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손기호,김은영,오명민,Son, Ki-Ho,Kim, Eun-Young,Oh, Myung-Min The Korean Society for Bio-Environment Control 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.1
적색과 청색광은 식물의 광합성에 효과적인 파장으로 알려져 있다. 본 연구는 다양한 조합의 적색과 청색 LED 혼합광에서 자란 방울 토마토 묘의 생장과 정식 후의 생산량과 품질에 대한 영향을 구명하였다. 파종 후 2주된 방울 토마토 묘(Solanum lycopersicum L. cv. 'Cuty')를 적색(655nm)과 청색(456nm) LED의 다양한 비율의 혼합광[red:blue = 41:59 (59B), 53:47 (47B), 65:35 (35B), 74:26 (26B), 87:13 (13B), or 100:0(0B)]과 형광등(대조구)이 설치된 생장상에 옮겨준 후 $25/20^{\circ}C$ (주/야), 광합성 광량자속 $198.6{\pm}5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ (12시간)의 조건에서 27일간 육묘하였다. 그 후 방울 토마토를 벤로형 온실에 정식하여 75일동안 재배하였다. 정식 전 육묘 단계에서 27일간 LED 처리된 0B 와 59B 처리구를 제외한 모든 RB 혼합광 처리의 지상부 생체중이 대조구에 비해 높았다. 지상부 건물중과 엽면적 또한 지상부 생체중과 유사한 경향을 보였다. 줄기 신장은 13B, 26B, 35B에서 대조구와 다른 처리구들에 비해 유의적으로 가장 높았다. 특히, 26B는 59B처리에 비해 약 3.2배 높은 줄기 신장을 보였다. 정식 후 37일 째에 마딧수는 26B와 47B에서 유의적으로 가장 높았고, 식물 초장은 26B에서 대조구와 59B에 비해 유의적으로 높았다. 가장 높은 총 과실 생산량을 보였던 26B는 대조구에 비해 1.6배, 59B에 비해 1.8배 높은 총 과실 생산량을 보였다. 따라서, 본 연구는 적색과 청색 LED의 다양한 혼합 비율이 방울 토마토 묘의 생장 및 발달과 정식 후의 과실 생산량과 같은 생식생장에 영향에 중요한 요소임을 제시한다. Red and blue lights are effective wavelengths for photosynthesis in plants. In this study, we determined the effects of various combined ratios of red to blue LEDs on the quality of cherry tomato seedlings prior to transplantation, and their subsequent effects on the yield and quality of tomato fruits after transplanting. Two-week-old cherry tomato seedlings (Solanum lycopersicum cv. 'Cuty') were cultivated under various combined ratios of red (R; peak wavelength 655 nm) to blue (B; 456 nm) LEDs [red:blue = 41:59 (59B), 53:47 (47B), 65:35 (35B), 74:26 (26B), 87:13 (13B), or 100:0 (0B)] and fluorescent lamps and raised for 27 days. The cherry tomato seedlings were subsequently transplanted into a venlo-type greenhouse and cultivated for 75 days. At the seedling stage, the shoot fresh weight of seedlings in all RB combined treatments, except 0B and 59B, was higher than that of the control after 27 days of LED treatment. Shoot dry weight and leaf area also showed trends similar to that of shoot fresh weight. The stem length was significantly higher in 13B, 26B, and 35B treatments compared with the control and other treatments. In particular, the stem length of 26B plants was approximately 3.2 times longer than that of 59B plants. At 37 days after transplanting, the number of nodes was significantly higher in 26B and 47B plants, and the plant height of 26B plants was significantly higher than that of control and 59B plants. Total fruit yield in 26B plants, which was the highest, was approximately 1.6 and 1.8 times higher than that in control and 59B plants, respectively. Thus, the results of this study indicate that various combined ratios of red to blue LEDs directly affected to the growth of cherry tomato seedlings and may also affect parameters of reproductive growth such as fruit yield after transplantation.
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Ki-Ho Son(손기호),Eun-Young Kim(김은영),Myung-Min Oh(오명민) (사)한국생물환경조절학회 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.1
적색과 청색광은 식물의 광합성에 효과적인 파장으로 알려져 있다. 본 연구는 다양한 조합의 적색과 청색 LED 혼합광에서 자란 방울 토마토 묘의 생장과 정식 후의 생산량과 품질에 대한 영향을 구명하였다. 파종 후 2주된 방울 토마토 묘(Solanum lycopersicum L. cv. ‘Cuty’)를 적색(655nm)과 청색(456nm) LED의 다양한 비율의 혼합광[red:blue = 41:59 (59B), 53:47 (47B), 65:35 (35B), 74:26 (26B), 87:13 (13B), or 100:0(0B)]과 형광등(대조구)이 설치된 생장상에 옮겨준 후 25/20℃ (주/야), 광합성 광량자속 198.6 ± 5 μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP>(12시간)의 조건에서 27일간 육묘하였다. 그 후 방울 토마토를 벤로형 온실에 정식하여 75일동안 재배하였다. 정식 전 육묘 단계에서 27일간 LED 처리된 0B 와 59B 처리구를 제외한 모든 RB 혼합광 처리의 지상부 생체중이 대조구에 비해 높았다. 지상부 건물중과 엽면적 또한 지상부 생체중과 유사한 경향을 보였다. 줄기 신장은 13B, 26B, 35B에서 대조구와 다른 처리구들에 비해 유의적으로 가장 높았다. 특히, 26B는 59B처리에 비해 약 3.2배 높은 줄기 신장을 보였다. 정식 후 37일 째에 마딧수는 26B와 47B에서 유의적으로 가장 높았고, 식물 초장은 26B에서 대조구와 59B에 비해 유의적으로 높았다. 가장 높은 총 과실 생산량을 보였던 26B는 대조구에 비해 1.6배, 59B에 비해 1.8배 높은 총 과실 생산량을 보였다. 따라서, 본 연구는 적색과 청색 LED의 다양한 혼합 비율이 방울 토마토 묘의 생장 및 발달과 정식 후의 과실 생산량과 같은 생식생장에 영향에 중요한 요소임을 제시한다. Red and blue lights are effective wavelengths for photosynthesis in plants. In this study, we determined the effects of various combined ratios of red to blue LEDs on the quality of cherry tomato seedlings prior to transplantation, and their subsequent effects on the yield and quality of tomato fruits after transplanting. Two-week-old cherry tomato seedlings (Solanum lycopersicum cv. ‘Cuty’) were cultivated under various combined ratios of red (R; peak wavelength 655 nm) to blue (B; 456 nm) LEDs [red:blue = 41:59 (59B), 53:47 (47B), 65:35 (35B), 74:26 (26B), 87:13 (13B), or 100:0 (0B)] and fluorescent lamps and raised for 27 days. The cherry tomato seedlings were subsequently transplanted into a venlo-type greenhouse and cultivated for 75 days. At the seedling stage, the shoot fresh weight of seedlings in all RB combined treatments, except 0B and 59B, was higher than that of the control after 27 days of LED treatment. Shoot dry weight and leaf area also showed trends similar to that of shoot fresh weight. The stem length was significantly higher in 13B, 26B, and 35B treatments compared with the control and other treatments. In particular, the stem length of 26B plants was approximately 3.2 times longer than that of 59B plants. At 37 days after transplanting, the number of nodes was significantly higher in 26B and 47B plants, and the plant height of 26B plants was significantly higher than that of control and 59B plants. Total fruit yield in 26B plants, which was the highest, was approximately 1.6 and 1.8 times higher than that in control and 59B plants, respectively. Thus, the results of this study indicate that various combined ratios of red to blue LEDs directly affected to the growth of cherry tomato seedlings and may also affect parameters of reproductive growth such as fruit yield after transplantation.
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단색 발광다이오드에서 자란 축면상추 두 품종의 엽형, 생장 및 기능성 물질
손기호(Ki-Ho Son),박준형(Jun-Hyung Park),김대일(Daeil Kim),오명민(Myung-Min Oh) 한국원예학회 2012 원예과학기술지 Vol.30 No.6
인공광원으로써, 단색 파장을 갖고 있는 발광다이오드(light-emitting diode; LED)는 밀폐형 식물생산시스템에서 사용될 수 있다. 가시광선의 다양한 파장범위 사이에서, 각각의 스펙트럼들은 식물의 생육과 발달에 특징적인 영향을 유도한다. 이번 연구는 단색 발광다이오드에 따른 적축면 상추(‘선망’)와 청축면 상추(‘그랜드래피드 TBR’)의 엽형, 생장 및 기능성 물질의 영향을 구명하고자 실시하였다. 정상적인 환경 조건(20℃, 형광등 + 고압나트륨등, 130 ±5μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP>, 광주기 12시간)에서 18일간 자란 상추 묘를 다양한 LED 광원(청색 LED, 456nm; 녹색 LED, 518nm; 적색 LED, 654nm; 백색 LED, 456nm + 558nm)이 설치된 같은 환경 조건(20℃, 130 ± 7μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP>, 광주기 12시간)의 인큐베이터에 정식하였다. 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부·지하부의 생체중 및 건물중, 지상부/지하부 비율, 엽록소 함량, 총 페놀 농도, 항산화도, phenylalanine ammonia-lyase(PAL) 유전자의 발현 정도를 정식 후 9일과 23일째에 측정하였다. 두 상추 품종의 엽형지수는 청색 LED와 백색 LED 처리에서 모든 기간 동안 대조구와 비슷한 결과를 보였다. 그러나 적색 LED와 녹색 LED 처리는 다른 처리보다 엽형을 길게 유도하였다. 녹색 LED 처리는 상추 생육에 부정적인 영향을 보였다. 지상부・지하부의 생체중 및 건물중, 엽면적과 같은 생육 특성의 대부분은 두 축면 상추 모두 적색 LED 처리에서 가장 높았다. 적축면의 경우 정식 후 23일째에 적색 LED 처리의 지상부 생체중은 녹색 LED 처리보다 3.8배 높았다. 반면, 상추의 엽록소, 총 페놀 농도, 항산화도는 생육과 반대의 경향을 보였다. 청색 LED 처리에서 자란 상추의 엽록소 함량, 총 페놀 농도, 항산화도는 다른 LED 처리에 비해 유의적으로 높은 값을 보였으며, PAL 유전자 또한 정식 후 9일째 청색 LED에서 가장 높은 발현 정도를 나타냈다. 따라서 이 실험을 통해서 광질은 상추의 생육, 형태 및 기능성물질의 축적에 중요한 요소로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다. As an artificial light source, light-emitting diode (LED) with a short wavelength range can be used in closed-type plant production systems. Among various wavelength ranges in visible light, individual light spectra induce distinguishing influences on plant growth and development. In this study, we determined the effects of monochromatic LEDs on leaf shape index, growth and the accumulation of phytochemicals in a red leaf lettuce (Lactuca sativa L. ‘Sunmang’) and a green leaf lettuce (Lactuca sativa L. ‘Grand rapid TBR’). Lettuce seedlings grown under normal growing conditions (20℃, fluorescent lamp + high pressure sodium lamp, 130 ± 5 μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP>, 12 hours photoperiod) for 18 days were transferred into incubators at 20℃ equipped with various monochromatic LEDs (blue LED, 456 nm; green LED, 518 nm; red LED, 654 nm; white LED, 456 nm + 558 nm) under the same light intensity and photoperiod (130 ± 7 μmol·m<SUP>-2</SUP>·s<SUP>-1</SUP>, 12 hours photoperiod). Leaf length, leaf width, leaf area, fresh and dry weights of shoots and roots, shoot/root ratio, SPAD value, total phenolic concentration, antioxidant capacity, and the expression of a key gene involved in the biosynthesis of phenolic compounds, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), were measured at 9 and 23 days after transplanting. The leaf shape indexes of both lettuce cultivars subjected to blue or white LEDs were similar with those of control during whole growth stage. However, red and green LEDs induced significantly higher leaf shape index than the other treatments. The green LED had a negative impact on the lettuce growth. Most of growth characteristics such as fresh and dry weights of shoots and leaf area were the highest in both cultivars subjected to red LED treatment. In case of red leaf lettuce plants, shoot fresh weight under red LED was 3.8 times higher than that under green LED at 23 days after transplanting. In contrast, the accumulation of chlorophyll, phenolics including antioxidants in lettuce plants showed an opposite trend compared with growth. SPAD value, total phenolic concentration, and antioxidant capacity of lettuce grown under blue LED were significantly higher than those under other LED treatments. In addition, PAL gene was remarkably activated by blue LED at 9 days after transplanting. Thus, this study suggested that the light quality using LEDs is a crucial factor for morphology, growth, and phytochemicals of two lettuce cultivars.
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혼합 발광다이오드와 형광등에서 자란 적치마 상추의 생육 및 광 이용 효율 비교
손기호(Ki-Ho Son),송민정(Min-Jeong Song),오명민(Myung-Min Oh) (사)한국생물환경조절학회 2016 생물환경조절학회지 Vol.25 No.3
본 연구의 목적은 폐쇄형 식물생산시스템에서 세가지 혼합 LED와 형광등에서 자란 적치마 상추의 생육과 광이용효율을 비교하는 것이다. 18일간 육묘한 적치마상추묘를 적색(R, 655nm), 청색(B, 456nm), 녹색(G, 515nm), 백색(W, 456nm + 558nm)의 혼합 LED(R:B=8:2, R:W:B=8:1:1, R:G:B=8:1:1)와 형광등이 설치된 폐쇄형 식물생산시스템에 정식하였다. 형광등에서 자란 상추는 모든 LED 처리에 비해 유의적으로 높은 엽형지수를 보였다. 지상부와 지하부 생육에서 LED 처리간 유의적 차이를 보이지 않았으나, 모든 LED 처리가 형광등에 비해 약 34% 지상부 생체중의 증가를 유도시켰다. 한편, 정식 후 4주차에 형광등의 총 소비 전력은 145kW인 반면, LED 처리구들에서 형광등의 약 1/3배인 54kW를 나타냈다. LED 처리구들의 건물중에 대비한 광 이용 효율은 약 34mg/W였으며, 이는 형광등 보다 약 3.5배 높은 값이었다. 결론적으로, 본 연구는 식물 생산 시스템에서 적절한 조합의 LED 조사는 형광등에 비해 상추 생장을 증진시킬 수 있으며 추가적으로 에너지 절감을 통해 광이용효율도 극대화 할 수 있음을 보여주었다. The objective of this study was to compare the growth and light use efficiency of red leaf lettuce grown under three types of combined light-emitting diodes (LEDs) and fluorescent lamps (FL) in a closed-type plant production system. The eighteen days-old lettuce seedlings of red leaf lettuce (Lactuca sativa L., ‘Jeokchima’) were transplanted to the close-type plant production system equipped with three types of combined LEDs with red (R, 655 nm), blue (B, 456 nm), green (G, 515 nm), and white (W, 456 nm + 558 nm) (R:B=8:2, R:W:B=8:1:1, R:G:B=8:1:1) and FL. The seedlings were grown under normal growth conditions (20oC, 181±4 μmol•m<SUP>-2</SUP>•<SUP>s-1</SUP>, 12 h photoperiod) for four weeks. Lettuce plants grown under FL had significantly higher leaf shape index than those under all LED treatments. Although growth of shoots and roots was not show any significant difference among LED treatments, all of the LED treatments induced about 34% higher shoot fresh weight than that of the FL. On the other hands, the total power consumption of FL was 145 kW for 4 weeks, while the mean value of LED treatments was 54 kW, which was about 3 times lower value than that of the FL. The light use efficiency based on dry matter in LED treatments was about 34 mg/W and this was about 3.5 times higher energy saving value than the FL. In conclusion, this study showed that irradiation of optimal combined LEDs in closed-type plant production systems can improve the lettuce growth as well as maximize in light use efficiency through energy saving than the FL.
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보존제 Benzalkonium 에 의한 역설적인 기관지 수축과 Cromolyn sodium 의 그 보호 효과
주현기(Hyun Ki Joo),최덕철(Duk Cheol Choi),윤운기(Woon Ki Yoon),오지섭(Ji Sub Oh),손기호(Kie Ho Son),차혜리(Hye Ri Cha) 대한소아알레르기호흡기학회(구 대한소아알레르기 및 호흡기학회) 1995 소아알레르기 및 호흡기학회지 Vol.5 No.2
N/A Benzalkonium chloride has been used as a preservative in some antiasthmatic respirator solutions but is known to cause bronchoconstriction in asthmatic subjects. We studied the protective effect of cromolyn sodium on the bronchoconstriction of benzalkonium chloride by comparison of baseline pulmonary function (FEV1) with those after ventolin nebulization and mixed ventolin and clesin nebulization. Subjects were all from the Allergy Clinic of Wallace Memorial Baptist Hospital and free of respiratory disease and medication, 63 stable asthma patients. The results are as follows; 1) The falls in FEV1 were seen in 20 subjects (31.7%), over 10 (%predicted) falls in FEV1 in 7 subjects (11.1%) and over 20 (%predicted) falls in FEV1 in 4 subjects (6.3%) after ventolin nebulization. 2) Symptoms were provoked in 9 subjects (14.2%) as coughing. Mild dyspnea or chest tightness were seen in 2 subjects (3.1%) but these were solved within 20-30 minutes. 3) Protective effect with cromolyn sodium: increases in FEV1 (%predicted) were 7.7 after ventolin with clesin (0.4 cc) and 9.4 after ventolin with clesin (0.8 cc) nebulization than ventolin nebulization only. There was significant increase in FEV1 in ventolin with clesin than ventolin nebulization only. 4) Changes in protective effect depending on the doses of cromolyn sodi um: in all subjects, increases in FEV1 (%predicted) were 7.7 in clesin 0.4 cc group and 9.4 in clesin 0.8 cc group and in subjects with fall in FEV1, increases in FEV1 (%predicted) were 14.1 after ventolin with clesin (0.4 cc) and 17.5 after ventolin with clesin (0.8 cc) nebulization than ventolin nebulizationonly. There was no significant difference in FEV1 between clesin 0.4 cc and 0.8 cc groups. 5) Protective effect of cromolyn sodium on the degree of falls in FEV: increase in FEV1 (%predicted) after ventolin with clesin than ventolin nebulization in subjects with fall in FEV1 over 20 and others were 36, 6.6 in clesin 0.4 cc group and 36.5, 6.9 in clesin 0.8 cc group. There was significant increase in FEV1 in subjects with fall in FEV1 20 than others. So, we recommend that benzalkonium free salbutamol product should be used or cromolyn sodium should be added in ventolin respirator solution to protect the possibility of paradoxical bronchoconstriction by benzalkonium chloride and for the synergistic effect of salbutamol and cromolyn sodium
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