[논문]식물공장 인공광원이 케일의 생육 및 글루코시놀레이트 함량에 미치는 영향

이광재; 허정욱; 정충렬; 김현환; 조정수; 이준구; 이경자; 남상영; 홍의연

doi:10.12791/ksbec.2016.25.2.77

식물공장 인공광원이 케일의 생육 및 글루코시놀레이트 함량에 미치는 영향
Effects of Artificial Light Sources on Growth and Glucosinolate Contents of Hydroponically Grown Kale in Plant Factory 원문보기

시설원예ㆍ식물공장 = Protected horticulture and plant factory, v.25 no.2, 2016년, pp.77 - 82

이광재 (충청북도농업기술원 원예연구과) , 허정욱 (국립농업과학원 생산자동화기계과) , 정충렬 (국립농업과학원 생산자동화기계과) , 김현환 (국립농업과학원 생산자동화기계과) , 조정수 (전북대학교 원예학과) , 이준구 (전북대학교 원예학과) , 이경자 (충청북도농업기술원 원예연구과) , 남상영 (충청북도농업기술원 원예연구과) , 홍의연 (충청북도농업기술원 원예연구과)

초록
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본 연구는 식물공장 인공광원이 수경재배 케일의 생육, 수량 및 글루코시놀레이트(GLS) 함량에 미치는 영향을 구명코자 수행하였다. 인공광원으로 LED B:W(1:1, BW), R:B:W(2:1:3, RBW), BW+형광등(1:1+FL, BW+FL) 등 3처리를 하였다. 수확 엽수와 엽중은 BW+FL이 BW와 RBW보다 우수하였다. 엽장은 BW+FL에서, 엽폭은 RBW가 우수하여 다른 처리와 통계적인 유의성을 나타냈다. 엽록소 함량과 'L' 값은 처리간에 유의성이 없었으며, 'a' 값과 'b' 값은 BW+FL에서 가장 낮았다. GLS 함량은 모든 처리에서 glucobrassicin, glucoiberin, gluconasturtiin, sinigrin, progoitrin, glucoraphamin, epiprogoitrin 순으로 많았으며, 총 GLS 함량은 RBW에서 가장 높았다. 잎의 수분 함량, 조단백질, 조지방 함량, 회분 함량은 처리간에 유의성을 나타내지 않았다. 결론적으로 광은 생육과 2차 대사산물의 합성에 차이가 나타내며, 기능성 향상을 위해 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the effects of artificial light sources on growth, yield, and glucosinolate content of hydoroponically grown Peucedanum japonicum in plant factory. Treatments were given with LED Blue:White(1:1, B:W), LED Red:Blue:White(2:1:3, RBW), and LED Blue:White(1:1)+Florescent lamp(BW+FL). Number of harvested leaves and leaf weight of BW+FL were higher than BW and RBW. BW+FL in leaf length and RBW in leaf width were significant difference with other treatments. Chlorophyll content and 'L' value were not significant difference among the treatments. The 'a' and 'b' value is the lowest in BW+FL. Glucosinolate content was high in order of glucobrassicin, glucoiberin, sinigrin, gluconasturtiin, progoitrin, glucoraphamin, and epiprogoitrin in all treatments, and total glucosinolate content was the highest in RBW treatment. Moisture, crude protein, crude fat, and ash content of leaves were not different among the treatments. In conclusion, this study showed that light caused growth and secondary metabolites synthesis, and we recommend to further study between light and secondary metabolites for increasing functionality.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

케일은 소비량의 증가에 따른 주년 소비 패턴 정착시키기 위하여 식물공장에서 안정적인 생산과 기능성 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구는 케일 인공광 식물공장에서 인공광원에 따른 생육과 GLS 등 품질에 함량에 미치는 영향을 구명코자 실시하였다.

제안 방법

케일의 광원을 달리하여 LED B:W(1:1, BW), R:B:W(2:1:3, RBW), B:W(1:1)+형광등(BW+FL) 등 3처리를 하였으며(Fig. 1), 각 재배장치는 분무경 방식으로 광원을 적색, 청색, 적색의 광량을 각각 조절할 수 있는 시스템이었다. BW+FL 처리구는 베드(길이 2,100mm) 상단 LED 밑에 T5 형광등을 19개를 추가로 설치하였다.

대상 데이터

본 연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 전주 식물공장에서 수행하였다. 2015년 3월 10일 스펀지(28×28mm) 파종하여 105구 육묘 트레이에서 육묘하였다.

이론/모형

케일의 생육과 수량 특성은 농업과학기술연구조사분석기준(농촌진흥청, 2012)을 따랐으며, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소 함량, 생체중, 건물중 등을 측정하였다.

성능/효과

Glucosinolates(GLS)의 함량은 모든 처리에서 glucobrassicin(GLBR), glucoiberin(GLB), sinigrin(SIN), gluconasturtiin(GLN), progoitrin(PRO), glucoraphamin(GLP), epiprogoitrin(EPI)순으로 많았다(Fig. 2). BW+FL 처리에서 PRO, EPI, SIN, GLP, GLN의 함량이 높았고, RBW에서는 GLB, GLBR, total GLS의 함량이 가장 높았다.
수확 엽수는 BW+FL에서 14.4개로 BW 12.5개와 RBW 12.3개보다 유의적으로 증가하였다(Table 1). Lee 등(2016)의 보고에 의하면 광질에 따른 방풍의 수확 엽수는 RB, RBW, RBGW 등 LED 처리보다 형광등 처리에서 19.
케일의 잎을 분석한 결과, 인공광원 처리에 따라 수분 함량은 88.46~90.92%이었으며, 조단백질 함량은 2.97 ~3.13%, 조지방 함량은 0.13~0.15%, 회분 함량은 1.84 ~1.97%로 처리간에 유의성을 나타내지 않았다(Table 4).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	GLS이란 무엇인가?	영양학적으로 글루코시놀레이트(glucosinolate, GLS)를 다량 함유하고 있다(Schmit 등, 2010). GLS는 Brasscica속 식물에서 생합성되는 대표적인 phytoalexin으로 100여종이 존재하며(Pedras 등, 2011; Mithen, 1992), 질소와 황이 함유된 이차대사 산물로 작물의 독특한 맛과 향을 결정할 뿐만 아니라 생체내에서 다양한 기능성을 발휘하는 것으로 알려져 있다(Pedras 등, 2011).
	케일의 효능은?	acephala)은 십자화과 채소로 남부 유럽의 지중해 연안이 원산지로 곱슬케일, 쌈케일, 꽃케일 등이 있다. 현재 전 세계에서 폭넓게 재배되고 있으며, 조혈작용, 청혈작용하는 것으로 알려져 있다. 영양학적으로 글루코시놀레이트(glucosinolate, GLS)를 다량 함유하고 있다(Schmit 등, 2010).
	케일이란 무엇인가?	케일(Brassica oleracea L. acephala)은 십자화과 채소로 남부 유럽의 지중해 연안이 원산지로 곱슬케일, 쌈케일, 꽃케일 등이 있다. 현재 전 세계에서 폭넓게 재배되고 있으며, 조혈작용, 청혈작용하는 것으로 알려져 있다.

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