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ISSN : 1225-5009(Print)
ISSN : 2287-772X(Online)
Flower Research Journal Vol.31 No.2 pp.92-100
DOI : https://doi.org/10.11623/frj.2023.31.2.04

Effects of Temperature Treatments on the Growth and Flowering Characteristics of Kalanchoe pumila Baker
온도처리가 백은무의 생육과 개화특성에 미치는 영향

Jae Hwan Lee1,2, Sang Yong Nam1,2*
1Department of Environmental Horticulture, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea
2Natural Science Research Institute, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea

이재환1,2, 남상용1,2*
1삼육대학교 환경원예학과
2삼육대학교 자연과학연구소
Correspondence to Sang Yong Nam Tel: +82-2-3399-1732 E-mail: namsy@syu.ac.kr
21/04/2023 13/06/2023

Abstract


Kalanchoe pumila is a succulent species belonging to the family Crassulaceae, which is highly valued for its ornamental pink flowers despite being relatively unknown in academic circles. In this study, we investigated the growth and flowering characteristics of K. pumila under different temperature treatments. Day/night temperatures were applied at 20/15, 24/19, 28/23, and 32/27℃, respectively. The results showed that K. pumila exhibited the highest values for shoot width, stem diameter, ground cover, number of leaves, leaf length, leaf width, shoot and root biomass, flower stem length, number of flowers, flower length, and flower width under the 20/15℃ treatment. Therefore, it can be speculated that K. pumila performs carbon assimilation more effectively under relatively low-temperature conditions. Additionally, the 24/19℃ treatment showed the highest values for shoot height and normalized difference vegetation index (NDVI), while the 28/23℃ treatment exhibited the highest values for root length and anthocyanin reflectance index 2 (ARI2). Most parameters were lowest under the 32/27℃ treatment, indicating that plant growth was almost suspended. Specifically, CIELAB L* and b*, which have been used as stress indices in previous studies, showed the highest values under the 32/27℃ treatment. In the correlation analysis, L* was negatively correlated with shoot and root biomass, suggesting that leaf lightness increases when plant growth is negatively impacted by the relatively high temperature. Similarly, b* showed similar results. Therefore, for significant increases in plant sizes of K. pumila and to promote high-quality flowering for maximum ornamental value, we recommend cultivation at 20/15℃. This temperature range is considered relatively favorable for the desired outcomes.




백은무(Kalanchoe pumila)는 돌나물과(Crassulaceae)에 속 한 다육식물의 일종이다. 이 종은 학술적으로는 알려진 바가 거의 없는 미지의 식물이나 군생하여 자라며 분홍색 꽃을 개화 하기 때문에 관상가치가 높다. 이에 따라 본 연구에서는 온도 처리에 따른 백은무의 생육과 개화특성에 대해서 조사하였다. 온도는 주간/야간의 온도를 20/15, 24/19, 28/23, 32/27℃ 의 네 가지 단계로 설계하였다. 결과에서 백은무는 20/15℃ 처리구에서 초폭, 줄기의 지름, 피복면적, 엽수, 엽장, 엽폭, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 꽃대의 길이, 꽃수, 화 장, 화폭이 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 백은무는 상대 적으로 저온의 환경에서 더 많은 탄소동화작용을 수행하는 것 으로 보인다. 한편, 24/19℃ 처리구에서는 초장과 정규식생지 수를 나타내는 normalized difference vegetation index (NDVI)가 가장 높은 것으로 나타났으며, 28/23℃ 처리구에서 는 근장과 안토시아닌 반사 지수 2를 나타내는 anthocyanin reflectance index 2(ARI2)가 가장 높은 것으로 나타났다. 32/27℃ 처리구에서는 대부분의 매개변수가 가장 낮은 것으 로 나타났으며, 생육이 거의 정지된 것으로 판단된다. 특히 과 거 연구에서 스트레스 지수로 활용된 매개변수인 CIELAB L*b*는 32/27℃ 처리구에서 가장 높게 나타났다. 상관관계 분석에서는 L*은 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중과 음의 상관관계를 가지는 것으로 나타나 잎의 명도(lightness)가 높 을수록 식물의 생육에 부정적인 것으로 평가되었다. 추가적으 로 b*도 이와 유사한 결과를 나타내었다. 결과적으로 백은무 의 식물체 크기를 유의미하게 증대시키고 개화 품질을 촉진시 켜 관상가치를 극대화하기 위해서는 20/15℃ 수준에서 재배 할 것을 권고한다.



초록


    서 언

    백은무(Kalanchoe pumila)는 돌나물과(Crassulaceae)에 속한 다육식물의 일종이다. 백은무는 해부학적 특성 및 분류 가치에 관한 논의(Abdel-Raouf 2012), 식물체 표면 왁스층 의 발달(Eller and Willi 1977;Holmes and Keiller 2002) 과 관련된 연구를 제외하면 거의 알려진 바가 없는 미지의 식 물이다. 백은무의 외형적 특징으로는 Petrosedum rupestre와 유사하게 엽표면에 에피큐티큘러 왁스(epicuticular waxes) 층이 발달해 있으며(Kim et al. 2022), 이에 따라서 엽색은 백색에 가깝다. 재배기간이 상대적으로 길어질수록 군생하여 자라며, 분홍색 꽃을 주기적으로 개화하여 관상가치가 높다. 한편, 백은무가 포함된 칼랑코에속(Kalanchoe) 식물들은 약 100여종에 달하며 항바이러스, 항염증, 항산화, 항균, 진통, 면역조절 등 다양한 약리적 활성을 보여 약용식물로써 가치가 높다(Milad et al. 2014). 앞서 언급한 것과 같이 백은무에 관한 연구자료는 아직 제한적인 편이나 차후 약용식물이나 관 상용 화훼작물로써 활용 가능성이 높을 것으로 전망된다.

    칼랑코에속을 포함한 돌나물과 식물들과 일부 다육식물류의 특징적 광합성 방식인 돌나물형 유기산 대사(Crassulacean acid metabolism; CAM)는 1960년대에 처음 발견되었다 (Ranson and Thomas 1960). 이 CAM 광합성 방식은 이전 에 알려진 C3이나 C4 광합성을 수행하는 식물들과 비교했을 때 최대 5배의 수분 활용 효율을 가지는 것이 특징이다 (Drennan and Nobel 2000). 그러나 CAM 광합성은 많은 탄수화물을 생산하는 것이 아닌 가뭄에 대한 저항과 생존에 초점이 맞춰져 있으므로 왕성한 생장을 요구하는 경우 이러한 측면에서는 불리하게 작용할 수 있다(Lee and Nam 2022b). 따라서 다육식물의 빠른 생장에 초점을 두는 경우 토양 수분 함량의 안정적 유지관리가 관건이다. 이러한 토양수분에 영향 을 미치는 요인은 강한 직사광선으로 인한 토양의 온도 상승, 여름철 기온 상승, 상대습도의 하락으로 인한 건조 등이 있다.

    위와 같은 요인 중 온도는 식물의 생육과 발달에 있어 매우 중요한 환경인자이며 생육적온을 벗어나 고온과 저온의 환경 에서 재배되는 식물은 생산성에 부정적인 결과를 나타낼 수 있 다(Oh et al. 2022). 식물의 종 별로 생육온도에 따라 그 반응이 다르게 나타나며 광합성 및 탄소분할(carbon partitioning), 토양 내 양분의 흡수와 활용에 이르기까지 고온이나 저온과 같은 비생물적 스트레스 환경은 식물에게 다양한 영향을 준다 (Mc Michael and Burke 2002). 과거 CAM 식물의 생장과 개화 반응을 구명하기 위한 다양한 생육온도 실험이 있었다 (Cabahug et al. 2019;Heinze 1971;Palta and Nobel 1989;Sakanishi et al. 1980). 그러나 동일한 광합성 기작 을 가진 식물이라 하더라도 종에 따라 상이한 결과가 나타나 기 때문에 효율적인 재배생산을 위해 각 종에 맞는 적정 생육 온도를 구명할 필요가 있으며, 특히 주야간 온도 차이에 관한 연구는 상대적으로 복잡한 결과를 나타내기 때문에 다양한 실 험적 접근이 필요하다.

    이에 따라 본 연구에서는 관상용 화훼작물로써 잠재력을 지 닌 백은무를 각기 다른 온도처리에 적용하였으며, 이로 인해 백은무가 어떤 생육 및 개화특성을 나타내는지에 대해 조사 및 분석하였다.

    재료 및 방법

    식물재료

    온도처리가 백은무(Kalanchoe pumila)의 생육과 개화특성 에 미치는 영향을 분석하기 위해, 서울특별시 노원구에 위치 한 삼육대학교 환경원예학과 실험온실에서 육묘한 초장 5cm, 초폭 2cm 크기의 백은무묘를 활용하였다.

    실험환경의 제어

    실험은 2022년 11월 19일부터 2023년 2월 1일까지 약 10주간 삼육대학교 환경원예학과 실험온실 내에 설치되어 있 는 식물생장상(KGC-175VH, KOENCON, South Korea)을 활용하였다. 온도처리는 총 네 가지로 나누어 설계하였으며, 주간/야간의 온도가 각각 20/15, 24/19, 28/23, 32/27℃가 되도록 설정하였다. 이때, 추가로 명기와 암기는 각각 14시 간, 10시간이 되도록 설정하였다. 생장상 내부의 광원이 되는 발광다이오드(light-emitting diode; LED)는 적색:청색:백색: 원적외선의 비율을 4:2:8:2로 배치하였다. 생장상 내부의 광도 는 휴대용 분광복사계(SpectraPen mini, Photon Systems Instruments, Czech Republic)를 이용하여 광자선속밀도 (photosynthetic photon flux density)가 500μmol m-2 s-1 이 되도록 높낮이를 조절하였다. 준비된 백은무묘는 마사토, 강 모래, 원예용 유비상토(Hanareumsangto, Shinsung Mineral, South Korea) 그리고 버미큘라이트(Verminuri, GFC, South Korea)를 4:3:1:2(v/v/v/v)로 혼합한 다육식물용 배지에 식 재하였으며(Kim et al. 2022;Lee and Nam 2022a;Lee and Nam 2023), 가로×세로×높이가 48.5×33×8cm인 직 사각형 화분을 사용하였다. 관수는 매주 1회 화분당 1.5L씩 두상관수 하였다.

    조사항목과 조사방법

    초장, 초폭, 줄기의 지름, 근장, 피복면적, 분지의 개수, 엽 수, 엽장, 엽폭, 지상부 생체중과 건물중, 지상부 수분함량, 지 하부 생체중과 건물중, 지하부 수분함량, 개화율, 꽃대의 길 이, 꽃대의 개수, 꽃수, 화장, 화폭, 정규식생지수를 나타내는 normalized difference vegetation index (NDVI)(Rouse et al. 1973), 안토시아닌 반사 지수 2를 나타내는 anthocyanin reflectance index 2 (ARI2)(Gitelson et al. 2001), 엽색을 조사하기 위한 CIELAB L*, a*, b*, 변환색상을 조사하였다. 이 때, 조사방법에서 초장은 생식기관을 제외하고 식물체의 잎 중 지면을 기준으로 하여 가장 높게 솟아오른 부분을 측정하 였다. 초폭은 식물체를 위에서 바라볼 때 가장 넓은 부분을 기 준으로 측정하였다. 근장은 식물체의 뿌리 중 가장 긴 뿌리의 길이를 기준으로 측정하였다. 피복면적은 초폭을 제곱하여 2 차 분석하였다. 생체중은 식물의 뿌리에 부착된 토양을 완전 히 세척한 후 밀폐된 공간에서 24시간 자연건조시킨 후 측정 하였다. 건물중은 열풍건조기(HK-DO135F, HANKUK S&I, South Korea)를 85℃로 24시간 동안 열풍건조시킨 후 측정 하였다. 이때, 각 식물에 맞게 생체중과 건물중을 대조하여 수 분함량을 분석하였으며, 그 식(1)은 다음과 같다.

    x = [ ( A B ) / A ] 100
    (1)

    (χ는 수분함량, A는 생체중, B는 건물중을 나타낸다)

    위에 설명된 NDVI(Rouse et al. 1973)(2), ARI2(Gitelson et al. 2001)(3)는 휴대용 식물생리지수 측정계(PolyPen RP410, Photon Systems Instruments, Czech Republic)를 이용하여 측정하였으며 그 식은 다음과 같다.

    N D V I = ( N I R R e d ) ( N I R + R e d )
    (2)

    A R I 2 = ρ 800 [ 1 ρ 550 1 ρ 700 ]
    (3)

    CIELAB 값의 측정은 Lee et al.(2022a)의 엽색 측정 방 법을 참조하여 분광광도계(CM-2600d, Konica Minolta, Japan)를 CIELAB D65/10°로 설정한 뒤 정반사광(specular component included; SCI)이 포함된 CIELAB L*, a*, b* 값 을 얻었다. 이때, 공통적으로 NDVI, ARI2, CIELAB L*, a*, b* 값은 식물의 엽 중앙부에서 엽맥이 지나지 않는 부분을 무 작위로 선별하여 5회씩 3회 반복으로 측정하였다. 마지막 으로 식물의 엽색을 육안평가 가능한 색상으로 변환하기 위해 Zettl(2023)이 설계한 Converting Colors를 활용하여 CIELAB L*, a*, b* 값을 변환색상(converted color)으로 변환하였다.

    통계처리 방법

    실험 결과의 분석은 SAS 9.4(SAS Institute, USA)를 사용 하여 분산분석(ANOVA)을 수행하였다. 평균간 비교는 p<0.05 수준의 던컨의 다중검정(Duncan’s multiple range test)으로 통 계분석 하였다. 추가로 피어슨 상관 계수(Pearson correlation coefficients)를 통해 백은무의 지상부와 지하부의 생체중과 건 물중, NDVI, ARI2, CIELAB L*, a*, b* 값 간의 상관관계를 분 석하였다. 식물은 완전임의배치법(completely randomized design)으로 각 처리구별로 5개체 3반복 배치하였다.

    결과 및 고찰

    식물체 크기 분석

    본 실험에서 온도처리의 영향을 받은 백은무(Kalanchoe pumila)는 다양한 생육 결과를 나타내었다(Fig. 1). 결과에서 백은무의 초장은 24/19℃ 처리구에서 8.54cm로 가장 높게 나타났다(Table 1). 상대적으로 고온이었던 32/27℃ 처리구 에서 초장이 6.95cm로 가장 낮게 나타났으며, 초장이 가장 높았던 24/19℃ 처리구에 비해 18.6% 감소하여 상대적으 로 고온의 환경에서는 초장의 유의미한 감소가 일어남을 알 수 있었다. 과거 연구에서 백은무와 같은 속(genus)인 K. blossfeldiana는 20/20, 17/26℃에 비해 상대적으로 23/1 4℃ 처리구에서 초장이 가장 높은 것으로 나타나(Mortensen and Moe 1992), 적정 생육온도 보다 낮은 온도수준에서 또 한 초장에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보인다. 한편, 초폭 은 20/15, 24/19℃ 처리구에서 각각 6.18, 6.09cm로 넓게 나타났다. 백은무와 동일한 돌나물과(Crassulaceae)에 속한 Echeveria agavoides는 20℃에서 식물체 지름이 가장 높은 것으로 나타나 본 실험의 결과와 유사하였다(Cabahug et al. 2019). 줄기의 지름은 초폭과 유사하게 20/15, 24/19℃ 처 리구에서 각각 0.32, 0.31cm로 나타나, 줄기의 지름을 유의 미하게 증대시키기 위해서는 상대적으로 저온의 환경이 유리 한 것으로 판단된다. 근장은 28/23℃ 처리구에서 8.59cm로 가장 긴 것으로 나타났다. 그러나 32/27℃ 처리구부터 근장 이 7.08cm로 28/23℃ 처리구에 비해 17.6% 감소하였던 것 을 볼 때, 고온으로 인해 지상부의 생육에 부정적 영향을 미치 는 경우 근장도 함께 감소하는 것으로 판단된다. 이와 유사하게 목화(Gossypium indicum)의 뿌리 신장률(root elongation rate)은 온도의 증가에 따라 점진적으로 증가하여 32℃에서 최대치에 도달하였고 이 보다 높은 온도수준에서는 온도가 증가함에 따라 뿌리의 신장률이 급격히 감소하는 것으로 나 타났다(Pearson 1970). 한편, 상대적으로 저온 처리구였던 20/15, 24/19℃ 또한 28/23℃에 비해 상대적으로 근장이 6.4~9.4% 감소하는 경향을 보였다. 이는 상대적으로 28/2 3℃ 처리구에 비해 동일 관수주기 동안 유지되는 토양수분 햠 량이 높았기 때문인 것으로 추측된다. 저온 처리구의 경우 토 양수분 함량이 결핍되는 기간이 고온 처리구에 비해 상대적으 로 짧았기 때문에 수분흡수율을 증대시키기 위한 뿌리를 크게 생장시킬 필요가 없었던 것으로 보인다. 피복면적은 초폭의 결과와 동일하게 20/15, 24/19℃ 처리구에서 넓게 나타났으 며, 그 수치는 각각 40.07, 37.12cm2였다. 한편, 분지의 개수 에서는 통계분석상 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 엽수는 20/15℃ 처리구에서 20.29개로 가장 많은 것으로 나 타났다. Peperomia caperata는 15~21℃의 온도처리 내에서 상대적으로 생육온도가 높아질수록 초장, 초폭, 엽수가 증가 하는 것으로 나타났다(Brondum and Friis 1990). 엽장에 서는 20/15, 24/19, 28/23℃ 처리구가 동등한 유의수준으 로 나타났으며, 이때, 각 엽장의 평균값은 각각 4.42, 4.07, 4.04cm로 온도가 낮아질수록 높아지는 경향을 보였으나 유 의미한 차이는 없었다. 과거 연구에서 차광처리의 영향을 받 은 국화(Chrysanthemum)의 ‘Orange Egg’ 품종은 상대적으 로 생육온도가 낮아질수록 엽장이 늘어나는 것으로 나타나 본 실험의 결과와 유사하였다(Park and Kim 2021). 엽폭은 20/15℃ 처리구에서 2.53cm로 가장 넓은 것으로 나타났다. 따라서 백은무의 엽면적을 유의미하게 증대시키기 위해서는 20/15℃에서 재배하는 것이 가장 바람직한 것으로 판단된다.

    식물체 크기 분석을 종합적으로 볼 때, 식물체 크기와 관련 된 매개변수 중 백은무의 근장은 지상부 크기의 결과와 상반 되게 나타났으나 지상부의 크기는 상대적으로 생육온도가 낮 아질수록 높게 나타나는 경향이 있었다. 따라서 백은무의 지 상부 크기를 유의미하게 증대시키 위해서는 20/15~24/19℃ 범위 내의 온도수준에서 재배할 것을 권고한다.

    생체중과 수분함량 분석

    지상부 생체중과 건물중은 20/15℃ 처리구에서 각각 9.93, 0.86g으로 가장 높게 나타났다(Table 2). 난초(orchid) 중 CAM 식물로 널리 알려진 호접란(Phalaenopsis)의 ‘KS Little Gem’ 품종은 25℃ 처리구에서 잎과 지하부의 생체중이 가장 높은 것으로 나타나(Vo et al. 2021), 같은 CAM 식물임에도 불구하고 생체중의 증가를 위해서는 백은무에 비해 상대적으 로 높은 온도를 요구하는 것을 알 수 있었다. 한편, 지상부 수 분함량은 20/15℃부터 28/23℃ 처리구까지 동일한 유의수준 내에서 91.1~92.1%의 범위로 나타났으나, 32/27℃ 처리구 에서는 77.3% 수준으로 감소하였다. 이는 식물이 장기적으로 고온에 노출되는 경우 열스트레스(heat stress)에 의해 엽세 포가 손상되고 세포의 크기를 위축시켰기 때문인 것으로 판단 된다(Medina et al. 2021;Schoffl et al. 1998;Schroda et al. 2015). 지하부 생체중과 건물중은 지상부의 생체중과 건물중의 결과와 유사하게 20/15℃의 저온처리구에서 각각 0.38, 0.20g으로 가장 높았다. 백은무의 지하부 수분함량은 지상부 수분함량과 반대로 상대적으로 고온 처리구였던 32/27℃ 처리구에서 56.1%로 가장 높게 나타났으며, 온도가 낮아질수록 수분함량도 함께 감소하는 경향을 나타내었다. 고 온처리구에서는 상대적으로 토양수분 결핍이 일어난 것으로 추측되며, 식물의 증산량을 감소시키고자 지상부의 생육을 크 게 억제기킨 것으로 추론된다. 그러나 이와 반대로 지하부의 수분함량은 높은 온도에서 상대적으로 높게 나타났으며, 이는 가뭄(drought)에 저항하기 위한 생리적 변화로 보인다. 한편, Neales(1973)은 남미(South America)의 다육식물인 Agave americana의 기공전도도(stomatal conductance)가 야간온 도 15℃에 비해 상대적으로 고온인 36℃에서 야간 동안 식물 의 기공을 폐쇄시키고 주간에는 기공이 열리도록 유도한다고 보고하였다. 상대적으로 고온의 야간온도는 CAM 식물의 가 스교환 패턴을 변화시키고 체내 수분 효율을 현저히 저해시키 는 것으로 나타나(Neales 1973), 토양수분 함량 외에도 식물 의 생리적 건전성과 기공전도도의 건정성을 유지시키기 위해 적정 야간온도를 유지시키는 것이 중요함을 알 수 있었다. 돌 나물형 유기산 대사(Crassulaceae acid metabolism; CAM) 를 수행하는 다육식물의 기공전도도는 야간에 집중적으로 상 승하기 때문에 야간온도의 영향이 큰 것으로 보이며(Males and Griffiths 2017;Winter and Smith 1996), 생체중과 건물중의 결과를 비추어 볼 때 백은무는 28/23~32/27℃ 이 상의 고온에 비해 상대적으로 저온인 20/15~24/19℃ 수준을 선호하는 것으로 보인다. 이는 토양수분 햠량의 변화, 식물의 기공전도도 변화 등 다양한 요인이 영향을 미쳤을 수 있으며, 이와 관련한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다. 한편, 주간 온도에 따라서는 말산의 형태로 저장된 이산화탄소(CO2)가 루비스코(rubisco)에 의해 재고정되는 양이 변화할 수 있으므 로(Males and Griffiths 2017), 이도 마찬가지로 위와 같은 요인들을 기반으로 한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

    결과적으로 백은무의 생체중과 건물중의 증가가 식물체의 건실한 동화작용 활동의 결과임을 참이라고 가정할 때, 백은 무의 건실한 동화작용을 유도하기 위해서는 20/15℃에서 재 배할 것을 권고한다.

    개화특성과 외적품질 분석

    개화율에서 백은무는 주야간 온도수준이 낮아질수록 상대 적으로 개화율이 높아지는 경향이 있었다(Table 3). 다육식물 의 일종인 Agave amica의 ‘Double’ 품종은 4~27℃ 처리범 위 내에서 4, 12℃에 비해 상대적으로 고온인 27℃에 저장했 을 때 다른 온도에 비해 더 높은 개화율과 분열조직의 분화가 관찰되는 것으로 보고되었다(Fragoso-Jimenez et al. 2021). 한편, P. caperata는 15~21℃ 처리구 범위 내에서 상대적으 로 저온 처리구인 15℃에서 가장 빠르게 개화하는 것으로 나 타났으며 반대로 21℃에서는 가장 느린 개화 반응을 나타내 는 것으로 보고되어(Brondum and Friis 1990), 종에 따라 개화에 필요한 생육적온이 다름을 알 수 있었다. 꽃대의 길이 는 20/15℃ 처리구에서 6.21cm로 가장 높게 나타났다. 이전 연구에서 K. blossfeldiana의 꽃대의 길이는 20/20, 17/26℃ 에 비해 상대적으로 23/14℃ 처리구에서 가장 높았던 것으로 나타나(Mortensen and Moe 1992), 상대적으로 생육적온 보다 낮은 온도에서는 꽃대와 같은 일부 생식기관의 발달에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보인다. 꽃대의 개수는 모든 처리구에서 1개로 나타나 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났으며, 종의 특성상 생식 정단부로부터 단 한 개 의 꽃대만 형성되는 것으로 보인다. 한편, 꽃수는 20/15℃ 처 리구에서 6.64개로 가장 많은 것으로 나타났다. 화장과 화폭 은 20/15℃ 처리구에서 각각 1.17, 1.64cm로 가장 높게 나 타났다.

    엽색소(leaf pigments)를 기반으로 식물체의 활력수준을 간접 적으로 조사할 수 있는 정규식생지수인 normalized difference vegetation index(NDVI)는 20/15, 24/19, 28/23℃ 처리구 에서 각각 0.321, 0.356, 0.314로 나타났다(Table 4). 한편, 32/27℃ 처리구에서는 NDVI가 0.156으로 모든 처리구 중 가장 낮은 것으로 나타나 식물의 활력수준이 극도로 낮은 것으 로 평가되었다. 안토시아닌 수치를 비파괴적인 조사방법을 통 해 간접적으로 파악할 수 있는 엽색소지수인 anthocyanin reflectance index 2(ARI2)는 20/15, 24/19, 28/23℃ 처리 구에서 각각 1.137, 1.156, 1.353로 나타났으며, 32/27℃ 처 리구에서는 0.291로 가장 낮게 나타나 NDVI의 결과와 유사하 였다.

    엽색은 소비자로 하여금 식물의 외적품질에 직관적 평가가 가능하도록 하는 요소이며 그에 따라 충분히 고려되어야 할 항목이다(Lee and Nam 2023). 식물의 엽색을 평가할 때 사용 되는 매개변수는 주로 CIELAB, Hunter Lab, RGB, Munsell color system 등이 활용되며, 그 중 CIELAB는 1976년 프랑 스의 Commission Internationale de l'Eclairage(CIE)에 서 정의한 색공간(color space)이다(Lee et al. 2022b). CIELAB는 1958년에 개발된 Hunter Lab의 단점을 보완하기 위해 만들어졌으며 L, a, b로 표기되는 Hunter Lab와 달리 별표(asterisk)가 포함되어 있는 L*, a*, b*로 표기하는 것이 특 징이다(Lee and Nam 2022a). 이때, 명도(lightness)를 나타 내는 매개변수인 L*은 생육수준이 가장 저조하였던 32/27℃ 처리구에서 74.67로 가장 높게 나타나 잎의 색상이 가장 백 색에 가까운 것으로 평가되었다. 적색과 녹색을 나타내는 매 개변수인 a*는 28/23℃ 처리구에서 7.77로 가장 높게 나타나 모든 처리구 중 가장 붉은색에 가깝게 착색된 것으로 보이며, 이러한 결과는 안토시아닌 수치와 관련된 매개변수 ARI2의 결과와 유사하여 백은무를 28/23℃ 수준의 온도에서 재배하 는 경우 가장 많은 안토시아닌을 생산시킬 수 있을 것으로 판 단된다. 황색과 청색을 나타내는 매개변수 b*는 매개변수 a*와 마찬가지로 32/27℃ 처리구에서 8.32로 가장 높게 나타나 엽 색이 상대적으로 황색에 가까운 것으로 평가되었다.

    식물의 생육수준, NDVI, L* 그리고 b*의 결과를 토대로 판 단할 때, 32/27℃ 수준의 고온의 환경에서는 백은무의 세포 내 엽록소를 파괴하고 광합성 기능을 저해시키는 것으로 보이 며, 이로 인해 NDVI가 현저히 저하되고, 잎의 명도와 황색도 가 함께 증가한 것으로 보인다.

    피어슨 상관 계수(Pearson correlation coefficients)를 이용한 상관관계 분석에서 지상부 생체중과 건물중은 NDVI와 각각 r=0.554, 0.508로 양의 상관관계(p<0.05)가 있는 것으 로 나타나 NDVI가 높을수록 식물의 생장수준도 함께 높아지 는 것으로 분석되었다(Table 5). 그러나 ARI2는 식물의 생장 수준과는 무관계 한 것으로 나타났다. 한편, L*은 지상부와 지 하부 생체중 및 건물중 모두와 음의 상관관계(p<0.05-0.001) 를 가지는 것으로 나타났으며(각각 r=-0.819, -0.471, -0.776, -0.576), 이와 유사하게 b* 또한 지상부 생체중 및 건물중과 음의 상관관계(p<0.01-0.001)를 나타내었다(각각 r=-0.713, -0.698). 과거 몇 가지 연구에 의하면 L*의 상승은 식물의 생 장과 관련된 매개변수들과 반비례하는 경향이 있는 것으로 나 타났으며(Lee and Nam 2022b;Lee et al. 2021;Lee et al. 2022c;Nam et al. 2022), 본 연구도 이와 마찬가지로 L*과 생장수준이 반비례하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 마 지막으로 매개변수 a*는 ARI2와 마찬가지로 식물의 생장수준 과 무관계한 것으로 분석되었다.

    결론적으로 백은무는 상대적으로 저온의 생육환경을 선호 하는 것으로 판단되며, 식물체 크기, 생체중과 건물중, 식물생 리지수(NDVI, ARI2), CIELAB 엽색 분석 및 상관관계 분석 의 결과를 종합적으로 판단했을 때, 백은무의 식물체 크기를 유의미하게 증대시키고 개화 품질을 촉진시켜 관상가치를 극 대화하기 위해서는 20/15℃ 수준에서 재배할 것을 권고한다.

    사 사

    본 연구는 삼육대학교 교내학술연구비 지원에 의해 수행되 었음.

    Figure

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    Shape of Kalanchoe pumila as affected by day/night temperature treatments for 10 weeks.

    Table

    Plant sizes, ground cover, number of branches and leaves, and leaf sizes of Kalanchoe pumila as affected by temperature treatments for 10 weeks.

    Shoot fresh and dry weight, root fresh and dry weight, and moisture content of Kalanchoe pumila as affected by temperature treatments for 10 weeks.

    Flower parameters of Kalanchoe pumila as affected by temperature treatments for 10 weeks.

    Normalized difference vegetation index (NDVI), anthocyanin reflectance index 2 (ARI2), leaf color reading values of CIELAB, and converted color of Kalanchoe pumila as affected by temperature treatments for 10 weeks.

    Correlation between fresh and dry weight of shoot and root, NDVI, ARI2, and leaf color reading values of CIELAB of Kalanchoe pumila as affected by temperature treatment.

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      Year of Launching : 1991
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