광원(LED)이 국화생육에 미치는 영향(II)

최근 이상 기후로 인하여 안정적인 식량 생산을 위해 식물공장과 자연광을 대신할 수 있는 인공광 개발에 많은 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 LED를 이용하여 낮은 에너지 투입으로 고품질 채소를 생산하고 있다. 대부분의 생물체, 특히 식물은 빛에 의해 생육이 촉진 및 억제되며 빛이 없는 곳에서는 살지 못한다. 또한 빛으로부터 에너지를 공급받아 동화산물을 합성하고, 각종 대사작용에 필요한 물질을 생산함으로 빛은 작물이 생육하는데 있어서 중요한 환경요인이다. 따라서 본 연구는 화훼류의 대표적 작목인 국화를 대상으로 다양한 파장대의 LED를 이용하여 국화의 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 이는 궁극적으로 국화 생산과정에서 보광의 목적이나, 국화 생산과정에서 잉여태양열의 활용하기 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 실험은 대표적인 국화 품종 중에 하나인, 신마를 이용하여 높이, 1300mm, 넓이와 폭은 900×900mm인 밀폐형 실험장치를 만들어 수행하였다. 하부에 국화 모종을 16개(4×4)가 삽수 가능 되도록 설계하였다. 또한 본 실험에서는 실험구내 광량의 균일한 분포 및 손실되는 광량을 최소화하기 위해서 실험장치내 벽면에 반사필름을 부착하였으며 동일한 환경조건 및 상부에 설치한 LED의 방열에 따른 영향을 최소화하기 위해서 후면 상부에 팬을 설치하였다. 생육실험을 위해 RedㆍBlue 혼합광을 이용하였으며, 각각 다른 6개의 혼합광을 통해서 국화생육과의 관계를 조사하였다. 각 실험장치내 LED는 혼합광(660nm(Red), 450nm(Blue))의 사양으로 비율을 5가지(9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5)와 대조구(태양광) 실험장치를 포함해서 전체 7개의 실험구를 설치하여 실험을 수행하였다. 각 실험구별 LED에서 발생하는 광량은 작물상부에서 약 150-200μmolm-2s-1로 조사되게 하였다. 실험기간동안 광조사 시간은 13시간으로 하였다. 생육정보 가운데, 엽수, 줄기직경, 엽록소, 초장은 7일 간격으로 측정을 하였으며, 입목 후, 전체 실험기간 80일 동안 엽수측정 결과는 각 실험구별로 큰 차이가 나타나지 않았지만, 대조구에 비해서는 높게 나타났다. 줄기직경측정 결과는 전체적으로 대조구보다 낮게 나타났으며, 적색광의 혼합 비율이 높을수록 측정값이 높게 나타났다. 엽록소측정 결과는 대조구를 제외하고는 전체적으로 감소를 하였다. 초장 측정결과는 대조구와 큰 차이를 나타냈다. 이는 작물이 1일 취할 수 있는 광량을 늘릴 수 있도록 명암 시간의 주기를 명암의 1:1 비율이 아닌 밝기의 시간 비율을 높게 조절함으로써 더 높은 측정 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 국화의 생장에 적색광과 청색광을 조합한 LED에 많은 영향을 받았으며, 13시간 이상의 광원조사시간으로 태양광이 부족한 경우 보광의 효과를 볼 수 있을 것으로 판단되며, 온실내부의 잉여태양열 활용에도 이용가능할 것으로 판단된다.