In Vitro Quantum Dot LED to Inhibit the Growth of Major Pathogenic Fungi and Bacteria in Lettuce

QD LED has an ideal light source for growing crops and can also be used to control plant pathogenic microorganisms. The mycelial growth inhibition effect of QD LED light on Rhizoctonia solani, Phytophthora drechsleri, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Pectobacterium carotovorum, and Xanthomonas campestris were investigated. According to the results, BLUE (450 nm) light, suppressed S. sclerotiorum by 16.7% at 50 cm height from the light source, and 94.1% mycelial growth at 30 cm height. Mycelial growth of Sclerotinia minor was inhibited by 80.4% at 50 cm height and 36.3% at 50 cm height in B. cinerea. S. minor, and B. cinerea was inhibited by 100% mycelial growth at a height of 30 cm from the light source. At 15 cm height, all three pathogens (B. cinerea, S. minor, and S. sclerotiorum) was inhibited by 100%. QD RED (M1) and QD RED (M2) light suppressed mycelial growth of S. minor and B. cinerea by 100% at 30 cm and 15 cm height from the light source. For S. sclerotiorum, QD RED (M1) and QD RED (M2) showed 75.2% and 100% inhibition, respectively. Further experiment was conducted to know the suppression effect of lights after inoculating the fungal pathogens on lettuce crop. According to the results, QD RED (M2) suppressed the S. sclerotiorum by 59.9%. In addition, Blue (450 nm), QD RED (M1), and QD RED (M2) light reduce the infestation by 59.9%. In case of B. cinerea, disease reduction was found 84% by BLUE (450 nm) light. Results suggest that the growth inhibition of mycelium increases by Quantum dot LED light.

Quantum Dot LED를 이용한 상추 주요 병원성 곰팡이 및 세균의 생장억제효과 기내실험

Quantum Dot LED (QD LED) 조명은 소형의 크기, 좁은 대역파장, 긴 수명, 전자 시스템을 통한 제어가 용이하여 현재 시설재배에 이용되는 형광등, 할로겐램프, HID, HSP 램프의 단점을 보완할 수 있는 작물생육에 이상적인 광원으로서 잠재력을 가지고 있다. QD LED 조명을 이용하여 식물 병원성 미생물의 방제가 가능하다면 작물재배에 사용되는 인력 및 비용을 절감하고 화학적 방제제를 사용하지 않은 안전성 높은 생산물을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 식물공장 및 온실에서 많이 재배되고 있는 상추에 큰 피해를 입히는 주요 식물 병원성 곰팡이에 대한 QD LED 조명의 영향과 생장억제효과를 확인하기 위해 시행하였다. 상추에 주로 발생하여 작물에 피해를 입히는 Rhizoctonia solani, Phytophthora drechsleri, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Pectobacterium carotovorum, Xanthomonas campestris균을대상으로 QD LED 조명에 의한 균사생장억제 효과를 조사하였으며 처리한 6종류의 조명 중 BLUE (450 nm) 조명은 Sclerotinia sclerotiorum는 50 cm 거리에서 16.7%의 억제율을 보였으며 30 cm 거리에서 94.1%의 균사생장억제율을 보였다. S. minor는 50 cm 거리에서 80.4%, B. cinerea는 50 cm 거리에서 36.3%의 균사생장이 억제되었으며 30 cm 거리에서 S. minor와 B. cinerea는 100%의 균사생장억제율을 보였다. 15 cm 거리에서는 3종의 병원균 모두 100%의 억제율을 보였다. QD RED (M1), QD RED (M2)조명은 30 cm와 15 cm 거리에서 Sclerotinia minor와 Botrytis cinerea의 균사생장을 100% 억제했으며 Sclerotinia sclerotiorum의 경우 30 cm 거리에서 QD RED (M1)과 QD RED (M2)조명에 대해 각각 75.2%, 100%의 억제율을 보였으나 15 cm 거리에서는 각각 5.8%, 36.3%의 억제율을 보였다. 상추에 병원균을 접종하여 LED 광원 하에 생장을 확인한 결과 QD RED (M2)광원에서 S. sclerotiorum의 감염을 59.9% 억제하였고 S. minor는 BLUE (450 nm), QD RED (M1), QD RED (M2) 광원에서 59.9%의 억제율을 보였다. B. cinerea의 경우 BLUE (450 nm) 광원에서 84%의 높은 억제율을 보였다.