[논문]LED 광질이 칼랑코에의 생육과 개화에 미치는 영향

김소희; 허유; 황령환; 박영훈; 최영환; 서정민; 강점순

doi:10.5322/jesi.2014.23.9.1573

LED 광질이 칼랑코에의 생육과 개화에 미치는 영향
Effect of LED Light Quality on Growth and Flowering of Kalanchoe 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.23 no.9, 2014년, pp.1573 - 1581

김소희 (부산대학교 원예생명과학과) , 허유 (부산대학교 원예생명과학과) , 황령환 (부산대학교 원예생명과학과) , 박영훈 (부산대학교 원예생명과학과) , 최영환 (부산대학교 원예생명과학과) , 서정민 (부산대학교 바이오환경에너지학과) , 강점순 (부산대학교 원예생명과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to examine the effect of LED light quality and supplemental LED light on growth and flowering for potted flowering plant of Kalanchoe. 1. Plant height of Kalanchoe was enhanced under Red, regardless of treatment time. 2. Root length and stem diameter of Kalanchoe were enhanced by Red+Blue. 3. The number of internodes was not influenced by LED light quality. Length of flower stalk of Kalanchoe increased under Red+Blue, but treatment time did not result in statistically significant differences. 4. Leaf area was not influenced by LED light quality in Kalanchoe. 5. The number of flower buds and open flowers was decreased by LED light treatment, but days to flowering was reduced by Red+Blue for 4 hr after sunset in Kalanchoe. 6. Chlorophyll and anthocyanin content was not significantly affected by LED light treatment, but anthocyanin content tended to increase by Blue 4 hr after sunset. 7. Fresh and dry weight did not increased by LED light treatment in Kalanchoe.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이는 광질의 영향이 광도가 미치는 영향에 비해 중요도가 떨어지기 때문으로 해석된다. 따라서 본 연구는 일몰 후 LED의 다양한 광질 및 보광처리 시간이 칼랑코에의 생장과 개화에 미치는 영향을 조사하여 고품질의 식물을 생산하기 위해 수행되었다.
이는 광질의 영향이 광도가 미치는 영향에 비해 중요도가 떨어지기 때문으로 해석된다. 따라서 본 연구는 일몰 후 LED의 다양한 광질 및 보광처리 시간이 칼랑코에의 생장과 개화에 미치는 영향을 조사하여 고품질의 식물을 생산하기 위해 수행되었다.

제안 방법

각 처리구는 낮에는 자연광을 받도록 하였으며 일몰 후에는 칸막이를 이용하여 서로의 빛이 혼합되지 않도록 하였다.
ABSOLUTE DIGIMATIC, Japan)로 측정하였다. 또한, 실험 최종일에 엽면적계(LI-COR, inc. LI-3100 AREA METER, USA)를 이용해 엽면적을 측정하였고, 이울러 생체, 건물중을 측정하였다. 건물중은 70°C의 항온건조기에서 72시간 건조 후 측정하였다.
본 연구의 식물재료인 칼랑코에(Kalanchoe blossfeldiana)에는 부산시 강서구 성인농장(품종명: Bingo)에서 삽목묘를 분양받아 사용했다. 삽목 후 90일 째인 2012년 2월 13일, 삽수 1개씩 직경 15 cm 화분에 평균 7~8 cm의 크기가 비슷한 삽목묘를 선택하여 정식하였다. 삽목묘는 정식 전까지 22.
칼랑코에의 정아에서 3번째 아래잎을 채취하여 생체 시료 100 mg을 80%(v/v) Acetone 5 ml에 넣고 추출한 후 5분간 2,000 rpm에서 원심분리(Hanil, MICRO 17TR, KR)하여 상등액을 취하고 남은 침전물을 다시 80%(v/v) Acetone 5 ml에 현탁시켜 원심분리 한 후 상등액을 앞의 상등액과 합하였다. 상등액을 균일하게 섞은 후, Spectrophotometer (MECASYS, OPTIZEN 3220 UVbio, KR)를 이용하여 645, 663 nm에서 흡광도를 측정하고 엽록소 농도를 계산하였다.
일몰 후 LED 광질처리가 시기별 생육 및 개화 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 생육 및 개화반응 조사는 실험개시 후 30일 간격으로 식물체의 초장, 엽수, 마디수, 직경, 꽃대길이, 색도, 엽록소 함량, 안토시아닌 함량을 측정하였고, 꽃봉오리 생성 이후부터는 꽃봉오리수, 개화수, 개화소요일수를 측정하였다. 초장은 분화 식물체의 길이를 수직으로, 직경은 버니어캘리버스(Mitutoyo Corp.
인공광원은 조사방법은 각각의 인공광원 처리구 마다 식물체의 25 cm 위에 인공광원을 설치하여 식물체와 수직이 되게 광을 비추었으며 식물이 성장함에 따라 LED의 높이를 조절하였다. 인공광원 처리구는 7수준 이었고, (1) 자연광만을 이용한 무처리구(Control), (2) 일몰 후 2시간의 적색(660 nm, R) LED 광 조사, (3) 일몰 후 2시간의 청색 (430 nm, B) LED 광 조사, (4) 일몰 후 2시간의 적색+청색 혼합(R:B = 8:2, RB) LED 광 조사, (5) 일몰 후 4시간의 적색(660 nm, R) LED 광 조사, (6) 일몰 후 4시간의 청색(430 nm, B) LED 광 조사, (7) 일몰 후 4시간의 적색+청색 혼합(R:B = 8:2, RB) LED 광 조사였다.
1). 인공광원은 조사방법은 각각의 인공광원 처리구 마다 식물체의 25 cm 위에 인공광원을 설치하여 식물체와 수직이 되게 광을 비추었으며 식물이 성장함에 따라 LED의 높이를 조절하였다. 인공광원 처리구는 7수준 이었고, (1) 자연광만을 이용한 무처리구(Control), (2) 일몰 후 2시간의 적색(660 nm, R) LED 광 조사, (3) 일몰 후 2시간의 청색 (430 nm, B) LED 광 조사, (4) 일몰 후 2시간의 적색+청색 혼합(R:B = 8:2, RB) LED 광 조사, (5) 일몰 후 4시간의 적색(660 nm, R) LED 광 조사, (6) 일몰 후 4시간의 청색(430 nm, B) LED 광 조사, (7) 일몰 후 4시간의 적색+청색 혼합(R:B = 8:2, RB) LED 광 조사였다.
본 실험의 시험구는 처리당 12개체로 하였고, 시험구는 완전임의배치 3반복이었다. 일몰 후 LED 광질처리가 시기별 생육 및 개화 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 생육 및 개화반응 조사는 실험개시 후 30일 간격으로 식물체의 초장, 엽수, 마디수, 직경, 꽃대길이, 색도, 엽록소 함량, 안토시아닌 함량을 측정하였고, 꽃봉오리 생성 이후부터는 꽃봉오리수, 개화수, 개화소요일수를 측정하였다.
생육 및 개화반응 조사는 실험개시 후 30일 간격으로 식물체의 초장, 엽수, 마디수, 직경, 꽃대길이, 색도, 엽록소 함량, 안토시아닌 함량을 측정하였고, 꽃봉오리 생성 이후부터는 꽃봉오리수, 개화수, 개화소요일수를 측정하였다. 초장은 분화 식물체의 길이를 수직으로, 직경은 버니어캘리버스(Mitutoyo Corp. ABSOLUTE DIGIMATIC, Japan)로 측정하였다. 또한, 실험 최종일에 엽면적계(LI-COR, inc.

대상 데이터

본 실험은 2012년 2월 13일부터 2012년 6월 12일 까지 120일 동안 부산대학교 첨단온실에서 수행되었다. 칼랑코에는 재배용기(1L)에 육묘용 혼합 상토(바이오 그린상토, 흥농)를 충진한 후 22.
본 실험의 시험구는 처리당 12개체로 하였고, 시험구는 완전임의배치 3반복이었다. 일몰 후 LED 광질처리가 시기별 생육 및 개화 반응에 미치는 영향을 조사하였다.
본 연구의 식물재료인 칼랑코에(Kalanchoe blossfeldiana)에는 부산시 강서구 성인농장(품종명: Bingo)에서 삽목묘를 분양받아 사용했다. 삽목 후 90일 째인 2012년 2월 13일, 삽수 1개씩 직경 15 cm 화분에 평균 7~8 cm의 크기가 비슷한 삽목묘를 선택하여 정식하였다.

데이터처리

칼랑코에의 생육조사 및 함량 분석은 SPSS 프로그램(PASW Statistics 18.0)을 이용하여 처리 간 차이를 Duncan의 다중검정으로 나타내었다.

성능/효과

3과 같다. Hunter L값이 커질수록 명도가 높아지고, 작을수록 명도가 낮아지는데, 무처리구에서 35.73으로 높았으며 일몰 후 2시간의 청색광에서 가장 낮았다. Hunter a값은 커질수록 적색을 나타내고, 음의 값일수록 녹색을 나타낸다.
2와 같다. 광질의 종류에 따라 개화반응이 각각 달라는데, 단일성 작물인 칼랑 코에 일몰 후 광질처리는 무처리구에 비해 개화가 억제되는 경향을 보였다. 특히 청색광은 보광처리 시간에 관계없이 화아수와 개화수가 억제되는 정도가 높았다.
광질처리가 개화소요일수에 미치는 영향을 조사한 결과 무처리구의 칼랑코에는 화뢰출현일수가 68일, 그리고 개화소요일수는 51일 이었다. 칼랑코에를 일몰 후에 광질처리하면 화뢰출현일수와 개화소요일수가 단축되어 개화가 촉진되는 경향이었으나, 유의성은 없었다.
그러나 일몰 후 4시간의 청색광 처리는 화아수와 개화수는 억제되었으나 개화율은 100% 였고, 무처리 및 일몰 후 2시간의 적색, 청색 단일광 및 적색+청색 혼합광 처리에서는 90%의 개화를 보였다. 반면 일몰 후 4시간의 적색 단일광 및 적색+청색 혼합광 처리에서는 75%의 개화율을 나타내었다.
2와 같다. 광질의 종류에 따라 개화반응이 각각 달라는데, 단일성 작물인 칼랑 코에 일몰 후 광질처리는 무처리구에 비해 개화가 억제되는 경향을 보였다. 특히 청색광은 보광처리 시간에 관계없이 화아수와 개화수가 억제되는 정도가 높았다.
또한 일몰 후 4시간의 적색+청색 혼합광에서 Hunter L, a, b 값도 우수하여 색택이 좋았다. 엽록소 함량은 일몰 후의 광질처리에 크게 영향을 받지 않았으나, 안토시아닌 함량은 청색광 처리에서 증가하였다.
그러나 일몰 후 4시간의 청색광 처리는 화아수와 개화수는 억제되었으나 개화율은 100% 였고, 무처리 및 일몰 후 2시간의 적색, 청색 단일광 및 적색+청색 혼합광 처리에서는 90%의 개화를 보였다. 반면 일몰 후 4시간의 적색 단일광 및 적색+청색 혼합광 처리에서는 75%의 개화율을 나타내었다.
또한 Zantedeschia 유묘는 청색광에 의해 엽록소 함량이 높아졌으며, 청색광은 엽록소의 발달을 촉진한다고 하였다. 본 실험에서는 적색광에서 엽록소 함량이 증가하였는데 이는 광합성 촉진에 의한 것으로 해석된다. 엽록소 a/b 비율은 값이 2 내외 였으며, 적색+청색 혼합광 처리에서 가장 높았다.
특히 청색광은 보광처리 시간에 관계없이 화아수와 개화수가 억제되는 정도가 높았다. 칼랑코에를 일몰 후에 광질처리는 개화소요일수가 단축되어 개화가 촉진되는 경향이었고, 특히, 일몰 후 4시간의 적색+청색 혼합광 처리는 무처리에 비해 개화소요일수가 3일 빨랐다.
광질의 종류에 따라 개화반응이 각각 달라는데, 단일성 작물인 칼랑 코에 일몰 후 광질처리는 무처리구에 비해 개화가 억제되는 경향을 보였다. 특히 청색광은 보광처리 시간에 관계없이 화아수와 개화수가 억제되는 정도가 높았다.
칼랑코에를 일몰 후에 광질처리하면 화뢰출현일수와 개화소요일수가 단축되어 개화가 촉진되는 경향이었으나, 유의성은 없었다. 특히, 일몰 후 4시간의 적색+청색 혼합광 처리에서는 개화소요일수가 66일로 무처리의 69일보다 개화일수가 3일 빨랐다. 화뢰출현일수도 이와 유사한 경향을 보였다.
또한 단일식물인 칼랑코에는 일몰 후 광질처리는 화아수와 개화수 등 전반적인 개화반응은 억제되었으나, 개화소요일수는 단축되어 개화촉진을 유도하였다. 특히, 일몰 후 4시간의 적색+청색 혼합광 처리에서는 개화촉진 효과가 높았다.
한편, 칼랑코에의 안토시아닌 함량은 보광처리 시간에 따라 달랐으며, 유의성은 없었으나 일몰 후 2시간의 광질처리가 4시간의 광질처리보다 높은 경향이었다. 특히, 2시간의 청색광이 다른 광질에 비해 안토시아닌 함량이 높은 경향이었으나 유의성은 없었다.

후속연구

대부분의 품종들은 9~11시간 일장으로 3주 이상 처리하여 개화가 가능하며, 일장이 짧은 10월 중순~3월 초에는 밤에 전조처리하여 영양생장을 한다. 겨울 철 온실에서 보광은 칼랑코에의 생육과 개화를 촉진하며 LED 광질에 따른 다양한 효과를 도출할 것이라 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인공광원으로써 LED의 장점은?	식물재배에 부족한 광을 충분히 공급하기 위해 형광등, 백열등, 메탈할라이드, 고압나트륨, 수은등 등의 인공광이 광원으로 사용되지만 수명이 짧거나 열이 지나치게 많은(Lee 등, 2010) 단점이 있다. 고효율 미래 인공광원으로 떠오르는 LED는 수명이 길고 열 발생이 적으며 태양광의 가시광선 영역을 거의 흡사하게 낼 수 있어 식물생장에 필요한 파장대 영역을 쉽게 조사할 수 있다. LED의 적색광은 발아촉진, 생장조절, 줄기신장 (Shin 등, 2008), 엽면적 확대, 화아형성, 조기 개화, 광합성 등에 관여한다.
	LED의 청색광이 가진 기능은?	LED의 적색광은 발아촉진, 생장조절, 줄기신장 (Shin 등, 2008), 엽면적 확대, 화아형성, 조기 개화, 광합성 등에 관여한다. 또한 청색광은 화아 형성, 엽록소 합성(Moreisra da Silva와 Debergh, 1997), 잎의 형태형성, 굴광성, 곤충유인 등의 기능이 있다. 또한 LED의 적당한 비율로 합한 혼합광은 단일광의 기능보다 더 우수한 효능을 나타낼 수 있다.
	식물재배에 사용하는 인공광은 어떤 게 있는가?	식물재배에 부족한 광을 충분히 공급하기 위해 형광등, 백열등, 메탈할라이드, 고압나트륨, 수은등 등의 인공광이 광원으로 사용되지만 수명이 짧거나 열이 지나치게 많은(Lee 등, 2010) 단점이 있다. 고효율 미래 인공광원으로 떠오르는 LED는 수명이 길고 열 발생이 적으며 태양광의 가시광선 영역을 거의 흡사하게 낼 수 있어 식물생장에 필요한 파장대 영역을 쉽게 조사할 수 있다.

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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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