[논문]LED 광질과 보광시간이 임파첸스의 생육과 개화에 미치는 영향

김소희; 허유; 이한철; 강점순

doi:10.12791/ksbec.2013.22.3.214

초록
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본 실험은 임파첸스 분화식물의 생장과 개화에 LED 광질과 효과 적정 처리 시간을 구명하기 위해 수행되었다. 임파첸스의 초장은 2.50cm로 청색광에 의해 촉진되었으며 대조구에 비해 0.6cm의 차이를 보였다. 절간수, 뿌리길이, 분지수, 직경은 보광시간이나 광질에 영향을 받지 않았다. 엽면적은 412.81$cm^2$의 대조구에 비해 광질처리 시 626.64~784.53$cm^2$로 증가하였다. 광질처리에 의해 화아수와 개화수는 감소하는 경향을 보였다. 그러나 개화소요일수는 광질처리에 의해 단축되어 개화를 촉진하였으며 적색광에서 좋았다. 엽록소 함량은 광질처리에 의해 크게 영향을 받지 않았으나, 안토시아닌 함량은 전반적으로 일몰 후 4시간의 청색광에서 증가하였다. 광질처리는 청색광 처리에서 생체중과 건물중이 향상되었다.

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This study was conducted to examine the effect of LED light quality and treatment time on the growth and flowering in potted plants of Impatiens (Impatiens hawkerihybrid). Plant height of Impatiens was enhanced under Blue light, regardless of treatment time. Root length and stem diameter of Impatien...

This study was conducted to examine the effect of LED light quality and treatment time on the growth and flowering in potted plants of Impatiens (Impatiens hawkerihybrid). Plant height of Impatiens was enhanced under Blue light, regardless of treatment time. Root length and stem diameter of Impatiens were enhanced by Red light or Blue light. The number of internodes was not influenced by LED light quality. The number of branches of Impatiens was increased under Blue light, but treatment time did not result in statistically significant differences. Leaf area was increased by all LED lights in Impatiens. The number of flower buds and open flowers was decreased by LED light, but days to flowering were reduced by Red light in Impatiens. Chlorophyll and anthocyanin content were not significantly affected by LED light, but anthocyanin content tended to increase by Blue light for 4 h after sunset. Fresh and dry weights were enhanced by Blue light in Impatiens.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

특정 광질을 조사 할 수 있는 LED는 임파첸스의 생장과 개화에 크게 영향을 미칠 것으로 기대된다. 따라서 본 연구는 일몰 후 LED의 다양한 광질 및 보광처리 시간이 임파첸스 분화식물의 생장과 개화에 미치는 영향을 조사하여 고품질의 분화식물을 생산하기 위한 기초자료를 얻고자 수행되었다.

제안 방법

LED 는 일몰 후 보광광원으로 사용하였고, 각 식물체의 25cm 위에 설치하여 식물이 성장함에 따라 LED의 높이를 조절하였다. LED 광질과 광 처리시간의 혼합으로 7 처리 (적색 + 2h, 적색 + 4h, 청색 + 2h, 청색 + 4h, 적색 + 청색 + 2h, 적색 + 청색 + 4h, 무처리)로 시험을 수행하였다. 보광없이 생육시키는 것을 대조구(Control)로 하고 일몰후 LED 광을 조사하여 각 처리구에 차이를 두었다.
LED 광질의 종류는 적색광(660nm, R), 청색광(430nm, B), 적색 + 청색 혼합광(R : B = 8 : 2, RB)으로 처리하였다. 또한, LED 광 처리시간을 일몰 후 2시간, 4시간으로 나누어 실시하였다. 각 처리구는 낮에는 자연광이 투과되도록 하였으며 일몰 후에는 칸막이를 이용하여 처리간 광의 간섭을 차단하였다(Fig.
2012년 2월 13일부터 6월 12일까지 30일 간격으로, 식물체의 초장, 엽수, 마디수, 직경, 분지수, 색도, 엽록소 함량, 안토시아닌 함량, 꽃봉오리수, 개화수, 개화소 요일수를 조사하였다. 실험 최종일에는 생체중과 엽면적 (LI-COR, Inc.

대상 데이터

본 실험은 2012년 2월 13일부터 2012년 6월 12일까지 부산대학교 첨단온실에서 수행되었다. 삽목 후 90일째인 2012년 2월 13일, 삽수 1개씩 직경 10cm 화분에 발근된 묘 중 균일한 묘를 선택하여 육묘용 혼합 상토 (바이오 그린상토, 흥농)를 충진한 후 정식하였다.
보광없이 생육시키는 것을 대조구(Control)로 하고 일몰후 LED 광을 조사하여 각 처리구에 차이를 두었다. LED 광질의 종류는 적색광(660nm, R), 청색광(430nm, B), 적색 + 청색 혼합광(R : B = 8 : 2, RB)으로 처리하였다. 또한, LED 광 처리시간을 일몰 후 2시간, 4시간으로 나누어 실시하였다.

데이터처리

임파첸스의 생육조사 및 함량 분석은 SPSS 프로그램 (PASW Statistics 18.0)을 이용하여 분산분석 및 처리 간 차이를 Duncan의 다중검정으로 통계분석하였다.

성능/효과

Table 2는 임파첸스의 잎의 특성과 생체중, 건물중을 조사한 것으로 엽면적은 광질, 처리시간의 단독 또는 이들 요인간의 상호작용에서 유의한 차이를 보였으며 적색광, 청색광 및 혼합광은 대조구에 비해 엽면적이 증가하였다. 반면 적색+청색 혼합광 처리에서 엽면적이 감소하였는데, 그 이유는 잎이 노화가 되면서 탈리현상이 일어났기 때문인 것으로 보인다.
15g 높은 결과를 보였다. 일몰 후 2시간의 적색 + 청색 혼합광과 4시간의 적색광을 제외한 광질처리들은 대조구에 비해 T/R율이 높았으며, 특히 청색광처리에서 T/R율이 3.94(2h), 3.83(4h)으로 가장 높게 나타나 지상부의 생장이 지하부의 생장보다 우수하였다. Kim 등(2008)은 브로콜리의 생체중 증가에 청색광이 효과적이었으며, Eun 등(2011)은 들깨와고추에서 지상부의 생체중과 건물중 향상에 청색광이 좋았다고 하였다.
임파첸스는 적색광에 의해 꽃눈생성이 억제되었지만 개화수는 가장 많았다. 반대로 적색 + 청색의 혼합광에서 꽃눈생성은 촉진되었으나 개화수는 현저하게 낮았다(Fig. 2). 이는 적색광이 영양생장에서 생식 생장으로 빠른 전환을 유도한 것으로 보이며, 광질이 식물체의 발달단계를 전환시키는 요인임을 시사하고 있다.
Table 3은 임파첸스의 생장에서 LED의 광질과 보광시 간에 따른 엽록소 및 안토시아닌 형성에 관한 결과이다. 임파첸스의 엽록소는 적색광, 청색광 및 혼합광보다 대조구에서 더 높았다. 엽록소 a는 광질처리에 따른 차이를 보이지 않았으며, 엽록소 b와 총 함량은 대조구에서 가장 높았다.

후속연구

그러나 지금까지 분화식물의 색도측정에 관한 실험이 미흡하였다. 작물의 종류에 맞는 색도를 지정하고 환경에 따른 색도 변화에 관한 연구가 수행된다면 분화의 품질 향상에 크게 기여할 것으로 예측된다.
LED는 가까운 미래에 농가에서 활용도가 우수한 인공광원이다. 이에 따라 LED 광질에 관한 연구는 광질 이외의 온도, 광주기, 광도, LED의 혼합비율 등에 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	임파첸스의 원산지는 어디인가?	임파첸스(Impatiens, Impatiens hawkerihybrida)는 봉선 화과(Balsaminaceae)에 속하고 뉴기니아가 원산지이다. 뉴기니아 봉선화라고도 불리는 임파첸스는 중성식물로써 개화는 생육초기부터 이루어지고 진분홍색, 빨간색, 자주색 등 다양한 화색을 가진다.
	임파첸스의 화색은 어떠한가?	임파첸스(Impatiens, Impatiens hawkerihybrida)는 봉선 화과(Balsaminaceae)에 속하고 뉴기니아가 원산지이다. 뉴기니아 봉선화라고도 불리는 임파첸스는 중성식물로써 개화는 생육초기부터 이루어지고 진분홍색, 빨간색, 자주색 등 다양한 화색을 가진다. 꽃잎은 5매로 겹으로 피어 꽃이 화려하기 때문에 분화용으로 인기가 있으며, 최근 우리나라에서도 재배면적이 증가하고 있다(Lee 등, 2006).
	식물공장이나 시설재배에서 식물재배에 부족한 광 공급은 무엇을 통해 공급하는가?	식물재배에 부족한 광을 공급하기 위해 형광등, 백열등, 메탈할라이드등, 고압나트륨등, 수은등, LED 등의 인공광원을 사용하고 있다. LED(Light-emitting diode, 발광다이오드)는 태양광의 가시광선 영역을 거의 흡사하게 낼 수 있고 인공광원으로 단일 피크파장을 가지고 식물생장에 필요한 파장대역을 쉽게 조사할 수 있는 장점을 가진다.

참고문헌 (18)

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