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문제 정의
- , 2009). 따라서본 실험은 여름철 배추재배시 안정적인 생산을 위하여 초기 저온(춘화처리)과 재배 기간의 온도관리(적온과 고온), 토양 수분 결핍 처리(단수 기간)가 배추의 엽육조직, 생장및 발달 그리고 생산량에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다.
제안 방법
- 27g/plant) 값을 초기값으로 넣어 계산하였다. 그리고 LAR은 RGR에 ULR로 나눈 값으로 하였고, SLA는 엽면 적을 엽중으로 나눈 값으로 하였으며, LWR은 엽중을 총건물중으로 나눈 값으로 하였다.
- 정식 활착 후 7일간 10℃로 춘화처리를 한 배추와 춘화처리를 하지 않은 배추로 구분하였고, 시설내 일중 최고 온도를 정상적 온도 관리구(25℃)와 고온 관리구(30℃)를 두었다. 그리고 정식 활착후 8일부터 관수를 중단하여 토양 건조 처리를 각각 2주간(토양수분 평균함량 20% 유지)와 4주간 (토양수분 평균함량 10% 유지) 한 것과 정상적으로 충분히 관수한 대조구(토양수분 평균함량 40% 유지)를 두었다. 실험에 대한 처리구들을 표로 정리하였다(Table 1).
- 정식후 60일에 수확한 배추의 지상부 생체중을 처리구 당 10주씩 조사하여, 평균 생체중에 재식밀도(3,000주/10a)를 곱하여 수량으로 산출하였다. 배추의 결구력은 결구 형성및 단단한 정도를 조사하여 지수화(상, 중, 하) 하였다.
- , Nebraska, USA), 생체중 및 건물중을 조사하였다. 배추의 생장해석은 상대생장률(relative growth rate; RGR), 단위 엽건물중 증가율(unit leaf rate; ULR), 엽면적비율(leaf area ratio; LAR) 및 비엽중 (specific leaf area; SLA), 엽중률(leaf weight ratio; LWR)로 하였다. 생장해석의 요소(RGR과 ULR)들은 아래와 같이 계산되었고, 정식일의 엽면적(73.
- 배추의 엽육조직 관찰은 춘화처리를 하지 않고 정상적 온도 관리를 하고 충분히 관수한 처리구(NV25FI), 2주간 토양 수분 결핍 처리구(NV25SD2) 및 4주간 토양수분 결핍 처리 구(NV25SD4)의 3-5번째 외엽을 채취하여 1차 고정액 2.5% glutarldehyde에서 90분간 고정을 위한 처리, 0.1M phosphate buffer(pH 7.2)로 15분 간격 4-5회 세척, 2차 고정 1% osmium tetroxide 90분간 처리, 위와 동일한 세척 과정 후 하룻밤을 침지시켰다. 탈수는 상온에서 40, 60, 80, 90, 95% ethanol로 각각 5분씩, 100% ethanol로 5, 10, 15, 30분간 처리로 이루어졌으며 propylene oxide로 치환 후 최종적으로 epon에 포매(embedding)하여 60℃의 항온기에서 4일간 중합시켰다.
- 배추의 생장해석은 상대생장률(relative growth rate; RGR), 단위 엽건물중 증가율(unit leaf rate; ULR), 엽면적비율(leaf area ratio; LAR) 및 비엽중 (specific leaf area; SLA), 엽중률(leaf weight ratio; LWR)로 하였다. 생장해석의 요소(RGR과 ULR)들은 아래와 같이 계산되었고, 정식일의 엽면적(73.15cm2/plant), 엽중(3.26g/plant), 건물중(0.27g/plant) 값을 초기값으로 넣어 계산하였다. 그리고 LAR은 RGR에 ULR로 나눈 값으로 하였고, SLA는 엽면 적을 엽중으로 나눈 값으로 하였으며, LWR은 엽중을 총건물중으로 나눈 값으로 하였다.
- 실험 처리구는 완전임의배치 3반복으로 하였다. 춘화처리, 재배 환경 온도처리 그리고 토양수분 결핍 처리의 3요인 분산분석을 하였다.
- 그리고 정식 활착후 8일부터 관수를 중단하여 토양 건조 처리를 각각 2주간(토양수분 평균함량 20% 유지)와 4주간 (토양수분 평균함량 10% 유지) 한 것과 정상적으로 충분히 관수한 대조구(토양수분 평균함량 40% 유지)를 두었다. 실험에 대한 처리구들을 표로 정리하였다(Table 1).
- 정식 활착 후 7일간 10℃로 춘화처리를 한 배추와 춘화처리를 하지 않은 배추로 구분하였고, 시설내 일중 최고 온도를 정상적 온도 관리구(25℃)와 고온 관리구(30℃)를 두었다. 그리고 정식 활착후 8일부터 관수를 중단하여 토양 건조 처리를 각각 2주간(토양수분 평균함량 20% 유지)와 4주간 (토양수분 평균함량 10% 유지) 한 것과 정상적으로 충분히 관수한 대조구(토양수분 평균함량 40% 유지)를 두었다.
- 정식은 파종 23일 후 재식간격 70 × 45cm을 기준으로 하여 직경이 45cm이고 깊이가 60cm인 플라스틱 포트에 정식하였다.
- 정식후 60일에 수확한 배추의 지상부 생체중을 처리구 당 10주씩 조사하여, 평균 생체중에 재식밀도(3,000주/10a)를 곱하여 수량으로 산출하였다. 배추의 결구력은 결구 형성및 단단한 정도를 조사하여 지수화(상, 중, 하) 하였다.
- 정식후 60일에 처리구의 반복별로 3주씩 최대 엽장, 엽수, 엽면적(LI-3100, Area meter, LI-COR Inc., Nebraska, USA), 생체중 및 건물중을 조사하였다. 배추의 생장해석은 상대생장률(relative growth rate; RGR), 단위 엽건물중 증가율(unit leaf rate; ULR), 엽면적비율(leaf area ratio; LAR) 및 비엽중 (specific leaf area; SLA), 엽중률(leaf weight ratio; LWR)로 하였다.
- 중합된 epon block을 초미세절편기(Ultracut R, Leica Co., North Ryde, Australia)를 이용하여 1,500nm의 두께로 시료를 절단하여 P.A.S. 염색법으로 염색한 후 광학현미경(Axioskop 2, Carl Zeiss Co., Oberkochen, Germany) 20µm로 검경하였다(Chang, 1973; Dorange and Pennec, 1989).
- 실험 처리구는 완전임의배치 3반복으로 하였다. 춘화처리, 재배 환경 온도처리 그리고 토양수분 결핍 처리의 3요인 분산분석을 하였다. 각 처리구별 생장 요인들과 수량에 대해 Duncan의 다중 검정을 실시하였다.
- 2)로 15분 간격 4-5회 세척, 2차 고정 1% osmium tetroxide 90분간 처리, 위와 동일한 세척 과정 후 하룻밤을 침지시켰다. 탈수는 상온에서 40, 60, 80, 90, 95% ethanol로 각각 5분씩, 100% ethanol로 5, 10, 15, 30분간 처리로 이루어졌으며 propylene oxide로 치환 후 최종적으로 epon에 포매(embedding)하여 60℃의 항온기에서 4일간 중합시켰다. 중합된 epon block을 초미세절편기(Ultracut R, Leica Co.
대상 데이터
- , Seoul, Korea)이었다. 2014년 3월 10일 국립원예특작과학원 실험 온실(경기도 수원)에 시판용 경량상토인 바이오상토1호(Hungnong Seed Co., Suwon, Korea)를 105공 플러그 트레이(35mL/공)에 채우고 1셀당 2립씩 파종하였고 발아 후에는 1주씩 남기고 솎아 주었다. 정식은 파종 23일 후 재식간격 70 × 45cm을 기준으로 하여 직경이 45cm이고 깊이가 60cm인 플라스틱 포트에 정식하였다.
데이터처리
- zDifferent lowercase letters within columns indicate significant differences based on Duncan’s multiple range test, p = 0.05.
- 춘화처리, 재배 환경 온도처리 그리고 토양수분 결핍 처리의 3요인 분산분석을 하였다. 각 처리구별 생장 요인들과 수량에 대해 Duncan의 다중 검정을 실시하였다. 통계처리는 SAS 프로그램(SAS 9.
- 각 처리구별 생장 요인들과 수량에 대해 Duncan의 다중 검정을 실시하였다. 통계처리는 SAS 프로그램(SAS 9.2, SAS Institute Inc., NC, USA)을 이용 하였다.
성능/효과
- 756m2･kg-1),충분히 관수가 이루어진 처리구들에서 SLA이 낮아지는 경향을 나타냈다. LWR은 춘화처리를 하고 30℃로 재배관리하에서 충분히 관수된 처리구(V30FI)에서 21.42kg･kg-1로 가장 유의하게 높았고, 춘화처리를 하고 25℃로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 4주간 한 처리구(V25SD4)에서 9.98kg･kg-1로 가장 낮았다. LWR의 경향은 충분히 관수된 처리구들(FI)이 전체적으로 높았고, 토양수분 부족이 오래 진행될수록(SD4) 낮아졌다.
- 98kg･kg-1로 가장 낮았다. LWR의 경향은 충분히 관수된 처리구들(FI)이 전체적으로 높았고, 토양수분 부족이 오래 진행될수록(SD4) 낮아졌다. 토양수분 조건에 따른 엽면적 특성에 대한 연구들로 Rebolledo-Martinez et al.
- 67m2･kg-1). SLA은 춘화처리를 하고 25℃ 로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 4주간 한 처리구 (V25SD4)에서 1.154m2･kg-1로 가장 유의하게 높았다. 춘화처리를 하지 않고 재배관리 온도를 25℃로 낮춘 상태에서 충분히 관수를 하였을 때 가장 낮았으며(NV25FI; 0.
- 토양수분 결핍처리는 배추의 상대생장률(relative growth rate; RGR), 단위 엽건물중 증가율(unit leaf rate; ULR), 엽면적비율(leaf area ratio; LAR) 및 비엽중(specific leaf area; SLA), 엽중률(leaf weight ratio; LWR)에서 통계적으로 유의하게 효과가 인정되었다(Table 3). 그리고 같은 재배기간의 춘화처리 효과는 ULR, LAR과 SLA에서 유의한 결과를 나타내었고, 온도처리 효과의 경우도 ULR, LAR과 LWR에서 유의성을 보였다. 정식 초기에 저온처리는 유묘의 생장을 저해시킬 수 있다는 보고가 있었고(Lee et al.
- 토양수분 결핍처리 요인이 정식 후 60일 배추의 모든 조사 생장 특성에 통계적으로 유의하게 효과가 인정되었다. 그리고 재배기간의 온도처리 요인도 최대 엽장, 엽수, 엽면적 및 지상부의 생체중에 유의하게 영향을 주었다. 그러나 춘화처리의 효과는 모든 조사항목에서 인정되지 않았고, 3요인의 모든 조합 처리들에서 통계적으로 유의하게 영향을 미치지 못하였다(Table 2).
- 그리고 춘화처리를 하지 않고 재배관리 온도를 25°C로 낮춘 상태에서 토양수분 결핍 처리를 4주간 하였을 때 가장 높았다(NV25SD4; 0.0080kg/m2/day).
- 092kg/kg/day로 모든 처리구들 중에서 가장 유의하게 낮았다. 반면에 충분히 관수된 처리구들(V30FI, NV25FI 및 NV30FI)은 모두 0.114kg/kg/day로 가장 높게 나타났다. 지하부 상대생장률은 지상부의 결과와 경향이 유사하였다.
- 그리고 춘화처리의 여부와 관계없이 온도관리를 고온(30℃)으로 하고 관수를 충분히 한 처리구들이(V30FI와 NV30FI) 적온(25℃)에서 충분히 관리한 처리구들 보다는 수량이 많았다. 배추 수확시 결구력을 조사한 결과, 단수처리구에서 중･하를 보였는데 특히 4주 단수처리구가 결구력이 약한 것으로 나타나 단수에 의한 식물체내 수분 부족은 결구력도 약하다는 것을 시사하였다. 충분히 관수를 한 처리구의 양배추의 생산량이 50.
- , 2010), 엽내 질소함량(Karacic and Weih, 2006; Wieh and Nordh, 2002), 뿌리활력과 양분흡수(Nkansah and Ito, 1994) 감소로 인한 것이라 할 수 있다. 본 실험에서는 RGR이 고온에 따른 차이는 없었으나 가뭄에 의한 감소는 뚜렷하게 나타나 배추에서 가뭄에 의한 생육피해가 심하게 나타남을 확인할 수 있었다. 일정기간 동안 엽면적의 건물중 증가량을 의미하는 ULR은 춘화처리를 하고 30°C로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 2주간 한 처리구(V30SD2)에서 0.
- 세가지 처리 요인들(춘화, 온도 및 관수)의 모든 상호 작용 효과는 통계적으로 차이가 없었다. 일정시간의 작물 건물증가율을 나타내는 RGR 분석결과에서 지상부 상대생장률은 토양수분 결핍 4주 처리구들(SD4)에서 작게 나타났다.
- 이와 반대로 LAR은 춘화처리를 하고 30°C로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 2주간 한 처리구(V30SD2)에서 32.30m2･kg-1로 가장 유의하게 높았고, 춘화처리를 하지 않고 재배관리 온도를 25℃로 낮춘 상태에서 토양수분 결핍 처리를 4주간 하였을 때 가장 낮았다 (NV25SD4; 20.67m2･kg-1).
- 일정기간 동안 엽면적의 건물중 증가량을 의미하는 ULR은 춘화처리를 하고 30°C로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 2주간 한 처리구(V30SD2)에서 0.0052kg/m2/day로 가장 유의하게 낮았다(Table 3).
- 세가지 처리 요인들(춘화, 온도 및 관수)의 모든 상호 작용 효과는 통계적으로 차이가 없었다. 일정시간의 작물 건물증가율을 나타내는 RGR 분석결과에서 지상부 상대생장률은 토양수분 결핍 4주 처리구들(SD4)에서 작게 나타났다. 춘화처리를 하고 25℃로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 4주간 한 처리구(V25SD4)에서 지상부 상대생장률은 0.
- 처리별 엽육조직을 광학현미경으로 관찰한 결과, 2주 토양수분 결핍 처리구(NV25SD2)에서는 울타리조직과 해면조직의 세포구조를 확인할 수 있었으나 4주 토양수분 결핍 처리구(NV25SD4)에서는 세포조직이 완전히 붕괴되었다(Fig. 1). 본 연구결과와 유사하게 건조 스트레스에 의해 시금치 잎 조직내의 전분이 소실되고 thylakoid에 대한 stroma의 부피비 증가로 인하여 잎의 세포형태가 변화되는 것으로 보고되었다(Zellnig et al.
- 2A). 춘화처리 없이 적온(25℃)에서 충분히 관수한 처리구(NV25FI)의 수량을 100%로 하였을 때 토양수분 결핍 처리구(NV25SD2와 NV25SD4)들의 수량을 비교하면 각각 71% 및 34%였고, 단수 기간이 2주 증가하면 수량이 급격히 줄어든다는 결과를 얻었다. 그리고 춘화처리의 여부와 관계없이 온도관리를 고온(30℃)으로 하고 관수를 충분히 한 처리구들이(V30FI와 NV30FI) 적온(25℃)에서 충분히 관리한 처리구들 보다는 수량이 많았다.
- 일정시간의 작물 건물증가율을 나타내는 RGR 분석결과에서 지상부 상대생장률은 토양수분 결핍 4주 처리구들(SD4)에서 작게 나타났다. 춘화처리를 하고 25℃로 재배관리하에서 토양수분 결핍 처리를 4주간 한 처리구(V25SD4)에서 지상부 상대생장률은 0.092kg/kg/day로 모든 처리구들 중에서 가장 유의하게 낮았다. 반면에 충분히 관수된 처리구들(V30FI, NV25FI 및 NV30FI)은 모두 0.
- 154m2･kg-1로 가장 유의하게 높았다. 춘화처리를 하지 않고 재배관리 온도를 25℃로 낮춘 상태에서 충분히 관수를 하였을 때 가장 낮았으며(NV25FI; 0.756m2･kg-1),충분히 관수가 이루어진 처리구들에서 SLA이 낮아지는 경향을 나타냈다. LWR은 춘화처리를 하고 30℃로 재배관리하에서 충분히 관수된 처리구(V30FI)에서 21.
- 토양수분 결핍처리 요인이 정식 후 60일 배추의 모든 조사 생장 특성에 통계적으로 유의하게 효과가 인정되었다. 그리고 재배기간의 온도처리 요인도 최대 엽장, 엽수, 엽면적 및 지상부의 생체중에 유의하게 영향을 주었다.
- 토양수분 결핍처리는 배추의 상대생장률(relative growth rate; RGR), 단위 엽건물중 증가율(unit leaf rate; ULR), 엽면적비율(leaf area ratio; LAR) 및 비엽중(specific leaf area; SLA), 엽중률(leaf weight ratio; LWR)에서 통계적으로 유의하게 효과가 인정되었다(Table 3). 그리고 같은 재배기간의 춘화처리 효과는 ULR, LAR과 SLA에서 유의한 결과를 나타내었고, 온도처리 효과의 경우도 ULR, LAR과 LWR에서 유의성을 보였다.
후속연구
- 이는 가뭄과 같은 조건에서 상대적으로 낮은 증발산량이 배추와 상추의 건물생산량 감소의 원인으로 판단되며 이는 본 연구 결과와 유사하였다. 본 연구 결과, 여름철 고온기에 배추재배시 가뭄이 지속되면 생장이 지연되고, 결구가 불량해 지며 심할 경우 위조증상에 의한 결주로 수확량이 급격히 줄어들기 때문에 노지 포장에 관수를 효율적으로 할 수 있도록 재배적 기술이 현장에 투입되어야 할 것으로 판단되었다.
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