Light plays an important role in fruit-body development and morphology during Pleurotus spp. cultivation. To understand the effects of light color on fruit-body properties, we evaluated the fruit-body characteristics of Pleurotus spp. varieties cultivated under blue, red, and purple LED light sources. The main results are as follows: The overall fruit-body shape showed differences depending on the color of the LED light. The fruit-bodies of mushroom cultivated under blue and purple light were generally similar to the mushroom shapes typically produced, while those of mushroom cultivated under green light were abnormally shaped, probably due to the absence of effective light source. The average cap lightness of mushrooms cultivated under blue, green, and purple LED lights was 57.0, 57.4, and 59.4, respectively. The average cap lightness of all varieties except Wonhyeong1ho and Hwang-geumsantari cultivated under the three LED light sources were statistically significantly different (P<0.05). The cap redness varied significantly depending on the LED lighting and variety. Only Gonji7hoM, the cap color mutant of Gonji7ho, showed negative cap redness values under all three LED light sources. Among the eight varieties excluding Gonji7ho, the highest cap redness was observed when cultivated under the blue LED. The average harvest weight of the varieties cultivated under purple, blue, and green LED light were 68.0, 58.3, and 50.1 g, respectively. The yield of Gonji7ho, the mushroom variety with the highest yield, cultivated under blue, green, and purple LED light were 92.8, 77.1, and 98.6 g, respectively. The earliness when grown under the purple, blue, and green LED lights were 5.3, 5.8, and 5.8 days, respectively. Among the varieties, six, three, and two cultivars showed the shortest earliness under the purple, green, and blue LED, respectively. The fruit-body lengths were 66.4, 51.8, and 46.8 mm when cultivated under green, purple, and blue lights, respectively. These results are expected to serve as a foundation for producing mushrooms with traits demanded in the market.

Currently, yellow phosphor of Y3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce) fluorescent material is applied to a 450~480nm blue LED light source to implement a white LED device and it has a simple structure, can obtain sufficient luminance, and is economical. However, in this method, in terms of spectrum analysis, it is difficult to mass-produce white LEDs having the same color coordinates due to color separation cause by the wide wavelength gap between blue and yellow band. There is a disadvantage that it is difficult to control optical properties such as color stability and color rendering. In addition, this method does not emit purple light in the range of 380 to 420nm, so it is white without purple color that can not implement the spectrum of the entire visible light spectrum as like sunlight. Because of this, it is difficult to implement a color rendering index(CRI) of 90 or higher, and natural light characteristics such as sunlight can not be expected. For this, need for a method of implementing sunlight with one LED by using a method of combining phosphors with one light source, rather than a method of combining red, blue, and yellow LEDs. Using this method, the characteristics of an artificial sunlight LED device with a spectrum similar to that of sunlight were demonstrated by implementing LED devices of various color temperatures with high color rendering by injecting phosphors into a 405nm deep blue LED light source. In order to find the spectrum closest to sunlight, different combinations of phosphors were repeatedly fabricated and tested. In addition, reliability and mass productivity were verified through temperature and humidity tests and ink penetration tests.

본 연구는 콜레마니진디벌의 품질확인장치에 적용할 수 있는 LED 광원을 선발하기 위하여 수행되었다. 4개의 LED 광원(385, 405, 450, 및 660 nm)을 대조구로 5,000k 백색 LED를 사용하여 Y자관 시험에서 선택시험을 수행한 결과, 385 nm LED 광원만 콜레마니진디벌에 대한 유인효과가 있었다. 하지만 3개의 LED 광원(385, 405, 및 450 nm)과 대조구로 5,000k 백색 LED를 사용하여 비선택시험을 수행한 결과, 450 nm > 385 nm > 405 nm 광원 순으로 유인효과가 높았으나 450 nm와 385 nm 광원간 유의차는 없었다. UV-A에 속하는 385 nm LED 광원은 피부질환을 초래할 수 있는 우려가 있어 제외하였고, 최종 450 nm LED 광원을 콜레마니진디벌 품질확인장치에 적용할 광원으로 선발하였다. 450 nm LED 광원을 콜레마니진디벌 우화기구에 적용한 결과, 87.4%의 높은 유인효과를 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 천적 품질관리에 유 용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

Water disinfection using UV-LED(Light emitting diode) has many advantages, such as smaller footprint and power consumption as well as relatively longer lifespan than those of conventional mercury-UV lamps. Moreover, UV-LED disinfection is considered an environmentally benign process due to its mercury-free nature. In this study, disinfection using an LED module emitting 275nm UV was carried out. 384 UV-LEDs were put into a cylinder tube with a capacity of 1.7 liters. The UV intensity of the UV-LED module was controlled from 1.7 to 8.4 mW/cm2. The disinfection efficiency for the model microorganism solutions(E. coli ) was monitored. As the UV intensity(I) and contact time(t) varied, inactivation of the microorganisms from 2 to 4-log-removals(i.e., 99 to 99.99% of disinfection efficiency) was achieved. Disinfection using UV-LED was followed to 1st order reaction and the reaction rate constant, k was determined. In addition, the relationship between UV intensity(I) and contact time(t) in order to obtain 99.99% of disinfection efficiency was modeled: I1.2∙𝑡= 460, which indicates that the product of UV intensity and contact time requiring 4-log-removals is always constant.

We measured the antioxidant activities of Oak mushroom (Lentinula edodes) in browned sawdust medium under conditions of varying LED sources and amounts of light. Consequently, exposure to 200Lx blue LED resulted in highly efficient browning; the most efficient browning was shown at 200Lx, regardless of the type of luminous source. We identified that quantities obtained with the blue luminous source increased compared to those in other treatment plots. The DPPH radical scavenging test conducted to examine antioxidant activity revealed that the red luminous source caused high radical scavenging compared to efficient browning. The fruiting body for Nongjin-go, as a treatment plot with the highest scavenging, under a 400Lx red luminous source was 34.3±1.80% and that for ‘Sanjo 701’ at a 300lx red luminous source was 32.99±1.58%. The polyphenol content, reported to be correlated with DPPH radial scavenging, showed no similar correlation in the ‘Nongjin-go’ variety. By contrast, ‘Sanjo 701’ showed a similar association.

In order to study for the growth of fish in the aquaculture industry, the behavior analysis of rock bream (Oplegnathus fasciatus) depending on the temperature and LED lights was conducted. In this study, water temperatures from 10 to 30 degrees were used. One red light (wave length: 622 nm; light power: 811 mW) and one green light (wave length: 518 nm; light power: 648 mW) were used. Behavior of the rock bream was analyzed at an average moving distance for one minutes (AMD) and a rate of movement. The mean AMD were respectively 5.3 m, 7.3 m and 3.0 m in the red LED light, green LED light and control condition. The mean rates of movement were 77%, 88% and 61% respectively in the red LED light, green LED light and control condition. The mean AMD during 24 hours were 3.1 m, 3.1 m and 3.3 m respectively in the red LED light, green LED light and control condition.

표고(Lentinula edodes)는 우리나라에서 주로 재배 및 식용되고 있으며, 특유의 향과 맛을 지니고 있어 그 소비가 점차 증가하고 있다. 또한 항암효과와 고혈압, 동맥경화 등 기능성 효과가 증명되어 웰빙을 넘는 힐빙 음식으로 대두되고 있다. 우리나라 표고 재배방식은 원목재배에서 톱밥 봉지재배로 변화함에 따라 배지 표면에 나무 표피와 같은 역할을 할 수 있도록 갈변시키는 단계가 필요해졌다. 갈변된 배지는 외부 공기와 접 촉시에도 쉽게 다른 균이 오염되지 않고, 배지 내 수분증발을 억제하여 버섯발생에 도움을 주기 때문에 필 요한 단계이지만 배지의 갈변을 위해서는 매우 긴 기간이 소요된다. 따라서 표고 봉지재배시 배지의 갈변을 촉진시키는 연구가 요구되기 때문에 LED 광원 종류 및 세기에 따른 표고배지 갈변효율을 색도계를 이용하여 Lab색도를 측정하였다. 품종은 농진고와 산조701호를 사용하였고, LED 광원은 청색, 녹색, 백색, 적색을 100~500㏓로 설정한 후 봉지배지에 상, 중, 하로 구분하여 기간에 따른 색도변화를 측정하였다. 10일 간격으로 확인한 결과 40일차에서 농진고는 청색 200㏓ L값이 41.75(±1.61)로 가장 낮은 값을 나타내었고, 녹색은 300㏓에서 45.43(±3.01), 백색은 200㏓에서 46.85(±5.52) 순이었다. 광원 종류별 L값은 청색에서 가장 큰 감소를 보였고 백색, 녹색, 적색 순이었다. 산조701호는 농진고에 비해 L값이 적게 떨어지는 것을 확인하였고, 광원 종류별 L값의 감소는 농진고와 같은 경향을 보여 청색, 백색, 녹색, 적색 순으로 나타났다.

참외 육묘 시설 내에서 우수한 품질의 모종을 생산하기 위한 LED 광원의 이용 가능성을 검토하기 위해 접목 활착 후 20일 동안 광원과 광도를 달리하여 묘소질과 정식 후 생육을 비교하였다. 광원은 청색광(B), 적청색 혼합광원(RB3, RB7)을 이용하였고, 광도(PPFD)는 50, 100, 200μmol·m-2·s-1로 처리하였다. 조명시간은 일출 (7:30) 전 2시간과 일몰(17:30) 후 2시간씩 하루에 총 4 시간을 처리하는 일장연장법을 이용하였다. 참외 지상부 의 생장지표인 접수 길이와 줄기직경은 청색광의 비율이 높을수록 길어지고 굵어지는 경향을 나타내었다. 적청색 혼합광원(RB3)이 다른 광원들에 비해 건물률과 조직의 충실도가 높은 경향이었다. 광합성률은 적색광의 비율이 높을수록 증가하였으며, RB7 200μmol·m-2·s-1처리구에서 5.44μmolCO2·m-2·s-1로 가장 높았다. 정식 후 RB3 200μmol·m-2·s-1 처리구의 초장이 132.3cm로 가장 길었고, 마디수가 22.7개로 가장 많았으며 개화율도 75%로 가장 높았다. 청색광(B) 단독으로 처리한 것보다는 적청색 혼합광원(RB3)으로 처리한 것이 묘소질을 양호하게 하였고, 광도를 200μmol·m-2·s-1로 높이는 것이 우량묘 생산에 유리할 것으로 판단되었다.

In order to establish the basic data for the growth of fish in the aquaculture industry, the behavior analysis of rockfish (Sebastes inermis) depending on the temperature and LED lights was conducted. In this study, water temperatures were set from 3℃ to 30℃ were used. One red light (wave length: 622 nm; light power: 811 mW) and one green lights (wave length: 518 nm; light power: 648 mW) were used. Behavior of the rockfish was expressed as average moving distance (AMD) for 1 minutes and a rate of movement. The mean AMD depending on the temperature was 1.0 m and the mean rates of movement was 50%. The mean AMD were 1.5 m, 1.9 m and 0.7 m in the red LED light, green LED light and control condition respectively. The mean rates of movement were 54%, 65% and 45% in the red LED light, green LED light and control condition respectively.

In order to establish the basic data for the active use of the LED light source in the aquaculture industry, the experiment about the behavior of rockfish (Sebastes inermis) corresponding to the LED light was conducted by image analysis. LED lights for the experiment were one red light (wave length: 622 nm; light power: 811 mW) and two green lights (wave length: 518 nm; light power: 648 mW, wave length: 518 nm; light power: 810 mW). Behavior of the rockfish was analyzed using a moving distance (MD5) for 5 minutes where MD5s during the period of feeding were 20.0 m, 19.6 m, 16.3 m and 20.5 m in the ch1, ch2, ch3 and ch4. At the sunrise, mean MD5 of the entire channel about right before and right after were 6.3 m and 8.2 m. At the sunrise, mean MD5s of the entire channel about right before and right after were 13.6 m and 12.0 m. In the ch1, ch2 and ch3, mean MD5s during the period of 24 hours were 13.2 m, 9.6 m and 6.8 m at experiment 1and 5.2 m, 3.8 m and 2.9 m in the experiment 2.

당귀는 미나리과에 속하는 약용식물로서 한국, 일본, 중국 등에서 재배된다. 본 실험의 목적은 형광등과 LED 광조사가 당귀 생육의 발달과 기능성 물질로 알려진 Decursinol angelate와 Decursin의 생성에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였다. 당귀 ‘만추’ 종자를 우레탄 스폰지에 파종 후 4주간 유리온실에서 육묘하였다. 본엽이 3 매 전개된 120주를 저면관수 시스템에 이식하였다. LED [적색: peak wavelength 660nm, 청색: peak wavelength 455nm, white = 3:2:4 비율]와 형광등 조건에서 최상부 군락에서 광합성유효광량자속은 180±7μmol·m-2·s-1로 동 일하였으며 16:8의 일장조건에서 5주간 재배하였다. LED 처리에서 당귀의 엽수는 유의적 차이는 없었지만, 형광등 처리와 비교하여 13.5% 증가하였으며, 형광등 처리에서 당귀의 엽장과 엽폭의 비율과 초장은 각각 24, 13% 증가하였으며 최대 근장은 두 그룹이 유사하였다. LED 처리한 당귀의 지상부 생체중과 건물중은 50, 42% 씩 증가하였으며, 지하부는 125, 45%씩 증가하였다. 형광등에서 재배된 당귀의 Decursin과 Decursinol angelate 는 LED처리한 당귀보다 지상부에서 단위 건물중당 188, 27% 증가하였으며, 지하부에서 78, 8% 각각 증가 하였다. LED와 형광등 처리에서 재배된 당귀의 한 개체 당 Decursin과 Decursinol angelate의 함량은 132과 122mg 이었다. 결론적으로 기능성 물질은 형광등에서 증가되고 생장은 LED 조건에서 증가되는 것으로 나타났다.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty ratio에 따른 인삼의 생리·생태학적 반응을 알아보고자 하였다. LED광원의 종류는 단색의 적색광(R), 청색광(B), 황색광(Y), 백색광(W), 원적색광(fR)과 적색+ 청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W), 적 색+원적색 혼합광(R+fR)을 이용하였으며, 모두 180Hz로 처리하여 총 8개의 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 구 배 당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 인삼의 광합성률은 RB 혼합광의 Duty비 30%와 50%, RBW와 R+fR 혼합광의 Duty비 70%에서 높았다. 증산률은 RB 혼 합광과 Y광의 Duty비 30%, RBW 혼합광의 Duty비 50%, fR광의 Duty비 70%에서 높았다. 기공전도도는 LED광원 과 Duty비에 따른 통계적 유의성은 보이지 않았다. 이와 같은 결과를 종합해 볼 때 RB 혼합광의 Duty비 30%에서 가장 최적의 생리·생태학적 반응이 나타났으며 또한 에너지 절감을 할 수 있음을 의미한다. 이러한 연구는 추후 진행될 식물공장 내 최적 광질을 통한 인삼의 재배 연구에 기초자 료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty비와 Hertz에 따른 생리ž생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 광원의 종류는 단색의 적색광(R), 청색 광(B), 황색광(Y), 백색광(W), 원적색광(fR)과 적색+청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W), 적색+원 적색 혼합광(R+fR)을 이용하였으며, RB광원의 Hz는 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 RBW광원의 Hz는 각각 60, 180, 540, 1620Hz로, 이를 제외한 나머지는 모두 180Hz로 처리하여 총 16개 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 구배 당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 광원에 따른 엽록소형광은 원적색광(fR), Duty비 30%가 높았으며, Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 540Hz, Duty비 30%에서 높았다. 광원에 따른 엽록소함량은 황색광(Y)이 가장 높았다. Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 180Hz, Duty비 50%에 서 높았다. 이러한 연구는 추후 진행될 식물공장 내 최적 광질을 통한 인삼의 재배