LED 조명을 이용한 화단용 화초 생산

 

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-07-25

1년생의 화단용 화초의 묘는 줄기 직경이 크고 뿌리의 건 중량이 높으며 단단하고 뿌리가 잘 자라야, 즉 선적과 이식이 이루어지는 동안 있을 수 있는 손상에 덜 취약하게 생산되어야 한다. 북부 지방의 온실 재배자들은 바람직한 품질을 얻기 위해 겨울 동안 고압 나트륨 램프에 의존할 수밖에 없다. 그런데 새로운 연구에서 발광다이오드(light-emitting diodes, LEDs)가 바람직한 묘 생산을 위한 또 다른 광원이 될 수 있다는 것이 확인되었다. 온실의 은은한 빛을 효과적으로 증가시킬 수 있는 유일한 방법은 고휘도 방전램프(high-intensity discharge lights), 대부분은 고압나트륨 (high-pressure sodium, HPS) 램프를 이용하여 빛을 보충하는 것이었다. HPS 램프의 단점은 효율이 25% ~ 30% 정도일 뿐이고, 수명도 제한적이라는 것이다. 또 다른 단점은 이 고압 나트륨 램프가 높은 수준의 복사열을 생성한다는 것이다. HPS 램프에서 빛으로 전환되지 않는 에너지의 75%가 방사열 에너지로 배출되어, 램프의 표면 온도가 450°C에 이른다. 치솟는 고열에의 노출로 잎이 타는 것을 막기 위해서는 식물은 HPS 램프에서 떨어져있어야 한다. 발광다이오드는 고 에너지 효율과 더 긴 작동 수명과 같은 이득을 생산자에게 제공할 수 있다. 파장은 좁고 휘도는 넓은 LEDs가 매년 재배되는 화초의 묘 생산에 실직적인 보조 광원으로 쓰일 수 있는지를 알아보기 위해, 퍼듀대학교의 랜달(Wesley Randall) 등은 금어초, 일일초, 맨드라미, 봉선화, 제라늄 페튜니아, 만수국 샐비어 및 제비꽃의 플러그 묘를 대상으로 일련의 조명실험을 디자인했다. 연구 결과는 85:15적색: 청색LEDs하에서 자란 일일초, 맨드라미, 봉선화, 제라늄 페튜니아, 만수국 샐비어 및 제비꽃의 플러그 묘의 키가, 고압 나트륨 램프 하에서 자란 묘들에 비해서 각각 31%, 29%, 31%, 55%, 20%, 9%, 35% 짧은 것으로 나타났다. 85:15적색: 청색LEDs 하에서 자란 금어초, 제라늄, 만수국의 줄기 두께는 고압 나트륨 램프 하에서 자란 묘에 비해서 각각16%, 8%, 13% 더 두꺼웠다. 85:15, 70:30, 100:0 적색: 청색LEDs 하에서 자란 페튜니아, 샐비어 및 제비꽃의 품질 지수는 고압 나트륨 램프 하에서 자란 묘들에 비해서 상당히 높았다. 결론적으로 이들 결과는 청색과 적색의 LEDs 보조광 하에서 검정된 이들 종의 대부분에서 묘의 품질이 고압 나트륨 램프 하에서 자란 경우와 비슷하거나 더 높았다는 것을 의미한다. 이번에 얻어진 결과는 태양광이 제한적일 경우, LEDs 또는 고압 나트륨 램프의 보조광의 제공은 묘의 건중량, 키, 줄기 두께에 긍정적 영향을 미쳐서, 고품질의 화단용 묘의 생산으로 이어질 수 있다는 것을 의미한다. 결과에 따르면, 85:15적색: 청색의 광 비율을 화단용 화초의 플러그 묘 생산용 온실 LED 보조광원으로서 바람직한 선택일 수 있다. 그러나 적색LEDs에 비해서 청색 LEDs가 전기전환 효율이 높기는 하지만, 청색 비율이 높아짐에 따라 에너지 소비도 증가한다는 것을 기억해야 한다고 한다. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-07/asfh-lsi072114.php