표현형 측정을 이용한 1년생 낙엽송 묘목의 효율적 관수 시기 탐색

김도희1*, 정욱한1, 한승현2, 정은주1

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2국립산림과학원 산림기술경영연구소)

Exploring the Efficient Irrigation Period for one-year-old Larix kaempferi Seedlings Using phenotypic Measurements

Do Hee Kim1*, Uk Han Jeong1, Seung Hyun Han2, Eun Ju Cheong1

(1College of Environmental Forest System, Kangwon National University,

2Forest Technology and Management Research Center, National Institute of Forest Science)

요약: 낙엽송은 목재 및 조림수종의 가치로서 국내 수요가 높다. 양질의 묘목 생산에 있어서 수분 공급은 매우 중요하며, 효율적인 관수 시스템이 마련되어야한다. 그러나 효율적 관수를 위한 낙엽송 묘목의 생리적 정보를 수집하는데 어려움이 있다. 따라서 비파괴적이며 신속한 측정이 가능한 표현형 정보 기반의 효율적인 관수 시스템 확립이 필수적이다. 본 연구는 식생지수, 형광 이미징, 열화상 이미징을 이용해 온실 조건에서 1년생 낙엽송 묘목의 효율적인 관수시기를 탐색하기 위해 가뭄(무관수)과 재관수 실험을 수행하였다. 그 결과 가뭄처리 4일차(토양 수분 함량: 5.3%)까지 고사목이 발생하지 않았다. 가뭄처리 6일차 후 재관수 시 83.33%의 묘목이 생존하였다. 표현형 정보 중 CWSI(Crop Water Stress Index), LTD(Leaf Temperature Difference), PRI(Photochemical Reflectance Index), Fm(Maximum fluorescence in a dark adapted state)은 가뭄처리 6일차에서 민감한 스트레스 반응을 감지할 수 있었다. 이 중 열화상 이미징이 온실조건에서 한계점을 보완한다면 향후 스마트 양묘 시스템에 적용될 가능성이 가장 높을 것으로 나타났다.

Abstract: Larix kaempferi is in high demand for its value as timber and afforestation species in Korea. Water supply is crucial for the production of high-quality seedlings, and an efficient irrigation system must be established. However, collecting physiological information on L. kaempferi seedlings for efficient irrigation poses challenges. Therefore, establishing an efficient irrigation system based on non-destructive and rapid phenotypic information is essential. This study conducted drought (non-irrigation) and rehydration experiments to explore the optimal irrigation period for one-year-old L. kaempferi seedlings under greenhouse conditions using vegetation indices, fluorescence imaging, and thermal imaging. The results showed that no seedlings died until the 4th day of drought treatment (soil moisture content: 5.3%). When rehydrated on the 6th day of drought treatment, 83.33% of the seedlings survived. Among the phenotypic information, CWSI (Crop Water Stress Index), LTD (Leaf Temperature Difference), PRI (Photochemical Reflectance Index), and Fm (Maximum fluorescence in a dark-adapted state) detected sensitive stress responses on the 6th day of drought treatment. Among these, thermal imaging showed the highest potential for application in smart nursery systems in the future, provided it can address limitations in greenhouse conditions.

사사: 본 연구는 국립산림과학원 ‘산림용 묘목 대상 표현형 측정 기술개발’ 연구과제(SC0300-2023-01-2023)의 지원에 의하여 이루어진 것입니다.