‘적상추’ 더욱 붉게 만드는 LED 광질조합
‘적상추’ 더욱 붉게 만드는 LED 광질조합
  • 원예산업신문
  • 승인 2012.04.02 16:38
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▲식물공장과 상추
최근 계절에 무관하게 노지와 동등한 품질의 엽채류를 주년 생산하기 위한 하나의 방편으로서 고도의 환경조절이 가능한 밀폐형 식물공장 생산방식에 대한 관심도가 높아지고 있는데, 상추는 이러한 인공광원 이용 식물공장 생산방식에 가장 적합한 작물로 알려져 있다. 최근 LED 광원 관련 기술의 비약적 발전과 함께 식물공장 내 광환경 조절에 의한 고품질 상추의 상업적 생산에 대한 기대도 국내에서 점차 높아지고 있다. 밀폐 공장형 생산방식으로 고품질 상추를 생산하기 위해서는 생산성을 확보할 수 있는 적절한 재배 시스템 하에 품질과 기능성분 함량을 높일 수 있는 다양한 부가적 환경 스트레스의 부여가 필요한데, 이러한 스트레스 중 광환경 조절은 가장 효과적으로 기능성 물질의 함량을 증진시킬 수 있는 방법이다.
▲광질과 상추의 색소발현
광질이 생장과 품질에 영향하는 요인에 대한 연구는 다양한 작물을 대상으로 다각도로 수행된 바 있다. 그러나 샐러드용 채소 종류 중 적색의 풍미를 더하는 중요한 소재인 적상추를 대상으로 LED 조합광질 조건하에서의 생육과 안토시아닌 색소 함량 변화에 대한 검토는 부족한 실정이다. 식물공장 내 적색광과 청색광의 다양한 혼합 광원 중 적상추의 생산성과 색소발현을 극대화 시킬 수 있는 광조건이 구명된다면 향후 국내 식물공장에서의 활용도가 높을 것으로 판단된다.
▲적색/청색광의 파장 비율이 적상추의 생육 및 안토시아닌 함량에 미치는 영향
적색과 청색광의 혼합비율을 달리한 광질로 처리하기 위하여, 온도조절 폐쇄 생육상 내에서 적색과 청색의 LED 소자비율을 100:0(R100-B0), 87:13(R87-B13), 67:33(R67-B33), 57:43(R57-B43)으로 각각 처리한 결과, 적색광 단일파장에서 어린잎 상추의 생육이 가장 좋았으며 혼합광, 청색광 및 형광등의 순으로 생육이 억제되었다. 어린잎 상추의 엽내 총 안토시아닌 함량은 청색광과 적색광의 균등 혼합광(R57-B43) 처리에서 적색광 단일광원 조건에 비해 4.1배, 형광등(FL) 조건에 비해 6.9배 각각 증가되었다. 또한 청색광의 혼합비율을 43%까지 순차적으로 높이면 생육은 억제되나 상대 엽록소 함량과 적색도의 발현은 크게 증가됨을 확인하였다.
▲수확 전 광질변환이 색소함량에 미치는 효과
단기 광질 변환의 효과를 구명하기 위하여 수확 전 9일간 단일파장의 적색광(R100-B0) 처리에서 적색과 청색의 혼합광(R57-B43)으로 광질을 변환시킨 처리구와 역으로 R57-B43으로부터 R100-B0으로 변환시킨 처리구를 두어 지속적으로 동일 파장에서 재배한 식물체의 생육 및 색소함량과 비교하였다. 수확 전 9일간 적색 단일광으로의 광질변환시 생육은 크게 증진된 반면 색소는 급격하게 소실되었으며 반대로 혼합광으로의 광질변환시에는 생육속도는 감소한 대신 안토시아닌 색소함량은 형광등과 적색광 조건에 비해 크게 높아졌다. 따라서 수확 전의 단기간 광질변환 시 적색광의 비율이 높은 광원조건에서 생육을 촉진시킨 후 적색과 청색의 동등 혼합광원으로 변환할 경우 생산성을 유지하면서 고품질의 고색도 상추를 생산할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 식물공장에 대표적으로 이용되는 작물인 상추를 대상으로 어린잎 단계까지의 생육 및 색소함량의 변화를 적색광과 청색광의 비율 및 단기간 광질 변화의 차원에서 접근한 것으로서 식물공장에서 고품질의 상추를 생산하기 위한 광조절 방법의 기초 자료로 이용 가능할 것으로 판단된다. 향후 엽채류의 기능성 물질의 증진을 위한 UV-A의 보광방법 및 형광등과 LED의 병용이용 시스템 등에 대한 세부적인 검토가 추가적으로 필요할 것으로 예상된다.
■농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과 이준구 농업연구사