광환경에 따른 스탠다드 국화의 생육 비교분석 = Analysis of Growth and Development of Standard Chrysanthemum by Light Condition

국문 초록 (Abstract)

스탠다드 절화 국화는 국내 소비뿐만 아니라 수출용 작물로 재배된다. 고품질 스탠다드 국화를 지속적으로 생산하기 위해서는 생산자의 재배관리 의사결정을 위한 기본 생장모델과 같은 도구 필요성이 증가하고 있다. 생장모델 개발은 품종과 환경요인에 따른 생장반응에 대한 다이나믹한 상세한 정보가 필요하다. 본 연구는 환경요인 중 광환경에 따른 스탠다드 국화의 생육에 미치는 영향을 구명하고, 생산 현장에 활용할 수 있는 기본생장모델의 개발을 위한 동적생장자료를 정량화 하고자 하였다. Expt. 1은 식물공장에서 형광등을 이용하여 광주기를 8, 10, 12, 14, 16시간과 Expt. 2와 3은 장일처리기간을 24일(Expt. 2)과 38일(Expt. 3)로 하여 절화 대국의 다이나믹한 생육을 비선형회귀 모델을 이용하여 분석하였다. Expt. 1-3의 일평균온도는 25.0±1.2℃ ~ 26.9±2.6℃ 유사하였으며. 주간 평균 광도는 Expt. 1 30.7±3.1 W․m-2, Expt 2 344.7±145.6 W․m-2, Expt. 3 336.7±134.0 W․m-2였다. 광주기 처리 후 일평균 광합성유효광(PAR)은 8부터 16시간까지 0.88 MJ․m-2 ~ 1.77 MJ․m-2 였고, Expt. 2와 3의 재배기간 중 5.1 MJ․m-2, 5.2 MJ․m-2 였다. 광주기 처리에 따라 Expt. 1의 장일 조건 14와, 16시간 처리에서는 영양생장이 지속되어 출뢰가 되지 않았고, 8시간 처리에서 10과 12시간 처리보다 유의적으로 지연되었다. 시계열에 따른 초장과 엽면적 지수와 생체중 및 건물중은 곰퍼츠 생장 함수와 지수선형 생장함수의 매개변수와 함께 측정값을 유의적으로 묘사하였다. 한계일장 12시간 이상에서 광주기가 길어질수록 초장과 엽면적지수의 절대생장율은 증가했고, 상대생장율은 감소하였으며, 최대생장율에 도달하는 시점이 지연되어 최대생장량은 증가했다. 생체중과 건물중의 최대상대생장율은 12시간부터 16시간 처리에서 광주기가 증가할수록 감소하였고, 지수생장에서 선형생장까지의 손실일수는 지연 되었으며, 절대생장율은 증가했다. 장일처리기간에 따른 출뢰 및 개화 소요일은 장일기간이 짧은 24일 처리(Expt. 2)에서 지연되었고 초장, 마디 수 엽면적 지수는 장일기간이 더 긴 38일 처리(Expt. 3)에서 생장량이 높았으나, 생체중 및 건물중은 유의적인 차이가 없었다. 초장 및 엽면적지수의 생장량 변화는 장일처리기간이 길어질수록 발육기간이 증가하여 상대생장율은 감소했으며, 최대생장량이 증가했고, 최대생장율에 도달하는 일수가 지연되었다. 생체중과 건물중은 최대생장율과 지수생장에서 선형생장까지의 손실일수에서는 처리에 따라 차이가 없었고, 장일기간이 더 긴 처리구에서 최대상대생장율이 낮았다. 수광량의 증가에 따른 단위면적당 건물생산량은 선형적인 관계를 나타냈으며, 선형 회귀계수인 광이용효율은 낮은 광도에서는 높았으며, 높은 광도에서는 낮았다. 본 연구는 묘사적 모델인 곰퍼츠와 지수선형함수를 통해 다이나믹한 기간별 국화의 생육에 대한 반응을 매개변수로 표현할 수 있었고, 이를 이용하여 국화의 생장량 예측과 동적 생육패턴을 정량화 할 수 있었다. 광이용효율을 이용하여 광환경에 따른 국화의 건물생장량을 추정하였으며 스탠다드 국화의 생장예측 및 생장모델 구현을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Standard cut chrysanthemum is major floral crop for domestic and export market in republic of Korea. In order to continuously produce high-quality standard chrysanthemums, we need to apply simple growth model about cultivation management by producers. To develop growth model, it is needed detail dynamic patterns of growth and development by environmental factors and varieties. Aims of this study are analyzing effect of growth and development of standard chrysanthemum by light condition and quantify dynamic growth and development data to develop simple growth model to utilize in cultivation fields. Plants were treated five different photoperiods (8, 10, 12, 14 and 16 hours) using fluorescent lamps in plant factory and long-day treatments were given 24 days and 38 days in single plastic greenhouse to analyze dynamic growth and development of standard chrysanthemum by non-linear regression model. Daily temperature of Expt. 1 ~ 3 was similar to 25.0±1.2℃ to 26.9±2.6℃. Light intensity was Expt. 1 30.7±3.1 W․m-2, Expt 2 344.7±145.6 W․m-2, Expt. 3 336.7±134.0 W․m-2. Photosynthetically active radiation (PAR) of days after photoperiods was 0.88 MJ․m-2 to 1.77 MJ․m-2 from 8 to 16 hours, and 5.1 MJ․m-2 and 5.2 MJ․m-2 during the cultivation period of Expt. 2 and 3. According to the treatment of photoperiod, the long-day condition 14 and 16 hours treatments were continued vegetative growth period and were not detected flower buds. Days to budding was significantly delayed in 8 hours treatment than 10 and 12 hours treatments. Changes of plant height, leaf area index (LAI), plant fresh weight (TFW) and total dry weight per square meter were estimated significantly by parameters of Gompertz and Expolinear growth function. As the photoperiod was longer than 12 hours, the crop growth rate increased, the relative growth rate decreased, and the maximum growth was increased due to delay in the days to reach maximum growth rate in plant height and LAI. The maximum relative growth rate of 12 to 16 hours treatments decreased as the photoperiod increased in TFW and TDW. Times to lost linear phase was delayed, and the absolute growth rate increased. The days to budding and flowering were delayed in 24 long-day treatment (Expt. 2) and plant height, number of internodes, and LAI were significantly increased in 38 long-day treatment (Expt. 3), but there was no significant difference between TFW and TDW. The changes of growth in plant height and LAI increased as the longer the long-day treatment, resulting in a decrease in relative growth rate, an increase in the maximum growth, and delay days to reach maximum growth rate. There were no differences in maximum absolute growth rate and lost time to linear phase of TFW and TDW and the maximum relative growth rate was low in Expt. 3. The total dry mass production per square meter due to the increase in intercepted PAR integral showed a linear relationship, the linear coefficient, light use efficiency (LUE) was high at low light intensity, and low at high light intensity. Through the descriptive model Gompertz and Expolinear growth function, this research was able to express dynamic growth and development of standard chrysanthemum by parameters and it was possible to quantify and estimate dynamic growth and development. In addition, it was possible to estimate total dry mass of chrysanthemum per intercepted PAR integral by LUE and this research can be used as basic data to apply standard chrysanthemum growth model.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 1
• 제 1 장 서언 3
• 제 2 장 연구사 6
• 1. 국화의 생리 생태적 특징 6
• 2. 광환경과 국화의 생육에 관한 연구 7
• 3. 생장모형을 이용한 생장해석 9
• 제 3 장 재료 및 방법 11
• 1. 공시품종 및 재배방법 11
• 2. 실험처리 12
• 3. 조사항목 12
• 4. 국화 생장해석 13
• 제 4 장 결과 및 고찰 15
• 1. 재배환경 15
• 2. 국화의 생장해석 17
• 2.1. 일장처리에 따른 최종 생장량 17
• 2.2. 일장처리에 따른 초장 및 생체중의 변화 19
• 2.3. 일장처리에 따른 엽면적지수 및 건물중의 변화 24
• 2.4. 장일처리기간에 따른 최종생장량 비교 29
• 2.5. 장일처리기간에 따른 초장 및 생체중의 생장량 변화 31
• 2.6. 장일처리기간에 따른 엽면적지수 및 건물중의 변화 36
• 3. 광환경에 따른 스탠다드 국화의 광이용효율 41
• 제 5 장 요약 43
• 제 6 장 참고문헌 45
• 영문초록 55