본 연구는 아이스플랜트의 기능성 소금 대체제로서의 가능성을 조사하고자 천연 및 정제소금과의 NaCl, Dpinitol, 총 페놀, 총 플라보노이드 및 DPPH 라디칼 소거능에 대한 기초자료를 비교 조사하였다. 아이스플랜트 동 결건조분말의 NaCl 함량을 분석한 결과 19%이었고 Dpinitol의 함량은 777 mg/100 g으로 천일염 및 정제염에 비해 NaCl 함량은 유의적으로 낮으나 D-pinitol을 함유하고 있어 건강기능성에는 도움이 될 것으로 사료된다. 또한, 아이스플랜트 동결건조분말의 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 115 mg/100 g 및 985 mg/100 g을 함유 하고 있어 DPPH라디칼 소거능의 항산화효과를 갖는 것으로 나타났다. 따라서 아이스플랜트 분말의 bioactive compound을 함유한 대체 소금 천연소재로서 가능성을 확인한 기초 연구를 제공하였다.

본 연구는 식물공장에서 광 조사조건에 따른 아이스플랜트의 생육변화를 확인하고자 한다. 광조절을 통해 최적 생장 조건을 구명하고 식물공장 내부의 에너지 절감과 고부가가치 작물 개발을 통한 경제성 문제해결의 기초자료로 활용하고자 한다. 실험은 LED이용 식물공장에서 8개 베드에 각각 다른 광조건 을 처리하여 실험을 하였다. 실험구는 일일 광조사시간을 12시간, 16시간으로 하여 각각 4처리를 두었 으며, 동일한 명기를 지닌 4개의 실험구는 광의 On/Off처리를 하여 반복 실시하였다. 그 결과 아이스 플랜트 생육은 명기를 16시간으로 처리한 조건에서 12시간 처리에 비해 우수하였다. 동일한 명기 조건 내에서는 광의 On/Off처리를 반복 실시한 실험구에서 생육이 양호하였다. 아이스플랜트는 광 스트레스 에 의해 C3에서 CAM으로 광합성 경로를 전환하는 식물임에 따라 광의 On/Off처리가 계속적으로 광을 조사한 실험구에 비해 광 스트레스를 적게 받는 것으로 판단된다.

식물의 생육과 생산성을 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.)의 작물생장률, 상대생장률, 지상부 생체 중과 건물중, 수확시기, 상품률과 상품수량과 같은 생육과 수확 요인들을 쉽게 읽을 수 있는 재식밀도-생육-수확 (PGH) 도표를 만들기 위함이다. 광도 140μmol·m-2·s-1과 일 장 12시간 주기로, 3파장 형광등을 이용한 완전제어형 식물공장 시스템에서 박막수경 재배하였다. 4가지 재식밀도 (15×10cm, 15×15cm, 15×20cm와 15×25cm) 하에서 생육과 수량을 분석하였다. 재식밀도가 증가할수록 어느 한계까지는 식물체당 생체중과 건물중은 증가하는 경향이었으며, 단위면적당 생체중인 수량 또한 같은 경향을 보였다. 작물 생장률, 상대생장률과 lost time은 2차 등식 형태를 보였으며, 지상부 생체중과 건물중은 직선적인 관계를 보였다. 이러한 등식을 이용하여 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들었다. 예를 들면, 15×20cm 재식밀도와 식물체당 생체 중 100g에서 수확할 경우, 재식주수, 작물생장률, 상대생장률, lost time, 식물체당 건물중, 수확시기와 수량은 각각 33plants/m2, 20g·m-2·d-1, 0.27g·g-1·d-1, 22days, 2.5g/plant, 정 식 후 26일과 3.2kg·m-2이었다. 이 도표를 가지고 적어도 2 가지 요인 예를 들면, 재식밀도와 수확요인 중 하나만 알면, 작물생장률, 상대생장률, lost time과 같은 생육 요인과 지상부 생체중, 지상부 건물중, 수확시기와 수량과 같은 수확 요인들을 쉽게 구할 수 있다. 이러한 도표는 다양한 작물의 생육과 수량 요인을 예측할 수 있어 완전제어형 식물 생산 시스템 설계를 위해 유용한 도구가 될 것이다.

본 연구는 인공광 이용형 식물공장에서 common ice plant를 재배하였을 때 생육에 대한 적합한 배양액 조성, 배양액 산도, 급액 간격, 광도 및 재식거리를 알아보고자 수행되었다. 식물공장 유형은 완전제어형 식물공장형태로 인공광원은 삼파장 형광등을 사용하였으며, 광주기는 12시간 일장주기였다. 수경재배시스템은 3단으로 구성된 박막수경시스템이었다. 식물공장내 온도, 상대습도와 이산화탄소 농도는 ON/OFF 제어하였다. 배양액은 일본원예시험장액과 식물체 분석으로 개발 배양액을 가지고 비교 실험 하였다. 배양액의 산도와 급액 간격 실험은 pH 6.0과 7.0 그리고, 5분 간격과 10분 간격으로 순환할 경우 생육 차이를 알아보았다. 광도는 90과 180μmol·m-2·s-1 2처리 하였다. 재식거리는 열간 간격을 15cm로 고정한 후, 열내 간격 10cm, 15cm, 20cm와 25cm 4처리로 처리하였다. 적당한 배양액의 조성은 N 7.65, P 0.65, K 4.0, Ca 1.6과 Mg 1.0mM·L-1이었다. 지상부 생체중과 건물중은 pH 6과 7 그리고 5분 간격과 10분 간격 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 지상부 생체중과 건물중은 광도 180μmol·m-2·s-1에서 높았다. 재식 거리가 증가할수록, 단위면적당 생체중과 건물중은 감소 하는 경향을 보였다. 식물 생산 시스템에서 common ice plant 생육에 적합한 배양액 관리(조성, pH와 급액간격) 와 재배관리(광도와 재식밀도)를 알아본 결과, 생육에 적합한 배양액 조성으로 pH 6.0-7.0로, 급액 10분 간격 으로 공급해 주는 것이 좋으며, 광도 180μmol·m-2·s-1와 재식밀도 15×15cm로 재배하는 것이 좋을 것으로 판단 된다.

본 연구는 인공광 이용형 common ice plant 식물공장 설계를 위한 기초자료를 확보하고자 수행되었다. 인공광 이용형 식물공장에서 작물의 광합성을 위해 필요한 광도는 120~200μmol·m−2·s−1, 탄소 고정률은 0.84nmolCO2·cm−2·s−1 이었다. 1주의 점유 면적 0.0225m2(15×15cm), 광도 200μmol·m−2·s−1, 하루 1,000주 생산을 가정할 경우, 식재 주수는 25,000주, 563m2의 재배면적이 필요하며, 전체 광도는 140,625μmol·s−1가 필요하게 된다. 하루 전력 약 153.2kW 기준으로 약 2,785개의 55W 형광등이 필요하며, 1개월 전기요금은 246만원(농업용 전력(을))이 된다. 또한 조명 설비 비용 2,785만원, 설비 비용 8,356만원과 전체 생산 비용 10,027만원이 소요된다. 재배기간 25일(325일 생산), 상품화율 80%에 따른 1주 당 생산 비용은 인건비 포함하여 약 370원이 된다. 경비 총합, 감가 상각비와 연간 판매수입을 고려해볼 때, 1주당 판매 비 용은 970원 이상으로 판단되었다.