• The Korean Journal of Ecology
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• 제24권6호
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• pp.335-339
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• 2001

The dynamic model was developed to simulate the photosynthetic rate of Phragmites communis stands in coastal ecosystem. The model was composed of the compartments of both climatic and biological variables. The former were photosynthetic photon flux density(PPFD), daily maximum- and minimum-temperature. The latter were combinations of the specific physiological responses of plant organs with the biomass of each organs. The PPFD and air temperature were calculated and using those values, gas exchange rate of each plant organ was calculated at every hour. The carbon budget was constructed using the modelled predictions. Analysis of annual productivity and fluxes showed that yearly gross population productivity, yearly population respiration and yearly net population productivity were 33.4, 21.3 and 12.1 $CO_2ton{\cdot}ha^{-2}{\cdot}yr^{-1}$, respectively. The final result was tested over two stands, produced promising predictions with regards to the levels of production attained. The model can be used to determine production potential under given climatic conditions and could even be applied to plant canopies with analogous biological characteristics.

• 한국환경과학회지
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• 제33권7호
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• pp.501-509
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• 2024

Prunus mume is a culturally significant fruit tree in East Asia that is widely used in traditional foods and medicines. The present study investigated the effects of sunlight exposure and leaf position on the photosynthetic efficiency of P. mume using SPAD values. The study was conducted at Cheongju National University of Education, Korea, under contrasting conditions between sunny (Site A) and shaded (Site B) areas on P. mume trees. Over three days, under varied weather, photosynthetic photon flux density (PPFD) and SPAD measurements were collected using a SPAD-502 plus chlorophyll meter and a smartphone PPFD meter application. The SPAD values of the 60 leaves were measured in triplicate for each tree. The results indicated that trees in sunny locations consistently exhibited higher SPAD values than those in shaded areas, implying greater photosynthetic efficiency. Moreover, leaves positioned higher in the canopy showed increased photosynthetic efficiency under different light conditions, underscoring the significance of leaf placement and light environment in photosynthetic optimization. Despite the daily sunlight variability, these factors maintained a consistent influence on SPAD values. This study concludes that optimal leaf positioning, influenced by direct sunlight exposure, significantly enhances photosynthetic efficiency in P. mume. These findings highlight the potential of integrating smart farming techniques, especially open-field smart farming technology, to improve photosynthesis and, consequently, crop yield and efficiency. The findings also highlight the need for further exploration of environmental factors affecting photosynthesis for agricultural advancement.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.294-301
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• 2016

참외 육묘 시설 내에서 우수한 품질의 모종을 생산하기 위한 LED 광원의 이용 가능성을 검토하기 위해 접목 활착 후 20일 동안 광원과 광도를 달리하여 묘소질과 정식 후 생육을 비교하였다. 광원은 청색광(B), 적청색 혼합광원(RB3, RB7)을 이용하였고, 광도(PPFD)는 50, 100, $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 처리하였다. 조명시간은 일출(7:30) 전 2시간과 일몰(17:30) 후 2시간씩 하루에 총 4시간을 처리하는 일장연장법을 이용하였다. 참외 지상부의 생장지표인 접수 길이와 줄기직경은 청색광의 비율이 높을수록 길어지고 굵어지는 경향을 나타내었다. 적청색혼합광원(RB3)이 다른 광원들에 비해 건물률과 조직의 충실도가 높은 경향이었다. 광합성률은 적색광의 비율이 높을수록 증가하였으며, RB7 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구에서 $5.44{\mu}molCO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 가장 높았다. 정식 후 RB3 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구의 초장이 132.3cm로 가장 길었고, 마디수가 22.7개로 가장 많았으며 개화율도 75%로 가장높았다. 청색광(B) 단독으로 처리한 것보다는 적청색 혼합광원(RB3)으로 처리한 것이 묘소질을 양호하게 하였고, 광도를 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 높이는 것이 우량묘 생산에 유리할 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권4호
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• pp.387-393
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• 2011

노지 포장과 비가림 하우스 시설내의 지상및지중부 온도와 광합성 유효광량자속 밀도(photosynthetic photon flux density, PPFD) 조건이 블루베리 'Northland' 품종의 수체생육 및 과실 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 과실 생장은 비가림 하우스 재배에서 촉진되어 조기수확 및 수확기간이 단축되는 것으로 조사되었다. 지상 및 지중부 온도, PPFD가 블루베리 과실의 과립중과 과실크기에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 조사되었다. 가용성고형물 함량은 완숙기 과실에서 노지 포장에서 높았고, 산함량은 비가림 하우스의 과실에서 유의하게 낮았다. 온도와 PPFD가 과실의 경도에 미치는 영향은 뚜렷하지 않았다. 완숙 과실의 총 안토시아닌 함량은 비가림 하우스의 과실에서 유의하게 높았다. 기능성 성분인 총페놀 함량과 항산화활성도는 과실 발육기간 동안은 노지 재배 과실에서 높았으나, 완숙 과실에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1474-1479
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• 2012

회전형 스마트 조명 제어시스템은 작물 재식판에 위치한 작물들에게 필요한 광을 회전하며 공급하는 시스템이다. 기존 식물공장은 무수히 많이 설치되는 LED와 형광등과 같은 조명장치에 따라 고가의 초기 조명 시스템 설치비용이 발생 된다. 이에 본 논문은 비교적 적은 양으로 설치된 조명장치를 회전시키는 시스템을 개발하였으며, 식물이 생장하는데 필요한 광량과 광속, 광양자속 밀도(PPFD)를 계산하였다. 조명 시뮬레이션 프로그램 Relux와 시제품을 이용한 실험을 통하여 조명 모듈의 각도 변화와 블레이드의 회전속도 변화에 따른 측정 영역에서의 광량의 차이를 비교하고 분석하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제7권1호
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• pp.67-74
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• 2005

To overcome various disadvantages of conventional cul-ture vessels for micropropagation, a novel disposable vessel, the 'Vitron', made of a multi-layered $OTP^{(R)}$ film and supported by a polypropylene frame, was developed. The film possesses superior properties such as: high light transmittance, low water vapor transmittance and thermal stability and in particular, high gas-permeability. Single nodal explants, which were excised from the multiple shoots derived from shoot-tip culture, were cultured in Vitron and polycarbonate vessels on $3\%$ sugar-containing agar on MS medium and placed at 3000 ppm $CO_2$-enrichment at a low photosynthetic photon flux density (PPFD) ($45{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$). The in vitro and ex vitro growth, and the net photosynthetic rate of in vitro and ex vitro plantlets were significantly enhanced in the Vitron compared to those cultured in a polycarbonate vessel. Explants that were cultured on the same MS medium under low PPFD at various $CO_2$ concentrations were also cultured at 3000 ppm $CO_2$- enrichment at various PPFD: 30, 45, 60, 75 and $90{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$. The best in vitro and ex vitro growth obtained for 3000 ppm $CO_2$-enrichment at $75{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ PPFD. The novel Vitron vessel, when placed under the two conditions, may replace conventional culture vessels for the successful micropropagation of sweetpotato.

• 원예과학기술지
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• 제32권3호
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• pp.346-352
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• 2014

본 연구는 겨울철 약광기 파프리카의 안정적 생산을 위한 보광 효과를 구명하고자 수행하였다. 보광 램프로는 고압나트륨(high pressure sodium, HPS)과 Lighting Emitting Plasma (LEP)를 이용하였다. 두 광원 램프로부터 수직으로 떨어진 거리가 증가함에 따라 광량자속밀도(PPFD)는 감소하였다. 동일 거리별 PPFD는 LEP 램프에서 HPS 램프보다 2배 정도 높았지만, 거리 증가에 따른 감소율은 HPS 램프에 비해 LEP 램프에서 상당히 높았다. 수직 거리 100cm 지점에서 횡으로의 거리에 따른 두 광원 간 PPFD 차이는 수직 거리에 따른 차이보다 적었다. 1월 동안 보광 처리에 따른 식물체 정단부의 PPFD 측정 결과, 무처리구에 비해 HPS 보광 처리구에서는 137%, LEP 보광 처리구에서는 315%로 보광에 따른 유효 광량은 뚜렷하게 증가하였다. 그러나 식물체 정단부의 온도는 큰 차이를 나타내지 않았다. 보광 처리 20주째까지 파프리카의 착화를 증가시키는 데에 효과가 나타나지 않았다. 엽장과 엽폭은 LEP 처리구에서 가장 길었고 광합성률도 가장 높았다. 수확과실의 무게는 무처리구에 비해 보광 처리구들에서 무거웠고, LEP 보광 처리는 과장과 과고를 증가시키는 데에 효과를 나타내었다. 3회에 걸쳐 수확된 과실수는 HPS 보광 처리구나 무처리구에 비해 LEP 보광 처리구에서 많았다. 따라서 겨울철 약광기 파프리카의 생육 및 생산성을 증대시키는 데에는 LEP 광원을 이용한 보광 효과가 인정되나, 차후 현장에 적합한 LEP 광원의 활용 방법에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2000년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.340-345
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• 2000

This study was carried out to analyze the light and thermal environment in model greenhouse using infrared absorption film as shading screen and to compare with the case of no shading and using general shading screen such as aluminum foil-backed film, black polyethylene film and thermal blanket. PPFD(photosynthetic photon flux density) of inside the model greenhouse under infrared absorption film was increased by 22% than under general shading screen on the average. And temperature of inside air under infrared absorption film was 2$^{\circ}C$ lower than under general shading screen on the average. So, it is expected that infrared absorption film is useful as shading screen.

• 농업과학연구
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• 제41권4호
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• pp.321-326
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• 2014

본 연구는 당귀의 대량생산 시스템에 적합한 재배 방식을 선정하기 위하여 담액경, 배지경, 분무경 재배 시스템에 대한 비교 평가와 당귀의 엽단위 광합성 특성을 분석하여 대량생산 시스템에서의 최적환경 조건 구명을 위하여 수행되었다. 참당귀 '만추'를 파종하여 암상태에서 발아 시킨 후에 기온 $18-22^{\circ}C$, 상대습도 50-70%, PPFD $120{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 조건으로 3주간 육묘하였다. 본엽 4매가 출현하는 시기에 담액경, 배지경, 분무경의 3개의 처리구에 각각 16주씩(총 48주) 이식하였으며 PPFD는 광원 20 cm 아래에서 $150{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, 온도 $20/23{\pm}1^{\circ}C$, 상대습도 50-70% 조건으로 11주간 재배하였다. 11주째에 생육조사를 실시하였으며, 당귀의 환경조건에 대한 광합성 특성을 살펴보고자, $CO_2$농도, 온도, PPFD 값에 따른 광합성특성을 휴대용 광합성 측정기를 이용하여 측정하였다. 배지경재배에서 당귀의 생체중과 건물중이 담액경 재배와 비교하여 유의적인 증가를 나타내었으며, 분무경 재배와는 유의적 차이가 발생되지 않았다. 광합성 특성으로 PPFD 값이 $50-200{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 증가할 때 광합성 값이 급상승하는 경향을 나타내면서 $800-1600{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 사이에서 광포화점이 있을 것으로 추정되었다. $CO_2$ 포화점은 $1000-1200{\mu}mol\;mol^{-1}$에 존재하는 것으로 관찰되었으며, 온도가 $16-26^{\circ}C$로 증가할 때, 실제 광합성 값은 거의 영향을 받지 않았다. 결과적으로 당귀를 수경재배 기술을 이용한 대량 생산 시스템에 도입할 경우 분무경 재배 시스템에 PPFD는 $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, $CO_2$ 농도는 약 $1000{\mu}mol\;mol^{-1}$ 이하에서, 온도는 $20{\pm}3^{\circ}C$ 조건에서 광합성 환경을 조성해 주거나 환경제어를 유지하면 당귀 대량생산 시스템의 최적 조건을 구현하여 높은 생산성을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국균학회지
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• 제47권1호
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• pp.63-73
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• 2019

표고 균사체의 갈변은 균사배양체의 오염과 수분 손실을 방지하는데 매우 효과적이다. 광과 광 파장이 표고 산조701호 품종의 균사체 갈변에 미치는 영향과 갈변 균사의 특징을 이해하고자 하였다. 표고 균사체를 감자한천배지에서 암배양한 후 적색, 녹색, 청색의 색 셀로판 필터를 덥거나, 원적색(far-red), 적색, 녹색, 청색의 light emitted diode (LED)를 매일 14시간씩 40일간 비춘 후 균사배양체의 갈변 면적 비율(갈변율)과 갈변 균사의 특징을 조사하였다. 파장대 범위가 300~1,100 nm인 백색 형광등 빛은 세 가지 각각의 색 셀로판을 통과하면서 360~1,022 nm로 좁아졌고 각 파장별로 photosynthetic photon flux density (PPFD)는 42~71%가 감소하였다. 형광등 빛 처리로 균사체의 갈변율은 면적비율로 평균 64%였으나, 빛을 받지 않은 균사체의 갈변율은 5%에 지나지 않았다. 광 파장별로 표고 균사체의 갈변율은 원적색에서 0.02%. 적색에서 1.5%, 녹색에서 53.8%, 청색에서 57.3% 였다. 그리고 흰색의 미갈변 표고 균사는 세포벽이 $1{\mu}m$ 미만으로 얇고 원형질이 들어찬 생장하는 것이었다. 이에 반하여, 갈변층의 균사는 세포벽이 $2-4{\mu}m$으로 두껍고 세포 내용물이 없는 죽은 것으로 탄력이 없이 단단한 부정형의 구조체였다. 결론적으로 녹색~청색 파장의 빛으로 촉진된 표고 균사의 갈변층은 죽은 조직이지만 그 아래 내부 활력 균사체를 보호하는 중요한 기능층이었다.