• 생물환경조절학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-9
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• 2021

본 실험은 수경재배에서의 왕고들빼기 '선향'의 광도와 양액 농도가 광합성과 생육, 기능성 물질함량의 변화를 알아보고자 수행했다. 재배 환경은 온도 25±1℃, 상대습도 60±5%가 조절되는 생장 시스템에서 담액 수경 방식으로 재배하였다. 파종 14일 후, 광도 3수준(PPFD 100, 250, 500µmol·m-2·s-1)과 양액 농도 3수준(EC 0.8, 1.4, 2.0dS·m-1)를 조합하여 어린잎 채소 크기에 도달하였을 때 수확하여 분석하였다. 왕고들빼기 선향의 광합성율, 기공전도도, 증산율, 수분이용효율은 광도가 높을수록 증가하였다. 광합성율과 수분이용효울은 PPFD 500-EC 1.4, PPFD 500-EC 2.0 처리에서 가장 높았다. 엽록소 함량은 광도가 높을수록 감소하였며 엽록소 a/b 비율은 광도가 증가할수록 증가하였다. 잎수분함유량(LWC)와 비엽면적(SLA)는 광도가 높을수록 감소하여 부상관(p < 0.001)을 가졌다. 초장은 PPFD 100-EC0.8에서 가장 길었고, 엽수, 생체중, 건물중은 PPFD 500-EC2.0에서 가장 높았다. 기능성 물질인 안토시아닌과 총 페놀화합물은 PPFD 500-EC 1.4, 2.0 처리에서 가장 높았고, 항산화 소거 능력(DPPH)은 PPFD 250, 500에서 높았다. 생육과 기능성물질 함량 증진을 고려했을 때 왕고들빼기 수경재배 시 적정 광도와 EC는 PPFD 500-EC 2.0dS·m-1이며, 저광 조건인 PPFD 100, 250에서는 EC 0.8dS·m-1재배가 적합하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.249-257
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• 2017

배초향은 항동맥경화나 항박테리아의 특성을 가지는 한약재에 널리 사용되는 영년생 약용식물이다. 연구의 목적은 수경재배에서 배양액의 종류와 PPFD값에 따른 배초향의 생장 및 항산화 물질의 변화를 조사하는 것이다. 배초향은 주야간 16:8 시간의 일장조건에서 150과 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 조건과 일본원시(HES), 서울시립대(UOS), 유럽채소연구소(EVR), 오오츠카 배양액(OTS)을 이용하여 6주간 재배하였다. OTS 배양액조건에서 자란 배초향의 지상부 및 지하부 건물중은 다른 배양액 처리구와 비교하여 유의적으로 높았다. 배초향의 틸리아닌 함량은 OTS 처리에서 가장 높았으며 다음으로 EVR, HES, UOS 순서로 낮아졌다. 총 아카세틴의 함량은 EVR처리에서 가장 높았으나 OTS처리와는 유의적 차이를 보이지 않았다. 또한 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 조건에서 자란 배초향은 PPFD 150처리구와 비교하여 유의적으로 생체중과 건물중이 증가하였으며 기능성 물질은 틸리아닌과 아카세틴의 함량도 높았다. 본 연구는 수경재배 방식을 이용하여 식물공장에서 배초향을 재배할 경우 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 조건과 OTS 배양액 조건에서 경제적인 광원조건으로 최적 바이오매스 생산량과 틸라아닌과 아카세틴의 함량을 증가시킬 수 있을 것으로 제안한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.142-147
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• 2015

The artificial light sources for growth of plant are usually high-pressure sodium lamp, metal haloids lamp, and fluorescent light; however, these light sources have relatively weaker Red and Blue lights that are necessary for growth of plants. Especially the effect of Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) is pointed out as the weakness. Meanwhile, LED light source can be selected by specific wavelength to greatly improve the effect of PPFD. In this regard, this paper aims to investigate the promotion of plant growth by measuring photosynthetic photon flux density (hereafter referred to as PPFD) according to changes in light quality of the LED light sources. Towards this end, LED light sources for plant growth were produced with 4 kinds of mono-chromatic lights and 6 kinds of combined lights by mixing red, blue, green and white lights. A comparative analysis was conducted to investigate the effects of optical properties and PPFD on plants (green leaf lettuce) using the produced light sources. The results monochromatic light has fastest growth rate, but plant growth conditions have poor. This being so, mixed light is suitable for the green leaf lettuce.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권4호
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• pp.351-356
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• 2021

환경 조건의 변화는 식물의 물과 양분 흡수 및 광합성 정도를 변화시켜 결과적으로 식물 생육에 영향을 미친다. 변화하는 환경 조건에서 식물의 생리적 반응은 식물 줄기에 전극을 삽입해 식물유도 전기신호(PIES)로 비파괴적으로 모니터링할 수 있다. 본 연구의 목적은 CO₂ 증가와 광합성 광량자속밀도 PPFD 감소에 따른 식물의 반응으로 PIES를 모니터링하는 것이다. PIES는 증산과 광합성이 일어나는 낮에 증가하였고 식물 생육 기간 동안 모니터링한 CO₂ 농도는 PIES와 음의 상관관계를 보였다. CO₂ 농도 증가는 PIES를 약간 감소시켰으나 PIES에 큰 영향을 미치지 않았으며 이는 CO₂ 증가의 효과가 낮은 PPFD에 의해 제한되었기 때문으로 판단된다. PPFD 감소의 효과는 물과 양분 흡수가 광에 의해 즉각적으로 영향을 받지 않았기 때문에 즉시 나타나지는 않았다. 본 연구는 CO₂ 증가와 PPFD 감소에 의한 식물의 단기적 반응을 평가하고자 한 것이며 프롤린 함량 및 엽록소 형광은 환경 변화에 따라 유의하게 변화하지는 않았다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.61-61
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• 2019

본 연구에서는 실내 광조건에서 자생 장미과 상록 활엽 목본 2종의 생육반응을 조사하였다. 식물재료는 다정큼나무[Rhaphiolepis indica var. umbellata (Thunb.) Ohashi]와 비파나무[Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.]의 3년생 실생묘를 사용하였다. 실내 광량은 10, 50, 100 및 200 PPFD (${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 설정되었으며, 광주기(12/12 h), 온도($25{\pm}1^{\circ}C$), 습도($55{\pm}3%$) 및 관수(1회/3일) 주기는 일정하게 유지하였다. 실내에서 8주간 재배한 다음 유리온실에서 동일 기간동안 재배된 대조구와 생육 및 광합성 능력 등을 비교하였다. 연구 결과, 다정큼나무의 생육은 200 PPFD에서 대조구와 유사한 수준이었으며, 줄기직경은 광량과 정비례하는 경향이었다. 엽수는 대조구에 비해 고 광량(100, 200 PPFD) 조건에서 유의적으로 높은 결과를 보였다. 처리 별 최대 양자수율(Fv/Fm) 및 광계II 성능지수(Pi_Abs)는 대조구와 유사한 수준이었으며, 광량에 따른 유의적인 차이가 없었다. 비파나무는 재배기간 동안 광량에 관계없이 생육변화가 크지 않았으나, 엽록소함량은 200 PPFD에서 가장 많았다. 한편 10 PPFD에서는 모든 개체의 잎 고사에 따른 관상가치가 하락하였다. Fv/Fm은 200 PPFD에서 대조구와 유사한 수준이었으며, Pi_Abs는 저광량(10, 50 PPFD) 조건에서 유의적으로 높은 수치였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-22
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• 2009

본 연구는 묘의 생육을 최대화하기 위하여 생육 단계를 임의로 구분하고 각 단계 별 적정 환경 조건을 확립함에 목적을 두었다. 생육 단계는 총 20일의 배양기간을 6일(1단계), 7일(2단계), 7일(3단계)의 3단계로 구분하였다. 첫 번째 단계는 활착기로서 환경 처리 별 생육에 큰 차이가 나타나지 않았다. 높은 환경 조건에 의한 잎의 장해를 고려하였을 때, $80{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 의 PPFD 및 대기 중의 $CO_2$ 농도가 적합하였다. 두 번째 단계에서는 PPFD 및 $CO_2$ 조건이 높아짐에 따라 건물 중을 중심으로 부분적으로 향상되었다. 에너지 효율과 생육을 고려할 때, $160{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 의 PPFD와 $700{\mu}mmol{\cdot}mol^{-1}$의 $CO_2$가 적합할 것으로 생각되었다. 세 번째 단계에서는 PPFD 및 $CO_2$ 농도가 높아짐에 따라 유의적으로 생육이 향상되었으며, 잎 및 마디의 발달상태도 현저히 향상되었다. 따라서 보다 적극적으로 생육증진을 고려할 때, $320{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD와 $1800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$의 $CO_2$가 적합할 것으로 생각되었다. 생육 단계별 환경 조절은 초기단계에 상대적으로 낮은 조건을 유지하고 후기단계에서 충분한 조건을 제공함으로써 건전한 묘를 생산할 수 있고 에너지 및 물질의 투입량을 절약할 수 있다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.58-58
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• 2019

본 연구에서는 자생 참나무속 2종의 몇 가지 저광량 조건하에서 생육 및 엽록소 형광 반응을 조사하였다. 연구의 재료는 참가시나무(Quercus salicina Blume)와 붉가시나무(Q. acuta Thunb.)의 2년생 실생묘를 사용하였다. 다양한 실내 광환경조건을 조사하여 광량을 10, 50, 100 및 200 PPFD (${\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 설정하였으며, 실험기간 동안 광주기(12/12 h), 온도($25{\pm}1^{\circ}C$) 및 습도($55{\pm}3%$)를 동일하게 설정하여 총 8주간 재배하였다. 대조구는 유리온실에서 동일기간 동안 재배된 식물을 사용하였다. 연구의 결과, 참가시나무는 50 PPFD 이하에서 전체 식물 중 50%가 잎이 마르며 떨어지는 경향을 보였으며, 100 PPFD에서도 25%의 잎마름이 관찰되었다. 200 PPFD는 줄기직경을 제외한 초장, 엽수, 엽장, 엽폭 및 엽록소 함량(SPAD)이 대조구와 유사하거나 높았으며, 엽록소 형광 반응에서도 모든 측정값이 대조구와 유의한 차이를 보이지 않았다. 붉가시나무는 50 PPFD 이상의 광량에서는 줄기직경, 엽수, 엽장 및 SPAD가 대조구와 유사하거나 높은 결과를 보였으나, 모든 광량조건에서 초장과 엽폭이 대조구에 비해 유의적으로 낮았다. 엽록소 형광 반응은 모든 광량에서 대조구와 비슷한 양상을 보였으나, 10 PPFD는 초기형광값(Fo)과 비광학적 에너지의 손실(DIo/RC)이 대조구에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.63-63
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• 2020

This study investigated the growth of native ferns under indoor light intensities to identify the introduction possibility as in-door ornamental plants. Three evergreen perennial fern species used in this experiment were Coniogramme japonica (Thunb.) Diels, Woodwardia japonica (L. f.) Sm., and Cyclosorus acuminatus (Houtt.) Nakai ex H. Itô. The light intensities were adjusted to 10, 50, 100 and 200 PPFD (µmol·m^-2·s^-1) based on the measurement of the various indoor light quantities. The experiment was conducted for a total of 8 weeks, and the light period (12/12h), temperature (25±1℃), and humidity (55±3%) were maintained during the experiment. The control plant group was grown in glass greenhouse for the same period. As the result of the study, in door C. japonica showed better growth under light intensities of 100, 200 PPFD. However, withering of the plants were observed under all light intensities except the control, which causes an ornamental value decrease. This seems to be related to the increase of DIo/RC value in chlorophyll fluorescence parameters. In the W. japonica growth data, the plant height was not significantly different from the control but, the leaf number decreased more than a two-fold. Also, the formed leaves turned brown and showed a poor growth and SPAD value at 200 PPFD had decreased significantly. Growth data of C. acuminatus was not significantly different with the control at all light intensities however, withering was observed at 100 and 200 PPFD. In chlorophyll fluorescence parameters, significant decrease in Pi_Abs and increase in DIo/RC value at 200 PPFD impose that stress caused by the intense light might be the reason of the withering of the plants.

• 한국조경학회지
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• 제46권2호
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• pp.62-68
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• 2018

본 연구는 실내공간을 모형화한 아크릴챔버($600{\times}800{\times}1,200mm$, $L{\times}W{\times}H$)와 공기정화 장치인 그린바이오필터($495{\times}495{\times}1,000mm$, $L{\times}W{\times}H$)를 아크릴로 제작하여 광량 0, 30, $60{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}PPFD$의 3수준에 따른 디펜바키아와 스파티필럼의 미세먼지(PM10) 및 초미세먼지(PM1) 제거능과 두식물의 광합성율, 기공전도도, 기공수를 비교하였다. PM10이 $1{\mu}g$이 될 때까지 걸리는 시간에 있어서 디펜바키아는 광의 유무에 따른 차이가 유의하게 나타났으며, 30과 $60{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}PPFD$에서는 유의적인 차이가 없었다. 스파티필럼은 0과 $30{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}PPFD$에서는 유의적인 차이가 없었으나, $60{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}PPFD$에서 유의적인 차이를 보였다. 90분 경과 후, $60{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}PPFD$에서 스파티필럼의 PM1, PM10 잔존량이 가장 적었으며, 이때 이산화탄소 잔존량도 가장 낮은 것으로 나타났다. 스파티필럼은 $0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}PPFD$에서도 PM1, PM10 잔존량이 디펜바키아보다 낮은 것으로 나타났다. 두 식물 모두 광량이 높을수록 광합성율이 높게 나타났으며, 기공전도도는 유의적인 차이가 없었다. 스파티필럼은 디펜바키아보다 광합성율과 기공전도가 높았고, 기공수가 많았으며, 잎의 앞 뒷면 모두에서 기공이 관찰되었다. 이러한 식물적 특성으로 인하여 같은 광량에서 스파티필럼의 공기정화 효과가 디펜바키아보다 더 좋았던 것으로 판단된다. 따라서 효과적인 실내 미세먼지 제거를 위해서는 실내광량에 따른 식물의 광합성율과 기공수, 기공의 배치형태 등 식물 각각의 특성을 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제26권6호
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• pp.701-708
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• 2013

To test the quality change of seedlings of three domestic medicinal plants raised in plug trays, a short term storage experiment was conducted. Seedlings were kept in growth chambers for two weeks at 4 or $8^{\circ}C$ temperature combined with 0 or $5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD. Quality of glasshouse-raised seedlings was assessed after two weeks of cold storage in the growth chamber and one week of acclimation in the greenhouse. After two weeks of storage in the growth chamber of Perilla frutescens var. acuta Kudo, plant height was the greatest in the treatment $8^{\circ}C$ combined with $0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD. Internode length of P. frutescens var. acuta Kudo was the greatest in the treatment of $4^{\circ}C$ combined with $0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD. After one week of acclimatization in a glasshouse, the growth and development, such as plant height, internode length and leaf size, were greater in the $8^{\circ}C$ combined with $5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD than in the other treatments. After two weeks of storage in the growth chamber of Sophora tonkinensis, plant height increased more in the treatment of $4^{\circ}C$ than $8^{\circ}C$. After one week of acclimatization in a glasshouse, number of leaves did not change in the treatment of $4^{\circ}C$ combined with $0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD, but it increased in the other treatments. Leaf width increased more under the dark than light condition. Leaf length did not observably change in any treatments. After two weeks of storage in the growth chamber, plant height of Angelica gigas Nakai was the greatest in the treatment of $8^{\circ}C$. Number of leaves was the greatest in the treatment of $8^{\circ}C$. Leaf growth was greater under dark than light condition. These results suggested that optimal storage environment was $8^{\circ}C$ combined with $5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD for P. frutescens var. acuta Kudo, and $4^{\circ}C$ combined with $0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD for S. tonkinensis and A. gigas Nakai. Hence, proper combination of temperature and PPFD were necessary for better storage, and acclimatization and growth, thereafter, of the plug seedlings of theses plant species.