김등과 Kim등이 재발한 공정묘 생산용 풍동을 사용하여, 인공광하의 묘개체군내외에서 기온, 상대습도 및 포차(vapour pressure deficit) 등의 미기상 특성에 미치는 기류속도의 효과를 분석하였다. 기온차의 최고치가 초장 근처에서 나타났으며, 이러한 결과는 공정묘의 생육이 진행될수록 더욱 분명하게 나타났다. 묘개체군 내부에서는 배지 또는 엽으로부터의 증발산으로 인하여 개체군 외부에서의 기온에 비해서 0.7-l.4℃ 정도 낮게 나타났는데, 기류속도가 낮을수록 기온차가 높게 나타났다. 묘개체군 내부의 상대습도 분포에 미치는 기류속도의 영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 기류속도가 증가할수록 묘개체군 내외에서의 상대습도차는 작게 나타났는데, 이것은 기류속도의 증가에 따라 엽에서의 water potential이 감소되었기 때문인 것으로 판단된다. 배지표면으로부터의 높이가 증가함에 따라 포차가 증가하였다. 이와 같은 결과는 수증기 유속의 흐름이 상방향으로 이루어짐을 의미하는 것이다. 생육단계에 따른 포차의 변화는 엽면적 지수가 클수록 수직방향으로의 기울기가 크게 나타났다. 한편, 후부에서의 상대습도 및 포차는 중앙부에서 보다 약간 낮게 나타났다. 기류속도에 따라 묘개체군의 수직방향 및 기류진행방향으로 기온, 상대습도 및 포차의 기울기가 크게 나타났는데, 이러한 미기상 요소의 기울기는 묘개체군의 불균일 생장을 초래할 수 있다.

Experiment was performed in a newly developed wind tunnel with light system to determine the aerodynamic resistance and eddy diffusivity above the plug stand under artificial light. Maximum air temperature appeared near the top of the plug stand under artificial light. Since Richardson number was ranged from -0.07 to +0.01, the atmosphere above the plug stand in wind tunnel was in an unstable or near- neutral stability state. The average aerodynamic resistance at rear region of plug stand was 25 % higher than that at middle region. Eddy diffusivity(KM) linearly increased with the increasing air current speed. KM at air current speed of 0.9 m.s-1 was about two times as many as that at air current speed of 0.3 m.s-1. And average KM at the rear region was 15% lower than that at the middle region. These results indicated that the diffusion of heat and mass along the direction of air current inside the plug stand was different. It might cause the lack of uniformity in the growth and quality of plug seedlings. The wind tunnel developed in this study would be useful to investigate the effects of air current speed on microclimates and the growth of plug seedlings under artificial light in a semi- closed ecosystem.

Background : This study was performed to investigate by antioxidant activity, total phenolic contents, total flavonoid contents, and effective component of Astragalus membranaceus treated with different artificial light Sources (fluorescent lamp, red, blue, green, white, LEP). Methods and Results : We investigated the effects of various artificial light sources on the DPPH radical activity, total phenol and flavonoid contents, tyrosinase activity and main flavonoid compounds contents (formononetin and calycosin) and other biological activities in A. membranaceus. Antioxidant activities were 53.6% as the highest level of activity under LEP light. Growth under LEP light also produced the highest total phenolic and flavonoid contents of 36.05 and 5.94 mg/ml, respectively. Extracts from plants grown under LEP light caused the highest inhibition of tyrosinase activity with inhibition of 35.37, 61.87, and 65.49%, respectively, for extract concentrations of 100 μg/ml, 500 μg/ml, and 1000 μg/ml compared with other artificial light treatments. Conclusion : Little information is available on the influence of LED and LEP light sources on antioxidant production or other biological activities in A. membranaceus. Our goal in this study was to determine the effects of LED and LEP artificial light sources on the production of new functional compounds in A. membranaceus.

이 연구는 폐쇄형 식물공장 시스템 내에서 LED 펄스광의 튜티비 및 광도(PPFD)가 상추의 생장 및 광합성률에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 파종 3주 후 ‘청치마’ 및 ‘청치마’ 실생묘를 bar-type LED(red:blue:white = 5:2:1) 하에서 4주간 생육시켰다. LED 펄스(on/off) 간격은 연속조사(continuous), 200/200μs, 133/266μs, 100/300μs의 4가지로 설정하였는데, 이를 듀티비(duty ratio, DR, 한 주기 대비 점등시간 비율)로 표시하면 각각 100%, 50%, 33%, 25%였다. 이때 광도(PPFD)는 DR 100, 75, 50% 처리에서는 두 수준[고광(high light, HL), 저광(low light, LL)]으로 처리되었고, 광주기는 16시간이었다. 식물공장 내부의 온도는 주야간 20±2°°C, 상대습도는 약 70±10%로 유지되었다. 양액은 온도 20±2°C, EC는 1.2mS·cm-1, pH는 5.8±0.2로 유지되었고, NFT 방식으로 공급되었다. 처리 4주 후 ‘청치마’ 상추의 생체중과 건물중은 DR 100% HL 하에서 가장 높았고, DR 75% HL 및 DR 50% HL과는 유의차가 없었다. 엽수, 엽면적, 잎 두께(비엽면적의 역수)는 DR 100%, 75%, 50%의 HL처리에서 유의하게 큰 값을 나타내었다. 광이용효율(LUE)은 PPFD에 관계없이 연속광보다 펄스광 처리에서 높게 나타났으며, 특히 DR 25% HL 하에서 가장 높았고, DR 75% HL과 DR 50% HL 처리도 DR 100% HL보다 높은 값을 보였다. ‘적치마’ 상추의 생체중과 건물중은 DR 100% HL 하에서 가장 컸고, DR 100% LL, DR 75% HL, DR 50% HL 하에서 두번째로 컸다. LUE는 ‘청치마’와 같이 연속광보다 펄스광 하에서 높았다. 두 품종의 광합성 속도는 적산 PPFD에 비례하였으며, DR의 효과는 적었다. 결론적으로 펄스광은 상추의 LUE를 높이므로 LED를 광원으로 사용하는 폐쇄형 식물공장의 에너지 절감에 기여할 수 있을 것이다.

본 연구는 실내에서 활용할 수 있는 분화식물인 엘라티올베고니아(Begonia xhiemalis) ‘Camilla’와 랜디제라늄(Pelargonium crispum) ‘Angeleyes Randy‘의 생육에 미치는 7가지 인공광원의 영향을 비교하고자 수행되었다. 식물체들은 fluorescent lamp(FL) tube-type(tube)+bulb-type(bulb), LED tube, FL tube+LED bulb, FL bulb+halogen lamp(HL), high pressure sodium lamp(HPS), metal halide lamp(MH), mercury lamp(MC) 단독 및 혼합광원 하에서 100일간 유지되었고, 환경조건은 온도 22±2℃, 광도 25±2μmol․m-2․s-1, 일장 16시간이었다. B. xhiemalis ‘Camilla’에 있어서 초장, 초폭, 엽수는 광원의 영향을 받지 않았으나, 엽록소 함량은 FL tube+LED bulb 혼합광에서 많았으며 HPS에서 적었다. 누적 꽃 수는 FL bulb+HL에서 91.8개로 가장 많았으며, MC 조사구에서 58.5개로 적었다. 화폭은 MH 단독광에서 4.8cm로 가장 컸으며, MC 처리구에서 3.6cm로 작았다. 생체중과 건물중은 MH 광원 하에서 가장 높았다. P. crispum ’Angeleyes Randy‘에 있어서 초장은 HPS 하에서 가장 길었고 다른 모든 광원들과 유의차가 있었으나, 초폭은 광원간 차이가 없었다. 엽록소 함량은 FL tube+LED bulb에서 가장 높았고 FL bulb+HL 혼합광, HPS 광원과는 처리간 유의차가 있었다. 누적 개화수에 있어서는 MH 단독광에서 71.3개로 가장 많았으며, FL (tube+bulb) 혼합광에서 50.6개로 가장 적었다. 화폭과 생체중은 광질별로 차이가 없었다. 건물중은 MH 하에서 높았으며 FL (tube+bulb)와는 차이가 있었다. 이상의 결과, 본 실험에 사용된 2종의 식물 생육은 인공광원 중에서 MH가 가장 적합한 보광원임을 알 수 있었다.