BACKGROUND: This experiment was conducted to investigate the effects of red light on inhibition of flowering and vegetative growth of perilla (Perilla Frutescens. L). METHODS AND RESULTS: To determine red light intensity for inhibiting floral induction of perilla 6h light plus daylength extension (1...
BACKGROUND: This experiment was conducted to investigate the effects of red light on inhibition of flowering and vegetative growth of perilla (Perilla Frutescens. L). METHODS AND RESULTS: To determine red light intensity for inhibiting floral induction of perilla 6h light plus daylength extension (17:00-23:00) with three different intensity of red lights 0.046, 0.114 and $0.177{\mu}mol/m^2/s$ were treated respectively, and control plants were grown under 11(06:00-17:00)/13(17:00-06:00)h light/dark environment. Red(660nm) and far-red(730nm) light were irradiated for night break treatment subsequently to investigate photoreversible flowering response of perilla 'Manchu'. The flowering was inhibited by night break with red light, but sequential far-red light induced floral induction of perilla. Perilla not flowered by red light intensity over $0.177{\mu}mol/m^2/s$. Red light of $0.2{\mu}mol/m^2/s$ was irradiated for 6 hours (20:00-02:00) with LEDs device in plastic house. Perilla not flowered and continued the vegetative growth by red light treatment and the plant length, number of leaves, fresh weight, and leaf area of perilla were increased by 3%, 7%, 21%, and 19%, respectively, compared to incandescent control. CONCLUSION: These results showed that red(660nm) light for daylength extension could be used to control flowering and to enhance production of perilla leaf.
BACKGROUND: This experiment was conducted to investigate the effects of red light on inhibition of flowering and vegetative growth of perilla (Perilla Frutescens. L). METHODS AND RESULTS: To determine red light intensity for inhibiting floral induction of perilla 6h light plus daylength extension (17:00-23:00) with three different intensity of red lights 0.046, 0.114 and $0.177{\mu}mol/m^2/s$ were treated respectively, and control plants were grown under 11(06:00-17:00)/13(17:00-06:00)h light/dark environment. Red(660nm) and far-red(730nm) light were irradiated for night break treatment subsequently to investigate photoreversible flowering response of perilla 'Manchu'. The flowering was inhibited by night break with red light, but sequential far-red light induced floral induction of perilla. Perilla not flowered by red light intensity over $0.177{\mu}mol/m^2/s$. Red light of $0.2{\mu}mol/m^2/s$ was irradiated for 6 hours (20:00-02:00) with LEDs device in plastic house. Perilla not flowered and continued the vegetative growth by red light treatment and the plant length, number of leaves, fresh weight, and leaf area of perilla were increased by 3%, 7%, 21%, and 19%, respectively, compared to incandescent control. CONCLUSION: These results showed that red(660nm) light for daylength extension could be used to control flowering and to enhance production of perilla leaf.
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문제 정의
적색광은 들깨와 같은 단일성작물의 일장연장에 의한 개화조절에 이용될 수 있으나 실용적으로 사용될 수 있는 적정한 적색광 강도는 검토된 바 거의 없다. 따라서 본 연구는 적색 LED를 이용한 일장연장처리 기술을 개발하기 위하여 들깨의 개화억제를 위한 적정 적색광 강도와 개화와 생육에 대한 효과를 검토하였다.
적색 LED를 이용한 들깨의 개화억제를 위한 일장연장처리 기술을 개발하기 위하여 적색광에 대한 들깨의 개화와 생육반응을 검토하였다. 들깨는 적색광에 의한 일장연장 처리로 개화가 억제되었으나 초적색광 조사로 개화하여 광가역성을 나타냈다.
제안 방법
처리시간은 일몰후인 오후 7시부터 12시까지 5시간 동안 점등하였고 전조처리 후 들깨의 개화반응과 생육특성 등을 조사하였다. 각 처리별 적색광과 초적색광 강도는 광센서 (SKR-110, Skyeinstruments, UK)를 이용하여 측정하였다. SKR-110 센서의 측정범위는 적색광은 648∼673 nm, 초적색광은 718∼743 nm였다.
들깨는 적색광 0.177 μmol/m2/s 처리구에서 개화하지 않고 영양생장을 지속하였다.
들깨의 개화억제를 위한 적색광 강도별 효과를 검토하기 위하여 인공광생육실에서 1/5,000a 와그너 포트에 들깨(만추잎들깨)를 정식한 후 재배하며 적색광을 처리하였다. 인공광생육실의 온도는 주/야 25℃로 유지하였고 기본 생육을 위한 광원은 메탈할라이드 램프를 이용하여 PAR(Photosynthetical Active Radiation) 500 μmol/m2/s 강도로 오전 6시부터 오후 5시까지 11시간 동안 점등하여 무처리구의 기본일장이 11시간으로 단일상태를 유지하도록 하였다.
적색광 직후 초적색광, 적색광 처리구 (R-FR-R)는 0시부터 15분간 적색광, 초적색광 15분, 적색광이 15분간 점등되도록 전자식 타이머 등을 이용하여 조절하였다. 모든 처리구는 들깨의 생장이 충분히 이루어져 개화가 유도될 수 있도록 10월 30일까지 60일간 처리한 후 개화 및 생육특성 등을 조사하였다. 시험에 사용된 적색 LED의 중심 피크파장은 660 nm, 초적색 LED의 중심 피크 파장은 730 nm이었다.
백열등은 30 Lux, 적색광은 0.2∼0.3 μmol/m2/s 강도로 각각 오후 7시부터 12시까지 5시간 동안 처리하였다.
비닐하우스 시험포장에서 적색광 0.2 μmol/m2/s 처리(PAR : 0.7μmol/m2/s)는 관행의 백열등 30 Lux 처리와 같이 개화하지 않고 영양생장을 지속하였다.
시험포장에서 일장연장 처리의 광원별 들깨의 개화와 생육반응을 검토하기 위해 비닐하우스에 들깨 (만추잎들깨)를 정식한 후 8월 1일부터 10월 30일까지 재배하며 수행하였다. 자연단일 상태를 유기하기 위한 무처리구와 백열등 처리구, 원추형 LED장치(35×15×15cm)를 이용한 적색광 처리구를 각각 120㎡ 씩 조성하였다.
인공광생육실의 온도는 주/야 25℃로 유지하였고 기본 생육을 위한 광원은 메탈할라이드 램프를 이용하여 PAR(Photosynthetical Active Radiation) 500 μmol/m2/s 강도로 오전 6시부터 오후 5시까지 11시간 동안 점등하여 무처리구의 기본일장이 11시간으로 단일상태를 유지하도록 하였다.
자연단일 상태를 유기하기 위한 무처리구와 백열등 처리구, 원추형 LED장치(35×15×15cm)를 이용한 적색광 처리구를 각각 120㎡ 씩 조성하였다.
적색 LED의 일장연장 효과를 검토하기 위해 비닐 하우스에서 백열등과 적색 LED를 이용하여 일장연장 처리 후 들깨의 개화와 생육특성을 조사한 결과는 Table 3과 같다. 적색LED 처리구와 백열등 처리구는 개화하지 않고 영양생장을 지속하였다. 자연단일 상태인 무처리구는 생식생장으로 이행하여 개화하였다.
적색광처리구 (R)는 0시부터 15분, 적색광 직후 초적색광 순차 처리구(R-FR)는 0시부터 적색광 15분, 초적색광 15분 처리되도록 설치하였다. 적색광 직후 초적색광, 적색광 처리구 (R-FR-R)는 0시부터 15분간 적색광, 초적색광 15분, 적색광이 15분간 점등되도록 전자식 타이머 등을 이용하여 조절하였다. 모든 처리구는 들깨의 생장이 충분히 이루어져 개화가 유도될 수 있도록 10월 30일까지 60일간 처리한 후 개화 및 생육특성 등을 조사하였다.
본 연구는 2007년 수원시에 소재한 국립농업과학원 시험 포장에서 수행하였다. 적색광과 초적색광의 개화조절 효과를 검토하기 위해 파종후 육묘한 들깨(만추잎들깨)를 1/5,000 와그너 포트에 원예용 상토(바로커상토, 서울바이오)를 균일하게 충진한 후 8월 1일 정식하여 비닐하우스에 재배하였다. 8월 20일부터 파야처리를 위해 자체 제작한 적색 LED 장치(200×6×3cm)를 지상으로부터 200 cm 높이에 설치하였다.
적색광을 이용한 일장연장 처리구는 메탈할라이드 램프가 소등된 직후 자체 제작한 적색 LED 장치(200×6×3cm)를 이용하여 오후 5시부터 10시 까지 5시간 동안 점등되어 일장시간이 16시간이 되도록 처리하였다.
적색광의 강도는 각각 0.046, 0.115, 0.177 μmol/m2/s 강도로 처리하여 재배후 들깨의 개화반응, 생육특성 등을 조사하였다.
366 μmol/m2/s 이었다. 적색광처리구 (R)는 0시부터 15분, 적색광 직후 초적색광 순차 처리구(R-FR)는 0시부터 적색광 15분, 초적색광 15분 처리되도록 설치하였다. 적색광 직후 초적색광, 적색광 처리구 (R-FR-R)는 0시부터 15분간 적색광, 초적색광 15분, 적색광이 15분간 점등되도록 전자식 타이머 등을 이용하여 조절하였다.
3 μmol/m2/s 강도로 각각 오후 7시부터 12시까지 5시간 동안 처리하였다. 처리시간은 일몰후인 오후 7시부터 12시까지 5시간 동안 점등하였고 전조처리 후 들깨의 개화반응과 생육특성 등을 조사하였다. 각 처리별 적색광과 초적색광 강도는 광센서 (SKR-110, Skyeinstruments, UK)를 이용하여 측정하였다.
대상 데이터
8월 20일부터 파야처리를 위해 자체 제작한 적색 LED 장치(200×6×3cm)를 지상으로부터 200 cm 높이에 설치하였다.
본 연구는 2007년 수원시에 소재한 국립농업과학원 시험 포장에서 수행하였다. 적색광과 초적색광의 개화조절 효과를 검토하기 위해 파종후 육묘한 들깨(만추잎들깨)를 1/5,000 와그너 포트에 원예용 상토(바로커상토, 서울바이오)를 균일하게 충진한 후 8월 1일 정식하여 비닐하우스에 재배하였다.
모든 처리구는 들깨의 생장이 충분히 이루어져 개화가 유도될 수 있도록 10월 30일까지 60일간 처리한 후 개화 및 생육특성 등을 조사하였다. 시험에 사용된 적색 LED의 중심 피크파장은 660 nm, 초적색 LED의 중심 피크 파장은 730 nm이었다.
데이터처리
SKR-110 센서의 측정범위는 적색광은 648∼673 nm, 초적색광은 718∼743 nm였다. 통계분석은 SAS 통계패키지를 (SAS Institute. USA) 사용하였다.
성능/효과
적색광으로 15분간 파야처리한 R 처리구는 들깨가 개화하지 않았고, 적색광 처리 직후 초적색광을 처리한 R-FR 처리구는 개화되었다. R-FR 처리구는 개화되어 적색광에 의한 파야처리구 보다 들깨의 엽수는 27.5%, 잎 생체중은 57.4%, 엽면적은 72.3% 감소하였다. 이것은 초적색광에 의해 적색광의 파야처리 효과가 무효화되어 단일조건인 무처리구와 같이 생식생장이 유도된 결과로 판단된다.
177 μmol/m2/s 처리구에서 가장 컸다. 단일조건인 무처리구는 개화되어 엽생체중과 엽면적이 적색광 처리구 보다 감소하였다. Chung과 Woo(1988)는 적색광은 5분간 광중단 처리로도 충분한 광중단 효과를 충분히 얻을수 있었고 Oh 등(1995)은 광강도 30∼100 Lux에 10분간 야간조명 처리하면 개화하지 않으므로 그 이상의 광강도와 야간조명시간은 엽생산을 위해서 불필요하다 하였다.
이것은 초적색광에 의해 적색광의 파야처리 효과가 무효화되어 단일조건인 무처리구와 같이 생식생장이 유도된 결과로 판단된다. 또 적색광, 초적색광, 적색광을 순차적으로 처리한 R-FR-R 처리구는 개화수가 크게 감소하였다.
7μmol/m2/s)는 관행의 백열등 30 Lux 처리와 같이 개화하지 않고 영양생장을 지속하였다. 적색 LED장치를 이용한 일장연장 처리는 관행의 백열등 처리보다 들깨의 초장은 3%, 엽수는 7%, 엽생체중은 21%, 엽면적은 19% 증가시키는 경향이었다.
1, Table 1과 같다. 적색광으로 15분간 파야처리한 R 처리구는 들깨가 개화하지 않았고, 적색광 처리 직후 초적색광을 처리한 R-FR 처리구는 개화되었다. R-FR 처리구는 개화되어 적색광에 의한 파야처리구 보다 들깨의 엽수는 27.
후속연구
Oh 등(1995)은 들깨에 대한 야간 조명시간이 길수록, 광 강도가 강할수록 건물중은 증가하는 경향이었으며 야간조명 시간보다는 광도의 세기가 건물중에 더 큰 영향을 끼친다고 하였다. 따라서 향후 적색광의 조사 강도, 적색광을 이용한 일장연장 처리시간에 따른 들깨 잎 생산량 등을 검토할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
반도체 광원인 LED이란?
작물에 대한 광 파장 제어에는 발광다이오드(Light Emitting Diode)를 이용할 수 있다. 반도체 광원인 LED는 광생물학 연구에 폭넓게 사용될 수 있는 광원이다 (Bula et al., 1991).
LED는 어떤 장점을 갖는가?
, 1991). LED는 조절된 환경 하에서 식물을 재배할 경우 광원으로서 에너지 고효율, 부피가 작고, 수명이 길고, 단일 파장을 방출하므로 특정파장을 선별적으로 사용할 수 있고, 광강도 조절이 용이하고 열 방출이 낮은 장점이 있다 (Okamoto et al., 1997; Schuerger et al.
식물을 밤길이에 따른 개화반응으로 분류했을 때, 장일성식물과 단일성식물은 각각 어떤 조건에서 개화되는가?
식물은 밤길이에 따른 개화반응으로 분류된다(Thomas and Vince-Prue, 1997). 페츄니아와 같은 장일성식물은 단야(장일)조건에서 화아가 유도되거나 개화하며(Blanchard and Runkle, 2010), 국화와 같은 단일성식물의 화아형성과 개화는 장야(단일) 조건에서 촉진된다 (Wilkins et al., 1990).
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