군락 광합성 모델의 도출을 위하여 생육 챔버가 필요하며, 이를 위한 광합성의 효율적인 측정 방법이 필요하다. 본 연구의 목적은 내부 환경 제어가 가능한 생육 챔버를 이용하여 광도 및 이산화탄소 농도 변수를 갖는 로메인 상추(Lactuca sativa L.)의 군락 광합성 곡선을 도출하는 방법을 확립하는 것이다. 실험에 사용한 상추는 식물공장 모듈에서 재배되었으며, 군락 광합성을 측정하기 위하여 아크릴로 제작된 생육 챔버(1.0x0.8x0.5m)를 이용하였다. 첫 번째로, 다음의 두 방법을 적용하여 측정된 군락 광합성 속도를 통해 각 방법의 시정수를 계산하여 비교하였다. 즉, 1) CO2 농도를 고정(1,000μmol·mol-1) 하고 광도를 변화(340, 270, 200, and 130μmol·m-2·s-1) 시키거나, 2) 광도를 고정(200μmol·m-2·s-1)하고 CO2 농도를 변화(600, 1,000, 1,400, and 1,800μmol·mol-1) 시켰다. 두 번째로, 1)과 2)의 방식을 적용하여 군락 광합성을 측정했을 때, 특정 광도(200μmol·m-2·s-1)와 특정 CO2 농도(1,000μmol·mol-1)에서 측정된 군락 광합성 속도 값을 비교하였다. 실험 결과 CO2 농도를 변화시키는 방식의 시정수는 광도를 변화시키는 방식에 비해 3.2배 큰 값을 나타내었다. 광도를 변화시키며 측정할 때 군락 광합성 속도는 1분 이내에 안정되었고, CO2 농도를 변화시킬 경우에는 6분 이상의 시간이 소요되었다. 따라서 광도를 변화시키는 측정 방식이 생육 챔버를 이용하여 작물의 군락 광합성 속도를 측정할 때 적합한 방식임을 확인하였다.

Carnation (Dianthus caryophyllus L.) ‘Purple Beauty’ at micropropagation stage 3 was cultured under two levels each of medium sucrose concentration (0 and 30 g·L-1), photosynthetic photon flux density (50 and 200 μmol·m-2·s-1 PPFD), and CO2 concentration (350 and 1,000 μmol·mol-1), in a factorial experimental design, consisting of all eight possible treatment combinations. Shoot tip explants, obtained from in vitro-grown plantlets, were cultured on 50 mL agar-solidified Murashige and Skoog medium per container. Each culture container was sealed with a rigid lid vented by a high-efficiency particulate air filter attached to a 10 mm diameter hole made in the lid center, with an estimated number of 2.8 air exchanges per hour. All cultures were maintained for four weeks at 24°C/22°C (day/night) temperatures, 70%–80% relative humidity, and a 16 h/8 h (day/night) photoperiod was provided by white light-emitting diodes. The treatment combining high light intensity (200 μmol·m-2·s-1), high CO2 concentration (1,000 μmol·mol-1), and without supplementation of sucrose to the medium (i.e., photo-autotrophic conditions) resulted in better plantlet growth and development, with higher values being observed in terms of total fresh weight, tissue water content, leaf length, leaf width, and total chlorophyll content than in plantlets grown under the other treatments.

작물의 생산량은 광합성과 밀접한 관계가 있으며, 광합성 속도는 다양한 환경 요인에 의해 변화한다. 광합성 속도는 작물의 생육 상태나 생육 속도를 판단하는 지표로 사용되며, 작물 재배 시설을 구축하는 데 고 려해야 하는 중요한 요인이다. 이 연구의 목적은 광도, CO2 농도 및 생육 단계에 의해 변화하는 로메인 상추 의 군락 광합성 속도 모델을 개발하는 것이다. 군락 광합성 속도는 정식 후 5, 10, 15, 20 일차에서 5단계의 CO2 농도(600-2,200μmol·mol-1)와 5단계의 광조건(60-340μmol·m-2·s-1)이 처리된 3개의 밀폐 아크릴 챔버(1.0 × 0.8 × 0.5m) 내에서 측정하였다. 먼저 세 가지 환경 요인을 사용하는 식들을 곱하여 만든 단순곱모델을 구성 하였다. 이와 동시에 생육 시기에 따라 변화하는 광화학 이용효율과 카르복실화 컨덕턴스, 호흡에 의한 이산화탄소 발생 속도를 포함하는 수정 직각쌍곡선 모델을 구성하여 단순곱 모델과 비교하였다. 검증 결과, 단순곱 모델의 R2는 0.923이었으며, 수정 직각쌍곡선 모델의 R2는 0.941을 나타내었다. 따라서 수정 직각쌍곡선 모델 이 광도, CO2 농도, 생육 단계의 3 변수에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 데 더욱 적합한 것으로 판단하 였다. 본 연구에서 개발된 군락 광합성 모델은 식물공장에서 상추 재배를 위해 생육 단계별로 설정해야 할 최 적의 광도와 CO2 농도를 결정하는데 도움이 될 것으로 생각된다.

연구는 관엽식물 4종을 배지종류, 광도 및 이산화탄소 농도를 달리하여 식물의 광합성 반응을 조사하고, 그 결과에 기초하여 실내환경 조절에 효율적인 식물을 선정하고자 실시하였다. 식물재료로는 싱고니움, 디펜바키아, 쉐프렐라 홍콩, 드라세나를 사용하였으며, 성분과 성질이 다른 두 배지(peatmoss, hydroball)에 각각 재배하였다. 광도는 PPFD 0, 30, 50, 80, 100, 200, 400, 600μmol·m-2·s-1의 수준으로 조절하고, 이산화탄소 농도는 0, 50, 100, 200, 400, 700, 1000, 1500μmolCO2·mol-1의 수준으로 처리하였다. 광도 및 엽육내 CO2 농도변화에 따른 관엽식물의 광합성 반응을 조사한 결과, 약광에서의 광합성 능력을 나타내는 순양자수율은 쉐프렐라 홍콩과 디펜바키아에서 높게 나타났으며, 두 실내식물은 고농도의 이산화탄소 환경에서도 다른 두 식물에 비해 높은 광합성율을 기록했다. 드라세나 와네키는 두 조건 모두에서 가장 낮은 광합성 효율을 보였다. 두 배지 처리에 따라서는 각각의 관엽식물에서 엇갈린 광합성 반응이 관찰되었다. 쉐프렐라 홍콩은 피트모스 배지에서 광과 이산화탄소 증가에 따라 하이드로볼 배지에 비해 높은 광합성 속도를 보였지만, 디펜바키아는 그와는 정반대로 하이드로볼 배지에서 더욱 높은 광합성율을 기록했다. 싱고니움의 경우는 광처리에 의해서는 피트모스 배지에서 높은 광합성율을 보였지만 이산화탄소 처리에서는 배지간 차이가 없었다. 가장 낮은 광합성 효율을 보인 드라세나 와네키는 광에 의한 배지간 차이가 없었으며, 이산화탄소 증가시에는 피트모스에서 다소 높은 광합성율을 보였다. 따라서 실험한 4가지 관엽식물 중 광합성 효율이 가장 높았던 쉐프렐라 홍콩이나 하이드로볼 배지에서 높은 효율을 보인 디펜바키아가 실내 공기정화 및 실내 환경조절에 적합할 것으로 판단된다.

자주초롱꽃(Campanula punctata 'Rubriflora')의 자가영양배양시 CO2 농도,환기횟수 및 광도가 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 1,500μmol·m-1고농도CO2에서는 광도를 높일수록 초장, 엽수가 증가되었으나, 최대근장은 유의성이 인정되지 않았다 엽록소의 함량은 광도가 높을 때보다는 낮은 경우인 70μmol·m-2s-1에서 가장 많이 증가되었다 엽면적은 광도가 높을수록 작아지는 경향을 보였으며, CO2 1,500μmol·mol-1 환기횟수 2.8h-l, PPF 220μmol·m-2·s-1에서 가장 큰 차이로 작게 나타났다. 생체중과 건물중은 CO2 농도, 환기횟수, PPF가 높을수록 증가되었다. 특히 CO2 1,500μmol·mol-1, 환기횟수 2.8h-1, PPF 220μmol·m-2·s-1에서 가장 크게 증가되었다. 환기횟수의 영향은 전반적으로 적었다. 종합적으로 자주초롱꽃 소식물체의 기내 자가영양배양 차량번식을 위해서는 CO2 1,500μmol·mol-1, PPF 220μmol·m-2·s-1의 조건이 적합하였다.

본 연구는 헛개나무의 광합성 효율증진을 위한 기상환경 조건을 규명하여 재배적지의 선정과 재배관리에 대한 기초적 자료를 제공하고자 광도와 온도, 그리고 CO2의 농도에 대한 광합성과 증산량을 조사하였다. 광 보상점은 2.4 μmol m-2 s-1이었고, 포화점은 1033 μmol m-2 s-1이었다. 광도 100 μmol m-2 s-1에서 광합성의 최적온도는 25℃이었다. 이산화탄소 보상점은 67 vpm이었고, 포화점은 707 vpm이었다. 증산량은 광도가 1750 μmol m-2 s-1까지 그리고 온도가 18℃에서 36℃까지 높아질수록 2 mmol m-2 s-1와 4 mmol m-2 s-1정도로 각각 증가하였으나 이산화탄소 농도가 21 vpm에서 800 vpm으로 높아질 때는 감소하는 경향이었다.

본 연구는 야콘의 광합성 효율증진을 위한 기상환경 조건을 규명하여 재배적지의 선정과 재배관리에 대한 기초적 자료를 제공하고자 광도와 온도, 그리고 CO2의 농도에 대한 광합성과 증산량을 조사하였다. 광 보상점은 58 μmol m-2 s-1이었고, 포화점은 1708 μmol m-2 s-1이었다, 증산량은 광도가 증가할수록 높아져 광도 2193 μmol m-2 s-1에서 약 4 mmol m-2 s-1간에 이르렀다. 광합성의 최적온도는 24℃였으며, 온도의 변화에 의하여 증산량이 4 mmol m-2 s-1에서 8 mmol m-2 s-1까지 증가하였을 때 광합성은 오히려 감소하는 경향이었다. 이산화탄소 보상점은 63 mol mol m-2 s-1이었고, 포화점은 1155 vpm이었으며, 이산화탄소 농도가 350vpm에서 1300vpm까지 증가함에 따라 광포화점은 높아졌다.

본(本) 연구(硏究)는 고추냉이의 광합성(光合成) 효율증진(效率增進)을 위한 기상환경(氣象環境)에 조건(條件)을 알아내어 재탑적지(栽培適地)의 선정(選定)과 재배관리(栽培管理)에 대한 기초적(基礎的)인 자료(資料)를 제공(提供)하고자 온도(提供)와 광도(光度), 그리고 CO2의 농도(農度)에 대한 광합성(光合成), 청호흡(晴呼吸) 그리고 광호흡(光呼吸)의 반응(反應)을 조사(調査)하였다. 1. 고추냉이의 광합성(光合成)에 최적온도(最適溫度)는 17~20℃이었고 최적온도(最適溫度) 이상(以上)에서 광합성(光合成)이 크게 감소(減少)하였으며, 암호흡(暗呼吸)은 15℃에서 30℃까지 온도(溫度)가 높아질수록 증가(贈加)하였다. 2. 광보상점(光補償點)은 고추냉이가 6.0 μE m-2s-1으로 옥수수의 36.7μE m-2s-1보다 낮았으며 광포화점(光飽和點)은 고추냉이와 옥수수 모두 600μE m-2s-1로 비슷하였다. 3. CO2 보상점(補償點)은 고추냉이가 67. 3 ppm으로 옥수수 11.6 ppm보다 높았으며 암호흡(暗呼吸)은 CO2의 농도(濃度)가 낮을수록 높았다. 4. 고추냉이의 광호흡(光呼吸)은 광도(光度) l000μE m-2s-1에서 3.3 mg CO2 dm-2 hr-1이었으며 광도(光度)가 낮아짐에 따라 감소(減少)하였다. 5. 기공(氣孔)의 분포(分布)는 잎의 표면(表面)에 약 76개/mm-2, 뒷면에 623개/mm-2이었으며 기공(氣孔)의 크기는 표면(表面)의 것이 12μm이고 뒷면의 것이 17μ로 나타났다.