The daily photosynthetic photon flux density incident on a horizontal surface was estimated with sunshine duration through daily global radiation at Taegu in Korea. The constant and coefficient of $\AA$ngstrom equation for global radiation were calculated as 0.1763 and 0.5012, respectively. The conversion factor from daily global radiation to daily photosynthetic photon flux density was determined as 2.2359.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제13권1호
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pp.16-18
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2012
LED lighting systems that combine lighting capability, emotional and physiological characteristics are required for lighting source and multifunctional applications. In this work, Simulation studies using optical analysis software packages, Light Tools, are presented. This is done to estimate the uniformity ratio of illuminance and photosynthetic photon flux density (PPFD) of the periodic 2D lattice arrangements, such as square, diamond, two-way bias quadrangular, hexagonal, and Kagome lattices, under the same transmissivity, absorptance and reflectivity. It has been found out that the two-dimensional Kagome lattice arrangement exhibited high uniformity ratio of illuminance and PPFD compared to other lattices. Accordingly, these results can be used to guide a design and improve the lighting environment which in turn would maximize the uniform distributions of illuminance.
토양수분 부족이 콩식물체의 엽운동, 광합성능, 증산량, 수량 및 관련 형질에 미치는 영향을 조사하기 위해서, '단엽콩', '방사콩', '보광콩', '무한콩'을 비닐하우스 내에 폿트 재배에서 2주간 단수처리하여 실험을 하였다. 1. 광합성능은 광량(0.887$^{**}$ ), 기공전도율(0.788$^{**}$ ) 및 엽온(0.744$^{**}$)과 고도의 유의적인 정 상관이 있었다. 2. 1일중 광량과 온도가 증가함에 따라 콩의 복엽중 중앙의 소엽은 측렬의 소엽에 비해 더 빨리 엽운동이 시작되고 광합성능이 높은 반면에 수광량, 엽온은 다소 낮았다. 3. 한발구에 비해 관수구의 광량은 358 umole $m^{-2}$$s^{-1}$, 기공전도율은 0.2 mole $m^{-2}$$s^{-1}$, 엽온은 9$^{\circ}C$, 증산량 3.7 mole $m^{-2}$ , 광합성능은 8.5 $CO_2$, $\mu$mole $m^{-2}$$s^{-1}$이 각각 높았다. 4. 관수구에 비해 한발구의 수량 및 관련 형질이 다양하게 감소되었다 ; 개체당 건물중 8%, 개체당 근류중 7%, 근중 14%, 간장 3%, 분지수 7%, 경태 8%, 개체당 협수 17%, 개체당 립중 17%가 각각 감소되었다.
Forest-grown American ginseng (Panax quinquefolius L.) is exposed to daily and seasonal light variations. Our goal was to determine the effect of understory light changes on the maximum quantum yield of photosystem II, expressed as $F_v/F_m$, and photosynthetic pigment composition of two-year-old plants. Understory light photon flux density and sunfleck durations were characterized using hemispherical canopy photography. Our results showed that understory light significantly affected the $F_v/F_m$ of American ginseng, especially during the initial development of the plants when light levels were the highest, averaging 28 mol $m^{-2}d^{-1}$. Associated with low $F_v/F_m$ during its initial development, American ginseng had the lowest levels of epoxidation state of the xanthophyll cycle of the season, suggesting an active dissipation of excess light energy absorbed by the chlorophyll pigments. As photon flux density decreased after the deployment of the forest canopy to less than 10 mol $m^{-2}d^{-1}$, chlorophyll a/b decreased suggesting a greater investment in light harvesting pigments to reaction centers in order to absorb the fleeting light energy.
채소는 다른 작물에 비해 생육기간이 매우 짧기 때문에 환경의 영향을 많이 받는다. 특히 환경이 제어되는 시설에서 양액재배를 할 경우에는 생육이 왕성하므로 노지에 비해 재배기간을 단축시킬 수 있으며, 근권부 양액제어나 지상부 환경제어를 통해 고품질 채소를 생산할 수 있는 장점이 있다. 따라서 빠른 생육을 제어하거나 예측할 수 없어 수확적기를 놓치면 외관적 품질이 현저히 떨어지고 질적 품질도 저하하여 소비자의 기호에 맞추기 힘들게 된다. (중략)
This study was conducted to examine the influence of Light-Emitting Diode (LED) light quality in urban agricultural plant factories on the growth and development of Seolhyang strawberry daughter plants in order to improve the efficiency of daughter plant growth and urban agriculture. LED light quality by demonstrated that above-ground growth and development were greatest for daughter plant 2. Daughter plant 1 showed the next highest growth and development, followed by daughter plant 3. Among the different qualities of LED light, the stem was thickest and growth rate of leaves was highest for R + B III (LED quality: red 660 nm + blue 450 nm/photosynthetic photon flux density (PPFD): $241-243{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) and lowest for R (red $660nm/115-117{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$). Plant height, leaf width, petiole length, and the leaf growth rate were highest for W (white fluorescent lamp/$241-243{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) and lowest for R + B I (red 660nm+blue 450nm/$80-82{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$). For above-ground growth and development, as the plants surpassed the seedling age, mixed light (red + blue), rather than monochromatic light (red or blue), and higher PPFD values tended to increase development. Regarding the quality of the LED light, daughter plant 2 showed the highest chlorophyll content, followed by daughter plant 1, and daughter plant 3 showed the least chlorophyll content. When the wavelength was monochromatic, chlorophyll content increased, compared to that when PPFD values were increased. Mixed light vitality was highest in daughter plant 2, followed by 1, and 3, showed increased photosynthesis when PPFD values were high with mixed light, in contrast to the results observed for chlorophyll content.
식물공장에 있어서 생산성 극대화를 위한 최적환경을 구명하기 위하여, 식물공장 시스템 하에서 광도와 배양액 농도가 잎상추의 생육과 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 광이 높아짐에 따라 증산량과 광합성량이 높았으며, 광도 200$\mu$mol $m^{-2}$$s^{-1}$과 300$\mu$mol $m^{-2}$$s^{-1}$ 에서 생체중과 건물중이 가장 높게 나타났다. 따라서 식물공장내 잎상추의 최적 광도는 200 $\mu$mol $m^{-2}$$s^{-1}$ 이상으로 나타났다. 지상부 환경요인들과의 지하부 환경 요인과의 관계를 밝히기 위해서 광도와 배양액 농도간의 관계가 잎상추 생육과 품질에 미치는 영향을 조사한 결과 통계적 유의성은 없었으나 저광도에서는 배양액농도가 높은 편인 2.4 mS cm-1에서 고광도에서는 1.8 mS cm-1 수준에서 생육량이 많게 나타났다.
작물을 재배하는 동시에 전력 생산도 가능한 영농형 태양광 발전은 농업·농촌 분야와 재생에너지 산업 모두로부터 주목 받고 있다. 하지만, 그 역사가 짧은 만큼 영농형 태양광 하부에서의 미기상 환경 변화에 대한 이해와 관측 방법론이 정립되지 않은 실정이다. 따라서 본고에서는 보성군에 설치된 영농형 태양광에서 2019년 11월 부터 2020년 5월까지의 보리 생육기간 동안 일사광, 광합성유효복사광, 기온, 습도, 토양습도·온도, 풍향·풍속을 5분 간격으로 측정하여 공개했다. 또한, 노지의 일사량 및 광합성유효복사량에 대한 약 13일 간의 자료 결손에 대해서는 가까운 기상청 관측 자료를 활용하거나 영농형 태양광 하부의 자료를 이용한 두 가지 경험적 메우기 방법을 제안하였다. 본고 자료가 영농형 태양광에 대한 농업적 평가에 다양하게 활용되기를 기대한다.
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.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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