Growth and Anthocyanins of Lettuce Grown under Red or Blue Light-emitting Diodes with Distinct Peak Wavelength

상이한 피크파장의 적색광 및 청색광 발광다이오드 조사에 따른 상추의 생장 및 안토시아닌

Growth and anthocyanins of lettuce (Lactuca sativa L., 'Mid-season') grown under LED lamps with blue light in the range of 430-470 nm or with red light in the range of 630-670 nm were analyzed in this study. Cool-white fluorescent light was used a s the control. P hotosynthetic photon flux, p hotoperiod, air temperature, relative humidity, and $CO_2$ concentration in a closed plant production system were $201{\pm}2\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 16/8 hours (day/night), $22/18^{\circ}C$, 70%, and $400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$, respectively. At 21 days after light quality treatment, growth characteristics and anthocyanins content of lettuce as affected by the peak wavelength of blue or red LED were significantly different. Among peak wavelengths treated in this stusy, R1 treatment (peak wavelength 634 nm) and R6 treatment (peak wavelength 659 nm) were effective for increasing leaf width, leaf area, shoot fresh weight, and photosynthetic rate of lettuce. B5 treatment (peak wavelength 450 nm) and B4 treatment (peak wavelength 446 nm) increased the anthocyanins concentration and chlorophyll content in lettuce leaves, respectively. Anthocyanins in lettuce leaves increased linearly with decreasing hue value of leaf color and with increasing SPAD value of lettuce leaves. From these results, it was concluded that the red LED with peak wavelengths of 634 nm and 659 nm and the blue LED with peak wavelengths of 450 nm can be used as potential light spectra for increasing the yield and anthocyanins accumulation of leafy vegetable.

430-470nm의 청색광 영역과 630-670nm의 적색광 영역을 5nm 간격으로 세분화한 LED를 인공광원으로 사용하고, 냉백색형광등을 대조구로 사용한 가운데 적치마상추(Lactuca sativa L. '중생종', 흥농씨앗)의 생장 및 안토시아닌 함량에 미치는 적색광 또는 청색광 LED의 피크파장에 따른 광질조사 효과를 분석하였다. 페쇄형 시스템 내에서 생장된 상추의 재배조건은 광주기 16/8h, 기온 $22/18^{\circ}C$, 습도 70%, $CO_2$ 농도 $400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 설정하였고, 베드 면에서의 PPF를 $201{\pm}2\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 조절하였다. 정식 후 21일째에 측정된 상추의 생장 특성과 안토시아닌 함량은 청색광 또는 적색광 LED의 피크파장에 따라 유의차가 다르게 나타났다. 본 연구에서 처리된 LED의 피크파장 가운데 R1 처리구(피크파장 634nm)와 R6 처리구(피크파장 659nm)가 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 광합성속도의 증가에 효과적이었다. 한편 안토시아닌의 축적에 B5 처리구(피크파장 450nm)가 효과적이었다. 상추 잎의 안토시아닌 함량은 엽색의 hue 값이 작아지거나, 또는 SPAD 값이 커질수록 직선적인 관계를 이루면서 증가하였다. 결론적으로 본 연구에서 얻어진 피크파장 634nm와 659nm의 적색광, 450nm의 청색광은 엽채류의 생산량 증대와 안토시아닌 함량의 증진에 필요한 광질로서 활용될 것이다.