KR20210065953A - 식물생장을 촉진시키는 광 조사방법과 식물램프 및 그 응용 - Google Patents

식물생장을 촉진시키는 광 조사방법과 식물램프 및 그 응용 Download PDF

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Abstract

식물 생장을 촉진시키는 방법을 제공하는 데, 상기 방법은 적어도 생장 중인 식물에게 인공 광원을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 광원은 피크 파장이 680nm 내지 695nm이고 광파 반치폭(full width at half maximum)이 35nm보다 작은 레드 라이트(red light)를 포함하거나, 또는 상기 광원은 피크 파장이410nm 내지 440nm이고 광파 반치폭이 35nm보다 작은 블루 라이트를 포함한다. 상기 광원을 제공하는 식물램프에 있어서, 상기 식물램프는 식물 생장을 촉진시키는 데 사용된다.

Description

식물생장을 촉진시키는 광 조사방법과 식물램프 및 그 응용
본 발명은 식물생장을 촉진시키는 광 조사방법과 식물램프 및 그 응용에 관한 것이다.
빛은 식물 생장 발육의 기본 환경 요소이다. 그는 광합작용의 기본 에너지일 뿐만 아니라, 식물 생장 발육의 중요한 조절인자이다. 식물의 생장 발육은 광량 또는 광도로부터 제약받을 뿐만 아니라, 광질, 즉, 파장이 다른 광 복사와 그들의 서로 다른 구성비례로부터 영향받게 된다.
광합작용은 지구 생물권 내에서 거의 모든 생물의 생존과 번식에 필요한 음식물, 에너지와 산소를 공급해 준다. 태양광은 식물 광합작용의 기본 에너지이다. 태양광 부족은 필연적으로 광합작용을 제약하게 되며, 반대로, 태양광 과량은 광합작용의 광 억제가 발생하게 되고, 심지어, 광합기구의 빛이 파괴된다. 식물은 항상 빛 파동의 환경에서 생활하게 되며, 늘 광 부족(아침, 저녁, 흐린 날, 특히 캐노피(canopy) 중하층 엽편)과 광 과량(맑은 날 정오 상층 엽편)의 상황에 직면하게 된다. 따라서, 집광조절은 미광하에서 광 에너지 사용을 최대화 하기 위한 광합작용에 필요한 것으로서, 강광하에서도 과량 광이 광합기구를 파괴하는 것을 피할 수 있다. 식물은 기나긴 진화 기간에 이미 일련의 집광조절방안을 발전시켰다. 집광조절 전략은 여러 개가 있어 쾌속 조절과 완만 조절을 포함하며, 쾌속 조절은 몇 분 내에 발생할 수 있는 데, 예를 들어, 엽편운동(Leaf movement), 엽록체운동, 상태전환과 집광복합체(LHCII, light-harvestingcomplex)가 가역적으로 광계II(PSII, photosystem II) 핵심복합체(즉, 반응 중심 복합체)로부터 이탈하며; 완만 조절은 몇 시간 또는 며칠 내에 완성하는 데, 예를 들어, 집광복합체 단백질 존재비 또는 안테나 크기의 변화 및 엽편 분자 구성의 변경이다. 이와 같은 조절은 각각 기관(엽편운동), 준세포(subcellular)(엽록체운동), 틸라코이드 막(Thylakoid membrane)(상태전환)과 분자[엽록소(chlorophyll,Chl), 안토시아닌(anthocyanin)과 스트레스 단백질(stress proteins) 함량의 변화] 등의 서로 다른 레벨에서 운행된다. 물론, 집광복합체 크기의 변화는 광도 변화의 단기적 호응과 장기적 적응(유전자 발현과 발육 변화를 통해)과 같은 2개의 다른 상황이 포함된다. 과학 연구에서 나타난 바와 같이, 엽록소a와 피토크롬(phytochrome)의 적색 동질 이성체 형식(Pr)이 660nm근처에서 강력 흡수 피크를 구비하고 엽록소b가 640nm에서 강력하게 흡수하므로, 전통적인 식물조명등 중에서, 레드 라이트(red light) 구역이 설치하는 피크 파장은 630nm 내지 660nm의 웨이브 밴드(wave band) 내에 위치한다.
인공광형 식물공장이 나타남에 따라, 농업은 하늘에 운을 맡기고 살아가던 상황에서 벗어나 공장 내부의 환경시스템, 광환경시스템, 영양시스템, 재배방식을 컨트롤하여 식물 생장을 컨트롤한다. 그 중에서, 광환경 컨트롤은 식물 생산량과 품질, 공장 운행 효율과 관련된 중요한 기술이다. 따라서, 종래기술이 식물 생산량과 품질에 대한 컨트롤은 광 조사 강도, 광 조사 주기, 광질 중의 레드-블루 라이트(red-blue light) 비례(R/B) 및 레드 라이트(red light)와 초적광(far red light)의 비례(F/FR), 재배방법을 제어하여 구현한다. 특정 파장의 에너지 비례를 조정하여 품질과 생산량을 향상시키는 기술은 드물게 보도되고 있다.
오랫동안 광합 집광 시스템의 에너지 전달 메커니즘은 모두
Figure pct00001
(1948)가 제출한 공명 에너지 전달에 의해 기재되어
Figure pct00002
공명 에너지 전달 또는 형광 공명 에너지 전달(Scholes 2003;
Figure pct00003
등 2011)이라고 불리우는 데, 즉, 공여체(donor) 분자가 광자 에너지를 흡수하고 여기상태로 전이한 다음, 이어서 비복사 전이의 형식으로 기저상태로 돌아가며, 인접되고 전이 에너지가 비교적 작은 수용체 분자에게 에너지를 전달하여 수용체(acceptor)분자가 여기상태로 전이되도록 하며, 그 다음, 차례로 점차 진행 하여 최종적으로는 반응중심으로 전달된다. 따라서, 흡수하기 쉬운 에너지 광자 또는 시너지 효과를 이룰 수 있는 에너지 광자를 제공할 경우, 전체 에너지 전달의 효율을 향상시키고, 더 나아가 품질과 생산량을 개선하는 데 이롭다.
종래기술 중에서 피크 파장을 조정하여 식물 생산량과 품질을 향상시키는 기술은 아직 보도되지 않고 있고 있다.
본 발명은 종래기술의 상기 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 목적은, 종래기술 중에서 식물 생장을 촉진시키는 효율이 높지 않은 문제를 해결하는 데 사용하는 식물생장을 촉진시키는 방법과 식물램프 및 그 응용을 제공하는 데 있다.
본 발명은 제1 측면에서 식물 생장을 촉진시키는 방법을 제공하는 데, 상기 방법은 적어도 생장 중인 식물에게 인공 광원을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 광원은 피크 파장이 680nm 내지 695nm이고 광파 반치폭(full width at half maximum)이 35nm보다 작은 레드 라이트(red light)를 포함한다.
통상적으로, 상기 식물은 실내에서 배양하며 하우스재배방식을 이용할 수 있다.
상기 생장 중은 파종을 거쳐 발아한 후, 생장이 시작되는 식물을 가리킨다.
바람직하게, 레드 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 24h/d이고 광도는 10μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s이다.
상기 레드 라이트의 피크 파장은 680nm 내지 690nm 또는 690nm 내지 695nm일 수 있다.
상기 레드 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 9h/d, 9h/d 내지 12h/d, 12h/d 내지 14h/d 또는 14h/d 내지 24h/d일 수 있다.
상기 레드 라이트의 광도는 10μmol/m2·s 내지 60μmol/m2·s, 60μmol/m2·s 내지 200μmol/m2·s, 200μmol/m2·s 내지 250μmol/m2·s 또는 250μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s일 수 있다.
바람직하게, 상기 광원은 피크 파장이 410nm 내지 480nm인 블루 라이트(blue light)를 더 포함하며, 상기 레드 라이트와 상기 블루 라이트의 광양자 수 비율은 (15~0.1)：1이다.
더 바람직하게, 레드 라이트와 블루 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 24h/d이고, 레드 라이트와 블루 라이트의 총 광도는 10μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s이다.
상기 블루 라이트의 피크 파장은 410nm 내지 430nm, 430 nm 내지 435nm, 435 nm 내지 440nm 또는 440nm 내지 480nm일 수 있다.
상기 블루 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 9h/d, 9h/d 내지 12h/d, 12h/d 내지 14h/d 또는 14h/d 내지 24h/d일 수 있다.
상기 레드 라이트와 블루 라이트의 총 광도는 10μmol/m2·s 내지 60μmol/m 2·s, 60μmol/m2·s 내지 200μmol/m2·s, 200μmol/m2·s 내지 250μmol/m2·s 또는 250μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s일 수 있다.
상기 레드 라이트와 상기 블루 라이트의 광양자 수 비율은 (15~4)：1, (4~3)：1 또는 (3~0.1)：1일 수 있다.
더 바람직하게, 상기 광원은 피크 파장이 730nm 내지 740nm이고 광파 반치폭이 35nm보다 작은 초적광(far red light)을 더 포함하며, 상기 초적광 광양자 수가 전체 광원 광양자 수에서 차지하는 비율은 50％보다 적다. 실험 결과, 해당 범위 내에서 모두 본 출원 중의 기술효과를 이룰 수 있다는 것이 발견되었다.
진일보 더 바람직하게, 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광의 광 주기는 2h/d 내지 24h/d이고 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광의 총 광도는 10μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s이다.
상기 초적광의 피크 파장은 730nm 내지 735nm 또는 735nm 내지 740nm이다.
상기 초적광의 광 주기는 2h/d 내지 9h/d, 9h/d 내지 12h/d, 12h/d 내지 14h/d 또는 14h/d 내지 24h/d일 수 있다.
상기 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광의 총 광도는 10μmol/m2·s 내지 60μmol/m2·s, 60μmol/m2·s 내지 200μmol/m2·s, 200μmol/m2·s 내지 250μmol/m2·s 또는 250μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s일 수 있다.
바람직하게, 상기 식물의 재배방식은 토양, 영양액 또는 기질이다.
영양액을 이용해 재배하는 경우, 유묘를 수경재배 모듈에 옮겨 심고 2/3의 뿌리가 영양액 중에 침지되도록 유지하며, 식물별로 서로 다른 영양액을 이용할 수 있는 데, 예를 들어, 상추 영양액은 호글랜드(Hoagland) 영양액을 이용한다. 영양액은 EC가 1.6 내지 1.8이고 pH가 5.5 내지 7.5이며, 온도가 18℃ 내지 22℃이고 용존 산소량이 5mg/L 내지 6mg/L이다.
바람직하게, 상기 방법은 상세하게 파종과 생장관리를 포함한다. 상기 파종은 종래기술을 이용한다. 상기 생장관리는 발아 후의 식물에 대해 필요한 관리를 실시하는 것을 가리키며, 예를 들어, 거름을 주고 물을 뿌리며 광원과 환경조건을 설치하는 것을 가리킨다.
바람직하게, 상기 식물은 야채 또는 한약재일 수 있다.
바람직하게, 상기 식물은 상추, 복초이(bok choy), 청경채, 적상추, 제비꽃과 금선란 모종 중으로부터 적어도 하나가 선택된다.
상추, var.ramosa Hort., 잎상추의 속칭으로서, 으어즈차이(
Figure pct00004
), 마이즈차이(
Figure pct00005
), 워즈차이(
Figure pct00006
)(중국에서 상추의 별칭)라고도 불리우며 국화과 상추속에 속한다.
적상추: var.ramosa Hort. 국화과 상추속에 속한다.
복초이(bok choy), Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino(var.communis Tsen et Lee, 십자화과 청경채속에 속한다.
청경채, Brassica chinensis L., 십자화과 청경채속에 속한다.
금선란: Anectochilus roxburhii(Wall.)Lindl., 난초과 아노엑토칠러스(Anoectochilus)속에 속하는 식물로서, 식물 전체를 약재로 사용한다.
제비꽃: Viola tricolor L., 제비꽃과 제비꽃속에 속하는 2년생 또는 다년생 초본식물이다.
바람직하게, 상기 방법은 환경온도가 주간엔 21℃ 내지 24℃이고, 야간엔 18℃ 내지 20℃이며 습도가 60％ 내지 80％인 생장환경조건이 더 포함된다.
바람직하게, 상기 방법은 파종과 발아 촉진을 더 포함한다. 예를 들어, 상추의 파종과 발아 촉진 방법에 따라 씨알이 여문 상추 종자를 선택해 50℃ 내지 55℃인 온수 중에 넣고 15min 내지 20min 침지한 다음, 25℃ 내지 30℃인 맑고 깨끗한 물 중에 넣어 7h 내지 8h 침지한다. 침지 완료된 종자를 육묘 스펀지 블록에 파종하되, 홀마다 한 알의 종자를 파종하고 하면에 팔레트를 구비하여 정제수를 유입시키며, 정제수 수위 고도는 스펀지 하표면과 수평을 이루도록 하며, 파종이 끝난 후 물뿌리개로 물을 스프레이식으로 종자에 뿌려 표면 습도를 유지하도록 한 다음, 22℃ 내지 25℃인 발아촉진박스 안에 넣어 발아를 촉진시키고 습도는 70％ 내지 80％를 유지하도록 한다. 12h마다 한번씩 물을 뿌린다.
본 발명은 제2 측면에서 식물 생장을 촉진시키는 방법을 제공하는 데, 상기 방법은 적어도 생장 중인 식물에게 인공 광원을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 광원은 피크 파장이 410nm 내지 440nm이고 광파 반치폭이 35nm보다 작은 블루 라이트를 포함한다.
통상적으로, 상기 식물은 실내에서 배양하며 하우스재배방식을 이용할 수 있다.
상기 생장 중은 파종을 거쳐 발아한 후, 생장이 시작되는 식물을 가리킨다.
바람직하게, 블루 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 24h/d이고 광도는 10μmol/m2·s 내지 1000μmol/ 2·s이다
상기 블루 라이트의 피크 파장은 410nm 내지 430nm, 430 nm 내지 435nm 또는 435nm 내지 440nm일 수 있다.
상기 블루 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 9h/d, 9h/d 내지 12h/d, 12h/d 내지 14h/d 또는 14h/d 내지 24h/d일 수 있다.
상기 블루 라이트의 광도는 10μmol/m2·s 내지 60μmol/m2·s, 60μmol/m2·s 내지 200μmol/m2·s, 200μmol/m2·s 내지 250μmol/m2·s 또는 250μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s일 수 있다.
바람직하게, 상기 광원은 피크 파장이 630nm 내지 700nm인 레드 라이트를 더 포함하며, 상기 레드 라이트와 상기 블루 라이트의 광양자 수 비율은 (15~0.1)：1이다.
더 바람직하게, 레드 라이트와 블루 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 24h/d이고, 레드 라이트와 블루 라이트의 총 광도는 10μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s이다.
상기 레드 라이트의 피크 파장은630nm 내지 660nm, 660nm 내지 680nm, 680nm 내지 695nm 또는 695nm 내지 700nm일 수 있다.
상기 레드 라이트의 광 주기는 2h/d 내지 9h/d, 9h/d 내지 12h/d, 12h/d 내지 14h/d 또는 14h/d 내지 24h/d일 수 있다.
상기 레드 라이트와 블루 라이트의 총 광도는 10μmol/m2·s 내지 60μmol/m2·s, 60μmol/m2·s 내지 200μmol/m2·s, 200μmol/m2·s 내지 250μmol/m2·s 또는 250μmol/m2·s 내지 1000μmol/m2·s일 수 있다.
상기 레드 라이트(red light)와 상기 블루 라이트의 광양자 수 비율은 (15~4)：1, (4~3)：1 또는 (3~0.1)：1일 수 있다.
바람직하게, 상기 식물의 재배방식은 토양, 영양액 또는 기질이다.
영양액을 이용해 재배하는 경우, 유묘를 수경재배 모듈에 옮겨 심고 2/3의 뿌리가 영양액 중에 침지되도록 유지하며, 식물별로 서로 다른 영양액을 이용할 수 있는 데, 예를 들어, 상추 영양액은 호글랜드(Hoagland) 영양액을 이용한다. 영양액은 EC가 1.6 내지 1.8이고 pH가 5.5 내지 7.5이며, 온도가 18℃ 내지 22℃이고 용존 산소량이 5mg/L 내지 6mg/L이다.
바람직하게, 상기 방법은 상세하게 파종과 생장관리를 포함한다. 상기 파종은 종래기술을 이용한다. 상기 생장관리는 발아 후의 식물에 대해 필요한 관리를 실시하는 것을 가리키며, 예를 들어, 거름을 주고 물을 뿌리며 광원과 환경조건을 설치하는 것을 가리킨다.
바람직하게, 상기 식물은 야채 또는 한약재일 수 있다.
바람직하게, 상기 식물은 상추, 복초이, 청경채, 적상추, 제비꽃과 금선란 모종 중으로부터 적어도 하나가 선택된다.
상추, var.ramosa Hort., 잎상추의 속칭으로서, 으어즈차이(
Figure pct00007
), 마이즈차이(
Figure pct00008
), 워즈차이(
Figure pct00009
)(중국에서 상추의 별칭)라고도 불리우며 국화과 상추속에 속한다.
적상추: var.ramosa Hort. 국화과 상추속에 속한다.
복초이 Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino(var.communis Tsen et Lee), 십자화과 청경채속에 속한다.
청경채, Brassica chinensis L., 십자화과 청경채속에 속한다.
금선란: Anectochilus roxburhii(Wall.)Lindl. 난초과 아노엑토칠러스속에 속하는 식물로서, 식물 전체를 약재로 사용한다.
제비꽃: Viola tricolor L., 제비꽃과 제비꽃속에 속하는 2년생 또는 다년생 초본식물이다.
바람직하게, 상기 방법은 환경온도가 주간엔 21℃ 내지 24℃, 야간엔 18℃ 내지 20℃이며, 습도가 60％ 내지 80％인 생장환경조건이 더 포함된다.
바람직하게, 상기 방법은 파종과 발아 촉진을 더 포함한다. 예를 들어, 상추의 파종과 발아 촉진 방법에 따라 씨알이 여문 상추 종자를 선택해 50℃ 내지 55℃인 온수 중에 넣고 15min 내지 20min 침지한 다음, 25℃ 내지 30℃인 맑고 깨끗한 물에 넣어 7h 내지 8h 침지한다. 침지 완료된 종자를 육묘 스펀지 블록에 파종하되, 홀마다 한 알의 종자를 파종하고, 하면에 팔레트를 구비하여 정제수를 유입시키며, 정제수 수위 고도는 스펀지 하표면과 수평을 이루도록 하며, 파종이 끝난 후 물뿌리개로 물을 스프레이식으로 종자에 뿌려 표면 습도를 유지하도록 한 다음, 22℃ 내지 25℃인 발아촉진박스 안에 넣어, 발아를 촉진시키고 습도는 70％ 내지 80％를 유지하도록 한다. 12h마다 한번씩 물을 뿌린다.
본 발명은 제3 측면에서 식물램프를 제공하는 데, 상기 식물램프는 상기 광원을 제공할 수 있고, 상기 광원은 상기 스펙트럼 특성의 광을 내보낼 수 있다.
상기 식물램프는 종래기술 중 LED램프를 이용하고 발광 다이오드를 변경해 얻을 수 있다.
본 발명은 제4 측면에서 상기 식물램프의 용도를 제공하여 식물 생장을 촉진시키는 데 사용한다.
상술한 바와 같이, 본 발명이 멀티 웨이브 밴드(wave band) 스펙트럼에 의해 잎채소류 야채 생산량을 높이는 방법은, 본 발명 중의 기술방안을 통해 식물의 생산량을 뚜렷하게 높일 수 있으며, 특히, 레드 라이트(red light), 블루 라이트(blue light)와 초적광(far red light)을 동시에 이용해 시너지작용을 하여 식물을 생장을 더 잘 촉진시키는 기술효과를 이룰 수 있다.
이하, 특정된 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 실시방식을 설명하며, 본 기술분야의 기술자들은 본 명세서에 기재된 내용에 의해 본 발명의 기타 장점과 효과를 어려움없이 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 또한 별도의 다른 구체 실시방식을 통해 실시 또는 응용할 수 있으며, 본 명세서 중의 각종 세부적 단계도 서로 다른 관점과 응용에 근거하고 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 상황에서 다양하게 수식 또는 변경할 수 있다.
표 1 재료 및 제조업체
Figure pct00010
실시예1 내지 20 및 대조예 1 내지 2 의 상추 재배
(1) 파종 및 발아 촉진: 씨알이 여문 상추 종자를 선택해 50℃ 온수 중에 넣고 20min 침지한 다음, 30℃인 맑고 깨끗한 물 중에 넣어 8h 침지한다. 침지 완료된 종자를 육묘 스펀지 블록에 파종하되, 홀마다 한 알의 종자를 파종하고 하면에 팔레트를 구비하여 정제수를 유입시키며, 정제수 수위 고도는 스펀지 하표면과 수평을 이루도록 하며, 파종이 끝난 후 물뿌리개로 물을 스프레이식으로 종자에 뿌려 표면 습도를 유지하도록 한 다음, 25℃인 발아촉진박스 안에 넣어 발아를 촉진시키고, 습도는 80％를 유지하도록 한다. 12h마다 한번씩 물을 뿌린다.
(2) 생장관리: 상추 유묘는 잎이 4개 내지 5개, 속대가 하나가 될 때까지 자랐을 때, 상추 유묘를 수경재배 모듈에 옮겨 심고 2/3의 뿌리가 영양액 중에 침지되도록 유지하며, 영양액은 EC가 1.8이고 pH가 7.5이며, 온도가 22℃이고 용존 산소량이 6mg/L이다. 환경온도조건은 주간엔 23℃, 야간엔 18℃로 설정한다. 광원 파라미터(빛의 피크 파장, 광양자 수량 비율, 광 주기 및 광도 포함)를 설정하고 20d 재식(planting)한다.
상기 재배방법으로 상추를 배양하되, 그 중의 단계(2) 광원 파라미터를 변경하여 각 실시예와 대조예로 삼고 각 실시예와 대조예 중에서 얻은 포기당 생체중(fresh weight)의 중량에 의해 평균 중량을 얻는다. 실험 결과는 표 2에 기입된 바와 같다.
표 2
Figure pct00011
실험에서 알 수 있다 시피, 전통 기술방안의 레드 라이트(red light) 660nm 또는 블루 라이트(blue light) 450nm에 대비해, 본 발명의 기술방안은 식물 생산량이 각각 최고 30.5％와 15.6％가 증가되어 뚜렷한 촉진역할을 갖고 있는 것으로 보여지며, 레드 라이트와 블루 라이트를 동시에 사용하거나 또는 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광(far red light)을 동시에 사용할 때 더 우수한 촉진역할을 한다.
실시예 21 내지 40 및 대조예 3 내지 4의 복초이(bok choy) 재배
(1) 파종 및 발아 촉진: 씨알이 여문 복초이(bok choy) 종자를 선택해 종자를 육묘 스펀지 블록에 파종하되, 홀마다 한 알의 종자를 파종하고 하면에 팔레트를 구비하여 정제수를 유입시키며, 정제수 수위 고도는 스펀지 하표면과 수평을 이루도록 하며, 파종이 끝난 후 물뿌리개로 물을 스프레이식으로 종자에 뿌려 표면 습도를 유지하도록 한 다음, 25℃인 발아촉진박스 안에 넣어 발아를 촉진시키고 습도는 80％를 유지하도록 한다. 12h마다 한번씩 물을 뿌린다.
(2) 생장관리: 복초이 유묘가 잎이 4개 내지 5개, 속대가 하나가 될 때까지 자랐을 때 복초이 유묘를 수경재배 모듈에 옮겨 심고 2/3의 뿌리가 영양액 중에 침지되도록 유지하며, 영양액은 EC가 1.6이고 pH가 6.5이며, 온도가 20℃이고 용존 산소량이 5.5mg/L이다. 환경온도조건은 주간엔 22℃ 이고 야간엔 20℃이다. 광원 파라미터(빛의 피크 파장, 광양자 수량 비율, 광 주기 및 광도 포함)를 설정하고 15d 재식한다.
상기 재배방법으로 복초이를 배양하되, 그 중의 단계(2) 광원 파라미터를 변경하여 각 실시예와 대조예로 삼고 각 실시예와 대조예 중에서 얻은 포기당 생체중의 중량에 의해 평균 중량을 얻는다. 실험 결과는 표 3에 기입된 바와 같다.
표 3
Figure pct00012
실험에서 알 수 있다 시피, 전통 기술방안의 레드 라이트 660nm또는 블루 라이트 450nm에 대비해, 본 발명의 기술방안은 식물 생산량이 각각 최고25.3％와 22.9％가 증가되어 뚜렷한 촉진역할을 갖고 있는 것으로 보여지며, 레드 라이트와 블루 라이트를 동시에 사용하거나 또는 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광을 동시에 사용할 때 더 우수한 촉진역할을 한다.
실시예 41 내지 60 및 대조예 5 내지 6의 적상추 재배
(1) 파종 및 발아 촉진: 씨알이 여문 적상추 종자를 선택해 종자를 육묘 스펀지 블록에 파종하되, 홀마다 한 알의 종자를 파종하고 하면에 팔레트를 구비하여 정제수를 유입시키며, 정제수 수위 고도는 스펀지 하표면과 수평을 이루도록 하며, 파종이 끝난 후 물뿌리개로 물을 스프레이식으로 종자에 뿌려 표면 습도를 유지하도록 한 다음, 24℃인 발아촉진박스 안에 넣어 발아를 촉진시키고 습도는75 ％를 유지하도록 한다. 12h마다 한번씩 물을 뿌린다.
(2) 생장관리: 적상추 유묘가 잎이 4개 내지 5개, 속대가 하나가 될 때까지 자랐을 때 적상추 유묘를 수경재배 모듈에 옮겨 심고 2/3의 뿌리가 영양액 중에 침지되도록 유지하며, 영양액은 EC가 1.6이고 pH가 6이며, 온도가 20℃이고 용존 산소량이 5mg/L이다. 환경온도조건은 주간엔 23℃이고 야간엔 18℃이다. 광원 파라미터(빛의 종류, 웨이브 밴드(wave band), 광양자 수량 비율, 광 주기 및 광도 포함)를 설정하고 22d 재식한다.
상기 재배방법으로 적상추를 배양하되, 그 중의 단계(2) 광원 파라미터를 변경하여 각 실시예와 대조예로 삼고, 각 실시예와 대조예 중에서 얻은 포기당 생체중의 중량에 의해 평균 중량을 얻는다. 실험 결과는 표 4에 기입된 바와 같다.
표 4
Figure pct00013
실험에서 알 수 있다 시피, 전통 기술방안의 레드 라이트 660nm 또는 블루 라이트 450nm에 대비해, 본 발명의 기술방안은 식물 생산량이 각각 최고25.3％와 24.2％가 증가되어 뚜렷한 촉진역할을 갖고 있는 것으로 보여지며, 레드 라이트와 블루 라이트를 동시에 사용하거나 또는 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광을 동시에 사용할 때 더 우수한 촉진역할을 한다.
실시예 61 내지 79 및 대조예 7 내지 8의 금선란 모종 재배
(1) 금선란 모종을 조직배양병에서 꺼내 맑고 깨끗한 물로 기질을 깨끗이 세척하며, 세척과정에서 줄기와 뿌리가 완전하도록 보장하고, 깨끗이 세척한 후 농도가 0.1％인 과망간산칼륨 용액 중에 5min 침지하며, 소독과 멸균을 실시하고 멸균한 후의 모종은 무균용기에 넣어 사용에 대비하며;
(2) 금선란 잎 표면의 과망간산칼륨이 증발한 후, 이탄토(peat soil)：질석：강모래＝1:1:1에 의해 조제된 혼합 기질(기질은 고압으로 멸균 실시) 중에 옮겨 심고, 특정 영양액으로 무균수를 대체해 혼합하여 토양 습도가 80％를 이루도록 하며;
(3) 기질을 25cm*25cm*25cm의 재식용기 안에 나누어 담는다. 금선란 모종은 2cm의 일정한 포기 간 간격을 두고 옮겨 심은 후, 전체 재배용기를 밀폐시켜 보습 처리를 실시하며;
(4) 인공 광 환경에 옮겨 재배하되, 해당 광 환경에서, 광질은 X, 광 주기는 14h/d, 광도는 60±5μmol/m2·s, 습도/주야온도는 23/18℃이고 120d 재식한다.
상기 재배방법으로 금선란 모종을 배양하되, 그 중의 단계(4) 광원 파라미터를 변경하여 각 실시예와 대조예로 삼는다. 각 실시예와 대조예 중에서 얻은 포기당 생체중과 건조 중량(dry weight)의 중량에 의해 평균 중량과 플라본(flavone) 무게 백분율을 얻는다. 실험 결과는 표 5에 기재된 바와 같다.
표 5
Figure pct00014
실험에서 알 수 있다 시피, 전통 기술방안의 레드 라이트 660nm에 대비해, 본 발명의 기술방안은 생체중, 건조 중량, 플라본 함량이 최고 15.1％, 12.6％, 20.2％ 높아지고; 블루 라이트 450nm에 대비해, 본 발명의 기술방안은 생체중, 건조 중량, 플라본 함량이 최고 16.7％, 25.5％, 23.7％ 높아지어 뚜렷한 촉진역할을 갖고 있는 것으로 보여지며, 레드 라이트와 블루 라이트를 동시에 사용하거나 또는 레드 라이트, 블루 라이트와 초적광을 동시에 사용할 때 더 우수한 촉진역할을 한다.
실시예 80 내지 86 및 대조예 9의 제비꽃 재배
(1) 파종 및 발아 촉진: 씨알이 여문 제비꽃 종자를 선택해 맑고 깨끗한 물로 4h 침지한 후, 종자를 이미 축축하게 적셔진 육묘 스펀지 블록에 파종하되, 홀마다 한 알의 종자를 파종하고 하면에 팔레트를 구비하여 정제수를 유입시키며, 정제수 수위 고도는 스펀지 하표면과 수평을 이루도록 하며, 파종이 끝난 후 24℃인 발아촉진박스 안에 넣어 발아를 촉진시키고 습도는70％를 유지하도록 하며, 24h마다 한번씩 스프레이식으로 물을 뿌린다.
(2) 생장관리: 제비꽃 유묘가 잎이 4개 내지 5개, 속대가 하나가 될 때까지 자랐을 때 제비꽃 유묘를 수경재배 모듈에 옮겨 심고 2/3의 뿌리가 영양액 중에 침지되도록 유지하며, 영양액은 EC가 1.6이고 pH가 6.0이며, 온도가 20℃이고 용존 산소량이 5mg/L이다. 환경온도조건은 주간엔 23℃이고 야간엔 18℃이다. 광원 파라미터(빛의 종류, 웨이브 밴드, 광양자 수량 비율, 광 주기 및 광도 포함)를 설정하고 20d 재식한 후, 일주일에 한번 데이터를 수집한다.
(3) 실시예와 비율에 대응되는 제비꽃의 수집 가능 데이터는 개화량, 키, 포기 폭이 포함된다. 실험 결과는 표 6에 기입된 바와 같다.
표 6
Figure pct00015
실험에서 알 수 있다 시피, 전통 기술방안의 레드 라이트 660nm에 대비해, 본 발명의 기술방안은 개화량이 최고 18％ 많아져 뚜렷한 촉진역할을 갖고 있는 것으로 보여진다.
상술한 실시예는 본 발명이 공개한 실시방안을 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 대한 한정으로 이해하지 말아야 한다. 또한, 본 기술분야의 기술자들이 본 발명의 범위와 정신을 이탈하지 않는 전제하에 본 명세서에 기재된 각종 수정, 발명 중 방법 및 조성물의 변화를 시도하는 것은 자명한 사실이다. 당업자들은 본 발명의 각종 구체적이고 바람직한 실시예와 결합해 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이와 같은 구체적인 실시예에만 한정되지 말아야 한다는 것을 이해하여야 할 것이다. 물론, 본 기술분야의 기술자들이 자명한 상기 각종 수정으로 도출해 내는 발명은 모두 본 발명의 범위 내에 포함되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 식물생장을 촉진시키는 방법에 있어서,
    상기 방법은 적어도 생장 중인 식물에게 인공 광원을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 광원은 피크 파장이 680nm 내지 695nm이고, 광파 반치폭(full width at half maximum)이 35nm보다 작은 레드 라이트(red light)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물생장을 촉진시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 피크 파장이 410nm 내지 480nm인 블루 라이트(blue light)를 더 포함하며, 상기 레드 라이트와 상기 블루 라이트의 광양자 수 비율은 (15~0.1)：1인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원은 피크 파장이 730nm 내지 740nm이고, 광파 반치폭이 35nm보다 작은 초적광(far red light)을 더 포함하며, 상기 초적광 광양자 수가 전체 광원 광양자 수에서 차지하는 비율은 50％보다 적은 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 식물의 재배방식은 토양, 영양액 또는 기질인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 식물생장을 촉진시키는 방법에 있어서,
    상기 방법은 적어도 생장 중인 식물에게 인공 광원을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 광원은 피크 파장이410nm 내지 440nm이고, 광파 반치폭이 35nm보다 작은 블루 라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원은 피크 파장이 630nm 내지 700nm인 레드 라이트를 더 포함하며, 상기 레드 라이트와 상기 블루 라이트의 광양자 수 비율은 (15~0.1)：1인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 식물의 재배방식은 토양, 영양액 또는 기질인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 식물램프에 있어서,
    상기 식물램프는 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 광원을 제공하는 것을 특징으로 하는 식물램프.
  9. 식물 생장을 촉진시키는 데 사용하는 제8항에 따른 식물램프의 용도.
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