초창기 식물공장은 백열등, 형광등, 고압나트륨등, 메탈 할라이드등을 주로 사용하였다. 하지만 식물의 생육에 영향을 주는 빛은 특정 파장 대역으로 제한되어 있다는 연구결과로 인하여 기존 인공광원에서 LED 광원으로 대체되고 있는 추세이다.
본 논문은 특정 파장 대역만을 선택적으로 사용 가능한 식물성장용 LED 광원과 식물재배시스템을 제작하여 다양한 광질에서 동일한 광합성광량자속밀도(...
초창기 식물공장은 백열등, 형광등, 고압나트륨등, 메탈 할라이드등을 주로 사용하였다. 하지만 식물의 생육에 영향을 주는 빛은 특정 파장 대역으로 제한되어 있다는 연구결과로 인하여 기존 인공광원에서 LED 광원으로 대체되고 있는 추세이다.
본 논문은 특정 파장 대역만을 선택적으로 사용 가능한 식물성장용 LED 광원과 식물재배시스템을 제작하여 다양한 광질에서 동일한 광합성광량자속밀도(PPFD)일 때 식물생육(무순, 청치마상추)에 미치는 영향에 대해 연구하는 것이다. LED 광원은 적색광, 청색광, 백색광을 조합하여 단색광 4개(적색,청색, 녹색, 백색), 혼합광 6개(적색1+청색1, 적색1+청색2, 적색2+청색1, 적색7+청색2, 백색1+적색2+청색1, 백색2+청색1)로 제작하였다. 또한 광 특성, 광 강도에 변화의 따른 조도 및 PPFD의 특성과 식물재배시스템을 이용하여 식물생육(무순, 청치마상추)을 분석하였다.
연구결과 제작한 LED 광원의 광 효율은 적색1+청색2광이 9.9[lm/W]로 낮았으며 백색광이 125[lm/W]로 높은 것을 확인하였다. 조도와 PPFD는 광 세기가 증가하면 비례 상승함을 확인하였다. 무순은 25[] PPFD일 때 녹색광이 성장속도가 높았고 백색2+청색1 혼합광이 성장속도가 낮았다. 50[] PPFD일 때 녹색광이 성장속도가 높았고 적색2+청색1 혼합광이 성장속도가 낮았다. 100[] PPFD일 때 적색광이 성장속도가 높았고 백색2+청색1 혼합광이 성장속도가 낮은 것을 확인했다. 청치마상추는 25[] PPFD일 때 적색광이 성장속도가 높았고 청색광이 성장속도가 낮았다. 50[] PPFD와 100[] PPFD일 때 적색광이 성장속도가 높았고 적색1+청색1 혼합광이 성장속도가 낮은 것을 확인했다. 이와 같이 식물의 종류에 알맞은 PPFD를 조절한다면 고품질의 식물을 생산할 수 있을 것으로 보인다.
초창기 식물공장은 백열등, 형광등, 고압나트륨등, 메탈 할라이드등을 주로 사용하였다. 하지만 식물의 생육에 영향을 주는 빛은 특정 파장 대역으로 제한되어 있다는 연구결과로 인하여 기존 인공광원에서 LED 광원으로 대체되고 있는 추세이다.
본 논문은 특정 파장 대역만을 선택적으로 사용 가능한 식물성장용 LED 광원과 식물재배시스템을 제작하여 다양한 광질에서 동일한 광합성광량자속밀도(PPFD)일 때 식물생육(무순, 청치마상추)에 미치는 영향에 대해 연구하는 것이다. LED 광원은 적색광, 청색광, 백색광을 조합하여 단색광 4개(적색,청색, 녹색, 백색), 혼합광 6개(적색1+청색1, 적색1+청색2, 적색2+청색1, 적색7+청색2, 백색1+적색2+청색1, 백색2+청색1)로 제작하였다. 또한 광 특성, 광 강도에 변화의 따른 조도 및 PPFD의 특성과 식물재배시스템을 이용하여 식물생육(무순, 청치마상추)을 분석하였다.
연구결과 제작한 LED 광원의 광 효율은 적색1+청색2광이 9.9[lm/W]로 낮았으며 백색광이 125[lm/W]로 높은 것을 확인하였다. 조도와 PPFD는 광 세기가 증가하면 비례 상승함을 확인하였다. 무순은 25[] PPFD일 때 녹색광이 성장속도가 높았고 백색2+청색1 혼합광이 성장속도가 낮았다. 50[] PPFD일 때 녹색광이 성장속도가 높았고 적색2+청색1 혼합광이 성장속도가 낮았다. 100[] PPFD일 때 적색광이 성장속도가 높았고 백색2+청색1 혼합광이 성장속도가 낮은 것을 확인했다. 청치마상추는 25[] PPFD일 때 적색광이 성장속도가 높았고 청색광이 성장속도가 낮았다. 50[] PPFD와 100[] PPFD일 때 적색광이 성장속도가 높았고 적색1+청색1 혼합광이 성장속도가 낮은 것을 확인했다. 이와 같이 식물의 종류에 알맞은 PPFD를 조절한다면 고품질의 식물을 생산할 수 있을 것으로 보인다.
Initial plant factories often used glow lamp, fluorescent light, high voltage sodium, metalhalide and so on. However, previous artificial light source tends to be replaced with LED light source, due to the finding that the light affecting the growth of plant is limited to a specific wavelength band....
Initial plant factories often used glow lamp, fluorescent light, high voltage sodium, metalhalide and so on. However, previous artificial light source tends to be replaced with LED light source, due to the finding that the light affecting the growth of plant is limited to a specific wavelength band.
This study investigates how the growths of plants (radish and leaf lettuce) are affected, when Photosynthesis Photon Flux Density(PPFD) is constant at different light qualities by producing plant cultivation system and LED light source for plant growth, which can selectively use only a specific wavelength area. The LED light source is created with 4 monothromatic lights (red, blue, green and white light), 6 mixed lights (red1+blue1, red1+blue2, red7+blue2, white1+red2+blue1, white2+blue1), by combining red, blue, green, white light. In addition, the plant growths (radish and leaf lettuce) are analyzed by using plant cultivation system, PPFD system and luminous intensity according to changes of trait and strength of light.
The findings show that the light efficiencies of LED light source produced are low for red1+blue2 light (9.9[[lm/W]) and high for white light (125[lm/W]), respectively. And luminous intensity and PPFD are found to be proportionately increased as light intensity is increased. For radish, green light exhibits high growth rate and mixed light (white2+blue1) does low one at 25[] PPFD; red light and mixed one (white2+blue1) show high and low growth rate, respectively at 100[] PPFD. For leaf lettuce, red and blue light exhibit high and low growth rate, respectively at 25[] PPFD; red and mixed(red1+blue1) light are verified to be high and low one, respectively at 50[] and 100[] PPFD. Therefore, if the PPFD is adjusted for each kind of plant, the growth of plant is affected and high-quality plants may be produced.
Initial plant factories often used glow lamp, fluorescent light, high voltage sodium, metalhalide and so on. However, previous artificial light source tends to be replaced with LED light source, due to the finding that the light affecting the growth of plant is limited to a specific wavelength band.
This study investigates how the growths of plants (radish and leaf lettuce) are affected, when Photosynthesis Photon Flux Density(PPFD) is constant at different light qualities by producing plant cultivation system and LED light source for plant growth, which can selectively use only a specific wavelength area. The LED light source is created with 4 monothromatic lights (red, blue, green and white light), 6 mixed lights (red1+blue1, red1+blue2, red7+blue2, white1+red2+blue1, white2+blue1), by combining red, blue, green, white light. In addition, the plant growths (radish and leaf lettuce) are analyzed by using plant cultivation system, PPFD system and luminous intensity according to changes of trait and strength of light.
The findings show that the light efficiencies of LED light source produced are low for red1+blue2 light (9.9[[lm/W]) and high for white light (125[lm/W]), respectively. And luminous intensity and PPFD are found to be proportionately increased as light intensity is increased. For radish, green light exhibits high growth rate and mixed light (white2+blue1) does low one at 25[] PPFD; red light and mixed one (white2+blue1) show high and low growth rate, respectively at 100[] PPFD. For leaf lettuce, red and blue light exhibit high and low growth rate, respectively at 25[] PPFD; red and mixed(red1+blue1) light are verified to be high and low one, respectively at 50[] and 100[] PPFD. Therefore, if the PPFD is adjusted for each kind of plant, the growth of plant is affected and high-quality plants may be produced.
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