 배양액의 pH, EC는 휴대용 pH 측정기(HM-14P, TOA, Japan)와 EC 측정기(CM-14P, TOA, Japan)로오전 9~10시경에 측정을 하였다.
유리온실에서 162공플러그 용기에서 30일간 육묘한 묘의 근권부를 흰색 부직포로싸서 베드에 정식 하였다. 이후 처리기간 중의 배양액 내용존산소 농도를 모니터링을 하였으며, 재배 기간중 배양액의 pH, EC는 휴대용 pH 측정기(HM-14P, TOA, Japan)와 EC 측정기(CM-14P, TOA, Japan)로오전 9~10시경에 측정을 하였다. 양액순환주기 처리는 Table 2와 같이 10분 간격 24시간 타이머를 이용하여 양액 순환 펌프의 작동을 조절하였다.
정식 20일 후에 생육조사를 하였고 생육조사한 시료를 건조기에 넣어 건조한 후 C, N 분석과 식물체 무기 성분 분석에 이용하였다. C/N율은 건조시료 0.
3 범위였다. 정식 하기 전에 용존산소 측정 시스템 (OxyGuard 8, (주)명선해양산업, 한국)을 설치하였으며, 시운전을 하여 표시값이 안정적으로 측정되는 것을확인한 후 사용하였다. 유리온실에서 162공플러그 용기에서 30일간 육묘한 묘의 근권부를 흰색 부직포로싸서 베드에 정식 하였다.
총비타민 C 함량을 분석하기 위해 정식 23일 후에 처리구와 작물별 1주씩 식물체를 채취하였다. 잘게썬 잎 조직 0.
대상 데이터
본 실험은 5월 3일부터 5월 27일까지 원예연구소유리온실에서 수행되었다. 실험 재료는 Table 1과 같다.
데이터처리
L-1 L-ascorbic acid(A-5960, Sigma)로 하였다. 처리 효과에 대한 통계분석은 SAS 통계 프로그램 (SAS 9.1)을 이용하였다.
성능/효과
또한 상추를 P의 흡수가 제한된 조건에서 재배할 경우 질산태질소의 축적이 억제되고, 건물률이 높아지고 당과 유기산 등의 탄수화물이 증가한다는 Buwalda와 Warmenhoven(1999)의 보고와 관련이 있을 것으로 판단되었다. K 함량은 근대를 제외한 다른작물에서 차이가 없었으며, Ca 함량은 시금치, 적근대, 상추, 엔디브에서 차이가 있었으며, Mg 함량은 시금치 , 적근대, 상추, 쑥갓, 엔디브에서 차이가 있었다. 미량원소 중 Zn 함량은 상추에서, Cu는 엔디브에서 차이가 있었다.
또한 10분마다 자주양액을 순환시켜도 2시간에 10분 정도의 양액 순환에비해 생육이나 양분 흡수면에서 뚜렷한 효과가 없음을 확인할 수 있었다. 따라서 2시간에 10분 정도의 순환으로도 엽채류의 생육이나 무기 양분 흡수를 억제하지않는 용존산소 농도가 유지됨을 알 수 있었다. 그러나엽채류 담액 수경재배 시 계절에 따라 서 양액의 온도가변화되므로 이에 따른 양액순환 효과와 용존산소 농도 효과 등에 대한 더욱 정밀한 검토가 요구된다.
저해하는 것을 알 수 있었다. 또한 10분마다 자주양액을 순환시켜도 2시간에 10분 정도의 양액 순환에비해 생육이나 양분 흡수면에서 뚜렷한 효과가 없음을 확인할 수 있었다. 따라서 2시간에 10분 정도의 순환으로도 엽채류의 생육이나 무기 양분 흡수를 억제하지않는 용존산소 농도가 유지됨을 알 수 있었다.
모든 실험작물에서 양액의 순환주기가 짧은 처리에서 생체 중이 무거운 경향을 나타냈다. 최대 근장도 순환주기가 10분 순환/10분 정지 처리구에서 공시한 모든 작물에서 길었다 (Fig.
처리 20일 후 7가지 엽채류의 생체중은 1 일 10분 처리구에서는 대조구인 10분 순환/110분 정지 처리구에 비해 0-24% 범위에서 낮아졌으며, 10분 순환/10분 정지처리구에서는 -2~34% 증가하 였다. 양액의 순환주기가 짧을수록 식물체 엽내 P의 함량이 증가하였으며, 식물체의 C/N율과 비타민 C 함량은 감소하였다. 이상의 결과, 담액 수경 엽채류의 안정적인 생육과 식물영양소의 흡수를 위해서 2시간에 10분 정도의 양액 순환 처리가 효율적이었다.
양액의 순환주기가 짧을수록 식물체 엽내 P의 함량이 증가하였으며, 식물체의 C/N율과 비타민 C 함량은 감소하였다. 이상의 결과, 담액 수경 엽채류의 안정적인 생육과 식물영양소의 흡수를 위해서 2시간에 10분 정도의 양액 순환 처리가 효율적이었다.
이상의 결과, 담액 수경재배 시 하루에 한 번의 양액순환은 용존산소 농도를 점차적으로 감소시켜 저산소조건을 만들어 엽채류의 생육을 억제하며 양분의 흡수를 저해하는 것을 알 수 있었다. 또한 10분마다 자주양액을 순환시켜도 2시간에 10분 정도의 양액 순환에비해 생육이나 양분 흡수면에서 뚜렷한 효과가 없음을 확인할 수 있었다.
주요 엽채류 7종의 주년 안정 생산을 위한 담액 수경재배 시양액의 순환주기가 양액의 용존산소 농도, 엽채류의 생육, 그리고 식물영양소의 함량에 미치는 효과를 검토한 결과, 양액을 1일 10분 순환 처리구는 정식 13일 후용존산소 농도가 급격하게 떨어지고 17일 후에는 2.8mg . L-1, 20일 후에는 최저 1.
L-1 까지 낮아졌다. 처리 20일 후 7가지 엽채류의 생체중은 1 일 10분 처리구에서는 대조구인 10분 순환/110분 정지 처리구에 비해 0-24% 범위에서 낮아졌으며, 10분 순환/10분 정지처리구에서는 -2~34% 증가하 였다. 양액의 순환주기가 짧을수록 식물체 엽내 P의 함량이 증가하였으며, 식물체의 C/N율과 비타민 C 함량은 감소하였다.
3). 총비타민 C 함량은 시금치, 쑥갓, 청경채에서 차이가 있었으며, 양액순환주기 10분 순환/1, 430 분 정지처리에서 높았다 (Fig. 4).비타민 C는 고등식물에서 당이 전구체가 되어 생성되는 항산화물질로 알려져 있는데 (Ishi&wa와 Shigeoka, 2008; Wheeler 등, 1998) , 산소 부족에 의해 생성되는 활성산소의 산화적 스트레스 억제에도 관련되어 있으나 산소 부족 스트레스 조건에서 항산화물질의 상태에 대해서는 상반된 견해가 많다(Biemelt 등, 1998; Blokhina 등, 2003).
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