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빛의 파장 측정 (조도계)

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빛의 파장 측정 (조도계)

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11월 24일 (일요일 24시 55분까지 리로스쿨)

: 결과 보고서, 연구포스터 제출

11월 25일 (월요일) ~ 11월 29일 (금요일)

: 연구포스터 발표

12월 9일 (월요일) ~ 12월 13일 (금요일)

: 수행평가 점수 확인 및 성찰보고서 작성

12월 16일 (월요일) ~ 12월 27일 (금요일)

: 성찰보고서 작성

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As a general rule, low to moderate light plants like Dracaena sanderiana typically do well with PAR levels between 50-150 μmol/m²/s (micromoles per square meter per second).

AI가 알려준 정보라 정확하진 않으나 참고

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어떤 색의 빛이 식물을 잘 자라게 할까?

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어떤 색의 빛이 식물을 잘 자라게 할까?

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전시물 모바일 해설 영상 : 어떤 색의 빛이 식물을 잘 자라게 할까?

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"활착실의 인공광원으로 초기에는 형광등이 사용되었으나, 최근에는 발광다이오드(Light-emitting diodes,LED) 램프가 많이 사용되고 있다. 다단식의 이동용 대차에 부착된 LED 램프로부터 조사되는 광강도는20μmol·m-2·s-1 내외의 낮은 수준을 유지하고 있다. 이러한 광 조건에서 활착된 접목묘는 접목 후 4-5일 경과한시점에 온실 내로 옮겨서 순화 과정을 겪게 된다. 이러한 이유는 낮은 광 조건에서 활착된 접목묘가 많은 광량이 투과되는 온실 내의 광 환경에 바로 적응하기가어렵기 때문이다."

이 부분 보면 20 내외의 ppfd 수치가 굉장히 낮은 수준이기 때문에 이러한 광 조건은 매우 약하며 나중에 온실 내에 광 환경으로 옮겨진다고 나와 있음 그러면 개운죽에게도 태양 광합성 유효광이 그 정도가 나오면 너무 약한 빛이어서 성장이 잘 안되는 건 아닐까 하고 생각을 해봤습니다.

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AI채팅 사용 권한이 필요해요 저는 소속기관 / 학교가 있어요 저는 개인 이용자예요 개인구독권을 구매할래요

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개요쓰기

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빛의 파장에 따른 유산균 생장

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빛의 파장에 따른 유산균 생장

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조명 색 다 다르게 해서 키운 게 우리 실험이랑 비슷함

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AI채팅 사용 권한이 필요해요 저는 소속기관 / 학교가 있어요 저는 개인 이용자예요 개인구독권을 구매할래요

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우리랑 좀 다르긴 한데 개운죽 성장에 대해 조사한 실험이어서 성장 측정이나 실험 조건 같은 거 참고해보면 좋을 듯

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우리가 같이썼던 탐구설계에서 선행연구자료조사

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우리가 같이썼던 탐구설계에서 선행연구자료조사

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▶ (씨를 이용해서 실험) 발아한 씨앗의 개수, 식물의 높이, 잎의 수

박미옥, 백승준, 서주영, & 구본학. (2023). 탄소축적 습지정원 조성을 위한 토양환경에 따른 식물생장 연구. 한국정원디자인학회지, 제9권(제4호), 267–273. https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE11788915

▶  균일한 식물을 위해 지상부를 자른 상태에서 시작, 엽수를 측정하여 비교

주진희, 손혜미, 김원태, & 윤용한. (2019). 수경재배 시 염소흡착을 위한 활성탄 처리가 실내식물인 개운죽(Dracaena Braunii)의 생육 및 생리에 미치는 영향. 한국환경과학회지, 제28권(제3호), 321–328. https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE11432518

▶ 개운죽의 생육은 엽장, 엽폭, 엽수 등을 측정하여 처음값과 나중값을 각각 측정

김민솔, 김민주, 김민철, 이동근, & 이아진. (2018). 빛의 길이가 식물 생장과 발달에 주는 효과. 한국과학영재교육학회, 과학영재교육, 제 10권 (제 1호),30-42.

https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE09006269

안교명. "식물성장에 적합한 LED조명 시스템 설계에 관한 연구." 국내석사학위논문 원광대학교 일반대학원, 2015. 전북특별자치도

▶ 빛의 길이가 식물의 생장과 발달에 미치는 영향을 조사한 결과, 24시간 빛 조건에서 자란 Arabidopsis thaliana가 12시간 빛 조건보다 더 높은 식물 성장, 엽록소 형광, 낮은 반사율, 그리고 빠른 개화를 보였으며, 가로등 환경에서도 다양한 식물 종에서 엽록소 농도와 반사율의 차이가 나타남.

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파장마다 변화 다른 이유

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파장마다 변화 다른 이유

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식물 생장용 LED란?

인간은 380nm~780nm 영역의 빛을 감지하여 명암과 색채를 구분하지만, 식물은 빛의 파장에 따라 생리 반응을 합니다.
식물 광합성에 도움을 주는 400nm~500nm 파장의 청색 빛과 640nm~700nm파장의 적색 빛을 이용하여 식물 생장에 도움을 주는 조명입니다.
LED 반도체 특성 고유 파장으로 일반 조명과는 다르게 광합성에 큰 도움을 주지 않는 500nm~640nm의 빛을 제외하고 식물생장에 도움을 주는 450nm와 660nm의 빛 만을 생성합니다.

시설재배에서 햇빛의 보광용으로 식물공장에서 햇빛 대체용으로 사용 할 수 있는 조명이며, 인체에 해로운 자외선(UV)부분과 열에 관여하는 적외선(IR) 부분을 제외한 가시광선 안에서 구현한 제품으로 인체 및 식물에 해롭지 않습니다.

빛의 파장에 따른 식물의 생리 반응

파장(nm)

적용효과

780

성장을 촉진 시킴

660

엽록소 작용 최대(655), 발아작용 / 잎 배포 화아 형성(660)

적황색

610

광합성에 유익하지 않음. 해충방제(580~650)

녹황색

510

노란 색소에 의한 일부 흡수

청색

430 ~ 440

광합성 작용의 최대 : 잎이 넓고 크게 됨. 줄기 성장 억제

UV-B

280

면역체 형성 : 기능성 물질 함량 증가

UV-C

100

엽록소 파괴

식물이 필요로 하는 빛

광합성 광량자속밀도(PPFD:Photosynthetically active radiation Flux Density) 1평망미터당 1초 동안 내려쬐는 광합성광양자량을 나타낸다.
광합성 광량자속밀도(PPFD)로 식물에 필요한 빛의 양을 수치화 한 것이며, 사람이 눈으로 보고 PPFD 정도를 판단하고 평가 할 수는 없다. 일반적으로 빛의 밝기는 모두 사람의 눈으로 보았을 때를 기준으로 말하고, 그때의 밝기를 조도(Luminance)라고 하고, 그 밝기를 나타내는 단위로 lx(럭스)를 쓰는 데 반해, 식물의 광합성 효율을 나타내는 단위로는 µmlo/㎡s을 쓴다.

룩스(Lux)와 차이점 룩스(Lux)는 칸델라(Cd)의 유도단위이고 PPED는 mole의 유도단위이다.
즉 룩스는 순수한 빛의 세기 기준이고 PPFD는 식물 광합성에 유용한 광자의 수 기준이다.

사람과 식물이 인식하는 빛의 차이

식물은 빛에 대해 인간과는 다른 민감도를 가지고 있다. 예를들어 인간은 녹색빛에 가장 민감하나 식물은 파란색과 붉은색을위주로 하되, 보다 넓은 범위의 빛 파장에 대해 민감하며 이는 광합성 작용과 밀접한 관계가 있다.

성장 광원은 광합을 위한 가장 중요한 요소 중 하나임

400~700nm의 파장 구간에서 초당 광양자 수를 광합성활성방사 (par*)라고 하며, 이는 micromol/s (µmol/s)로 표시된다.
* Photosynthetic Active Radiation

식물 생장용 LED 특성

광합성 및 식물 생장에 필요한 단색광 표출
LED 반도체 특성 고유 파장으로 식물생장에 효과적인 정확한 파장(Blue:450nm/Red:660nm) 구현, 색순도 100%, 식물생장 효과 탁월함.

고객 맞춤형 제품 구매 가능 재배환경에 따른 1:1 맞춤형 광원 대응, 적생광원(Red)과 청색광원(Blue)의 비율을 재배환경에 맞게 조절하여 제공함

식물의 생장기간을 단축시키고 연중 내내 재배가 가능해 농가의 수확량을 증가 시켜줌식물의 생장 기간 단축 및 개화 시기 조절 가능
빛의 양을 조절함으로써 다양한 식물들의 개화 시기를 조절할 수 있음

형광등 대비 3배의 적색(650mn)광량 배출 / 전기요금, 탄소저감 효과 : 50% 절약고효율
초기 LED 전구 구매 비용 외에 전기세 절감 효과 탁월 및 반영구적인 수명

일반 형광등과 LED 식물 생장 램프 비교 평가

일반 형광등

LED 식물 생장용 램프

작물별 광포화점 & 광보상점

광포화점 : 식물의 광합성량은 PPFD에 비례하지만 어느 정도 이상 높아지면 더 이상 증가하지 않는데 이 기준점이 광포화점이다.
광보상점: 이 수치 이상이여야 생물이 생장함

LED 식물 생장용 램프
광포화점 광보상점

lx ppfd lx ppfd

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식물 생장용 LED란? 인간은 380nm~780nm 영역의 빛을 감지하여 명암과 색채를 구분하지만, 식물은 빛의 파장에 따라 생리 반응을 합니다. 식물 광합성에 도움을 주는 400nm~500nm 파장의 청색 빛과 640nm~700nm파장의 적색 빛을 이용하여 식물 생장에 도움을 주는 조명입니다. LED 반도체 특성 고유 파장으로 일반 조명과는 다르게 광합성에 큰 도움을 주지 않는 500nm~640nm의 빛을 제외하고 식물생장에 도움을 주는 450nm와 660nm의 빛 만을 생성합니다.