UV광원을 포함한 인공광원의 펄스폭 변조에 따른 적치마 상추의 생육특성

Growth characteristic of lettuce (Lactuca sativa L.) based on Pulse Width modulation of artificial light sources with UV-A.

식물공장 내 작물의 생육은 제공되는 인공광원의 광원 및 광질에 영향을 받으며, 광흡수 파장에 따라 다르다. 또한 광합성에 효과적인 형태의 빛의 계속적인 빛의 조사보다는 광 펄스를 조절하여 공급하여 준다면 더욱더 효과적인 생육 환경을 제공해 줄 수 있다. 식물의 최적 생장을 위해 특정 파장대의 빛을 선택적으로 조사할 수 있는 LED특성을 사용하여 UV광원을 포함한 인공광원의 펄스폭 변조에 따른 적치마 상추의 생육특성을 알아보고자 하였다. 광환경은 Red(660 nm), Blue(450 nm), UV(395 nm) LED를 8:1:1 비율로 광량 $160{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}s^{-1}$, 주파수 1.25, 2.5, 3.75, 5.0 kHz로 조사하여 주었으며, 온도 $20{\sim}23^{\circ}C$, 습도 50~60%, $CO_2$농도 1,000 ppm으로 조성하여 주었다. 아시아종묘 적치마상추를 파종 후 18일 째 되는날 정식, 정식 후 14일 28일 째 되는날 SPAD, 지상부 지하부의 생체중 및 건물중, 엽폭, 엽장을 측정하였으며, 측정한 엽폭과 엽장을 이용하여 엽형지수 산출, 지상부 지하부 생체중 값을 이용하여 S/R율을 산출하였다. SPAD 측정결과 생육시기가 증가할수록 SPAD함량은 감소하였으며, 1.25와 2.5 kHz에서 생육 시기 증가에 대한 SPAD함량 감소가 컸고, 3.75와 5.0 kHz의 경우 SPAD함량의 감소량은 작았다. 지상부 생체중은 3.75 kHz에서 121.51 g으로 가장 높은 값을 나타냈으며, 2.5, 1.75, 5.0 kHz 순으로 높은 값을 나타났다. 지하부 생체중의 경우 3.75 kHz에서 31.31 g으로 가장 높은 값을 나타냈으며 2.5, 5.0, 1.25 kHz 순으로 높게 나타났다. 엽형지수는 생육 시기가 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 1.75, 2.5, 5.0, 3.75 kHz 순으로 크게 나타났다. 지상부 건물중 측정결과는 지상부 생체중 결과와, 지하부 건물중의 측정결과는 지하부 생체중 결과와 동일하였다. S/R율은 1.75 kHz를 제외하고 생육시기가 증가할수록 S/R율은 감소하는 것으로 나타났으며, 주파수가 높아질수록 S/R율은 감소하는 것으로 나타났다. 엽형지수는 엽폭/엽장으로 엽형지수를 산출한 결과로 값이 작을수록 엽폭이 넓은 형태를 의미하며, 생체중값이 가장 크게 나타났던 3.75 kHz에서 엽형지수의 값이 가장 낮게 나타났으며 3.75 kHz를 제외하고 주파수가 높을수록 엽형지수의 값이 낮게 나타났다. 이에 주파수에 따른 적상추의 생육은 3.75 kHz에서 가장 좋은 것으로 판단할 수 있었다.