[논문]적색 비닐멀칭과 흑색 비닐멀칭의 반사광 특성과 참외와 토마토의 품질과 수량에 미치는 영향

홍성창; 허정욱; 이정택; 강기경

doi:10.5338/kjea.2011.30.4.414

[국내논문] 적색 비닐멀칭과 흑색 비닐멀칭의 반사광 특성과 참외와 토마토의 품질과 수량에 미치는 영향
Characteristics of Reflective Light over Red and Black Plastic Mulch, and Effect on the Quality and Yield of the Oriental Melon and Tomato 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.30 no.4, 2011년, pp.414 - 418

홍성창 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 허정욱 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 이정택 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 강기경 (농촌진흥청 국립농업과학원)

초록
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우리나라에서 주로 사용되고 있는 흑색 비닐멀칭과 신개발된 적색 비닐멀칭의 표면 반사광 특성을 분석하고 참외와 토마토에 대한 영향을 구명하여 작물생산에 대한 적용 가능성을 검토하였다. 적색 비닐멀칭의 표면에서 반사된 적색광과 초적색광의 일일 누적 강도는 흑색 비닐멀칭보다 2.6배 강했다. 적색광과 초적색광 반사광의 강도는 적색 비닐멀칭의 표면 높이 30 cm에서 가장 강하였다. 일중 태양광 강도가 강한 오후 1시 20분의 흑색 비닐멀칭의 Red/F-Red는 1.14, 적색 비닐멀칭은 0.93, 태양광은 1.16으로 적색 비닐멀칭이 흑색 비닐멀칭보다 초적색광 강도가 높았다. 적색 비닐멀칭의 Red/F-Red는 표면 높이 30 cm에서 가장 낮았으며 표면높이가 높아질수록 초적색광 강도가 감소하여 Red/F-Red는 증가하였다. 적색 비닐멀칭 반사광의 Red/F-Red는 정오부터 오후 4시경까지는 흑색 비닐멀칭보다 낮게 경과하였다. 흑색 비닐멀칭 처리구보다 적색 비닐멀칭 처리구의 참외 과실의 무게가 증가하여 수량이 증가하였고 당도가 높았다. 토마토의 과실 무게와 당도도 적색 비닐멀칭 처리가 흑색 비닐멀칭 처리구보다 높았다. 지중온도는 적색 비닐멀칭 처리가 흑색 비닐멀칭 처리보다 다소 낮은 경향이었다. 따라서 적색 비닐멀칭으로 토양을 피복하면 작물생산에 적색광과 초적색광을 더 많이 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND: Plastic mulches widely used in raised-bed culture mainly to conserve water, control weeds and raise soil temperature. The most widely used plastic mulch colour is black. Reflective red and far-red light can affect on growth and yield of various vegetable crops. Objectives of this study were to investigate the characteristics of reflective light of black and red plastic mulches, and to evaluate the reflective red and far-red light on the quality characteristics and yield of the Oriental melon (Cucumis. Melo L.) and tomato (Lycopersicon esculentum L.). METHODS AND RESULTS: Oriental melon and tomato were cultivated over the reflective red and black plastic mulches in plastic house. Reflected red and far-red light over the red plastic mulch were 2.6 times higher than those of black plastic mulch. Red to F-Red ratio of black plastic mulch, red plastic mulch and sunlight were 1.14, 0.93 and 1.16 respectively. Intensity of reflected red and far-red light over red plastic mulch were highest at surface height of 30 cm. The higher the height of the surface decrease the intensity of far-red light. Accordingly, Red to F-Red ratio were increased. Reflective red plastic mulch increased the weight of fruit and content of sugar in Oriental melon and tomato. CONCLUSION(s): Yield of Oriental melon over reflective red plastic mulch was higher than that of black plastic mulch. These results suggested that reflected red and far-red light over the red plastic mulch affected allocation of photosynthate in growing Oriental melon.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Kasperbauer (1992)는 흑색비닐 멀칭을 적색 비닐멀칭으로 교체하면 흑색 비닐멀칭의 장점을 살리면서 식물의 형태형성에 영향을 주는 광을 반사시킬 수 있다고 하였으나 적색 비닐멀칭 표면으로부터 반사되는 광의 특성에 대해서는 상세히 보고한 바 없다. 따라서 본 연구는 널리 사용되고 있는 흑색 비닐멀칭과 우리나라에는 아직 도입이 안된 적색 비닐멀칭의 표면 반사광의 특성을 분석하고 실제 포장에 적용하여 참외와 토마토의 상품특성과 수량에 미치는 영향을 구명하여 작물재배에 대한 적용 가능성을 검토하고자 수행하였다.
우리나라에서 주로 사용되고 있는 흑색 비닐멀칭과 신개발된 적색 비닐멀칭의 표면 반사광 특성을 분석하고 참외와 토마토에 대한 영향을 구명하여 작물생산에 대한 적용 가능성을 검토하였다. 적색 비닐멀칭의 표면에서 반사된 적색광과 초적색광의 일일 누적 강도는 흑색 비닐멀칭보다 2.

제안 방법

태양광 중의 적색광과 초적색광은 SKR-110 센서로 7월 23일 5:00부터 20:20분까지 10분 간격으로 측정하였다. 비닐멀칭의 반사광에 의한 참외와 토마토의 수량과 상품특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 참외는 경기도 화성시 비봉면의 포장에 금싸라기 은천참외를 4월 7일 정식한 후 7월까지 재배하며 조사하였고, 토마토는 강원도 횡성군 둔내면의 시험포장에 도태랑레드를 5월 10일 정식한 후 수확기까지 재배하여 품질특성, 수량 등을 조사하였다. 참외의 비닐멀칭 재료별 지중온도는 7월 21일에서 8월 16일까지 27일간, 토마토는 6월 14일부터 7월 19일까지 35일간 온도센서 (TR-72S, 한스테크, Korea)를 이용하여 측정하였다.
흑색 멀칭비닐은 시판되는 농업용 흑색 HDPE 비닐(일신화학, Korea)을 사용하였고 적색 비닐멀칭은 SRM-RED (Ken-Bar,USA)를 사용하였다. 비닐멀칭의 반사광은 광센서 (SKR-110, Skyeinstrument, UK)를 이용하여 적색광(660 nm)과 초적색광(730 nm)의 강도를 측정하였다. 하루 중 비닐멀칭의 반사광 측정은 비닐멀칭의 표면으로부터 50 cm 높이에 센서가 비닐멀칭 표면을 향하도록 설치하여 7월 22일 5:00부터 20:30 분까지 10분 간격으로 측정하였다.
하루 중 비닐멀칭의 반사광 측정은 비닐멀칭의 표면으로부터 50 cm 높이에 센서가 비닐멀칭 표면을 향하도록 설치하여 7월 22일 5:00부터 20:30 분까지 10분 간격으로 측정하였다. 비닐멀칭의 표면 높이별 반사광은 SKR-110 센서를 이용해 비닐표면으로부터 10 cm 에서 120 cm까지 10 cm 간격으로 측정하였다. 태양광 중의 적색광과 초적색광은 SKR-110 센서로 7월 23일 5:00부터 20:20분까지 10분 간격으로 측정하였다.
적색 비닐멀칭 처리는 토마토 과실의 무게와 당도를 증가시켰다. Kasperbauer (1984)는 식물에 조사되는 광중 식물의 광형태형성과 광합성산물의 분배는 Red/Far-Red 비에 의해 영향을 받는다고 하였으며, 건물중 분배, 수용성 당, 엽의 전분 함량은 적색광과 초적색광의 광 파장 조성에 따라 파이토크롬(phytochrome)의 작용으로 달라진다고 하였다.
비닐멀칭의 반사광에 의한 참외와 토마토의 수량과 상품특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 참외는 경기도 화성시 비봉면의 포장에 금싸라기 은천참외를 4월 7일 정식한 후 7월까지 재배하며 조사하였고, 토마토는 강원도 횡성군 둔내면의 시험포장에 도태랑레드를 5월 10일 정식한 후 수확기까지 재배하여 품질특성, 수량 등을 조사하였다. 참외의 비닐멀칭 재료별 지중온도는 7월 21일에서 8월 16일까지 27일간, 토마토는 6월 14일부터 7월 19일까지 35일간 온도센서 (TR-72S, 한스테크, Korea)를 이용하여 측정하였다. 조사성적의 통계분석은 SAS 통계 패키지를 이용하여 분석하였다.
비닐멀칭의 표면 높이별 반사광은 SKR-110 센서를 이용해 비닐표면으로부터 10 cm 에서 120 cm까지 10 cm 간격으로 측정하였다. 태양광 중의 적색광과 초적색광은 SKR-110 센서로 7월 23일 5:00부터 20:20분까지 10분 간격으로 측정하였다. 비닐멀칭의 반사광에 의한 참외와 토마토의 수량과 상품특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 참외는 경기도 화성시 비봉면의 포장에 금싸라기 은천참외를 4월 7일 정식한 후 7월까지 재배하며 조사하였고, 토마토는 강원도 횡성군 둔내면의 시험포장에 도태랑레드를 5월 10일 정식한 후 수확기까지 재배하여 품질특성, 수량 등을 조사하였다.
비닐멀칭의 반사광은 광센서 (SKR-110, Skyeinstrument, UK)를 이용하여 적색광(660 nm)과 초적색광(730 nm)의 강도를 측정하였다. 하루 중 비닐멀칭의 반사광 측정은 비닐멀칭의 표면으로부터 50 cm 높이에 센서가 비닐멀칭 표면을 향하도록 설치하여 7월 22일 5:00부터 20:30 분까지 10분 간격으로 측정하였다. 비닐멀칭의 표면 높이별 반사광은 SKR-110 센서를 이용해 비닐표면으로부터 10 cm 에서 120 cm까지 10 cm 간격으로 측정하였다.

대상 데이터

본 연구는 2005년에 멀칭비닐의 반사광 특성에 따른 참외(Cucumis. Melo L.)와 토마토(Lycopersicon esculentum L.)의 상품특성과 수량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수원시에 위치한 국립농업과학원의 시험포장과 경기도 화성시와 강원도 횡성군의 시험포장에서 수행하였다. 흑색 멀칭비닐은 시판되는 농업용 흑색 HDPE 비닐(일신화학, Korea)을 사용하였고 적색 비닐멀칭은 SRM-RED (Ken-Bar,USA)를 사용하였다.
)의 상품특성과 수량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수원시에 위치한 국립농업과학원의 시험포장과 경기도 화성시와 강원도 횡성군의 시험포장에서 수행하였다. 흑색 멀칭비닐은 시판되는 농업용 흑색 HDPE 비닐(일신화학, Korea)을 사용하였고 적색 비닐멀칭은 SRM-RED (Ken-Bar,USA)를 사용하였다. 비닐멀칭의 반사광은 광센서 (SKR-110, Skyeinstrument, UK)를 이용하여 적색광(660 nm)과 초적색광(730 nm)의 강도를 측정하였다.

데이터처리

참외의 비닐멀칭 재료별 지중온도는 7월 21일에서 8월 16일까지 27일간, 토마토는 6월 14일부터 7월 19일까지 35일간 온도센서 (TR-72S, 한스테크, Korea)를 이용하여 측정하였다. 조사성적의 통계분석은 SAS 통계 패키지를 이용하여 분석하였다.

성능/효과

결론적으로 적색 비닐멀칭은 흑색 비닐멀칭보다 적색광과 초적색광의 절대량을 증가시키고 식물의 광형태형성과 광합성 산물의 분배에 영향을 미치는 Red/F-Red을 변동시켜 식물의 생장과 발달에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 적색 비닐멀칭은 관행의 흑색 비닐멀칭이 가지는 토양수분 보존, 지온상승, 잡초발생 억제 기능을 나타내면서 적색광과 초적색광을 흑색 비닐멀칭보다 더 많이 반사시키므로 작물의 품질향상과 수량증대에 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
따라서 적색 비닐멀칭에 의한 참외와 토마토 과실의 무게의 증가와 당도의 증가는 적색 비닐필름으로부터 반사되는 표면 반사광 중 적색광과 초적색광의 양적 증가와 Red/F-Red의 변동에 의한 파이토크롬을 통한 조절작용에 의한 것으로 판단된다.
표면으로부터 높이가 높아짐에 따라 점차 반사광 강도는 약해졌으나 표면에서 150 cm까지 적색 비닐멀칭이 흑색 비닐멀칭보다 반사광이 강하게 분포하였다. 따라서 적색 비닐멀칭으로부터 반사되는 적색광과 초적색광은 멀칭표면 가까이 위치하게 되는 작물의 생육초기부터 식물체가 성장한 생육 후기까지 작물의 생육에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.
결론적으로 적색 비닐멀칭은 흑색 비닐멀칭보다 적색광과 초적색광의 절대량을 증가시키고 식물의 광형태형성과 광합성 산물의 분배에 영향을 미치는 Red/F-Red을 변동시켜 식물의 생장과 발달에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 적색 비닐멀칭은 관행의 흑색 비닐멀칭이 가지는 토양수분 보존, 지온상승, 잡초발생 억제 기능을 나타내면서 적색광과 초적색광을 흑색 비닐멀칭보다 더 많이 반사시키므로 작물의 품질향상과 수량증대에 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 향후 다양한 작물에 대한 적색 비닐멀칭 적용연구와 작물에 대한 적색광과 초적색광의 생리작용을 구명하는 연구가 필요하다고 판단된다.
또 Hunt 등(1989)과 Kasperbauer과 Hunt (1987)는 생장중인 식물이 받는 초적색광의 양과 적색광에 대한 초적색광의 비율은 토양 혹은 멀칭 표면의 영향을 받는다고 하였다. 따라서 적색 비닐멀칭은 흑색 비닐멀칭보다 적색광과 초적색광의 절대량을 증가시킬 뿐 아니라 Red/F-Red을 변동시켜 멀칭표면에서 생장하는 작물의 광생리 대사의 변화를 유도할 수 있을 것으로 판단된다.
적색광과 초적색광 반사광의 강도는 적색 비닐멀칭의 표면 높이 30 cm에서 가장 강하였다. 일중 태양광 강도가 강한 오후 1시 20분의 흑색 비닐멀칭의 Red/F-Red는 1.14, 적색 비닐멀칭은 0.93, 태양광은 1.16으로 적색 비닐멀칭이 흑색 비닐멀칭보다 초적색광 강도가 높았다. 적색 비닐멀칭의 Red/F-Red는 표면 높이 30 cm에서 가장 낮았으며 표면높이가 높아질수록 초적색광 강도가 감소하여 Red/F-Red는 증가하였다.
16으로 적색 비닐멀칭이 흑색 비닐멀칭보다 초적색광 강도가 높았다. 적색 비닐멀칭의 Red/F-Red는 표면 높이 30 cm에서 가장 낮았으며 표면높이가 높아질수록 초적색광 강도가 감소하여 Red/F-Red는 증가하였다. 적색 비닐멀칭 반사광의 Red/F-Red는 정오부터 오후 4시경까지는 흑색 비닐멀칭보다 낮게 경과하였다.
우리나라에서 주로 사용되고 있는 흑색 비닐멀칭과 신개발된 적색 비닐멀칭의 표면 반사광 특성을 분석하고 참외와 토마토에 대한 영향을 구명하여 작물생산에 대한 적용 가능성을 검토하였다. 적색 비닐멀칭의 표면에서 반사된 적색광과 초적색광의 일일 누적 강도는 흑색 비닐멀칭보다 2.6배 강했다. 적색광과 초적색광 반사광의 강도는 적색 비닐멀칭의 표면 높이 30 cm에서 가장 강하였다.
2℃ 낮았다. 토마토 포장의 최고 지중온도는 적색 비닐멀칭 처리구가 흑색 비닐멀칭 처리구보다 0.9℃ 낮았고 평균온도도 0.2℃ 낮았다.
흑색 비닐멀칭 처리구보다 적색 비닐멀칭 처리구의 참외 과실의 무게가 증가하여 수량이 증가하였고 당도가 높았다. 토마토의 과실 무게와 당도도 적색 비닐멀칭 처리가 흑색 비닐멀칭 처리구보다 높았다. 지중온도는 적색 비닐멀칭 처리가 흑색 비닐멀칭 처리보다 다소 낮은 경향이었다.
적색 비닐멀칭 반사광의 Red/F-Red는 정오부터 오후 4시경까지는 흑색 비닐멀칭보다 낮게 경과하였다. 흑색 비닐멀칭 처리구보다 적색 비닐멀칭 처리구의 참외 과실의 무게가 증가하여 수량이 증가하였고 당도가 높았다. 토마토의 과실 무게와 당도도 적색 비닐멀칭 처리가 흑색 비닐멀칭 처리구보다 높았다.

후속연구

지중온도는 적색 비닐멀칭 처리가 흑색 비닐멀칭 처리보다 다소 낮은 경향이었다. 따라서 적색 비닐멀칭으로 토양을 피복하면 작물생산에 적색광과 초적색광을 더 많이 이용할 수 있을 것으로 판단된다.
따라서 적색 비닐멀칭은 관행의 흑색 비닐멀칭이 가지는 토양수분 보존, 지온상승, 잡초발생 억제 기능을 나타내면서 적색광과 초적색광을 흑색 비닐멀칭보다 더 많이 반사시키므로 작물의 품질향상과 수량증대에 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 향후 다양한 작물에 대한 적색 비닐멀칭 적용연구와 작물에 대한 적색광과 초적색광의 생리작용을 구명하는 연구가 필요하다고 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	멀칭의 효과는?	, 1997). 멀칭은 토양의 수분증발을 감소시키고 통기 및 투수성을 보전하여 수량을 증가시키며, 특히 투명 폴리에틸렌(polyethylene)멀칭은 지온상승 효과가 커서 지온이 낮은 봄에 작물의 출아 및 생육을 촉진시킨다(Kang,1985; Aguyoh et al.,1999).
	비닐멀칭에서 생장 중인 식물이 받는 초적색광과 적색광의 양은 무엇의 영향을 받는가?	,1999). 생장 중인 식물이 받는 초적색광의 양과 적색광에 대한 초적색광의 비율은 토양 혹은 멀칭표면의 영향을 받는다(Kasperbauer and Hunt, 1987; Hunt et al.,1989).
	비닐멀칭의 장점은?	작물에 비닐멀칭을 하면 지온을 높여 주어 뿌리의 활착을 빠르게 하여 초기 생육이 좋아지고 토양중 양분의 유실을 막아준다(Kwon and Lee,1984; Kim et al., 1998; Lee et al.

참고문헌 (18)

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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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