Korean Journal of Horticultural Science and Technology 원예과학기술지 ISSN:1226-8763(Print) 2465-8588(Online)

본 연구에서는 불가사리 분쇄물과 옻나무 부산물 비료의 토마토 생육 증진에 관한 효과를 구명하고자 하였다. 토마토 정식 후 옻나무 10% 단일처리구와 불가사리 5%와 옻나무 5% 혼합처리구에서는 100%의 활착율을 나타내었으며, 대조구와 불가사리 10% 단일처리구에서는 93%의 활착율을 나타내었다. 토마토의 초장은 옻나무 부산물 10% 처리구에는 173.0cm, 불가사리 분쇄물 5%와 옻나무 부산물 5% 혼합처리구에서 191.13cm로 불가사리 분쇄물 10% 단일처리구의 144.5cm보다 유의성 있게 길었다. 토마토 식물체의 엽록소 함량은 무처리구의 1.47mg/g에 비해 불가사리 분쇄물 5%와 옻나무 부산물 5%의 혼합처리구의 1.99mg/g으로 유의성 있게 높았다. 건물중에서도 대조구의 7.92g에 비해 불가사리 분쇄물 10%와 옻나무 부산물 10% 혼합처리구에서 13.69g으로 1.73배 높았다. 칼슘 함량은 대조구의 11.41mg/L에 비해 불가사리 분쇄물 5%와 옻나무 부산물 5%의 혼합처리구에서 14.68mg/L로 유의성 있게 높았다. 칼슘 함량과 경도가 높을수록 배꼽썩음병과 발생률이 유의성 있게 줄어들었다. 불가사리 분쇄물 5%와 옻나무 부산물 5%의 혼합처리구에서 과실의 경도가 가장 높았는데 12월 8일이 되어도 저장성이 60% 이상 유지되었다. 불가사리 분쇄물 5%와 옻나무 부산물 5%의 혼합처리구에서 토마토의 무게와 시장상품수량이 가장 높게 나타났다. 그러므로 5% 불가사리 분쇄물과 5% 옻나무 부산물의 혼합처리를 함으로써 토마토의 생산성을 증대하고 품질이 향상된 토마토를 생산할 수 있을 것이다.

본 연구는 모델식에 의한 겨울철 토마토 수경재배 온실의 환기율, 작물의 CO₂ 흡수율_, 환기에 의한 CO₂ 손실량 및 공급량을 계산하고 현재 CO₂ 농도와 다음 CO₂ 공급량을 예측하고자 수행하였다. 폴리올레핀 필름으로 피복된 스마트 온실(면적 168m²)에서 2021년 11월 21일부터 2022년 3월 26일까지 실시하였다. 탄산시비는 LPG 연소형 탄산시비기로 CO₂ 600µmol·mol^-1을 2022년 1월 18일부터 2022년 3월12일까지 오전 10시부터 13시까지 공급하였다. 온실 온도가 16–34°C, 상대습도(RH)가 65–93%, 온실 외부 온도가 3–20°C, 외부 RH가 42–95% 수준에서 순동화율은 5.64–11.09g·m^-2·h^-1, CO₂ 환기 손실량은 1.35–3.88g·m^-2·h^-1범위를 보였다. 탄산시비 개시 시점에서 온실 CO₂ 농도(C_i)가 목표 CO₂ 농도(C_g)보다 낮을 때 이를 고려하여 계산된 첫 CO₂ 공급량은 17.79–28.18 g·m^-2·h^-1 범위를 보였고 공급 t시간 후 온실 CO₂ 농도(C_t)를 계산하고 t시간 후 온실 CO₂농도(C_t)가 목표 CO₂농도(C_g)보다 낮을 때 계산된 다음 CO₂ 공급량은 3.0–32.6g·m^-2·h^-1범위를 보였다. 정식 후 83DAT에 PPFD 400µmol·m^-2·s^-1에서는 CO₂ 600µmol·mol^-1일 때 광합성율이 최대 증가폭을 보였으며, PPFD 600 이상의 모든 광량에서는 CO₂ 800에서 최대 증가폭을 보였다. 본 연구 결과를 종합하여 볼 때 광량이 낮은 겨울 재배기에 CO₂ 800µmol·mol^-1 이상을 투여해도 순동화율이 증가하지 않으며 CO₂ 공급 효율은 순동화율보다 환기에 의한 CO₂ 손실에 더 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 탄산시비를 위한 모델식은 CO₂ 공급량 조절에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 근권부 온도 조절을 통한 효율적인 토마토 초기재배법을 개발하기 위해 실험을 수행하였다. 온실 대기온도는 주간 20, 25, 30 및 35°C 야간 18°C로 조절하였고, 근권부 온도는 각각의 대기온도에 15, 20, 25 및 30°C로 설정하여 실험을 진행하였다. 초장은 대기온도 30°C에 근권부 온도 25, 30°C, 그리고 대기온도 35°C에 근권부 온도 20, 25°C로 조절하였을 생육이 가장 좋았다. 근장은 모든 대기온도에서 근권부 온도를 20°C로 조절하였을 때 전체적으로 생육이 좋았다. 엽면적과 엽수는 대기온도 35°C와 근권부 온도 25°C를 조합처리 하였을 때 가장 높은 수치를 나타내었다. T/R율은 근권부 온도가 저온일 때 높았고, 묘 충실도는 근권부 온도 20°C 처리가 모든 대기온도 처리구에서 높게 나타났다. 작물생장율과 상대생장율도 모든 대기온도 처리구에서 근권부 온도 20°C 처리한 것이 가장 생장속도가 빠른 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합적으로 보았을 때 대기온도 25, 30, 35°C에서 근권부 온도를 20, 25°C로 설정하였을 때 토마토 초기 생육에 효과적이었다. 본 연구 결과는 고온기 및 저온기에 단기간 작물의 초기생육을 조절하는데 도움을 줄 뿐 아니라 식물공장과 같은 밀폐된 공간에서 에너지 절감형 재배 기술을 개발하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

Ralstonia solanacearum는 식물의 물관을 막아 시들음 증상을 유발하며 다양한 지역에 광범위하게 분포되어있어 전세계 토마토 생산량에 심각한 영향을 주는 병원균이다. 이를 해결하기 위해 알려진 가장 효율적인 방법은 저항성 품종 육성으로 다양한 방법 중 하나인 바이러스 기반 유전자 침묵(Virus-Induced Gene Silencing, VIGS)기술을 이용하여 풋마름병에 대한 저항성 후보유전자의 발현을 억제 혹은 감소시켜 기능을 분석할 수 있다. VIGS를 기반으로 한 풋마름병 저항성 유전자 기능 분석 과정에서는 접종 균주의 온도 환경 차이가 상충된다는 문제점이 있다. 따라서 VIGS 적용 후 풋마름병원균 접종을 위한 최적 온도 조건과 이에 따른 식물 생장 조건을 검증하였다. 이를 위해 5가지 생육조건에 따른 VIGS 효율을 확인하고 이후 풋마름병원균 접종을 통해 토마토의 병 진전을 평가하였다. 그 결과, VIGS 효율이 높은 식물체는 4주간 저온(4L), 3주 저온 후 고온 1주(3L1H), 그리고 2주 저온 후 2주 고온(2L2H)을 처리한 식물체였으며 풋마름병을 접종하였을 때 저항성 대조구인 ‘Hawaii 7996’과 유사한 양상을 보이는 3주간 저온 후 1주간 고온 처리한 3L1H 개체가 풋마름병 저항성 후보유전자 발굴에 가장 효과적인 식물체임을 확인하였다. 이 연구 결과는 향후 토마토 풋마름병 저항성 관련 유전자의 기능 분석 연구 기반 구축에 유용한 데이터로 사용될 것이다.

본 연구에서는 한국의 국립공원(산) 및 오름, 서해안 및 동해안, 남해안 부근의 해상국립공원을 포함한 해안 및 섬 등에서 한국잔디류 620점을 수집하였다. 이식, 보존 및 증식 중인 다량의 잔디 450개체는 분자생물학적 분류동정을 수행하였으며, 들잔디(Zj) 234개체, 갯잔디(Zs) 62개체, 들잔디와 갯잔디의 교잡종(H) 154개체로 식별되었다. 본 연구에서 종의 분류 동정 결과는 새로 개발된 ITS 기반 TaqMan SNP genotyping assay 분석과 기존 방법인 ITS 기반 CAPS 분석에서 그 결과가 일치하였으며, ITS 기반의 TaqMan SNP genotyping assay 분석법은 ITS 기반 CAPS 마커 분석법보다 더 신속하게 종 식별 가능함이 확인되었다. 분류 동정된 450개체의 들잔디, 갯잔디, 교잡종의 서식환경별 분포를 조사한 결과, 들잔디의 경우 주로 국립공원(산) 및 오름, 내륙, 해안가 등에 분포되었고, 갯잔디의 경우 바닷물에 자주 잠기는 바위나 돌, 해안가의 바닷물이 인접한 부근에서 분포되었으며, 들잔디와 갯잔디의 교잡종은 국립공원 산 및 오름보다 내륙 및 해안가, 섬지역에 걸쳐 다양한 장소에 분포되었다. 기존 외부형태학적으로 주요한 분류 동정의 형질인 잎의 너비(엽폭)가 들잔디와 갯잔디 교잡종의 분류동정에 이용할 수 있는지 분자생물학적으로 분류 동정된 450 개체의 한국잔디류의 주요 외부형태적 분류 특성인 엽폭을 조사한 결과, 엽폭의 크기는 대체로 들잔디 4–5mm, 갯잔디 2–4mm, 들잔디와 갯잔디의 교잡종 3–4mm로 분석되었다. 일부 엽폭 크기는 들잔디(2–3mm)와 갯잔디(4–5mm), 들잔디와 갯잔디의 교잡종(2–3mm과 4–5mm)으로 확인되어 엽폭 크기에 의하여 교잡종을 확실히 분류 동정하기에 쉽지 않았기 때문에 본 연구에서 개발된 신속정확한 분자생물학적 분류 동정법의 필요성을 재확인하였다.