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수직농장에서 음이온 처리를 통한 왜성 토마토의 생식생장 반응 KCI 등재

Reproductive Growth Response of Dwarf Tomatoes with Negative Air Ion in Vertical Farms

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/441081
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생물환경조절학회지 (Journal of Bio-Environment Control)
한국생물환경조절학회 (The Korean Society For Bio-Environment Control)
초록

본 연구는 수직농장에서 상업적 생산에 적합한 왜성 토마토 를 대상으로 음이온을 처리하고, 생육단계별(영양생장, 생식 생장) 생육 특성과 기체교환 활성 반응을 분석하여, 과채류에 대한 음이온의 적용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 실험 을 위해 왜성 토마토 묘를 온도 24도, 습도60%, 이산화탄소 농도 600μmol·mol-1, 광도 320μmol·m-2·s-1 PPFD, white LED, 광주기16h의 수직농장 모듈에서 5주간 재배하였다. 음 이온은 광주기 시간동안 12 × 105ions∙cm-3의 음이온을 처리 하였다. 정식 후 5주 동안 매주 생육조사를 진행하였고, 정식 후 4주 동안 매주 광합성율과 증산율을 측정하였다. 정식 1주 차 광합성율은 음이온 처리구에서 유의적으로 높게 나타났으 나, 이후에는 광합성율과 증산율 모두 처리구간 유의 차이는 확인되지 않았으나, 전반적으로 음이온 처리구가 대조구보다 높은 수치를 나타내는 경향을 보였다. 영양생장 지표들은 처 리간 차이가 크지 않았으나, 생식 기관의 발달(화방수, 꽃수, 과실수)은 대조구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타냈다. 이 러한 결과는 음이온 처리가 과채류인 왜성 토마토의 생식생장 을 촉진하고 과실 생산량을 증가시켰음을 확인하여, 과채류 에 음이온의 적용 가능성을 확인하였다. 향후에는 음이온 처 리 농도의 최적화 및 수확한 과실의 품질 비교를 포함한 후속 연구가 필요하다.

Negative air ion (NAI) is one of the electrical stimulation methods known to affect plant growth and development. Since most studies on plant responses to NAI have focused on leafy vegetables, this study aimed to evaluate the potential applicability of NAI to fruiting vegetables by analyzing growth characteristics and gas exchange activity at different developmental stages–vegetative and reproductive–in dwarf tomato (Solanum lycopersicum L. ‘Nurimaru F1’) cultivated in a vertical farm. Dwarf tomato seedlings were grown for five weeks under the following controlled environmental conditions: 24°C air temperature, 60% relative humidity, 600 μmol·mol-1 CO2 concentration, 320 μmol·m-2·s-1 PPFD from white LED lighting, and a 16-hour photoperiod. During the light period, NAI were applied at a concentration of 12 × 10⁵ ions·cm-3. Growth parameters were measured weekly for five weeks after transplanting, and photosynthetic and transpiration rates were recorded weekly for four weeks. As a result, although no statistically significant differences in gas exchange were observed, the NAI-treated plants consistently showed higher numerical values than the control. Vegetative growth traits showed no marked differences between the control and NAI. However, reproductive traits (number of inflorescences, flowers, and fruits) were significantly enhanced in NAI than the control. These results suggest that NAI can promote reproductive development and increase the fruit yield of dwarf tomatoes, implying its potential application in vertical farming for the production of fruiting vegetables.

목차
Abstract
서 론
재료 및 방법
    1.식물 재료 및 재배 환경
    2. 음이온 처리
    3. 광합성 및 증산율 측정
    4. 생육 특성조사
    5. 통계 분석
결과 및 고찰
    1. 음이온 처리에 따른 왜성 토마토의 광합성율 및 증산율
    2. 음이온 처리에 의한 왜성 토마토의 영양 및 생식생장반응
적 요
촉진, 수직농장, 전기자극, 전기재배사 사
Literature Cited
저자
  • 염문선(충북대학교 축산, 원예, 식품공학부 원예학 전공 박사후연구원, 충북대학교 BK21 지속가능 지역발전 스마트그린바이오 융복합교육연구단 박사후연구원) | Moon-Sun Yeom (Postdoctoral researcher, Division of Animal, Horticultural, and Food Sciences, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea, Postdoctoral researcher, Brain Korea 21 Center for Smart GreenBio Convergence and Sustainable Regional Development, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea)
  • 전혜원(한국과학기술연구원 스마트팜 연구센터 석사후연구원) | Hye-Won Jeon (Intern researcher, Smart Farm Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Gangneung 25451, Korea)
  • 오명민(충북대학교 축산, 원예, 식품공학부 원예학 전공 교수, 충북대학교 BK21 지속가능 지역발전 스마트그린바이오 융복합교육연구단 교수) | Myung-Min Oh (Professor, Division of Animal, Horticultural, and Food Sciences, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea, Professor, Brain Korea 21 Center for Smart GreenBio Convergence and Sustainable Regional Development, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea) Corresponding author