최근 이상 기후 및 노동력 문제를 해결하기 위하여 재배 환경의 정밀 제어가 가능한 식물공장형육묘시스템을 이용한 균일한 묘소질의 접수 및 대목 생산과 접목 로봇의 작업성 향상을 연계시키는 규격묘 생산 자동화시스템 구축의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 식물공장형육묘시스템에서 저면 관수 시 오이와 토마토 접수 및 대목의 관수 시기 및 관수량 등 관수 계획 수립을 위해 광량에 따른 증발산량과 묘소질을 조사하였다. 저면 관수 시 연속 중량 측정이 가능하도록 행잉형 로드셀을 설치하고 육안으로 초기 위조가 시작되는 시점을 확 인하여 관수 개시 시점을 배지수분함량 50% 이상으로 설정하였다. 오이 접수 및 대목의 관수 시기는 파종 후 7일 및 6일이었고, 토마토 접수 및 대목의 관수 시기는 강광(300 μmol·m-2·s-1) 처리구 기준으로, 파종 후 5, 8, 11, 13일이었다. 오이와 토마토 모두 광량 증가에 따라서 증발산 속도가 증가하였으며, 토마토에서 광량에 따른 증발산 속도 차이가 크게 나타났다. 오이와 토마토 묘의 생육은 광량이 증가할수록 촉진되었는데, 광량 증가는 하배축장의 신장을 억제시키고 경경을 증가시켰 다. 오이 및 토마토 묘개체군의 누적 증발산량은 광량이 증가할수록 증가하였고, 개체당일(24h) 증발산량과 광량은 1차 선형 형태로 높은 정의 상관관계를 보였다. 묘개체군의 연속 중량 측정을 통한 오이와 토마토 접수 및 대목의 증발산량 추정은 식물공장형육묘시스템의 정밀 관수 제어를 위한 관수 시기 및 관수량 결정을 위한 지표로 사용할 수 있을 것이다.

본 연구는 엽록소형광반응 분석을 이용하여 건조스트레스에 의한 공정육묘의 광화학적 활력을 분석하였다. 토마토와 오이 공정육묘를 8일 동안 건조스트레스 처리를 하였다. 엽록소형광반응 (OJIP)과 매개변수 분석을 통해 건조스트레스로 인한 작물의 광화학적 변동을 평가하였다. 엽록소 형광반응 (OJIP) 분석 결과, 토마토는 처리 후 5일부터 최대 형광량 (P)이 감소한 반면 J-I 단계에서는 엽록소 형광량이 증가하였다. 따라서 생리적 활력이 감소한 것을 알 수 있었다. 오이의 경우 처리 후 4일부터 최대 형광 (P) 및 변동 형광량 (FV)이 낮아지고 J-I 단계의 엽록소 형광 수치가 증가하였다. 엽록소 형광 매개변수 분석한 결과 토마토는 처리 후 5일부터 특히 ET2O/RC와 RE1O/RC가 감소하면서 광계II와 광계I의 전자전달효율이 유의적으로 낮아진 것으로 보인 반면 오이는 처리 후 4일부터 ET2O/RC와 PIABS가 상당히 변화하였다. 결론적으로 FV/FM, DIO/RC, ET2O/RC, RE1O/RC, PIABS, PITOTALABS 6개의 지표가 공정육묘의 건조스트레스를 판단하는 지표로 선정되었다. 건조스트레스지수 (DFI)를 통해 건조스트레스로 인한 작물별 건전성 평가를 하였고 오이의 경우 토마토에 비해 건조 저항성이 낮은 것으로 판단되었다.

토마토를 저면관비 방법으로 육묘할 때 유묘 생장과 상토 무기원소 농도 변화에 적합한 추비의 종류 및 농도를 구명하기 위해 본 실험을 수행하였다. 육묘용 2종류의 동절기 혼합상토 피트모스 0-6mm(PM06)+perlite 1- 2mm(PE2)(7:3, v/v)와 피트모스 5-15mm(PM515)+PE2(7:3, v/v)를 72공 플러그 트레이에 각각 충전하고 토마토 ‘도태 랑다이아’ 종자를 파종하여 발아시킨 후 생장상에서 35 일간 육묘하였다. 자엽형성기에 추비를 시작하였고 13- 2-13, 15-0-15, 20-9-20(N-P2O5-K2O) 복합비료를 순서대로 처리하였다. 추비시 생육 단계별로 25mg·L-1의 농도 차(N 기준)를 둔 3종류의 Program을 두어 시비하였으며, 플러그 트레이의 수분이 포화 기준으로 40-50%로 감소 하였을 때 저면관비하였다. 파종 후 1, 2, 4 및 5주째 혼합상토를 상부, 중간, 하부로 3등분하여 포화추출한 후 추출용액의 pH, EC 및 무기이온 농도를 분석하고, 5주 후에 유묘생장을 조사하였다. 육묘 기간 중 상토의 pH는 PM06+PE2가 PM515+PE2 보다 높았으며, 하부와 중간이 상부보다 높은 경향이었다. EC는 PM06+PE2가 PM515+PE2보다 높았으며 평균적으로 상부가 하부보다 2배 이상 높았다. NH4-N과 K+ 농도는 2종류 혼합상토의 모든 시비 Program에서 육묘 후 5주까지 높아졌으며, PM06+PE2의 추비 프로그램 3에서 가장 높았다. NO3-N 농도는 PM06+PE2에서 육묘기간 동안 높아졌고 추비 농도가 높을수록 그러한 경향이 뚜렷하였다. 지상부 생 체중을 비롯한 유묘의 생장은 PM06+PE2의 추비 Program 2에서 가장 우수하였다. 따라서 2종류 혼합상토 를 이용한 공정육묘시 13-2-13, 15-0-15 및 20-9-20을 순서대로, 질소 기준 25mg·L-1에서 125mg·L-1까지 육묘 기에 따라 점차적으로 높여 추비하는 방법이 적합하다고 판단하였다.

본 실험은 단기간 ABA처리가 토마토 묘의 생장과 증산율, 기공 저항성 및 건조 내성에 미치는 영향 을 검토하기 위하여 수행되었다. 실험은 25일간 플러그 트레이에서 육묘한 토마토 묘를 간이 수경재배 키트에 이식하여 양액 육묘하면서 ABA처리 효과와 건조 내성을 검토하였다. 배양액에 ABA를 0.5, 1, 2, 및 3mg·L−1 의 농도로 첨가한 4개의 처리구와 무처리구를 설계하여 5일과 10일간 양액육묘한 뒤 묘소질, 엽온, 증산율, 기공확산 저항성을 측정하였다. 건조 내성을 검토하기 위한 수분 스트레스 처리는 PEG 8,000을 이용하여 -5bar로 조정한 고삼투압 용액에 ABA처리 직후의 묘를 이식한 뒤, 묘의 위조 정도를 조사하였다. 저농도(0.5와 1mg·L−1) 의 ABA처리구에서 묘소질은 경경을 제외하고 대부분의 생육에서 통계적 유의차는 나타나지 않았으나, 2와 3mg·L−1의 농도에서는 지상부의 생장이 억제되었다. 근권부의 생장은 1mg·L−1의 농도처리에서만 뿌리의 건물 중과 생체중, 전표면적, 근장, 근경, root tip수 모두가 유의적으로 증가하였으며, 그 외의 처리농도에서는 일부의 생육지표를 제외하고는 유의적 차이가 나타나지 않았다. ABA처리 농도가 증가함에 따라 기공확산 저항성은 증가하고 증산율은 감소하는 경향을 보였다. 또, ABA처리는 묘의 건조 내성을 증가시켜 ABA가 첨가된 배양액에서 5일 또는 10일간 육묘한 묘를 -5bar 용액에 치상하였을 경우 대조구는 치상후 10시간 후부터 묘의 위조가 시작되어 20시간 후에는 모든 개체가 위조하였으나, ABA처리구는 치상 30시간 후부터 위조가 시작되어 50시간이 경과해서야 모든 개체가 위조되었다. 또, 수분 스트레스처리로 위조된 묘를 재관수하였을 경우 ABA 0.5와 1mg·L−1처리구는 100%, 그 이상 농도 처리구에서도 50%이상 회복되었으나, 무처리구의 경우는 전개체가 고사하였다. 이상의 결과 토마토 육묘과정에서 저농도의 ABA처리를 통한 근권부의 생장 촉진과 건조 내성 증진 가능성이 시사되었으나, 상업적 활용을 위해서는 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.

본 실험은 토마토 플러그묘 생산에서 공간처리와 배지 부피처리를 함께하여 두 가지 처리가 유묘의 묘소질 및 수확량에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 처리는 공간과 배지의 부피별로 각 2처리, 모두 4가지 처리를 두었다. 배지는 동일하되 배지의 부피에 따라 40공과 50공 플러그 육묘판을 사용했고, 각 육묘판에 공간처리를 한 것과 하지 않은 것으로 나누어 처리했다(40S-OK, 40SNO, 50S-OK, 50S-NO). 전 실험기간 중에 처리외의 환경 조건과 급액조건은 모두 동일하게 적용하였다. 광합성 속도와 묘소질 분석 및 수확량과 수확속도 모두에서 통계적 유의성이 있게 공간처리와 배지의 부피 처리의 영향을 받았다. 광합성 속도와 묘소질에서는 40S-OK, 50S-OK, 40S-NO, 50S-NO 처리 순으로 좋은 결과를 나타내어 공간처리의 효과가 더 크고, 수확량에 서는 40S-OK, 40S-NO, 50S-OK, 50S-NO 처리 순으로 많아서 배지의 부피 처리의 영향이 큰 것으로 판단된다. 따라서 고품질 묘 생산과 초기 수확량을 증대하고, 수확 속도를 빠르게 하기 위해서는 육묘기에 적절한 공간확보와 배지의 부피를 크게 하는 것이 효과적인 것으로 사료된다.

폐쇄형 육묘시설 내에서 균일한 품질의 플러그묘를 주년으로 생산함에 있어서 LED 광원의 이용 가능성을 검토하기 위하여, 토마토와 오이의 육묘기간 동안에 광원을 달리하여 묘소질을 비교하였다. 적색, 청색, 혼합(적색 2 + 청색 1) LED 및 형광등을 40~60μmol·m-2·s-1로 광도(PPF)를 조사하여 30일간 온도조절이 가능한 폐쇄형 육묘시스템에서 육묘하였다. 토마토와 오이 모두 형광등에 비해 적색 LED와 혼합 LED 처리에서 배축의 신장이 작으면서 튼튼한 묘을 생산할 수 있었다. 토마토와 오이의 생체중은 적색 LED에서 가장 무거웠는데 형광등에 비하여 각각 74% 증가하였다. 토마토의 1화방 착과절위에서는 처리간에 차이가 없었으나, 2화방의 착과절위는 혼합광 처리에서 낮았다. 화방별 착화수는 처리간에 차이가 없었다. 오이의 20절까지의 암꽃 착생률은 적색 LED 처리에서 52%로 가장 높았고, 다음이 혼합광 처리로서 44%였다. 과실 착과수와 수량은 처리간에 차이가 없었다. 이상의 결과로부터 폐쇄형 육묘시설 내에서 토마토와 오이의 묘생산에는 적색 및 적색 2 +청색 1의 혼합 LED가 이용 가능성이 높은 것으로 판단하였다.

코이어+피트모스+펄라이트(4:4:2, v/v/v) 상토를 조제하고, 기비수준을 0.5X, 1.0X및 1.5X로 조절하였으며, 각 기비수준에서 파종 7, 14, 21 및 28일에 첫 관비를 할 경우 토마토 플러그 묘의 생육 및 무기원소 흡수에 미치는 영향을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 동일한 관비 시작일에서 기비수준이 높을수록 파종 35일과 70일 후의 생체중과 건물중 생산량이 많았고, 동일한 기비수준에서 관비시작일이 빠를수록 식물 생장이 우수하였다. 동일한 관비 시작일에서 기비수분이 0.5X인 처리가 1.0X나 1.5X 처리 보다 인산 함량이 많았고, 기비수준이 높을수록 K, Mg 및 Fe 함량이 감소하고 Ca 함량이 증가하였다. 파종 35일 및 70일 후 본 연구의 토양 pH는 대부분 7.0 이상으로 측정되어 과도하게 높았으며, 상업용 재배에 적용할 경우 석회질 비료의 종류 및 양을 변화시켜야 할 것으로 판단하였다. 본 연구결과를 고려할 때 Ca을 제외한 모든 비료의 기비수준을 1.5X로 높이고, 발아실에서 재배온실로 옮긴 즉시 첫 관비를 시작해야 할 것으로 판단하였다.

공정육묘의 양질묘 생산을 목적으로 여름철 고온기 및 장마기, 겨울철 약광 등 환경조건의 영향을 받지 않고 묘의 도장을 억제하면서도 안정적으로 생육 및 수량을 확보할 수 있는 triazole계 생장조절제의 약제 선발, 처리량 및 처리시기를 구명하고자 수행하였다. 토마토 플러그묘에 트리아졸계 생장조절제 처리시 관행구에 비하여 초장 및 엽면적이 억제되었으며, 처리시기가 빠르고 처리량이 많을수록 억제효과가 컸다. 생육의 회복정도는 Hexaconazole 처리에서 정식 4주후 안정적으로 회복되었다. Diniconazole과 hexaconazole처리시 1화방의 착과높이가 낮아졌으며, 화방별 착과수는 관행구에 비하여 차이가 없었다.

수출용 토마토 하계육묘시 육묘 용기 와 육묘 일수를 달리 함으로써 나타나는 묘소질의 차이를 구명하고, 묘소질이 다른 묘를 정식하여 재배할 경우 생육과 수량에 미치는 영향을 구명코자 하였다. 육묘시의 묘 생육은 폿트 묘가 플러그 묘보다 좋았으며, 폿트 묘는 육묘 일수가 길수록 좋았으나 플러그 묘는 육묘 일수에 따른 차이가 없었다. 정식 60일 후의 생육도 정식 직전과 같은 경향이었다. 1화방 수확 개시기는 폿트 묘가 플러그 묘보다 빨랐으며, 육묘 일수가 길수록 빨랐다. 4개월간 수량은 폿트 묘가 플러그 묘 보다 유의하게 많았는데 수확 2개월까지 초기수량이 현저히 많았다. 폿트 묘는 수확 2개월까지는 45일 묘와 35일 묘는 큰 차이가 없었고 25일 묘가 가장 적었으나 수확 3개월째부터는 육묘일수에 따른 차이가 없었다. 플러그 묘에서는 수확 3개월가지는 35일 묘가 가장 많았고 25일 묘, 45일 묘 순이었으나 수확 4개월째에는 육묘 일수에 따른 차이가 없었다. 따라서 수출용 모모타로 요쿠 재배시, 수출시기와 수출기간에 따라 육묘 용기 용량 및 육묘 일수를 결정하는 것이 좋을 것으로 생각되었다.

육묘시 주간/야간 온도 처리가 서광 토마토 묘의 정식후 초기결실 절위 및 생육에 미치는 영향을 알아보고자 실험을 수행하였다. 2차에 걸쳐 환경조절실 내에서 육묘하여 유리온실 내에서 양액재배 하였다. 서광 토마토 종자를 상토를 채운 128구 플러그 트레이에 파종하여 생육상에서 3일간 발아시킨 후 주간/야간 온도가 25℃/25℃, 16℃/16℃, 16℃/25℃ 또는 25℃/16℃로 각각 조절되는 4개의 생육실에서 1차 실험은 33일, 2차 실험은 35일간 육묘하였다. 일일 12시간씩 3파장 cool-white 형광램프로 140μmol.m-2 .s-1의 광을 공급하고, 2차 실험에서는 1000μmol.mol-1의 CO2를 공급하였으며, 공기 유속은 0.3m.s-1, 그리고 공기 중 습도는 80%를 유지하였다. 육묘한 토마토 묘를 자연 일장조건인 유리온실의 암면 슬레브에 이식하여 1차 실험은 37일간, 그리고 2차 실험은 35일간 재배하면서 육묘시에 사용했던 양액과 동일한 양액을 공급하였다. 초장은 주간과 야간 온도의 상호작용보다는 일평균 온도의 영향을 더 많이 받았으며, 16/16℃ 처리구에서 가장 컸다. 엽구는 주간과 야간의 기온의 영향을 받지 않았고, 엽록소 농도는 16/25℃ 처리구에서 가장 높았다. 그리고 줄기의 생체중과 건물중은 주야 항온 처리구에서 타처리에 비해 다소 큰 경향이었다. 제 1화방과 2화방의 절위는 25/25℃구에서 1화방의 착생 절위가 유의성 있게 높았고, 나머지 처리들간에는 차이가 없었다. 1화방 1번화의 개화 소요일수는 25/25℃구에서 가장 컸고 16/25℃구에서 낮았다. 토마토의 생육과 1, 2화방 절위에 육묘시의 일평균 기온이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으나 토마토의 2화방 비절현상은 나타나지 않았다.

Effect of seedling type and early transplanting of summer grown seedling on the growth and yield of tomato was investigated to minimize problems caused by legginess of seedling in summer. Grafted seedling, 20 days seedling (young seedling), 40 days seedling, and rooted cutting were raised from July 20 to Sept. 7 and young seedling was transplanted 20 days earlier than other seedling types. Young seedling growth was weaker than other seedling types and fresh weight was only 1/10 of 40 days seedling. Growth of young seedling at 20 days after transplanting was better than other seedling types and fresh weight was 3 times higher than 40 days seedling. Creased stem did not appear and trusses developed faster in young seedling. Total yield and commercial yield were highest in young seedling as 8,535 kg/10a, and 7,575 kg/10a. There is no significant difference among seedling types in fruit quality. This result shows that early transplanting of summer grown seedling is more effective to attain stable growth and yield in tomato.