원예특작과학원 연구결과 시리즈(문지혜 채소과 농업연구사 381)
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  • 원예산업신문
  • 승인 2009.03.03 00:00
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■ 식물 스트레스 색으로 판별 ■

   
식물체의 스트레스 내성 정도를 색상으로 판별할 수 있는 기술이 개발되었다. 식생지표의 하나인 정규화식생지수(Normalized Difference Vegetation Index; NDVI)의 일정한 범위에 색을 부여한 NDVI 영상을 이용하여 스트레스에 내성인 자원과 감수성인 식물 자원을 시각적으로 평가할 수 있는 방법이다.수박은 고온성 작물로서 제철과일의 이미지가 강하였으나 시설재배의 발달로 출하시기가 확대되면서 한 겨울철에도 어렵지 않게 찾을 수 있게 되었다. 하지만 최근 유가가 가파른 상승세를 지속하면서 남부지방을 중심으로 겨울철에도 무가온 시설에서 재배됨으로써 저온에 의한 피해가 많이 발생하고 있다. 따라서 내저온성 품종은 난방비 절약과 안정재배 측면에서 매우 중요하며 내저온성의 조기 검정기술은 내저온성 품종 육성의 활발한 진행을 위해서 필수적이다.일반적으로 작물의 내저온성 검정은 저온기에 포장에서 작물을 재배하는 방법에 의존하고 있다. 특히 포장검정 방법은 1년에 한번 뿐인 저온기를 기다려야 하고 그 해의 기상환경 변화 및 토양관리, 환경관리에 따라 생육양상이 달라진다. 또한, 작물 재배를 위한 넓은 면적과 난방비 등은 내저온성 품종 육성에 부담으로 작용하여 왔다.NDVI를 이용한 내저온성 검정은 유묘기에 생장상에서 저온처리한 후 측정함으로써 적은 면적에서 평가가 가능하고 비파괴적으로 시기의 제한 없이 측정이 가능하다. 또한 육안으로는 스트레스에 의한 피해를 판별할 수 없는 단계에서도 영상으로 판별이 가능하며 사진촬영이라는 편리한 방법으로 평가가 가능하여 시간과 노력 절감 면에서도 우수하다.다양한 수박 유전자원을 유묘상태에서 저온 처리한 후 CCD 카메라로 촬영하여 NDVI 지수에 따라 색상을 부여하면 그림 1에서와 같이 내저온성이 약한 자원은 노란색과 연두색으로, 내저온성이 강한 자원은 주황색과 붉은색으로 표현이 되었다. 한편, 수박 유전자원들을 겨울철에 포장에 심어 놓고 1월 19일과 2월 2일 2차례에 걸쳐 NDVI 영상을 촬영한 결과(그림 2), 기온이 점차 높아지면서 식물체의 활력이 높아짐에 따라 1월 대비 2월에 붉은색이 많이 나타났으며 색상으로 강한 자원과 약한 자원의 판별이 가능하였다.식물의 분광반사 특성을 이용한 식생지표는 거의 30년 동안 인공위성 및 항공기 영상자료로부터 지표면의 식생피복과 관련된 정보를 얻기 위한 수단으로 사용되어 왔다. 이처럼, 기존의 원격탐사는 인공위성이나 항공기를 이용한 원거리를 대상으로 하는 탐사였으나, 지상형 원격탐사는 지상형 카메라를 이용하여 지상의 대상물을 탐사하는 방법으로서 농촌진흥청, (주)세다스미디어, 인하공업전문대학이 공동으로 소규모 지역에 대한 정밀조사 방법의 하나로서 이용하고자 연구를 진행하고 있다. 식물의 내저온성, 내습성 등 환경 내성 정도를 실시간으로, 또 비파괴적으로 측정할 수 있어 측정조건 별 계측치와의 연계성 정보가 축적되고 환경오차 감소 방안이 개발된다면 작물 육종, 생태환경 연구 등 다양한 영역에 활용도가 높을 것으로 기대된다.