소개글
"빛의 파장따른 식물 생장"에 대한 내용입니다.
목차
1. 식물생장과 LED 기술
1.1. 식물의 생장과 광합성
1.2. 식물생장용 LED의 개발과 특성
1.3. 실내 식물 재배를 위한 스마트팜과 식물공장
2. 식물생산성 향상을 위한 생리학적 요인
2.1. 식물생산성의 의미
2.2. 생산성 향상을 위한 생리학적 요인
2.2.1. 온도
2.2.2. 빛
2.2.3. 공기/바람
2.2.4. 수분/습도
2.3. 재배 사례: 스마트팜과 미래형 도시농업
3. 참고 문헌
본문내용
1. 식물생장과 LED 기술
1.1. 식물의 생장과 광합성
식물의 생장과 광합성은 식물의 가장 기본적인 생리학적 특성이다. 식물은 자신의 생존과 성장을 위해 광합성이라는 독특한 대사작용을 수행한다. 광합성은 엽록체 내에서 이루어지는데, 여기에는 여러 가지 색소가 관여한다. 그중 대표적인 것이 엽록소이다.
엽록소는 녹색 식물의 잎에 존재하는 주요 색소로, 빛에너지를 흡수하여 화학에너지로 전환하는 역할을 한다. 엽록소는 엽록소 a, b, c, d 등 다양한 형태로 존재하며, 이 중 엽록소 a가 가장 주된 역할을 담당한다. 엽록소는 빛의 특정 영역을 효과적으로 흡수하는데, 특히 청색광(400nm~500nm)과 적색광(600nm~700nm)을 잘 흡수한다.
광합성의 과정에서 엽록소는 빛에너지를 이용하여 이산화탄소와 물을 분해하고, 그 결과로 포도당과 산소를 생성한다. 이때 생성된 포도당은 식물의 주요 에너지원이 되며, 광합성의 부산물인 산소는 대기 중으로 방출된다. 이처럼 광합성은 식물에게 필수적인 대사작용으로, 식물의 생장과 발달에 직접적인 영향을 미친다.
한편, 광합성 효율을 높이기 위해서는 적절한 환경 조건이 필요하다. 예를 들어 적정 온도와 충분한 물, 그리고 적절한 양의 이산화탄소 농도 등이 뒷받침되어야 한다. 따라서 식물 재배 시에는 이러한 환경 요인들을 최적화하여 광합성을 활성화시키는 것이 중요하다.
1.2. 식물생장용 LED의 개발과 특성
식물생장용 LED는 광합성에 주로 쓰이는 400nm ~ 500nm 파장의 청색 빛과 640nm ~ 700nm 파장의 적색 빛을 이용하여 식물 생장에 도움을 주는 조명이다. 광합성에 많은 영향을 주지 않는 500nm ~ 640nm의 빛을 제외하여 LED를 제작한다.
식물생장용 LED는 실내에서 햇빛 대체용으로 사용할 수 있는 조명이며, 인체에 해로운 자외선(UV)부분과 열에 관여하는 적외선(IR)부분을 제외한 가시광선 안에서 구현하여 인체 및 식물에 해롭지 않다.
식물생장용 LED는 형광등 대비 3배의 650nm 파장의 적색광향을 배츨하고, 가격에 부담이 있으나 전기요금을 50% 절약해주고 탄소저감 효과를 낸다. 따라서 초기 LED 전구 구매 비용 외에는 전기세 절감 효과와 반영구적인 수명의 장점이 있다.
각 파장마다 식물에 주는 영향이 달라지는데 405nm 파장의 LED는 식물의 잎을 두껍게 해주어 작물의 상품성을 높이고, 450nm 또는 660nm 파장의 LED는 광합성을 촉진시켜 생산성을 높여준다. 530nm 파장의 LED는 곰팡이 발생을 억제하고 615nm 파장의 LED는 해충을 막아줄 수 있어 친환경 유기농 농산물 재배에도 효과적이다.
따라서 식물생장용 LED는 특정 파장의 빛을 이용하여 식물의 광합성이 더 빠르고 효율적으로 일어날 수 있도록 도와주며, 환경조절이 용이하고 에너지 효율이 높아 실내 식물 재배에 적합한 기술이라 할 수 있다.
1.3. 실내 식물 재배를 위한 스마트팜과 식물공장
스마트팜은 비닐하우스·유리온실·축사 등에 ICT를 접목해 인터넷과 연결된 컴퓨터, 스마트폰으로 시간과 장소의 제약을 받지 않고 언제 어디서나 농사 환경을 확인하고 원격 제어하며 관리함으로써 측정된 빅데이터를 분석하고 편리하게 관리하며 인공지능을 통해 정밀한 생산관리로 품질과 생산성이 향상된 농장을 의미한다. 이러한 스마트팜은 작물의 생육정보와 환경정보(온도, 습도, CO2 농도, 광량 등)에 대한 데이터를 기반으로 최적의 생육환경을 조성하며 CCTV, 웹 카메...
참고 자료
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LED란 무엇일까? - 삼성반도체이야기
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