광도, 온도, 생육 시기에 따른 식물공장 모듈 재배 로메인 상추의 3 변수 군락 광합성 모델 개발

정대호; 윤효인; 손정익

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자료유형: 학술저널

저자정보: 정대호 (서울대학교) 윤효인 (서울대학교) 손정익 (서울대학교)

저널정보: (사)한국생물환경조절학회 시설원예·식물공장 시설원예·식물공장 제26권 제4호

발행연도: 2017.10

수록면: 268 - 275 (8page)

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광도와 온도 같은 환경 요인에 의해 광합성 속도가 변화하기도 하며, 생육 시기에 따른 광합성 효율의 변화가 수반되기도 한다. 본 연구에서는 흑로메인 상추(Lactuca sativa L., Asia Heuk romaine)를 이용하여 광도와 온도, 생육 시기에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 두 모델을 구축하고 비교하는 것을 목표로 하였다. 군락 광합성은 정식 후 4, 7, 14, 21, 28 일차 상추를 아크릴 챔버(1.0 × 0.8 × 0.5m)에 넣어 측정하였으며, 이 때 챔버내부의 온도는 19℃에서 28℃까지 변화시켰고 광원은 LED를 이용하여 50에서 500μmol·m-2·s-1까지 변화시키며 실험하였다. 챔버 내부의 초기 이산화탄소 농도는 2,000μmol·mol-1로 설정하였으며, 시간에 따른 이산화탄소 농도의 변화율을 이용하여 군락 광합성 속도를 계산하였다. 각 환경요인을 표현하는 3개 식을 곱하여 만든 단순곱 모델을 구성하였다. 이와 동시에 온도와 생육 시기에 따라 변화하는 광화학 이용효율과 카르복실화 컨덕턴스, 호흡에 의한 이산화탄소 발생 속도를 포함하는 수정된 직각쌍곡선 모델을 구성하여 단순곱 모델과 비교하였다. 검증 결과 단순곱 모델은 0.849의 R² 값을 나타내었으며, 수정된 직각쌍곡선 모델은 0.861의 R² 값을 나타내었다. 수정된 직각쌍곡선 모델이 단순곱 모델에 비해 환경 요인(광도, 온도), 생육 요인(생육 시기)에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 데 더욱 적합한 모델인 것으로 판단하였다.

#modified rectangular hyperbola model #regression model #simple multiplication model #three-variable model #validation #수정 직각쌍곡선 모델 #회귀 모델 #단순곱 모델 #3변수 모델 #검증

참고문헌 (29)

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Acock, B., D.W. Hand, J.H.M. Thornley, and J.W. Wilson. 1976. Photosynthesis in stands of green peppers. An application of empirical and mechanistic models to controlled environment data. Ann. Bot. 40:1293-1307. Baker, J.T. and L.H. Allen Jr. 1993. Contrasting crop species responses to CO2 and temperature: rice, soybean and citrus. Vegetatio 104:239-260. Bugbee, B. 1992. Steady-state canopy gas exchange: system design and operation. HortScience 27:770-776. Caliskan, O., M.S. Odabas, and C. Cirak. 2009. The modeling of the relation among the temperature and light intensity of groth in Ocimum basilicum L. J. Med. Plant. Res. 3:965-977. Caporn, S.J.M. 1989. The effects of oxides of nitrogen and carbon dioxide enrichment on photosynthesis and growth of lettuce (Lactuca sativa L.). New Phytol. 111:473-481.

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