본 연구는 현재 보편화 추세인 LED(light emitting diode) 인공광원을 이용해 수경재배시 적절한 인공광량 및 광질에 따른 딸기 생육특성을 밝히고자 하였다. 또한 LED(light emitting diode)의 PWM(Pulse wave modulation) 제어에 따른 효과를 알아보고, 광 환경조건을 개선하고자 딸기(Fragaria × ananassa Duch.) 품종 ‘Jukhyang’을 코코피트를 사용한 유기배지 자루재배(bag culture) 방식으로 ...
본 연구는 현재 보편화 추세인 LED(light emitting diode) 인공광원을 이용해 수경재배시 적절한 인공광량 및 광질에 따른 딸기 생육특성을 밝히고자 하였다. 또한 LED(light emitting diode)의 PWM(Pulse wave modulation) 제어에 따른 효과를 알아보고, 광 환경조건을 개선하고자 딸기(Fragaria × ananassa Duch.) 품종 ‘Jukhyang’을 코코피트를 사용한 유기배지 자루재배(bag culture) 방식으로 LED 광원에서 재배하였다. LED는 식물성장용 고효율 LED로 식물성장에 큰 영향을 미치는 것으로 알려진 청색(455~460nm), 적색(655~665nm) 및 UV (370~380nm)파장대의 광원소자로 재배농가에서 쉽게 응용할 수 있게 제작하였다. 제작된 재배시스템에 각 광원별로 광파장대는 청색과 적색의 혼합광인 LED의 광 강도는 청색(중심파장 450nm), 적색(중심파장 660nm) 및 UV(중심파장 370nm)에서 최대값이 나타난 광원을 딸기에 조사하였다. 광소자를 청색+적색 LED 혼합광원과 청색+적색+UV LED 혼합광원 광 조사시 청색+적색 LED 혼합광원에서 딸기의 엽병장 및 화경 트러스(truss)의 상대성장율(RGR)를 통계적으로 유의하게 증가시켰다. 청색+적색+UV LED 혼합광원을 사용한 실험구의 딸기들이 엽병, 엽장, 엽폭, 화경 등에서 전반적인 초장과 생육이 억제된 것으로 나타났다. LED 54W(3watt/chip) 혼합광원과 청색(3watt/chip)+적색(2watt/chip) LED 84W 혼합광원의 비교에서 엽병장과 화경장은 청색(3watt/chip)+적색(2watt/chip) LED 84W 광원에서 길고, 엽장과 엽폭은 54W(3watt/ chip) 혼합광원에서 긴 것으로 나타났다. 이는 광소자 당 3watt 고효율 LED소자의 결합이 전체 출력량(W 량)은 적어도 파장의 광합성유효광양자속(photo syntheticphoton flux, PPF)이 높게 나타나 작물의 생육에 영향을 미치는 것으로 본다. 이는 농업 현장에서 전기 에너지 및 시설비용 절감효과가 있는 것으로 생각된다. 광소자를 청색+적색 LED 혼합광원과 청색+적색+UV LED 혼합광원 광 조사시 청색+적색 LED 혼합광원에서 딸기의 엽병장 및 화경 트러스(truss)의 상대성장율(RGR)를 통계적으로 유의하게 증가시켰다. 청색+적+UV LED 혼합광원을 사용한 실험구의 딸기들이 엽병, 엽장, 엽폭, 화경 등에서 전반적인 초장과 생육이 억제된 것으로 나타났다. 생육기간 동안 실험구 중 LED를 PWM 방식을 선택하여 제어한 결과 소비전력에서 0.5~1(watt/h) 정도의 낮은 효과가 관측되었다. 실온 22.2 ֯C, 습도 60% 일 때 LED 3W로 구성된 54W 방열판의 온도는 48.1 ֯C로 가장 높아 딸기 엽온을 높인 요인으로 작용했다. 또한, 같은 규격 청색(3watt/chip)+적색(2watt/chip) LED 84W/2 방열판 온도는 35.1 ֯C와 PWM 제어시 방열판 온도는 32.4 ֯C로 약 2.7 ֯C 낮은 온도차를 보였다. 실험에서 사용한 S사의 LED 특성자료에 의하면 LED의 접합부 온도(junction temperature, Tj)는 청색 LED 145℃, 적색 LED 125℃, UV LED 125℃로 동작허용 최대온도이다. LED의 접합부 온도가 상승할 때 광 출력이 감소하며, 파장 변화특성이 일어난다. LED 접합부 내부의 열이 발생하기 때문에 방열판(heat sink)을 통해 열을 방출 시키거나 LED 광소자의 열 발생을 줄여야 한다. 실험결과에서, 오늘날 보편화 추세에 놓인 고효율 LED 광원들을 사용하여 시설재배에서 보광과 전조재배, 가정원예에 활용 가능하고, PWM 제어를 통하여 에너지절감, LED 광원의 높은 광 출력을 유지하며, 파장변화를 막고, 긴 수명관리에 도움이 될 것으로 판단된다.
본 연구는 현재 보편화 추세인 LED(light emitting diode) 인공광원을 이용해 수경재배시 적절한 인공광량 및 광질에 따른 딸기 생육특성을 밝히고자 하였다. 또한 LED(light emitting diode)의 PWM(Pulse wave modulation) 제어에 따른 효과를 알아보고, 광 환경조건을 개선하고자 딸기(Fragaria × ananassa Duch.) 품종 ‘Jukhyang’을 코코피트를 사용한 유기배지 자루재배(bag culture) 방식으로 LED 광원에서 재배하였다. LED는 식물성장용 고효율 LED로 식물성장에 큰 영향을 미치는 것으로 알려진 청색(455~460nm), 적색(655~665nm) 및 UV (370~380nm)파장대의 광원소자로 재배농가에서 쉽게 응용할 수 있게 제작하였다. 제작된 재배시스템에 각 광원별로 광파장대는 청색과 적색의 혼합광인 LED의 광 강도는 청색(중심파장 450nm), 적색(중심파장 660nm) 및 UV(중심파장 370nm)에서 최대값이 나타난 광원을 딸기에 조사하였다. 광소자를 청색+적색 LED 혼합광원과 청색+적색+UV LED 혼합광원 광 조사시 청색+적색 LED 혼합광원에서 딸기의 엽병장 및 화경 트러스(truss)의 상대성장율(RGR)를 통계적으로 유의하게 증가시켰다. 청색+적색+UV LED 혼합광원을 사용한 실험구의 딸기들이 엽병, 엽장, 엽폭, 화경 등에서 전반적인 초장과 생육이 억제된 것으로 나타났다. LED 54W(3watt/chip) 혼합광원과 청색(3watt/chip)+적색(2watt/chip) LED 84W 혼합광원의 비교에서 엽병장과 화경장은 청색(3watt/chip)+적색(2watt/chip) LED 84W 광원에서 길고, 엽장과 엽폭은 54W(3watt/ chip) 혼합광원에서 긴 것으로 나타났다. 이는 광소자 당 3watt 고효율 LED소자의 결합이 전체 출력량(W 량)은 적어도 파장의 광합성유효광양자속(photo syntheticphoton flux, PPF)이 높게 나타나 작물의 생육에 영향을 미치는 것으로 본다. 이는 농업 현장에서 전기 에너지 및 시설비용 절감효과가 있는 것으로 생각된다. 광소자를 청색+적색 LED 혼합광원과 청색+적색+UV LED 혼합광원 광 조사시 청색+적색 LED 혼합광원에서 딸기의 엽병장 및 화경 트러스(truss)의 상대성장율(RGR)를 통계적으로 유의하게 증가시켰다. 청색+적+UV LED 혼합광원을 사용한 실험구의 딸기들이 엽병, 엽장, 엽폭, 화경 등에서 전반적인 초장과 생육이 억제된 것으로 나타났다. 생육기간 동안 실험구 중 LED를 PWM 방식을 선택하여 제어한 결과 소비전력에서 0.5~1(watt/h) 정도의 낮은 효과가 관측되었다. 실온 22.2 ֯C, 습도 60% 일 때 LED 3W로 구성된 54W 방열판의 온도는 48.1 ֯C로 가장 높아 딸기 엽온을 높인 요인으로 작용했다. 또한, 같은 규격 청색(3watt/chip)+적색(2watt/chip) LED 84W/2 방열판 온도는 35.1 ֯C와 PWM 제어시 방열판 온도는 32.4 ֯C로 약 2.7 ֯C 낮은 온도차를 보였다. 실험에서 사용한 S사의 LED 특성자료에 의하면 LED의 접합부 온도(junction temperature, Tj)는 청색 LED 145℃, 적색 LED 125℃, UV LED 125℃로 동작허용 최대온도이다. LED의 접합부 온도가 상승할 때 광 출력이 감소하며, 파장 변화특성이 일어난다. LED 접합부 내부의 열이 발생하기 때문에 방열판(heat sink)을 통해 열을 방출 시키거나 LED 광소자의 열 발생을 줄여야 한다. 실험결과에서, 오늘날 보편화 추세에 놓인 고효율 LED 광원들을 사용하여 시설재배에서 보광과 전조재배, 가정원예에 활용 가능하고, PWM 제어를 통하여 에너지절감, LED 광원의 높은 광 출력을 유지하며, 파장변화를 막고, 긴 수명관리에 도움이 될 것으로 판단된다.
This study was conducted to examine effects of artificial light(LED) irradiation on plant growth of Strawberry (Fragaria ananssa. Duche.) under hydroponics in closed chamber. In addition, strawberries 'Jukhyang' in an organic medium with coco peat planting bags (Bag Culture) were grown in the way of...
This study was conducted to examine effects of artificial light(LED) irradiation on plant growth of Strawberry (Fragaria ananssa. Duche.) under hydroponics in closed chamber. In addition, strawberries 'Jukhyang' in an organic medium with coco peat planting bags (Bag Culture) were grown in the way of the LED light source to investigate the effects of PWM (Pulse wave modulation) control of LED and to improve light environment. In comparison with the blue + red LED mixed light source and blue + red + UV LED mixed light source, It was a statistically significant increase in the leaf length and flower truss of the strawberry relative growth rate of in blue + red LED mixed light source. but, the leaf stalk, leaf width, leaf and flower stalk was suppressed in the strawberry of experimental group using the blue + red + UV LED mixed light source. In comparison with the blue (3 watt/chip) + red (3 watt/chip) LED 54W mixed light source and blue (3 watt/chip) + red (2 watt/chip) LED 84W mixed light source, the leaf stalk length and flower stalk width of blue (3 watt/chip) + red (2 watt/chip) LED 84W light source and the leaf lengh and leaf width of 54W (3 watt/chip) mixed light source were long. Although the total power of the device (W amount) of the highly efficient LED 54W (3 watt/chip) is little, photo syntheticphoton flux of light wave is high, it was appeared to affect the growth of crops. In the agricultural field, this is conducive to reducing electrical energy and the facility cost. During the experimental period, the LED controlled by the PWM was observed the effect of low on the power consumption about 0.5 ~ 1 watt/h. At ambient temperature 22.2 ֯ C, humidity 60 %, the heat sink temperature of the blue (3 watt/chip) + red (2 watt/chip) LED 84 W/2 mixed light source is 35.1 ֯ C. but, It is 32.4 ֯ C that heat sink temperature controlled by PWM, it showed a low temperature difference about 2.7 ֯ C. In LED characteristics with technical data of LED maker, the LED junction temperature (Tj ) is a blue LED 145 ℃, the red LED 125 ℃, UV LED 125 ℃ that maximum temperature is allowed to operate. The important characteristics of the LED is that the optical output decreases and wavelength characteristics change takes place when the temperature rises. In the experiment result, it is possible use light cultivation and supplemental light in greenhouse cultivation and in home gardening using a high efficiency LED light source placed in the trend of universalization of today. Through the PWM control, energy saving and reduces the LED junction temperature. it is believed that maintaining a high light output of the LED, preventing a change in wavelength, to be useful for long life management.
This study was conducted to examine effects of artificial light(LED) irradiation on plant growth of Strawberry (Fragaria ananssa. Duche.) under hydroponics in closed chamber. In addition, strawberries 'Jukhyang' in an organic medium with coco peat planting bags (Bag Culture) were grown in the way of the LED light source to investigate the effects of PWM (Pulse wave modulation) control of LED and to improve light environment. In comparison with the blue + red LED mixed light source and blue + red + UV LED mixed light source, It was a statistically significant increase in the leaf length and flower truss of the strawberry relative growth rate of in blue + red LED mixed light source. but, the leaf stalk, leaf width, leaf and flower stalk was suppressed in the strawberry of experimental group using the blue + red + UV LED mixed light source. In comparison with the blue (3 watt/chip) + red (3 watt/chip) LED 54W mixed light source and blue (3 watt/chip) + red (2 watt/chip) LED 84W mixed light source, the leaf stalk length and flower stalk width of blue (3 watt/chip) + red (2 watt/chip) LED 84W light source and the leaf lengh and leaf width of 54W (3 watt/chip) mixed light source were long. Although the total power of the device (W amount) of the highly efficient LED 54W (3 watt/chip) is little, photo syntheticphoton flux of light wave is high, it was appeared to affect the growth of crops. In the agricultural field, this is conducive to reducing electrical energy and the facility cost. During the experimental period, the LED controlled by the PWM was observed the effect of low on the power consumption about 0.5 ~ 1 watt/h. At ambient temperature 22.2 ֯ C, humidity 60 %, the heat sink temperature of the blue (3 watt/chip) + red (2 watt/chip) LED 84 W/2 mixed light source is 35.1 ֯ C. but, It is 32.4 ֯ C that heat sink temperature controlled by PWM, it showed a low temperature difference about 2.7 ֯ C. In LED characteristics with technical data of LED maker, the LED junction temperature (Tj ) is a blue LED 145 ℃, the red LED 125 ℃, UV LED 125 ℃ that maximum temperature is allowed to operate. The important characteristics of the LED is that the optical output decreases and wavelength characteristics change takes place when the temperature rises. In the experiment result, it is possible use light cultivation and supplemental light in greenhouse cultivation and in home gardening using a high efficiency LED light source placed in the trend of universalization of today. Through the PWM control, energy saving and reduces the LED junction temperature. it is believed that maintaining a high light output of the LED, preventing a change in wavelength, to be useful for long life management.
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