식물공장 광원의 색조합에 따른 광합성활성화에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 식물에 대한 LED 광색별 성장을 실험하여 효율적인 식물공장 광원에 대한 기준을 제시하기 위하여 수행되었다. 실험은 Red-LED와 Blue-LED, White-LED 광환경에서 식물의 성장과 이산화탄소 감소를 측정하여 확인하였다. 식물의 성장은 Red-LED에서 성장이 가장 높게 나타났다. White-LED는 Red-LED와 유사한 경향을 보였지만, 시간이 경과 할수록 Red-LED의 성장이 높은 경향을 보였다. Blue-LED는 가장 낮은 성장을 보였다. 그리고 혼합광과 단색광의 광합성정도를 확인한 결과 Red-LED와 Blue-LED를 조합한 광원에서 이산화탄소 감소가 높게 나타났으며 적색광이 많을수록 이산화탄소의 감소도 높게 나타났다. 이와 같은 실험 결과 토대로 혼합광과 백색광에서의 성장을 비교 측정한 결과, 적색 4개, 청색 2개의 비율의 광원에서 식물의 성장이 높게 나타났다. 따라서 식물공장에서 식물의 효율을 높이고 성장을 촉진하기 위해서는 백색의 단색광을 사용하는 것 보다 적색광을 사용하거나, 적색과 청색을 혼합하여 사용하여 파이토크롬 효과를 높이는 것이 바람직하다는 것이 확인되었다. 특히 백색광만 사용하는 경우 성장 초기에는 한해서 사용해야 하며 성장이 잎이 커짐에 따라 적생광이 강한 광을 사용하는 것이 효과적이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study examined the criteria for efficient LEDs used throughout the experiment of an LED with another light color growth to be used in a plant factory. The experiment was confirmed by measuring the Red-LED, Blue-LED, plant growth, and amount of carbon reduction in a White-LED environment. The white-LED showed a similar growth trend to the Red-LED. Blue-LED showed the lowest growth. Measurements of the carbon dioxide levels, showed that the Red-LED and blue LED produced the lowest levels. The combination of the ratio of the LED showed four Red-LEDs and one blue LED to be the higher of the two. In addition, three Red-LED and one Blue-LED produced equal growth to that of the white-LED. In addition, as much as possible, red is the light color that obtains the result suitable for plant factories.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 실험 결과 및 고찰
• 3. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

• 1 엄영철, "컨테이너 식물공장의 개발과 이를 활용한 광원별 엽채류의 생장특성" (사) 한국생물환경조절학회 19 (19): 333-342, 2010
• 2 박동윤, "자연광 기반 적층형 식물공장의 열환경에 대한 수치해석 연구" 한국생태환경건축학회 13 (13): 43-50, 2013
• 3 차미경, "인공광 이용형 Common Ice Plant 식물공장의 실용적 설계" (사) 한국생물환경조절학회 23 (23): 371-375, 2014
• 4 서광규, "유비쿼터스 식물공장의 통합환경관리를 위한 적응형 뉴로-퍼지 추론시 스템 기반의 자동제어시스템 설계" (사) 한국생물환경조절학회 20 (20): 169-175, 2011
• 5 차미경, "완전제어형 식물공장시스템에서 LED 광질에 대한 잎상추의 생육" (사) 한국생물환경조절학회 22 (22): 291-297, 2013
• 6 임계재, "신재생에너지를 활용한 IT-융합 식물공장시스템 설계" 한국통신학회 40 (40): 769-779, 2015
• 7 이용웅, "식물공장 시설관리 시스템의 구현" 한국컴퓨터정보학회 16 (16): 141-152, 2011
• 8 신종화, "대형 밀폐 챔버를 이용한 파프리카( Capsicum annumm L.) 개체의 이산화탄소 소비량 측정 및 정량화" 한국원예학회 29 (29): 211-216, 2011
• 9 윤지환, "다층 재배선반을 갖는 하이브리드 식물공장의 열유동 특성" 한국산학기술학회 16 (16): 7990-8000, 2015
• 10 Yojo IWANAMI, "World of Photosynthesis" KODANSHA 2014
• 11 Christopher H. Sloper, "The LED Grow Book : Better. Easied. Less Watts" Create Space Independent Publishing Platform 2013
• 12 Masamoto TAKATSUJI, "The Development to a Plant Factory ^|^mdash;From Engineering to Agriculture^|^mdash;" Japanese Society of Agricultural, Biological and Environmental Engineers and Scientists 24 (24): 163-166, 2012
• 13 John Golbeck, "The Biophysics of Photosynthesis : Biophysics for the Life Sciences" Springer 2014
• 14 Masamoto TAKATSUJI, "The Basis and Practiest for Plant Factories" Shokabo 38-45, 1996
• 15 Hyun Hwan Kim, "Study on Environment Optimization in a Plant Factory Using Artificial Light" Rural Development Adminstration 2014
• 16 Han Sung Koo, "Servey of ICT-Agriculture : 2015 Electronics and Telecommunications Trend" Electronics and Telecommunications Research Institute 2015
• 17 Young Chul Um, "Research on the Establishment of High Quality Vegetables Production Techniques for the Industrialization of Plant Factories and Their On-Spot Demonstration Abroad" Rural Development Adminstration 2014
• 18 Toyoki Kozai, "Plant Factory : An Indoor Vertical Farming System for Efficient Quality Food Production" Academic Press 2015
• 19 David O. Hall, "Photosynthesis" cambridge University Press 1999
• 20 Jong Won Lee, "Overseas Smart Agriculture Case"
• 21 Kong In Lee, "On-farm Research of Element Technologies for Plant Factory" Rural Development Adminstration 2016
• 22 Masamoto TAKATSUJI, "LED Plant Farm" Nikankougyou Shimbun 32-33, 2011
• 23 Masamoto TAKATSUJI, "Full Control Plant Farm" OHMSHA 24-37, 2007
• 24 Bo Gyoung Gim, "Construction of a Testbed for Ubiquitous Plant Factory Monitoring System Using Artificial Lighting" 272-275, 2010
• 25 Kozai TOYOKI, "Artificial Light use type Plant Factory" World Science 2015
• 26 Jung Eek Son, "Analysis of Carbon Dioxide Changes in Urban-type Plant Factory System" 40 (40): 205-208, 1994
• 27 Rural Development Administration, "Agricultural Information"
• 28 Jea Su Kim, "A Design of Intelligent Plant Factory Control Structure Based on Ontology for Growth Environment" 107-108, 2010