KR101354132B1 - 형광 방사성 자재를 이용한 농작물 재배방법 및 이에 이용하는 자재 - Google Patents

형광 방사성 자재를 이용한 농작물 재배방법 및 이에 이용하는 자재 Download PDF

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Abstract

형광 방사성 자재를 이용하여 농작물의 광합성을 활성화하는 농작물 재배방법에 있어서, 농작물의 중량을 보다 향상시켜, 또는 성장을 빠르게 하여 품질에 편차가 적고 재배 효율이 높은 농작물 재배방법을 제공한다. 또한, 형광 방사성 자재를 이용하는 농작물 재배방법에서, 농작물의 당도 등을 높이고, 토마토, 수박, 핑크 그레이프 후르츠 등의 야채나 과일에 포함되는 리코펜 등의 성분의 양을 보다 증가시킬 수 있는 농작물 재배방법을 제공한다.
본 발명의 농작물 재배방법은, 농작물 재배용 자재로서 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트 중 어느 하나를 단독으로 또는 양자를 조합하거나, 또는 광반사성 자재와 형광 방사성 넷 및/또는 형광 방사성 시트를 조합시켜 이용한 농작물 재배방법으로, 광을 받아서 상기 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트에서 방사되는 형광이 농작물을 복수 방향에서 조사 가능하도록 상기 농작물 재배용 자재를 설치하여 광합성을 촉진시킨다.

Description

형광 방사성 자재를 이용한 농작물 재배방법 및 이에 이용하는 자재{FARM CROP CULTIVATION METHOD USING FLUORESCENT EMITTING MATERIAL AND MATERIAL TO BE USED THEREIN}
본 발명은, 형광 방사성 자재를 이용한 농작물 재배방법 및 이에 이용하는 자재에 관한 것이다.
최근, 야채 등의 농산물의 안정 공급을 도모하기 위하여, 광원으로 발광 다이오드 등을 이용하여 마치 야채를 재배하는 공장을 설비하는 식물공장의 건설이 진행되고 있다. 이것은 식물 등의 광합성에 기여하는 파장대의 광을 조사하는 발광 다이오드를 채용하고 있으며, 계획 재배를 목적으로 하고 있다.
그러나, 이러한 방법은 계획 재배가 가능한 반면, 재배를 하기 위하여 대량의 전력을 소비하고, 지구 온난화나 화석연료의 고갈화 등, 환경ㆍ에너지문제에 큰 영향을 미치는 것이 염려되고 있다.
또한, 노지(路地) 재배 등에서는, 야채 등의 품질을 관리하기 위하여 농약 살포가 일반적으로 실시된다. 그러나, 대량의 농약 사용으로 인한 주변의 대기오염이나, 빗물에 농약의 혼입으로 인한 수질오염이 심각해지고 있다.
한편, 광합성 촉진효과를 목표로 한 농업용 필름이 제안되었다(예를 들면, 특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 5-227849호 공보 참조). 또한, 광합성 촉진효과와 방충효과를 목표로 한 농업용 광질 변환 자재가 제안되었다 (예를 들면, 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평성 6-46685호 공보 참조). 그러나, 이들 방법에서는 형광색소를 함유하는 필름으로 농작물을 덮게 되므로, 필름에 의해 태양광이 차폐되어 오히려 농작물의 성장에는 마이너스가 되는 경우도 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 예를 들면 특허문헌 3에는, 형광색소를 함유하는 넷이 광합성촉진 자재로서 제안되었다(예를 들면 특허문헌 3: 일본 특허 공개 2007-135583호 공보 참조).
1. 일본 특허 공개 평성 5-227849호 공보 2. 일본 특허 공개 평성 6-46685호 공보 3. 일본 특허 공개 2007-135583호 공보
상기 특허문헌 3에 기재된 넷을 광합성촉진 자재로서 사용하면, 태양광 등에 포함되는 광의 일부를 형광이라고 하는 형태로 식물의 광합성에 바람직한 파장의 광으로 변환할 수 있고, 또한 넷의 개구부로부터 태양광 등의 광을 직접 농작물에 조사시킬 수 있다. 따라서, 상기의 필름 형상의 광합성촉진 자재를 사용한 경우와 달리, 태양광 등의 차폐에 따르는 폐해는 거의 발생하지 않는다. 그러나 더욱 광합성을 활성화하여 농작물의 중량이나 당도 등을 더욱 향상시킨다는 관점에서는, 아직 개선의 여지가 있었다.
또한, 최근의 건강지향의 고조에 따라, 예를 들면 토마토, 수박, 핑크 그레이프 후르츠와 같은 적색계의 야채나 과일에 포함된 리코펜 등의 유효성분이 주목되고, 이러한 유효성분을 많이 포함하는 야채나 과일이 강하게 요구되고 있다. 그러나, 이들 유효성분을 다량으로 포함하는 야채나 과일을 간편한 재배 방법으로 제공하는 기술은 아직 존재하지 않는 실정이다.
그래서 본 발명은 형광 방사성 자재를 이용하여 농작물의 광합성을 활성화하는 농작물 재배방법에 있어서, 농작물의 중량을 보다 향상시켜 또는 성장을 빠르게 하여 품질에 편차가 적고 재배 효율이 높은 농작물 재배방법을 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 형광 방사성 자재를 이용하는 농작물 재배방법에 있어서, 농작물의 당도 등을 높이고, 토마토, 수박, 핑크 그레이프 후르츠 등의 야채나 과일에 포함되는 리코펜 등의 성분의 양을 더욱 증가시킬 수 있는 농작물 재배방법을 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 예의연구를 거듭한 결과, 형광을 활용하여 농작물을 재배하는 경우, 자연광 또는 인공광(이후, 이들을 총칭하여 간단히 「광」이라 한다)과 형광을 균형 있게 농산물에 조사(照射)하는 동시에, 특히 형광을 농작물에 대해 가능한 한 일 방향이 아닌 복수 방향에서 다량으로 조사하면 광합성이 활성화된다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, (1) 농작물 재배용 자재로서, 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트 중 어느 하나를 단독으로 또는 양자를 조합하여, 또는 광반사성 자재와 형광 방사성 넷 및/또는 형광 방사성 시트를 조합하여 이용하는 농작물 재배방법으로, 광을 받아서 상기 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트에서 방사되는 형광이 농작물을 복수 방향에서 조사할 수 있도록 상기 농작물 재배용 자재를 설치하여 광합성을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (2) 상기 광반사성 자재로서 광반사성 시트를 이용하여, 농작물을 재배하는 농지에 상기 광반사성 시트를 깔고 동시에 상기 농작물을 덮도록 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 설치하여, 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트가 광을 받아서 방사되는 형광과 투과하는 광을 직접 농작물에 조사시키는 동시에 상기 광반사성 시트에 반사시켜서 농작물에 조사시키도록 한 것을 특징으로 하는 (1)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (3) 농작물을 재배하는 농지에 상기 형광 방사성 넷(1) 또는 상기 형광 방사성 시트(1)를 깔고, 동시에 상기 농작물을 덮도록 상기 형광 방사성 넷(2) 또는 상기 형광 방사성 시트(2)를 설치하여, 상기 형광 방사성 넷(2) 또는 상기 형광 방사성 시트(2)가 광을 받아서 방사되는 형광과 투과하는 광을 농작물에 직접 조사시키는 동시에, 투과하는 광이 상기 형광 방사성 넷(1) 또는 상기 형광 방사성 시트(1)를 조사하여 방사되는 형광을 농작물에 조사하도록 한 것을 특징으로 하는 (1)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (4) 농작물을 덮는 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 돔형 지지체로 지지하는 것을 특징으로 하는 (2)항 또는 (3)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (5) 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 봉투형상 자재를 이용하여, 상기 봉투형상 자재를 생육 도상의 열매 또는 과일에 씌움으로써, 열매 또는 과일이 주위로부터 형광을 받도록 한 것을 특징으로 하는 (1)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (6) 상기 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 우산형상 자재를 이용하여, 상기 봉투형상 자재를 씌운 열매 또는 과일의 위쪽에 상기 우산형상 자재를 설치하는 것을 특징으로 하는 (5)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (7) 지붕부 및/또는 벽부가 상기 형광 방사성 넷 및/또는 상기 형광 방사성 시트로 구성된 하우스를 이용하여, 상기 형광 방사성 넷 및/또는 상기 형광 방사성 시트가 방사하는 형광을 농작물에 조사하도록 한 것을 특징으로 하는 (1)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (8) 지붕부 및/또는 벽부가 비닐 시트로 구성된 하우스를 이용하여, 하우스 내의 농지에서 재배되는 농작물을 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트로 덮도록 설치하여, 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트가 방사하는 형광을 농작물에 조사하도록 한 것을 특징으로 하는 (1)항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (9) 농작물을 재배하는 농지에 상기 형광 방사성 넷, 상기 형광 방사성 시트 및/또는 상기 광반사성 자재를 까는 것을 특징으로 하는 (5)항 내지 (8)항의 어느 한 항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (10) 상기 형광 방사성 시트 및 상기 형광 방사성 시트의, 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm((UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%인 것을 특징으로 하는 (1)항 내지 (9)항의 어느 한 항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (11) 상기 형광 방사성 넷 및 상기 형광 방사성 시트가, 250~650nm의 파장 영역의 광을 흡수하고 또한 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 것을 특징으로 하는 (1)항 내지 (10)항의 어느 한 항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (12) 상기 형광 방사성 시트의 광투과율이 80~95%인 것을 특징으로 하는 (1)항 내지 (11)항의 어느 한 항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (13) 상기 광반사성 시트의 광반사율이 95% 이상인 것을 특징으로 하는 (2)항 내지 (12)항의 어느 한 항에 기재된 농작물 재배방법이다.
또한 본 발명은, (14) 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm((UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%인 것을 특징으로 하는 형광 방사성 자재이다.
또한 본 발명은, (15) (14)항에 기재된 자재를 소재로 히여 이루어지는 봉투형상 또는 우산형상의 농업자재이다.
또한 본 발명은, (16) 지붕부 및/또는 벽부가 (14)항에 기재된 자재로 구성된 것을 특징으로 하는 농작물 재배용 하우스이다.
본 발명에 따르면, 농작물의 중량을 보다 향상시켜 또는 성장을 빠르게 하여 품질에 편차가 적은 재배 효율이 높은 농작물 재 더욱 증가시킬 수 있는 농작물 재배방법이 제공된다.배방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 농작물의 당도 등을 높이고, 토마토, 수박, 핑크 그레이프 후르츠 등의 야채나 과일에 포함되는 리코펜 등의 성분의 양을 더욱 증가시킬 수 있는 농작물 재배방법이 제공된다.
도 1은, 형광 방사성 자재를 이용한 종래의 재배 방법을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시양태를 나타내는 모식도이며, (a)는 형광 방사성 넷 형태의 자재 및 광반사성 시트를 조합한 예이며, (b)는 형광 방사성 넷 형태의 자재 및 형광 방사성 시트를 조합한 예이며, (c)는 형광 방사성 넷 형태의 자재 및 광반사성 시트 및 형광 방사성 시트를 조합한 예이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시양태를 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
식물의 광합성 반응은 태양광, CO2, 물의 3요소에 의해 이루어진다는 것이 잘 알려져 있다. 여기서, 태양광은 폭넓은 파장대역 (약 200~4000nm)으로 이루어져 있으나, 광합성 반응에 기여하는 파장대역은 청색 파장대역(450~550nm)과 적색 파장대역(550~750nm)이라고 생각되고 있다.
특히 적색 파장대역의 광은, 식물의 발아, 잎, 구근, 뿌리, 과실의 성장촉진에 기여하는 것으로 여겨지고 있다. 인공광을 이용한 식물의 광합성 반응의 촉진을 위하여 적색 파장대역의 광을 강하게 조사하는 광원을 개발하여 식물에 조사하는 것이 실시되고 있다. 사례로서, 최근의 식물공장 비지니스에서는 다수의 적색발광 다이오드를 이용하여 적색 파장대역의 광을 조사함으로써 식물의 광합성 반응을 적극적으로 진행시키고 있다. 이와 같이 광합성 반응은 태양광 스펙트럼의 어느 범위의 광을 특별히 이용하고 있음을 이해할 수 있다.
일반적으로 식물의 광합성 반응은 태양광 조사에 의해 이루어지고 있으며, 광합성 반응을 더욱 적극적으로 촉진시키기 위해서는 적색 파장대역의 성분을 중첩 시킴으로써 실현할 수 있다.
사과, 포도 등의 과일 또는 야채 열매의 표피에는 광합성에 크게 공헌할수록 엽록소를 포함하고 있지 않다고 생각되나, 엽록소 이외의 상기 표피 등에 포함되어 있다고 생각되는 광 수용체가 성장에 기여하고 있다고 추찰되기 때문에, 본 발명에서는 이러한 성장에의 기여도 포함시킨 모든 농작물의 성장을 일괄하여 「광합성」이라고 표현하여 설명한다.
본 발명의 농작물 재배방법은, 상술한 바와 같이 자연광 또는 인공광과 형광을 균형 있게 농작물에 조사하는 동시에, 특히 형광을 농작물에 일 방향이 아닌 가능한 한 복수방향에서 다량으로 조사하면 광합성을 활성화시키는데도 극히 유효하다는 검증 결과에 근거한 것이다.
즉, 본 발명의 농작물 재배방법은, 농작물 재배용 자재로서 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트(이러한 넷과 시트를 필요에 따라서 이후 「형광 방사성 자재」라고 총칭하고, 또한, 형광 넷, 형광 시트라고도 한다) 중 어느 하나를 단독으로 또는 양자를 조합시켜, 또는 광반사성 자재와 형광 방사성 넷 및/또는 형광 방사성 시트를 조합시켜 이용한 농작물 재배방법으로, 자연광 혹은 인공광(총칭하여 간단히 「광」이라고도 한다)을 받아서 상기 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트로부터 방사되는 형광을 농작물에 복수 방향에서 조사하고, 또한 조사 후, 넷의 공극부를 통과하여 또는 시트를 투과한 「광」이 광합성에 유효하게 활용되도록 상기 자재를 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.
3종류의 자재 중 2종류를 조합하여 이용할 경우에는, 이들 2종 자재 사이에 농작물이 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 형광 넷 또는 형광 시트는 농지에 까는 자재로서, 또한 농작물을 덮는 자재로서, 동종 또는 이종(異種)의 것을 2매 이상 중첩하여 사용할 수도 있다.
그리고 본 발명에서는, 형광 방사성 자재를 단독으로 설치하여 사용할 수 있는데, 예를 들면 한 장의 형광 방사성 자재를 각도를 주어 구부려 설치하거나, 또는 농작물을 안에 넣고 그 주위를 둘러싸듯이 설치하거나 하여, 복수방향에서 형광을 농작물에 방사하도록 할 수 있다.
본 발명의 농작물 재배방법에 이용하는 상기 형광 방사성 넷과 상기 형광 방사성 시트는, 유해한 자외선을 유용한 가시광선으로 변환하는 기능을 가지는 것이며, 250~650nm의 파장 영역의 광을 흡수하고 또한 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 것이 바람직하게 이용된다.
또한, 이들의 상기 형광 방사성 넷과 상기 형광 방사성 시트는, 유해한 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 자외선뿐만 아니라, 특히 유해한 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 자외선을 컷트하는 것이며, 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%인 것이 바람직하게 사용된다.
본 발명은, 상기 형광 방사성 넷 및 상기 형광 방사성 시트가 가지는 이러한 특성을 유효하게 활용한 농작물 재배방법이다.
이들의 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트의 사용 장소에 제한은 없으며, 예를 들면 옥외 또는 온실 외에 조명이 달린 인큐베이터(식물재배 용기)의 내부 등에서도 사용할 수 있다.
여기서 온실이란, 일반적인 의미로는 식물의 재배를 목적으로 하여 뼈대를 만든 외측을 유리나 플라스틱 또는 비닐 시트로 덮은 건물로, 본 발명에서는 이들 유리, 플라스틱, 비닐 시트 대신에 형광 방사성 자재를 사용할 수도 있다.
본 발명의 상기 농작물 재배방법을 구체적으로 설명하기에 앞서, 먼저 종래의 재배 방법에 대하여 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 종래의 재배 방법으로 농작물을 형광 방사성 자재로 덮는 것만 실시하고, 별도의 형광 방사성 자재나 광반사성 자재를 병용하지 않은 경우를 나타내는 모식도이다. 도 1에 기재된 재배 방법에서는, 광(자연광 또는 인공광)을 흡수하여 형광을 방사하는 형광 방사성 자재(1a)로 농작물(4)을 덮음으로써, 입사된 광(도 1 및 후술하는 도 2에서는 설명을 위해 「태양광」이라고 표시한다. 이하, 동일)의 일부를 농작물(4)의 광합성이나 과실의 성숙에 바람직한 파장의 형광(적색광)으로 변환할 수 있다.
그 결과, 형광 방사성 자재를 통과 또는 투과한 투과 광과 파장 변환되어 방사된 형광의 합인 광이 농작물(4)의 광합성이나 성숙을 위해 이용된다. 그러나, 이들 광 중, 유효하게 이용되는 것은 농작물(4)의 표면에 조사된 광뿐이며, 농작물(4)에 조사되지 않은 미(未)이용광(태양광과 형광)은 지면에 조사된다. 지면에 조사된 미이용광은 대부분이 지면에 흡수되어버리므로 농작물(4)의 광합성이나 성숙에 활용되지 못하고 손실된다.
본 발명은, 이러한 손실을 저감하여, 주어진 자연광이나 인공광 및 파장 변환 되어 방사되는 형광의 이용 효율을 높일 수 있게 한 재배 방법이다.
본 발명의 제1 실시양태를 설명한다.
상기 제1 실시양태는, 농작물을 재배하는 농지에 상기 광반사성 자재로서의 광반사성 시트 혹은 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 깔고, 동시에 상기 농작물을 덮도록 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 설치하는 방법으로, 도 2의 모식도를 참조하면서 설명한다.
도 2의 (a)는 농작물을 덮는 자재로서 형광 방사성 넷 및 농지에 까는 자재로서 광반사성 시트를 조합한 예이며, (b)는 농작물을 덮는 자재로서 형광 방사성 넷 및 농지에 까는 자재로서 형광 방사성 시트를 조합한 예이며, (c)는 농작물을 덮는 자재로서 형광 방사성 넷 및 농지에 까는 자재로서 광반사성 시트 및 형광 방사성 시트를 조합한 예이다.
도 2의 (a)에 나타낸 재배 방법에서는, 광반사성 시트(2)를 농작물(4)이 재배되고 있는 농지표면에 설치함과 동시에 상기 광반사성 시트(2)의 위쪽에 농작물(4)이 생육하기 위한 간격ㆍ공간을 마련하여 형광 방사성 넷(1)을 설치하여 실시된다.
이러한 상태에서, 형광 방사성 넷(1)에 태양광이 쬐이면, 형광 방사성 넷(1)으로부터 형광이 방사되는 동시에 상기 태양광의 일부는 형광 방사성 넷(1)의 공극부를 통과하고, 이와 같이 통과한 태양광과 농작물을 조사하지 않고 통과한 형광 (모두 미이용광)을 광반사성 시트(2)가 받아서 반사하면, 반사된 광(태양광과 형광)은 농작물(4)을 조사한다.
따라서, 농작물은 형광 방사성 넷(1)에서 방사되는 형광과, 광반사성 시트(2)에서 반사되는 형광이 조사되어, 즉 2방향에서 형광을 받게 되고, 이와 같이 형광과 태양광이 유효하게 활용되어 농작물의 광합성을 활성화할 수 있다.
본 발명에서의 「농지」란, 농작물의 모종이 심어져 있는 농지, 농작물의 종자가 뿌려져 있는 농지, 과일의 열매가 열리는 나무가 심어져 있는 농지 등을 포함하며, 어떠한 농작물이 재배되고 있으면 농지에 해당하는 것으로 한다.
본 발명에 이용되는 형광 방사성 넷(1)은, 도 2의 (a)에 나타낸 경우에 한정되지 않고, 형광 발광이라는 형태로 자연광이나 인공광을 구성하는 광의 일부를 식물이 광합성에 이용 가능한 광으로 변환한다. 따라서, 넷(1)을 통과한 광은 식물의 광합성에 바람직한 스펙트럼 밸런스를 가지게 된다. 본 발명에서 사용되는 광반사성 시트(2)는, 이와 같이 식물의 광합성에 바람직한 스펙트럼 밸런스를 가지는 광을 반사하여 농작물(4)에 광을 재차 공급하는 것이다.
따라서, 도 2의 (a)에 나타난 바와 같이 광반사성 시트와 형광 방사성 넷을 조합한 경우는, 형광 방사성 넷(1)을 사용하지 않고 광반사성 시트 또는 형광 방사성 시트만을 이용하여 농지에 깔았을 경우, 또는 광반사성 시트를 농지에 깔지 않고 형광 방사성 넷(1) 또는 형광 방사성 시트로 농작물을 덮은 경우에 비해, 현격히 광합성의 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 이용되는 광반사성 시트(2)는 농지 표면에 설치되므로 농작물(4)의 아래쪽에 위치하게 된다. 이 때문에， 상술한 바와 같이 광반사성 시트(2)는 상기와 같이 농작물(4)에 조사되지 않은 미이용광을 위쪽으로 반사하고, 이 반사광을 농작물(4)에 조사시킬 수 있다. 이 때문에 농작물(4)에 내리쬔 광의 이용율을 향상시킬 수 있으므로, 본 발명은 농작물(4)의 광합성을 활발화시켜서 농작물(4)의 수량의 증가를 가져온다. 또한, 열매가 열리는 농작물(4)에 있어서는 열매의 중량을 증대시켜 당도나 영양분을 증가시킬 수 있다.
본 발명에서의 상기 광반사성 시트(2)로는 광반사율이 95%이상인 것이 바람직하게 이용되며, 또한 상기와 같이 형광 및/또는 태양광을 반사하는 기능을 발휘하기만 하면 특별히 한정되지 않는다.
일반적으로 농지에 깔 경우에는 그 표면상태에 맞도록, 유연성ㆍ가요성이 비교적 박막인 것이 바람직하게 이용되고, 적어도 열가소성 수지를 포함하는 원료조성물을 성형한 것, 열가소성 수지에 백색 안료를 분산 혼합한 것이나, 열가소성 수지의 표면에 알루미늄 증착을 실시한 것이 예시된다. 또한, 백색의 멀칭 시트와 같이 입수의 용이성이나 비용 면에서 바람직하게 사용된다.
그러나, 본 발명에 있어서는 광반사성 자재로서 광반사율이 95% 이상이기만 하면 유연성ㆍ가요성의 시트 형상인 것에 한정되지 않고, 강성의 판 형상인 것도 사용할 수 있다. 예를 들면, 강성의 광반사성 시트를 농지에 세워서 형광 방사성 자재와 조합하여 사용함으로써, 농작물에 형광을 복수 방향에서 조사시켜, 도 2의 (a)의 재배 방법과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1 실시양태의 다른 예를 설명한다.
본 예는, 농작물을 재배하는 농지에 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 깔고 동시에 상기 농작물을 덮는데도 이용하는 자재로서도, 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 사용한다. 본 실시양태는, 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트가 광을 받아서 방사되는 형광과 농작물을 덮는 형광 방사성 자재를 투과하는 광을 농작물에 직접 조사시키는 동시에, 투과하는 광이 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 조사하여 방사되는 형광을 농작물에 조사하도록 한 방법이다.
우선, 농작물을 덮는 자재로서 형광 방사성 넷(1) 및 농지에 까는 자재로서 형광 방사성 시트를 조합한 구체 예에 대하여, 도 2의 (b)를 참조하면서 설명한다.
형광 방사성 넷(1)이 광조사되면, 상기 넷(1)으로부터 형광이 방사되고 넷(1)의 공극을 통과한 광과 함께 농작물을 조사한다. 그리고 상기 넷(1)에서 방사되어 농작물을 조사하지 않은 형광과 넷(1)의 공극부를 통과한 태양광이 형광 방사성 시트(3)에 도달하면, 형광 방사성 시트(3)가 태양광을 파장 변환하여 새로운 형광을 방사하고, 이와 같은 형광이 농작물(4)을 조사한다.
따라서, 농작물은 2방향으로부터의 형광과 형광 방사성 넷(1)의 공극부를 통과한 태양광을 받아서 광합성을 활성화시킨다. 더욱이, 형광 방사성 넷(1)에서 방사되어 농작물을 조사하지 않은 형광이, 농지에 깔린 형광 방사성 시트(3)에 도달한 후에 반사되어 농작물을 조사하는 것도 가능성으로서 생각할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 형광 방사성 시트(3)는, 상세는 후술할 것이나, 소정량의 형광색소를 함유하는 열가소성 수지를 시트 형상으로 성형한 것이기 때문에 자연광이나 인공광이 조사되면 광합성에 적합한 파장 영역의 형광을 방사할 수 있다. 이 때문에 농지 표면에 형광 방사성 시트(3)를 설치하면 농작물(4)의 위쪽에 위치하는 넷(1)의 공극부를 통과하여 파장 변환되지 않은 투과 광이 미이용광으로서 농지의 표면까지 도달한 경우에 그러한 미이용광을 농지 표면에 존재하는 형광 방사성 시트(3)가 흡수하고, 흡수된 미이용광은 재차 형광으로서 위쪽으로 방사되어 농작물(4)에 조사된다. 따라서, 농작물(4)에 내리쬔 광의 이용율을 향상시킬 수 있으므로, 농작물(4)의 광합성이 활발화되어 농작물(4)의 수량의 증가를 가져온다. 형광 방사성 시트(3)로서 이미 말한 형광 방사성 넷을 사용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1 실시양태의 또 다른 예를 설명한다.
본 예는, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이 광반사성 시트(2) 위에 형광 방사성 시트(3)를 깐 것이다. 이 경우, 도 2의 (a)에서 이미 말한 광반사성 시트(2)에 의한 광의 유효활용 효과와, 도 2의 (b)에서 이미 말한 형광 방사성 시트(3)에 의한 광의 유효활용 효과를 함께 누릴 수 있다. 또한 형광 방사성 시트(3)로서 이미 말한 형광 방사성 넷을 사용할 수 있다.
또한 도시하지는 않았으나, 상기 도 2의 (a) (b) 및 (c)는 농작물을 덮는 자재로서 형광 방사성 넷을 설치하는 예이나, 형광 방사성 넷을 형광 방사성 시트로 바꾸어서 설치해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 형광 방사성 시트에는 형광 방사성 넷과 같은 공극부는 없으나, 후술하는 바와 같이, 광투과율이 80~95%정도이기 때문에 조사된 광이 모두 형광으로 변환되는 것이 아니라, 조사된 광의 일부가 투과되어 형광 방사성 넷을 이용한 경우와 마찬가지로 농작물을 직접 조사하는 동시에 농지에 깔린 자재에 도달하여 광합성 촉진에 유효하게 기능한다.
형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트가 농작물을 덮도록 설치하는 방법으로는, 농작물의 상부를 덮도록 넷을 농작물에 직접 씌우는 방법, 농작물을 덮도록 설치된 돔형 지지체로 넷을 지지시키는 방법 등이 예시되나 특별히 한정되지 않는다. 돔형 지지체로 넷을 지지시키기 위해서는, 농작물이 심어져 있는 이랑를 넘는 아치 형상의 지지체를 간격을 두고 복수 설치하고, 이들 지지체에 넷을 씌우는 양태가 예시된다. 이러한 양태에서는, 이랑 전체가 터널 형상의 넷으로 덮인 상태가 된다. 이 경우, 넷으로 형성된 터널내의 농작물에 균등하게 광이 쬐이도록 터널의 길이 방향이 남북방향과 일치하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 돔형 지지체의 길이 방향이 남북방향과 일치하도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트는 한 장만을 사용할 수도 있고, 여러 장을 중첩하여 사용할 수도 있다.
또한, 농작물이 재배되는 농지 표면에 보습 및/또는 보온용 시트를 깔고, 상기 보습 및/또는 보온용 시트 위에 형광 방사성 시트(3)를 깔 수도 있다.
다음에, 본 발명의 농작물 재배방법의 제2 실시양태에 대하여 설명한다.
제2 실시양태는, 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 소재로 한 원통형상 또는 봉투형상의 자재(봉투형상 자재로 총칭한다)를 이용하여 상기 봉투형상 자재를 생육 도상의 열매 또는 과일에 씌우고, 열매 또는 과일이 주위로부터 형광을 받도록 한 재배 방법으로, 상기 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 우산형상 자재를 더 이용하여 상기 봉투형상 자재를 씌운 열매 또는 과일의 위쪽에 상기 우산형상 자재를 설치하여 실시하는 재배 방법이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시양태를 나타내는 모식도로서, 형광 방사성 넷을 소재로 하는 봉투형상 자재(1’)를 씌운 농작물(4’)의 열매 위쪽에 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어진 우산형상 자재(3’)가 설치된다.
도 3에 나타낸 바와 같이 야채 또는 과일 열매에 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트로 이루어진 봉투형상 자재(1’)를 씌우면, 야채 또는 과일의 열매(4’) (도 3에서는 일례로서 포도가 기재되어 있다.)의 숙성에 기여하는 파장으로 변환된 형광과 태양광이, 균형 있게 야채 또는 과일 열매의 주위로부터 조사된다.
토마토, 수박, 오이 등의 야채 열매나, 사과, 복숭아, 살구, 포도, 배 등의 과일 열매는, 적색대(赤色帶)의 광이 조사되면 결실이 향상되고, 열매의 중량, 열매의 당도, 열매에 포함되는 영양분 등을 증가시킬 수 있다고 일반적으로 알려지고 있으며, 본 발명의 재배 방법은 이러한 목적에 대해서도 유효하다. 특히, 예를 들면 토마토, 수박, 핑크 그레이프 후르츠와 같은 적색계의 야채나 과일 재배에 이러한 봉투형상 자재를 사용함으로써, 이들 야채나 과일에 포함되는 항산화 성분의 리코펜을 증가시킬 수 있으므로 이들 야채나 과일의 부가가치를 높일 수 있다.
또한, 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 우산형상 자재(3’)는, 봉투형상 자재(1’)를 씌운 야채 또는 과일 열매(4’)의 위쪽에 설치되거나, 봉투형상 자재(1’)와 별개로 열매(4’) 등에 달아서, 봉투형상 자재(1’) 및 우산형상 자재(3’)에 의해 얻을 수 있는 광합성 촉진효과와 더불어 과일 등에 대한 "햇볕 그을림 방지 효과"도 기대된다.
이와 같은 우산형상 자재(3’) 및/또는 봉투형상 자재(1’)를 이용한 농작물 재배방법에 있어서, 예를 들면 농작물이 나무에 열리는 열매의 경우에는 해당 나무가 심어진 농지표면에, 제1 실시양태와 동일한 효과를 얻기 위하여 광반사성 시트 혹은 형광 방사성 자재를 깔 수도 있다.
본 발명의 농작물 재배방법의 제3 실시양태에 대하여 설명한다.
제3 실시양태는, 형광 방사성 넷 및/또는 형광 방사성 시트를 이용한 하우스 재배이다.
구체 예로서, 형광 방사성 넷 및/또는 형광 방사성 시트를 외벽 재료로서 지붕부나 벽면에 설치한 하우스를 이용하는 방법을 들 수 있다.
본 실시형태에서의 하우스의 골격으로는 아연 도금이 실시된 파이프 등이 예시되나, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 하우스의 구조, 크기, 형상 등에 대해서도 특별히 한정되지 않으며, 종래 비닐하우스에 사용되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 하우스의 지붕부나 벽면을 구성하는 외벽 재료로서 형광 방사성 넷과 형광 방사성 시트의 어느 것을 사용할 것인지에 대해서는, 환경, 농작물의 종류 등에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
예를 들면 지붕부의 재료로서, 비와 눈을 피하기 위해서는 공극이 없는 형광 시트가 적당하나, 공극률이 낮은 형광 넷을 선택할 수도 있다. 이러한 예로서는 하우스내의 통기성을 고려하여 형광 넷을 사용하는 경우를 들 수 있다.
이러한 하우스내에 마련된 농지에는, 형광 방사성 자재에서 방사되는 형광이 지붕부나 벽면의 여러 방향에서 조사되고 동시에 태양광도 균형 있게 조사되기 때문에, 광합성이 활성화되어 소기의 농산물을 재배할 수 있다.
하우스내의 농지표면에는, 제1 실시양태와 동일한 효과를 얻기 위하여 광반사성 시트 혹은 형광 방사성 자재를 깔 수도 있다.
제3 실시양태인 하우스를 이용한 재배에 관한 다른 구체 예를 설명한다.
본 구체 예는, 종래의 비닐하우스를 이용하고, 그 안에서 재배되는 농작물 또는 농지를 덮도록 형광 방사성 자재를 설치하여 실시하는 재배 방법이다.
본 재배 방법은, 상기 제1 실시양태와 유사하나, 하우스내에 들어가는 태양광은 외벽의 비닐을 투과한 것이기 때문에, 그렇지 않은 경우에 비해서 광량이 낮아지고, 이에 따라서 태양광의 조사에 의해 형광 방사성 자재로부터 방사되어 농작물에 도달하는 형광이나, 형광 방사성 자재를 투과하여 농작물에 도달하는 태양광의 양도 대체로 약해진다.
따라서, 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트를 선택하는데도 이 점을 고려하고, 또한 형광 방사성 자재에서 방사되는 형광을 최대한 유효하게 활용하여 농작물에 가능한 한 여러 방향에서 형광이 조사 되도록 형광 방사성 자재를 설치하는 것이 필요하다．
예를 들면, 대면적의 형광 방사성 자재를 구부린 후에 농작물을 향해서 설치하거나, 여러 장의 형광 방사성 자재를 농작물을 향해서 설치하도록 하여 형광 방사성 자재에 각도를 주어 설치하는 것이 바람직하다.
다른 구체 예로서, 농산물에 태양광이 다량으로 조사되도록 공극률이 비교적 높은 형광 넷을 선택한 후에, 대면적의 상기 형광 넷을 하우스의 천정에서 달아 매듯이 고정하고, 이 고정부를 정점으로 하는 대강 이등변 삼각형을 형성하도록 넷의 양단부를 고정하여 농지를 덮도록 설치하면, 이등변 삼각형의 2개의 사변부의 넷에서, 즉 2방향에서 방사되는 형광이 농산물을 조사할 수 있다.
다음에, 본 발명에서 사용되는 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트에 대하여 설명한다. 본 발명에 이용하는 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트로는, 태양광 등의 광이 조사되면, 특히 유해한 자외선이나 청색광 영역의 광을 흡수하여 유용한 가시광선으로 변환하는 기능을 가진 것, 즉 식물의 광합성 반응에 특별히 이용되는 대역의 광을 형광으로서 방사하는 것이 필요하며, 이 때문에, 250~650nm의 파장 영역의 광을 흡수해서 파장 영역 450~700nm의 형광을 발하는 것이 바람직하다. 형광발광 파장 영역이 상기 범위내이면 충분한 광합성 촉진효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 이용하는 상기 형광 방사성 넷과 상기 형광 방사성 시트는 유해한 자외선 파장 영역 280~320nm(UV-B)뿐만 아니라, 특히 유해한 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 자외선을 컷트하는 것이며, 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%인 것이 바람직하게 사용된다.
본 발명의 농작물 재배방법에 의해, 특히 토마토 등의 적색계의 야채나 과일에 포함되는 리코펜의 양이 증가하는 요인은, 이와 같은 UV-C가 감쇠됨에 따른 것으로 추찰된다.
이와 같이, 본 발명의 형광 방사성 자재는 자외선차폐 효과를 가지는 것이다. 최근 오존층의 파괴로 인해 지표에 내리쬐는 자외선 양이 증가되는 것이 염려되고 있다. 자외선은 세포 내의 염색체에 악영향을 준다고 알려져 있으며, 이것은 식물에 있어서도 예외가 아니다. 자외선에 의해 염색체에 악영향을 받은 세포는 파괴되고, 그러한 영향을 받은 농작물은 성장이 저해되기 때문에 농작물의 성장을 촉진시키기 위해서는 자외선 대책도 필요하다．
본 발명자들은, 본 발명에서 이용하는 형광 방사성 자재가 가지는 상기 자외선 감쇠 효과를 검증하기 위하여 상기 형광 시트를 사용하여, (1) 한쪽은 주광 형광등을 이용하고, (2) 다른 쪽은 상기 주광 형광등과 블랙라이트를 조합하여 이용해서 래디시의 성장을 관찰한 바, (1)의 경우는, (2)의 자외선을 포함한 블랙라이트를 이용한 경우에 대하여, 총중량과 당도 모두 높은 결과를 나타내 자외선을 포함하지 않은 광이 농작물의 성장에 유효하며 본 발명의 유용성을 확인할 수 있었다. 이것에 대해서는 후술하는 참고 예 1에서 구체적으로 설명한다.
또한, 본 발명자들은, (1) 종래의 비닐하우스와, (2) 본 발명에 이용하는 형광 시트로 지붕부와 벽면 모두를 구성하는 하우스를 이용하여, 하우스 내의 온도를 측정한 바, 외기 온도가 약 30℃, 태양의 일사강도가 약 800W/㎡인 경우, (1)의 경우에는 약 35℃가 된 반면, (2)의 경우는 약 27℃이었다.
이것은 본 발명에 이용하는 형광 시트가 단파장 영역의 광을 감쇠하기 위하여 하우스 내에 받아들인 에너지를 대폭 감소시켰다고 생각되며, 약 30~40%의 에너지가 감소되는 것으로 추찰된다.
또한, 본 발명에 이용하는 상기 형광 방사성 자재는 광이 조사되면 표면으로부터 광합성에 유효한 450~700nm의 형광뿐만 아니라 실제로는 더욱 장파장의 원적외선도 발한다. 이 점으로부터 본 발명에 이용하는 형광 방사성 자재는 원적외선에 대한 내측 표면의 반사율이 높고, 반대로 원적외선을 외부로 방사하는 방사율은 작은 것으로 생각된다. 따라서, 특히 형광 시트로 구성된 하우스의 경우에는, 이러한 특성에 의해 종래 비닐하우스에 비해 높은 보온성을 가지는 것으로 추찰된다.
또한, 농작물을 충해하는 해충의 시각은 일반적으로 적색영역에 강한 감도를 가지기 때문에, 상기와 같은 파장 영역의 형광을 발함으로써, 해충의 시각에 강한 자극을 줄 수 있다. 이 때문에，해충은 이러한 자극을 기피하는 듯한 행동을 취하게 되고, 방충효과를 발휘할 수 있다. 또한, 식물의 세포에 손상을 주는 자외선영역의 광이 흡수(컷트) 되므로, 농작물의 성장에 바람직한 영향을 줄 수 있다.
더욱이, 본 발명자 등의 검증에 의하면， 이와 같은 형광 방사성 자재는 토양의 살균 효과를 가지며, 예를 들면 파슬리 흰가루병 구제의 효과가 있음을 확인하였다.
본 발명은, 형광과 태양광을 이용하여 광합성을 촉진하는 방법으로, 이를 위해 상기 형광 방사성 자재는, 조사된 태양광의 전부를 형광으로 변환시키는 것은 아니고, 형광 넷의 경우에는 태양광의 일부는 공극부를 통과시키고, 형광 시트의 경우에는 태양광의 일부를 투과시킬 필요가 있다. 따라서, 형광 시트의 경우에는 80~95% 정도의 투과율인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 자재는, 그들을 구성하는 소재의 내부에서 발생한 형광을 효율 좋게 외부로 방출시키기 위해, 표면이 광학적으로 평활하지 않은 미세한 요철상태를 가지는 거친 표면을 형성하고 있는 것이 바람직하다. 표면이 이와 같이 거친 표면일 경우에는 소재의 내부에서 발생한 형광이 거친 표면에서 난반사하고, 이와 같은 난반사에 의해 소재 외부로 방사되는 형광의 광량이 증가하기 때문에, 본 발명이 목적으로 하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 자재는 후술하는 바와 같이, 얇은 또는 가는 소재이므로 원래부터 표면에는 미세한 요철이 존재하나, 형광을 더욱 효율 좋게 외부로 끌어내기 위하여, 의도적으로 이들을 구성하는 소재의 표면에 요철을 형성할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 자재는 자연광이나 인공광을 흡수해서 파장 변환된 형광을 상면(표면) 및 하면(이면)에서 방사하여 광합성 촉진효과를 가져오는 것이다. 여기서 형광 방사성 넷과 같은 직편물을 사용한 경우, 직편물은 씨실과 날실을 틈(공극부라고 한다)을 두고 짜져 있기 때문에, 조사된 광을 모두 형광으로 변환하는 것은 아니다. 이 때문에, 이와 같은 공극부에서 광합성에 필요한 광을 통과시키고, 또한 이와 같은 공극부가 통기성을 확보해서 과잉의 습기를 방출하는 등, 농작물의 생육에 기여한다.
본 발명에서의 형광 넷의 공극률에 대하여 설명한다.
공극률이란 넷 전체의 면적에 공극부의 면적이 차지하는 비율을 말한다.
공극률을 작게 해서, 즉 넷의 그물코를 좁혀서 넷 소재량을 많게 하면 방사되는 형광량이 많아지는 반면, 넷을 투과하는 자연광 혹은 인공광의 양이 적어지기 때문에 공극률은 농작물의 재배지, 환경, 종류에 따라 적절히 선정하는 것이 바람직하다.
예를 들면 형광 넷으로 직접 농작물을 덮거나, 또는 돔 형상의 지지체로 지지하여 농작물을 덮어서 재배하는 등과 같은 경우에는, 공극률을 70~90%로 설계하는 것이 바람직하다. 한편, 앞서 기술한 하우스 재배와 같이 대규모로 형광 넷을 사용하는 경우에는 바람과 눈, 통기성 등을 고려하여 공극률을 30~50%로 할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 자재는 필요에 따라서 여러 장 겹쳐 사용할 수 있다. 형광 넷의 경우에는 넷의 공극률을 조정할 수 있기 때문에, 농작물에 맞추어 넷을 투과하는 광과 파장 변환된 형광과의 밸런스를 조정할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 넷은, 적어도 열가소성 수지와 형광색소로 구성되는 조성물을 원재료로 하여 제작되고, 예를 들면 이러한 조성물을 성형 함으로써 얻어진 필름을 재단 및 가공하여 얻는 플랫 얀(flat yarn), 모노 필라멘트, 복합 모노 필라멘트 등을 소재로 하여 제작된 직편물을 들 수 있다. 이와 같은 직편물로서는 특별히 한정되지 않으나, 넷(망)을 예시할 수 있다.
본 발명에 사용되는 형광 방사성 넷을 제작하기 위한 상기 소재 중, 플랫 얀에 대해서는 두께가 5~150㎛정도인 것이 바람직하고, 10~100㎛정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 모노 필라멘트에 대해서는 섬유지름이 140~1000㎛인 것이 바람직하고, 220~700㎛정도인 것이 보다 바람직하다. 플랫 얀의 소재로서 이용하는 필름의 두께는 0.2~0.7mm정도인 것이 바람직하고, 0.1~0.5mm정도인 것이 보다 바람직하다.
한편, 형광 방사성 시트는 형광 방사성 넷과 마찬가지로, 적어도 열가소성 수지와 형광색소로 구성되는 조성물을 원재료로 하여, 예를 들면 성형함으로써 얻을 수 있다. 성형법으로는 특별히 한정되지 않으나, 압출성형, 사출성형, 압축성형 등을 이용할 수 있고, 특히 압출성형이 바람직하게 이용된다. 시트 두께로는 0.2~0.7mm 정도가 예시되나 이에 한정되는 것은 아니고, 필요한 강도나 비용 등과 같은 요소를 고려하여 적절히 결정할 수 있다.
형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트에 사용되는 형광색소는, 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트에 태양광 등의 광이 조사됨으로써 발생하는 방사광(형광)이 광합성 촉진효과를 나타내기만 하면 특별히 한정되지 않는다.
따라서, 방사광으로서 황색계, 오렌지계 및 적색계 중의 어느 것이 소망될 경우에는, 광흡수 파장영역이 바람직하게는 400~600nm, 보다 바람직하게는 470~600nm에 존재하고 또한 태양광 등의 광을 조사했을 때에 발생하는 방사광의 파장영역이 450~700nm에 존재하는 형광색소가 광합성 촉진효과를 얻는데 바람직하게 이용된다. 또한, 그러한 형광색소를 사용함으로써 상기의 다양한 효과를 얻을 수도 있다.
또한, 방사광으로서 적색계가 소망될 경우에는, 광흡수 파장영역이 바람직하게는 250~650nm에 존재하고 또한 태양광 등의 광을 조사했을 때에 발생하는 방사광의 파장영역이 450~700nm에 존재하는 형광색소가 바람직하게 이용된다.
상기 형광색소에는, 형광염료나 형광안료가 포함된다. 형광색소로는, 비이온성의 형광색소, 예를 들면 비오란트론계 색소, 비안트론계 색소, 플라반트론계 색소, 페릴렌계 색소 및 피렌계 색소 등의 다환계 색소, 크산텐계 색소, 티오크산텐계 색소, 나프탈이미드 색소, 나프토락탐 색소, 안트라퀴논 색소, 벤조안트론 색소, 쿠마린 색소 등을 들 수 있고, 이들 중에서, 상기의 흡수 파장 영역을 가지고 동시에 상기의 파장 영역의 광을 방사하는 형광색소를 적절히 선택 이용할 수 있으나, 그 중에서도, 페릴렌계 색소 혹은 나프탈이미드계 색소가 바람직하고, 특히 페릴렌계 색소가 바람직하게 이용될 수 있다.
상기 페릴렌계 색소로는 예를 들면, BASF 아크티엔게셀샤프트사 제(製)의 상품명 Lumogen F 시리즈의 Yellow 083, Orange 240, Red 305 등을 들 수 있다.
또한, 나프탈이미드계 색소로서는 예를 들면, BASF 아크티엔게셀샤프트사 제의 상품명 Lumogen F 시리즈의 Violet 570, Blue 650 등을 들 수 있다.
이들 형광색소는 예를 들면, 글리콜류, 방향족 탄화수소, 염소계 탄화수소, 에스테르류, 케톤류 또는 아미드류 등과 같은 유기용제 또는 물에 용해하여 사용된다.
본 발명에서 사용하는 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트에 포함되는 상기 형광색소의 농도는, 이들의 형광 방사성 넷이나 형광 방사성 시트를 구성하는 열가소성 수지에 대하여, 0.001~0.03 질량％인 것이 바람직하고, 0.015~0.02 질량％인 것이 보다 바람직하다.
형광색소의 함유량이 불충분한 경우에는, 태양광 등의 광의 흡수량이 적어짐에 따라 방사(형광) 광량이 적어지므로 바람직하지 못하다. 또한, 형광색소의 함유량이 과잉인 경우에는, 태양광 등의 광의 흡수량이 증대되는 반면, 농도소광에 의해 방사(형광) 광량이 적어지므로 바람직하지 못하다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트에는, 한 종류의 형광색소를 함유시키는 것이 바람직하다. 복수의 형광색소를 함유시킨 경우에는, 서로 흡수 광을 분할하여 형광량이 감소되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 못하다. 이 때문에 복수의 형광색소를 함유시킬 필요가 있는 경우에는, 복수의 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트를 사용하고, 각각 이종(異種)의 형광색소를 함유시킬 수 있다.
본 발명자들은 발명을 창출하는 과정에서, 상기 형광 방사성 넷이나 형광 방사성 시트를 반복하여 사용하면 형광색소가 이들로부터 서서히 용출되고, 방사(형광) 강도가 감소하여, 단기간 중에 소기의 효과가 소실되어 버리는 현상을 확인하였다. 이러한 현상이 일어나는 원인은, 열가소성 수지와 형광색소와의 상용성(相溶性), 또는 형광색소의 분산성이 부족하기 때문이라고 추측되므로, 열가소성 수지와 형광색소와의 조합으로서 상용성이 우수한 것을 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 이용하는 형광 방사성 자재는, 광합성 촉진효과나 방충효과를 장기간 발휘하기 위해서 비바람, 기온변화 등에 대하여 장기간 안정된 것이 필요하고, 이 때문에 열가소성 수지와 형광색소와의 분산성 및 상용성이 우수하고, 성형체로부터 형광색소가 분리되어 나오지 않는 것이 바람직하다.
따라서, 열가소성 수지로서, 폴리에스테르, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리염화비닐 등을 들 수 있으나, 상기의 관점에서 상기의 열가소성 수지 중, 폴리에스테르, 나일론, 폴리올레핀계 수지가 바람직하게 사용되고, 폴리에스테르가 특히 바람직하게 사용된다.
일반적인 비닐하우스의 외벽재료로는, 열가소성 수지로서 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐, 불소수지 등이 사용되나, 본 발명과 같은 형광색소가 함유되는 형광 방사성 시트 혹은 형광 넷의 경우에는 상기한 바와 같이 열가소성 수지와 형광색소와의 분산성 및 상용성을 검토한 후에 적절히 선택 사용할 수 있다.
폴리에스테르에 대해서는, 폴리에스테르를 구성하는 산성분과 글리콜 성분을 상기 목적을 위해 적절히 선택하여 합성한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
폴리에스테르로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 숙신산, 아디프산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산 등의 산성분과, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 시클로헥산디올 등의 글리콜 성분을 축합 중합시켜서 얻어지는 중합체나, 그 산 성분 및/또는 글리콜 성분의 일부를 공중합 성분으로 치환한 공중합체가 예시된다. 구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트가 바람직한 재료로서 예시된다.
또한, 나일론으로서는, 나일론 6, 나일론 6.6, 나일론 6.10, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6/11, 나일론 6/12 등이 예시된다.
그리고 폴리올레핀으로서는, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 분기 형상 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 메탈로센촉매를 이용하여 제조된 에틸렌ㆍα-올레핀 공중합체 등의 폴리에틸렌계 수지나, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌-프로필렌 블록공중합체, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지 등이 예시된다.
상기 열가소성 수지는, 생분해성 수지일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 자재에는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 퇴색 방지제 및/또는 내광성 첨가제를 함유시킬 수 있다. 또한, 산화방지제, 분산제, 활제, 대전방지제, 안료, 무기충전제, 가교제, 발포제, 핵제 등의 통상 이용되는 첨가제를 배합할 수 있다.
다음에, 본 발명에서 사용되는 형광 방사성 자재를 사용한 경우의 파장 변환 특성에 대하여 설명한다. 식물의 생육에 관한 조사광 세기의 지표로는 PPFD(광합성 유효 광양자속밀도)값이 사용된다. PPFD값은, 입사광의 적색 파장대역(580~780nm) 및 청색파장대역(380~580nm)의 각각의 광에 대하여 단위시간 단위면적에 입사되는 광양자수를 아보가드로수로 나누고, 각각의 파장대역에서 적분한 값으로 정의된다.
즉, Eλ를 파장λ에서의 단위 시간당의 에너지, h를 플랑크 상수, ｖλ를 파장λ에서의 진동수, 및 Na를 아보가드로수라 하면, 청색대의 PPFD값(IλB)은,
Figure 112011017084477-pct00001
로 표시되고, 적색대의 PPFD값(IλB)은,
Figure 112011017084477-pct00002
로 표시된다.
본 발명자들은, 식 R/B=IλR/IλB로 정의되는 R/B의 비에 주목하여 광합성을 촉진하고 방충효과를 가져오는데 유효한 형광 방사성 넷 형태의 자재 및 형광 방사성 시트의 조건으로서, 조사광 자체(형광 방사성 넷 형태의 자재나 형광 방사성 시트를 이용하지 않고, 농작물에 직접 조사되는 광)의 R/B값(X)에 대한 형광 방사성 넷 형태의 자재나 형광 방사성 시트를 통과한 광의 R/B값(Y)의 비(R/B 상대값이라고 한다)가, 1.1~1.5인 것이 바람직하다는 것을 확인하였다.
R/B 상대값이 너무 작으면 적색대의 PPFD값이 지나치게 작아져서 충분한 광합성 촉진 효과를 얻을 수 없게 된다. 형광 방사성 넷 형태의 자재를 중첩하여 이용할 경우도 마찬가지이며, 중첩한 넷을 통과한 광의 R/B값(Y)을 이용해서 R/B 상대값을 산출할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 형광 방사성 넷은 필요에 따라서 여러 장 겹쳐 사용할 수 있으며, 장수가 많아질수록 적색대의 PPFD값을 높일 수 있으나, 동시에 조사광이 강하게 차폐되는 상태가 되기 때문에 R/B 상대값이 너무 커도 소기의 효과를 얻을 수 없게 된다.
또한, R/B값에 대하여 말하면, 농작물을 육성하는데 이용하는 조사광이 태양광과 같은 자연광인 경우에는 형광 방사성 넷을 통과한 광(형광에 의해 파장 변환을 받은 광)의 R/B값은 0.90~1.25 정도가 바람직하고, 또한 형광등과 같은 인공광의 경우에는 형광 방사성 넷을 통과한 광의 R/B값은 1.00~1.40 정도가 바람직하다는 것을 확인하였다. 형광 방사성 넷을 중첩시켜 이용할 경우에는 중첩된 넷을 통과한 광의 R/B값이 상기 범위인 것이 바람직하다.
자연광(태양광)의 세기(일사강도라 한다)가 1m2당 1kW일 때를 기준 일사강도라 하고, 태양광의 스펙트럼 분포의 기준으로 한다. 이 때의 자연광 자체의 R/B값은 0.8(±5%)이고, 형광등과 같은 인공광의 R/B값은 0.94이다. 태양광과 같은 자연광의 경우, 날에 따라서 세기에 변화가 있기 때문에 ±5%는 그 변화 정도를 의미한다.
본 발명에서는, 이러한 특성을 가지는 형광 방사성 자재를 사용함으로써, 이들을 이용하지 않는 경우에 비해 농작물의 수확량을 1.2~2.0배 이상 증가시킬 수 있다.
형광 방사성 자재를 이용하면, 당연히 농작물에 도달하는 자연광 혹은 인공광의 조사 광량이 최대 20%정도 감소하나, 본 발명자들의 실험 결과에 의하면，이 정도 조사광이 감소(감광) 하더라도 수확량이 크게 감소되지 않음을 확인하였다.
본 발명에 사용되는 형광 방사성 넷 자재는 방충(해충구제) 효과를 부수적으로 가지는 것이다.
(1) 적색의 형광색소를 사용한 경우
본 발명자들은, 적색의 형광색소를 포함하는 형광 방사성 넷 형태의 자재나 형광 방사성 시트를 이용한 경우에는 적색의 보통색소(비형광 색소)를 포함하는 넷 형태의 자재나 시트를 사용한 경우에 비해, 인간의 눈에 가해지는 자극(밝은 장소에서의 자극에 대한 인간의 명소시(明所視)의 특성)은 약 3.0배가 되는 것을 확인하였다.
따라서, 해충이 느끼는 파장범위의 형광을 방사하는 형광색소를 선택하여 형광 방사성 넷 형태의 자재나 형광 방사성 시트에 사용하면, 해충에게는 자극이 강해지기 때문에 해충이 야채나 과실에 접근해 오는 것을 방지할 수 있다.
(2) 황색, 귤색의 형광색소를 사용한 경우
황색, 귤색의 형광염료를 사용한 형광 방사성 넷 형태의 자재나 형광 방사성 시트를 사용한 경우도 마찬가지로, 인간의 눈에 가해지는 자극(밝은 장소에서의 자극에 대한 인간의 명소시의 특성)은 약 3.2배가 되는 것이 본 발명자들에 의해 확인되었다.
이러한 방충(해충구제) 효과를 효과적으로 발휘시키는 형광 방사성 넷의 예 로서, 날실 씨실 소재의 한쪽에 광합성 촉진효과에 기여하는 파장 영역의 형광을 발생시키는 형광색소를, 다른 쪽의 소재에 방충효과에 기여하는 파장 영역(약 450~600nm)의 형광을 발생시키는 형광색소를 함유시킬 수 있고, 광합성 촉진효과에 기여하는 형광색소를 농작물의 종류에 따라서 선택 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 형광 방사성 넷 중, 형광 방사성의 직편물 특히 형광 방사성 넷에 대하여 상세하게 설명한다.
형광 방사성 넷을 제조하는데 이용되는 원료 실로는, 각종 성형기에 의해 제작된 필름을 슬릿한 후, 연신(延伸)하여 얻는 플랫 얀, 플랫 얀을 할섬(割纖)한 스플릿 얀, 원형 또는 이형 노즐로부터 압출한 필라멘트를 연신한 모노 필라멘트 또는 저섬도(低纖度) 필라멘트를 집속(集束)한 멀티 필라멘트 등의 단층형, 다층형, 심초형(
Figure 112011017084477-pct00003
), 병렬형 등의 복합 사조(絲條)등, 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 상기 필름을 슬릿하여 얻은 긴 필름으로, 직경 약 0.3~0.5mm의 꼰 실을 만들고, 이와 같은 꼰 실을 3~5개 묶어 형광 방사성 넷을 제조하기 위한 소재로 할 수도 있다.
플랫 얀을 제작하기 위해 이용되는 필름은, 열가소성 수지에 소정비율의 형광색소를 미리 헨셀 믹서 등의 혼합기를 이용하여 혼합해서 얻은 혼합물을 압출기에 공급하여 혼련하고, 또는 소정비율의 열가소성 수지와 형광색소를 각각 직접 압출기에 공급하여 혼련한 후, 압출 성형법, 사출성형법, 압축성형법 등과 같은 공지의 방법을 이용하여 제작할 수 있다. 이외에도, 베이스가 되는 열가소성 수지와 같은 종류 또는 같은 계열의 수지에 미리 고농도의 형광색소를 함유시킨 마스터배치를 제작하고, 필름 성형시에 형광색소가 소정의 함유량이 되도록 조정하여 필름 성형을 실시하는 소위 마스터배치법을 적용할 수 있다.
압출 성형법에 의해 얻은 필름을 이용할 경우를 예로 들어서 설명하면, 플랫 얀은, 예를 들면 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 나일론 등과 같은 상기 열가소성 수지와, 형광색소로 이루어지는 혼련물을 압출기에 투입해서 T다이법 또는 인플레이션법에 의해 무정형상태에서 압출한 후 냉각 고화하여 얻은 필름을 약 2~50mm, 바람직하게는 약 5~30mm 폭으로 슬릿한 후 연신하고, 이어서 열처리하여 제작된다. 이 때의 연신 처리는 고융점의 열가소성 수지의 융점 이하 또는 저융점의 열가소성 수지의 연화점 이상의 온도에서 이루어지는데, 가열법으로는, 열형 롤식, 열판식, 열풍식 등 어느 방법을 적용해도 된다.
슬릿된 열가소성 필름은 가열되고, 전후 롤의 사이에서 주속도차(周速度差)를 가지는 롤에 의해 연신됨으로써 연신사가 된다. 연신 배율은, 3~15배의 범위가 바람직하고, 4~12배의 범위가 보다 바람직하며, 5~10배의 범위가 가장 바람직하다. 연신 배율이 3배 이상이면 플랫 얀의 충분한 강도를 얻을 수 있다. 또한, 연신 배율이 15배 이하이면, 연신 방향의 배향이 지나치게 강함으로 인해 발생되는 플랫 얀의 갈라짐을 방지할 수 있다. 또한, 연신사의 단사 섬도는, 통상 200~10000 데시텍스(이하, dt로 생략한다), 바람직하게는 500~5000dt의 범위 내이다.
이와 같이 하여 얻은 열가소성 수지제의 연신사를 날실 씨실로 이용하여 만들어 낸 넷 형상의 직편물을 제작한다.
본 발명에서 사용되는 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트에는, 예를 들면 열가소성 수지를 포함하는 필름 또는 그것의 긴 필름, 플랫 얀, 모노 필라멘트 및/또는 복합 모노 필라멘트 등의 소재의 표면에 형광색소를 부착시킨 것으로 제작되는 것도 포함된다. 이 경우, 소재 표면에 형광색소를 부착시키는 이외의 재료ㆍ제법 등의 조건에 대해서는, 열가소성 수지와 형광색소를 주성분으로 하는 조성물로 제작되는 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트와 동일하므로, 생략한다. 여기서 「소재 표면에의 형광색소 부착」이란, 소재 표면에 형광색소의 도포액을 도포하여 형광색소로 이루어지는 막이 형성된 경우나, 염료 타입의 형광색소를 이용하여 염색하는 경우와 같이, 표면처리에 의해 형광색소가 부착된 상태를 의미한다.
그러나, 상기한 바와 같이 색소를 수지에 혼련하여 제작한 것이 「부착한 것」보다 내구성 면에서 바람직하다.
다음에, 본 발명에서 사용되는 형광 방사성 넷 중, 특히 직편물을 제작할 때의 바람직한 조건에 대하여 설명한다.
직편물 제작에는, 날실용과 씨실용의 적어도 2종류의 재료가 사용된다. 이러한 재료로는, 예를 들면 긴 필름, 플랫 얀, 모노 필라멘트 등, 및 그들의 2차 가공체 중에서 선택되는데, 2종류의 재료는 같은 종류의 것일 수도 있고, 다른 종류의 것일 수도 있다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 직편물에는, 날실과 씨실에 다른 종류의 재료를 사용하여 짜진 것도 포함된다.
또한, 날실과 씨실에 이용하는 2종류의 소재가 각각 동일한 발광 파장범위를 가지는 형광색소를 함유할 수도 있고, 다른 발광 파장범위를 가지는 형광색소를 함유할 수도 있다. 다른 발광 파장범위를 가지는 형광색소로는, 치환기가 다를 뿐 동일 색소골격을 가지는 같은 계통의 형광색소나, 다른 색소 골격을 가지는 다른 계통의 형광색소가 예시된다.
또한, 날실과 씨실을 구성하는 각각의 소재의 한쪽에만 형광색소를 함유시키고, 다른 쪽에 형광색소를 함유시키지 않을 수도 있다. 이러한 수법은 태양광 등의 광의 투과율을 조정하는데 바람직하게 이용된다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<형광 방사성 넷 A 및 B의 제작>
(1) 형광 방사성 넷의 소재 필름의 제작
열가소성 수지로서, 글리콜 성분으로 에틸렌글리콜/1,4-시클로헥산디메탄올=60/40(질량비)과 산성분으로 테레프탈산을 축중합시켜서 얻는 폴리에스테르 수지(SK Chemicals사 제조, 상품명:PET-G, 종목: S2008)를 준비하였다. 상기 폴리에스테르 수지에, 형광색소로서 페릴렌계 색소(BASF 아크티엔게셀샤프트사 제조, 상품명:Lumogen F Red300)를 폴리에스테르 수지에 대하여 0.02질량％ 배합하고, 헨셀 믹서에서 혼련하여 수지조성물을 제작하였다. 이어서, 65mm φ압출기를 이용하여, T 다이법 (용융 온도 260℃)에 의해 얻은 수지 조성물을 필름 형태로 성형하고, 30℃에서 냉각 고화시켜 두께 60㎛의 필름을 제작하였다. 그리고 사용한 페릴렌계 형광색소는 약 520~ 약 590nm의 파장영역의 광을 흡수하고(최대 흡수파장은 578nm), 약 600~ 약 680nm의 파장영역의 형광을 발하는 것이다(최대 형광파장은 613nm).
(2) 형광 방사성 넷의 제작
상기 (1)의 필름을 슬릿하여 얻은 긴 필름으로부터, 직경 약 0.4mm의 꼰실을 제작하고, 상기 꼰실을 3개 묶은 것을 넷 제작용 소재로 하였다. 다음에, 이 소재를 날실과 씨실로 이용하여, 라셀 편기로 그물코가 1.5cm x 1.5cm (공극률 약 83%)인 형광 방사성 넷 A와, 그물코가 0.5cm x 0.5cm인 형광 방사성 넷 B (공극률 약40%)를 제작하였다.
<형광 방사성 넷 C의 제작>
형광색소로서 페릴렌계 색소(BASF 아크티엔게셀샤프트사 제조, 상품명:Lumogen F Red305)를 이용하는 외에는 상기(1)과 동일하게 하여 필름을 제작하였다. 제작한 필름을 폭 5mm로 슬릿한 후 연신하고, 섬도가 600dt인 플랫 얀(형광색소 함유)을 얻었다.
한편, 고밀도 폴리에틸렌(MFR=0.7g/10분, 밀도=0.957g/cm3, Tm=129℃)을 모노 필라멘트 성형 다이로 용융 압출하고, 이어서 20℃로 냉각 고화한 후에 연신 처리하여 섬도 700dt의 모노 필라멘트(형광색소 불포함)를 얻었다.
얻은 상기 모노 필라멘트를 쇄편사(鎖編絲)로 하고, 얻은 상기 플랫 얀을 삽입사(揷入絲)로 하여, 라셀 편기를 이용하여 그물코가 2.0 x 2.0cm, 면적이 1.5m2인 러셀 망의 형광 방사성 넷 C를 제작하였다.
<형광 방사성 시트 S의 제작>
폴리에스테르 수지로서 동양방사(東洋紡社) 제조의 바이론 SI-173을 이용하고, 여기에 형광색소로서 상기 형광 방사성 넷 A, B의 제작에 이용한 페릴렌계 색소를 0.02 질량％ 배합한 후, 인플레이션 성형법으로 필름화하여 형광 방사성 시트 S를 제작하였다. 이와 같은 형광 방사성 시트 S의 광투과율은 약 85%였다.
<형광 방사성 넷 A의 자외선 차폐 효과>
상기 제법으로 제작한 형광 방사성 넷 A의 자외선 차폐 효과를 측정하기 위하여, 제논 램프를 광원으로 하여, 한 장의 넷 A를 투과하는 전후의 UV-B 및 UV-C의 적산 광량을 측정하고, 넷 A에 의한 UV-B 및 UV-C의 컷트율 (감쇠율％）을 산출하였다.
사용한 넷: 넷 A
광원: 제논 램프 10초 100발
적산 광량 측정장치： EIT사 제조 PowerPuck
상기 측정 결과, 넷 A를 통과한 후의 제논 램프에 포함되는 UV-B 및 UV-C의 강도는 넷 A를 통과하기 전에 비해, 각각 6.7% 및 18.5% 감쇠하는 것을 알았다. 이점으로부터 본 발명에서 사용되는 형광 방사성 넷은 유해한 자외선인 UV-B 및 UV-C를 차폐하고, 자외선에 의한 농작물의 성장저해를 방지할 수 있다는 것이 확인되었다. 그리고 넷 A를 2중으로 한 경우의 UV-B 및 UV-C의 컷트율은, 각각 13.5% 및 29.7%였다.
<실시예 1~2, 비교예 1~2>
(형광 방사성 넷과 광반사성 시트와의 조합에 의한 래디시의 노지재배 시험)
나가노현 치노시 미야가와 니시야마 지구의 농지에 동서방향 약 120cm, 남북방향 약 90cm의 이랑을 140cm 또는 200cm의 간격으로 4개 (이하, 이랑 A, 이랑 B, 이랑 C, 이랑 D 라고 한다.) 만들어 준비하고 래디시의 노지재배 시험을 실시하였다. 재배 기간은, 2008년 5월 28일 ~ 2008년 6월 21일의 25일간으로, 그 기간 중의 평균 기온은 18.0℃, 평균 일조시간은 5.9시간, 입사광의 적산 값은 114.3kWh/m2였다.
재배 시험은, 약 3cm x 약 3cm의 크기의 구멍을 약 18cm 간격으로 24군데 내어 실시하였다. 또한, 광반사성 시트로서, 24주(株) 재배 가능한 백 멀칭 시트 (이하, 「백 멀티」 라고도 한다.)를 이랑 A, 이랑 B 및 이랑 D에 한 장씩 깔았다. 다음에, 백 멀티를 깐 이랑 A, 이랑 B 및 이랑 D의 24군데의 구멍에 래디시의 종자(사카타노타네사 제의 십자화과 무우속)를 뿌렸다. 백 멀티를 깔지 않은 이랑 C에 대해서도 동일하게 24군데의 구멍을 내서 종자를 뿌렸다.
다음에, 약 2m x 2m의 크기의 형광 방사성 넷 A (그물코: 약 1.5cm x 1.5cm, 공극률: 약 83%)를 준비하고, 3개의 이랑 A, 이랑 B, 이랑 C에 대해서, 동서방향의 양단부와 중앙부에 합계 3개의 반원호형 알루미늄제 지지체를 고정한 후 이랑 A와 이랑 C에는 각각 한 장의 형광 방사성 넷 A를 덮고, 또한 이랑 B에는 세 장의 형광 방사성 넷 A를 중첩시켜서 덮고, 높이 약 1.5m의 돔형으로 하였다.
그 후, 각 이랑에서 수확된 래디시 열매의 중량을 계량하고, 중량이 큰 상위 6개에 대해서 평균치를 산출하였다. 결과를 표 １에 나타내었다. 표 １에서, 「O」은 해당 자재가 사용되고 있음을 나타내고, 「X」 는 해당 자재가 사용되고 있지 않음을 나타낸다.
Figure 112011017084477-pct00004
표 １에 나타낸 바와 같이, 형광 방사성 넷과 백 멀티를 사용하여 재배한 래디시에서는, 형광 방사성 넷만 및 백 멀티만을 사용하여 재배한 래디시에 비해 열매의 평균 중량이 각각 24% 및 30% 증가하였음을 알 수 있다. 이것은 래디시의 재배 농업에 있어서 획기적인 결과이다.
<실시예 3~6, 비교예 3~6>
(래디시의 재배 시험)
나가노현 치노시에 있는 스와토쿄이과대학 캔버스내에서 2009년 6월 3일~6월 30일의 28일간 래디시 재배 시험을 실시하였다. 그 기간 중의 평균 외기온도는 23.0℃, 평균 일조시간은 6.1시간, 입사광의 적산 값은 105Wh/m2였다.
재배 시험은, 폭 약 50cm, 길이 약 120cm, 높이 약 50cm의 플랜터를 8개 준비하고 (플랜터 A, B, C, D, E, F, G, H 라고 한다.）, 또한, 농업자재로서 형광 방사성 넷 B (그물코: 약 0.5cm x 0.5cm, 공극률: 약 40%. 형광 넷 B 라고도 한다.）, 형광 방사성 시트 S (형광 시트 S 라고도 한다.) 및 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 광반사성 시트(백 멀티 라고도 한다.)를 이용하였다.
또한, 플랜터 A, B, C, D 및 E내의 토양의 표면에 까는 자재로서 백 멀티 또는 형광 시트 S의 각각 12군데에 약 3cm x 약 3cm의 크기의 구멍을 거의 동일한 간격으로 낸 것(표 ２에 나타낸다)을 준비하였다. 각 플랜터내의 토양의 표면에 각 자재를 깐 후, 각 구멍에 래디시의 종자(미국산, 십자화과 무우속, 발아율 85%이상)를 뿌렸다.
다음에, 종자를 뿌린 플랜터 A, B, C, 및 D에 대해서는 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄제 지지체를 고정한 후, 표 ２에 나타낸 자재로 덮었다 (실시예 3, 4, 5, 6).
플랜터 E에는 덮는 자재를 사용하지 않았다 (비교예3).
또한, 플랜터 F, G에는, 토양 표면에 까는 자재를 사용하지 않고, 12군데에 상기의 종자를 뿌린 후 알루미늄제 지지체를 고정한 후, 표 ２에 나타내는 자재로 덮고 (비교예 4, 5), 그리고 플랜터 H에는, 까는 자재도 덮는 자재도 이용하지 않고, 12군데에 상기의 종자를 뿌렸다(비교예6). 플랜터 F, G 및 H에는 토양 표면에 자재가 깔려있지 않으나, 토양 표면에 자재가 깔린 플랜터와 동일한 간격으로 상기의 종자를 뿌렸다.
수확한 래디시에 대하여 열매와 잎을 포함하는 총중량을 계량하고, 중량이 큰 상위 10주(株)에 대해서 평균치를 산출하였다. 또한, 상기 상위 10주(株)에 대하여 열매의 당도를 측정한 뒤 당도의 평균치를 산출하고, 그리고 당도에 대한 편차(상기 상위 10주(株)에 대하여 열매의 최소 및 최대 당도 및 최대 당도에 대한 최소 당도의 비)를 관찰하였다.
당도(레프브릭스)는 Abbe 굴절계법에 의해 측정하였다.
결과를 표 ２에 나타내었다. 표 １에서, 「0」은, 해당 자재가 사용되고 있음을 나타내고, 「X」는 해당 자재가 사용되고 있지 않음을 나타낸다.
Figure 112011017084477-pct00005
실시예 3은 백 멀티와 형광 넷 B를 조합시켜 실시한 재배 시험인데, 형광 넷 B 단독으로 실시한 결과(비교예4)와 비교하면 총중량이 22% 증가하고 있어 실시예 1에서의 결과와 동일한 경향을 나타내고 있다. 또한 실시예 3에서는, 백 멀티 단독으로 실시한 결과(비교예3)에 대한 증가율은 29%에 달하고 있어, 백 멀티와 형광 넷과의 조합에 의해 대단히 높은 상승 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
실시예 4는 백 멀티와 형광 시트 S를 조합하여 실시한 재배 시험인데, 형광 시트 S 단독으로 실시한 결과(비교예5)와 비교하면 총중량이 18% 증가하고 있고, 또한, 백 멀티 단독으로 실시한 결과(비교예3)와 비교해도 총중량이 27% 증가하고 있어, 백 멀티와 형광 시트 S와의 조합에 의해 상승 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 5는 형광 넷 B와 형광 시트 S를 조합하여 실시한 재배 시험인데, 형광 넷 B 또는 형광 시트 S를 각각 단독으로 이용하여 실시한 결과(비교예 4, 비교예 5)와 비교하면 총중량이 전자에 대하여 25%, 후자에 대하여 22% 증가하고 있고, 또한, 당도에 대해서는 비교예 3 또는 6에 대하여 30%이상 증가하고 있어, 형광 넷 B와 형광 시트 S의 조합에 의한 상승 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
그리고 실시예 6은 플랜터에 형광 시트 S를 깔고, 형광 시트 S로 작물을 덮어 실시한 재배 시험인데, 형광 시트 S로 작물을 덮기만 하여 실시한 시험(비교예5)과 비교하면 27% 총중량이 증가하였음을 알 수 있다.
이상과 같은 결과로부터, 본 발명의 재배 방법에 의하면 동일한 재배 기간에서는 열매 중량이 큰 것을 얻을 수 있는데, 이것은 성장이 빠르기 때문에 조기수확을 할 수 있음을 나타낸다.
또한, 표 ２의 당도에 대한 데이터로부터, 본 발명의 실시예 3~6에서는, 백 멀티만을 이용하여 플랜터에 깔아 실시한 비교예 3 및 플랜터에 아무것도 깔지 않고 형광 넷 B 만을 이용하여 농작물을 덮은 비교예 4에 비해 모두 50%이상 높은 당도의 래디시를 얻었음을 알 수 있다.
그리고 당도의 편차를 보면 비교예 3(백 멀티만을 이용하여 플랜터에 깐 경우)이 극단적으로 나쁘고, 본 발명의 재배 방법에 의하면 비교적 편차가 적고 품질이 높은 것을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
<실시예 7, 비교예 7>
(시금치의 노지재배 시험(1))
래디시를 시금치(타키이 교배종)로 바꾸고, 형광 방사성 넷 B (그물코: 약 2.0cm x 약 2.0cm, 공극률: 약 86%)를 이용하는 외에는 실시예 1 및 비교예 1과 동일하게 하여 실시예 7 및 비교예 7의 재배 시험을 실시하였다. 다만, 이와 같은 시금치의 노지재배 시험(1）에서는 형광 방사성 넷을 한 장 이용하는 시험만을 실시하고, 세 장 이용하는 시험은 실시하지 않았다.
재배지는 나가노현 미노와마치, 재배 기간은, 2007년 5월 28일~2007년 6월 21일의 25일간으로, 이 기간 중의 평균 기온은 23.0℃, 평균 일조시간은 6.0 시간, 입사광의 적산 값은 154.6kWh/m2였다.
각 이랑에 만든 24군데의 구멍으로부터 수확된 시금치의 상위 10주(株)에 대한 질량의 평균치를 산출하여 비교한 바, 한 장의 형광 방사성 넷 B 및 백 멀티를 조합하여 재배한 경우(실시예7)에는 147.0g, 백 멀티를 사용하지 않고 형광 방사성 넷 B만 을 이용하여 재배한 경우(비교예7)에는 61.9g이었다.
그 결과, 형광 방사성 넷 B와 백 멀티를 조합함으로써, 형광 방사성 넷 B만을 이용한 경우보다도 2.3배 질량이 큰 시금치를 재배할 수 있음을 알 수 있고, 양자를 병용함으로써 광합성의 촉진 효과가 현저히 높아진다는 것을 알았다.
<실시예 8, 9 및 비교예 8, 9>
(시금치의 노지재배 시험(2))
재배지는 나가노현 미노와마치, 재배 기간은, 2007년 9월 19일~2007년 11월 7일의 50일간으로, 이 기간 중의 평균 기온은 14.2℃, 평균 일조시간은 4.8시간, 입사광의 적산 값은 118.1kWh/m2의 조건에서 하기 1)~4)의 조건으로 실시하는 외에는 시금치의 노지재배 시험(1)과 동일한 방법으로 시금치(타키이 교배종)의 재배 시험을 실시하였다.
1) 형광 방사성 넷 B를 한 장 및 백 멀티를 사용하였다. (실시예8)
2) 형광 방사성 넷 B를 세 장 및 백 멀티를 사용하였다. (실시예9)
3) 형광 방사성 넷 B를 사용하지 않고 백 멀티만을 사용하였다. (비교예8)
4) 형광 방사성 넷 B 및 백 멀티 모두 사용하지 않았다. (비교예9)
1)~4)의 각각에 대하여, 각 이랑에 만든 24군데에서 수확된 시금치의 상위 10주(株)에 대한 질량의 평균치를 산출하여 비교한 바, 1) 73.7g, 2) 86.4g, 3) 33.6g, 4) 27.8g의 결과를 얻었다.
이 점으로부터, 형광 방사성 넷 B를 한 장 및 백 멀티를 사용한 1)은, 백 멀티만을 사용한 3)에 비해서 약 2.2배 다량으로 수확할 수 있음을 알 수 있다. 노지재배 시험(1)의 결과를 함께 고려하면, 형광 방사성 넷과 백 멀티를 병용하는 것이 중요하고, 이들 중 어느 하나가 빠지면 수량이 크게 감소하는 것을 알 수 있다.
<실시예10 및 비교예10>
(쥬스용 토마토의 노지재배 시험)
나가노현 치쿠마시의 농지에 만든 길이 25m, 폭 1.8m의 이랑을 이용하여 하기 1) 및 2)에 나타낸 바와 같은 쥬스용 토마토의 노지재배 시험을 실시하였다.
1) (실시예10) 2008년 5월 중순에, 재배용의 이랑 전체면에 흑색 멀칭 시트 (이하, 「흑 멀티」라고도 한다.) 및 형광 방사성 시트 S를 순차적으로 겹쳐 깔고, 50~60cm의 간격으로 낸 구멍에 쥬스용 토마토 모종 50개를 심었다. 모종이 성장하여 푸른 열매가 달린 무렵의 2008년 7월 3일에, 이랑의 폭방향의 중앙부근에 이랑의 길이방향으로 약 1m 간격이 되도록 길이 약 80cm의 알루미늄제의 막대를 지주로 세우고, 상기 지주를 사용하여 위에서부터 이랑 전체를 형광 방사성 넷 A로 덮었다. 2008년 7월 28일부터 수확을 시작하여, 이후 8월 16일과 8월 18일의 3회 수확하였다.
2) (비교예10) 형광 방사성 넷 A와 형광 방사성 시트 S를 사용하지 않는 외에는 1)과 동일하게 재배하여 같은 날에 수확하였다.
이와 같은 재배 시험 1) 및 2)에서 수확한 쥬스용 토마토의 리코펜 함유량 및 당도(레프브릭스)를 각각 고속 액체 크로마토그래피법과 Abbe 굴절계법을 이용하여 토마토의 손상부와 꼭지부를 제외하고 측정하여, 그 평균치를 산출하였다.
그 결과, 2008년 8월 16일 수확한 토마토는, 1)의 경우 리코펜 함유량이 7.91mg/100g, 당도가 6.1도인 것에 대해, 2)의 경우에는 리코펜 함유량이 7.42mg/100g, 당도가 5.5도였다.
또한, 2008년 8월 18일 수확한 토마토는, 1)의 경우(실시예10) 리코펜 함유량이 7.48mg/100g, 당도가 4.7도인 것에 대해, 2)의 경우(비교예10)에는 리코펜 함유량이 6.42mg/100g, 당도가 4.5도였다.
이와 같이, 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트를 조합하여 사용함으로써, 리코펜 함유량과 당도가 증가하고, 특히 리코펜 함유량에 대해서는 그 효과가 지극히 현저하게 나타나고 있음을 알 수 있다.
쥬스용 토마토의 상품 출하기준은, 리코펜 함유량이 7.00mg/100g 이상, 당도가 5도 이상으로, 본 발명에 의해 재배된 것은 이 기준을 충분히 만족시킨다.
<실시예11 및 비교예11>
(수박의 노지재배 시험)
나가노현 히가시치쿠마군 하타마치의 농지에 만든 길이 100m, 폭 2.0m의 이랑을 이용하여, 2008년 3월 초순에 뿌린 종자로 키운 모종 8개를 선정하여 하기 1) 및 2)에 나타낸 바와 같이 수박의 노지재배 시험을 실시하였다.
1) (실시예11) 2008년 5월 31일에, 이랑 전체면에 흑 멀티 및 형광 방사성 시트 S를 순차적으로 겹쳐 깔고, 8군데의 구멍을 내서 상기 모종을 1개씩 심었다. 모종이 성장하여 열매가 매달리기 시작한 무렵의 2008년 6월 말에, 이랑 전체를 형광 방사성 넷 B로 덮었다. 그리고, 2008년 8월 8일에 수확하였다.
2) (비교예11) 형광 방사성 시트 S와 형광 방사성 넷 B를 사용하지 않은 외에는, 1)과 동일하게 재배하여 같은 날에 수확하였다.
수확한 8개의 수박의 당도를 측정하여 그 평균치를 산출한 바, 형광 방사성 넷 B와 형광 방사성 시트 S를 조합하여 이용한 1)의 경우(실시예11)에는, 당도가 13.8도인 것에 대해, 형광 방사성 시트S 및 형광 방사성 넷 B의 양쪽을 모두 사용하지 않은 2)의 경우(비교예11)에는, 당도가 11.4도였다.
이와 같이, 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트를 조합하여 사용함으로써 수박의 당도가 증가하는 것을 알 수 있다.
<실시예12 및 비교예12>
(포도(거봉 피오네)의 노지재배 시험)
나가노현 치쿠마시의 밭에 심어져 있는 17그루의 포도 나무를 이용하여, 하기 1) 및 2)에 나타낸 바와 같이 포도의 노지재배 시험을 실시하였다.
1) (실시예12) 2008년 5월 하순에 열매가 매달리기 시작해 그 후 열매가 성장한 포도 나무에 대하여, 2008년 7월3일에 동일한 나무에 매달린 10개의 포도 송이를 랜덤하게 선택하여 포도 송이마다 봉투 모양으로 가공한 형광 방사성 넷 A를 씌우는 동시에 송이의 위쪽에 직경 20cm 정도의 우산 모양으로 가공한 형광 방사성 시트 S를 설치하였다.
2) (비교예12) 1)과 동일한 나무에 매달린 10개의 포도 송이를 랜덤하게 선택하고, 형광 방사성 봉투형상 넷도 형광 방사성 우산형상 시트도 이용하지 않고 재배 시험을 실시하였다.
성숙 상태를 가늠하여 2008년 9월 9일에 수확한 후, 10개의 각 송이에 대하여 송이의 상부, 중부, 하부의 위치에서 랜덤하게 1개씩 열매를 취하고, 1)과 2)에서 재배된 각각 합계 30개에 대하여, 그 질량 및 휘도를 측정하고 평균치를 산출하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
Figure 112011017084477-pct00006
표 3에서, 본 발명에 따른 시험 1) (실시예12)의 경우가 비교시험 2) (비교예12)보다, 질량 및 휘도가 높은 값을 나타내고, 더욱이 본 발명에 따른 1)의 표준편차값이 2)보다 작으므로 포도 알의 크기의 편차가 적은 것을 알 수 있다.
거봉 포도의 상품기준으로서, 1송이에 36개 이상의 열매가 달려있을 것이 요구되는데, 1) (실시예12)에 의하면， 1알의 열매가 큰데도 불구하고 터지지 않고 편차가 적은 36개 이상의 열매가 달려 있어 상품가치로서 우수한 것이다.
<실시예13 및 비교예13>
(셀러리의 하우스 재배 시험)
나가노현 스와군 하라무라의 농지에 있는 동서방향 폭 약 8m, 남북방향 길이 약 60m, 높이 3m의 하우스를 이용하여, 셀러리의 하우스 재배 시험을 실시하였다.
상기 하우스의 길이방향 북쪽 약 20m의 지붕부와 벽부에 형광 방사성 시트 S를 씌우고(하우스 A라고 한다), 나머지의 남측 약 40m의 지붕부와 벽부에 백색 투명의 하우스용 비닐 시트를 씌었다(하우스 B라고 한다).
하우스 A와 하우스 B의 각각에 약 18m의 이랑을 40cm의 간격을 두고 6개 준비하였다.
재배 시험으로서 지름 3cm의 구멍을 약 45cm 간격으로 각각의 하우스에 40군데 내고, 각각에 모종(JA 신슈 스와에서 육묘. 높이 약 15cm인 것)을 심었다. 하우스 A에서 실시한 재배 시험을 실시예 13의 재배 시험으로하고, 하우스 B에서 실시한 재배 시험을 비교예 13의 재배 시험으로 하였다.
재배 시험은, 2009년 4월 26일~7월 9일의 45일간으로, 이 기간 중의 평균 기온은 22.2℃, 평균 일조시간은 6.15시간이었다.
하우스 A, 하우스 B에서 수확한 셀러리에서 무작위로 20주(株)씩 선택한 후, 중량 등 6항목에 대하여 검량하고 평균치를 산출하였다. 그 결과는 표 ４에 나타낸 바와 같다.
Figure 112011017084477-pct00007
표 ４에서, 하우스 A (실시예13)에서 수확된 셀러리는 하우스 B (비교예13)의 것보다 6항목의 수치가 모두 상회하고 있다. 이것은, 하우스 A에서는 작물이 지붕부와 양 측벽부의 여러 방향에서 형광을 받은 것에 의한 것이라 생각된다.
<실시예14 및 비교예14>
(시금치의 하우스 재배 시험)
나가노현 스와군 하라무라의 농지에 있는 동서방향 폭 약 8m, 남북방향 길이 약 34m, 높이 3.0m의 하우스를 2개 이용하여 시금치의 하우스 재배 시험을 실시하였다.
1개의 하우스 C는, 외벽 재료로서 지붕부와 벽부에 형광 방사성 시트 S를 씌우고 (실시예14), 다른 쪽의 하우스 D는 기존의 비닐하우스를 이용하였다(비교예14).
2개의 하우스(하우스C 및 하우스 D)의 농지에, 동서방향 약 7m, 남북방향 약 30m의 이랑을 40cm의 간격으로 4개 만들어 준비하고, 여름에 뿌리는 시금치의 종자(사카타노타네사 제의 품종 브라이톤)를 약 12cm의 간격으로 기계 뿌리기를 하였다.
재배 기간은 2009년 7월 1일~2009년 8월 3일의 34일간으로, 이 기간 중의 평균 기온 22. 0℃, 평균 일조시간은 6.0 시간이었다.
하우스C 및 하우스 D에서 수확한 시금치에서 각각 무작위로 15주(株)씩 선택한 후, 중량 등 4항목에 대하여 검량하고 평균치를 산출하였다. 그 결과는 표 ５에 나타내는 바와 같다.
Figure 112011017084477-pct00008
표 ５에서, 하우스 C (실시예14)에서 수확된 시금치는, 하우스 D (비교예14)의 것보다, 4항목의 수치가 모두 상회하고 있다. 이것은, 실시예 13과 마찬가지로, 하우스 C에서는 작물이 지붕부와 양 측벽부의 여러 방향으로 형광을 받은 것에 의한 것이라 생각된다.
더욱이 검량에 사용한 시금치에 대해서 공적 검사기관에 성분 분석을 의뢰하였다. 공적 검사기관은, 물로 세정 후, 하우스 C의 시금치 230g, 하우스 D의 시금치 240g에 대하여 각각 검사하여 포함되는 성분을 분석하였다. 그 결과는 표 6에 나타내는 바와 같다(데이터는 시금치 100g당 수치로 환산한 것이다).
Figure 112011017084477-pct00009
표 6에서, 하우스 C에서 수확된 시금치는 하우스 D의 것보다 모든 성분이 상회하고 있음을 알 수 있다.
<실시예15 및 비교예15>
(터키 도라지의 하우스 재배 시험)
나가노현 스와군 하라무라에 있는 농지에서 동서방향 약 6m, 남북방향 약 33m, 높이 약 3m의 돔형 하우스를 이용하여 터키 도라지의 하우스 재배 시험을 실시하였다.
우선 상기 하우스 전체를 백색 반투명의 하우스용 비닐 시트로 덮었다.
다음으로, 약 10m x 약 8.5m의 거의 직사각형의 형광 방사성 넷 A를 준비하고, 하우스의 남측 약 3분의 1의 부분에, 천정으로부터 약 80cm 아래쪽에서 동서방향의 거의 중앙의 위치를 정점으로 하고 하우스의 동서방향 약 6m를 저변으로 하는 거의 이등변 삼각형 형상의 형태를 만들고, 이와 같은 넷 A의 약 10m의 변부가 남북방향의 길이 부분이 되도록 설치하였다(여기서, 재배 시험에 이용한 하우스 중, 이와 같이 형광 방사성 넷 A를 설치한 부분을 하우스 E, 그 이외의 부분을 하우스F라고 한다).
하우스내에 동서방향 약 1m, 남북방향 약 30m의 이랑을 약 40cm의 간격을 두고 4개 만든 후, 약 3cm x 약 3cm의 크기의 구멍을 약 12cm의 간격으로 구멍을 내고, 터키 도라지의 모종, 높이 약 1cm (사카타노타네사 제로서 약 60일간 육묘한 것)를 아주 심기(定植)하였다.
재배 기간은 2009년 5월 10일~2009년 9월 20일이었다. 하우스 E에서 실시한 재배 시험을 실시예 15의 재배 시험으로하고, 하우스 F에서 실시한 재배 시험을 비교예 15의 재배 시험으로 하였다.
그 결과, 하우스 E(실시예 15）에서는 출하 10일 정도 전부터 급격히 성장하여 높이를 재었더니, 하우스 F(비교예15)에서 재배한 것에 비해 평균 약 10cm 긴 상품가치가 높은 터키 도라지를 수확할 수 있었다.
이것은 형광 방사성 넷 A가 이등변 삼각형 형태로 설치되어 2개 사변부의 2방향에서 형광이 모종에 조사되므로 성장이 촉진되는 것이라 생각된다.
<참고예1>
(형광 방사성 넷에 의한 자외선 감쇠 효과시험)
본 발명에 사용하는 형광 방사성 자재가 가지는 자외선 감쇠 효과를 다음과 같이 관찰하였다.
인큐베이터내에, 광원으로서 (1) 40W의 주광 형광등 15개, (2) 40W의 주광 형광등 13개와 블랙라이트 2개를 설치하고, 각각에 래디시의 종자를 뿌린 후 형광 방사성 넷 두 장을 중첩시켜 덮었다.
수확 후, 열매와 잎을 합친 총중량의 큰 것 상위 6주(株)를 선택한 후, 그 평균치를 산출하고, 또한 당도를 측정하여 그 평균치를 산출하였다.
그 결과는 표 7에 나타내는 바와 같다.
Figure 112011017084477-pct00010
표 7에서 명확히 알 수 있듯이, (1)의 경우는, (2)의 자외선을 포함하는 블랙라이트를 사용한 경우에 대하여, 총중량과 당도 모두 높은 결과를 보여 자외선을 포함하지 않는 광이 농작물의 성장에 유효함을 나타내고 있다.
1 형광 방사성 넷
2 광반사성 시트
3 형광 방사성 시트
4 농작물

Claims (16)

  1. 지붕부 및 벽부로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 형광 방사성 시트로 구성함으로써 하우스 내의 온도강하 효과 및 보온성 효과를 가져오는 농작물 재배용 하우스를 이용하여, 상기 형광 방사성 시트가 방사하는 형광을 농작물에 조사하도록 한 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법으로서,
    상기 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03wt질량이고, 상기 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 농작물 재배방법.
  2. 제 1항 기재의 농작물 재배방법에 이용되는 농작물 재배용 하우스로서,
    지붕부 및 벽부로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 형광 방사성 시트로 구성함으로써 하우스내의 온도강하 효과 및 보온성 효과를 가져오는 것을 특징으로 하는 농작물 재배용 하우스로서,
    상기 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03wt질량이고, 상기 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 농작물 재배용 하우스.
  3. 농작물 재배용 자재로서 광반사성 자재와 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 조합시켜서 이용하며, 광을 받아서 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트에서 방사되는 형광이 농작물을 복수 방향에서 조사 가능하도록 상기 농작물 재배용 자재를 설치하여 광합성을 촉진시키는 농작물 재배방법으로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하고,
    상기 광반사성 자재로서 광반사성 시트를 이용하여 농작물을 재배하는 농지에 상기 광반사성 시트를 깔고, 또한 상기 농작물을 덮도록 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 설치하여, 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트가 광을 받아서 방사되는 형광과 투과하는 광을 직접 농작물에 조사시키는 동시에, 상기 광반사성 시트에 반사시켜서 농작물에 조사시키도록 한 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  4. 농작물 재배용 자재로서 형광 방사성 넷과 형광 방사성 시트를 조합하여 이용하며, 광을 받아서 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트에서 방사되는 형광이 농작물을 복수 방향에서 조사 가능하도록 상기 농작물 재배용 자재를 설치하여 광합성을 촉진시키는 농작물 재배방법으로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하고,
    농작물을 재배하는 농지에 상기 형광 방사성 넷 및 상기 형광 방사성 시트의 일방인 제 1 농작물 재배용 자재를 깔고, 또한 상기 농작물을 덮도록 상기 형광 방사성 넷 및 상기 형광 방사성 시트의 타방인 제2 농작물 재배용 자재를 설치하여, 상기 제1 농작물 재배용 자재가 광을 받아서 방사되는 형광과 투과하는 광을 농작물에 직접 조사시키는 동시에, 투과하는 광이 상기 제2 농작물 재배용 자재를 조사해 방사되는 형광을 농작물에 조사하도록 한 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    농작물을 덮는 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 돔형 지지체 또는 지주로 지지하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  6. 농작물 재배용 자재로서 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 이용하며, 광을 받아서 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트에서 방사되는 형광이 농작물을 복수 방향에서 조사 가능하도록 상기 농작물 재배용 자재를 설치하여 광합성을 촉진시키는 농작물 재배방법으로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하고,
    상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 봉투형상 자재를 상기 농작물 재배용 자재로서 이용하며, 상기 봉투형상 자재를 생육 도상의 열매 혹은 과일에 씌움으로써 열매 혹은 과일이 주위로부터 형광을 받도록 한 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 우산형상 자재를 이용하며, 상기 봉투형상 자재를 씌운 열매 혹은 과일의 위쪽에 상기 우산형상 자재를 설치하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  8. 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 봉투형상의 농작물 재배용 자재로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 농작물 재배용 자재.
  9. 형광 방사성 넷 또는 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 봉투형상 자재에 상기 형광 방사성 시트를 소재로 하여 이루어지는 우산형상 자재를 장착한 농작물 재배용 자재로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 농작물 재배용 자재.
  10. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    농작물을 재배하는 농지에 형광 방사성 넷, 형광 방사성 시트, 또는 광반사성 자재를 까는 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  11. 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 비닐 하우스 내에서 이용하며, 상기 비닐 하우스를 통해 조사되는 태양광을 받아 상기 형광 방사성 넷 또는 상기 형광 방사성 시트 중 적어도 하나에서 방사되는 형광을 농작물에 조사하는 농작물 재배방법으로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  12. 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트로 지붕부 및 벽부를 구성하는 농작물 재배용 하우스를 이용하여 상기 형광 방사성 넷 및 상기 형광 방사성 시트에서 방사되는 형광을 농작물에 조사하는 농작물 재배방법으로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배방법.
  13. 제12항 기재의 지붕부 및 벽부가 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트로 구성된 농작물 재배용 하우스로서,
    상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 형광색소와 열 가소성 수지를 포함하며 상기 형광색소의 농도는 열 가소성 수지에 대해 0.001~0.03질량%이고, 상기 형광 방사성 넷 및 형광 방사성 시트는 파장 영역 280~320nm(UV-B)의 감쇠율이 5.5~12.0%이고, 파장 영역 250~280nm(UV-C)의 감쇠율이 17.5~28.0%이며, 250~650nm의 파장 영역의 빛을 흡수하고 450~700nm의 파장 영역의 형광을 방사하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배용 하우스.
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