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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 절화장미 재배 시, 저온기에 보광등 3종류(LED등, 메탈할라이드등, 고압나트륨등)와 난방등1종류(나노탄소섬유적외선등)로 보광해 주었을 때 절화장미의 수확량, 절화수명, 그리고 엽색에 미치는 영향을 비교분석하기 위해 실험을 수행하였다.
제안 방법
- 각 전등들의 소비전력은 LED(ST24, Samsung, Korea)는 24W, MH(IKE-L-MH175W, 일광전기, Korea)는 175W, HPS(SON-T, Philips, Netherland)는 200W, NCFI(나토탄소섬유 적외선등, ㈜원봉탄소에너지, Korea)는 900W이었다. 각 전등은 절화장미 베드 위에 3m 간격으로 2개씩 설치하였으며, 처리간에는 암막으로 칸막이를 하여 야간 점등 시 서로의 간섭을 피하게 하였다. 낮에는 칸막이를 걷어 올려 자연광을 이용할 수 있게 하였다.
- 유리병은 온도 20℃, 광도 80µmol·m-1·s-1(16/8h, day/night), 상대습도 60%의 생장조절실에 두고 관찰하였다. 각 처리당 10본씩 3반복으로 실험을 수행하였다. 절화수명은 육안으로 관찰하여 외부 꽃잎 1~2장이 시들어서 관상가치를 상실하였다고 판단되거나, 꽃목굽음(30° 이상) 또는 청색화(꽃의 20%) 가 발생하여 관상가치가 상실되었을 때를 절화수명이 다하였다고 판단하였다.
- 5℃에서는 소등되게 설정하였다. 기타 장미 재배와 수확에 관해서는 농가에서 해 오던 관행에 따라 양액으로 재배하였으며, 정기적으로 살충제와 살균제를 살포하여 병충해 발생을 예방하였다.
- 실험은 봄(2월 28일~4월 14일), 가을(10월 8일~11월 21일), 겨울(11월 21일~다음해 1월 21일)에 걸쳐 총 3회 수행되었다. 모든 실험은 장미 수확을 끝내고 새로운 신초가 올라오기 시작하는 시점부터 시작하여 수확이 끝나는 시점까지로 하였다. 시설내의 온도는 봄과 가을엔 최저 온도를 18.
- 보광등과 난방등을 이용하여 보광을 해 주었을 때, 절화 장미의 엽색에 미치는 영향을 조사하였다(Fig. 4). 명암을 나타내는 L*값은 계절과 상관없이 보광등 처리에 의해 무처리구보다 낮아지는 것으로 나타났다.
- 세 계절의 데이터를 합산하여 절화장 지수, 상품절화수, 절화품질 지수의 평균값을 산출하였다(Fig. 1). 절화장 지수의 경우, 봄철에는 전등처리에 의해 대조구보다 감소되는 결과를 나타냈다(Fig.
- 모든 실험은 장미 수확을 끝내고 새로운 신초가 올라오기 시작하는 시점부터 시작하여 수확이 끝나는 시점까지로 하였다. 시설내의 온도는 봄과 가을엔 최저 온도를 18.5℃로 설정하여 기온이 그 이하로 떨어졌을 때 자동으로 모든 전등이 점등되도록 하였으며, 20℃ 이상으로 상승하였을 때는 자동으로 모든 전등이 꺼지도록 설정하였다. 겨울에는 15.
- 실험은 봄(2월 28일~4월 14일), 가을(10월 8일~11월 21일), 겨울(11월 21일~다음해 1월 21일)에 걸쳐 총 3회 수행되었다. 모든 실험은 장미 수확을 끝내고 새로운 신초가 올라오기 시작하는 시점부터 시작하여 수확이 끝나는 시점까지로 하였다.
- 전등 종류가 절화장미의 수확량 및 절화수명에 미치는 영향을 알아보기 위해 2~3일 간격으로 총 4~5회 장미를 수확하여 처리당 수확량과 상품절화수, 절화장, 엽색을 조사하였다. 엽색은 색차계(CR-400, Konica minolta sensing Inc., Japan)를 이용하여 위로부터 4~5번째 잎을 대상으로 측정하였다. 측정값은 명암을 나타내는 L*값, 녹색과 적색 범위를 나타내는 a*값, 그리고 청색에서 황색 범위를 나타내는 b*값으로 표기하였다.
- 유리병은 온도 20℃, 광도 80µmol·m-1·s-1(16/8h, day/night), 상대습도 60%의 생장조절실에 두고 관찰하였다.
- 절화수명은 육안으로 관찰하여 외부 꽃잎 1~2장이 시들어서 관상가치를 상실하였다고 판단되거나, 꽃목굽음(30° 이상) 또는 청색화(꽃의 20%) 가 발생하여 관상가치가 상실되었을 때를 절화수명이 다하였다고 판단하였다. 이틀 간격으로 유리병에서 절화를 꺼내서 생체중을 측정하고, 유리병의 무게를 측정하여 수분 손실량을 산출하였다.
- 전등 종류가 절화장미의 수확량 및 절화수명에 미치는 영향을 알아보기 위해 2~3일 간격으로 총 4~5회 장미를 수확하여 처리당 수확량과 상품절화수, 절화장, 엽색을 조사하였다. 엽색은 색차계(CR-400, Konica minolta sensing Inc.
- 전등 종류가 절화장미의 절화수명에 미치는 영향을 알아보기 위해 1.5L 유리병에 500mL 수도수를 채우고 장미를 꽂아 절화수명을 조사하였다. 이때 장미의 길이는 30cm로 재절단하였고 상위엽 2장만 남기고 나머지 잎은 제거하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 보광등은 LED등(Light emitting diode lamp, LED), 메탈할라이드등(Metal halide lamp, MH), 고압나트륨등(High-pressure sodium lamp, HPS)이었고, 난방등은 나노탄소섬유적외선등 (Nano-carbon fiber infrared lamp, NCFI)이었다. 각 전등들의 소비전력은 LED(ST24, Samsung, Korea)는 24W, MH(IKE-L-MH175W, 일광전기, Korea)는 175W, HPS(SON-T, Philips, Netherland)는 200W, NCFI(나토탄소섬유 적외선등, ㈜원봉탄소에너지, Korea)는 900W이었다.
- 본 실험은 경상남도 김해시 진례면에 있는 절화장미 전문 생산 농가인 ‘시온장미’에서 수행하였다.
데이터처리
- Different letters represent significant difference at the P < 0.05 level based on Duncan’s multiple range tests.
- 각 전등 별로 절화장미45주를 대상으로 하여 실험을 수행하였으며, 수집된 데이터는 SAS(Statistical Analysis System, V. 9.1, Cary, NC, USA) 통계프로그램을 이용하여 ANOVA 검정과 Duncan’s multiple range test를 이용하여 실험군 평균값을 5% 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- Data over 10 days in vase are means of 3 replicates in the harvests from spring, autumn, and winter. During the year-round supplementary lighting, the parameters related to water relation of cut flowers were analyzed using the GLM univariate procedure. Different letters represent significant difference at the P < 0.
성능/효과
- 이는 겨울 동안에는 외부로부터의 절대 광량이 부족하기 때문에 야간보광에 의해 생육이 촉진되는 효과가 뚜렷하게 나타난 것으로 보고 있다. 가을철 절화장 지수는 HPS와 NCFI에서만 대조구보다 증가한 것으로 나타났다. 상품절화수와 절화품질 지수는 HPS에서 가장 높았으며, 반대로 NCFI에서 가장 낮았다.
- 결론적으로, 보광등과 난방등을 이용하여 저온기에 보광을 해주었을 때, 절화장은 봄에는 전등처리에 의해 감소하였으나, 겨울에는 증가하여 전등 처리효과가 겨울에 더 뚜렷한 것으로 나타났다. 절화 수확량과 절화수명에서 HPS서 가장 많이 증가되어 보광등으로서는 HPS가 가장 유효한 것으로 보인다.
- 4). 명암을 나타내는 L*값은 계절과 상관없이 보광등 처리에 의해 무처리구보다 낮아지는 것으로 나타났다. 즉, 전등처리로 엽색이 진해진다는 것을 말해준다.
- 일반적으로 보광등으로 보광을 해주면 식물의 생육과 개화가 촉진된다(Choi 등 2008; Lee 와 Kim 2015; Na 등 2007). 본 실험에서도 봄철과 가을철에는 HPS 처리에 의해 수확량이 크게 증가한 것을 알 수 있다. 그러나 겨울철에는 모든 전등처리구에서 무처리구와 비슷한 정도의 수확량을 보여주었다.
- 전조 시간이 가장 많은 것으로 여겨지는 겨울철에는 NCFI를 제외한 모든 전등과 무처리에서 비슷한 수준이었다. 봄철의 생체비중(절화생체중/절화장)은 전등처리에 의해 무처리구보다 감소하는 경향이었고, 가을철과 겨울철의 생체비중은 무처리구와 비교하여 큰 차이가 보이지 않았다. 절화품질 지수는 봄철에는 HPS를 제외한 전등에서 무처리구보다 감소하는 경향이었고, 가을과 겨울철에는 NCFI를 제외한 모든 처리구에서 뚜렷한 차이가 보이지 않았다.
- 가을철 절화장 지수는 HPS와 NCFI에서만 대조구보다 증가한 것으로 나타났다. 상품절화수와 절화품질 지수는 HPS에서 가장 높았으며, 반대로 NCFI에서 가장 낮았다. LED와 MH에서는 대조구와 비슷한 수준이었다(Fig.
- 3와 같다. 세 계절의 평균 절화수명은 HPS에서 13.2일로 대조구에 비해 유의하게 증가하였다(Fig. 3A). 절화 생체중의 변화는 Fig.
- 절화수명이 증가하였던 HPS와 NCFI에서는 최대 생체중이 더 오랫동안 지속되다가 감소하기 시작하는 것으로 나타났다. 수분흡수량과 증산량에서도 절화수명이 연장되었던 HPS와 NCFI에서 더 활발하게 일어나고 있는 것으로 나타났다(Fig. 3C, D). Lim 등(2009)도 절화장미를 NCFI로 난방을 해 주었을 때, 생체중과 수분 흡수량이 증가하여 절화수명이 다소 길어졌다고 하였다.
- 절화 수확량과 절화수명에서 HPS서 가장 많이 증가되어 보광등으로서는 HPS가 가장 유효한 것으로 보인다. 엽색은 NCFI를 제외한 다른 보광등에서 짙어진 것으로 나타나, 보광등 처리에 의해 엽록소 함량이나 질소와 같은 무기질 함량이 증가한 것으로 보였다. 그 결과 보광등 처리에 의해 절화수명이 연장되는 등 절화품질이 향상된 것으로 생각된다.
- 초기 생체중을 100으로 보고 그 이후의 변화를 그래프로 나타나낸 것으로, 모든 처리구에서 3~4일째에 절화중은 최대에 이르렀다가 감소하기 시작했다. 절화수명이 증가하였던 HPS와 NCFI에서는 최대 생체중이 더 오랫동안 지속되다가 감소하기 시작하는 것으로 나타났다. 수분흡수량과 증산량에서도 절화수명이 연장되었던 HPS와 NCFI에서 더 활발하게 일어나고 있는 것으로 나타났다(Fig.
- 봄철의 생체비중(절화생체중/절화장)은 전등처리에 의해 무처리구보다 감소하는 경향이었고, 가을철과 겨울철의 생체비중은 무처리구와 비교하여 큰 차이가 보이지 않았다. 절화품질 지수는 봄철에는 HPS를 제외한 전등에서 무처리구보다 감소하는 경향이었고, 가을과 겨울철에는 NCFI를 제외한 모든 처리구에서 뚜렷한 차이가 보이지 않았다.
- 즉, 엽색은 대조구보다 오히려 옅어지는 경향을 보였지만 절화장은 오히려 증가하여 설명이 쉽지 않다. 하지만 절화품질 지수(Fig. 1C)는 NCFI에서 대조구나 다른 전등처리보다 유의하게 감소하는 것으로 나타나, NCFI에서 절화장은 증가했지만 절화품질은 오히려 감소하여 엽색의 결과와 일치하는 것을 알 수 있다.
후속연구
- 그러나 LED는 광도가 너무 약하기 때문에 보광등으로서는 한계가 있다는 지적도 나오고 있는 실정이다. 그러므로 이들 보광등과 난방 등을 온실에 동시에 설치하여 절화장미의 생육과 수확량 및 절화수명에 미치는 영향을 비교 분석할 필요가 있다.
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