빛의 밝기와 지속시간

촌장119 2024. 12. 13. 21:35

2024. 12. 13. 21:35

수경재배 관련 책을 보면 평균적으로 1일 빛 누적 량이 77,000 lux 정도로 보고 있습니다.

(77,000 lux에 대한 근거 자료를 좀 더 찾아봐야겠습니다.)

그래서, 1 lux의 의미를 먼저 알아보고,

대표적인 상추(엽채류) 식물이 필요한 빛의 밝기와 지속시간을 정리했습니다.

결론:

1. 1 lux는 1 lumen의 빛이 1제곱미터(m²)의 면적에 골고루 퍼질 때의 밝기.

LED등의 스펙은 1m 거리에서의 밝기다.
1/거리m² 비율로 멀어질수록 어두워진다.

2. 상추 생육에 필요한 빛의 밝기와 지속시간

2.1 필요한 조도

- 약 15,000~25,000 lux

ps. 농사로 사이트 / "수경재배" ebook 에는 상추는 광보상점은 1,500 lux, 광포화점은 25,000 lux로 되어 있습니다.

여기에 온도 /습도 / TDS(ppm) / pH 도 조건을 잘 맞춰야 쑥쑥 커겠죠.

개념	광보상점	광포화점
의미	광합성량 = 호흡량 (균형 상태)	광합성이 최대치에 도달하는 빛의 세기
영향	생존만 가능, 추가 성장은 없음	빛이 더 강해도 광합성 속도 증가 없음
빛의 세기	비교적 낮음	상대적으로 높음

2.2 빛 지속시간과 조합

빛 강도 (lux)	빛 지속시간 (시간/일)	설명
15,000 lux	14~16시간	빛 강도가 낮은 경우, 빛의 지속시간을 늘려 부족한 광량 보충.
20,000 lux	12~14시간	상추 생육에 이상적인 강도와 시간.
25,000 lux	12시간	높은 조도에서는 빛 지속시간을 줄여 에너지 절약 가능. 농사로 사이트에서 상추 관련 자료를 보면, 상추는 25,000 lux 이상은 효율이 https://www.nongsaro.go.kr/

2.3 생육 단계별 지속시간과 lux

발아 단계:
- 빛 강도: 10,000~15,000 lux
- 지속시간: 10~12시간
- 발아 시기에는 약한 빛으로도 충분하며, 광량 과다는 피해야 합니다.
생장 단계:
- 빛 강도: 15,000~25,000 lux
- 지속시간: 12~16시간
- 이 단계에서는 강도와 지속시간 모두 중요한 역할을 합니다.
수확 단계:
- 빛 강도: 15,000~20,000 lux
- 지속시간: 12시간 내외
- 과도한 빛은 피하고, 최적의 조도로 유지합니다.

결국, 오늘 수경재배기에 설정한 밝기도 더 밝게 하면, 수확을 늘리 수 있다는 거네요.

거실 온도를 더 내릴 수는 없어서, LED의 높이를 더 내리면 온도가 올라가서 현재 높이가 일단은 최선 같습니다.

상추만 키우는 것이 아니라서, 최적은 힘들고 적정선에서 조정해야겠습니다.

발코니는 너무 추워서 겨울이 지나면 장소를 옮길지 고민해 봐야겠네요.

end.

아래는 ChatGPT로 자료를 정리했습니다.

1 lux는 조도의 단위로, 한 평면에 얼마나 밝게 빛이 도달하는지를 나타냅니다. 이를 이해하려면 조도와 관련된 개념을 살펴보는 것이 유용합니다.

1. Lux의 정의

1 lux (lx):
1 lumen의 빛이 1제곱미터(m²)의 면적에 골고루 퍼질 때의 밝기를 말합니다.
- 단위: lx = lm/m²
- 여기서 **lumen(lm)**은 광속의 단위로, 빛의 총 출력량을 의미합니다.

2. 쉬운 예로 이해하기

촛불:
1미터 떨어진 거리에서 촛불 하나가 비추는 조도가 약 1 lux입니다.
실내조명과 비교:
- 흐린 밤의 야경: 약 1 lux
- 가정의 일반 실내조명: 약 100~500 lux
- 밝은 태양 아래: 약 100,000 lux

3. LED에서의 1 lux 의미

LED 조명이 1 lux의 밝기를 제공한다는 것은:

1제곱미터 크기의 면적에 1 lumen의 광속이 균등하게 분포되었음을 뜻합니다.
빛이 넓게 퍼질수록 lux 값은 낮아지고, 좁은 영역에 집중될수록 lux 값은 높아집니다.

4. 실제 적용에서의 중요성

조명 설계:
LED 조명에서 lux는 특정 공간(책상, 방, 거리 등)의 요구 조도를 충족하기 위해 설계될 때 중요한 기준입니다.
예시:
- 독서용 조명: 약 300~500 lux 권장
- 길거리 조명: 약 10~30 lux

1 lux는 어두운 환경에서도 아주 약한 밝기를 의미하며, 예를 들어 미세한 표시등이나 아주 어두운 상태에서 식별 가능한 조도로 이해할 수 있습니다.

그러면, 상추는 얼마만큼의 빛의 세기와 지속시간이 필요할까요?

아래는 ChatGPT로 자료를 정리했습니다.

상추 재배 시 필요한 빛의 지속시간과 lux 단위의 빛 강도를 함께 정리하면 다음과 같습니다.

1. 상추의 빛 요구량 (lux 기준)

필요 조도: 약 15,000~25,000 lux
- 이 조도는 빛의 세기(μmol/m²/s) 기준으로 약 200~400 μmol/m²/s에 해당합니다.

2. 빛 지속시간과 조합

빛 강도 (lux)	빛 지속시간 (시간/일)	설명
15,000 lux	14~16시간	빛 강도가 낮은 경우, 빛의 지속시간을 늘려 부족한 광량 보충.
20,000 lux	12~14시간	상추 생육에 이상적인 강도와 시간.
25,000 lux	12시간	높은 조도에서는 빛 지속시간을 줄여 에너지 절약 가능.

3. 생육 단계별 지속시간과 lux

발아 단계:
- 빛 강도: 10,000~15,000 lux
- 지속시간: 10~12시간
- 발아 시기에는 약한 빛으로도 충분하며, 광량 과다는 피해야 합니다.
생장 단계:
- 빛 강도: 15,000~25,000 lux
- 지속시간: 12~16시간
- 이 단계에서는 강도와 지속시간 모두 중요한 역할을 합니다.
수확 단계:
- 빛 강도: 15,000~20,000 lux
- 지속시간: 12시간 내외
- 과도한 빛은 피하고, 최적의 조도로 유지합니다.

4. 참고 사항

자연광: 맑은 날 햇빛의 조도는 약 100,000 lux로, 상추에는 과도할 수 있습니다. 직사광선을 차단하거나 반그늘에서 재배하는 것이 좋습니다.
인공조명 (LED): LED 풀 스펙트럼 조명을 사용하는 경우, 15,000~25,000 lux를 제공하며, 하루 12~16시간 동안 조명을 유지하는 것이 이상적입니다.

5. 결론

상추는 15,000~25,000 lux의 조도에서 12~16시간 동안 빛을 받는 것이 가장 적합합니다.
빛의 강도가 낮을수록 지속시간을 늘려야 하고, 강도가 높으면 지속시간을 줄이는 방식으로 조절할 수 있습니다.

마지막으로,

광포화점과 광보상점에 대해서 알아보겠습니다.

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**광포화점(light saturation point)**은 식물이 광합성 과정에서 빛의 세기가 일정 수준에 도달했을 때, 더 이상 빛의 세기를 증가시켜도 광합성 속도가 증가하지 않는 점을 말합니다.

이 지점에서는 식물이 광합성을 최대한으로 수행하며, 더 강한 빛을 받아도 효율이 더 높아지지 않습니다. 대신, 과도한 빛은 광 스트레스를 유발할 수 있습니다.

광포화점의 주요 특징

광합성 최대치:
광포화점에서는 식물의 엽록체가 빛을 활용하여 광합성을 수행할 수 있는 최대 속도에 도달합니다. 이 상태에서는 빛의 세기를 높여도 더 많은 산소나 탄수화물이 생성되지 않습니다.
제한 요인:
광포화점 이후에는 빛이 아닌 다른 요인(예: 이산화탄소 농도, 온도, 영양분 등)이 광합성을 제한하게 됩니다.
식물별 차이:
- 저광성 식물: 낮은 빛 환경에서도 광합성이 활발하며, 광포화점이 낮습니다.
  예: 고사리, 관엽식물 → 약 20,000~30,000 lux.
- 고광성 식물: 강한 빛에서 광합성이 활발하며, 광포화점이 높습니다.
  예: 토마토, 고추 → 약 50,000~80,000 lux 이상.

광포화점과 관련된 개념

광보상점 (light compensation point):
- 식물이 호흡을 통해 소비하는 이산화탄소와 광합성을 통해 생산하는 이산화탄소가 같아지는 빛의 세기를 뜻합니다.
- 광보상점 이하의 빛에서는 식물이 생존에 필요한 에너지를 충분히 생산하지 못합니다.
광스트레스:
- 광포화점을 넘는 빛이 지속되면 잎이 손상되거나 광합성 능력이 저하됩니다.

상추의 광포화점

상추와 같은 저광성 또는 중광성 식물의 경우 광포화점은 대략 25,000~30,000 lux(약 400~600 μmol/m²/s)입니다.
이를 넘는 강도의 빛에서는 추가적인 광합성 효과가 없으며, 과도한 빛은 생장에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.

결론

광포화점은 식물의 광합성 효율을 이해하고 최적의 빛 환경을 제공하는 데 중요한 지표입니다. 식물 재배 시, 광포화점 이하의 빛 환경에서 충분한 빛을 제공하는 것이 이상적이며, 이를 초과하는 강도의 빛은 피하는 것이 좋습니다.

광보상점에 대해서

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**광보상점(light compensation point)**은 식물이 광합성을 통해 생산하는 산소와 에너지가, 호흡 과정에서 소비하는 산소와 에너지와 동일한 수준이 되는 빛의 세기를 의미합니다.

이 지점에서는 식물이 에너지를 생산과 소비의 균형 상태로 유지하며, 추가적인 생장은 이루어지지 않고 단지 생존만 가능합니다.

광보상점의 주요 특징

광합성과 호흡의 균형:
- 광보상점에서는 광합성 속도와 호흡 속도가 같아서, 이산화탄소(CO₂)와 산소(O₂)의 순 교환이 없습니다.
- 빛의 세기가 광보상점보다 낮아지면, 식물은 에너지를 소모하며 자원이 고갈될 수 있습니다.
식물별 차이:
광보상점은 식물의 종류와 환경에 따라 크게 달라집니다.
- 저광성 식물 (shade plants):
  - 광보상점이 낮습니다.
  - 예: 고사리, 스파티필룸 → 약 1,000~5,000 lux.
- 고광성 식물 (sun plants):
  - 광보상점이 높습니다.
  - 예: 토마토, 고추 → 약 10,000~15,000 lux.

광보상점과 빛의 세기

광보상점 이하:
- 빛이 부족하여 식물이 호흡에서 더 많은 에너지를 소비하고, 성장하지 못하며 결국 고사할 수 있습니다.
광보상점 이상:
- 빛이 충분해지면서 광합성이 호흡을 초과하게 되고, 식물이 생장하고 에너지를 축적할 수 있습니다.

광보상점과 광포화점의 차이

개념	광보상점	광포화점
의미	광합성량 = 호흡량 (균형 상태)	광합성이 최대치에 도달하는 빛의 세기
영향	생존만 가능, 추가 성장은 없음	빛이 더 강해도 광합성 속도 증가 없음
빛의 세기	비교적 낮음	상대적으로 높음

상추의 광보상점

상추와 같은 저광성 식물의 광보상점은 대략 1,000~5,000 lux(약 20~50 μmol/m²/s)입니다.
==> 농사로 사이트 / "수경재배" ebook 에는 상추는 광보상점은 1,500 lux, 광포화점은 25,000 lux로 되어 있습니다.
따라서 상추를 재배할 때 이보다 낮은 빛의 세기에서는 생장이 멈추고, 생존이 어려울 수 있습니다.

결론

광보상점은 식물이 에너지 균형을 유지하기 위해 필요한 최소한의 빛의 세기입니다.

저광성 식물은 낮은 광보상점에서 잘 자라므로 실내 환경에서도 생존 가능하지만, 고광성 식물은 더 많은 빛이 필요합니다.
식물 재배 시 광보상점보다 높은 빛 환경을 유지해야 생육과 수확이 가능합니다.

end.

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