KR102301697B1 - 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법 - Google Patents

상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트, 이를 이용한 공영식물 재배 방법, 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배방법 및 이에 의해 재배된 상추 또는 치커리를 제공한다.
본 발명의 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 공영식물 재배 방법은 친환경 도시농업과 식물공장 분야에서 소규모의 기능성 엽채류 생산 기술로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법{Cultivating kit of companion plant comprising Lactuca sativa and Cichorium intybus and method for cultivating companion plant using the same}
본 발명은 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상추 및 치커리를 1:1 내지 1:3의 혼합 비율에 따라 식재한 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법에 관한 것이다.
도시농업은 도시지역과 도시근교에서 행해지는 농업으로서, 토지, 건축물 또는 다양한 생활공간을 활용하여 농작물을 경작 또는 재배하는 행위를 말하며, 식량을 생산하여 자급자족률을 높이며, 도시의 열섬효과를 완화하고, 전통문화를 계승하며 체험 및 여가활동의 기회를 제공하는 등 다원적 가치를 갖고 있다. 도시농업의 효과와 더불어 친환경적 농법이 확산됨에 따라 공영식물을 이용한 재배가 확산되어 가고 있다.
공영식물은 서로 혹은 한쪽이 도움을 주는 관계에 있는 식물로서, 영양소 흡수, 해충방제 등의 효과를 갖고 서로 혹은 한쪽이 다른 쪽 식물의 생육을 촉진시켜 주는 관계를 갖는 식물을 말하며, 동물에 있어서의 공생과 비슷한 관계이다. 카밀러(번대국화)는 양배추의 생육을 촉진시킨다고 알려져 있고, 허브뿐 아니라 풋콩과 함께 심은 무에서 나방의 애벌레와 같은 해충에 의한 피해가 감소하였다는 예도 있다. 또한, 고추 밑에 파를 심어 고추의 생육을 촉진시키는 데 성공한 예도 있다. 예로부터 섞어짓기(혼작)나 돌려짓기(윤작)로 병해충으로 인한 피해를 줄여왔으나, 화학비료와 농약이 보급되면서 이런 방법들은 점차 잊혀져가고 있었다. 그러다가 최근 들어, 친환경 농법으로의 경향이 높아지면서 공영식물에 대한 관심이 높아지고 있어 다양한 공영식물에 대한 재배키트 및 이를 이용한 재배 방법에 대한 개발이 요구된다.
대한민국 특허공개 제10-2010-0066154호(2010.06.17.)
Stella Mutisya, et al., Agronomy 2016, 6, 42 Michael P. Seagraves, et al., Environ. Entomol. 2006, 35(5), 1334-1341
본 발명의 발명자들은 상추와 치커리의 공영식재 방법에 대하여 연구하던 중, 상추 및 치커리를 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 공영식재함으로써 상추를 단일식재하는 경우와 비교하여 상추의 생육 및 생장을 촉진시키고 기능성 성분인 카로티노이드 함량을 증대시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트가 제공된다.
일 구현예에서, 상기 상추 및 치커리의 종자는 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 키트의 토양이 배수층으로 펄라이트 10 ~ 25 중량부가 위치하고, 원예용 상토 65 ~ 85 중량부 및 종자를 포함하는 복토 5 ~ 15 중량부가 순차적으로 적층되어 배합된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 공영식물 재배 키트를 이용한 공영식물 재배 방법이 제공된다.
일 구현예에서, 상기 재배는 생장상 또는 LED 식물 배양대에서 수행될 수 있고, 상기 생장상의 광도가 3,000 내지 30,000 Lux의 범위일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 재배는 14 내지 18시간 동안 빛을 조사하는 조건 하에서 수행될 수 있고, 18 ~ 25 ℃ 생육온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 방법이 제공된다.
일 구현예에서, 상기 상추 및 치커리의 종자는 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 재배는 펄라이트 10 ~ 25 중량부, 원예용 상토 65 ~ 85 중량부 및 종자를 포함하는 복토 5 ~ 15 중량부가 순차적으로 적층된 토양에서 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 재배는 18 ~ 25 ℃ 생육온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 공영식물 재배 방법에 의해 재배된 상추 또는 치커리가 제공된다.
본 발명에 의해, 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배키트가 치커리 혼합 비율이 높을수록 상추의 생육 및 생장에 해당하는 엽장, 엽폭, 엽색 및 생체중에서 우수함을 나타내었으며, 특히 상추에서 카로티노이드 성분인 루테인 및 베타카로틴이 단일식재하는 경우에 비하여 유의하게 증가하는 것이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 및 이를 이용한 공영식물 재배 방법은 친환경 도시농업과 식물공장 분야에서 소규모의 기능성 엽채류 생산 기술로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 공영식재를 위한 실내 환경조건을 나타낸 사진이다. 도 1a는 생장상(growth chamber) 환경조건을 나타내고, 도 1b는 LED 식물배양대 환경조건을 나타내며, 도 1c는 LED 식물배양대 환경에서 기압, 습도 및 온도를 측정하고 기록하는 데이터 로거(data logger)를 나타낸다.
도 2는 치커리 및 상추의 공영식재에 대한 실험군 및 대조군을 나타낸 사진이다.
도 3은 생장상 환경조건에서의 치커리 및 상추의 공영식재에 의해 치커리의 엽장, 엽폭, 상대엽록소함량 및 생체중의 변화를 나타낸 그래프이다. CC는 치커리 단일식재를, C3L1은 치커리:상추의 비율이 3:1인 혼합식재를, C2L1은 치커리:상추의 비율이 2:1인 혼합식재를, C1L1은 치커리:상추의 비율이 1:1인 혼합식재를 나타낸다.
도 4는 생장상 환경조건에서의 치커리 및 상추의 공영식재에 의해 상추의 엽장, 엽폭, 상대엽록소함량 및 생체중의 변화를 나타낸 그래프이다. LC는 상추 단일식재를, C3L1은 치커리:상추의 비율이 3:1인 혼합식재를, C2L1은 치커리:상추의 비율이 2:1인 혼합식재를, C1L1은 치커리:상추의 비율이 1:1인 혼합식재를 나타낸다.
도 5는 생장상 환경조건에서의 치커리 및 상추의 공영식재 및 식재기간에 따른 상추의 루테인(a) 및 베타카로틴(b)의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 LED 식물 배양대 환경조건에서의 치커리 및 상추의 공영식재에 의해 치커리 및 상추의 엽장, 엽폭, 상대 엽록소 함량 및 생체중의 변화를 나타낸 그래프이다. CC는 치커리 단일식재를, C3L1은 치커리:상추의 비율이 3:1인 혼합식재를, C2L1은 치커리:상추의 비율이 2:1인 혼합식재를, C1L1은 치커리:상추의 비율이 1:1인 혼합식재를, LC는 상추 단일식재를 나타낸다.
도 7은 LED 식물 배양대 환경조건에서의 치커리 및 상추의 공영식재에 따른 상추의 루테인(a) 및 베타카로틴(b)의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 LED 식물 배양대 환경조건에서의 치커리 및 상추의 공영식재에 따른 치커리의 루테인(a) 및 베타카로틴(b)의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 친환경 도시농업을 통한 공영식재 효과 및 활용을 나타낸 도식도이다.
본 명세서에서, "식물 재배 키트"라 함은 상추, 치커리 등의 엽채류를 샐러드용 채소, 새싹채소 및 쌈채소 등의 용도로 다양한 식용식물을 실내에서도 간단하게 직접 재배할 수 있는 재배용 키트를 의미한다.
본 발명은 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 재배 키트에서 상추 및 치커리의 종자는 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 포함될 수 있다.
상기 상추는 샐러드용으로 가장 많이 사용되는 엽채류 중 하나이며, 실내 재배가 용이한 것으로 알려져 있다. 상추의 종자는 청치마상추, 적치마상추, 적축면상추, 맛치마상추, 정축면상추 및 쌈용상추(오크립, 바울레드 및 롤로로사) 등을 포함하는 잎 상추형의 품종이 사용될 수 있다.
또한, 치커리는 북유럽 전역이 원산지로 시베리아의 바이칼 호 부근 및 중국의 서북부 등에서 자생하는 것으로 알려져 있다. 치커리는 상추와 유사하게 비교적 서늘한 기후에서 재배가 잘 되는 채소이다. 치커리의 종자는 청색치커리, 적색치커리, 슈가로프 치커리 및 로쓰디 베로나 등을 포함하는 샐러드용 치커리의 품종이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 키트는 투명한 용기를 포함할 수 있고, 용기내 토양이 배수층으로 펄라이트 10 ~ 25 중량부가 위치하고, 원예용 상토 65 ~ 85 중량부 및 종자를 포함하는 복토 5 ~ 15 중량부가 순차적으로 적층되어 배합된 것일 수 있다.
용기는 투명한 플라스틱 또는 유리 재질이 사용될 수 있으며, 이밖에도 어떠한 재질로 된 투명한 용기이어도 무방하다.
상기 용기 내 최하단부인 배수층에 펄라이트를 위치시킴으로써 펄라이트 내부에 존재하는 미세공극을 통해 통기성과 배수성이 뛰어나 공기 생신력이 커서 발아를 용이하게 하고 발아 후에 뿌리 발달을 촉진하는 효과가 있다. 또한, 코코피트 등의 유기물 소재와 질석, 흑운모 등의 무기물 소재가 배합되고 비료가 포함된 원예용 상토가 배수층의 펄라이트의 약 3 ~ 5배로 적층되고, 그 상부에는 원예용 상토보다 무게가 가볍고 입자가 가늘며, 비료가 혼합되지 않은 흙을 복토로 사용하여 위치시킨 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 공영식물 재배 키트를 이용한 공영식물 재배 방법을 제공한다.
일 구현예에서, 상기 재배는 생장상 또는 LED 식물 배양대에서 수행될 수 있다. 상기 생장상은 통상적으로 이용할 수 있는 일반적인 생장상(growth chamber)을 이용하여 3,000 ~ 30,000 Lux, 바람직하게는 5,000 ~ 20,000 Lux, 가장 바람직하게는 8,000 ~ 15,000 Lux 범위의 광도에서 공영식물을 재배할 수 있다.
또한, 기존 광원대비 에너지 소모량이 적고 광원 조절이 용이하여 친환경적 도시농업과 식물공장을 위해 LED(light emitting diode)를 광원으로 사용한 LED 식물 배양대에서 재배할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 재배는 14 내지 18시간 동안, 바람직하게는 16시간 동안 빛을 조사하는 조건 하에서 수행될 수 있고, 18 ~ 25 ℃ 생육온도에서 수행될 수 있다.
상기 재배 방법은 식물의 유용성분 함량을 증대시킬 수 있으며, 상기 유용성분은 루테인 및 베타카로틴일 수 있다. 특히, 공영식물인 상추 및 치커리를 1:3의 혼합 비율로 공영식재하는 경우에 상추의 루테인 및 베타카로틴 함량을 약 50 % 이상 증가시키는 것으로 확인되었다(도 7 참조).
또한, 본 발명은 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배방법을 제공한다.상기 공영식물 재배 방법은 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트 없이 상추 및 치커리의 종자를 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 포함시켜 수행할 수 있고, 펄라이트 10 ~ 25 중량부, 원예용 상토 65 ~ 85 중량부 및 종자를 포함하는 복토 5 ~ 15 중량부가 순차적으로 적층된 토양에서 수행할 수 있다. 또한, 상기 재배는 18 ~ 25 ℃ 생육온도의 실내 또는 실외에서 자유롭게 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 공영식물 재배 키트를 이용한 재배방법에 의해 재배되거나, 공영식물 재배 키트 없이 상기 재배방법에 의해 재배된 상추 또는 치커리를 제공한다. 치커리와 공영식재된 상추는 치커리 혼합 비율이 높을수록 생육 및 생장에 해당하는 엽장, 엽폭, 엽색 및 생체중에서 우수함을 나타내었으며, 카로티노이드 성분인 루테인 및 베타카로틴이 상추를 단일식재하는 경우에 비하여 유의하게 증가하는 것이 확인되었다.
따라서, 본 발명의 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트, 이를 이용한 공영식물 재배 방법, 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배방법 및 이로부터 재배된 공영식물은 친환경 도시 농업 분야에서 소규모의 기능성 엽채류 생산 기술로 유용하게 사용되어 그로서란트(grocerant)에서 판매 및 활용될 수 있다(도 9 참조).
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
< 실시예 >
1. 재료 및 방법
(1) 재료 및 토양 조건
본 발명의 공영식물 재배 키트는 적치커리(Cichorium intybus L., 아시아종묘, 대한민국) 및 청치마상추(Lactuca sativa L., 제일종묘농산, 대한민국)를 공시식물로 사용하였다.
공영식물 재배 키트의 토양 배합 조건은 표 1에 나타내었다. 용기 배수층으로 펄라이트(지에프씨, 대한민국) 15 g을 먼저 깔고, 그 상부에 원예용 상토(코코피트, 질석, 흑운모 등 함유, 삼화그린텍, 대한민국) 60 g을 적층한 다음, 씨앗을 포함하는 복토 5 g을 올려 토양을 배합하였다.
Figure 112019079911528-pat00001
(2) 환경 조건
공영식물 재배 키트는 생장상(growth chamber, 제이에스리서치, 대한민국) 또는 LED 식물 배양대를 이용하여 재배하였다(도 1 참조).
먼저, 생장상의 환경 조건은 표 2에 나타내었으며, 46일째까지 동일한 조건에서 재배하였다.
환경조건 광 반응 암 반응
시간 16 hr 8 hr
광도 10,000 Lux 0 Lux
온도 25 ℃ 18 ℃
조도 50 % 50 %
또한, LED 식물 배양대의 환경 조건은 생장상과 동일하게 10,000 Lux 광도, 광 주기(16/8시간, 명/암) 하에서 18 ~ 25 ℃ 온도 및 50 % 습도를 유지하였다. LED 식물 배양대에서 재배시 데이터 로거(Multiple function data logger, 대한과학, 대한민국)를 이용하여 온도 및 습도를 12시간 간격으로 측정하여 일정하게 유지하였다.
(3) 측정 항목 및 방법
상추 및 치커리를 이용한 공영식재 효과를 평가하기 위하여 표 3에 나타난 바와 같이 실험군을 설정하였으며(도 2 참조), 표 4에 측정 항목 및 측정기기에 대하여 나타내었다.
CC C3L1 C2L2 C1L1 LC
치커리 대조군 치커리:상추
3:1 혼합		 치커리:상추
2:1 혼합		 치커리:상추
1:1 혼합		 상추 대조군
치커리 40립 치커리 30립
상추 10립		 치커리 27립
상추 13립		 치커리 20립
상추 20립		 상추 40립
Figure 112019079911528-pat00002
2. 결과
(1) 생장상 조건 하에서 공영식물의 생육 및 생장 평가
도 3에 나타난 바와 같이, 생장상 조건 하에서 치커리는 단일식재를 제외하고 치커리:상추의 비율이 3:1인 C3L1 처리구에서 외형적인 엽형(엽장 및 엽폭)이 양호한 경향을 나타내었고, 치커리:상추의 비율이 2:1인 C2L1 처리구에서 상대엽록소함량이 가장 높은 것으로 나타나 엽색이 우수한 것으로 확인되었다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 생장상 조건 하에서 상추는 엽장에서는 뚜렷한 차이가 없었으나, 엽폭, 상대엽록소함량 및 생체중의 항목에서 치커리:상추의 비율이 3:1인 C3L1 처리구가 가장 우수한 결과를 나타내었다.
(2) 생장상 조건 하에서 공영식물의 루테인 및 베타카로틴 함량 평가
생장상 조건 하에서 공영식물의 카로티노이드 및 토코페롤 함량을 측정하여 이 중에서 유의하게 변화를 나타낸 루테인 및 베타카로틴에 대한 결과를 도 5에 나타내었다.
상추는 치커리와 공영식재를 한 경우에 루테인과 베타카로틴이 단일식재에 비하여 유의적으로 높은 것으로 나타났으며, 식재기간이 증가할수록 각각의 성분이 모두 유의적으로 감소하는 것이 확인되었다.
(3) LED 식물 배양대 조건 하에서 생육 및 생장 평가
도 6에 나타난 바와 같이, LED 식물 배양대 조건 하에서 치커리는 단일 식재를 제외하고 치커리:상추의 비율이 3:1인 C3L1 처리구 및 치커리:상추의 비율이 2:1인 C2L1 처리구에서 외형적인 엽형(엽장 및 엽폭) 및 엽색(상대엽록소함량)이 양호한 경향을 나타내었다.
또한, LED 식물 배양대 조건 하에서 상추는 엽장을 제외하고, 치커리의 비율이 증가할수록 엽폭, 엽색 및 생체중의 항목에서 우수한 결과를 나타내었다.
(4) LED 식물 배양대 조건 하에서 공영식물의 루테인 및 베타카로틴 함량 평가
도 7에 나타난 바와 같이, 상추는 치커리와 23일 동안 공영식재를 한 경우에 루테인과 베타카로틴이 단일식재에 비하여 전반적으로 높은 경향을 나타내었으며, 특히 치커리:상추의 비율이 3:1인 C3L1 처리구에서 루테인 및 베타카로틴이 각각 약 50 % 이상 유의적으로 증가하는 것이 확인되었다.
한편, 도 8에 나타난 바와 같이, 치커리는 상추와 23일 동안 공영식재를 한 경우에 치커리:상추의 비율이 1:1인 C1L1 처리구를 제외하고, 모든 처리구에서 유사한 값을 나타내었다.
따라서, 상추와 치커리를 공영식재한 경우에 치커리가 상추의 생육 및 생장에 도움을 줄 뿐만 아니라, 상추의 루테인 및 베타카로틴 등의 카로티노이드 성분을 증대시키는 것이 확인되었다. 또한, 상추와 공영식재한 치커리의 경우에도 단일식재한 경우에 비하여 생육 및 생장 등에서 유의한 차이를 나타내지 않아, 상추와의 공영식재능이 우수한 것으로 확인되었다.

Claims (13)

  1. 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 키트로서, 상기 상추 및 치커리의 종자가 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 키트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 키트의 토양이 배수층으로 펄라이트 10 ~ 25 중량부가 위치하고, 원예용 상토 65 ~ 85 중량부 및 종자를 포함하는 복토 5 ~ 15 중량부가 순차적으로 적층되어 배합된 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 키트.
  4. 제1항 및 제3항 중 어느 한 항의 공영식물 재배 키트를 이용한 공영식물 재배 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 재배가 생장상 또는 LED 식물 배양대에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 생장상의 광도가 3,000 내지 30,000 Lux의 범위인 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 재배가 14 내지 18시간 동안 빛을 조사하는 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 재배가 18 ~ 25 ℃ 생육온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  9. 상추 및 치커리를 포함하는 공영식물 재배 방법으로서, 상기 상추 및 치커리의 종자가 1:1 내지 1:3의 혼합 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 재배가 펄라이트 10 ~ 25 중량부, 원예용 상토 65 ~ 85 중량부 및 종자를 포함하는 복토 5 ~ 15 중량부가 순차적으로 적층된 토양에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 재배가 18 ~ 25 ℃ 생육온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공영식물 재배 방법.
  13. 삭제
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