가벼워지다

Grow light
A small ficus plant being grown under a black LED light fixture emitting warm white light.
흰색 LED 아래에서 자란 피쿠스 식물은 밝게 자란다.

성장광은 식물이 자라는 것을 돕는 전등이다.성장 빛은 태양과 유사한 광 스펙트럼을 제공하거나 재배 중인 식물의 필요에 더 적합한 스펙트럼을 제공하려고 시도한다.실외 조건은 다양한 색 온도와 성장광으로부터의 스펙트럼 출력 및 램프의 세기를 변화시켜 모방한다.재배되는 식물의 종류, 재배 단계(예: 발아/식물 단계 또는 개화/열매 단계) 및 식물에 필요한 광작동, 특정 스펙트럼 범위, 발광 효과 및 색온도에 따라 특정 식물 및 기간에 사용하는 것이 바람직하다.

러시아의 식물학자 안드레이 파민트신은 식물 재배와 연구를 위해 인공 빛을 최초로 사용했다.

일반적인 용도

재배등은 원예, 실내 정원 가꾸기, 식물 번식 및 식량 생산에 사용되며, 여기에는 실내 수경재배와 수생식물이 포함된다.대부분의 성장등은 산업 차원에서 사용되지만 가정에서도 [1]사용할 수 있다.

역제곱 법칙에 따르면 표면에 도달하는 점원(이 경우 전구)에서 방사되는 빛의 세기는 표면에서 소스까지의 거리의 제곱에 반비례하며(물체가 2배 더 멀리 있는 경우 빛의 4분의 1만 받는다) 이는 실내 재배자들에게 심각한 장애물이다.니크는 빛을 최대한 효율적으로 사용하기 위해 사용된다.따라서 반사경은 빛의 효율을 극대화하기 위해 조명에 자주 사용됩니다.식물이나 조명은 가능한 한 가까이 움직여서 균일한 빛을 받고 빛에서 나오는 모든 빛이 주변이 아닌 식물 위로 떨어지도록 한다.

Grow tent에 설치된 HPS grow light의 예.이 설정에는 냄새를 제거하는 탄소 필터와 강력한 배기 팬을 사용하여 뜨거운 공기를 배출하는 덕트가 포함됩니다.

램프, 형광등, 고강도 방전등(HID), 발광 다이오드(LED) 등 다양한 전구 타입을 성장광으로 사용할 수 있다.오늘날, 전문가용으로 가장 널리 사용되는 조명은 HID와 형광등입니다.실내 화훼·채소 재배업자는 일반적으로 고압나트륨(HPS/SON)과 금속할로라이드(MH) HID 조명을 사용하지만 효율성과 [2]경제성 때문에 형광체와 LED가 금속할로라이드를 대체하고 있다.

금속 할로겐화물은 더 많은 양의 청색 [3][4]및 자외선 방사선을 방출하기 때문에 식물 생장의 식물 단계에서 정기적으로 사용됩니다.세라믹 금속 할로겐화물 조명과 풀 스펙트럼 금속 할로겐화물 조명 도입으로 식물성 성장 단계와 생식 성장 단계 모두에서 독점적인 광원으로 점점 더 많이 활용되고 있습니다.푸른 스펙트럼 빛은 [5][6][7]식물에서 더 큰 식물 반응을 일으킬 수 있다.

고압 나트륨 빛은 또한 생식과 생식 단계에서 단일 광원으로 사용됩니다.또, 재생 스테이지중의 풀 스펙트럼 조명의 보정으로서도 사용할 수 있다.적색 스펙트럼 빛은 [8]식물에서 더 큰 개화 반응을 일으킬 수 있다.만약 식물 생장 단계에서 고압 나트륨 빛을 사용한다면, 식물은 약간 더 빨리 자라지만, 더 긴 인터오딘을 갖게 될 것이고, 전체적으로 더 길어질 수도 있다.

최근 몇 년 동안 LED 기술이 성장 라이트 시장에 도입되었습니다.다이오드를 이용해 실내 성장광을 설계함으로써 특정 파장의 빛을 발생시킬 수 있다.NASA는 외계 식민지화를 위해 우주에서 식량을 재배하는 데 있어 LED 성장 빛을 고효율로 테스트했다.연구 결과는 가시광선 [9][10]스펙트럼의 빨간색, 녹색, 파란색 부분에서 식물이 빛에 영향을 받는다는 것을 보여주었다.

세대별 공통 유형

제4세대:발광 다이오드(LED)

마젠타(빨간색+파란색) LED 아래 2개의 식물이 밝게 성장

LED 빛은 광원의 [11]제4세대로 간주됩니다.LED 빛은 모든 빛 중에서 가장 높은 광합성 활성 방사선(PAR)을 생성합니다.

LED 성장 라이트는 보통 히트 싱크와 내장 팬이 있는 케이스에 여러 개의 발광 다이오드로 구성됩니다.대부분의 LED 또는 모든 LED는 AC/DC 또는 DC/DC 전원장치를 사용하여 LED를 통해 일정한 직류를 공급하고 LED가 소비할 수 있는 총 전력량을 조절하여 장애를 방지합니다.

일반적으로 개별 LED는 좁은 범위의 단일 색상만 제공하므로 용도에 따라 다양한 색상의 LED가 비율에 따라 혼합되는 비율은 다릅니다.녹색, 적색, 원적색, 청색 빛의 스펙트럼이 뿌리 형성, 식물 성장, 개화에 영향을 미친다는 것은 광형성 연구를 통해 알려져 있지만 LED 성장광을 이용한 과학적 연구나 현장 실험에서는 LED [12]성장광에서 최적의 식물 성장을 위한 특정 색비를 권장할 만한 충분한 연구나 연구 결과가 없다.많은 식물들이 붉은 [13][14][15]빛과 푸른 빛을 받으면 정상적으로 자랄 수 있다는 것이 증명되었다.그러나 많은 연구에 따르면 빨간색과 파란색 빛(빨간색 대 파란색 비율에 따라 분홍색 대 보라색)은 가장 비용 효율이 높은 성장 방법만을 제공하며,[16][17][18] 녹색으로 보충된 조명 아래에서도 식물의 성장이 여전히 더 낫습니다.

백색 LED 성장 라이트는 자연광을 모방하도록 설계된 모든 스펙트럼의 빛을 제공하여 식물에 적색, 청색 및 녹색의 스펙트럼을 제공합니다.백색광은 색온도의 관점에서 스펙트럼에 대해 평가되며, 여기서 차가운 빛은 더 많은 청색 광자를 생성하고, 따뜻한 빛은 더 많은 적색 광자를 생성한다.

식물들이 바이오매스와 생화학적 성분에서 더 높은 품질을 가지고 있는지 또는 밭 조건과 견줄 수 있는지 확인하기 위해 많은 식물 종들이 온실 실험에서 평가되었다.민트, 바질, 렌틸, 상추, 양배추, 파슬리, 당근의 식물성능은 식물의 건강과 활력, 성장촉진 성공 여부를 평가하여 측정하였다.프리뮬라, 마리골드, 스톡 등 엄선된 장식품들이 풍부하게 꽃을 피우는 것도 눈에 [19]띄었다.

Philips Lighting이 온실에서 다양한 채소를 재배하기 위한 최적의 빛 레시피를 찾기 위해 실시한 테스트에서, 그들은 빛의 다음 측면이 식물의 성장(광합성)과 식물 발달(모형학) 모두에 영향을 미친다는 것을 발견했다: 빛의 강도, 시간에 따른 총 빛, 하루 중 어느 순간, 빛/어두운 시간, li.ght 품질(표준), 광방향 및 식물에 대한 광분포.그러나 토마토, 미니오이, 피망의 테스트에서는 최적의 조명 레시피가 모든 식물에 동일한 것은 아니며 작황과 지역에 따라 다르기 때문에 현재는 시행착오를 통해 온실에서의 LED 조명을 최적화해야 한다.그들은 LED 빛이 질병 저항성, 맛, 영양 수준에 영향을 미친다는 것을 보여주었지만, 2014년 현재 그들은 그 정보를 [20]사용할 실질적인 방법을 찾지 못했다.

초기 LED 성장 라이트 설계에 사용된 다이오드는 보통 1/3와트에서 1와트의 전력이었습니다.단, 3와트 및 5와트 다이오드 등 높은 와트수의 다이오드가 LED 성장 라이트에 일반적으로 사용되고 있습니다.고도로 압축된 영역에서는 10와트에서 100와트 사이의 COB 칩을 사용할 수 있습니다.이러한 칩은 열방산 때문에 효율이 떨어지는 경우가 많습니다.표준 LED 조명의 역률은 보통 0.90 이상이지만 고품질 LED 조명은 0.99 정도입니다.

잎의 연소를 방지하기 위해 LED 성장 라이트는 낮은 와트수 램프(300와트 미만)의 경우 플랜트로부터 12인치(30cm) 떨어져 있어야 합니다.높은 와트수 램프(1000와트 이상)의 경우 플랜트로부터 36인치(91cm) 떨어져 있어야 합니다.

역사적으로 LED 조명은 매우 비쌌지만 시간이 지남에 따라 비용이 크게 줄었고 그 수명 덕분에 LED 조명의 인기가 높아졌습니다.LED 성장 라이트는 에너지 효율이 향상되고 수명이 길어지는 설계 기능에 의해 다른 LED 조명보다 와트당 가격이 높게 책정되는 경우가 많습니다.특히 LED 성장 라이트는 비교적 높은 전력이기 때문에 LED 성장 라이트는 저온으로 밝기와 수명이 모두 향상되기 때문에 냉각 시스템을 탑재하는 경우가 많습니다.LED는 보통 LM-70에 [citation needed]도달할 때까지 10,000~50,000시간 지속됩니다.

제3세대:고휘도 방전(HID) 램프

고강도 방전 램프는 3세대 [11]광원으로 간주됩니다.

형광등은 예전에는 실내에서 빛을 키우는 가장 흔한 형태였지만 HID 조명은 이를 [21]능가했다.고휘도 방전 램프는 와트당 루멘 [22]효율이 높습니다.HID 조명에는 수은 증기, 금속 할로겐화물, 고압 나트륨, 변환 전구를 포함한 몇 가지 다른 종류가 있습니다.금속 할로겐화물 및 HPS 램프는 태양과 어느 정도 비슷한 색 스펙트럼을 생성하며 식물을 키우는 데 사용할 수 있습니다.수은 증기 램프는 HID의 첫 번째 유형으로 가로등 조명에 널리 사용되었지만, 실내 원예에 관해서는 식물 생육에 대한 스펙트럼이 상대적으로 낮기 때문에 대부분 식물 [22]생육을 위한 다른 유형의 HID로 대체되었습니다.

모든 HID 성장 라이트는 작동하기 위해 전기 밸러스트가 필요하며, 각 밸러스트는 특정 전력 정격을 가집니다.일반적인 HID 정격은 150W, 250W, 400W, 600W 및 1000W입니다.600W HID 라이트가 생산되는 빛으로는 가장 전기 효율이 높으며, 1000W가 그 뒤를 잇습니다.600W HPS는 1000W [22]HPS보다 7%(와트당 루멘) 더 많은 빛을 냅니다.

모든 HID 램프는 동일한 원리로 작동하지만, 전구의 유형에 따라 시동 및 전압 요구 사항과 작동 특성 및 물리적 모양이 다릅니다.따라서 전구가 물리적으로 체결되더라도 일치하는 밸러스트가 없으면 전구가 제대로 작동하지 않습니다.낮은 수준의 빛을 낼 뿐만 아니라, 짝이 맞지 않는 전구와 밸러스트는 일찍 작동을 멈추거나 심지어 즉시 [22]연소될 수도 있습니다.

금속 할로겐화물(MH)

400W 금속 할로겐화물 전구(소형 백열전구 대비)

금속 할로겐화 전구는 봄철 [23][self-published source?]야외에서 사용할 수 있는 빛과 비슷한 파란색과 보라색 빛의 스펙트럼 부분에서 빛을 내는 HID 빛의 한 종류입니다.그들의 빛이 태양의 색 스펙트럼을 모방하기 때문에, 몇몇 재배자들은 식물의 색을 왜곡하는 HID 빛과 같은 다른 종류의 HID 빛보다 금속 할로겐화물 아래에서 식물이 더 즐거워 보인다는 것을 발견한다.따라서, 금속 할로겐화물은 식물이 가정에서 전시될 때(예를 들어 관상용 식물과 함께) 사용되는 것이 일반적이며 자연색을 선호합니다.금속 할로겐화물 전구는 HPS 조명이 두 배 더 오래 지속되는 것에 비해 1년에 한 번 정도 교체해야 합니다.

금속 할로겐화물 램프는 원예 산업에서 널리 사용되며 뿌리 강화, 질병에 대한 저항력 향상 및 소형 [23]성장을 촉진하여 초기 발달 단계의 식물을 지원하기에 적합합니다.푸른 빛의 스펙트럼은 작고 잎이 무성한 성장을 촉진하고 잎이 많은 식물에 더 적합할 수 있다.

금속 할로겐화 전구는 전구의 [24]와트 수에 따라 와트당 60~125루멘을 생성합니다.

전기 효율(와트당 최대 110루멘)이 높고 [25]워밍업 속도가 빠른 펄스 스타트 버전으로 디지털 밸러스트용으로 제작되고 있습니다.펄스 스타트 금속 할로겐화물의 일반적인 예로는 세라믹 금속 할로겐화물(CMH)이 있습니다.펄스 시작 메탈 할로겐화 전구는 시원한 흰색(7000K)에서 따뜻한 흰색(3000K)까지 원하는 스펙트럼으로 출시될 수 있으며, 자외선도 강합니다(10,000K).[citation needed]

세라믹 메탈 할라이드(CMH)

세라믹 메탈 할로겐화물(CMH) 램프는 비교적 새로운 유형의 HID 조명이며, 세라믹 방전 금속 할로겐화물(CDM),[26] 세라믹 아크 금속 할로겐화물 등 빛을 성장시킬 때 이 기술을 몇 가지 이름으로 부릅니다.

세라믹 금속 할로겐화물은 다른 "펄스 스타트"[26] 금속 할로겐화물과 마찬가지로 펄스 스타터로 시작합니다.세라믹 금속 할로겐화물 전구의 방전은 HPS에 사용되는 재료와 유사한 다결정 알루미나(PCA)로 알려진 세라믹 재료에 포함되어 있습니다.PCA는 나트륨 손실을 줄여 표준 MH [25]전구에 비해 색상 이동 및 변동을 줄여줍니다.Philips와 같은 회사가 제공하는 원예용 세라믹 금속 할로겐화물은 중와트 [27]용도에 효과적인 성장광원이라는 것이 입증되었습니다.

MH와 HPS의 조합('듀얼 아크')

HPS/MH 조명의 조합은 금속 할로겐화물과 고압 나트륨을 동일한 전구에 결합하여 단일 HID 램프에 적색 및 청색 스펙트럼을 제공합니다.파란색 금속 할로겐화물 빛과 빨간색 고압 나트륨 빛의 조합은 단일 램프 내에서 매우 넓은 스펙트럼을 제공하려는 시도입니다.이것은 식물의 전체 수명 주기 동안 식물 성장에서 개화까지 단일 전구 용액을 허용합니다.수율 측면에서 단일 전구의 편의성에 대한 잠재적 트레이드오프가 있습니다.그러나 광스펙트럼이 넓어지면 질적 편익이 발생한다.

고압나트륨(HPS)

HPS(High Pressure Sodium)는 해머 마감으로 공랭식 리플렉터에서 전구를 성장시킵니다.노란색 빛은 HPS에 의해 생성되는 시그니처 컬러입니다.

고압 나트륨 조명은 금속 할로겐화물보다 더 효율적인 유형의 HID 조명입니다.HPS 전구는 노란색/빨간 가시광선뿐만 아니라 다른 가시광선의 작은 부분에서도 빛을 방출합니다.HPS 성장광은 빛 스펙트럼의 빨간색 부분에서 더 많은 에너지를 전달하기 때문에 개화와 [21]결실을 촉진할 수 있습니다.이들은 온실 조명과 금속 할로겐화물(Halide)에서 자연광을 보충하거나 실내/성장실을 위한 독립형 광원으로 사용된다.

HPS 성장 라이트는 150W, 250W, 400W, 600W,[21] 1000W 크기로 판매되고 있습니다.모든 크기 중에서 600W HID 라이트가 가장 전기 효율이 높고, 그 다음이 1000W입니다.600W HPS는 1000W [22]HPS보다 7%(와트 대비) 더 많은 광량(와트 대비)을 생성합니다.

600W 고압 나트륨 전구

HPS 전구는 [28]전구의 와트 수에 따라 와트당 60~140루멘을 생성합니다.

HPS, 토트넘 핫스퍼 스타디움 잔디 구장 조명 설치, 잔디[29] 생육 촉진

HPS 조명 아래에서 자라는 식물은 청색/자외선의 부족으로 인해 늘어나는 경향이 있다.현대 원예용 HPS 램프는 식물 성장에 맞게 훨씬 더 잘 조정된 스펙트럼을 가지고 있습니다.대부분의 HPS 램프는 성장성이 좋으면서도 CRI(Color Rendering Index) 렌더링이 저조합니다.그 결과, HPS의 황색 빛은 실내 식물 건강 감시를 더욱 어렵게 할 수 있다.CRI는 자연광을 이용하는 온실(HPS의 노란색 빛을 상쇄하는)에서 HPS 램프를 보조 조명으로 사용하는 경우에는 문제가 되지 않습니다.

고압 나트륨 라이트는 사용 가능한 전구 수명이 길고 표준 백열 성장 빛보다 소비되는 와트당 광출력이 6배 더 높습니다.높은 효율과 온실 안에서 자라는 식물들이 필요한 모든 푸른 빛을 자연적으로 얻을 수 있다는 사실 때문에, 이 조명들은 선호되는 보조 온실 조명이다.그러나 고위도에서는 1년 중 햇빛이 부족한 시기가 있으며 적절한 성장을 위해 추가 광원이 표시된다.HPS 빛은 곤충이나 다른 종류의 해충을 유인할 수 있는 독특한 적외선과 광학적 신호를 일으킬 수 있으며, 이는 결국 자라는 식물을 위협할 수 있습니다.고압 나트륨 조명은 많은 열을 방출하여 레그 성장을 유발할 수 있지만, 이는 특수 공랭식 전구 반사체 또는 인클로저를 사용하여 제어할 수 있습니다.

변환 전구

변환 전구는 MH 또는 HPS 밸러스트와 함께 작동하도록 제조됩니다.재배자는 MH 밸러스트에 HPS 변환밸브를, HPS 밸러스트에 MH 변환밸브를 가동할 수 있습니다.밸러스트의 차이점은 HPS 밸러스트는 HPS 전구에 나트륨을 점화시키는 점화기가 있는 반면 MH 밸러스트는 그렇지 않다는 것입니다.따라서 모든 전기 밸러스트에서 MH 전구를 점화할 수 있지만 전환 가능 또는 HPS 밸러스트에서만 변환 [30]전구가 없는 HPS 전구를 점화할 수 있습니다.일반적으로 금속 할로겐화물 변환 전구는 MH 변환 전구가 더 일반적이기 때문에 HPS 밸러스트에 사용됩니다.

교환식 밸러스트

전환 가능한 밸러스트는 HID 밸러스트를 금속 할로겐화물 또는 등가 와트수의 HPS 전구와 함께 사용할 수 있습니다.따라서 600W 전환식 밸러스트는 600W MH 또는 [21]HPS에서 작동합니다.재배자들은 금속 할로겐화물 아래에서 식물을 번식시키고 식물 재배하기 위해 이러한 고정장치를 사용하고, 식물 생장의 결실 또는 개화 단계를 위해 고압 나트륨 구근으로 전환합니다.조명을 바꾸려면 전구만 교체하고 스위치를 적절한 설정으로 설정하면 됩니다.

제2세대:형광체

형광이 빛나다

형광등은 2세대 [11]광원으로 간주된다.

형광등은 길고 얇은 전구뿐만 아니라 더 작은 나선형 전구(콤팩트 형광등)를 포함한 많은 폼 팩터가 있습니다.형광등은 2700K에서 10,000K 사이의 색온도에서 사용할 수 있습니다.광효율은 30 lm/W ~ 90 lm/W 범위입니다.식물을 재배하는 데 사용되는 형광등은 튜브형 조명과 콤팩트형 형광등 두 종류이다.

튜브형 형광등

형광 성장 라이트는 HID 조명만큼 강하지 않고 실내에서 채소와 허브를 재배하거나 봄 재배에서 점프 스타트하기 위한 묘목을 시작하는 데 사용됩니다.이러한 유형의 형광등을 [28]작동시키려면 밸러스트가 필요합니다.

표준 형광 조명은 T5, T8 및 T12를 포함한 여러 폼 팩터로 제공됩니다.가장 밝은 버전은 T5입니다.T8과 T12는 강도가 낮아 광량이 적은 플랜트에 적합합니다.고출력 형광등은 표준 형광등보다 두 배 더 많은 빛을 낸다.고출력 형광 기구는 프로필이 매우 얇기 때문에 수직으로 제한된 영역에서 유용합니다.

형광체의 평균 사용 수명은 최대 20,000시간입니다.형광 성장광은 폼 팩터와 와트 [24]수에 따라 와트당 33~100루멘을 생성합니다.

콤팩트 형광등(CFL)

이중 스펙트럼 콤팩트 형광체는 빛을 성장시킨다.실제 길이는 약 40cm(16인치)
표준 콤팩트 형광등

콤팩트 형광등(CFL)은 원래 예열 램프로 설계되었지만 현재는 급속 시동 형태로 사용할 수 있는 소형 형광등입니다.CFL은 백열전구가 더 오래 지속되고 전기 [28]효율이 훨씬 높기 때문에 가정에서 백열전구를 대체했다.경우에 따라 CFL은 성장광으로도 사용됩니다.표준 형광등과 마찬가지로 전파 및 상대적으로 낮은 조도가 필요한 상황에 유용합니다.

작은 크기의 표준 CFL을 식물 재배에 사용할 수 있지만, 현재는 식물을 재배하기 위해 특별히 제작된 CFL 램프도 있습니다.종종 이 더 큰 소형 형광등은 HID 조명과 같이 빛을 식물에 전달하는 특별히 설계된 반사체와 함께 판매된다.일반적인 CFL 성장 램프 크기에는 125W, 200W, 250W 및 300W가 있습니다.

HID 조명과 달리 CFL은 표준 모굴 조명 소켓에 들어가 별도의 [21]밸러스트가 필요하지 않습니다.

소형 형광 전구는 따뜻한/빨간색(2700K), 풀 스펙트럼 또는 일광(5000K), 시원한/파란색(6500K) 버전으로 제공됩니다.개화에는 따뜻한 적색 스펙트럼이, 식물성 [21]성장에는 시원한 청색 스펙트럼이 권장된다.

콤팩트 형광 성장 라이트의 사용 수명은 [28]약 10,000시간입니다.CFL은 [24]전구의 와트 수에 따라 44~80루멘/와트를 생산합니다.

다양한 크기의 CFL에 대한 루멘 및 루멘/와트의 예:

CFL 와트수 초기 루멘 루멘/와트
23 W 1,600 70
42 W 2,800 67
85 W 4,250 50
125 W 7,000 56
200 W 10,000 50

냉음극 형광등(CCFL)

냉음극은 필라멘트에 의해 전기적으로 가열되지 않는 음극이다.음극이 열전자 방출만으로 공급될 수 있는 것보다 더 많은 전자를 방출하는 경우에는 "냉"으로 간주될 수 있습니다.네온 램프, 방전 튜브 및 일부 진공 튜브와 같은 가스 방전 램프에 사용됩니다.또 다른 형태의 음극은 필라멘트를 통과하는 전류에 의해 가열되는 뜨거운 음극이다.냉음극은 반드시 낮은 온도에서 작동하는 것은 아닙니다. 냉음극은 종종 음극에서 기체로 흐르는 전류와 같은 다른 방법으로 작동 온도로 가열됩니다.

제1세대:백열전구

백열전구는 광원의 [11]제1세대로 여겨진다.

식물의 광요건

참고 항목: PI(광합성-방사조도) 곡선 및 일광 적분

빛의 양, 품질, 지속 시간은 식물의 성장과 발달을 조절합니다.일반적으로, 만약 식물이 충분한 빛을 받지 못하면, 그것은 발육이 저하되거나, 색소 침착이 감소하거나, 그늘 회피 반응을 시작할 것이다.적절한 품질의 빛을 받지 못하는 식물은 최적의 조명 조건에서 [31][32]재배된 동일한 식물과 비교했을 때 생리적인 차이를 보일 수 있다.

광량 증가 및 품질은 과거에 기술적으로 제한되었습니다.고압 나트륨(HPS)과 금속 할로겐화물(MH)은 과거에도 그랬고 지금도 여전히 온실 및 일부 단독 [33]작업용 보조 조명 옵션입니다.구형 LED는 전기를 광자로 변환하는 효율과 광합성을 구동하는 효율로 인해 파란색과 빨간색 LED로만 구성된 빛을 성장시킵니다.LED의 가격이 저렴해지고 효율이 높아지면서 식물과학 [34]분야에서 광품질 연구에 대한 관심이 높아지고 있다.

광량

광량은 식물이 최적의 성장을 위해 매일 필요로 하는 빛의 양을 말한다.역사적으로 광량은 Wm−2, 루멘 또는 럭스 단위로 표시되었습니다.이러한 단위는 에너지 계산, Wm−2 또는 인간의 조명(루멘과 럭스)에서 유용하지만, 식물 과학자들은 이제 광합성 광자속 밀도(PPFD)를 μmol−2−1 ms 단위로 측정하는 것을 선호한다.PPFD는 초당 평방미터당 표면에 부딪히는 광자의 양의 명시적 측정으로, 식물이 [35]광자와 상호작용하는 방법을 측정하는 보다 정확한 방법이다.

광량을 측정하는 또 다른 유용한 방법은 일광 적분(DLI)을 사용하는 것입니다.DLI는 PPFD와 발전소가 PPFD에 노출되는 총 시간을 고려하여 일일 광자의 총량을 mol−2−1 md 단위로 구한다.PPFD를 DLI로 변환하는 방정식은 PPFD가 일정하다고 가정할 때 다음과 같습니다.[36]

DLI(표준−2−1 md) = 0.0036 * PPFD(μmol−2−1 ms) * 광시

Quantum meter to measure grow light for plants (350nm-800nm)
식물의 성장광을 측정하기 위한 원예 전원 스펙트럼 미터

작물에 대한 광량 요구 사항은 다양하며, 일반적으로 특정 작물에 대한 광량 요구 사항은 열매를 맺고 꽃을 피우는 작물에 더 크고 식물성 유지 작물에 더 적다.상추, 시금치, 케일과 같은 잎이 무성한 채소는 일반적으로 저조도 작물로 간주되며, 12~17몰의−2−1 DLI가 필요합니다.토마토, 오이, 후추는 20-30몰이−2−1 필요합니다.대마초는 재배 식물 중 가장 높은 빛 요구량 중 하나이며, 최대 40 mol−2−1 [37][38][39]md의 DLI가 필요합니다.

광품질

용매 중 유리 엽록소 a(파란색) 및 b(빨간색)의 흡광도 스펙트럼.엽록소 분자의 작용 스펙트럼은 특정 색소-단백질 상호작용에 따라 생체 내에서 약간 수정된다.

광질은 발전소에 주어진 빛의 스펙트럼 분포를 의미한다.빛의 품질은 파장에 따라 320~400나노미터(nm)는 UVA, 400~500nm는 청색, 500~600nm는 녹색, 600~700nm는 적색, 700~750nm는 원적외선, 때로는 근적외선이라고 불립니다.빛의 품질은 비율(예: 3:2 빨강:파란색 비율)로 표현될 수도 있고 때로는 피크 조사 강도(예: 450 nm 파랑 빛 및 660 nm 빨강 빛)로 표현될 수도 있다.광동형성(photomorphosenation)은 빛 스펙트럼에 대한 빛 매개 식물 반응을 나타내는 용어이다.식물은 피토크롬, 크립토크롬, 포토트로핀, 젤투페를 포함한 광수용체 네트워크를 통해 전자기 스펙트럼의 일부를 감지할 수 있다.각 수용체는 전자파 스펙트럼의 다른 부분을 감지할 수 있습니다.광스펙트럼에 대한 정보는 씨앗 발아, 식물에서 개화로의 이행 신호, 안토시아닌과 [40]같은 2차 대사물의 생산에 영향을 미칠 수 있다.

NASA의 감자 식물 생육 실험에 사용된 LED 패널 광원

광다이오드

게다가, 많은 식물들은 또한 개화를 촉발하기 위해 광동작이라고 알려진 효과인 어두운 시기와 밝은 시기를 필요로 한다.따라서 정해진 시간에 조명을 켜거나 끌 수 있습니다.어떤 이들은 긴 낮과 짧은 밤을 선호하고 다른 이들은 반대 또는 중간 길이의 "낮 길이"를 선호하기 때문에 최적의 광/어두운 기간 비율은 식물의 종류와 종류에 따라 달라진다.

플랜트 개발을 논할 때는 포토 오퍼레이드에 중점을 두고 있습니다.그러나 낮 [41]길이에 대한 식물의 반응에 영향을 미치는 것은 어둠의 시간 수이다.일반적으로 "짧은 하루"는 광연산기가 12시간 이하인 날이다."롱 데이"는 포토 오퍼레이드가 14시간 이상 걸리는 날이다.단시간 식물은 낮 길이가 임계 기간보다 짧을 때 꽃을 피우는 식물이다.긴 날 식물은 광동물이 임계 기간보다 클 때만 꽃을 피우는 식물이다.일중립식물은 포토페리오드에 [42]관계없이 꽃을 피우는 식물이다.

광작동물에 반응하여 꽃을 피우는 식물은 임의적이거나 의무적인 반응을 보일 수 있다.임의응답은 광작동물에 관계없이 결국 꽃이 피지만 특정 광작동물에 따라 재배하면 꽃이 더 빨리 핀다는 것을 의미한다.의무적인 반응은 특정 광전자 아래에서 [43]재배될 경우에만 식물이 꽃을 피운다는 것을 의미합니다.

광합성활성방사선(PAR)

주요 기사:광합성 활성 방사선
광합성을 위한 가중 계수.광자 가중 곡선은 PPFD를 YPF로 변환하기 위한 것이며, 에너지 가중 곡선은 와트 또는 줄로 표현된 PAR의 가중치를 위한 것이다.

룩스와 루멘은 일반적으로 광도를 측정하는 데 사용되지만, 인간의 눈에 의해 인식되는 빛의 강도를 측정하는 광도 측정 단위입니다.

식물이 광합성을 위해 사용할 수 있는 빛의 스펙트럼 수준은 루멘으로 측정하는 것과 비슷하지만 같지 않습니다.그러므로, 광합성을 위해 식물이 이용할 수 있는 빛의 양을 측정할 때, 생물학자들은 [44]종종 식물이 받는 광합성 활성 방사선의 양을 측정한다.PAR는 400~700나노미터의 태양 복사 스펙트럼 범위를 나타내며, 이는 일반적으로 광합성 유기체가 광합성 과정에서 사용할 수 있는 스펙트럼 범위에 해당한다.

PAR의 방사선 강도는 에너지 플럭스(W/m2) 단위로 나타낼 수 있으며, 이는 광합성 유기체의 에너지 균형 고려사항과 관련이 있다.그러나 광합성은 양자 과정이며 광합성의 화학 반응은 [44]광자에 포함된 에너지의 양보다 광자의 수에 더 의존한다.따라서 식물 생물학자들은 특정 시간 동안 표면에 의해 수신된 400-700 nm 범위의 광자 수 또는 광합성 광자속 밀도(PPFD)[44]를 사용하여 PAR를 정량화하는 경우가 많다.이는 보통 mol−2−1 ms를 사용하여 측정되지만, 발전소 성장과 관련된 값은 24시간 동안 통합된 PPFD인 DLI(일별 광적분)이다.
대부분의 식물 종은 하루에 5-15 molm의−2−1 DLI로 잘 자랄 것이다.그늘에 잘 견디는 종은 DLI 값이 1-3 molm일−2−1 때 자랄 수 있으며, 빛을 필요로 하는 종은 30-50 molm일−2−1 [45]동안 쉽게 자랄 수 있습니다.

사회와 문화

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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