[논문]인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내 광량 및 플러그 트레이 규격에 따른 오이 접수 및 호박대목의 생육특성

장윤아; 이혜진; 최장선; 엄영철; 이상규

doi:10.12791/ksbec.2014.23.4.383

인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내 광량 및 플러그 트레이 규격에 따른 오이 접수 및 호박대목의 생육특성
Growth Characteristics of Cucumber Scion and Pumpkin Rootstock under Different Levels of Light Intensity and Plug Cell Size under an Artificial Lighting Condition 원문보기

시설원예ㆍ식물공장 = Protected horticulture and plant factory, v.23 no.4, 2014년, pp.383 - 390

장윤아 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이혜진 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 최장선 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 엄영철 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과) , 이상규 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과)

초록
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균일한 고품질의 접수 및 대목 생산을 목적으로, 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 접수 및 대목 육묘기술을 개발하고자, 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 광량 및 플러그 트레이 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목의 생육을 조사하였다. 광량 3수준 (photosynthetic photon flux, PPF 165, 248, $313{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) 및 플러그 트레이 셀 규격 5가지(50, 72, 105, 128, 200공)를 조합한 15처리로 9일간 육묘하였다. 오이 접수와 호박 대목의 지상부 건물중은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기가 증가할수록 증가하였으며, 상대생장률은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기에 따라 두 배 가까운 차이를 보였다. 그와 함께 광량의 증가에 따라 건물률이 증가하고 비엽면적 및 배축장이 감소하여, 묘의 품질이 향상됨을 확인할 수 있었다. 제1본엽의 전개는 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우를 제외하고 오이 접수의 경우 파종 8일, 호박 대목의 경우 파종 7일경부터 이루어졌다. 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우, 다른 플러그 트레이 규격을 이용한 경우에 비해 생육 및 본엽 전개가 하루 정도 늦어지는 경향을 보였다. 따라서 생육 및 공간이용효율을 고려하였을 때, 단근합접을 위한 오이 접수 및 호박 대목 생산을 위해서는 오이 접수의 경우 105공~128공 플러그 트레이를 이용하여 8일 내외, 호박 대목의 경우 72공~105공 플러그 트레이를 이용하여 7일 내외로 육묘하는 것이 추천된다. 아울러 광량 증가에 따라 묘의 생육 및 품질이 향상되므로, 검토된 범위 내에서 가능한 광량을 높여주는 관리가 추천된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the growth characteristics of cucumber scion and pumpkin rootstock under different levels of light intensity (photosynthetic photon flux, PPF) and plug cell size in a closed transplant production system with artificial lighting. Cucumber scion and pumpkin rootstock seedlings were grown under the combinations of three levels of PPF (PPF 165, 248, and $313{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) and five types of plug tray (50, 72, 105, 128, and 200 cells in the tray) for nine days. The shoot dry weight and relative growth rate increased with increasing PPF and plug cell size. As PPF increased, cucumber scion and pumpkin rootstock seedlings had higher dry matter, lower specific leaf area, and lower hypocotyl length. The first true leaf of cucumber scion and pumpkin rootstock unfolded at eight and seven days after sowing, respectively, except the treatment using 200-cell plug tray. The unfolding of first true leaf of seedlings grown in 200-cell plug tray was delayed by one day. Accordingly, it was considered that the use of small cell size such as 200-cell plug tray would require more time for the production of scion and rootstock. Based on the results, we suggest that cucumber scion and pumpkin rootstock be grown in 105-cell to 128-cell plug tray for eight days and 72-cell to 105-cell plug tray for seven days, respectively, when using splice grafting method with root-removed rootstock. Additionally, higher PPF is suggested to improve the growth and quality of scion and rootstock.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

균일한 고품질의 접수 및 대목 생산을 목적으로, 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 접수 및 대목 육묘기술을 개발하고자, 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 광량 및 플러그 트레이 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목의 생육을 조사하였다. 광량 3수준 (photosynthetic photon flux, PPF 165, 248, 313µmol·m²·s⁻¹) 및 플러그 트레이셀 규격 5가지(50, 72, 105, 128, 200공)를 조합한 15처리로 9일간 육묘하였다.
최근 일부 육묘장에서는 인공광형 접목활착시스템을 이용한 접목 활착이 이루어지고 있고, 인공광형 접목활착시스템 내에서의 활착환경조건 구명 및 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 토마토와 오이묘 생산을 위한 적정 광원, 오이 플러그 묘 생산을 위한 광량 및 광주기에 대한 연구가 이루어졌으나(Jang 등, 2013b; Kim과 Park, 2002; Um 등, 2009), 인공광형 폐쇄형 육묘시스템을 이용한 균일한 고품질의 접수 및 대목 육묘기술의 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고품질의 접목묘 생산을 위한 균일한 고품질의 접수 및 대목 생산을 목적으로, 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 접수 및 대목 육묘기술을 개발하고자, 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 광량 및 플러그 트레이 규격에 따른 접수 및 대목의 생육을 조사하였다.
본 실험에서는 폐쇄형 육묘시스템 내에서 광량과 플러그 트레이 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목의 생육을 검토하였다. Table 1에 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서 광량 및 플러그 트레이 셀 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목 생육의 통계적 유의성을 나타냈다.

제안 방법

PPF 248µmol·m−2·s−1에서 육묘된 오이 접수와 호박 대목의 상토 수분 포텐셜을토양수분포텐셜 측정기(WP4, Decagon Devices, Inc., USA)를 이용하여 파종 7일부터 9일까지 매일 (관수 후 20시간 뒤) 3반복으로 측정, 3일 동안의 평균값을 계산하였다.
광량 3수준 (photosynthetic photon flux, PPF 165, 248, 313µmol·m2·s−1) 및 플러그 트레이셀 규격 5가지(50, 72, 105, 128, 200공)를 조합한 15처리로 9일간 육묘하였다.
광량 처리는 각 단에 설치된 형광등의 개수를 조정, 플러그 트레이 바로 위에서 측정하여 PPF 164.6±17.9, 247.5±7.4, 312.6± 17.9µmol·m−2·s−1 3수준으로 처리하였다.
50공, 72공, 105공, 128공, 200공 플러그 트레이 각각의 재식밀도는 단위 m² 면적에 각각 331주, 476주, 694주, 847주, 1,323 주였다. 시험구 배치는 분할구 계획법으로, 광량을 주구, 플러그 트레이의 셀 규격을 세구로 처리하였다.
파종 후 5일부터 9일까지 매일 처리당 10주씩의 시료를 채취하여, 초장, 경경, 생체중, SPAD 값, 엽면적을 측정하였다. 조사 후 시료를 80로 설정된 열풍건조기(DS-89, 다솔과학, 한국)에서 3일이상 건조하여 건물중을 측정하였다. 상대생장율(relative growth rate, RGR)은 Goudriaan 과 van Laar (1994)에의해 제안된 지수생장 함수식의 로그변환식(w=w₀·e(^rm·t), w=dry mass, w₀ =initial dry mass, r_m =RGR, and t=growth time)을 이용하여 계산하였다.
처리는 광량 3수준 및 플러그 트레이 셀 규격 5가지를 조합하여, 모두 15처리를 하였다. 광량 처리는 각 단에 설치된 형광등의 개수를 조정, 플러그 트레이 바로 위에서 측정하여 PPF 164.
파종 다음날부터 매일 1회 육묘용 양액(EC 1.4dS·m−1)을15분간 저면관수 방법으로 공급하였다.
파종 후 플러그 트레이를 폐쇄형 육묘시스템 내 육묘베드 위에 위치시켜 육묘하였다. 파종 후 5일부터 9일까지 매일 처리당 10주씩의 시료를 채취하여, 초장, 경경, 생체중, SPAD 값, 엽면적을 측정하였다. 조사 후 시료를 80로 설정된 열풍건조기(DS-89, 다솔과학, 한국)에서 3일이상 건조하여 건물중을 측정하였다.
원예용 상토(흥농 바이오상토, 동부팜흥농(주), 한국)를충진한 플러그 트레이에 접수 및 대목을 파종하였다. 파종 후 플러그 트레이를 폐쇄형 육묘시스템 내 육묘베드 위에 위치시켜 육묘하였다. 파종 후 5일부터 9일까지 매일 처리당 10주씩의 시료를 채취하여, 초장, 경경, 생체중, SPAD 값, 엽면적을 측정하였다.
각 단의 뒤쪽 측면에 설치된 4개의 순환팬(120×120×38mm)은 공기순환을 위해 실험기간 중 계속 가동되었다. 폐쇄형 육묘시스템 내 설치된 냉난방기를 이용하여 온도를 주야간 24/ 20℃(12/12시간) 로 설정하였다. 파종 다음날부터 매일 1회 육묘용 양액(EC 1.

대상 데이터

본 실험은 인공광형 폐쇄형 육묘시스템(L 3,300× W 3,000× H 3,000mm, (주) 파루, 한국)에서 수행되었다.
시험재료는 접수로서 오이(Cucumis sativus L.) ‘조은백다다기’(동부팜흥농(주), 한국)와 대목으로서 호박대목(Cucurbita maxima D.×C. moshata D.) ‘뉴신토좌’((주) 농우바이오, 한국)를 이용하였다.
원예용 상토(흥농 바이오상토, 동부팜흥농(주), 한국)를충진한 플러그 트레이에 접수 및 대목을 파종하였다. 파종 후 플러그 트레이를 폐쇄형 육묘시스템 내 육묘베드 위에 위치시켜 육묘하였다.
폐쇄형 육묘시스템 내에 설치된 4대의 다단식 육묘선반 (L 2,777×W 768×H 2,081mm) 은 4단으로 이루어졌으며, 각 단의 높이는 400mm였다.

데이터처리

Different letters correspond to significantly different values at P ≤ 0.05 according to Duncan’s multiple range test.
zData were analyzed by two-way variance (ANOVA). *, **, and *** indicates F-test significance at the P≤0.
수집된 자료는 시그마플롯(v.11, Systat Software Inc., UK)과 SAS 통계프로그램(v.9.1, SAS Institute, USA)을 이용하여 분석하였다.

이론/모형

상대생장율(relative growth rate, RGR)은 Goudriaan 과 van Laar (1994)에의해 제안된 지수생장 함수식의 로그변환식(w=w0·e(rm·t), w=dry mass, w0 =initial dry mass, rm =RGR, and t=growth time)을 이용하여 계산하였다.

성능/효과

제1본엽의 전개는 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우를 제외하고 오이 접수의 경우 파종 8일, 호박 대목의 경우 파종 7일경부터 이루어졌다. 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우, 다른 플러그 트레이 규격을 이용한 경우에 비해 생육 및 본엽 전개가 하루 정도 늦어지는 경향을 보였다. 따라서 생육 및 공간이용효율을 고려하였을 때, 단근합접을 위한 오이 접수 및 호박 대목 생산을 위해서는 오이 접수의 경우 105공~128공 플러그 트레이를 이용하여 8일 내외, 호박 대목의 경우 72공 ~105공 플러그 트레이를 이용하여 7일 내외로 육묘하는 것이 추천된다.
200공 플러그 트레이를 이용한 경우 전개속도 및 엽면적이 가장 작아, PPF 165µmol·m²·s⁻¹에서 육묘한 오이 접수의 본엽전개는 파종 9일후부터 이루어졌다. 200공 플러그 트레이에 육묘한 호박대목의 본엽전개는 광량범위 내에서는 파종 8일 이후 이루어져, 다른 플러그 트레이 규격을 이용한 경우에 비해 생육 및 본엽 전개가 하루 정도 늦어지는 경향을 보였다.
PPF 248µmol·m2·s−1에서 육묘된 오이 접수와 호박 대목의 파종 7일부터 9일까지 3일 동안의 플러그 트레이 규격별 상토 수분포텐셜 측정결과, 셀 용량이 작을수록 수분포텐셜이 낮은 경향을 보였다(Fig. 7).
오이 접수와 호박 대목의 지상부 건물중은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기가 증가할수록 증가하였으며, 상대생장률은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기에 따라 두 배 가까운 차이를 보였다. 그와 함께 광량의 증가에 따라 건물률이 증가하고 비엽면적 및 배축장이 감소하여, 묘의 품질이 향상됨을 확인할 수 있었다. 제1본엽의 전개는 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우를 제외하고 오이 접수의 경우 파종 8일, 호박 대목의 경우 파종 7일경부터 이루어졌다.
그리고 PPF 100~300µmol·m²·s⁻¹ 광량 범위에서 상추묘의 생육을 검토하였을 때 광량의 증가에 따라 상추묘의 건물률과 엽수는 증가한 반면 지상부/지하부 비율, 비엽면적(specific leaf area, 엽면적/엽중) 및 배축장은 감소하여, 고품질 상추묘 생산을 위해서는 200µmol·m²·s⁻¹ 이상의 광량이 추천된다고 보고하였다. 본 연구에서도 광량의 증가에 따라 건물중 및 엽 전개속도가 증가하였으며, 그와 함께 건물률은 증가하고 비엽면적(specific leaf area, 엽면적/엽중)과 배축장은 감소하는 경향을 보여(data not shown), 광량 증가에 따라 묘의 품질이 향상됨을 확인할 수 있었다.
제1본엽의 전개는 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우를 제외하고 오이 접수의 경우 파종 8일, 호박 대목의 경우 파종 7일경부터 이루어졌다. 본엽의 전개 속도 및 엽면적은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기가 증가할수록 증가하였다. 200공 플러그 트레이를 이용한 경우 전개속도 및 엽면적이 가장 작아, PPF 165µmol·m²·s⁻¹에서 육묘한 오이 접수의 본엽전개는 파종 9일후부터 이루어졌다.
오이 접수 자엽의 면적은 파종 5일부터 9일까지 지속적으로 증가하는 경향을 보였으나, 호박 대목의 경우 200공 플러그 트레이에서 육묘한 경우를 제외하고 파종 7일경부터 자엽면적의 증가가 둔화되는 경향을 보였다 (Fig. 4와 5). 제1본엽의 전개는 200공 플러그 트레이에 육묘한 경우를 제외하고 오이 접수의 경우 파종 8일, 호박 대목의 경우 파종 7일경부터 이루어졌다.
오이 접수와 호박 대목의 지상부 건물중은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기가 증가할수록 증가하였다 (Fig. 1 과 2) 광량과 플러그 트레이의 셀 크기 증가에 따른 지상부 건물중의 증가는 육묘일수가 경과함에 따라 증가하였다. 오이 접수의 경우, PPF 313µmol·m⁻²·s⁻¹ 50공 플러그 트레이 에서 육묘했을 때의 지상부 건물중이 PPF 165µmol·m⁻²·s⁻¹200공 플러그 트레이에서 육묘했을 때에 비해, 파종 5일후에는 16%, 파종 9일 후에는 45% 증가하였다.
광량 3수준 (photosynthetic photon flux, PPF 165, 248, 313µmol·m²·s⁻¹) 및 플러그 트레이셀 규격 5가지(50, 72, 105, 128, 200공)를 조합한 15처리로 9일간 육묘하였다. 오이 접수와 호박 대목의 지상부 건물중은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기가 증가할수록 증가하였으며, 상대생장률은 광량과 플러그 트레이의 셀 크기에 따라 두 배 가까운 차이를 보였다. 그와 함께 광량의 증가에 따라 건물률이 증가하고 비엽면적 및 배축장이 감소하여, 묘의 품질이 향상됨을 확인할 수 있었다.
6과 같다. 접수 및 대목 모두 광량이 증가할수록, 플러그 트레이의 셀 수가 작을수록 엽면적 지수가 컸으며, 각 처리에 따른 차이는 육묘일수가 경과할수록 더 커졌다. 105공~200공 플러그 트레이에서 육묘한 호박대 목의 경우 파종 8일 후부터는 엽면적 지수가 3이상이었다.
Table 1에 인공광형 폐쇄형 육묘시스템 내에서 광량 및 플러그 트레이 셀 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목 생육의 통계적 유의성을 나타냈다. 파종 5일 후 접수와 대목의 지상부 건물중은 플러그 트레이 셀 규격에 따른 유의적 차이는 있었으나, 광량에 따른 차이는 없었다. 그러나 파종 6일 이후부터는 광량 및 플러그 트레이 셀 규격에 따른 오이 접수 및 호박 대목 생육의 통계적 유의성을 나타냈다.

후속연구

결론적으로, 인공광을 이용한 폐쇄형 육묘시스템 내에서의 접수 및 대목 육묘를 위해 생육 및 공간이용효율을 고려한 광환경 관리 및 플러그 트레이 선정이 필요하며, 각 조건에 따라 접수와 대목의 육묘일수를 조정할 필요가 있다. 생육 및 공간이용효율을 고려하였을 때, 단근합접을 위한 오이 접수 및 호박 대목 생산을 위해서는 오이 접수의 경우 105공~128공 플러그 트레이를 이용하여 8일 내외, 호박 대목의 경우 72공~105공 플러그 트레이를 이용하여 7일 내외로 육묘하는 것이 추천된다.
아울러 광량 증가에 따라 묘의 생육 및 품질이 향상되므로, 검토된 범위 내에서 가능한 광량을 높여주는 관리가 추천된다. 이와 같이 접수 및 대목 생산시 인공광형 폐쇄형 육묘시스템을 이용하여 적절한 환경관리를 해줌으로써, 묘 생산기간을 단축하고 연중 고품질의 묘를 안정적으로 생산할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	접목묘 생산시 대목을 단근하는 경우 접목과정에서 어떠한 작업을 해야하는가?	약 90% 정도가 접목재배되고 있는 오이의 경우, 접목묘 생산시 40공~50공 플러그 트레이가 주로 이용되고 있으며, 접목방법은 단근합접, 단근삽접, 합접 방법이 주로 이용되고 있다(Jang 등, 2013a). 접목묘 생산시 대목을 단근하는 경우, 접목과정에서 단근접목묘를 새로운 상토가 충진된 플러그 트레이에 삽목을 한다. 따라서 10일 내외의 접수 및 대목 육묘에는 접목묘 육묘시보다 셀의 수가 많고 셀의 크기가 작은 플러그 트레이를 이용하는 경우가 많다.
	성공적인 접목묘 생산을 위해 무엇보다 선행되어야 하는것은?	성공적인 접목묘 생산을 위해서는 숙련된 접목기술과 접목 후 활착과 순화를 위한 고도의 집약적인 환경관리기술이 요구된다(Jang 등, 2013b). 그러나 무엇보다 균일한 고품질의 대목 및 접수 생산이 선행되어야 한다.
	인공광형 폐쇄형 육묘시스템의 장점은?	채소묘 생산에 있어서도 이러한 인공광형 식물공장 형태의 폐쇄형 육묘시스템이 일본에서 개발되어 상업화되었다. 인공광형 폐쇄형 육묘시스템은 적정 생육조건의 조성, 높은 광 이용효율, 단위면적당 높은 생산성, 생산기간의 단축 등 여러 장점을 갖고 있으며, 이러한 육묘시스템을 이용하여 연중 균일한 고품질 묘의 생산이 가능하다(Kozai 등, 2000; Kozai, 2012).

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저자의 다른 논문 :

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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