Effect of Daily Light Integral on the Growth, Photosynthesis and Chlorophyll Fluorescence of Cucumber Plants in Pot Soil Culture

Minkyung Kim; Md Rayhan Ahmed Shawon; Md Golam Rabbani; Ki Young Choi

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저자정보: Minkyung Kim (Kangwon National University) Md Rayhan Ahmed Shawon (Kangwon National University) Md Golam Rabbani (Kangwon National University) Ki Young Choi (Kangwon National University)

저널정보: (사)한국생물환경조절학회 생물환경조절학회지 생물환경조절학회지 제33권 제4호

발행연도: 2024.10

수록면: 179 - 188 (10page)

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빛은 작물 재배에 중요한 요소이다. 본 연구는 토양 화분재배에서 일적산광량(daily light integral, DLI)이 오이의 생육, 생리적 반응, 관수량 및 토양수분 장력(soil water tension, SWT)에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 오이 재배는 토양으로 충진한 화분에서 3주 동안 세 수준의 DLI[2.88, 11.52 또는 20.16 mol·m-2·d-1, 각 LS, LM 및 LH]를 처리하여 수행되었다. 광량 처리는 백색 LED 인공 광원을 사용하였다. 식물체의 엽면적과 지상부 생체중, 건물중은 LM 처리에서 자란 식물이 LS와 LH 처리에서 자란 식물 보다 유의하게 높았다. 초장과 뿌리 표면적, SPAD값(엽록소함량)은 LS 처리에서 가장 낮았다. 식물체의 마디 수와 줄기 직경은 처리 간에 유의한 차이가 없었다. 광합성 속도는 LM(4.34 μmol·CO₂·m-2·s-1)과 LH 처리(4.81 μmol·CO₂·m-2·s-1) 식물에서 LS 처리(0.92 μmol·CO₂·m-2·s-1)보다 높았다. 그러나 엽육 내 CO₂ 농도는 LS 처리 식물에서 더 높았다. 기공 전도도, 증산 속도 및 Fv/Fm(광계-II의 최대 양자 수율) 비율은 처리 간에 유의한 차이가 없었다. 총 관수량은 DLI가 높을수록 많아 LH처리(10.2 L/주)에서 가장 많았다. SWT는 LS와 LM 처리 간에 유의한 차이가 없었지만 LH 처리에서 낮았다(-30kPa). 주성분 분석(PCA)은 식물의 엽면적, 지상부의 생체중, 광합성 속도 및 기공 전도도의 양의 상관관계를 나타냈다. 이상의 결과, 광도 200 μmol·m-2·s-1로 3주간 적용된 일적산광량 11.52 mol·m-2·d-1 조건이 포트 묘 오이 생장과 발달에 더 유리하였다.

Light is a crucial factor in crop cultivation. This study aimed to determine the effect of daily light integral (DLI) on the growth of cucumber plants, physiological response, irrigation amount and soil water tension (SWT) in pot soil cultivation. Seedlings were grown in pots filled with soil and treated under three different DLIs at 2.88, 11.52 and 20.16 mol m-2 d-1 indicated LS, LM and LH respectively) for three weeks. It was applied using white LED (light-emitting diode) light. The results showed that the leaf area and shoot’s fresh and dry weights of plants were significantly higher in LM-treated plants than those grown in LS and LH treatments. In addition, plant height, root surface area and SPAD value were lowest in plants grown in LS treatment. There was no significant variation in number of nodes and stem diameter of plants among the treatments. The photosynthesis rate was higher in LM (4.34 μmol CO₂m-2 s-1) and LH-treated (4.81 μmol CO₂ m-2 s-1) plants than in LS (0.92 μmol CO₂ m-2 s-1). However, the concentration of intercellular CO₂ in leaves was higher in LS-treated plants. Plant stomatal conductance, transpiration rate and the Fv/Fm (maximum quantum yield of photosystem-II) ratios were not significantly different between the treatments. Furthermore, total irrigation volume in different treatments was varies with DLI values and it was highest in LH treatment (10.2 L/plant). SWT was not significantly different between the treatments LS and LM but observed low pressure (-30 kPa) in LH treatment. The principal component analysis (PCA) illustrated leaf area, shoot fresh weight, photosynthesis rate and stomatal conductance of plants has a positive correlation. These results suggest that at the initial stage of cucumber plants, daily light integral 11.52 mol m-2 d-1 was preferable for their growth and development and worthwhile based on irrigation amount than other treatments.

#fresh weight #irrigation #root surface area #soil water tension #SPAD value #SPAD 값 #관수 #뿌리 표면적 #생체중 #토양 수분 장력

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