About GT
식물학적 작용 원리
원적외선의 정의와 식물학적 작용 원리
- (원적외선) 전자기 스펙트럼 중 파장 3μm~1000μm 범위의 적외선으로, 특히 6~11μm 파장대는 물 분자가 잘 흡수하여 “생명의 빛”으로 불립니다.
(흡수와 열작용) FIR은 식물 조직에 깊이 침투하여 물 분자를 공명 진동시켜 미세한 열에너지를 발생시키며, 이 열은 세포 내 효소 반응을 촉진하고 생리 작용을 활성화합니다.
(원적외선 차단 문제) 태양광 중 FIR 파장은 유리, 비닐에 대부분 흡수·차단되어 온실 내 작물에는 충분히 도달하지 않아 온실 재배 작물은 노지 대비 생육 부진과 품질 저하가 발생하기 쉽습니다. FIR 기술은 이러한 차단된 생육파장을 보완하여 자연에 가까운 빛의 환경을 제공합니다.
원적외선의 식물 생리적 영향
(세포 활성화) FIR 조사 시 세포분열이 촉진되고 세포 크기가 증가하여 식물 생장이 빨라집니다. FIR 처리수를 사용한 무(seedling) 자엽에서는 대조군 대비 세포분열 속도가 증가하고 세포 크기도 확대되었습니다.
(광합성 증진) FIR은 엽록소 생성을 늘리고 이산화탄소 흡수량을 증가시켜 광합성 능력을 높입니다. 온실 내 FIR 방사로 순광합성률이 30~44% 향상되었다는 보고도 있습니다. 이로써 식물은 동일한 환경에서 더 많은 양분을 생산할 수 있습니다.
(뿌리 성장 촉진) FIR은 뿌리 발달을 왕성하게 합니다. FIR 처리된 물이나 토양개량제를 사용하면 뿌리가 튼튼해지고 발아율이 상승하는 효과가 관찰되었습니다. 실제로 FIR 처리수로 재배한 무의 경우 발아율 100%로 대조구(78%)보다 높았고, 뿌리 길이와 무 크기도 더 크게 자랐습니다.
(물질대사 및 품질) FIR의 높은 침투력은 식물 세포 내 화합물의 방출을 돕고 대사를 변화시키고 항산화 물질 등 2차 대사산물 함량이 증가하는 효과가 보고되었습니다.
(스트레스 완화) FIR 조사로 식물 조직의 온도가 약간 상승하고 주변 습도가 감소(10~20% 감소)하여 저온 피해를 완화하고 병원균 발생을 억제하는 환경 개선 효과 도 있습니다. 이로 인해 작물의 병해 저항성과 스트레스 내성이 향상 될 수 있습니다.
원적외선 활용 시 기대효과
(생장 촉진) FIR은 작물의 생육 속도를 높이고 생체중을 증가 시킵니다. 연구에 따르면 FIR 보조조명 하에서 상추의 건물중이 최대 46~77% 증가한 사례가 있습니다. 세포 활성화와 광합성 증진을 통해 생육 기간 단축 및 조기 수확도 가능해집니다.
(수확량 증대) FIR 처리는 작물의 총 수확량을 증가시킵니다. 온실 토마토 재배 시 8~14μm 원적외선을 조사한 결과 과실 수확량이 7~20% 증가했고, 딸기 등의 과실 작물도 생육 촉진으로 수량 증대 효과를 기대할 수 있습니다.
(품질 향상) FIR은 작물 품질개선에 도움을 줍니다. 토마토의 경우 FIR 처리로 당도가 상승하고 과일의 향미 성분이 증가하였으며, 콩나물 등의 채소도 항산화 성분이 크게 늘어 영양가가 향상 되었습니다.
- (병해 저항성 증대) FIR에 의해 작물체 온도가 미세 상승하고 환경이 건조해지면 곰팡이 등 병해 발생률이 낮아지고 면역반응이 강화될 수 있습니다. 실제 연구에서 FIR 방사가 저온 스트레스 예방 및 세포 활성 증가로 식물 건강도를 높였다는 결과가 있습니다. 또한 FIR 활용 토양개량은 뿌리 부패 병을 감소시키고 작물의 내병성을 높이는 데 도움을 준다는 농가 보고도 있습니다.
- (저장성 및 유통) 수확 후 단계에서 FIR은 신선도 유지에 활용될 수 있습니다. 예를 들어, FIR 특수 용기에 딸기를 저장한 실험에서 상품성 유지기간 연장 효과가 관찰되었습니다. FIR 방출 소재가 과일의 수분 증발과 부패를 억제하여 유통기간을 늘릴 가능성을 보여줍니다.
원적외선 기술의 현장 적용 방식
(관주용 처리수 활용) 원적외선 처리수를 제조하여 작물에 급수합니다. FIR 처리수는 물 분자의 클러스터를 작게 만들어 식물이 물과 영양분을 더 쉽게 흡수하도록 돕고, 정식 후 관주 시 뿌리 활성과 생육을 촉진합니다. 종자 침지, 묘 관수, 생육기 관주 등에 활용 될 수 있습니다.
(엽면시비) FIR로 활성화시킨 용액을 엽면살포하여 잎을 통해 빠르게 흡수시키는 방법입니다. 미량 요소제나 아미노산제에 FIR 처리 기술을 접목해 잎에 분무하면 광합성 효율과 병해 저항성이 향상된 사례들이 보고됩니다. 다만 엽면살포는 주기적(예: 1~2주 간격)으로 실시하여 누적 효과를 보는 전략이 필요합니다.
(포장 및 저장) 수확 후 포장재에 FIR 방출 기술을 접목하여 품질을 유지합니다. FIR 코팅 필름이나 용기는 저장 중 미생물 증식을 억제하고 과실의 당도와 신선도를 보존하는 데 사용되며, 이는 농산물 유통기간 연장 기술로 연구되고 있습니다.