수경재배에서 EC 가 당근의 생육 및 품질에 미치는 영향

Abstract

당근 잎에는 뿌리와 마찬가지로 다양한 영양성분이 함유되어 있어 앞으로 당근 잎의 필요성이 더욱 증대될 것이다. 때문에 본 연구는 온실에서의 당근 잎의 연중 재배 가능성과 생육에 적합한 배양액의 조성 및 농도를 구명하고자 고온기와 저온기로 나누어 수행되었다. 시험 재료는 시판중인 코레곤사의 양면 5 촌을 사용하였다. 20 일간 버미큘라이트에 육묘한 모종을 미리 설치한 고형배지 수경재배틀에 옮겨 실험을 실시하였다. 배양액은 식물체내 다량원소의 적정 함량기준으로 당근 전용배양액(NO₃-N:16, NH₄-N:1, P:1, K:11, Ca:2, Mg:1, SO₄-S:1 mM·L⁻¹)을 개발하였다. 배양액은 고온기에는 개발된 당근 전용 배양액 농도 1.0, 2.0, 3.0, 그리고 4.0dS·m⁻¹로 처리하였으며, 대조구로 일본원예시험장 배양액 농도 2.0dS·m⁻¹로 처리하여 생육을 비교하였다. 저온기에는 개발 배양액 1.0, 2.0, 그리고 3.0dS·m⁻¹로 처리하여 생육을 비교하였다. 생육조사 항목은 지하부의 생체중, 건물중, 길이, 직경 그리고 지상부의 초장, 생체중, 건물중, 경경, 엽수, 엽면적을 조사하였다. 고온기 지상부는 엽수, 초장, 경경은 유의적인 차이가 없었고 엽면적과 생체중, 건물중은 배양액 농도 1.0 과 2.0dS·m⁻¹에서 좋았다. 고온기 지하부는 건물중과 직근의 길이는 유의적인 차이가 없었고, 직경은 4.0dS·m⁻¹에서 가장 저조하였다. 그리고 생체중은 배양액 농도 3.0dS·m⁻¹이하에서 좋았다. 고온기 재배에서 지하부의 당도는 배양액 농도 2.0dS·m⁻¹에서 가장 높았으며, 엽록소 함량은 배양액 농도 4.0dS·m⁻¹에서 가장 높았다. 저온기 지상부의 엽수와 초장에서는 유의적인 차이가 없었고, 엽면적과 경경은 배양액 농도 3.0 dS·m⁻¹에서 생육이 가장 저조했다. 생체중과 건물중은 배양액 농도 1.0 과 2.0dS·m⁻¹에서 가장 높게 나타났다. 저온기 지하부의 직근 길이는 유의적인 차이가 없었고, 직경과 생체중, 건물중은 배양액 농도 1.0 과 2.0dS·m⁻¹에서 높게 나타났다. 저온기 지상부에서 당도와 엽록소 함량은 배양액 농도에 따른 유의적인 차이는 없었다. 지하부에서는 배양액 농도 2.0dS·m⁻¹에서 낮게 나타났다. 결과적으로 생육적인 면에서 볼 때 고온기와 저온기 재배에서는 배양액 농도 1.0 과 2.0dS·m⁻¹에서 좋으나 비료 투입량이 적어 경영적인 면에서 이로운 배양액 농도 1.0dS·m⁻¹에서 재배하는 것이 좋은 방법이라 판단된다. 본 연구는 완전 제어형 식물공장에서 당근 잎을 생산하기 위한 배양액 농도를 구명하고자 수행되었다. 공시재료는 시판중인 코레곤사의 양면 5 촌 당근 품종을 이용하였다. 파종 후 본엽이 2 매 나온 시기에 재배 배드에 정식하였다. 수경재배 시스템은 3 층으로 구성된 박막수경(NFT) 시스템(240x60x200cm, LxWxH)으로 수행되었으며, 배양액은 식물체내 다량원소의 적정 함량기준으로 개발한 당근 전용배양액(NO3-N:16, NH₄-N:1, P:1, K:11, Ca:2, Mg:1, SO4- S:1 mM·L⁻¹)을 농도 2.0, 3.0, 그리고 4.0dS·m⁻¹로 처리하여 생육을 비교하였다. 식물공장 내에서 지상부 생체중과 건물중, 초장, 엽면적을 측정 한 결과, 정식 후 23 일째에서 배양액 농도간 유의적인 차이가 나타나 배양액 농도 3.0dS·m⁻¹에서 가장 높게 확인되었다. 반면에 엽수와 엽록소 함량은 배양액 농도간 유의적 차이가 없었다. 당근 잎의 품질적 특성을 조사한 결과 항산화능은 배양액 농도간 유의적 차이가 없었고, 총 페놀 함량과 클로로겐산, 캠페롤 함량은 생육 요소와는 달리 배양액 농도 2.0dS·m⁻¹에서 건물 1g 당 함량이 가장 높았다. 그러나 건물 생산이 가장 많은 배양액 농도 3.0dS·m⁻¹가 총 수확물에서의 기능성 물질 함량이 높을 것으로 판단된다. 때문에 결론적으로, 식물공장에서는 배양액 농도를 3.0dS·m⁻¹로 관리하는 것이 당근 잎의 생산에 가장 적합하며, 재배일수는 20~25 일로 나타났다. 또한 항산화 물질이 함유되어있어 기능성 식품으로서의 가치가 있을 것으로 판단된다.

Carrot leaves have a variety of nutrients as well as roots, which will increase the need for carrot in the future. This study was carried out by dividing into two stages: high temperature and low temperature, in order to investigate the possibility of cultivation of carrot leaves throughout the year and the composition and concentration of the nutrient solution for growth of carrot leaves. The experimental material used 'Yang Myeon 5 Chon' made by KOREGON. Experiments were carried out in hydroponics after growing seedlings in vermiculite substrate for 20 days. Composition of nutrient solution(NO3N:16, NH4N:1, P:1, K:11, Ca:2, Mg:1, SO4S:1 mM·L⁻¹) developed by analysis of plant. In the high temperature range, the concentration of the developed nutrient solution (JNU) were 1.0, 2.0, 3.0, and 4.0 dS · m⁻¹ and the concentration of JHS 2.0 dS · m⁻¹ was used for comparison. In the low temperature range, the concentration of the developed nutrient solution 1.0, 2.0, and 3.0 dS · m⁻¹ were used. Growth was investigated in root fresh weight, dry weight, length, diameter and height, fresh weight, dry weight, leaf number, and leaf area of shoot carrot. There was no significant difference in the number of leaves, plant height, and width of stem in the shoot carrot of the high temperature range. The leaf area, fresh weight, and dry weight were good at 1.0 and 2.0 dS · m⁻¹. In the high temperature range, the root length, dry weight were not significantly different, and the top diameter was the lowest at 4.0 dS · m⁻¹. The fresh weight was good at EC 3.0 dS · m⁻¹ or less. In the high temperature range, the sugar content of the root was the highest at the EC 2.0 dS · m⁻¹, and the chlorophyll content was the highest at the EC 4.0 dS · m⁻¹. There was no significant difference in the number of leaves and plant height in the low temperature range. Leaf area and width of stem were the lowest in the EC 3.0 dS · m⁻¹. The fresh weight and the dry weight were the highest at EC 1.0 and 2.0 dS · m⁻¹, respectively. In the low temperature range, the length of the root was no significant difference and the taproot, the dry weight, fresh weight were highest at the EC 1.0 and 2.0 dS · m⁻¹. There was no significant difference in sugar content and chlorophyll content during low temperature range according to EC concentration. In the roots, EC 2.0 dS · m -1 was low. As a result, from the viewpoint of growth, it is good to cultivate EC 1.0 and 2.0 dS · m⁻¹ in high temperature and low temperature cultivation, but EC 1.0 dS · m⁻¹ is economical because of using small fertilizer input. This study was conducted to find the optimal concentration of nutrient solution to produce carrot leaves in a closed-type plant factory. The used experimental material was 'Yang Myeon 5 Chon' made by KOREGON. After sowing, 2 leaves carrot were transplanted in a growing bed system. The hydroponic cultivation system was performed with a three-layer NFT system (240x60x200cm, LxWxH). The nutrient solution(NO3-N:16, NH₄-N:1, P:1, K:11, Ca:2, Mg:1, SO4-S:1 mM·L⁻¹) was developed by analysis of plant. Growth was compared in EC 2.0, 3.0, and 4.0 dS·m⁻¹. The fresh weight, dry weight, plant height and leaf area of the plants were measured. There was a significant difference between the nutrient solutions on the 23rd day after planting. The optimum concentration was found at a concentration of 3.0 dS·m⁻¹. However, there was no significant difference in the number of leaves and in the chlorophyll content. As a result of the investigation of the quality characteristics carrot leaves, there was no significant difference in carrot leaf antioxidant capacity by the concentration and the contents of total phenol, chlorogenic acid and kaempferol were the highest as per 1g of the dry leaf in EC 2.0 dS · m⁻¹, unlike the growth factors. However, EC 3.0 dS · m⁻¹ has the highest on contents of total phenol, antioxidant capacity, kaempferol per plant. In conclusion, in plant factories, EC 3.0 dS · m⁻¹ is the most suitable concentration for the production of carrot leaves, with 20 ~ 25 days of cultivation. Also, leaves of carrot have antioxidant substances and can be valuable as functional foods.