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.
Kwon, Joon Kook;Khoshimkhujaev, Bekhzod;Lee, Jae Han;Yu, In Ho;Park, Kyoung Sub;Choi, Hyo Gil
Horticultural Science & Technology
/
제35권1호
/
pp.79-87
/
2017
We examined the effect of two greenhouse covering materials (glass or solid polycarbonate sheets) on the light environment and growth of tomato and cucumber plants. Spectral analysis showed that polycarbonate sheets entirely blocked radiation in both the UV - B (300 - 320 nm) and UV - A (320 - 400 nm) ranges, whereas glass transmitted UV - A and was only opaque to UV - B. The transmittance of photosynthetically active radiation (400 - 700 nm) and near infrared radiation (700 - 1100 nm) was higher in polycarbonate than glass. Air and soil temperatures were not significantly different between greenhouses covered with either material. The growth of cucumber plants was slightly affected by covering materials, whereas no significant changes in growth parameters were observed for tomato plants. The color parameters of tomato fruits were affected by the cover material, whereas cucumber fruits showed similar coloration in both glass and polycarbonate greenhouses.
The importance of vegetation in studies of global climate and biogeochemical cycles is well recognized. Especially. the FPAR (fraction of photosynthetically active radiation) is one of the important parameters in ecosystem productivity and carbon budget models. Therefore, accurate estimates of vegetation parameters are increasingly important in environmental impact assessment studies. In this study, optical FPAR using the Terra MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer), SPOT VEGETATION and ECOCLIMAP data reproduced on the Korean peninsula. We applied the empirical method which is usually estimated as a linear or nonlinear function of vegetation indices. As results, we estimated the accurate expression which is 0.9039 of $R^2$ in cropland and 0.7901 of $R^2$ in forest. Finally, this study could be demonstrated to calibrate that produced FPAR while the overall pattern and random noise through the comparative analysis of FPAR on the reference data. Optimal use of input parameter on the Korean peninsula should be helping the accuracy of output as well as the improved quality of research.
Photosynthetically Active Radiation (PAR) affects the growth of plants as well as their photosynthetic rates. A mathematical model for intercepted solar radiation on the tilted leaf with any azimuth angle was established and the leaf orientation in which receives the maximum solar radiation was determined each month, during the growing season, and for an year. PAR was maximized at the leaf elevation of 50。~60。 in the winter, at that of 20。~40。. On the whole the leaves of tilt angle 0。~40。 received much radiation comparing with those of other tilt angles. The theoretical tendencies were compared with the distribution of leaf orientation measused practically. The average leaf elevation of maple tree was 17.0。$\pm$12.0。, and that of ginkgo was 29.8。$\pm$16.0。. Several results from other literatures support our suggestion that cumulative effevct of the relationships between surface normal vector and a vector pointing in the direction of the radiation determine the leaf orientation.
A field experiment was conducted to study both the distribution characteristics of photosynthetically active radiation (PAR) in the soybean canopy and their relationships with dry matter production. The soybean cultivars 'Hwanggeumkong' and 'Paldalkong' were sown with the spaces of 60$\times$15cm and 30$\times$15cm at Suwon on May 20 and on June 20 in 1989. The ratio of PAR to the total shortwave radiation was estimated by the empirical equation derived from sunshine hours and direct incoming radiation. The functional relationships between the PAR interception and the leaf area index were expressed as a function of Beer's law. The extinction coefficients(k) in the functions ranged from 0.77 to 0.92. The values of k were greater at higher planting density, but they were affected neither by planting dates nor by varieties. The reflection ratio of PAR($\alpha$) was determined by the exponential function as below; $\alpha$=$\alpha$p-($\alpha$p-$\alpha$o) exp(-kㆍLAI) where $\alpha$p was the reflectance at the maximum LAI and $\alpha$o was that of the bare soil. The ap ranged from 0.025 to 0.035 and $\alpha$o ranged from 0.11 to 0.12, respectively. The reflected PAR ranged from 0.049 to 0.064 and the transmitted PAR ranged from 0.168 to 0.340 until maximum dry weights were observed. The slope from the linear regression of dry matter on absorbed PAR, conversion efficiency, ranged from 1.30 to 2.3g MJ$^{-1}$ during the growing season until maximum dry weight was reached. The total dry matter yield above ground (TDM) increased with the increases in the conversion efficiency. TDM was higher in Hwanggeumkong than Paldalkong and higher in the space of 30$\times$15cm than 60$\times$15cm, Paldalkong showed higher harvest index than Hwanggeumkong. than Hwanggeumkong.
Jeong, Young-Joon;Lee, Sang-Ik;Lee, Jong-Hyuk;Seo, Byung-Hun;Kim, Dong-Su;Lee, Jimin;Choi, Won
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
/
제64권2호
/
pp.1-13
/
2022
Agrivoltaic facility is the composite system that the solar panel is installed above the farmland, and it enables crop and electricity production simultaneously. Solar panels of the agrivoltaic facilities can block and reduce the amount of solar irradiance arriving at the farmland, but it can help the crop growth by preventing excessive solar irradiance. Therefore, to clarify how the agrivoltaic facilities affect the crop growth, precise solar irradiance distribution under the solar panel should be modeled. In this study, PAR (photosynthetically active radiation), radiation from 400 to 700 nm, which crops usually use to grow, was extracted from the total irradiance and its distribution model under various conditions was developed. Monthly irradiance distributions varied because the elevation of the sun was changed over time, which made the position changed that the local maximum and minimum irradiance appear. The higher panel height did not cause any significant difference in the amount of irradiance reaching below the solar panel, but its distribution became more uniform. Furthermore, the panel angles with the most irradiance arriving below the solar panel were different by month, but its difference was up to 2%p between the irradiance with 30° angle which is usually recommended in Korea. Finally, the interval between panels was adjusted; when the ratio of the length of the panel to the empty space was 1:2, the irradiance of 0.719 times was reached compared to when there was no panel, 0.579 times for 1:1 and 0.442 times for 2:1.
This study was conducted to investigate the changes in soil temperature, soil moisture content, light availability (photosynthetically active radiation, PAR) and diameter growth in 46-year-old Korean pine (Pinus koraiensis Siebold et Zuccarini) plantation located in Gwangneung experimental forest after 4 years from thinning. Three different thinning intensities [control, 45%(T45), and 60%(T60) basal area reduction] were applied in 2004. Mean soil temperature and soil water content were $8.9^{\circ}C$ and 14.3% for control, $10^{\circ}C$ and 16.1% for T45 and $10.2^{\circ}C$ and 16.1% for T60, respectively. Mean soil temperature and moisture content were significantly different among the treatment plots (p<0.05). Mean PAR in control, T45 and T60 was 44, 143 and178 ${\mu}mol/m^2$/sec, respectively and the differences were also statistically significant among the treatment plots (p<0.05). Mean annual diameter growth in control, T45 and T60 was 0.4, 1.5 and 1.2 mm, respectively. Diameter growth of Pinus koraiensis was steadily increased after thinning in comparison to control. Consequently, the results suggested that soil temperature, soil moisture content and light availability were likely to last beyond the 4 years after thinning in this Korean pine plantation.
Since solar radiation contains wavelength essential for photosynthesis accompanying with near-UV light, UV-B effects on biological parameters and acclimation mechanisms are influenced by photosynthetically active radiation (PAR). Therefore, to elucidate near-UV shielding mechanism in higher plants, we cultivated cauliflower under usual solar radiation and increased UV-B from fluorescent lamps, two- or three-fold excess over continuously estimated UV-B dose in PAR during daytime, using computer regulated systems. Increased UV-B radiation had little effect on growth expressed as fresh weigh and leaf area. Water soluble low molecular weight compounds showing absorption in near UV region were enhanced according to the irradiated UV-B dose. One of compounds in cauliflower leaves was identified as chlorogenic acid. This was found to have no near-UV photosenSitizerable activity and is known to have an ability to scavenge a wide species of active oxygen. Another pro-oxidant compound that generates superoxide anion radical under near-UV irradiation was not induced by increased UV-B during cultivation, and identified as lumazine, a degradation product from folic acid.
Photosynthetically active radiation (PAR) beneath the forest canopy, understory species richness and diversity, and biomass were measured in a Larix leptolepis plantation seven years after thinning in Yangpyeong. Four different thinning intensities (control, $10\%,\;20\%\;and\;40\%$ stocking reduction) were applied in 1997. The current PAR values were lower than those measured four years after thinning, and PAR at the heavy thinning plots was significantly higher than that of other thinning intensities. A total of 23 species including 9 tall-trees and 14 shrubs were found for the high layer while a total of 82 species including 10 tall-trees, 29 shrubs, and 43 herbs for the low layer. Species richness and diversity generally increased with thinning intensities, and the trends were more evident for the low layer. Aboveground biomass significantly differed among thinning intensities for both shrubs and herbs. Also there was a negative correlation between biomass and the current number of stems per hectare. The current study suggested that the effects of thinning on light conditions at the forest floor, species richness and diversity and production of understory vegetation continued seven years after the treatment.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
제22권3호
/
pp.333-338
/
2021
This study determined the characteristics of LED illumination and photosynthetically active radiation flux density (PPFD) for LED lighting design in an indoor plant factory. This was done based on the light wavelength and PPFD intensity required for plant growth. It has been found that the wavelength and intensity are decreased according to the measuring distance, and green light has an important role in illumination characteristics, while blue light has an important role in the PPFD characteristics. Considering only the photosynthetic properties of plants, the effective order of photosynthesis was blue>red>white>green. When the measurement distance was 30 [cm], it was found that reduction levels of 60 [cm], 90 [cm], and 120 [cm] decreased to about 36 [%], 18 [%], and 10 [%], respectively. As a result of the characteristics of mixed light (red:blue=2:1, 3:1, 4:1) and the measurement distance, when the measured value at 30 [cm] is 100%, the measured value at 120 [cm] is 10-11 [%]. From the obtained results, an optimal structure was proposed for maximizing the light efficiency of an indoor greenhouse for future research.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.