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 밀폐형 식물생산시스템에서 인공광원과 배지 종류에 따른 상추의 생육 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추 종자는 5종류의 배지인 urethane sponge(US), rockwool(RW), Q plug(QP), TP-S2(TP)와 PU-7B(PU)가 충진된 128구 플러그 트레이에 파종하였다. 상추 종자의 발아율은 파종 후 12일까지 조사하였다. 상추 묘는 파종 후 13일째에 재순환 담액식 수경재배 시스템을 이용하여 EC 2.0dS·m-1, pH 6.5와 온도 25±1oC인 밀폐형 식물생산시스템에 정식하였다. 광원은 형광등과 RB LEDs(red:blue=7:3)를 이용하여 광주기 14/10(명기/암기), 광도 150±10μmol·m-2·s-1 PPFD로 설정했다. 상추의 초기 발아율은 TP에서 가장 높았다. 최종 발아율과 평균 발아 수는 RW, QP 및 TP 배지에서 유의적으로 높았다. 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부의 생체중, 건물중 모두 RB LED의 QP에서 유의성 있게 높은 값을 나타냈다. 엽수, 지하부의 생체중과 건물과 SPAD는 RB LED의 QP와 TP에서 가장 좋았고, 근장은 RB LED의 TP에서 가장 길었다. 따라서 밀폐형 식물생산시스템에서 RB LED가 상추의 생육이 우수하였으며, QP와 TP가 상추의 발아율과 생육에 효과적인 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 밀폐형 식물생산시스템에서 상추 생산 시 신개발 배지인 TP 배지의 적용가능성을 확인하였다.

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.

본 실험은 식물공장시스템에서 인공광원인 백색 LED의 광도와 광주기에 따른 ‘선홍적축면’의 생육조건을 구명하고자 수행하였다. 그리고 각각의 챔버에 백색 LED 를 설치 후 완전임의배치법으로 20cm × 20cm 간격으로 재식하였다. 광도는 100, 200, 300μmol · m−2 · s−1로 처리 하였고, 광주기는 12/12, 18/6, 24/0(명기/암기)으로 처리하였다. 온도는 21 ± 2oC, 상대습도는 60 ± 10%로 조절 하여 22일간 재배하였다. 엽폭과 엽장, 생체중과 건물중, 총 안토시아닌 함량은 24/0(명기/암기) 처리에서 좋았다. 최대근장, 생체중과 건물중, 엽수는 100, 300μmol · m−2 · s−1보다 200μmol · m−2 · s−1 처리에서 좋았다. 엽록소는 광주기 18/6과 24/0 처리 보다 12/12(명기/암기) 처리에서 높았다. 본 실험의 결과로 광도는 200, 300μmol · m−2 · s−1, 광주기는 12/12 또는 18/6(명기/암기) 처리를 하는 것이 좋을 것으로 판단된다.