본 연구는 로즈마리 다단재배 시 층별 환경조건 및 하위선반 보조 광원이 어린순 품질과 생산성에 미치는 영향을 구명하고 자 수행되었다. 정아를 제거한 커먼 로즈마리의 중간부 삽수 10cm를 128공 트레이에 삽목하여 발근시킨 뒤 750, 1,300, 2,000mL의 화분에 이식하였다. 이후 2연동 온실 내 다단선반 (3단)에 배치하여 저면관수 방식으로 재배하였다. 다단선반 층별 어린순 생산성은 3층(최상층)에서 가장 우수하였으나, 여름철 광 과다에 의한 줄기 목질화로 9월 이후 생산성이 급감 하였다. 반면 하위 2개 층은 재배 후기까지 어린순의 생장속도 가 빨랐으나, 줄기 연화 및 엽 상편생장으로 품질이 감소하였 다. 다단선반 3층 여름철 광 과다 문제 해결을 위해 7, 8월 30% 차광 재배시 무차광 대비 단위 면적당 어린순 수확 줄기수 210%, 생체중 162% 증수하였다. 하위층 광 부족 문제를 개선 하고자 보조 광원 설치 재배 시 LED 30W에서 6－9월 어린순 수확량이 보조광원 미설치 대비 168% 증가하였으나, 9월 이 후 오히려 생산성을 감소시켰다. 따라서 로즈마리 다단재배 시 3층(최상층)은 7－8월 30% 차광으로 줄기 목질화를 막고, 하 위층은 6－9월 LED 30W로 일시적 보광을 통해 어린순 생육 을 증대시킨다면 어린순 집약생산이 가능할 것으로 판단된다.

본 실험은 영양번식계 사과배양묘의 규격묘 생산을 위한 기초자료를 얻고자 순화된 사과 M.9묘의 광질 영향이 생육과 광합성에 미치는 영향을 알아보고자 6주간 환경이 조절된 룸에서 재배하였다. 인공광원은 6처리[적색(R), 청색(B), 백색(W), RBUV(UV-A 함유된 R7B3), RBW(R3B1W1), SMF(고압나트륨+메탈할라이드+형광등)]이며 식물에 조사된 광량은 154±4μmol·m-2·s-1이였다. 사과 묘 생육 특성 반응은 3주와 6주 각각 인공광원에 따라 차이를 보였다. 사과 묘 초장이 3주에는 R, RBUV, RBW, SMF 광원에서 높았으나, 6주에는 R 광원에서 높았다. 묘경은 3주째는 처리 간 차이가 없었으나, 6주째는 RBUV, RBW 광원에서 높았으며, 엽수는 3주와 6주 모두 RBUV 광원에서 가장 많았다. 엽록소 함량 SPAD 값은 3주째는 B와 RBUV 광원과 광원에서 높았으나 6주째는 차이가 없었다. 초장을 기준으로 인공광원 처리기간 중 생장율은 R 광원에서 1.12mm/day로 가장 빨랐으며, RBUV 광원(0.95mm/day), RBW 광원 (0.86mm/day), SMF 광원 (0.76mm/day), W 광원 (0.69mm/day), B 광원(0.44mm/day) 순 이였다. 엽면적은 RBUV, RBW 광원에서 높았고, B 광원에서 낮았으며, 비엽면적은 W 광원에서 높았으며, 생체중과 건물중은 RBUV 광원에서 높았다. 처리 6주째 광합성율은 B 광원에서 가장 높았으며, R 광원에서 낮았고, 기공전도도와 증산율은 B와 W 광원에서 높았다. 따라서 순화된 기내 배양 사과 M.9묘의 초장, 묘경, 엽수, 생체중 등 생육을 위해서는 광파장 영역이 R, R+B가 혼합비율이 높았던 R, RBUV, RBW 광원이 적합하였다.

본 연구는 식물공장 인공광원이 수경재배 케일의 생육, 수량 및 글루코시놀레이트(GLS) 함량에 미치는 영향을 구명코자 수행하였다. 인공광원으로 LED B:W(1:1, BW), R:B:W(2:1:3, RBW), BW+형광등(1:1+FL, BW+FL) 등 3 처리를 하였다. 수확 엽수와 엽중은 BW+FL이 BW와 RBW보다 우수하였다. 엽장은 BW+FL에서, 엽폭은 RBW 가 우수하여 다른 처리와 통계적인 유의성을 나타냈다. 엽록소 함량과 ‘L’ 값은 처리간에 유의성이 없었으며, ‘a’ 값과 ‘b’ 값은 BW+FL에서 가장 낮았다. GLS 함량은 모든 처리에서 glucobrassicin, glucoiberin, gluconasturtiin, sinigrin, progoitrin, glucoraphamin, epiprogoitrin 순으로 많았으며, 총 GLS 함량은 RBW에서 가장 높았다. 잎의 수분 함량, 조단백질, 조지방 함량, 회분 함량은 처리간에 유의성을 나타내지 않았다. 결론적으로 광은 생육과 2차 대사산물의 합성에 차이가 나타내며, 기능성 향상을 위해 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

본 연구는 식물공장 인공광원이 방풍나물의 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명코자 수행하였다. 식물공장의 인공광원으로 형광등(FL), LED R:B(2:1, RB), R:B:W(2:1:3, RBW), R:B:G:W(2:1:0.5:3, RBGW) 등 4처리를 사용하였다. 엽중은 RBW와 RB가 FL과 RBGW 보다 우수하였다. 엽장과 엽후는 처리간에 유의성을 나타내지 않았다. 잎의 명도는 초장과 같은 경향을 나타냈다. 총 페놀 함량은 RB가 105.77mg·100g-1 GE로 가장 높았고, RBW 92.52mg·100g-1 GE, FL 89.08mg·100g-1 GE, RBGW 82.00mg·100g-1 GE 순으로 높았다. 총 플라보노이드 함량은 모든 처리에서 검출되지 않았다. 비타민 C 함량은 RB에서 가장 높았고, FL에서 가장 낮았다. 총 식이섬유소 함량은 FL에서 가장 높았고, RBGW에서 낮았다. Cystein과 methionine의 함량은 처리간에 통계적인 유의성을 나타내지 않았다. 결론적으로 수량, 총 페놀함량, 비타민 C 함량은 RBW와 RB에서 높았다. 수량, 총 페놀 함량, 비타민 C 함량 및 작업자의 눈 피로도 등을 고려 할 때 인공광원으로써 RBW가 가장 적합한 것으로 판단된다. 향후 기능성 성분 증진을 위해 듀티비 등 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

본 연구는 식물공장에서 인공광원에 따른 서로 다른 파장이 ‘Seneca RZ’와 ‘Gaugin RZ’ 반결구 상추의 광합성 특성, 생육 및 기능성물질 함량에 미치는 영향을 밝히고자 수행하였다. 본 실험에서는 FL(fluorescent lamp), 적색LED와 청색LED 및 백색LED(RBW; red : blue : white = 5 : 4 : 1)와 MH(metalhalide lamp)를 사용하였다. 두 품종 모두 생육 중기에는 RBW에서 광합성속도가 높고 생육 후기에는 ‘Seneca RZ’ 품종은 RBW에서, ‘Gaugin RZ’ 품종은 MH에서 그 생육이 좋았다. 반결구 상추의 생육은 광원에 따라 생육 차이를 보였으나 각각의 광원의 영향은 품종에 따라 서로 다른 결과를 보였다. ‘Seneca RZ’ 품종은 생육 중기에는 MH에서, 생육 후기에는 FL 에서 생육이 좋았고, ‘Gaugin RZ’ 품종은 생육 중기와 후기 모두 MH에서 생육이 좋은 결과를 보였다. 그러나 수확시기에 ‘Seneca RZ’ 품종은 모든 광원 처리에서, ‘Gaugin RZ’ 품종은 FL을 제외한 나머지 광원에서 반결구 상추의 잎끝마름증이 발생하는 결과를 보였다. 생육 단계별로 두 품종 모두 생육 중기가 후기에 비해 전반적으로 생육속도가 빠른 결과를 보였다. ‘Gaugin RZ’ 품종에서 생육 중기에만 광원 종류에 대한 생육속도의 차이를 보였고 생육후기에는 광원의 종류와 품종의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 인공광원에 따른 두 품종의 반결구 상추의 영양학적 특성은 대부분의 성분에서 광원의 종류에 따른 통계적 유의성이 인정되어 광질이 반결구 상추의 영양학적 품질에 미치는 것으로 판단하였다. 두 품종 모두 RBW에서 4종의 비타민 함량이 높은 결과를 보였으며, 특히 β-Carotene의 함량이 ‘Gaugin RZ’ 품종의 MH에서 가장 높은 결과를 보였다. 이상의 결과에서 인공광원의 종류에 따라 반결구 상추의 생육, 광합성 특성 및 영양학적 품질이 차이가 있으나 품종과 기능성 물질에 따라 각 광원의 영향이 서로 다른 결과를 보여 식물공장 내에서 재배하는 품종과 증진시키고자 하는 기능성 물질에 따라 광원의 선택을 고려해야 할 것으로 판단하였다.

인공광형 식물공장 내에서 인공광원의 종류를 형광등, LED 및 EEFL 3종으로 달리하여 상추의 생육과 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 식물공장 내 환경조건은 온도 25℃, 상대습도 60%, 탄산가스 400ppm, 풍속 0.5∼1m․s-1으로 유지되도록 설정하였다. 광도는 광원별로 각각 형광등 200, LED 300, EEFL 7000K 215, EEFL 9000K 265, EEFL 12000K 235μmol․m-2․s-1이었고 24시간 일장조건으로 재배하였다. 상추 ‘만추대’의 생체중은 정식 3주 후 LED 광원 조건에서 가장 높았고 EEFL 9000K 처리에서 다음으로 높았으나 형광등 조건 하에서는 생육이 가장 저조하여 LED 광원 하 생체중의 약 60% 에 불과하였다. 엽수 역시 생체중과 같은 경향이었으며 엽면적은 형광등을 제외한 4처리 간에 차이를 보이지 않았다. 광합성률은 형광등에서 다소 낮았으나 다른 처리간에는 차이가 없었다. 상추의 total phenolic compound 및 total flavonoid 함량은 형광등과 LED에서 높았고 EEFL 등은 상대적으로 낮은 수준이었다. 이상의 결과로부터, EEFL은 광량에 따라서 상추의 생육반응에 있어서 차이를 보였고 형광등에 비해 효율적인 것으로 판단되었다. 향후 상추의 항산화물질 함량을 높이기 위한 온도, 광량, 상대습도 등의 적정 생장환경에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 보이며, EEFL은 비용과 에너지절감 차원에서 폐쇄형 식물공장의 형광등 대체 광원으로서 적용 가능할 것으로 판단된다.

실내에서 식물의 생육과 관상가치를 정상적으로 유 지하기 위해서는 적정광량을 공급해야 하는데, 자연광 만으로는 광보상점 이하인 경우가 많다. 본 연구에서는 실내식물의 생장을 위한 보광원으로 사용할 수 있는 형광등(FL), 발광다이오드(LED), 고압나트륨램프(HPS), 메탈할라이드램프(MH) 및 수은등(MC)과 같은 다양한 인공광원의 단독 및 혼합 스펙트럼을 분석하였고, 이들 광원이 Plectranthus amboinicus(장미허브)와 Fittonia albivernis(붉은줄무늬피토니아)의 생장에 미치는 영향 을 구명하였다. 광원별 스펙트럼을 분석한 결과 청색광, 녹색광, 적색광, 원적색광의 분포가 다양했는데, 이 차 이가 처리 3개월 후 식물의 생장반응에 영향을 주었다. P. amboinicus의 경우, 초장은 FL bulb와 HL 혼합광 하에서 가장 컸으며 FL tube + LED bulb, LED (tube + bulb), MH 및 MC 처리구와 유의차가 없었 다. 측지의 신장은 인공광원에 관계없이 모든 처리구 에서 나타났다. 총 측지수는 FL bulb + HL 하에서 9.9개였으며 그 중 2cm 미만의 측지가 6.6개로 가장 많았다. 한편 초장이 8.5cm 전후였던 FL tube, LED tube, LED bulb, HPS 하에서는 2cm 이상의 측지수 가 많아 식물체의 균형과 볼륨감이 향상되었다(Fig. 3). MH 단독광 하에서는 정아뿐만 아니라 측지도 신장되 었다. 엽록소 함량(SPAD)은 LED(tube + bulb), FL tube + LED bulb 처리구에서 다소 낮았다. 생체중은 FL bulb + HL, LED bulb, MH 처리구에서 가장 컸 으며 건물중은 MH 처리구에서 가장 높았다. 생체중과 함수율을 고려한다면 MH 단독광에서 P. amboinicus의 생육이 가장 양호하였다. F. albivernis의 초장은 광원 별 큰 차이는 없었으나 LED tube 하에서 가장 컸고 MH 처리구에서 가장 작았다. 엽형지수는 LED tube 처리구에서 컸으며, MH 및 FL tube + LED bulb 처 리구와 유의차가 있었다. 엽록소함량은 MH 처리구에 서 가장 낮았다. 결론적으로, 같은 광도이지만 광질이 다른 광원 하에서 식물은 다른 반응을 나타냈으며, 그 반응은 식물의 종류에 따라서도 달라졌다.

야파의 경비를 절감시키고 실제 농가에서 활용하기 위하여 시중에서 판매되고 있는 광질 조절 전구인 적색등, 청색등 및 삼색등을 구입하여 암기의 중간에 10분 동안 야파한 후 식물체의 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 식물체당 잎의 수와 엽면적 및 생체중은 적색등과 삼색등으로 야파한 경우에 가장 많았으며, 다음은 청색등 야파 및 야간의 완전암하에서 가장 적었다. 초장과 줄기의 직경은 적색등, 청색등 및 삼색등으로 조사하였을 경우에 야간의 완전암보다는 신장생장이 현저히 촉진되었다. 줄기의 생체중과 건물중은 삼색 등으로 야파하였을 때에 가장 무거웠으며, 적색등 및 청색등의 순으로 생육이 촉진되었다. 적색등과 삼색등을 이용한 야파는 100일 후에까지 전혀 개화하지 않았으며, 야간의 완전암하에서는 약 85%, 청색광 야파는 31% 개화하였다. 야파후 개화에 소요되는 일수는 야간의 완전암하에서는 야파처리 약 60일 후, 청색광야파는 약 80일이었다. 야파 처리 80일 후에 광합성 율은 적색광으로 야파하였을 때에 가장 높았고 다음은 청색광이었으며, 삼색광하에서 가장 낮았다. 광보상점은 삼색등으로 야파한 경우에는 20 μmol m-2·s-1이하로서 낮았는데, 적색광과 청색광하에서는 20 μmol m-2·s-1 이상으로서 약간 높은 경향이었다.

완전제어형 식물공장하에서 인공광원에 따른 결구상추의 생육, 잎끝마름증과 배양액속의 무기이온 변화를 검토하고자 본 실험을 수행하였다. 인공광원에 따른 지상부 생체중과 건물중간의 유의적인 차이는 없었으나 전반적인 생육은 형광등에서 가장 낮게 나타났다. 인공광원중 생육과 램프의 경제성을 고려해 볼때, 고압나트륨등을 사용하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 인공광원에 따른 잎끝마름증 발생시기는 정식 후 14일에 처음 발생하였으며, 발생부위는 자엽으로 부터 9∼10번째 잎이었다. 발생원인으로는 빠른 생장율과 상추의 칼륨흡수로 추정되었다. 그리고 인공광원에 따라 배양액속의 무기 성분 변화를 보면, 세처리구 모두 칼슘. 마그네슘, 구리와 아연 함량 등은 축적되는 경향을 보였으며, 전질소, 인, 철과 망간 함량등은 안정적이었다.

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.

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.