파장별 LED광이 딸기의 생장 특성과 생리 활성 물질 형성에 미치는 효과 Effect of Different Light Emitting Diode (LED) Lights on the Growth Characteristics and the Phytochemical Production of Strawberry Fruits during Cultivation원문보기
지구 온난화에 따른 최근의 이상기후는 일조량의 부족을 야기하여 농업 피해의 일차적인 요인이 되고 있다. 플라스틱 하우스 재배에서 LED광은 일조량 부족을 보충하기 위해 종종 활용되고 있다. 본 연구는 LED인공광원을 이용한 폐쇄형 생장실에서 생육 중인 성숙한 딸기 '대왕' 품종 과실의 생장 특성 및 기능성 식물화합물 형성을 조사하는데 목적이 있다. 인공광원으로는 청색 LED광(448nm), 적색 LED광(634nm 및 661nm), 그리고 청색과 적색이 3대 7로 조합된 혼합 LED광을 사용하였으며, 태양광이 없는 폐쇄형 생장상에서 주간 16시간 및 야간 8시간의 광주기와 함께 $200{\pm}1{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도로 LED광을 처리하였다. 청색과 적색 파장이 혼합된 LED광에서 자란 딸기 과실의 생산량이 다른 LED광 처리보다 높았다. 유리당 중의 하나인 과당은 혼합 LED광에서 증가되었다. 안토시아닌 함량 역시 다른 LED광 처리에 비하여 혼합 LED광에서 현저하게 증가되었다. 총 페놀화합물과 플라보노이드 함량은 LED광 처리별 유의적 차이가 없었다. 반면, 청색 LED광에서 자란 딸기 과실은 다른 LED광처리에 비하여 빨리 익었다. 적색이나 청색의 LED광에서 생육한 과실의 항산화 활성이 혼합 LED광보다 유의적으로 높게 나타났다. 따라서 온실에서의 딸기 생육 시 부족한 태양광의 보충광원으로서 청색과 적색의 혼합 LED광을 사용하면 과실의 생산량과 유리당 함량의 증진에 유용하리라고 판단되며, 식물공장에서 딸기 재배 시 성숙시기의 조절이나 당 함량 및 항산화제 증진과 같은 목적을 실현하기 위해서 LED 파장의 선택적 이용이 필요할 것으로 생각된다.
지구 온난화에 따른 최근의 이상기후는 일조량의 부족을 야기하여 농업 피해의 일차적인 요인이 되고 있다. 플라스틱 하우스 재배에서 LED광은 일조량 부족을 보충하기 위해 종종 활용되고 있다. 본 연구는 LED 인공광원을 이용한 폐쇄형 생장실에서 생육 중인 성숙한 딸기 '대왕' 품종 과실의 생장 특성 및 기능성 식물화합물 형성을 조사하는데 목적이 있다. 인공광원으로는 청색 LED광(448nm), 적색 LED광(634nm 및 661nm), 그리고 청색과 적색이 3대 7로 조합된 혼합 LED광을 사용하였으며, 태양광이 없는 폐쇄형 생장상에서 주간 16시간 및 야간 8시간의 광주기와 함께 $200{\pm}1{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도로 LED광을 처리하였다. 청색과 적색 파장이 혼합된 LED광에서 자란 딸기 과실의 생산량이 다른 LED광 처리보다 높았다. 유리당 중의 하나인 과당은 혼합 LED광에서 증가되었다. 안토시아닌 함량 역시 다른 LED광 처리에 비하여 혼합 LED광에서 현저하게 증가되었다. 총 페놀화합물과 플라보노이드 함량은 LED광 처리별 유의적 차이가 없었다. 반면, 청색 LED광에서 자란 딸기 과실은 다른 LED광처리에 비하여 빨리 익었다. 적색이나 청색의 LED광에서 생육한 과실의 항산화 활성이 혼합 LED광보다 유의적으로 높게 나타났다. 따라서 온실에서의 딸기 생육 시 부족한 태양광의 보충광원으로서 청색과 적색의 혼합 LED광을 사용하면 과실의 생산량과 유리당 함량의 증진에 유용하리라고 판단되며, 식물공장에서 딸기 재배 시 성숙시기의 조절이나 당 함량 및 항산화제 증진과 같은 목적을 실현하기 위해서 LED 파장의 선택적 이용이 필요할 것으로 생각된다.
Recent unusual weather due to global warming causes shortage of daily sunlight and constitutes one of the primary reasons for agricultural damages. LED light sources are frequently utilized to compensate for the shortage of sunlight in greenhouse agriculture. The present study is aimed at evaluating...
Recent unusual weather due to global warming causes shortage of daily sunlight and constitutes one of the primary reasons for agricultural damages. LED light sources are frequently utilized to compensate for the shortage of sunlight in greenhouse agriculture. The present study is aimed at evaluating formations of phytochemicals as well as growth characteristics of mature strawberry fruits ('Daewang' cultivar) during cultivation in a closed growth chamber equipped with artificial LED light as a sole light source. Each LED light of blue (448 nm), red (634 and 661 nm) or mixed blue plus red (blue:red = 3:7) was separately supplied and the intensity of each light was adjusted to $200{\pm}1{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ at plant level with a photoperiod consisted of 16 hours light and 8 hours darkness. Strawberries grown under mixed LED light of blue and red wavelengths showed a higher production of fruits than those grown under other LED treatments. Fructose, one of the free sugars, increased in mixed LED light-grown fruits. Anthocyanin contents were elevated remarkably in the mixed LED light-grown fruits compared with those in other LED treatments. Contrastingly, contents of total phenolics and flavonoids were not of much different from one another among the fruits treated with various LED lights. On the other hand, ripening of strawberry fruits was found to be faster when grown under blue LED light compared with other LED treatments. Moreover, antioxidant activities of blue or red LED light-grown fruits, respectively, were significantly higher than those of mixed LED light-grown fruits. We suggest that when daylight is in shortage during cultivation in a greenhouse, supplementation of sunlight with LED light, which is composed of blue and red wavelengths, could be useful for the enhancement of productivity as well as of free sugar content in strawberry fruits. In addition, for the strawberry culture in the plant factory, selective adoption of LED light wavelength would be required to accomplish the purpose of controlling fruit maturation time as well as of enhancing contents of sugars and antioxidants of fruits.
Recent unusual weather due to global warming causes shortage of daily sunlight and constitutes one of the primary reasons for agricultural damages. LED light sources are frequently utilized to compensate for the shortage of sunlight in greenhouse agriculture. The present study is aimed at evaluating formations of phytochemicals as well as growth characteristics of mature strawberry fruits ('Daewang' cultivar) during cultivation in a closed growth chamber equipped with artificial LED light as a sole light source. Each LED light of blue (448 nm), red (634 and 661 nm) or mixed blue plus red (blue:red = 3:7) was separately supplied and the intensity of each light was adjusted to $200{\pm}1{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ at plant level with a photoperiod consisted of 16 hours light and 8 hours darkness. Strawberries grown under mixed LED light of blue and red wavelengths showed a higher production of fruits than those grown under other LED treatments. Fructose, one of the free sugars, increased in mixed LED light-grown fruits. Anthocyanin contents were elevated remarkably in the mixed LED light-grown fruits compared with those in other LED treatments. Contrastingly, contents of total phenolics and flavonoids were not of much different from one another among the fruits treated with various LED lights. On the other hand, ripening of strawberry fruits was found to be faster when grown under blue LED light compared with other LED treatments. Moreover, antioxidant activities of blue or red LED light-grown fruits, respectively, were significantly higher than those of mixed LED light-grown fruits. We suggest that when daylight is in shortage during cultivation in a greenhouse, supplementation of sunlight with LED light, which is composed of blue and red wavelengths, could be useful for the enhancement of productivity as well as of free sugar content in strawberry fruits. In addition, for the strawberry culture in the plant factory, selective adoption of LED light wavelength would be required to accomplish the purpose of controlling fruit maturation time as well as of enhancing contents of sugars and antioxidants of fruits.
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문제 정의
이와 같은 점에 착안하여 본 시험에서는 최근 국립 원예 특작 과학원에서 육성한 ‘대왕’ 딸기 품종을 재료로 하여 파장이 서로 다른 LED광이 딸기 과실의 물리적 특성 및 기능성 화합물 함량에 미치는 효과를 분석함으로써 일조량 부족 피해 경감을 위한 보충 광원 선발 및 식물공장에서의 과채류 생육에 대한 기초자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
한편, 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline- 6-sulfonic acid(ABTS) 라디칼 소거능의 측정을 위해 Re et al.(1999)의 방법을 변형하여 사용하였다. 이를 위하여 7.
플라보노이드의 함량은 Kim et al.(2009)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 용액에 diethylene glycol과 NaOH를 혼합하여 37℃ 항온수조에서 1시간 반응시킨 후 420nm에서 흡광도를 측정하고 표준물인 naringin(SigmaAldrich chemical, Co.
안토시아닌 분석은 Kim et al.(2011)의 방법을 변형하여 사용하였으며, 시료용액과 1% HCl 포함된 MeOH을 혼합하여 여과지로 여과한 용액의 흡광도를 530nm에서 측정하고 pelargonidin-3-glucoside의 표준곡선을 이용하여 농도를 계산하였다.
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능의 측정을 위해 전자공여능(Electron donating abilities, EDA)을 이용한 Blois(1958)의 방법을 변형하여 사용하였다. 4 ×10-4M의 DPPH(Sigma-Aldrich chemical, Co.
4 ×10-4M의 DPPH(Sigma-Aldrich chemical, Co., USA)을 조제하여 517nm에서의 흡광도를 대조구로 정하고 이어서 시료와 DPPH용액과 혼합하여 상온에서 30분 반응시킨 후 517nm의 흡광도를 측정한 후 다음의 식을 이용하여 전자공여능을 계산하였다.
, Korea)를 설치하였다. LED 파장은 컴퓨터의 블루투스 시스템을 이용하여 청색, 적색 혹은 혼합(적색:청색, 비율 7:3) 파장으로 처리하였다(Fig. 2). 빛은 식물에 조사되는 광합성 유효 광량자속 밀도(PPFD)가 약 200 ± 1μmol·m-2·s-1가 되도록 재배 베드 4면의 모서리와 베드 중심 등 5개 지점을 설정한 후 광도계(LI-1800, LI-COR Inc, USA)로 측정하였으며, 청색, 적색 및 혼합 LED의 높이를 각각 12cm, 17cm 그리고 18cm로 조정하였다(Table 1).
과실의 유기산 함량 측정은 딸기 추출액의 상등액을 증류수로 희석하여 0.45μm syringe filter로 여과한 후 IC 분석(ICS 5000, Dionex Co, USA)을 수행하였다.
빛은 식물에 조사되는 광합성 유효 광량자속 밀도(PPFD)가 약 200 ± 1μmol·m-2·s-1가 되도록 재배 베드 4면의 모서리와 베드 중심 등 5개 지점을 설정한 후 광도계(LI-1800, LI-COR Inc, USA)로 측정하였으며, 청색, 적색 및 혼합 LED의 높이를 각각 12cm, 17cm 그리고 18cm로 조정하였다(Table 1). 광주기는 주간 16시간, 야간 8시간으로 구성하였다.
처리구별 딸기 과실의 생산성을 확인하기 위하여 12월 14일부터 27일까지 총 3회에 걸쳐 수확한 후 재배 베드당 과실 수와 과실 무게로 측정하였다. 딸기 엽병의 수 및 길이와 잎의 길이 및 넓이는 마지막 과실을 수확한 12월 27일에 측정하였고, 과실의 경도는 경도계(FHM-1, Takemura Co., Japan)를 이용하여 측정한 후 압력의 단위로 환산하였다.
딸기 재배를 위해 2단 벤치 베드(Shinhan A-Tec Co., Korea)에 딸기 전용 상토(Sinan Grow Co., Korea)를 충전한 후, 네덜란드 PBG 양액의 조성을 기초로 하여 정식 초기에는 EC 0.4dS·m-1로 공급을 시작 하여 농도를 조금씩 올려 11월 21일부터는 EC 1.2dS·m-1로 공급하였다.
, USA)를 이용하여 4℃, 16,000×g에서 30분 동안 원심분리하였다. 딸기 추출액의 상등액을 각각 1.5mL microtube 10개에 옮겨 담아 -70℃의 냉동고에 보관하면서 각각의 성분 분석에 사용하였다.
, 2007). 딸기의 생육 기간 중 공급한 파장별 LED광 처리가 과실의 기능성 화합물 함량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 적색, 청색 및 적색과 청색이 혼합된 LED광의 3가지 서로 다른 처리구별로 딸기 과실의 총 페놀화합물, 플라보노이드, 안토시아닌 함량을 측정하였다(Fig. 7). 그 결과, 총 페놀 화합물과 플라보노이드 함량은 LED광 처리별 유의적 차이가 나타나지 않았다(Fig.
본 실험은 청색, 적색 및 혼합 LED 처리로 베드당 딸기 6주씩 재배하였으며 완전임의배치 2반복 처리하였다. 수확한 과실을 각각의 처리구별로 혼합한 후 무작위로 분리하여 과실경도, 생리물질 함량 및 항산화 활성 등은 생과 5개씩 2반복 실험한 결과를 SAS 프로그램(SAS, 9.
분석 칼럼으로 Sugar pak(4.6mm × 250mm, Supelco, USA)을 이용하여 acetonitrile과 증류수(75:25, v/v)를 혼합한 이동상을 1.5mL·min-1의 속도로 흘렸으며 RI detector(YL9170, Younglin Co, Korea)로 유리당을 검출하였다.
빛은 식물에 조사되는 광합성 유효 광량자속 밀도(PPFD)가 약 200 ± 1μmol·m-2·s-1가 되도록 재배 베드 4면의 모서리와 베드 중심 등 5개 지점을 설정한 후 광도계(LI-1800, LI-COR Inc, USA)로 측정하였으며, 청색, 적색 및 혼합 LED의 높이를 각각 12cm, 17cm 그리고 18cm로 조정하였다(Table 1).
(2009)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 용액에 diethylene glycol과 NaOH를 혼합하여 37℃ 항온수조에서 1시간 반응시킨 후 420nm에서 흡광도를 측정하고 표준물인 naringin(SigmaAldrich chemical, Co., USA) 표준곡선을 작성하여 계산하였다. 안토시아닌 분석은 Kim et al.
유리당 및 유기산의 함량 측정 : 과실의 유리당 함량을 측정하기 위해 딸기 시료를 균질화하여 원심분리한 상징액을 증류수로 희석하고 0.45μm syringe filter로 여과한 후 HPLC 분석(YL9100, Younlin Co, Korea)을 수행하였다.
(1999)의 방법을 변형하여 사용하였다. 이를 위하여 7.4mM ABTS와 2.6mM K2S2O8을 1:1로 혼합한 후 암상태에서 여과지(Whatman No.2, GE Healthcare Co, USA )로 여과한 후 16시간 반응시키고 메탄올을 혼합하여 734nm에서의 흡광도를 조정한 후 그 값을 대조구로 하였다. 이어서 조정된 ABTS 용액과 시료를 혼합하고 10분간 37℃의 수조에서 반응시킨 후 734nm에서의 흡광도를 측정한 후, 대조구의 흡광도와 시료액 흡광도의 차이를 백분율로 표시하여 ABTS 라디칼소거능을 계산하였다.
2, GE Healthcare Co, USA )로 여과한 후 16시간 반응시키고 메탄올을 혼합하여 734nm에서의 흡광도를 조정한 후 그 값을 대조구로 하였다. 이어서 조정된 ABTS 용액과 시료를 혼합하고 10분간 37℃의 수조에서 반응시킨 후 734nm에서의 흡광도를 측정한 후, 대조구의 흡광도와 시료액 흡광도의 차이를 백분율로 표시하여 ABTS 라디칼소거능을 계산하였다.
처리구별 딸기 과실의 생산성을 확인하기 위하여 12월 14일부터 27일까지 총 3회에 걸쳐 수확한 후 재배 베드당 과실 수와 과실 무게로 측정하였다. 딸기 엽병의 수 및 길이와 잎의 길이 및 넓이는 마지막 과실을 수확한 12월 27일에 측정하였고, 과실의 경도는 경도계(FHM-1, Takemura Co.
총 페놀화합물, 플라보노이드 및 안토시아닌의 함량의 측정: 총 페놀 화합물의 함량은 Slinkard and Singleton(1977)의 방법을 변형하여 측정하였다. 냉동고에 보관한 딸기 추출액을 4℃에서 천천히 용해시켰다.
폐쇄형 생장상 내에서 LED광에 의한 빛의 공급이 딸기 과실의 물리적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 정식 후 파장이 서로 다른 3가지 처리구의 LED광 조건에서 독립적으로 재배한 딸기 과실을 3회에 걸쳐 수확한 후 처리구별 과실 수확량 및 과실 수확 개수를 측정하였다. 그 결과, 청색과 적색 파장의 혼합 LED에서 자란 딸기의 경우 과실 수확량이 158g으로 이것은 청색 LED의 94g 및 적색 LED의 100g보다 약 40% 및 37% 높았다(Fig.
폐쇄형 생장상을 이용하여 서로 다른 파장의 LED광 조건에서 생육된 딸기 과실의 항산화 활성을 조사하기 위하여 자유라디칼을 생성하는 DPPH의 전자공여능과 ABTS 라디칼 양이온의 수소공여 반응을 측정하였다(Fig. 8). DPPH를 이용한 자유라디칼 소거 능력이 적색과 청색 LED광에서 각각 79.
폐쇄형 컨테이너 생장상 내의 환경은 주간 온도 23 ± 2℃, 야간 온도 13 ± 1℃, 상대 습도 60 ± 10%가 되도록 유지하였으며, 이산화탄소 농도 측정기(Telaire 7001, GE Mcs Co., USA)를 이용하여 모니터링 수준에서 이산화 탄소 농도를 관리하였고, 데이터로거(HOBO U12-012, Onset Co., USA)를 이용하여 온도, 습도 및 이산화탄소 농도를 기록하였다(Fig. 1).
, USA)로 750nm에서 측정하였다. 표준물로서 gallic acid(Sigma-Aldrich chemical, Co., USA)에 관한 표준곡선을 작성하여 페놀화합물 함량을 계산하였다. 플라보노이드의 함량은 Kim et al.
대상 데이터
국립원예특작과학원 시설원예시험장의 폐쇄형 컨테이너 생장실에서 2011년 9월 25일에 엽병이 4개인 ‘대왕’ 딸기 품종(Fragaria × ananassa Duch. cv. Daewang)을 정식하여 12월 27일까지 재배하였다.
생장상 내의 광합성을 위한 인공 광원으로 재배 베드당 2W의 청색 LED 전구 3개와 적색 LED 전구 7개로 결합된 바(bar) 형태의 20W 램프를 10cm 간격의 3개 바로 구성된 LED(Parus LED Co., Korea)를 설치하였다. LED 파장은 컴퓨터의 블루투스 시스템을 이용하여 청색, 적색 혹은 혼합(적색:청색, 비율 7:3) 파장으로 처리하였다(Fig.
0mL·min-1의 속도로 흘렸다. 표준물질로는 oxalic, citric, malic acid를 이용하였다.
5mL·min-1의 속도로 흘렸으며 RI detector(YL9170, Younglin Co, Korea)로 유리당을 검출하였다. 표준물질로서 fructose, glucose, sucrose를 사용하였다.
데이터처리
본 실험은 청색, 적색 및 혼합 LED 처리로 베드당 딸기 6주씩 재배하였으며 완전임의배치 2반복 처리하였다. 수확한 과실을 각각의 처리구별로 혼합한 후 무작위로 분리하여 과실경도, 생리물질 함량 및 항산화 활성 등은 생과 5개씩 2반복 실험한 결과를 SAS 프로그램(SAS, 9.2, Institute Inc, USA)을 이용하여 던컨의 다중범위검정(P = 0.05)으로 분석하였다.
성능/효과
8A). ABTS 라디칼 소거능력 측정결과 또한 적색과 청색 LED광에서 자란 딸기과실이 혼합 LED광 보다 유의적으로 높게 나타났다(Fig. 8B). 나무딸기의 경우 성숙 시기 및 저장 과정에 빛의 처리에 따라 항산화 활성이 변화하며(Wang et al.
8). DPPH를 이용한 자유라디칼 소거 능력이 적색과 청색 LED광에서 각각 79.7과 73.8%로 혼합 LED광의 60.2%보다 유의적으로 높게 나타났다(Fig. 8A). ABTS 라디칼 소거능력 측정결과 또한 적색과 청색 LED광에서 자란 딸기과실이 혼합 LED광 보다 유의적으로 높게 나타났다(Fig.
LED광 처리가 딸기 과실의 경도에 미치는 효과를 조사한 결과, 청색, 적색 및 혼합 LED처리구에서 모두 약 0.28N·mm-2의 경도를 보였으며 처리구간 유의적 차이는 없었다(데이터 미제시).
폐쇄형 생장상 내에서 LED광에 의한 빛의 공급이 딸기 과실의 물리적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 정식 후 파장이 서로 다른 3가지 처리구의 LED광 조건에서 독립적으로 재배한 딸기 과실을 3회에 걸쳐 수확한 후 처리구별 과실 수확량 및 과실 수확 개수를 측정하였다. 그 결과, 청색과 적색 파장의 혼합 LED에서 자란 딸기의 경우 과실 수확량이 158g으로 이것은 청색 LED의 94g 및 적색 LED의 100g보다 약 40% 및 37% 높았다(Fig. 3A). 또한, 수확된 과실 개수에 있어서도 혼합 LED에서 자란 딸기 과실 수가 19개로 청색과 적색 LED의 15개와 16개에 비해 각각 21% 및 16% 많았다(Fig.
7). 그 결과, 총 페놀 화합물과 플라보노이드 함량은 LED광 처리별 유의적 차이가 나타나지 않았다(Fig. 7). 반면, 안토시아닌 함량의 경우 혼합 LED광 처리가 334mg·kg-1로 가장 높았고 청색 LED광 238mg·kg-1, 적색 LED광 200mg·kg-1 순으로 나타났다(Fig.
8B). 나무딸기의 경우 성숙 시기 및 저장 과정에 빛의 처리에 따라 항산화 활성이 변화하며(Wang et al., 2009), 높은 재배 온도에서 딸기의 항산화 활성을 높아진다고 알려져 있으나(Wang and Zheng, 2001), 딸기의 재배과정에서 인공광원의 파장별 처리에 따른 딸기 과실의 항산화 활성 효과는 잘 알려져 있지 않지만 본 실험 결과 항산화 활성에 있어서는 혼합 LED광보다는 적색이나 청색 LED가 더 효과적으로 나타났다(Fig. 8). 이는 대표적인 항산화제로 알려진 페놀화합물 함량이 LED 처리별 유의적 차이는 나타나지 않았지만 수치상으로는 적색이나 청색 LED가 혼합 LED보다 높았기 때문인 것으로 사료되나, 이에 대한 자세한 연구는 더욱 이루어져야 할 것으로 판단된다.
3A). 또한, 수확된 과실 개수에 있어서도 혼합 LED에서 자란 딸기 과실 수가 19개로 청색과 적색 LED의 15개와 16개에 비해 각각 21% 및 16% 많았다(Fig. 3B).
(2003)은 LED 광원을 이용한 딸기의 조직배양 실험에서 30% 청색과 70% 적색의 혼합 LED 파장이 청색 또는 적색의 단독 파장보다 토양에 딸기 조직배양 묘를 정식하였을때 생장에 있어 효율적이라고 보고한 바 있다. 이러한 실험 결과들은 본 시험 결과에서 나타난 바와 같이 청색과 적색의 혼합 LED광이 다른 파장의 LED광에 비해 식물의 생장을 촉진시켜 생산성에 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료된다.
4). 이로 인하여 첫 수확 시 청색 LED광에서 수확량이 가장 많았고, 적색 LED광이 가장 작았으나, 두 번째 수확에서는 반대로 적색 LED광이 가장 많았다(Fig. 5).
파장별 LED광 처리가 딸기의 엽에 미치는 효과를 조사하기 위하여 식물체당 엽병의 수를 조사한 결과, 청색, 적색 및 혼합 LED의 엽병 수는 각각 6.6, 7.4 그리고 7.8개로 혼합 LED에서 유의적으로 높게 나타났다(Fig. 6A). 일반적으로 자외선 영역과 가까운 청색 광은 잎의 생육을 억제한다고 알려져 있으나, 엽병의 길이, 잎의 길이 그리고 잎의 폭에 있어서는 청색 LED에서 유의적으로 높게 나타났다(Fig.
한편, 동일한 시기에 붓으로 수분한 딸기 과실의 성숙시기를 확인한 결과 청색 LED광에서 가장 빠르게 결실이 이루어졌으며, 적색 LED광은 가장 늦었다(Fig. 4). 이로 인하여 첫 수확 시 청색 LED광에서 수확량이 가장 많았고, 적색 LED광이 가장 작았으나, 두 번째 수확에서는 반대로 적색 LED광이 가장 많았다(Fig.
혼합 LED광 처리에서의 딸기 과당 함량은 3.40g·100g-1로 청색 혹은 적색 LED광 처리에서의 3.00이나 3.13g·100g-1보다는 유의적으로 높았으며, 설탕의 함량은 혼합과 적색 LED광 처리가 4.63과 4.87g·100g-1으로 청색 LED광 처리의 3.50g·100g-1보다 유의적으로 높았다(Table 2).
후속연구
8). 이는 대표적인 항산화제로 알려진 페놀화합물 함량이 LED 처리별 유의적 차이는 나타나지 않았지만 수치상으로는 적색이나 청색 LED가 혼합 LED보다 높았기 때문인 것으로 사료되나, 이에 대한 자세한 연구는 더욱 이루어져야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고품질의 딸기를 생산하기 위해 필요한 조건은?
고품질의 딸기를 생산하기 위해서는 기본적으로 광, 수분, 공기 등의 환경 조건이 양호해야 함에도 불구하고, 최근 들어 계속되는 기후변화로 인하여 시설 채소작물의 광합성에 필요한 충분한 광량을 제공하는 맑은 날이 많이 줄어들고 있다. 이와 같이 흐린 날의 증가로 인한 일조량 부족은 딸기의 생산량 감소와 품질 저하의 문제를 유발한다.
고품질의 딸기를 생산하는 과정에서 문제점은?
고품질의 딸기를 생산하기 위해서는 기본적으로 광, 수분, 공기 등의 환경 조건이 양호해야 함에도 불구하고, 최근 들어 계속되는 기후변화로 인하여 시설 채소작물의 광합성에 필요한 충분한 광량을 제공하는 맑은 날이 많이 줄어들고 있다. 이와 같이 흐린 날의 증가로 인한 일조량 부족은 딸기의 생산량 감소와 품질 저하의 문제를 유발한다. 이와 관련하여 불리한 자연환경을 극복하기 위한 연구의 일환으로 환경 제어 가능한 식물공장에 대한 관심이 높아지고 있으며, 작물의 광합성 향상을 위한 보조 광원에 대한 연구도 다양하게 이루어지고 있다.
광량 보충을 위한 광원은 무엇이 있는가?
이와 관련하여 불리한 자연환경을 극복하기 위한 연구의 일환으로 환경 제어 가능한 식물공장에 대한 관심이 높아지고 있으며, 작물의 광합성 향상을 위한 보조 광원에 대한 연구도 다양하게 이루어지고 있다. 종래에는 광량 보충을 위한 광원으로 백열등, 메탈 할라이드 등 및 고압나트륨 등이 주로 이용되었으나, 최근에는 파장을 조절할 수 있는 light emitting diode(LED) 광원에 대한 이용이 증가하고 있다(Johkan et al., 2012; Samuolienė et al.
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