LED 식물공장 내 에케베리아 엽삽 시 광질 및 BA처리가 부정아 및 부정근 형성에 미치는 영향 :Effects of Light Quality and Benzyladenine on Adventitious Shoot and Root Formation of Echeveria Leaf Cuttings in a Plant Factory with Light-emitting Diodes

김성민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김성민 (영남대학교, 영남대학교 대학원)

지도교수: 오욱

발행연도: 2021

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이용수31

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

LED 식물공장 내 에케베리아 엽삽 시 광질 및 BA처리가 부정아 및 부정근 형성에 미치는 영향

김성민 원예학과 2021.01 학위논문

2018

에케베리아 6품종의 엽삽 시 식물공장시스템 내 LED 파장에 따른 번식 효율

김성민 , 김지선 , 오욱 시설원예·식물공장 2018.10 학술저널

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다육식물인 에케베리아(Echeveria spp.)는 최근 전세계적으로 수요가 증가하고 있지만, 번식 효율이 품종이나 환경요인의 영향을 크게 받으므로 연중 고품질 묘를 공급하는 것이 어렵다. 이 연구는 밀폐형 식물공장 내에서 LED 파장 조합과 BA처리가 에케베리아 엽삽번식 효율에 미치는 영향을 구명하여 주년 생산의 기초자료를 제공하고자 실시되었다.
번식이 어려운 Echeveria ‘Afterglow(AG)’, ‘Ben Badis(BB)’ ‘Berkeley Light(BL)’, ‘Cream Tea(CT)’, ‘Mason(MS)’, ‘Subsessilis Light(SL)’ 등 6품종의 모주로부터 균일한 잎을 채취하여 실내온도 24±2℃, 상대습도 60±10%의 식물공장 내에서 혼합 상토에 삽목하였다. 청색(B, 450nm), 녹색(G, 530nm), 적색(R, 660nm), 원적색(FR, 730nm) LED를 이용하여 R10, R8+B2, R5+B5, R7+B2+FR1, R7+B2+G1의 비율로 광질을 달리하여 처리하였고, PPFD는 200μmol·m-2·s-1, 광주기는 16/8(명/암)시간이었다. BA 실험 시 농도는 0, 100, 200, 400, 800mg·L-1였고 광 조건을 warm-white LED로 교체하여 실시하였다.
그 결과, 번식 효율은 품종에 따라 차이가 있었는데, ‘SL’은 상대적으로 발근과 부정아 형성이 쉽게 되었으나, ‘AG’는 발근과 뿌리 생장이 잘 되지 않았다. LED 파장 또한 번식 효율에 영향을 주었는데, B 비율이 높은 R5+B5, R7+B2+FR1, R7+B2+G1 하에서 부정아 형성과 생장이 촉진된 반면, 발근과 뿌리 생장은 억제되었다. 반대로, R 비율이 높은 R10나 R8+B2 하에서는 부정근 형성 및 생장이 촉진된 반면, 부정아 형성 및 생장이 억제되었다. 한편, FR은 잎의 크기와 무게를 증가시켰다.
BA 실험의 경우 대조구에 비해 BB, CT, MA, SL가 BA 100mg·L-1에서 부정아형성률이 높았으며 ‘AG’, ‘BB’, ‘CT’는 400 및 800mg·L-1에서 부정아 및 부정근 형성률이 낮았다. 지상부 생육 또한 100mg·L-1에서 전체적으로 양호했으나 ‘MA’과 ‘SL’는 BA 처리 농도에 관계 없이 순조롭게 생장했다.
결론적으로 주년 생산을 위해 에케베리아 육묘를 생산한다면 높은 비율의 적색광과 BA 100mg·L-1 처리가 가장 좋은 효과를 낼 것으로 보인다. 나아가 번식이 어려운 에케베리아 품종의 엽삽 시 번식 효율을 높이기 위해서는 각 파장별 효과를 활용한 적정 파장 조성에 대한 추가 연구와 광질과 BA 농도 간의 최적 조합 구명이 필요해 보인다.

Echeveria genus, a type of succulent plant, are in increasing demand worldwide, but it is difficult to supply good quality young plants throughout the year because propagation efficiencies are dependent on cultivar and environmental factors. This study was carried out to investigate the propagation efficiencies of leaf cutting in Echeveria cultivars at different light qualities from light-emitting diodes (LEDs) and different concentration of benzyladenine (BA) in a closed-type plant factory system.
Leaf cuttings cut from stock plants of six difficult-to-propagated Echeveria cultivars ‘Afterglow (AG)’, ‘Ben Badis (BB)’, ‘Cream Tea (CT)’, ‘Berkeley Light (BL)’, ‘Mason (MS)’,and ‘Subsessilis Light (SL)’ were put into cutting media in the plant factory system maintained at a temperature of 24±2℃ and relative humidity of 60±10%, and watered with over-head irrigation twice a week. Cuttings were irradiated with sole or mixed red (R, 660 nm), blue (B, 450 nm), green (G, 530 nm), and far-red (FR, 730 nm) LEDs as follows: R10, R8+B2, R5+B5, R7+B2+FR1, and R7+B2+G1. PPFD just above the cuttings was 200 μmol·m-2·s-1 and photoperiod was 16/8 (light/dark) hours. BA experiment was carried out using of 0, 200, 400, and 800 mg·L-1 BA solution under warm-white LEDs.
As a result, propagation efficiencies were dependent on cultivar. Rooting and shooting were relatively easy in ‘SL’ but shoot formation in ‘AG’ was very difficult. Light qualities from LEDs also affected plant regeneration. Light conditions with a higher ratio of B, R5+B5, R7+B2+FR1, and R7+B2+G1, promoted shoot formation and growth but inhibited rooting and root growth. R10 and R8+B2 with a higher ratio of R promoted rooting and root growth and inhibited shoot formation and growth of cuttings. In addition, the treatment with FR increased leaf size and biomass of the all plants.
In the BA experiment, ‘CT’, ‘MA’ and ‘SL’ had higher rate of shoot formation at BA 100 mg·L-1 compared to control, and ‘AG’, ‘BB’, and ‘CT’ had lower rate of shooting formation and root formation at 400 and 800 mg·L-1. Although shoot growth was also generally good at 100 mg·L-1, ‘MA’ and ‘SL’ grew smoothly regardless of BA processing concentration. In case of ‘SL’,
Therefore, if someone want to grow good quality young plants in plant factory, high ratio R light and BA 100 mg·L-1 processing will have the best effect. Furthermore, additional studies are needed to investigate the optimum compositions of LED light quality for the improvement of leaf cutting efficiency in difficult-to-propagate Echeveria cultivars and the optimum combination of BA concentration and LED light quality.

#에케베리아 #Echeveria #엽삽 #Leaf cutting #광질 #LED #BA

I. 서언 1
II. 재료 및 방법 9
2.1. 식물 재료 9
2.2. 식물 공장 환경 10
2.3. LED 광질 처리 11
2.4. BA 농도 처리 11
2.5. 생육 특성 조사 및 통계처리 12
III. 결과 및 고찰 17
3.1. LED 광질 처리의 효과 17
3.2. BA 처리의 효과 25
IV. 결론 31
인용문헌 36
요약 39
Summary 41

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