밀폐공간 내 압력이 케일의 생육에 미치는 영향

Abstract

장기 우주 임무와 우주 농업에 대한 관심이 커짐에 따라 이 러한 임무 중 생명 유지에 필수적인 신뢰성 높은 우주 농업 시 스템의 개발이 요구되고 있다. 그러나 저기압과 같은 환경 스 트레스 요인이 식물 생장에 미치는 영향은 아직 완전히 규명 되지 않았으며 이는 생물재생 생명 유지 시스템 설계의 있어 핵심적인 기초자료가 된다. 본 연구에서는 밀폐된 환경에서 서로 다른 기압 조건(101.3, 67, 33kPa)에서 케일(Brassica oleracea var. acephala)의 생장 반응을 정량적으로 분석하였 다. 발아 2주 후 맞춤형 아크릴 압력 챔버에서 19일간 재배되 었으며 1일차와 9일차에는 물(20mL)을 공급하였다. 엽장, 엽 폭, 엽록소 함량은 1, 9, 19일차에 측정되었다. 1일차에는 유의한 차이가 없었지만(p > 0.05), 9일차에는 A 그룹(101.3kPa)과 B 그룹(67kPa)에서 유의미한 생장 증진 이 나타났고 특히 B 그룹에서 일시적 생장 향상이 관찰되었다 (p < 0.05). 19일차에는 A 그룹이 가장 높은 생장을 보였으며 (잎 길이 44.72 ± 2.74mm, 잎 폭 39.19 ± 5.99mm), B 그룹은 비교적 높은 생장을 유지하였고 C 그룹(33kPa)은 가장 낮은 생장을 보였다. 엽록소 함량(SPAD)은 초기에는 증가하였고 특히 C 그룹에서 가장 높은 수치가 관찰되어 저기압이 엽록소 생합성 또는 유지 기작을 일시적으로 활성화할 수 있음을 시 사하였다. 그러나 19일차에는 모든 그룹에서 엽록소 함량이 감소하며 장기적으로 광합성 능력을 유지하는 데 어려움이 있 음을 확인하였다. 이러한 결과는 저기압 환경이 초기에는 생 리 활성을 자극할 수 있지만, 궁극적으로는 생장을 억제할 수 있음을 보여준다. 본 연구는 향후 우주 기반 폐쇄형 재배 시스 템의 기압 설정 및 생명 유지 시스템 설계의 기초 자료로 활용 될 수 있을것이다.