• Title/Summary/Keyword: LEDs lettuce

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완전제어형 식물공장에서 광원, 광질에 따른 엽채류 6종의 생육반응 (Effects of Light Sources, Light Quality on the Growth Response of Leafy Vegetables in Closed-type Plant Factory System)

  • 김상범;이경미;김해란;유영한
    • 생태와환경
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    • 제47권1호
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    • pp.32-40
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    • 2014
  • 식물공장은 외부 환경요인에 관계없이 효율적인 공간활용을 통해 작물의 생산성 및 경제성을 극대화시켜 생산할 수 있는 획기적인 기술이다. 본 연구은 엽채류 중만추대 열풍적치마상추, 만추대 청치마상추, 그린 로메인상추, 그린골 양상추, 개량사또 쑥갓과 영진 청경채를 대상으로 식물공장에서 실험하였다. LED 시스템을 이용하여 광원의 종류를 적색, 청색, 적색+청색, 적색+청색+백색, 적색+적외선 혼합광으로 구성하였다. 적색+청색 혼합광에서 적색과 청색의 조사기간 비율은 1 : 1, 2 : 1, 5 : 1, 10 : 1로 구성하였고, duty 비는 100%, 99%, 97%로 구성하였다. 광원의 종류에 따른 결과 로메인상추에서 지상부 건중량과 S/R 비는 R+B 혼합광에서 가장 높았고, 양상추의 지하부 건중량과 쑥갓의 S/R 비는 R+B+W 혼합광에서 높았지만, 나머지 종에서는 차이가 없었다. 적색과 청색의 조사기간 비율에 따른 결과 청치마상추, 양상추와 청경체는 지상부 건중량, 총 건중량, S/R비가 비교적 적색의 비율이 높은 조건 (5 : 1)에서 가장 높았다. duty 비에 따른 결과 R+B 혼합광에서 쑥갓은 100%와 99%, 로메인은 100%와 97%일 때 지상부와 지하부, 총 건중량이 높았다. S/R 비는 엽채류 6종 모두 duty 비가 낮은 97%에서 높게 나와 낮은 duty 비에서도 양호한 생육을 보였다. R+B+W 혼합광에서 청치마상추와 로메인상추 그리고 청경채는 duty 비는 낮은 97%에서도 비교적 높은 지상부 건중량 및 총 건중량을 보였다. 또한, 로메인 상추와 양상추의 S/R 비는 duty 비가 97%인 조건에서 가장 높았다. 따라서 LED 시스템을 이용한 식물공장에서 각 엽채류 별로 적절한 광원과 광질을 이용하면 외부 환경요인에 관계없이 안정적인 재배를 할 수 있을 것이다.

LED 광원이 상추의 생육 및 무기물 흡수에 미치는 영향 (Effect of LEDs (Light Emitting Diodes) Irradiation on Growth and Mineral Absorption of Lettuce (Lactuca sativa L. 'Lollo Rosa'))

  • 신용습;이문중;이은숙;안준형;임재하;김하중;박후원;엄영철;박소득;채장희
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.180-185
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    • 2012
  • 식물공장 내 적색광, 청색광, 적청 혼합광, 자외선, 적외선, 형광등의 광원을 달리하여 어린잎 상추의 생육과 무기성분 흡수를 검토하였다. 잎의 형태는 Red 파장에서 초장 및 하배축의 길이신장이 촉진되어 도장하였고 Far red에서는 생장이 불가능하였으나 Red + Blue의 혼합광원에서는 초장이 짧고 엽수가 많고 생체중이 증가하여 상추의 형태 및 발달 차원에서 유의적으로 좋았다. 광질에 따른 어린잎 상추의 색차 및 상대 엽록소 함량을 조사한 결과, 적색도를 나타내는 Hunter $a^*$ 값은 Red + Blue 혼합광 및 형광등에서 높았고 적색광 및 자외선에서는 낮게 나타났는데 상대 엽록소 함량을 나타내는 SPAD도 같은 경향이었다. 특히 상대엽록소 함량은 형광등의 10.5에 비해 혼합광에서 1.8배 향상된 적색도를 나타내었다. 광원별 상추의 무기물 함량을 조사한 결과, pH 및 K 함량은 모든 처리에서 차이가 없었으나 N, Ca, Mg, Mn, Fe, Ascorbic acid 함량은 LED 처리구에서 많았고 P 및 Mn 함량은 형광등 처리구에서 많았다. 이상의 결과를 요약하면 단색광에 비하여 Red + Blue 혼합광에서 상추의 생육이 우수하고 무기물 함량이 증대되어 식물공장 내 생산성 향상을 위해서는 혼합광 조절로 상품성 있는 고품질의 상추 생산이 가능 할 것으로 생각되었다.

LED 광원이 청치마 상추의 생육 및 무기물 함량에 미치는 영향 (Effect of Light Emitting Diodes Treatment on Growth and Mineral Contents of Lettuce (Lactuca sativa L. 'Chung Chi Ma'))

  • 신용습;이문중;이은숙;안준형;도한우;최돈우;정종도;이지은;김민기;박종욱;엄영철;박소득;채장희
    • 한국유기농업학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.659-668
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    • 2013
  • The objective of this study was carried out to elucidate the effect of LEDs (light emitting diodes) irradiation in relation to early growth and inorganic elements in leaf lettuce (Lactuca sativa L. 'Chung Chi Ma'). In morphological changes of leaves, shoot elongation and hypocotyl length showed poor growth in red light irradiation, while the red+blue light irradiation induced shorter plant height and much greater leaf numbers resulting in increased fresh weight. In change of the Hunter's color and SPAD values, lettuce seedlings grown under in red+blue and fluorescent light irradiation had a higher $a^*$ value, otherwise SPAD values were not changed in these light irradiations. Interestingly, relative chlorophyll contents showed 1.8 times increased redness in the treatment of red+blue light irradiation. Inorganic element (N, Ca, Mg, Mn, and Fe) and ascorbic acid contents were increased in lettuce plants grown under LEDs light irradiation compared to those of lettuce grown under the fluorescent light which showed higher P and Mn contents. In conclusion, it is considered that red+blue light irradiation which stimulates growth and higher nutrient uptake in leaf lettuce could be employed in containers equipped with LEDs.

단색 발광다이오드에서 자란 축면상추 두 품종의 엽형, 생장 및 기능성 물질 (Leaf Shape Index, Growth, and Phytochemicals in Two Leaf Lettuce Cultivars Grown under Monochromatic Light-emitting Diodes)

  • 손기호;박준형;김대일;오명민
    • 원예과학기술지
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    • 제30권6호
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    • pp.664-672
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    • 2012
  • 인공광원으로써, 단색 파장을 갖고 있는 발광다이오드(light-emitting diode; LED)는 밀폐형 식물생산시스템에서 사용될 수 있다. 가시광선의 다양한 파장범위 사이에서, 각각의 스펙트럼들은 식물의 생육과 발달에 특징적인 영향을 유도한다. 이번 연구는 단색 발광다이오드에 따른 적축면 상추('선망')와 청축면 상추('그랜드래피드 TBR')의 엽형, 생장 및 기능성 물질의 영향을 구명하고자 실시하였다. 정상적인 환경 조건($20^{\circ}C$, 형광등 + 고압나트륨등, $130{\pm}5{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 광주기 12시간)에서 18일간 자란 상추 묘를 다양한 LED 광원(청색 LED, 456nm; 녹색 LED, 518nm; 적색 LED, 654nm; 백색 LED, 456nm + 558nm)이 설치된 같은 환경 조건($20^{\circ}C$, $130{\pm}7{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 광주기 12시간)의 인큐베이터에 정식하였다. 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 지하부의 생체중 및 건물중, 지상부/지하부 비율, 엽록소 함량, 총 페놀 농도, 항산화도, phenylalanine ammonia-lyase(PAL) 유전자의 발현 정도를 정식 후 9일과 23일째에 측정하였다. 두 상추 품종의 엽형지수는 청색 LED와 백색 LED 처리에서 모든 기간 동안 대조구와 비슷한 결과를 보였다. 그러나 적색 LED와 녹색 LED 처리는 다른 처리보다 엽형을 길게 유도하였다. 녹색 LED 처리는 상추 생육에 부정적인 영향을 보였다. 지상부 지하부의 생체중 및 건물중, 엽면적과 같은 생육 특성의 대부분은 두 축면 상추 모두 적색 LED 처리에서 가장 높았다. 적축면의 경우 정식 후 23일째에 적색 LED 처리의 지상부 생체중은 녹색 LED 처리보다 3.8배 높았다. 반면, 상추의 엽록소, 총 페놀 농도, 항산화도는 생육과 반대의 경향을 보였다. 청색 LED 처리에서 자란 상추의 엽록소 함량, 총 페놀 농도, 항산화도는 다른 LED 처리에 비해 유의적으로 높은 값을 보였으며, PAL 유전자 또한 정식 후 9일째 청색 LED에서 가장 높은 발현 정도를 나타냈다. 따라서 이 실험을 통해서 광질은 상추의 생육, 형태 및 기능성물질의 축적에 중요한 요소로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다.

혼합 발광다이오드와 형광등에서 자란 적치마 상추의 생육 및 광 이용 효율 비교 (Comparison of Combined Light-emitting Diodes and Fluorescent Lamps for Growth and Light Use Efficiency of Red Leaf Lettuce)

  • 손기호;송민정;오명민
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.139-145
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 폐쇄형 식물생산시스템에서 세가지 혼합 LED와 형광등에서 자란 적치마 상추의 생육과 광이용효율을 비교하는 것이다. 18일간 육묘한 적치마상추묘를 적색(R, 655nm), 청색(B, 456nm), 녹색(G, 515nm), 백색(W, 456nm + 558nm)의 혼합 LED(R:B=8:2, R:W:B=8:1:1, R:G:B=8:1:1)와 형광등이 설치된 폐쇄형 식물생산시스템에 정식하였다. 형광등에서 자란 상추는 모든 LED 처리에 비해 유의적으로 높은 엽형지수를 보였다. 지상부와 지하부 생육에서 LED 처리간 유의적 차이를 보이지 않았으나, 모든 LED 처리가 형광등에 비해 약 34% 지상부 생체중의 증가를 유도시켰다. 한편, 정식 후 4주차에 형광등의 총 소비 전력은 145kW인 반면, LED 처리구들에서 형광등의 약 1/3배인 54kW를 나타냈다. LED 처리구들의 건물중에 대비한 광 이용 효율은 약 34mg/W였으며, 이는 형광등 보다 약 3.5배 높은 값이었다. 결론적으로, 본 연구는 식물 생산 시스템에서 적절한 조합의 LED 조사는 형광등에 비해 상추 생장을 증진시킬 수 있으며 추가적으로 에너지 절감을 통해 광이용효율도 극대화 할 수 있음을 보여주었다.

Effects of LED Light and Temperature on Lettuce Growth

  • Hong, Pyo-Hwan;Kwon, Oh-Hoon;Lee, Dong-In;Park, Jong-Rak;Ha, Jeong Min;Jeong, Da Un;Han, Seong Ho;Kim, Bonghwan
    • Agribusiness and Information Management
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    • 제3권1호
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    • pp.67-74
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    • 2011
  • This study examines the effects of lightemitting diode (LED) light and temperature on lettuce growth. For plant growth, we used an LED bar composed of red, white and blue LEDs (4:1:2). Six types of cultivation equipment were used to measure the temperature. To compare their effects, the heights of the lettuces and the water temperatures were measured. The results demonstrated that the lettuce growth was optimal at $25^{\circ}C$.

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LED광원의 광파장 특성에 따른 식물의 성장도 평가 (Evaluation of Plant Growth according to the Wavelength Characteristics of the LED Light Source)

  • 황종대;고동수
    • 한국기계가공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.98-106
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    • 2014
  • This study was carried out to evaluate the plant growth rate according to the wavelength characteristics of LED light sources. In order to achieve this, red, green, blue and white LEDs were arrayed in a rectangle array consisting of LED modules which can be combined with each other.. This can facilitate the selection of the optimal characteristics of the light from monochromatic red, green, blue and white LEDs or mixed LEDs for plant growth. Experiments to evaluate the growth rate according to the wavelength characteristics of the LEDs with several plants, in this case ice plants, lettuce, barley, broccoli and chives, were performed.

LEDs 광조성 및 광도가 베이비채소의 생육 및 기능성물질에 미치는 영향 (Response of Growth and Functional Components in Baby Vegetable as Affected by LEDs Source and Luminous Intensity)

  • 윤성탁;정인호;김영중;한태규;유제빈;제은경
    • 한국유기농업학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.549-565
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    • 2015
  • LEDs 광원 및 광도에 따른 베이비채소 6작물의 생육 특성과 기능성물질 함량을 구명하고자 Fluorescent lamp (100, 125, $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$), Red+Blue 1:1 (100, 125, $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$), Red+Blue 2:1 (100, 125, $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$), Red+Blue 4:1 (100, 125, $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$) 광원하에서 파종 40일 후에 수확하여 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 베이비채소의 엽수는 시금치를 제외한 비트, 치커리, 적상추, 쑥갓, 겨자에서 Red+Blue(4:1) $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 처리에서 가장 많았다. 2. 초장은 비트를 제외한 치커리, 시금치, 적상추, 쑥갓, 겨자에서 Red+Blue(4:1) $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 처리에서 가장 높았다. 3. 생체중과 건물중은 비트, 치커리, 시금치, 적상추, 쑥갓, 겨자에서 Red+Blue(4:1) $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 처리에서 가장 높았다. 4. 엽록소 a, 엽록소 b 함량은 시금치, 적상추, 겨자가 대조구인 Fluorescent lamp $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 가장 높았다. 5. 총 안토시아닌과 총 폴리페놀 함량은 비트, 치커리, 시금치, 적상추, 쑥갓, 겨자에서 Red+Blue(4:1) $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 처리에서 가장 높았다. 6. Free radical 소거능은 비트, 치커리, 시금치, 적상추, 쑥갓, 겨자의 $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 높았지만 LEDs 광원별로는 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 비트, 치커리, 시금치, 적상추, 쑥갓, 겨자의 베이비 채소를 Red+Blue (4:1) $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 재배한다면 더욱 좋은 생육 효과를 기대할 수 있고 기능성 물질 함량도 다른 광도와 비교하여 상대적으로 좋았으므로 추후 상기의 베이비채소 생산 시 유용한 기초자료가 될 것으로 생각된다.

LED 처리가 상추의 생육 및 품질에 미치는 영향 (Effect of Light Emitting Diodes Treatment on Growth and Quality of Lettuce (Lactuca sativa L. 'Oak Leaf'))

  • 신용습;이문중;이은숙;안준형;김민기;이지은;도한우;정종도;박종욱;엄영철;박소득;채장희
    • 생명과학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.148-153
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    • 2014
  • 식물공장 내 적색광, 청색광, 적청 혼합광, 자외선, 적외선, 형광등의 광원을 달리하여 어린잎 상추의 생육과 무기성분 흡수를 검토하였다. 잎의 형태는 Red 파장에서 초장 및 하배축의 길이신장이 촉진되어 도장하였고 Far red에서는 생장이 불가능하였으나 Red+Blue의 혼합광원에서는 초장이 짧고 엽수가 많고 생체중이 증가하여 상추의 형태 및 발달 차원에서 유의적으로 좋았다. 광질에 따른 어린잎 상추의 색차 및 상대 엽록소 함량을 조사한 결과, 적색도를 나타내는 Hunter $a^*$ 값은 Red+Blue 혼합광 및 형광등에서 높았고 적색광 및 자외선에서는 낮게 나타났는데 상대 엽록소 함량을 나타내는 SPAD도 같은 경향이었다. 특히 상대엽록소 함량은 형광등의 23.3에 비해 혼합광에서 1.4배 향상된 적색도를 나타내었다. 광원별 상추의 무기물 함량을 조사한 결과, pH 및 K 함량은 모든 처리에서 차이가 없었으나 N, Ca, Mg, Fe, Ascorbic acid 함량은 LED 처리구에서 많았고 P 함량은 형광등 처리구에서 많았다. 이상의 결과를 요약하면 단색광에 비하여 Red+Blue 혼합광에서 상추의 생육이 우수하고 무기물 함량이 증대되어 식물공장 내 생산성 향상을 위해서는 혼합광 조절로 상품성 있는 고품질의 상추 생산이 가능 할 것으로 생각되었다.

밀폐형 식물생산시스템에서 상추재배를 위한 인공광원과 신개발 배지의 적용 (Applicability of Artificial Light Source and Newly Developed Growing Medium for Lettuce Cultivation in a Closed-type Plant Production System)

  • 이혜리;김혜민;김현민;박상현;황승재
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.134-142
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    • 2019
  • 본 연구는 밀폐형 식물생산시스템에서 인공광원과 배지종류에 따른 상추의 생육 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추 종자는 5종류의 배지인 urethane sponge(US), rockwool(RW), Q plug(QP), TP-S2(TP)와 PU-7B(PU)가 충진된 128구 플러그 트레이에 파종하였다. 상추 종자의 발아율은 파종 후 12일까지 조사하였다. 상추 묘는 파종 후 13일째에 재순환 담액식 수경재배 시스템을 이용하여 EC $2.0dS{\cdot}m^{-1}$, pH 6.5와 온도 $25{\pm}1^{\circ}C$인 밀폐형 식물생산시스템에 정식하였다. 광원은 형광등과 RB LEDs(red:blue=7:3)를 이용하여 광주기 14/10(명기/암기), 광도 $150{\pm}10{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD로 설정했다. 상추의 초기 발아율은 TP에서 가장 높았다. 최종 발아율과 평균 발아수는 RW, QP 및 TP 배지에서 유의적으로 높았다. 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부의 생체중, 건물중 모두 RB LED의 QP에서 유의성 있게 높은 값을 나타냈다. 엽수, 지하부의 생체중과 건물과 SPAD는 RB LED의 QP와 TP에서 가장 좋았고, 근장은 RB LED의 TP에서 가장 길었다. 따라서 밀폐형 식물생산시스템에서 RB LED가 상추의 생육이 우수하였으며, QP와 TP가 상추의 발아율과 생육에 효과적인 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 밀폐형 식물생산시스템에서 상추 생산 시 신개발 배지인 TP 배지의 적용가능성을 확인하였다.