주야간 온도차(DIF)처리가 인공광 이용형 식물공장 과채류 육묘 및 정식 후 생육에 미치는 영향 : Effect of Difference between Day and Night Temperature(DIF) Treatment on Growth of Fruit Vegetable Seedling and After Transplanting in Plant Factory with Artificial Lighting

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 인공광 이용형 식물공장에서 토마토 육묘 시 초장과 절간장 생육에 영향을 주는 주야간 온도 차 처리를 통해 생육을 억제하고 생장조절제의 대체 가능성을 확인하기 위해 진행하였다. 공시작목은 토마토로 접수 슈퍼도태랑, 대목 안티클린을 사용하였다. 주야간 온도처리를 파종으로부터 접목 전까지 진행한 육묘재배와 주야간 온도 처리가 정식 이후 미치는 영향에 대한 본포재배의 두가지 실험을 진행하였다. 주야간 동일한 평균온도인 20℃를 기준으로 17/23(주/야), 15/25, 13/27℃의 온도처리를 진행하였다. 접목 전 접수, 대목 모두 주야간 온도처리에 따른 생육억제를 보였으며, 야간 온도가 증가할 수 록 잎의 황변화가 나타났다. 그러나 광화학 반응 효율 수치는 정상수준으로 나타났다. 가식 전 주야간 온도 차 처리와 생장조절제 처리를 한 대조구의 초장이 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 접목 전 황변화 된 잎은 SPAD가 증가하기 하였지만, 대조구에 비해 다소 낮은 수치였다. 정식 전까지 주야간 온도차를 통한 생육억제 효과를 확인하였으며, 처리로 인한 황변화는 회복된 것을 확인할 수 있었다. 정식 후 생육초기에서 주야간 온도 차 처리구의 생장량이 다른 처리구들에 비해 높게 나타났으며, 억제되어 있던 생육이 회복되는 경향을 보였으며, 영양생장의 양상을 보였다. 첫 수확량은 대조구에 비해 주야간 온도 차 처리구에서 적게 나타났으며, 첫 착과마디 또한 대조구가 낮게 형성되었다. 모든 처리구가 생육 초기 FV/FM의 수치가 정상범위에 비해 낮았지만, 주야간 온도 차 처리의 동화율이 약 15% 높았다. 중기 생육에서 주야간 온도 차가 가장 컸던 처리구를 제외한 처리구들의 생육이 다소 부진한 모습을 보였다. 생산량은 모든 처리구가 특정 수준에 분포하였으며, 주야간 온도 차 처리의 수확이 높은 마디까지 진행된 것을 확인할 수 있었다. 엽록소 형광반응에서 대조구의 이상변형이 나타났으며, FV/FM이 0.54 수준이였으며, DIO/RC는 다른 처리구에 비해 약 2배가량 높았다. 그에 따라 대조구가 E, A, Ci, gsw 모두에서 유의하게 낮은 수치였다. 과수는 생육 초기와 중기 모두 처리구에 따른 과수 특성의 차이는 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 인공광 이용형 식물공장에서 토마토 육묘 시 주야간 온도 차 처리 시 생육을 억제하여, 생장조절제의 대체제로 이용이 가능 할 것으로 판단된다. 그러나 첫 수확량을 늘리고 첫 착과마디를 낮추기 위한 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted in a plant factory with artificial lighting to suppress growth and confirm the possibility of replacement of growth regulators through the difference between day and night temperature treatment that affects plant height and internode length growth during tomato breeding. The crops used in the experiment were tomato, scion Super Doterang, and rootstock Anti Clean. Two experiments were conducted: cultivation of seedlings from sowing to grafting of difference between day and night temperature, and cultivation of greenhouses on the effect of difference between day and night temperature after transplanting. Temperature treatments of 17/23 (day/night), 15/25, and 13/27°C were performed based on the same average temperature of 20°C during the day and night. Before grafting, both scion and rootstock showed growth inhibition due to the difference between day and night temperature treatment, and yellowing of leaves appeared as the night temperature increased. However, the photochemical reaction efficiency value was found to be at a normal level. There was no significant difference in plant height of the control with the difference between day and night temperature and growth regulator before temporary planting, and yellowed leaves before grafting increased SPAD. Still, they were somewhat lower than the control. Until transplanting, the growth inhibitory effect was confirmed through the difference between day and night temperature, and yellowing was confirmed to have recovered due to treatment. In the early stages of growth after transplanting, the amount of growth of the differentiation between day and night temperature treatment was higher than that of other treatments, the growth that had been suppressed tended to recover and showed a pattern of vegetative growth. The first yield was less in the difference between day and night temperature treatment compared to the control, and the growth regulator of the control was formed lower. Although all treatments had lower levels of FV/FM in the early stages of growth compared to the normal range, the assimilation rate of the difference between day and night temperature treatment was about 15% higher. In the growth of the middle stage, the growth of treatments was somewhat sluggish except for the treatment, which had the most severe difference between day and night temperature. Yield confirmed that all treatments were distributed at a specific level and that the harvest of the difference between day and night temperature treatment proceeded to a high node. In the chlorophyll fluorescence reaction, the abnormal deformation of control appeared, the FV/FM was at the level of 0.54, and the DIO/RC was about twice as high as in other treatments. Accordingly, control was significantly lower in all E, A, Ci, and gsw. There was no difference in the fruit characteristics according to treatment in both the early stages of growth and the middle stages. Through this study, it is judged that it can be used as an alternative to growth regulators by suppressing growth during the difference between day and night temperature treatment when tomato seeding in a plant factory with artificial lighting. However, further research is needed to increase the first yield and lower the first fruit set node.

목차 (Table of Contents)

• 초 록 Ⅰ
• List of Tables Ⅵ
• List of Figures Ⅸ
• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 연 구 사 4
• Ⅲ. 연 구 내 용 6
• Chapter 1. 인공광 이용형 식물공장 토마토 육묘 시 주야간 온도 차(DIF) 처리에 따른 생육 변화 6
• 1.1. 재료 및 방법 6
• 1.1.1. 인공광 이용형 식물공장 재원 6
• 1.1.2. 작목 및 생육환경 7
• 1.1.3. DIF 처리 방법 7
• 1.1.4. 조사항목 및 방법 9
• 1.1.5. 엽록소 형광 측정 10
• 1.1.6. 통계 분석 11
• 1.2. 결과 및 고찰 12
• 1.2.1. DIF 처리에 따른 접목 전 접수 대목의 생육 및 형광반응 특성 12
• 1.2.2. DIF 처리에 따른 가식 전 생육 및 형광반응 특성 25
• 1.2.3. DIF 처리에 따른 정식 전 생육 및 형광반응 특성 32
• 1.3. 결론 38
• Chapter 2. 육묘 주야간 온도 차(DIF) 처리가 정식 후 생육에 미치는 영향 40
• 2.1. 재료 및 방법 40
• 2.1.1. 재배 환경 40
• 2.1.2. 실험 설계 및 조사방법 42
• 2.1.3. 조사항목 및 방법 42
• 2.1.4. 엽록소 형광 측정 43
• 2.1.5. 광합성 측정 43
• 2.1.6. 통계 분석 44
• 2.2. 결과 및 고찰 45
• 2.2.1. 정식 후 초기 생육특성 45
• 2.2.2. 정식 후 생육 초기 엽록소 형광 및 광합성 특성 분석 52
• 2.2.3. 정식 후 생육 중기 생육특성 57
• 2.2.4. 정식 후 중기 엽록소 형광 및 광합성 특성 분석 64
• 2.2.5. 정식 후 생육 후기 생육특성 69
• 2.2.6. 정식 후 생육 후기 엽록소 형광 및 광합성 특성 분석 75
• 2.2.7. 과수 조사 80
• 2.2.8. 기간에 따른 DIF 처리 후 영향 평가 85
• 2.3. 결론 87
• Ⅳ. 참 고 문 헌 90
• Abstract 97