• 생물환경조절학회지
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• 제33권1호
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• pp.45-54
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• 2024

본 연구에서는 단기간의 UV-A 조사가 시금치(Spinacia oleracea L.)의 생장과 생리활성물질에 미치는 영향을 평가하였다. 시금치 묘는 200µmol·m^-2·s^-1 PPFD, white LED, 광주기 12시간, 온도 20℃, 상대습도 70%, 이산화탄소 농도 500µmol·mol^-1의 수직농장 모듈에서 재배되었다. 파종 후 5주된 묘는 7일 동안 20W·m^-2와 40W·m^-2의 두 가지 에너지 수준에서 연속적으로 UV-A(피크파장: 385nm) 조사한 후 생육 특성, 광합성 파라미터, 이미지 형광, 총 페놀 함량, 항산화도, 그리고 총 플라보노이드 함량을 분석하였다. 결과적으로, UV-A_20W 처리는 시금치의 생체중과 건물중을 증가시켰다. 하지만, UV-A 처리구와 대조구 사이의 광합성 파라미터에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 광계II의 최대양자수율(Fv/Fm)은 모든UV-A 처리에서 7일동안 지속적으로 감소했다. 또한, UV-A_20W 처리에서 식물체당 총 페놀 함량과 항산화도는 처리 7일째 증대되었으며, 총 플라보노이드 함량은 처리 5일째부터 유의적으로 증가하였다. 이러한 결과는 UV-A LED 보광이 수직농장과 같은 폐쇄형 식물 생산 시스템에서 재배되는 시금치의 생장과 품질을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권3호
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• pp.260-268
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• 2018

본 연구는 수경재배 방식으로 재배 된 배초향(Agastache rugosa)의 생장과 항산화 물질 축적에 대하여 단색 또는 복합 LEDs의 광질이 미치는 영향을 살펴 보고자 수행하였다. 본엽 4매인 배초향 묘를 수경재배 시스템에 정식하였으며, 백색(W10), 적색(R10), 혼합 LEDs (W2B1G1, R3B1, R2B1G1, W2B1G1: 각 LED의 PPFD 비율) 및 형광등(FL: 대조구)을 이용하여 $180{\pm}5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광합성광량자속밀도(PPFD)의 조건과, 16/8h 광주기, $22{\pm}1/18{\pm}1^{\circ}C$ (주/야간) 온도, $60{\pm}10%$의 상대 습도로 관리된 재배실에서 4주동안 배초향을 재배하였다. W2B1G1 광조건에서 자란 배초향의 생체중과 건물중은 모든 처리중에서 가장 큰 값을 나타내었다. R10 조건에서 재배 된 배초향은 초장이 가장 길었지만 SPAD는 모든 처리와 비교해서 가장 낮은 값을 보였다. 배초향의 건물중당 rosmarinic acid 농도는 W2B1G1 처리구에서 유의하게 높았다. 건물당 tilianin 함량은 다른 처리구들과 비교할 때, R3B1에서 유의적으로 가장 높았다. 그러나 전체 식물체에 함유 된 rosmarinic acid와 tilianin 함량은 W2B1G1 조건에서 가장 높았다. 식물공장에서 배초향을 재배하기 위해, W2B1G1으로 구성된 혼합 LED 광 조건이 배초향의 생장과 항산화 물질축적에 가장 유리한 것으로 나타났다. 본 연구는 식물 전체에 함유 된 항산화 물질의 총량이 상업적 용도로 중요하다는 것과, 광질의 최적 선택을 통해서 기능성물질의 증대가 가능하다는 것을 보여주었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.419-427
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• 2012

파프리카('Cupra', 'Coletti') 여름작기 재배시 고온기 극복을 위해 내부 차광 스크린(외부광이 $700W{\cdot}m^{-2}$ 이상일 때 차광스크린 작동하여 10~20% 차광률 유지)과 차광제 처리(차광제와 물을 1 : 4의 비율로 희석하여 온실 외부 지붕을 살포 30% 정도의 차광률 유지)의 효과를 분석하고자 연구를 수행하였다. PPFD는 차광제 처리구가 무처리구에 비해 30%, 내부 스크린 처리구에 비해 20% 감소시키는 효과를 보였다. 차광제 처리구에서 무처리구와 내부 스크린 처리구에 비해 PPFD의 감소시키는 효과를 보여 차광제의 차광효과가 더 높았고, 차광제 처리에 의해 온실 내 온도 감소효과가 더 높게 나타났다. 습도 부족분 변화는 무처리구와 내부 스크린 처리구의 경우 오전 9시에 최대 허용범위인 $8g{\cdot}m^{-3}$을 벗어나 각각 오후 2시에 최고 $16.6g{\cdot}m^{-3}$와 $13.8g{\cdot}m^{-3}$까지 도달 했지만, 차광제 처리구에서는 무처리구와 내부 스크린 처리구보다 2시간 뒤인 11시에 $8.6g{\cdot}m^{-3}$으로 허용 범위를 벗어났고, 오후 4시에 최고 $12.1g{\cdot}m^{-3}$까지 상승하여 생육환경 조건이 더 양호해졌다. 차광제 처리구와 내부 스크린 처리구에서 무처리구에 비해 엽온이 $2^{\circ}C$, 과실의 온도가 $5^{\circ}C$, 그리고 꽃의 온도가 $3^{\circ}C$ 정도 낮아지는 효과를 보였다. 차광제 처리구와 내부 스크린 처리구에서 무처리구에 비해 초장이 두 품종 모두에서 유의적으로 길어졌고, 분지수, 경경, 잎크기는 유의성이 인정되지 않았다. 잿빛곰팡이의 발생률은 무처리구에 비해 차광제 처리구에서 품종에 따라 14.7~22.1% 감소하는 효과가 있었다. 과실크기는 차광처리에 의해 두 품종 모두에서 무처리구에 비해 증가하였으나, 심실수, 과피 두께는 유의한 차이를 보이지 않았다. 과육의 무게는 차광제 처리구와 내부 스크린 처리구에서 10~15g 증가하였지만, 당도는 감소하는 경향을 보였다. 차광에 따른 색도는 차이가 없었고, 경도는 차광 시 약간 증가하는 경향을 보였다. 수량은 무처리구에 비해 차광제 처리구와 내부 스크린 처리구에서 상품율이 11.7~22.6% 증가하였고, 상품과수는 4.0~12.2개로 증가했다. 따라서 무처리구에 비해 차광제 처리구에서 여름철 고온기의 극복에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.49-55
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• 1999

플라스틱온실의 생산비용 절감을 위하여 2단 재배를 시도할 때, 그 생육환경의 적정성을 검토하고자 주요 생육환경 요소인 온도, 습도, 광, 양액온도, 공기속도를 비교하였다. 특히 2단 베드의 구성과 광환경과의 관계로부터 광환경 적정화 방법을 제시하고자 하였다. 그 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 상.하 베드 주요 생육환경의 측정결과를 보면, 상단베드의 최고온도는 38.3$^{\circ}C$, 하단베드의 최고온도는 35.5$^{\circ}C$로 나타났다. 양액 온도는 상.하단 모두 20~$25^{\circ}C$ 범위였으며 하단의 온도가 1$^{\circ}C$ 정도 낮은 것을 알 수 있다. 상대습도는 상 하단 모두 야간에는 95% 정도로 높게 나타났으며 주간에는 상단 60~70% 범위, 하단 65~80% 범위로 하단이 10%정도 높게 측정되었다. PPFD는 상.하 베드 모두 200$\mu$mol.m$^{-2}$ .s$^{-1}$ 정도의 값을 보였고 하단의 경우는 100$\mu$mol.m$^{-2}$ .s$^{-1}$ 이하의 값을 보였다. 상.하 베드 일사량을 보면 상단은 200W.m$^{-2}$ 정도이고 하단은 85 W.m$^{-2}$ 이하가 측정되었다. 공기속도는 상.하 베드에서 주간에는 0.1~0.2m.s$^{-1}$ 정도가 측정되었고, 야간에는 0.05m.s$^{-1}$이하로서 거의 정지 상태였다. 온실방위별 하단베드의 광입사 면적을 이론적으로 해석해 보면, 동서동의 경우는 평균 49.9%이고 남북동의 경우는 평균 43%였다. 광입사 면적을 증대하기 위하여 베드를 재구성하면 동서동은 74.3%, 남북동은 60.8% 정도로 각각 25% 및 17.7% 정도의 광입사 면적의 증대효과를 가져왔다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권3호
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• pp.209-217
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• 2004

기내 배양환경을 조절하여 건전한 유식물체를 획득하기 위해 도라지를 무균발아시켜 shoot부분을 NAA 0.1 mg/L가 첨가된 MS 기본배지에 치상한 후 membrane filter 부착 유무와 sucrose 농도를 달리 처리하여 생장반응을 조사하였다. Membrane filter 미부착구에서는 배양용기 내의 $CO_2$와 $C_2$H$_4$ 농도가 membrane filter 부착구에 비해 높았으며 membrane filter가 부착되지 않았을 때 $CO_2$ 농도는 배양기간이 경과될수록 증가하였으나 $C_2$H$_4$ 농도는 감소하는 경향이었다. 식물체 생장은 membrane filter 부착구가 미부착구에 비해 양호하였고, 미부착구에서는 sucrose 농도가 증가할수록 생육이 양호하게 나타났다. 생체중과 건물중은 membrane filter를 부착하지 않은 sucrose 4.5% 처리구에 비해 membrane filter를 부착한 sucrose 무첨가구에서 비슷하거나 높았다. 엽록소 함량은 membrane filter 부착구에서 미부착구에 비해 높았으며 당 함량도 비슷한 경향이었는데 두 처리간 차이는 더 컸다. 기공은 membrane filter 부착구에서 미부착구에 비해 닫혀 있었으며 엽육조직은 membrane filter를 부착하거나 sucrose 농도가 높을수록 잘 발달하였다. 또한 상토에 이식한 후 13일째 생존율은 sucrose 처리 농도에 관계없이 membrane filter 미부착구는 0%인데 비해 부착구는 100%로 나타났다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제21권1호
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• pp.92-97
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• 2005

1. 상엽의 기공증산속도는 광도가 증가함에 따라 계속적인 증가를 나타냈지만, 중엽과 하엽은 광도 약 $100{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 이상에서 기공증산의 포화가 나타났다. 포화광도 $1,200{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$)에서 기공증산은 상엽($1.29mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽($0.56mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽($0.31mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$)순위였다. 2. 엽의 수분이용효율은 광도 $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지 빠르게 증가하다가 그 이상의 광도에서는 감소한 반면, 중엽과 하엽은 광도 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지는 증가하였지만 그 이상의 광도에서는 증가를 보이지 않았다. 3. 엽의 광도증가에 따른 수증기압결핍은 직선적으로 감소하는 경향을 나타냈다.

• 한국조경학회지
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• 제45권2호
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• pp.68-75
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• 2017

정원소재로서 수요가 늘어날 것으로 예상되는 애기소엽맥문동(Ophiopogon japonicus 'Nanus')을 대상으로 18개월(2015년 5월~2016년 10월)간 차광생육실험을 실시해 내음성 범위와 피복정도를 알아보았다. 전남 장흥군 노지에 3년간 재배된 애기소엽맥문동을 공시재료로 이용했다. 전남 나주시의 실험장에서 식재상자($70cm{\times}70cm{\times}24cm$)에 애기소엽맥문동을 심고 차광막을 덮어 자연광을 차단했는데 차광처리 수준은 무차광(0%), 55%, 75%이었다. 차광처리구별 생장량(엽장, 엽수, 생중량 건중량)과 지표면 피복률을 조사했다. 애기소엽맥문동의 엽장 엽수는 무차광(0%)이 다른 처리구보다 통계적으로 높았다. 생중량 건중량은 무차광(0%) 차광처리 55%가 차광처리 75%보다 유의적으로 많았다. 애기소엽맥문동이 정상적으로 생육가능한 내음성 범위는 차광률 0~50%정도며, 50%이상의 자연광이 차단되면 생장량이 감소하는 것으로 판단된다. 차광처리구별 피복률은 통계적 차이를 보이지 않았다. 애기소엽맥문동을 $1m^2$당 220분얼을 심었는데 18개월 후에는 지표면 80%까지 덮었다. 애기소엽맥문동은 비옥한 토양에서 생육이 적합해 조기 피복을 위해선 충분한 질소비료 시비가 필요하다. 본 실험장에서 애기소엽맥문동은 동해를 입지 않아 온대 남부지역까지 식재 가능할 것으로 보인다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.371-380
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• 2018

배양액의 종류 및 LED를 이용한 다양한 광질 조건이 물냉이의 생장과 glucosinolates 함량에 미치는 영향을 3주간의 수경재배를 통하여 살펴보았다. 물냉이 종자를 암면배지에 파종 후 발아시켜, 2주간 육묘하였다. 유묘들은 semi-DFT 시스템에 이식하였다. 환경조절실은 주간온도 $20{\pm}1^{\circ}C$와 야간온도 $16{\pm}1^{\circ}C$, 주간습도 $65{\pm}10%$와 야간습도 $75{\pm}10%$의 범위에서 조절되었으며 16/8h 조건의 광주기와 $180{\pm}10{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 광강도를 유지하였다. 배양액은 오오츠카 하우스 1A(OTS), 한국원시(HES)과 화란온실작물연구소(PBG) 배양액을 초기 EC 1.0-1.3, pH 6.2와 형광등을 광원으로 실험하였다(실험-1). 광질에 대한 생육과 glucosinolates 함량을 분석하기 위하여 단색광(적색: R10, 백색: W10) 처리구와 혼합광(적청녹색: R2B1G1, 백청녹색: W2B1G1, 적색: R10, 적청색: R5B1, 적청색: R3B1)처리구를 두었다. 물냉이 지상부의 생육은 3개의 배양액 처리구에서 유의적인 차이가 발견되지 않았지만, 뿌리의 생체중은 HES와 비교하여 PBG와 OTS에서 13.7%와 55.1% 증가하였다. OTS 처리는 PBG와 HES 처리구에 비해 gluconasturtiin 함량이 96%, 65% 증가하였다. 백색광조건(W10)과 비교하여 적색광(R10) 처리는 초장이 101.3% 증가하였다. 청색광비율의 증가는 지상부 생육에 긍정적인 영향을 주었다. 물냉이의 건물중 당 glucosinolates 함량은 R2B1G1 처리구와 비교하여 R3B1 처리구에서 144.5% 증가하였으며, W10 처리구와 비교 시, 약 70% 증가하는 경향을 보였다. R3B1 처리구에서 물냉이의 생육과 총 glucosinolates의 함량이 가장 높게 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권2호
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• pp.178-184
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• 2019

딸기는 세계적으로 중요하고 인기있는 과채류이며 '설향'은 국내 시장에서 재배되고 있는 주요 품종 중 하나이다. 딸기의 생장과 화아 유도는 이 작물의 과실에 수량에 직접적으로 영향을 미치는 과정이다. 본 연구에서는 벤질아데닌(BA), 지베렐린 산($GA_3$), 살리실 산(SA)이 '설향' 딸기의 생장과 화아 유도에 미치는 영향을 조사하였다. 21구 트레이에서 번식된 지 3주가 경과한 런너묘를 온도는 $25^{\circ}C/15^{\circ}C$(주간/야간), 상대습도는 70%, 광원은 백색 LED, 광도는 $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}\;PPFD$로 유지되는 생장 챔버에서 재배하였다. BA, $GA_3$ 및 SA를 각 0(대조구), 100, $200mg{\cdot}L^{-1}$로 런너묘에 처리하였다. 이러한 생장조절제를 런너묘의 잎에 2주 간격으로 2회 엽면살포하였다. 9주 후의 생육을 비교한 결과, 생장조절제를 엽면살포한 모든 처리에서 대조구에 비해 근장과 엽록소함량(SPAD)이 감소하는 경향을 보였다. $GA_3$ 처리에서 엽록소함량(SPAD)이 가장 낮았다. 하지만 $GA_3\;200mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 엽면적, 잎 생체중, 식물 생체중이 증가하였다. 화아유도율과 화수는 $SA\;200mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 각 85%와 식물체당 4.3개로 가장 높았고 그 다음으로 $SA\;200mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 높았다. 전체적으로 $GA_3$ 처리에서 식물 생장을 향상시켰고, SA 처리에서는 개화를 촉진하였다. 더 나아가 $GA_3$와 SA를 혼합한 처리를 추가한 연구를 수행하여 생장조절제간의 관계를 구명하고 그 결과에서의 분자 메커니즘과 관련된 반응을 조사하는 것이 필요하다고 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.342-352
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• 2023

Ultra-violet(UV)는 비생물학적 스트레스 요인 중 하나로 식물체 내 산화적인 스트레스를 유발하지만 적정한 수준의 UV조사는 식물체 내 항산화 파이토케미컬 함량을 증진시키는 도구가 될 수 있다. UV에 노출된 식물의 항산화적 페놀릭 물질 축적의 반응은 식물(종, 품종, 연령 등), UV(파장, 에너지, 조사 기간 등) 등에 따라 달라질 수 있다. 하지만 지금까지 잎 두께가 식물 생리활성 화합물의 축적 패턴에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 따라서, 본 실험에서는 잎 두께가 다른 케일(Brassica oleracea var. acephala)에 UV-A를 조사하였을 때, 항산화적 페놀릭 화합물의 축적 패턴이 어떻게 변화되는지 확인하고자 실험을 수행하였다. 케일 묘는 온도 20℃, 상대습도 60%, 광주기 12시간, 광원(fluorescent lamp), 광합성 유효 광량자속 밀도 PPFD 121 ±10µmol m^-2 s^-1 의 조건으로 제어되는 식물 생장상에서 4주간 재배되었다. 이후 CO₂ 농도가 서로 다룬 두 조건의 챔버(382±3.2 및 1027±11.7µmol mol^-1)로 케일을 옮겨 10일간 재배하였고, 그 후 5일간 25.4W m^-2의 UV-A LED(피크파장 275+285nm)를 광 주기 동안 보광 처리해 주었다. CO₂ 농도와 UV조사에 따른 식물의 생리 화학적인 변화를 확인하기 위해 생육 특성, 비엽중, 엽록소 형광, 총 페놀 함량과 항산화도, 그리고 개별적인 페놀 성분을 분석하였다. 결과적으로 고농도의 CO₂ 가 처리된 케일 잎의 두께가 유의적으로 증가했으며, 잎이 두꺼울수록 UV-A LED에 대한 스트레스의 정도가 낮았다. 저농도의 CO₂ 환경에서 UV-A에 노출된 케일의 잎의 Fv/Fm(제II광계 최대 광량자 수율)은 UV-A 처리 직후 급격히 감소되었지만, 고농도의 CO₂환경에서 UV-A 처리는 큰 감소가 관찰되지 않았다. 또한, 총 페놀 함량, 항산화도 그리고 개별적인 페놀릭 화합물이 저농도 CO₂ 잎에서는 UV-A 처리 1일째, 고농도 CO₂잎에서는 처리 3일째 증대되어 잎의 두께에 따라 화합물 축적 패턴이 다르게 나타남을 확인하였다. 결론적으로, 항산화적 페놀릭 화합물 축적을 위한 UV처리 시, 잎의 두께(잎의 발달 단계 등)를 고려해야하며 잎의 구조 형태적 특성에 따라 UV강도를 달리해야 함을 시사한다.