Abstract
We investigated growth, clove development, and photosystem II activity in garlic (Allium sativum L.) grown under different day/night temperature regimes using Soil-Plant-Atmosphere - Research (SPAR) chambers to determine the optimum cultivation temperature and to assess the impact of temperature stress on garlic. In the early stages of growth, plant growth increased markedly with temperature. At harvest time, however, the pseudostem diameter decreased significantly under a relatively low day/night temperature range ($14/10-17/12^{\circ}C$), suggesting that these temperature conditions favor regular bulb growth. At harvest time, the bulb diameter and height were great at $14/10-23/18^{\circ}C$, whereas the bulb fresh weight and number of cloves per bulb were greatest at $17/12-20/15^{\circ}C$. However, the number of regularly developed cloves per bulb was highest at the relatively low temperature range of $14/10-17/12^{\circ}C$, as were the clove length and fresh weight. The photochemical efficiency ($F_v/F_m$) and potential photochemical efficiency ($F_v/F_o$) of photosystem II in the leaves of garlic plants were higher at $14/10-20/15^{\circ}C$ and lower at temperatures below $14/10^{\circ}C$ or above $20/15^{\circ}C$, implying that the $14/10-20/15^{\circ}C$ temperature range is favorable, whereas temperatures outside this range are stressful for garlic growth. Furthermore, at temperatures above $20/15^{\circ}C$, secondary growth of garlic, defined as lateral bud differentiation into secondary plants, continuous growth of the cloves of the primary plants, or the growth of bulbil buds into secondary plants, was enhanced. Therefore, to achieve commercial production of fresh scapes and bulbs of garlic, it may be better to grow garlic at relatively low temperature ranges of $14/10-17/12^{\circ}C$.
본 연구는 기후변화에 대응한 마늘(Alliumsativum L.)의 생육 전반에 미치는 온도 스트레스의 영향을 밝히고 적합한 재배온도를 알아보기 위하여 주야간 온도를 달리한 SPAR 챔버 내에서 마늘을 재배하고 그 생육 특성과 광계II 활성, 수확기 인경 및 인편의 특성 등을 조사하였다. 온도처리 초기에는 온도가 높을수록 지상부 생육이 양호하였다. 그러나 수확기에는 $14/10-17/12^{\circ}C$에서 엽초경이 크게 감소하여, $14/10-17/12^{\circ}C$가 인경의 정상적인 발육에 적합함을 알 수 있었다. 수확기 인경 두께와 인경 길이는 $14/10-23/18^{\circ}C$에서 크게 발달하였으며, 인경의 중량은 $17/12-20/15^{\circ}C$에서 가장 무거웠다. 인경 당 인편 발생률도 $17/12-20/15^{\circ}C$에서 가장 높았으나, 인경 당 정상적인 인편 발생률은 그보다 낮은 $14/10-17/12^{\circ}C$에서 가장 양호하였다. 인편의 크기와 무게도 $14/10-17/12^{\circ}C$에서 재배하였을 때 가장 크고 무거웠다. 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)은 $14/10-20/15^{\circ}C$ 범위에서 가장 높았고 그 이상 또는 이하의 온도에서는 감소하여, $14/10-20/15^{\circ}C$의 온도 범위가 마늘의 생육에 우호적임을 알 수 있다. 그러나, $20/15^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 잎줄기가 터지거나 마늘통이 갈라지거나 벌마늘을 형성하는 등의 이차생장 현상을 관찰할 수 있었다. 따라서, 이차생장 발생률을 낮추면서 상품성이 높은 마늘을 생산하기 위해서는 재배기간 동안 $14/10-17/12^{\circ}C$에서 재배하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.