• 한국환경과학회지
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• 제31권5호
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• pp.405-411
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• 2022

Production of lettuce under indoor cultivation is highly affected by light intensity. In this study, we used shade cloth (commercial black net) to examine the effect of these condition on growth without an associated yield penalty of container-grown lettuce. Four levels of shading treatments (0%, 35%, 55%, and 75% referred to as Cont., S₃₅, S₅₅, and S₇₅ with respect to Cont.) and two lettuce varieties (red and blue) were evaluated. Variety-specific growth responses were observed with respect to different levels of shading treatments. High growth of red lettuce was occurred in Cont. treatment despite plant height and leaf length being higher than Cont. However, under 35% shading treatment blue lettuce was higher than in control plants. The highest root length was observed 0% shading (Cont.) of both varieties. These results reinforce the idea that blue lettuce is the better leafy vegetable rather than red lettuce for indoor cultivation related to lower light intensity environment conditions.

• 생태와환경
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• 제47권1호
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• pp.32-40
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• 2014

식물공장은 외부 환경요인에 관계없이 효율적인 공간활용을 통해 작물의 생산성 및 경제성을 극대화시켜 생산할 수 있는 획기적인 기술이다. 본 연구은 엽채류 중만추대 열풍적치마상추, 만추대 청치마상추, 그린 로메인상추, 그린골 양상추, 개량사또 쑥갓과 영진 청경채를 대상으로 식물공장에서 실험하였다. LED 시스템을 이용하여 광원의 종류를 적색, 청색, 적색+청색, 적색+청색+백색, 적색+적외선 혼합광으로 구성하였다. 적색+청색 혼합광에서 적색과 청색의 조사기간 비율은 1 : 1, 2 : 1, 5 : 1, 10 : 1로 구성하였고, duty 비는 100%, 99%, 97%로 구성하였다. 광원의 종류에 따른 결과 로메인상추에서 지상부 건중량과 S/R 비는 R+B 혼합광에서 가장 높았고, 양상추의 지하부 건중량과 쑥갓의 S/R 비는 R+B+W 혼합광에서 높았지만, 나머지 종에서는 차이가 없었다. 적색과 청색의 조사기간 비율에 따른 결과 청치마상추, 양상추와 청경체는 지상부 건중량, 총 건중량, S/R비가 비교적 적색의 비율이 높은 조건 (5 : 1)에서 가장 높았다. duty 비에 따른 결과 R+B 혼합광에서 쑥갓은 100%와 99%, 로메인은 100%와 97%일 때 지상부와 지하부, 총 건중량이 높았다. S/R 비는 엽채류 6종 모두 duty 비가 낮은 97%에서 높게 나와 낮은 duty 비에서도 양호한 생육을 보였다. R+B+W 혼합광에서 청치마상추와 로메인상추 그리고 청경채는 duty 비는 낮은 97%에서도 비교적 높은 지상부 건중량 및 총 건중량을 보였다. 또한, 로메인 상추와 양상추의 S/R 비는 duty 비가 97%인 조건에서 가장 높았다. 따라서 LED 시스템을 이용한 식물공장에서 각 엽채류 별로 적절한 광원과 광질을 이용하면 외부 환경요인에 관계없이 안정적인 재배를 할 수 있을 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권4호
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• pp.279-286
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• 2013

Purpose: This study was conducted to analyze the utilization efficiencies of electric energy and photosynthetically active radiation of lettuce grown under red LED, blue LED and fluorescent lamps with different photoperiods. Methods: Red LED with peak wavelength of 660 nm and blue LED with peak wavelength of 450 nm were used to analyze the effect of three levels of photoperiod (12/12 h, 16/8 h, 20/4 h) of LED illumination on light utilization efficiency of lettuce grown hydroponically in a closed plant production system (CPPS). Cool-white fluorescent lamps (FL) were used as the control. Photosynthetic photon flux, air temperature and relative humidity in CPPS were maintained at 230 ${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, $22/18^{\circ}C$ (light/darkness), and 70%, respectively. Electric conductivity and pH were controlled at 1.5-1.8 $dS{\cdot}m^{-1}$ and 5.5-6.0, respectively. The light utilization efficiency based on the chemical energy converted by photosynthesis, the accumulated electric energy consumed by artificial lighting sources, and the accumulated photosynthetically active radiation illuminated from artificial lighting sources were calculated. Results: As compared to the control, we found that the accumulated electric energy consumption decreased by 75.6% for red LED and by 70.7% for blue LED. The accumulated photosynthetically active radiation illuminated from red LED and blue LED decreased by 43.8% and 33.5%, respectively, compared with the control. The electric energy utilization efficiency (EEUE) of lettuce at growth stage 2 was 1.29-2.06% for red LED, 0.76-1.53% for blue LED, and 0.25-0.41% for FL. The photosynthetically active radiation utilization efficiency (PARUE) of lettuce was 6.25-9.95% for red LED, 3.75-7.49% for blue LED, and 2.77-4.62% for FL. EEUE and PARUE significantly increased with the increasing light period. Conclusions: From these results, illumination time of 16-20 h in a day was proposed to improve the light utilization efficiency of lettuce grown in a plant factory.

• 한국환경과학회지
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• 제33권5호
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• pp.305-322
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• 2024

The aim of this study was to investigate the effects of artificial light sources on the germination and seedling vigor of lettuce, aiming to identify the optimal artificial light source for producing high-quality seedlings. Lettuce cultivar of 'Tomalin' and 'Seonpunggold' exhibited the highest seed emergence in the Metal halide(MH) lamp and High-pressure sodium(HPS) lamp treatment group, while the emergence rate parameter, T50, was the fastest in the HPS lamp treatment group. Both cultivars showed good growth characteristics such as number of leaves, root length, and stem diameter under RGB-LED, and their seedling vigor was excellent as well. The plant height was smallest in the Red + Green + Blue LED treatment, but the leaves were round and thick, resulting in higher biomass and dry weight. Single light sources of Red LED and Blue LED led to reduced growth compared with that under the mixed light treatments. Chlorophyll content in lettuce varied with the type of artificial light, with both cultivars exhibiting the highest chlorophyll content in the Red + Green + Blue LED treatment. The most suitable artificial light for lettuce seedling growth was the Red + Green + Blue LED treatment.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권3호
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• pp.180-185
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• 2012

식물공장 내 적색광, 청색광, 적청 혼합광, 자외선, 적외선, 형광등의 광원을 달리하여 어린잎 상추의 생육과 무기성분 흡수를 검토하였다. 잎의 형태는 Red 파장에서 초장 및 하배축의 길이신장이 촉진되어 도장하였고 Far red에서는 생장이 불가능하였으나 Red + Blue의 혼합광원에서는 초장이 짧고 엽수가 많고 생체중이 증가하여 상추의 형태 및 발달 차원에서 유의적으로 좋았다. 광질에 따른 어린잎 상추의 색차 및 상대 엽록소 함량을 조사한 결과, 적색도를 나타내는 Hunter $a^*$ 값은 Red + Blue 혼합광 및 형광등에서 높았고 적색광 및 자외선에서는 낮게 나타났는데 상대 엽록소 함량을 나타내는 SPAD도 같은 경향이었다. 특히 상대엽록소 함량은 형광등의 10.5에 비해 혼합광에서 1.8배 향상된 적색도를 나타내었다. 광원별 상추의 무기물 함량을 조사한 결과, pH 및 K 함량은 모든 처리에서 차이가 없었으나 N, Ca, Mg, Mn, Fe, Ascorbic acid 함량은 LED 처리구에서 많았고 P 및 Mn 함량은 형광등 처리구에서 많았다. 이상의 결과를 요약하면 단색광에 비하여 Red + Blue 혼합광에서 상추의 생육이 우수하고 무기물 함량이 증대되어 식물공장 내 생산성 향상을 위해서는 혼합광 조절로 상품성 있는 고품질의 상추 생산이 가능 할 것으로 생각되었다.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.148-153
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• 2014

식물공장 내 적색광, 청색광, 적청 혼합광, 자외선, 적외선, 형광등의 광원을 달리하여 어린잎 상추의 생육과 무기성분 흡수를 검토하였다. 잎의 형태는 Red 파장에서 초장 및 하배축의 길이신장이 촉진되어 도장하였고 Far red에서는 생장이 불가능하였으나 Red+Blue의 혼합광원에서는 초장이 짧고 엽수가 많고 생체중이 증가하여 상추의 형태 및 발달 차원에서 유의적으로 좋았다. 광질에 따른 어린잎 상추의 색차 및 상대 엽록소 함량을 조사한 결과, 적색도를 나타내는 Hunter $a^*$ 값은 Red+Blue 혼합광 및 형광등에서 높았고 적색광 및 자외선에서는 낮게 나타났는데 상대 엽록소 함량을 나타내는 SPAD도 같은 경향이었다. 특히 상대엽록소 함량은 형광등의 23.3에 비해 혼합광에서 1.4배 향상된 적색도를 나타내었다. 광원별 상추의 무기물 함량을 조사한 결과, pH 및 K 함량은 모든 처리에서 차이가 없었으나 N, Ca, Mg, Fe, Ascorbic acid 함량은 LED 처리구에서 많았고 P 함량은 형광등 처리구에서 많았다. 이상의 결과를 요약하면 단색광에 비하여 Red+Blue 혼합광에서 상추의 생육이 우수하고 무기물 함량이 증대되어 식물공장 내 생산성 향상을 위해서는 혼합광 조절로 상품성 있는 고품질의 상추 생산이 가능 할 것으로 생각되었다.

• 현장농수산연구지
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• 제22권1호
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• pp.55-63
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• 2020

필터 부착에 따른 모형온실 내에서 스펙트럼은 필터에 따른 파장 폭은 넓지만 각 파장대에 따른 피크치는 나타나는 것으로 조사되었다. 각각의 모형온실 내에서 조도 및 광량자속밀도를 측정한 결과 조도는 Blue필터를 부착한 온실이, 광량자 속밀도는 Red필터를 부착한 온실이 가장 높은 것으로 나타났다. 투과율을 조사한 결과 필터를 부착한 온실이 대조구에 대비하여 약 30~40% 낮은 것으로 조사되었다. 적축면상추의 생육기간별 생체중과 건물중을 측정한 결과 대조구온실에서 정식 30일 후에 약 148g으로 가장 높았고, 다음으로 Red필터 부착온실에서 약 143g으로 높았다. 재배기간에 따른 광합성속도는 상추가 성장할수록 낮아지는 경향이었으나, Blue필터 온실은 높아지는 것으로 나타났다. 수분이용효율은 큰 차이는 없었으나 Green영역에서 높은 것으로 조사되었고, 기공전도도는 대조군 온실이 가장 높은 것으로 조사되었다. 안토시아닌 함량은 모든 시험구에서 생육 후기로 갈수록 크게 감소하는 경향이었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제21권4호
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• pp.659-668
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• 2013

The objective of this study was carried out to elucidate the effect of LEDs (light emitting diodes) irradiation in relation to early growth and inorganic elements in leaf lettuce (Lactuca sativa L. 'Chung Chi Ma'). In morphological changes of leaves, shoot elongation and hypocotyl length showed poor growth in red light irradiation, while the red+blue light irradiation induced shorter plant height and much greater leaf numbers resulting in increased fresh weight. In change of the Hunter's color and SPAD values, lettuce seedlings grown under in red+blue and fluorescent light irradiation had a higher $a^*$ value, otherwise SPAD values were not changed in these light irradiations. Interestingly, relative chlorophyll contents showed 1.8 times increased redness in the treatment of red+blue light irradiation. Inorganic element (N, Ca, Mg, Mn, and Fe) and ascorbic acid contents were increased in lettuce plants grown under LEDs light irradiation compared to those of lettuce grown under the fluorescent light which showed higher P and Mn contents. In conclusion, it is considered that red+blue light irradiation which stimulates growth and higher nutrient uptake in leaf lettuce could be employed in containers equipped with LEDs.

• 원예과학기술지
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• 제32권3호
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• pp.330-339
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• 2014

430-470nm의 청색광 영역과 630-670nm의 적색광 영역을 5nm 간격으로 세분화한 LED를 인공광원으로 사용하고, 냉백색형광등을 대조구로 사용한 가운데 적치마상추(Lactuca sativa L. '중생종', 흥농씨앗)의 생장 및 안토시아닌 함량에 미치는 적색광 또는 청색광 LED의 피크파장에 따른 광질조사 효과를 분석하였다. 페쇄형 시스템 내에서 생장된 상추의 재배조건은 광주기 16/8h, 기온 $22/18^{\circ}C$, 습도 70%, $CO_2$ 농도 $400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 설정하였고, 베드 면에서의 PPF를 $201{\pm}2\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 조절하였다. 정식 후 21일째에 측정된 상추의 생장 특성과 안토시아닌 함량은 청색광 또는 적색광 LED의 피크파장에 따라 유의차가 다르게 나타났다. 본 연구에서 처리된 LED의 피크파장 가운데 R1 처리구(피크파장 634nm)와 R6 처리구(피크파장 659nm)가 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 광합성속도의 증가에 효과적이었다. 한편 안토시아닌의 축적에 B5 처리구(피크파장 450nm)가 효과적이었다. 상추 잎의 안토시아닌 함량은 엽색의 hue 값이 작아지거나, 또는 SPAD 값이 커질수록 직선적인 관계를 이루면서 증가하였다. 결론적으로 본 연구에서 얻어진 피크파장 634nm와 659nm의 적색광, 450nm의 청색광은 엽채류의 생산량 증대와 안토시아닌 함량의 증진에 필요한 광질로서 활용될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권1호
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• pp.19-25
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• 2014

본 연구는 단색광, 혼합광, 광조사 주기에 대해 총 14가지 실험구를 설치하여 적치마 상추의 생육특성 안토시아닌 및 비타민 C 함량에 대해 조사하였다. 그 결과, 단색광 처리에서 적색광은 초장, 엽수, 지상부 생체중, 청색광은 근장과 엽폭을 증대 시키는 것으로 나타났다. 따라서 적색광은 상추의 지상부, 생육에 청색광은 지하부 생육에 많은 영향을 미치는 것으로 판단된다. 혼합광의 경우 적색광과 백색광 혼합광에서 초장, 엽수, 엽폭, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중이 가장 높게 나타났다. 이는 백색광이 LED광원에 비해 광파장 대역이 다양하기 때문에 생육이 좋은 것으로 판단된다. 근장과 엽록소 함량에 대해서는 적색광과 청색광의 비율이 7 : 3에서 가장 양호한 결과를 보였다. 광조사 시간에 따른 생육특성은 광주기가 15/09h에서 가장 효과적인 반응을 보였다. 안토시아닌 함량의 경우, 단색광에서는 463nm의 청색광 처리에서 가장 높았고, 혼합광에서는 적색광과 청색광의 비율이 7 : 3일 때 가장 높게 나타났다. 또한 광조사 주기에 따른 실험에서는 광주기 18/06h의 처리구에서 안토시아니 함량이 가장 높았다. 비타민 C 함량은 적색광과 청색광의 비율이 8 : 2일 때 $1.77mg{\cdot}L^{-1}$로 가장 높게 나타났으며, 백색광에서 $1.26mg{\cdot}L^{-1}$로 가장 적은 함량을 보였다.