Chinese cabbage or pakchoi (Brassica Rapa subsp. Chinensis) is one of the most popular vegetables in Korea. It is grown and consumed throughout the year because it has many benefits. This study reports on the growth performance of pakchoi grown in the hydroponic system using a Food Juke Box (FJB) under different light compositions. The chlorophyll content (CC), root fresh weight (RFW), and shoot fresh weight (SFW) were measured. Further, various vegetation indices (VIs), such as modified chlorophyll absorption in reflectance index (MCARI1), normalized difference vegetation index (NDVI), optimized soil-adjusted vegetation index (OSAVI), and structure insensitive pigment index (SIPI), were employed to predict SFW. The study results indicated a significant increase in the CC of pakchoi with different light treatments compared with the control. The CC was highest under treatment with 70% white light, 20% blue light, and 10% red light (T1) than under treatment with 50% white light, 30% blue light, and 20% red light (T2). All used VIs showed significant differences with different light combination treatments. There was no significant change in RFW and SFW between the control and T1. However, a significant reduction in RFW and SFW was observed in T2 compared with the control. A comparison between T1 and T2 demonstrated that RFW and SFW were increased by 23% and 25%, respectively, compared with those in T2. The correlation result showed that SFW had a significant positive correlation with RFW (0.76***). Further, a significant negative correlation was observed with OSAVI (−0.25*), MCARI1 (−0.54***), and CC (−0.19*). In conclusion, our findings implied that different light combinations in pakchoi affected the photosynthetic pigments although they did not improve SFW. This research will pave the way for pakchoi production in hydroponics using smart farming FJB. This will further promote plant development, especially for domestic consumption, and help fulfill the growing demand for leafy vegetables.

본 연구는 폐쇄형 식물공장에서 시금치 수경재배시 세가지의 인공광이 생육, 광합성 및 품질에 미치는 영향을 규명하기 위해 수행되었다. 세가지 광 처리구는 적색 (660nm), 청색 (450nm) 및 녹색 (550nm) LED를 사용하여, R660 / B450 = 4/1 (RBL), R660 / B450 / G550 = 5/2/3 (WWL); R660 / B450 / G550 = 1/1/1 (WL) 비율로 혼합하였고, 동일한 광도로 설정하였다 (PPFD = 190 μmol‧m-2 ‧s-1). 생육조사결과 초장, 엽수는 WL이 가장 적었다. SPAD, 순광합성율, Fv/Fm, LAI, 근권부 생육은 RBL이 가장 높았고 통계적으로 유의하였다. 줄기, 잎, 뿌리의 생체중, 뿌리의 건물중은 세가지 처리구에서 유의한 차이를 보였다. 대조적으로 WL의 칼륨의 함량은 WWL과 RBL 가운데 가장 높았지만, 반면 칼륨과 철의 함량은 RBL이 가장 높았다. 비타민C 함량도 시험구간 유의한 차이를 보였다. 질소와 옥살산 함량은 WL이 가장 높았고, 용해성 고체와 비타민C 함량은 RBL이 가장 높았다. 옥살산, 질소 함량은 WWL에서 감소하는 경향을 보였고, RBL의 옥살산 함량은 WL와 WWL과 차이가 없었다. 모든 처리구에서 Salmonella, E.coli.는 감염되지 않았다. 결론적으로, RBL이 시금치의 생육에 적합하지만, 적색, 청색과 적정하게 혼합된 녹색광은 시금치의 생육에 긍정적인 영향을 미친다고 판단된다.

Plant growth and morphology are affected by light environments. The morphogenesis and growth of the plants growing in plant factories are different from those grown under sunlight due to the effect of far-red light included in sunlight. The objective of this study was to compare the morphogenesis and growth of cucumber plants grown under artificial sunlight, high pressure sodium lamp (HPS), and HPS with additional far-red light (HPS+FR). The artificial solar (AS) with a spectrum similar to sunlight was manufactured using sulfur plasma lamp, incandescent lamp, and green-reducing optical film. HPS was used as a conventional electrical light source and far-red LEDs were added for HPS+FR. The optical properties of each light source was analyzed. The morphogenesis, growth, and photosynthetic rate were compared in each light source. The ratio of red to far-red lights and phytochrome photostationary state were similar in AS and HPS+FR. There were significant differences in morphology and growth between HPS and HPS+FR, but there were no significant differences between AS and HPS+FR. SPAD was highest in HPS, while photosynthetic rate was higher at AS and HPS. Although the photosynthetic rate in HPS+FR was lower than HPS, the growth was similar in AS. It was because canopy light interception was increased by longer petioles and larger leaf areas induced by FR. It is confirmed that the electrical light with additional far-red light induces similar photomorphogenesis and growth in sunlight spectrum. From the results, we expect that similar results will be obtained by adding far-red light to electrical light sources in plant factories.

In this study, the principal objective was to investigate the effect of light quality and vessel ventilation on the growth and development, physiology, activities of antioxidant enzymes, and contents of mineral nutrients of carnation (Dianthus caryophyllus L.) ‘Marble Beauty’. Single node cuttings stuck into the plant growth regulator (PGR)-free MS medium in containers covered with caps with or without a ventilation filter were cultured first four weeks under white and then additional four weeks under either white (control), blue, red, or red + blue light emitting diodes (LEDs) for 56 days. Interestingly, a ventilated culture condition not only reduced the percentage of the hyperhydricity, but also increased the total chlorophyll content (Chl a + Chl b) of the plantlets as compared to the non-ventilated condition. In addition, blue LEDs produced plantlets with the greatest number of shoots and red LEDs produced plantlets with the greatest shoot length. The quality of plantlets was improved under a ventilation condition. Besides, under a ventilated condition, red + blue LEDs raised APX activity, and blue LEDs not only raised the activity of the CAT, but also increased tissue contents of such elements as K, Ca, Mg, Zn, Mn and Fe. The red LEDs increased contents of B and Si under a ventilated condition, and Na accumulation under a non-ventilated condition. Thus, including blue or red LEDs as the light source in a ventilated culture condition will produce plantlets of carnation ‘Marble Beauty’ in vitro with improved quality.

본 연구의 목적은 3가지의 배추과 작물의 새싹에서 적색(R)과 원적외선(FR)광에 초점을 맞추어서 glucosinolate(GSL), 총 페놀, 총 플라보노이드, 비타민 C 함량, 항산화 활성을 평가하는 것이다. 제한된 환경조건에서 5일된 새싹에 3가지의 R/FR비율을 2일동안 24시간 노출시켜 식물화학물질과 항산화활성을 대조군[형광등, R:B(8:2), 암조건]과 비교하였다. 총 GSL 함량은 각 처리 기간 동안 3가지의 작물 중 브로콜리에서 가장 높았으며, 브로콜리 새싹에서 R/FR 비율이 증가함에 따라 총 GSL 함량이 감소하는 반면 배추와 무의 새싹에서는 유의하지 않은 결과를 보여주었다. 배추 및 브로콜리의 주요 GSL인 progointrin은 대조군에 비해 R/FR 비율이 감소함에 따라 최대 38%, 69%까지 감소하였다. 3가지 배추과 새싹에서 페놀, 플라보노이드 및 비타민 C의 함량 모두 암조건에서 가장 낮았다. 총 페놀 및 항산화 활성은 3가지 배추과 새싹에서 R/FR 비율이 감소할수록 증가하는 반면, 총 플라보노이드와 비타민 C 함량은 작물 간 다른 양상을 보였다. 이러한 결과는 FR의 보광에 따라 배추과 새싹의 기능적 품질을 향상시킬 것으로 기대된다.

CdSe/CdZnS core/shell/lignad 구조를 가지는 red quantum dot을 발광층으로 사용하여 indium tin oxide(양전 극) glass위에 molybdeum oxide (MoO3), Poly(9-vinylcarbazole)(PVK), CdSe/CdZnS quantum dot, Zinc Oxide (ZnO)을 순차적으로 스핀코팅을 하고, aluminium(Al)(음전극)을 진공 열증착을 통해 다층구조를 제작하여 연구를 진 행하였다. 본 연구에 사용된 quantum dot의 PL peak는 625 nm으로 관찰되었다. 제작된 소자는 약 7 V에서 발광하 기 시작하였으며, 이를 소자의 turn-on voltage로 판단하였다. 인가전압이 증가할수록 소자의 전류밀도와 휘도의 지수 함수적 증가를 관찰할 수 있었다. EL 스펙트럼의 peak는 11 V에서 627 nm이다가, 최대 동작전압인 19 V에서는 630 nm로 red shift 하였다. 소자의 최대 밝기는 210 cd/m2, 최대 전류밀도는 33 mA/cm2, 최대 전류효율은 0.5 cd/A로 측 정되었다.

본 연구의 목적은 폐쇄형 식물생산시스템에서 세가지 혼합 LED와 형광등에서 자란 적치마 상추의 생육과 광 이용효율을 비교하는 것이다. 18일간 육묘한 적치마상추 묘를 적색(R, 655nm), 청색(B, 456nm), 녹색(G, 515nm), 백색(W, 456nm + 558nm)의 혼합 LED(R:B=8:2, R:W:B =8:1:1, R:G:B=8:1:1)와 형광등이 설치된 폐쇄형 식물생산시스템에 정식하였다. 형광등에서 자란 상추는 모든 LED 처리에 비해 유의적으로 높은 엽형지수를 보였다. 지상부와 지하부 생육에서 LED 처리간 유의적 차이를 보이지 않았으나, 모든 LED 처리가 형광등에 비해 약 34% 지상부 생체중의 증가를 유도시켰다. 한편, 정식 후 4주차에 형광등의 총 소비 전력은 145kW인 반면, LED 처리구들에서 형광등의 약 1/3배인 54kW를 나타냈다. LED 처리구들의 건물중에 대비한 광 이용 효율은 약 34mg/W였으며, 이는 형광등 보다 약 3.5배 높은 값이었다. 결론적으로, 본 연구는 식물 생산 시스템에서 적절한 조합의 LED 조사는 형광등에 비해 상추 생장을 증진시킬 수 있으며 추가적으로 에너지 절감을 통해 광 이용효율도 극대화 할 수 있음을 보여주었다.

CdSe/CdZnS core/shell/lignad 구조를 가지는 red quantum dot을 이용하여 indium tin oxide(양전극) glass 위에 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS), CdSe/CdZnS quantum dot, 2,2,2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris (1-phenyl-1-H-benzimidazole) (TPBi)을 순차적으로 스핀코팅을 하고, aluminium(Al) (음전극)을 진공 열증착 통해 다층구조를 제작하여 연구를 진행하였다. 본 연구에 사용된 quantum dot의 PL 측정과 흡수스펙트럼 측정을 통해 644 nm에서 PL peak가 나타나고, 602 nm에서 흡수 peak를 관찰할 수 있었다. 제작된 소 자는 8 V에서 발광하기 시작하여, 이는 turn-on voltage로 판단하였다. 전압이 증가함에 따라 전류밀도와 휘도가 지 수함수적인 증가를 보였다. 스펙트럼의 peak는 11 V에서 629 nm이다가, 최대 동작전압인 17 V에서는 645 nm로 red shift하였고, 반치폭 또한 11 V에서 44.6 nm이다가 17 V에서는 52.3 nm로 넓어지는 것을 관찰할 수 있었다. 스펙트 럼의 변화에 따라 색좌표도 변화하는 것을 관찰할 수 있었다.

PURPOSES : Before-and-after studies of red light cameras were conducted with the aim of reducing the number of side right-angle collisions. Three different methods were used for the before-and-after studies, and the analysis results were compared. METHODS: This research used the naive before-and-after method, the comparison-group method, and the empirical Bayes method to study the effects of red light cameras on side-angle collisions. The results of the three before-and-after methods were compared and interpreted in terms of safety indications at signalized intersections. RESULTS: The research results showed that side right-angle collisions can be reduced by installing red light cameras at signalized intersections. All three methods guarantee safety improvements of 25~30% on average. With regard to the results of each method, the naive before-and-after method, the comparison-group method, and the empirical Bayes method showed safety improvements of 25.6%, 27.8%, and 29.7%, respectively. CONCLUSIONS: It was concluded that red light cameras are an effective countermeasure to improve intersection safety. In particular, by installing red light cameras, side right-angle collisions can be reduced by up to approximately 25~30%.

The light treatments were composed of red, blue, white, far-red, red+far-red, red+blue, red+blue+white LEDs and duty ratio(%) of mixed light red+blue (100, 95, 90, 85, 80, 75), red+blue+white (100, 85, 70). The following results were obtained in different LED light sources treatment: Red leaf lettuce’s leaf number were the most under white LED. Leaf size was the highest under red+blue LEDs and shoot length was the longest under red+far-red LEDs. Shoot were the heaviest under red LED. Blue leaf lettuce’s leaf number and shoot length were high under all light treatment except far-red LED. Each vertical and width length of leaves were the longest under red+blue LEDs, white LED. Leaf number of red leaf lettuce were more in 85%-100% duty ratio than in 75, 80% duty ratio and leaf size was highest in 100% duty ratio under the mixed light red+blue LEDs. Shoot length was the highest in 90% duty ratio. Blue leaf lettuce’s leaf number and shoot length showed no difference in LED light treatment. Leaf size was the highest in each 100, 95%. Shoot and root biomass were highest in 95%. Shoot length of red leaf lettuce was the highest in 70% duty ratio nunder the mixed light of red+blue+white. The others showed no difference in duty ratio. Blue leaf lettuce’s leaf number, shoot length and biomass were the highest in 85% duty ratio. Thus, we can cultivate stably without reference to external factors, if we use appropriate light sources and light quality in closed-type plant factory.

PURPOSES : This study deals with the effects on the installation of RLC(Red Light Camera). The objective is to analyze the effects of accident reduction after the installation of RLC. METHODS : In pursuing the above, the study uses the 703 accident data occurred at the 64 intersections which RLC are installed or not installed. RESULTS : The main results are as follows. First, Poisson RLC accident model developed in this study is analyzed to be statistically significant. Second, using the above developed model, 33 intersections among 40 intersections are predicted to have the decreasing effects of accidents after the installation of RLC. Finally, the reduction effects are analyzed to be affected by ADT and the number of left-turn lane. CONCLUSIONS : This study is expected to improve the efficiency of RLC and to help in decision-making of RLC installation.

식물공장 내 생육과 안토시아닌 함량을 동반 제고시킬 수 있는 최적 광조사 방법을 구명하고자 적색광과 청색광의 비율 및 단기간 광질변화 조건을 달리하여 어린잎 상추의 생육 및 안토시아닌 색소발현 양상을 비교 평가하였다. 적색광 단일파장에서 어린잎 상추의 생육이 가장 좋았으며 혼합광, 청색광 및 형광등의 순으로 생육이 억제되었다. 어린잎 상추의 엽내 총 안토시아닌 함량은 청색광과 적색광의 혼합광(R57-B43) 처리에 의해 적색광 단일광원 조건에 비해 4.1배, 형광등(FL) 조건에 비해 6.9배 각각 증가되었다. 청색광의 혼합비율이 43%까지 순차적으로 높아짐에 따라 생육은 억제되었으나 상대 엽록소 함량과 적색도의 발현은 크게 증가하는 경향을 보였다. 수확전 9일간 적색 단일광으로의 광질변환시 생육은 크게 증진된 반면 색소는 급격하게 소실되었으며 반대로 혼합광으로의 광질변환시에는 생육속도는 감소한 대신 안토시아닌 색소함량은 형광등과 적색광에 비해 크게 높아졌다. 따라서 수확 전의 단기간 광질변환 시 적색광의 비율이 높은 광원조건에서 생육을 촉진시킨 후 적색과 청색의 동등 혼합광원으로 변환할 경우 생산성을 유지하면서 고품질의 고색도 상추를 생산할 수 있을 것으로 판단되었다.

본 연구는 충북도내 도심부/도시외곽부/지방부 신호교차로에서의 신호위반에 관한 것이다. 연구의 목적은 신호위반과 다양한 인적, 차량 및 도로환경요인의 관계를 이해하고자 함에 있다. 본 연구의 기술통계와 로지스틱 분석을 위해서 SPSS 12.0을 이용하였다. 분석된 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 신호위반은 도시외곽부보다는 지방부와 도심부에서 많이 발생하는 것으로 분석되었다. 둘째, 신호위반 운전자의 81.1%가 제한속도 이하로 주행하였으며, 77.3%는 적색등화후 2.0초 이내에 교차로에 진입하다 단속되었다. 마지막으로, 로지스틱 회귀분석에 의해 통계적으로 유의한 모형식이 개발 되었다(chi-square=0.000, McFadde=0.265). 개발된 모형의 독립변수로는 지역(도심부/도시외곽부/지방부), 운전자 성별, 계절, 차종, 주야간, 주행속도를 포함하고 있다. 본 연구에서는 신호위반 운전자의 연령과 신호교차로 접근부에서의 운전행태 간의 밀접한 관련성은 발견하지 못하였다.

This study examined the effects of red light generated from a light emitting diode (LED) upon proliferation and mitochondrial stress in human gingival fibroblasts (hGFs). Cells were exposed to LED-generated red light at a clinically relevant intensity and distance with a 610-630 nm wavelength for various times (0-48 min). At different exposure times, cells were processed for the analysis of succinate dehydrogenase (SDH) activity, proliferation, mitochondrial membrane potential (MMP) and cytotoxicity. Cell cycle progression was also investigated by flow cytometry after staining with propidium iodide. Red light exposure was found to inhibit SDH activity and DNA synthesis in hGFs in a time-dependent manner. Light exposure also reduced the MMP levels in these cells and this was closely associated with a G0/G1 arrest. In contrast, exposure of hGFs to red light for 48 min led to a dramatic loss of MMP with an attendant increase in cytotoxicity. These findings demonstrate that LED-generated red light may cause mitochondrial stress and growth inhibition in hGFs during tooth whitening therapy, depending on the length of the exposure.

본 실험은 미성숙 즉 미착색과의 착색 증진을 위해 LED광원의 적색광, 청색광 그리고 UVa를 각각 두 가지 광도로 처리하여 처리에 따른 착색정도를 비교하였다. 실험에 사용한 착색단고추 품종은 적색 계통의 'Special'과 황색 계통의 'Helsinki'으로 춘천 근교 농가에서 수경재배 하였다. LED의 경우 RedHigh는 50μmol·m-2·s-1 내외, RedLow는 20μmol·m-2·s-1 내외, BlueHigh는 70μmol·m-2·s-1 내외, BlueLow는 40μmol·m-2·s-1 내외, UVa의 경우 고광도는 3μmol·m-2·s-1, 저광도는 0.25μmol·m-2·s-1로 처리하였다. 품종에 상관없이 처리 2일 후에 과실의 착색이 급격히 진행되었고 3일째에 처리별로 큰 차이를 보였다. 'Special'의 경우 2일째 고광도 UVa광이 제일 급격한 착색 변화를 나타내었고, 저광도 UVa를 제외한 나머지 처리구에서는 비슷한 착색의 변화을 나타내었다. 처리 3일째에는 고광도 LED 적색광이 급격한 착색변화를 나타내며 고광도 UVa광보다 높은 착색 값을 나타내었다. 'Helsinki' 경우에는 2일째에 청색광, 적색광, UVa의 순으로 착색 변화가 빠르게 진행되었다. 두 품종 모두 3일째에는 'Special'의 a*/b* 값과 황색품종 'Helsinki'의 착색 정도를 나타내는 b* 값이 모두 저광도보다 고광도에서 높은 값을 나타내며 착색 증진 효과를 나타내었다. 착색종료일인 처리후 6일째 두품종 모두 무처리구와 저광도 UVa광을 제외한 나머지 모든 처리구에서는 비슷한 값을 나타내었다. UVa 처리구 과실의 표면이 주글거리는 피해를 발생하였다. 이상의 결과로 저광도보다는 고광도의 LED 광원을 사용하는 것이 착색이 빠르게 진행될 수 있도록 도우며, UVa 파장은 과실의 외관에 피해를 입히기 때문에 적합하지 않게 생각된다.

Intracellular reactive oxygen species(ROS) produced in a various pathologic state was known to intermediate many cellular response such as inflammation. Recently, low level light irradiation by HeNe laser used in many clinical field could improve inflammatory state by scavenging intracellular ROS through photo-detachment/dissociation process. The purpose of this study is to investigate the differential effects of blue and red light irradiation on ROS scavenging effects. Immortalized human oral keratinocyte HaCat cells were used. Phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA) was treated for inflammation. Red(635nm) and blue(470nm) light irradiation was carried out. To asses the intracellular ROS by light irradiation, confocal microscopic and flow cytometric assay with DCF fluorescence for total ROS and ESR spectrometry of DMPO-O2 - for superoxide anion were caried out. And microarray was performed for mRNA expression level. Released intracellular total ROS in PMA treated HaCat cell lines was dissociated efficiently by red light irradiation, while blue light irradiation did not. Rather, blue light irradiation increased ROS formation. For superoxide anion generated the first synthetic form of ROS, red light irradiation reduced its amount but blue light irradiation did not. In the mRNA expression in line with cyclooxygenase(COX) pathway, prostagrandin endoperoxide synthase 1(PTGS 1), prostagrandin endoperoxide synthase 2(PTGS 2) and phospholipase A2(PLA2) were increased by both light irradiation and they were decreased as time flows. And genes associated with ROS releasing, mRNA expressions of tumor necrosis factor receptor (TNFR) and interleukin 1beta(IL1B) were increased by 1 hour red light irradiation but did not by blue light irradiation. As a result, red and blue light irradiation showed different response in affecting the level of ROS. These findings indicate that red light rather than blue light is more useful for anti-inflammation in clinical field

본 연구는 오이와 토마토의 플러그 묘 공정육묘시 발생하는 도장 억제를 위한 적생광 처리시기와 광도의 영향을 알아보기 위해 실험을 수행하였다. 일몰 휴, 야간 및 일출 전 적색광 처리시기에 의한 묘의 도장억제는 일몰 후 처리가 오이와 토마토의 초장을 각각 21.3%와 14.2%로 가장 크게 억제하였고, 경경의 굵기도 가장 두꺼웠다. 엽록소함량은 토마토에서만 일몰 후 처리된 플러스묘의 함량이 대조구에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 적색광 초리시기에 의한 두 작물의 건물중을 보면, 대조구에 비해 지상부 건물중은 일몰 후와 일출 전 적색광 처리에 의해 유의적인 감소를 보였다. 오이와 토마토 플러그묘의 T/R율은 일몰 후 처리에서 타 처리에 비해 가장 작았으며 조ㅈ직의 충실도는 밀몰 후 처리에서 가장 크게 나타났다. 광도별 처리에 의한 초장은 오이와 토마토 플러그묘 모두에서 광도가 증가함에 따라 초장은 감소하였다. 하배출, 절간장 및 엽면적도 초장과 유사한 경향을 나타내었다. 두 작물 모두 경경과 엽록소함량 및 조직의 충실도는 광도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 하지만 지상부와 지하부의 건물율은 광도의 증가에 따라 감소하는 경향이 나타났으며, 오이는 2 및 8 μmol·m-2·s-1의 적색광 처리구에서 토마토는 8 μmol·m-2·s-1처리구에서 가장 낮은 T/R율을 나타내었다.