KR101779351B1 - Method for growing plants by controlling concentration of air anions - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 음이온을 이용한 식물재배방법에 대한 것으로, 기존의 온실 또는 밀폐된 식물공장에서 사용되고 있지 않은 공기 음이온을 추가적으로 발생시키고 공기 음이온 농도를 조절하여 치커리, 케일과 같은 엽채류 식물의 생장량을 증대시키는 식물재배방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plant cultivation method using an air negative ion, and moreover, it generates an air negative ion not used in a conventional greenhouse or a closed plant plant, and controls the concentration of air anion to increase the growth of leafy vegetables such as chicory and kale The present invention relates to a plant cultivation method.
Description
본 발명은 기존의 온실 또는 밀폐된 식물공장에서 사용되고 있지 않은 공기 음이온을 추가적으로 발생시키고 공기 음이온 농도를 조절하여 치커리, 케일과 같은 식물의 생장량을 증대시키는 식물재배방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plant cultivation method for increasing the growth of plants such as chicory and kale by additionally generating air anions not used in a conventional greenhouse or a closed plant plant and controlling the concentration of air anions.
식물공장은 폐쇄공간 내에서 식물생장 환경조건을 인공적으로 조성하고 식물의 생장속도를 제어하여 식물을 대량으로 생산할 수 있는 공장을 의미한다. 식물공장과 관련하여, Joseph W. Campbell 등이 1978년 미국 등록특허공보 등록번호 제4,068,405호에서 자동식물생산(automatic food plant production)의 개념을 제안하였고, 연속형 컨베이어벨트에 트레이형 식물경작지를 구성하고 인공광을 설치하고 주기적으로 켄베이어가 이동하도록 하며, 양액을 중앙에서 공급할 수 있도록 양액공급망을 설치하고, 실내에는 식물생장을 위해 온도, 습도 및 이산화탄소 농도 등이 제어될 수 있도록 하였다. 이러한 발명은 식물공장의 대량생산기술을 제안했다는 면에서 기술적으로 중요한 발전이었다. 그러나, 환경구축 시 환경조절의 정밀도가 낮고, 냉난방 비용이 높으며, 인공광원의 설치 및 운영비가 높아 실용화가 매우 저조하였다.Plant plant refers to a plant capable of artificially cultivating plant growth environment conditions in a closed space and controlling the growth rate of plants to produce plants in large quantities. Regarding plant factories, Joseph W. Campbell et al. Proposed the concept of automatic food plant production in US Pat. No. 4,068,405 in 1978 and constructed a tray-type planted arable land on a continuous conveyor belt And installed an artificial light, periodically let Ken Bayer move, and a nutrient supply network was installed so that the nutrient solution could be supplied from the center, and temperature, humidity and carbon dioxide concentration could be controlled in the room for plant growth. These inventions were technologically important developments in terms of proposing mass production techniques for plant factories. However, when the environment is constructed, the precision of the environmental control is low, the heating and heating cost is high, and the installation and operation cost of the artificial light source is high.
최근에는, 인공광원으로써 종래의 형광등에 비하여 효율이 우수한 LED를 활용한 식물공장과 관련한 발명이 보고되고 있고(대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0010426호, 엘이디 광원을 이용한 색소식물공장 및 그 장치), 추가적으로, 배양액의 자외선 살균장치와 오존 살균장치가 구성되거나, 용존산소 공급장치를 이용하여 배양액의 용존산소를 공급할 수 있도록 하는 등 다양한 형식의 수경재배 시스템도 제안되고 있다. 또한, 식물공장 내 공간점유를 최소화하여 식물재배공간을 극대화하기 위해 복수의 엘이디 모듈을 투광패널에 삽입하고, 슬림한(slim) 패널형태로 제작하는 식물재배용 조명장치가 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0013164호에서 보고되는 등, 식물공장을 이용한 효과적인 식물생산에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.In recent years, inventions related to plant factories utilizing LEDs that are superior in efficiency to artificial light sources compared to conventional fluorescent lamps have been reported (Korean Patent Publication No. 10-2004-0010426, pigment plant plant using LED light source, In addition, various types of hydroponic cultivation systems have been proposed, including an ultraviolet sterilization device for the culture liquid and an ozone sterilizing device, or for supplying the dissolved oxygen of the culture liquid using the dissolved oxygen supply device. In order to maximize the planting space by minimizing space occupation in a plant factory, a lighting device for plant cultivation in which a plurality of LED modules are inserted into a light transmitting panel and a slim panel is manufactured is disclosed in Korean Patent Laid- 10-2011-0013164, etc., various studies are being conducted on effective plant production using plant factories.
한편, 공기 음이온은, 사람 또는 동물의 신경계 대사를 촉진시키고 혈액을 정화하며 면역력을 높인다고 알려져 최근 공기청정기, 가습기, 헤어드라이기와 같은 가전제품과 다양한 생활 소품에 적용되고 있다. 이러한 공기 음이온이 식물에 미치는 영향에 대해서는 아직 구체적으로 연구되지 않고 있다.On the other hand, air negative ions are known to promote nervous system metabolism in humans or animals, purify blood and improve immunity, and have recently been applied to home appliances such as air purifiers, humidifiers, hair dryers, and various living things. The effects of such anions on plants have not yet been studied in detail.
본 발명의 목적은 공기 음이온의 농도를 조절하여 식물의 생장을 촉진시키고 작물의 생산성을 증대시키는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for promoting the growth of plants and increasing the productivity of crops by controlling the concentration of air anions.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배방법은, 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설의 내부에 식물을 정식하는 정식단계; 상기 식물에 4 x 104 내지 20 x 105 ions·cm-3 농도의 공기 음이온을 공급하면서 식물을 생장시키는 생장단계; 그리고 상기 생장단계에서 재배된 식물을 수확하는 수확단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of cultivating a plant according to an embodiment of the present invention includes: a step of preparing a plant in a closed plant plant or hydroponic plant; Growth step of growing the plant with 4 x 10 4 to 20 x 10 5 ions · cm -3 of supplying air anion concentration in the plant; And a harvesting step of harvesting the plants grown in the growing stage.
상기 식물은 치커리이고, 상기 생장단계에서 상기 공기 음이온의 농도는 1 x 104 내지 14 x 105 ions·cm- 3 일 수 있다. The plants are chicory, and the concentration of the negative ions in the air growth step is 1 x 10 4 to 14 x 10 5 ions · cm - can be a 3.
상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설은 광원으로 RB(red:blue) LED 광원을 적용할 수 있다.The sealed plant plant or hydroponic cultivation facility can apply an RB (red: blue) LED light source as a light source.
상기 식물은 케일이고, 상기 생장단계에서 상기 공기 음이온의 농도는 1 x 105 내지 15 x 105 ions·cm- 3 일 수 있다.The plant is kale, and the density of the negative ion air from the growth phase is 1 x 10 5 to 15 x 10 5 ions · cm - can be a 3.
상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설은 광원으로 RWB(red:white:blue) LED, RGB(red:green:blue) LED 또는 이들을 혼합한 광원을 적용할 수 있다.The closed plant plant or the hydroponic cultivation facility may be a RWB (red: white: blue) LED, an RGB (red: green: blue) LED as a light source, or a mixed light source.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
식물의 생장에 공기 음이온이 미치는 영향에 대해서, 공기 음이온이 식물 생장을 촉진하는 효과가 없다는 결과도 있으나, 본 발명의 발명자들은 공기 음이온의 농도에 따라서 생장 촉진 효과가 달라지고, 작물의 종류 등에 따라서도 적절한 공기 음이온의 농도가 달라진다는 점을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have found that the effect of air anions on the growth of plants is not effective in promoting the growth of plants. However, the inventors of the present invention have found that the effect of promoting growth varies depending on the concentration of air anions, It is confirmed that the concentration of the air anion is appropriately changed, thus completing the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배방법은, 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설의 내부에 식물을 정식하는 정식단계; 상기 식물에 4 x 104 내지 20 x 105 ions·cm-3 농도의 공기 음이온을 공급하면서 식물을 생장시키는 생장단계; 그리고, 상기 생장단계에서 재배된 식물을 수확하는 수확단계;를 포함한다.The plant cultivation method according to an embodiment of the present invention includes: a formal step of planting a plant in a closed plant plant or hydroponic plant; Growth step of growing the plant with 4 x 10 4 to 20 x 10 5 ions · cm -3 of supplying air anion concentration in the plant; And a harvesting step of harvesting the plants grown in the growing stage.
상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설은, 공기 음이온 발생기에 의하여 시설 내부의 공기에 공기 음이온이 공급되는 것일 수 있다. 또한, 실내 공기 음이온의 농도는, i) 음이온 발생기와 식물이 정식된 재배 베드 사이의 거리에 의하여 조절되거나, ii) 상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설 내에 설치된 공기 음이온 발생기의 숫자에 의하여 조절될 수 있다. i)의 방법으로 공기 음이온 발생기를 설치하는 경우 시설비용의 면에서 유리할 수 있고, ii)의 방법으로 공기 음이온 발생기를 설치하는 방법은 시설 내부의 위치와 무관하게 전체적으로 작물에 균일한 농도의 공기 음이온을 제공할 수 있다는 점에서 좋다.The closed plant plant or hydroponic cultivation facility may be one in which air negative ions are supplied to the air inside the facility by the air negative ion generator. In addition, the concentration of the indoor air anion can be adjusted by the number of i) the distance between the anion generator and the planting bed, or ii) the number of air negative ion generators installed in the closed plant plant or hydroponic plant have. In the case of installing the air negative ion generator by the method of i), it may be advantageous from the viewpoint of the facility cost, and the method of installing the air negative ion generator by the method of ii) It is good in that it can provide.
상기 정식단계에서 정식된 식물은 생장단계에서 공급되는 공기 음이온에 의하여 생장이 증대될 수 있는데, 구체적으로 공기 음이온 처리가 식물 잎에서 기공을 통한 가스 교환을 원활하게 하여 광합성과 증산을 촉진시키고, 그에 따라 무기원소 흡수를 증가시켜 식물이 빠르게 생장할 수 있도록 하여 정식된 식물의 생장이 증대되는 것일 수 있다. 이때 적용되는 공기 음이온의 농도는 작물의 종류에 따라서 달라질 수 있다.In plants planted in the above-described step, the growth can be enhanced by the air anions supplied during the growing step. Specifically, air anion treatment promotes photosynthesis and transpiration by facilitating gas exchange through pores in plant leaves, Thus increasing the uptake of inorganic elements so that the plants can grow rapidly and thus the growth of the plant can be increased. At this time, the concentration of the applied air anion can be changed depending on the type of the crop.
예를 들어, 상기 식물로 치커리를 재배하는 경우, 상기 생장단계에 공급되는 공기 음이온의 농도는 1 x 104 내지 14 x 105 ions·cm-3일 수 있고, 1 x 104 내지 1 x 105 ions·cm-3일 수 있다. 상기 농도의 공기 음이온을 공급하면서 치커리를 생장시키면, 다른 조건은 동일하게 적용하면서 공기 음이온을 제공하지 않은 치커리에 비하여 지상부의 생장이 증가할 수 있고, 특히 1 x 104 내지 1 x 105 ions·cm-3 농도로 공기 음이온을 공급하는 경우에는 광합성률이 향상되는 등 치커리의 더 활발한 생장을 유도할 수 있다. 이때, 상기 치커리의 광원으로는 RB(red:blue)를 포함하는 LED 광원을 적용할 수 있다.For example, when cultivating chicory with the plant, the concentration of the air anion supplied to the growing step may be 1 x 10 4 to 14 x 10 5 ions · cm -3 , and 1 x 10 4 to 1 x 10 5 ions cm <" 3 >. When the chicory is grown while supplying the air anion at the above-mentioned concentration, the growth of the ground part can be increased compared to the chicory which does not provide the air negative ion under the other conditions, and in particular, 1 x 10 4 to 1 x 10 5 ions cm < -3 & gt ;, the photosynthetic rate is improved and the more active growth of the chicory can be induced. At this time, an LED light source including RB (red: blue) may be used as the light source of the chicory.
또한, 상기 식물로 케일을 재배하는 경우, 상기 생장단계에 공급되는 공기 음이온의 농도는 1 x 105 내지 15 x 105 ions·cm-3 일 수 있고, 5 x 105 내지 10 x 105 ions·cm-3 일 수 있다. 상기한 농도의 공기 음이온을 공급하면서 케일을 생장시키면, 다른 조건은 동일하게 적용하면서 공기 음이온을 제공하지 않은 케일에 비하여 지상부 및 지하부의 생장이 증가할 수 있고, 광합성률, 증산율, 그리고 기공전도도가 모두 향상될 수 있다. 특히, 상기 케일을 5 x 105 내지 10 x 105 ions·cm-3 농도로 공기 음이온을 공급하는 경우에는 지상부의 생장 정도가 더욱 향상될 수 있다. 이때, 상기 케일의 광원으로는 RWB(red:white:blue) LED, RGB(red:green:blue) LED 또는 이들을 혼합한 광원을 적용할 수 있고, RWB LED 광원을 적용하는 경우에는 공기 음이온의 농도를 6 x 105 내지 10 x 105 ions·cm-3 으로 적용하는 것이, 그리고 RGB LED 광원을 적용하는 경우에는 공기 음이온의 농도를 5 x 105 내지 7 x 105 ions·cm-3 으로 적용하는 것이 케일의 생장량을 더욱 증대시킬 수 있다.In addition, when cultivating the plant roots, the concentration of the air anions supplied to the growing step may be 1 x 10 5 to 15 x 10 5 ions · cm -3 , and 5 × 10 5 to 10 × 10 5 ions Cm < -3 >. When growing the kale while supplying the above-described concentration of air anions, the growth of the ground and underground portions may be increased as compared with the case of not providing the air anion, while the other conditions are the same, and the photosynthetic rate, the rate of evaporation, All can be improved. In particular, when the scale of the air supply negative ions into 5
본 발명의 공기 음이온을 이용한 식물재배방법은 일정한 농도의 공기 음이온을 제공하여 온실이나 식물공장에서 치커리와 케일과 같은 엽채류 식물 작물의 생산성을 증대시킬 수 있다.The plant cultivation method using the air anion of the present invention can increase productivity of leafy vegetable crops such as chicory and kale in a greenhouse or a plant plant by providing air anions having a constant concentration.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 적용한 음이온 발생기와 작물의 거리에 따른 공기 음이온의 농도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 적용한 음이온 발생기와 작물의 거리에 따른 세 가지 서로 다른 재배 베드의 높이에 따른 공기 음이온의 농도를 나타내는 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 공기 음이온 농도의 변화를 주면서 4 주간 재배한 치커리의 생장 상태를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 공기 음이온 농도의 변화를 주면서 4 주간 재배한 치커리의 정식 2주째 및 4주째의 지상부 생물중(Shoot fresh weight, 좌)과 지상부 건물중(Shoot dry weight, 우)을 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 공기 음이온 농도의 변화를 주면서 재배한 치커리의 정식 후 13, 18, 그리고 21일째의 광합성률을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 공기 음이온 발생기의 개수를 조절하여 적용하여 저농도, 중간농도 및 고농도의 세 수준으로 공급한 공기 음이온의 농도 분포 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에서 RGB LED(위)와 RWB LED(아래)에서 음이온 발생기의 개수를 조절하여 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 4주 동안 재배한 케일의 생장 상태를 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에서 RGB LED 아래서 음이온 발생기의 개수를 조절하여 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 2주와 4주 동안 재배한 케일의 지상부 생체중(a)과 지상부 건물중(b), 지하부 생체중(c)과 지하부 건물중(d)을 나타낸 그래프이다.
도 9은 본 발명의 실시예 2에서 RWB LED 아래서 음이온 발생기의 개수를 조절하여 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 2주와 4주 동안 재배한 케일의 지상부 생체중(a)과 지상부 건물중(b), 지하부 생체중(c)과 지하부 건물중(d)을 나타낸 그래프이다.
도 10은 RGB LED와 RWB LED 아래서 음이온 발생기의 개수를 조절하여 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 27일 동안 재배한 케일의 광합성률(위, 좌: RGB LED, 우: RWB LED), 증산율(중간, 좌: RGB LED, 우: RWB LED), 그리고 기공전도도(아래, 좌: RGB LED, 우: RWB LED)를 나타낸 결과이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에서 RGB LED 하에서 음이온 발생기의 개수를 조절하여 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 4주 동안 재배한 케일 지상부의 무기원소 함량이다.
도 12는 본 발명의 실시예 2에서 RWB LED 하에서 음이온 발생기의 개수를 조절하여 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 4주 동안 재배한 케일 지상부의 무기원소 함량이다.1 is a graph showing the concentrations of air anions according to distances between an anion generator and a crop applied in Example 1 of the present invention.
2 is a graph showing the concentrations of air anions according to heights of three different cultivation beds according to the distance between an anion generator and a crop applied in Example 1 of the present invention.
3 is a photograph showing the growth state of chicory cultured for 4 weeks while changing the concentration of air anions in Example 1 of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the change in air anion concentration in Example 1 of the present invention between the shoot fresh weight (left) and the shoot dry weight (right) of the second and fourth weeks of chicory cultivated for 4 weeks ).
FIG. 5 is a graph showing the photosynthetic rate of 13, 18, and 21 days after the formation of chicory cultured while changing the concentration of air anions in Example 1 of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing concentration distributions of air anions supplied at three levels of low concentration, intermediate concentration, and high concentration by adjusting the number of air negative ion generators in Example 2 of the present invention.
FIG. 7 is a photograph showing the growth state of the kale cultured for 4 weeks under various negative air ion conditions by adjusting the number of negative ion generators in RGB LED (upper) and RWB LED (lower) in Example 2 of the present invention. FIG.
FIG. 8 is a graph showing changes in the number of negative ion generators under the RGB LEDs according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8 (a) and (b) (C) of the underground portion and (d) of the underground portion.
FIG. 9 is a graph showing changes in the number of negative ion generators under RWB LEDs in Example 2 of the present invention, showing the difference between the live weight (a) of the kale cultured for 2 weeks and 4 weeks under various negative air ion conditions, (C) of the underground portion and (d) of the underground portion.
FIG. 10 is a graph showing the photosynthetic rate (top, left: RGB LED, right: RWB LED) and the rate of evaporation (middle, left, and right) of kale cultured for 27 days at various concentrations of air negative ion conditions by controlling the number of negative ion generators under the RGB LED and RWB LED. Left: RGB LED, right: RWB LED), and pore conductivity (bottom, left: RGB LED, right: RWB LED).
FIG. 11 is an inorganic element content of a Kale ground part cultivated for 4 weeks at various concentrations of air anion condition by controlling the number of negative ion generators under RGB LED in Example 2 of the present invention. FIG.
FIG. 12 is an inorganic element content of a Kale ground part cultivated for 4 weeks at various concentrations of air anion condition by controlling the number of anion generators under RWB LED in Example 2 of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
밀폐된 식물공장에서 치커리와 케일을 대상으로 적용된 공기 음이온의 농도에 따른 생장의 차이를 확인하기 위해 아래와 같이 실험을 수행하였다.The experiment was carried out as follows to confirm the difference of growth depending on the concentration of air anion applied to chicory and kale in a closed plant plant.
실시예Example 1: 공기 음이온발생기와의 높이를 조절한 치커리 대상 실험 1: Experiment with chicory with height adjuster with air negative ion generator
치커리를 대상으로 한 첫 번째 실험에서 일반적인 조건(20 ℃, 형광등, 150±3μmol·m-2·s-1, 12시간 광주기)에서 18일간 육묘한 치커리를 식물공장 내 LED(red:blue=78:22, 184±2 μmol·m-2·s-1, 12시간 광주기)가 설치된 박막수경 시스템에 정식하였다. In the first experiment with chicory, the chicory cultivated for 18 days under general conditions (20 ° C, fluorescent light, 150 ± 3 μmol · m -2 · s -1 , 12 hours photoperiod) 78:22, 184 ± 2 μmol · m -2 · s -1 , 12 hours photoperiod).
이때, 정식한 치커리는 도 1에 나타낸 것과 같이 재배 베드와 이온 발생기 사이의 거리(음이온 발생기의 높이)를 조절하여 공기 음이온 농도를 조절하였으며, 재배 베드로부터 음이온 발생기까지의 높이에 따른 공기 음이온의 농도는 도 2에 나타나 있다.At this time, as shown in FIG. 1, the formal chicory adjusted the air anion concentration by adjusting the distance between the growth bed and the ion generator (the height of the negative ion generator), and the concentration of the air anion according to the height from the growing bed to the negative ion generator Is shown in Fig.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 대조구(control)로 표시한 공기 음이온을 적용하지 않은 예의 경우에는 음이온 발생기를 적용하지 않았으나, 저농도(Low), 중간농도(Middle), 및 고농도(High)의 3 가지 농도로 공기 음이온을 적용한 예에서는 각각 (1×104 ~ 5×104), (7×105 ~ 12×105), 및 (15×105 ~ 20×105) ions·cm-3으로 공기 음이온을 공급하면서 정식된 치커리를 생장시켰다. 이때, 공기 음이온의 발생은 공기 음이온 발생기 TFB-49A2(Kwangbin, Seoul, Korea)를 이용하여 각각 정식된 치커리 샘플들은 공기 음이온을 각각의 농도로 제공하면서 4주간 처리하였으며, 각 처리구별 평균 공기 음이온 농도는 도 2 및 위에서 설명한 것과 같으며, 처리 후 4주째의 치커리 샘플들의 생장 사진과 2주 및 4주째의 지상부 생물중(Shoot fresh weight)과 지상부 건물중(Shoot dry weight)을 전자저울 (SI-234, Denver Instrument, Denver, CO,USA)을 이용하여 측정한 결과를 각각 도 3 및 도 4에 나타내었다. 이때 도 4의 좌측 그래프는 지상부 생물중을, 도 4의 우측 그래프는 지상부 건물중을 나타낸다.Referring to FIGS. 1 and 2, the negative ion generator is not applied in the case where the air negative ions denoted by the control are not applied. However, the low negative, middle, and high (1 x 10 4 to 5 x 10 4 ), (7 x 10 5 to 12 x 10 5 ), and (15 x 10 5 to 20 x 10 5 ) ions · cm -3 to the air negative ion, and the formed chicory was grown. At this time, the generation of air anions was performed for 4 weeks by providing air anions at each concentration using the air negative ion generator TFB-49A2 (Kwangbin, Seoul, Korea). The average air ion concentration (Fig. 2 and Fig. 2), and the growth picture of the chicory samples at 4 weeks after the treatment and the shoot fresh weight and the shoot dry weight at 2 and 4 weeks were measured with an electronic balance (SI- 234, Denver Instrument, Denver, CO, USA). The results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. At this time, the graph on the left side of FIG. 4 shows that of the ground organisms, and the graph on the right side of FIG. 4 shows the ground building.
상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 다른 조건은 동일하게 처리하고 공기음이온의 농도만을 달리한 처리 후 4주째의 치커리 샘플들 중 저농도와 고농도의 공기 음이온 처리구에서 대조구에 비해 지상부 생장이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.3 and 4, it was found that, in the case of the low-concentration and high-concentration air anion treatment among the 4 week-old chicory samples after the treatment with the same condition except for the concentration of air anion, I could confirm.
또한, 공기 음이온 처리 후 3주째에 광합성률도 LI-6400(Li-Cor, Lincoln, NE, USA)을 이용하여 측정되었으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 상기 도 5를 참조하면, 저농도와 중간농도의 처리구에서 대조구보다 유의적으로 높은 광합성률을 나타낸다는 점을 확인할 수 있었다.In addition, the photosynthetic rate was measured using LI-6400 (Li-Cor, Lincoln, NE, USA) at 3 weeks after air anion treatment, and the results are shown in FIG. Referring to FIG. 5, it was confirmed that the photosynthetic rate was significantly higher than that of the control at low and medium concentrations.
실시예Example 2: 공기 음이온 발생기의 개수를 조절한 케일 대상 실험 2: Experiment of kale which controlled the number of air negative ion generators
두 번째 실험에서는 공기 음이온을 보다 균일하게 처리하기 위해 이전에 사용하던 방식(동일한 개수의 음이온 발생기의 높이 조절)에서 벗어나 음이온 발생 장치의 개수를 다르게 하여 배치하여 실험을 진행했다.In the second experiment, the experiment was carried out by arranging the number of negative ion generating devices to be different from the previously used method (adjusting the height of the same number of negative ion generators) in order to treat the air negative ions more uniformly.
음이온 발생기의 개수에 따른 음이온의 농도와 재배상의 위치별 음이온의 농도를 COM-3600(Com System, Toyko, Japan)을 이용하여 측정하여 도 6에 나타내었다.The concentration of anions according to the number of anion generators and the concentration of anions according to positions on cultivation were measured using COM-3600 (Com System, Toyko, Japan) and shown in FIG.
상기 도 6을 참조하면, 재배조(150×80 cm, L×W)에 음이온 발생기 개수를 각각 2, 4, 및 6개로 하여 각각 저농도(2.9×105 ions·cm-3), 중간농도(5.4×105 ions·cm-3), 고농도(7.8×105 ions·cm-3)의 세 수준으로 설정하고 각각 해당 농도로 공기 음이온을 공급하였다.The 6, the cultivation tank (150 × 80 cm, L × W) a negative ion generator for each
일반 재배 환경의 식물생장상에서 케일을 14일간 육묘한 뒤, 밀폐형 식물공장 내 박막수경 시스템에 정식하여 각각 RWB(red:white:blue 8:1:1) LED와 RGB(red:green:blue 8:1:1) LED의 두 가지 광원 아래서 온도 20℃, 상대습도 45-55%, 이산화탄소 농도 1000ppm 조건으로 4주간 재배하였으며, 음이온 처리는 정식과 동시에 진행되었다.After the seeds were cultivated for 14 days on the plants grown in the general cultivation environment, they were seeded in a thin-film hydroponic system in a closed plant, and then RWB (red: white: blue 8: 1: 1: 1) The cultivation was carried out under two light sources of LED at 20 ℃, 45-55% relative humidity and 1000 ppm of carbon dioxide for 4 weeks.
정식 및 음이온 처리 4주 후 케일의 생장상태를 전자저울(SI-234, Denver Instrument, Denver, CO, USA)을 이용하여 측정하고 그 결과를 도 7에 나타내었고, 정식 및 음이온 처리 후 2주와 4주차에 조사하여 RGB LED를 적용한 경우와 RWB LED를 적용한 경우 각각을 도 8 및 도 9에 나타냈으며, 다양한 농도의 공기 음이온 조건에서 27일 동안 재배한 케일의 광합성률, 증산율, 및 기공전도도를 측정하고 그 결과를 도 10에 나타내었다.The growth of kale was measured using an electronic balance (SI-234, Denver Instrument, Denver, CO, USA) after 4 weeks of formal and anion treatment. The results are shown in FIG. 7, 8 and 9 show the case of applying the RGB LED and the case of applying the RWB LED in the fourth week, respectively. The photosynthetic rate, the transpiration rate, and the pore conductivity of the kale cultured for 27 days at various concentrations of air anion And the results are shown in Fig.
상기 도 7 내지 9의 결과를 참조하면, RGB LED와 RWB LED에서 자란 케일의 지상부 생체중을 기준으로, 중간 농도의 음이온 처리에 의해 각각 104, 49% 증가하였다는 점을 확인할 수 있었다. 또, RWB LED에서 자란 케일에 대한 결과를 살펴보면, 모든 음이온 처리구에서 지상부와 지하부의 생장이 증가하였고 특히 중간농도 이상에서 유의적인 생장 증대 효과를 나타냈다는 점을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 도 10을 참조하면, 음이온 처리된 케일이 대조구에 비해 광합성률이 높았으며, 증산율과 기공전도도도 저 농도와 중간 농도의 음이온 처리에 의해 유의적으로 증가한다는 점을 확인할 수 있었다.Referring to the results of FIGS. 7 to 9, it was confirmed that the anion treatment at the medium concentration increased by 104% and 49%, respectively, based on the weight of the ground portion of the kale grown by the RGB LED and the RWB LED. In addition, the results of RWa LED grown cale showed that the growth of shoots at the top and bottom was increased in all anion treatments, especially at medium and higher concentrations. 10, the anion-treated kale had a higher photosynthetic rate than the control, and the rate of evaporation and the pore conductivity were also significantly increased by the treatment with anion at a low concentration and a medium concentration.
또한, 정식 및 음이온 처리 4주차에 RGB LED와 RWB LED 하에서 생장시킨 케일 지상부의 무기원소 함량을 분석하였고, 그 결과를 도 11과 도 12에 각각 나타내었다. In addition, the content of inorganic elements in the Kale surface part grown under the RGB LED and RWB LED was analyzed in the fourth week of the formal and anion treatment, and the results are shown in FIGS. 11 and 12, respectively.
상기 도 11 및 12를 참조하면, 생장된 케일의 무기원소 함량도 음이온 처리에 의해 증가하였는데, 먼저 RGB LED에서 자란 케일의 경우에는 Mn을 제외하고 측정된 7가지 무기원소(P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Cu)가 모두 대조구에 비해 중간 농도의 음이온 처리구에서 유의적으로 증가했고, RWB LED에서 자란 케일은 모든 농도의 음이온 처리구에서 Fe를 제외하고 나머지 무기원소 모두 유의적으로 증가한다는 점을 확인할 수 있었다.11 and 12, the content of inorganic elements in the grown kale was increased by anion treatment. First, in the case of the cale grown in the RGB LED, seven inorganic elements (P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, and Cu) were significantly increased in the anion treated medium compared to the control. In the anion treated with RWB LED, , Respectively.
위의 결과들을 종합해보면, 공기 음이온 처리는 케일 잎에서 기공을 통한 가스 교환을 원활하게 하여 광합성과 증산을 촉진시키고, 그에 따라 무기원소 흡수를 증가시켜 생장을 도모한다는 것을 알 수 있다.Comparing the above results, it can be seen that air anion treatment promotes photosynthesis and transpiration by facilitating gas exchange through pores in kale leaves, thereby increasing inorganic element absorption and promoting growth.
* 통계처리; 모든 실험은 재현성 확인을 위해서 2번 진행되었고, SAS program (Statistical Analysis System, 9.2 Version, Cary, NC, USA)을 이용하여 분석되었고, Duncan's multiple range test가 사용되었다.* Statistical processing; All tests were performed twice to confirm reproducibility and analyzed using the SAS program (Statistical Analysis System, 9.2 Version, Cary, NC, USA) and Duncan's multiple range test was used.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (5)
상기 치커리에 1 x 104 ~ 5 x 105 ions·cm-3 농도의 공기 음이온을 공급하면서 치커리를 생장시키는 생장단계; 그리고
상기 생장단계에서 재배된 치커리를 수확하는 수확단계;를 포함하고,
상기 공기 음이온의 농도는 음이온 발생기와 치커리가 정식된 재배 베드 사이의 거리에 의하여 조절되거나, 상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설 내에 설치된 공기 음이온 발생기의 숫자에 의하여 조절되며,
상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설은 광원으로 RB(red:blue) LED 광원을 적용하는 것을 특징으로 하는 식물재배방법.A formal step of formulating a chicory inside a closed plant plant or hydroponic plant;
A growth step of growing chicory while supplying an air negative ion at a concentration of 1 x 10 4 to 5 x 10 5 ions cm -3 to the chicory; And
And a harvesting step of harvesting the cultivated chicory in the growing step,
The concentration of the air negative ion is controlled by the distance between the negative ion generator and the cultivation bed where the chicory is formed, or by the number of the air negative ion generator installed in the closed plant plant or hydroponic cultivation facility,
Wherein said closed plant plant or hydroponic plant is adapted to apply an RB (red: blue) LED light source as a light source.
상기 케일에 5 x 105ions·cm-3 이상 7.8 x 105 ions·cm-3 미만 농도의 공기 음이온을 공급하면서 케일을 생장시키는 생장단계; 그리고
상기 생장단계에서 재배된 케일을 수확하는 수확단계;를 포함하고,
상기 공기 음이온의 농도는 음이온 발생기와 케일이 정식된 재배 베드 사이의 거리에 의하여 조절되거나, 상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설 내에 설치된 공기 음이온 발생기의 숫자에 의하여 조절되며,
상기 밀폐형 식물 공장 또는 수경 재배용 시설은 광원으로 RWB(red:white:blue) LED, RGB(red:green:blue) LED 또는 이들을 혼합한 광원을 적용하는 것을 특징으로 하는 식물재배방법.A formal step of formulating a kale inside an enclosed plant plant or hydroponics facility;
Growth step of growing the scale with 5 x 10 5 ions · cm -3 or more supply air anions of less than 7.8 x 10 5 ions · cm -3 concentration in the scale; And
And a harvesting step of harvesting the kale cultivated in the growing step,
The concentration of the air anion is controlled by the distance between the negative ion generator and the cultivation bed where the kale is formed, or by the number of the air negative ion generator installed in the closed plant plant or hydroponic cultivation facility,
Wherein the closed plant plant or the hydroponic cultivation facility is applied with RWB (red: white: blue) LED, RGB (red: green: blue) LED as a light source or a mixed light source thereof.
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