본 실험은 일몰 후 밤 동안의 적색 LED(light emitting diode) 처리가 성목기 ‘후지’/M.26 사과나무의 광합성, 영양생장 및 과실품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 적색 LED 처리구의 주간 광합성속도, 기공전도 도 및 증산속도는 무처리구와 차이가 없었다. 그러나 적색 LED 처리구의 야간 기공전도도와 증산속도는 무처리구보다 낮았고, 일몰 후 밤 동안의 적색 LED 처리는 야간 광합성을 유도하지 않았다. 잎의 특성에 있어서는, 적색 LED 처리는 잎의 면적과 C/N율을 증가시켰으나 잎의 SPAD값은 감소시켰다. 과대지의 길이는 적색 LED 처리구가 무처리구보다 짧았다. 과실의 특성에 있어서는 적색 LED 처리는 과실의 에틸렌 발생량, 호흡속도, 가용성 고형물 함량 및 착색 정도를 증진시켰는데, 특히 착색 정도는 적색 LED 처리시간이 길수록 증가되었다. 결론적 으로, ‘후지’/M.26 사과나무의 일몰 후 야간 적색 LED 처리는 과실의 성숙을 촉진하였다.

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 특용작물인 인삼을 대상으로 식물공장에서의 LED 광원, Hertz와 Duty비에 따른 생리·생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 본 실험에서는 LED 시스템을 이용하 여 광원의 종류를 단색의 적색광, 청생광, 백색광, 황색광, 원적색광 그리고 적색+청색 혼합광, 적색+청색+백색 혼합 광, 적색+원적색 혼합광으로 총 16개의 구배로 구성하였다. 적색+청색 혼합광은 Hertz를 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 처리하였고 적색+청색+백색 혼합광은 Hertz를 각각 60, 180, 540, 1620Hz로 처리하여, 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번의 실험을 진행하였다. 실험 결과, 인삼의 광합성률은 Duty비 30%일 때 적색+ 청색 혼합광의 20Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 적색+청색 혼합광의 60Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 적색+청색 혼합광과 적색+청색+백색 혼합광의 60Hz에서 높았다. 인삼의 증산률은 Duty비 30%일 때 적색 +청색 혼합광의 20Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 백색광의 180Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 청 색광과 백생광의 180Hz가 높았고 적색+청색 혼합광의 20Hz와 540Hz, 적색+청색+청색 혼합광의 60Hz가 높았다. 인삼의 수분이용효율은 Duty비 30%일 때 적색+청색 혼합 광의 180Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 적색+청색 혼합광의 60Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 황색 광의 180Hz가 높았고 적색+청색 혼합광과 적색+청색+백 색 혼합광의 1620Hz에서 가장 높았다. 위의 결과를 종합적으로 보았을 때 인삼을 식물공장의 LED광 조건으로 재배할 경우 Duty비 50%에서 가장 경제 적인 생산에 최적으로 판단된다.

This study investigated reduction of microbial population, water soluble pigment, capsanthin content, surface color (Hunter L, a, b, ΔE), and sensory properties of pepper powder by LED (red, yellow, blue, green) treatments. LED (red, yellow, blue, green) treatment were conducted in 1,000 lux storage at 25oC for 10 days. The total aerobic bacteria was no significant difference among the control and treated with LED during 10 days. In yellow LED treatment, yeast and molds were decreased about 1.76 log. Surface color such as lightness (L), redness (a), yellowness (b) were showed a decreasing tendency as the storage period. In the overall color difference (ΔE) of yellow LED treatment was lower less than 3.0. Water soluble pigment was no difference in control and LED treated samples during storage period. Capsanthin content was significantly decreased as storage period was increased, but no significant differences were observed among red and yellow LED treatments. Sensory properties of control was significantly reduced by storage period but yellow and green LED treatments were no significantly differences.

This study was conducted to evaluate the effect of light spectrum using red (660 nm), blue (460 nm), red and blue mixed (Red : Blue = 6 : 4) LED (light-emitting diode), and fluorescent lamp on antioxidant activities and functional components of dandelion (Taraxacum officinale). Total polyphenol contents in dandelion irradiated with the red and blue mixed or the red LED were 121.77 mg/100 g or 115.36 mg/100 g, respectively, which were greater than those in dandelion treated with blue LED and fluorescent lamp. Asparagine showed the highest content among amino acids in leaves and roots regardless of treatments. Total amino acid was the highest when illuminated with the red LED. DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical-scavenging activity and SOD (super oxide dismutase) activity of ethanol extracts were increased under all of the LED treatments compared with fluorescent lamp, and the antioxidant activities were increased by the red and the mixed LED illumination. The results indicate that application of the red and the mixed LED illumination promote antioxidant activity and increase functional components during cultivation of dandelion.

White light and compound light were found to be the ideal light sources for improving the functionality and ornamental value of indoor plants and reducing the cost of maintenance, but because compound light hinders people from recognizing the original color of plants and makes their eyes easily tired, white light was considered the optimal light satisfying all of the ornamental value, economic efficiency and functionality resulting from plant growth. On the other hand, in the results of examining physiological changes before and after treatment on fine dust PM10 and carbon dioxide removal capacity in a closed chamber under an artificial light source, the patterns of carbon dioxide and fine dust removal were similar among the treatment groups according to light condition, but according to plant type, the removal rate per unit leaf area was highest in Spathiphyllum and lowest in Dieffenbachia. In the experiment on dust and carbon dioxide removal, the photosynthetic rate was over 2 times higher after the treatment, and the rate increased particularly markedly under compound light and white light, suggesting that the photosynthetic rate of plants increases differently according to light quality. These results show that light quality has a significant effect on the photosynthetic rate of plants, and suggests that plants with a high photosynthetic rate also have a high carbon dioxide and dust removal capacity. In conclusion, the photosynthetic rate of foliage plants increased under white and blue light that affect photosynthesis and the increased photosynthetic rate reduced carbon dioxide and fine dust, and therefore white and compound light were found to be the optimal light sources most functional and economically efficient in improving ornamental value and indoor air quality.