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LED 광원을 이용한 식물공장


농업의 근대화는 환경 악화에 의존하지 않고 안전하게 농작물을 생산하는 것이 중요하다. 안전하고 안정된 생산성을 확보할 수 있는 수단으로써 농작물의 성장에 가장 영향을 주는 환경요인은 “빛”이다. 식물은 일반적으로 태양광을 통해 성장하지만, 태양광 중에서 광파장 종류에 따라 성장에 미치는 영향이 다르다.

예를 들면, 적색광에서는 광합성을 촉진하고 청색광에서는 광형태형성(phytochrome)이 이루어진다. 즉 식물이 필요로 하는 광파장만을 주사하는 것이 가능하면 효율 좋은 재배가 가능하게 된다. LED 광원은 식물에 필요한 광파장을 효율적으로 조사하여 환경이나 기후의 변화에 좌우되지 않고 식물을 재배한다. 특히 적색 LED 광원은, 다른 인공 광원과 비교하여 저전력으로 높은 재배 효과를 발휘하는 광원으로 알려져 있다.


식물 재배용으로서 고압 나트륨 램프는 30%라는 높은 발광 효율을 가지지만, 식물에 필요한 적색과 청색의 비율이 낮으며, 대량의 열을 발생하기 때문에 식물과는 거리를 충분히 두어야 하는 문제점이 있다. 그러나 형광등과 LED는 열을 발생하지 않기 때문에, 식물에 근접시켜 조사할 수 있어 조명효율을 큰 폭으로 증대할 수 있는 장점이 있다. LED와 형광등의 발광스펙트럼을 비교하였을 때 LED는 색 편성에 의해 스펙트럼을 바꿀 수 있는 장점 외에 수명이 10만 시간이라는 점으로 다른 광원에 비해 10배 가까이 긴 것이 특징이다.


현재 LED 광원으로 사용한 식물공장은 상추 등 일반채소로는 비용을 맞추기는 현실적이지 못한 상황이다. 일본의 경우 현재 LED 광원을 사용한 식물공장은 1 군데 뿐 이라 한다. 그만큼 LED를 사용한 식물공장은 채산성을 맞추기 어렵다는 것이다. 그러나 LED를 이용한 식물공장에서 재배한 한약재의 경우, 품종에 따라 다르겠지만 고부가가치 상품이 되고 수출상품으로도 충분한 가능성이 있다고 한다. 우리나라의 경우 인삼을 식물 공장에서 재배에 성공한 것으로 알려져 있다. 또한 유전공학 방법으로 LED 광원에 특이 반응하는 유전자 도입에 의한 생장촉진 채소생산과 그리고 의약물질, 고농도 항산화 항노화 물질, 비타민류, 필수 아미노산 등 건강 기능성 물질을 포함한 상품성 높은 식물 개발이 된다면 식물공장의 효용성은 더욱 높아질 것이다.

농촌진흥청 국립농업과학원 기능성물질개발과 이수인

편집국  mr@gimpo.com

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기사 댓글 1
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  • 유태민 2011-11-15 02:59:06

    광원의 종류를 변인으로 한 실험을 하는데 좋은 정보 얻어갑니다 감사합니다 ^^   삭제

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