일일 광합성 유효 광량 계산기 - 식물 성장을 위한 DLI

일일 광적분량이란?

일일 광적분량(DLI)은 식물이 하루 동안 받는 광합성에 이용 가능한 빛의 총량입니다. 이는 mol/m²/day로 표시하며, 하루 동안 잎 표면 1제곱미터마다 도달하는 빛 입자(광자)의 몰 수를 뜻합니다. DLI는 빛의 밝기와 지속 시간이라는 두 요소를 함께 반영합니다. 몇 시간 동안 강한 빛을 받는 식물과 여러 시간 동안 중간 정도의 빛을 받는 식물이 같은 DLI를 받을 수 있습니다.

재배자는 단 한 번 측정한 밝기만으로는 알 수 있는 정보가 많지 않기 때문에 DLI를 사용합니다. 두 공간이 사람에게는 똑같이 밝아 보여도 그 밝기가 몇 시간 동안 지속되는지에 따라 식물이 받는 이용 가능한 빛의 양은 크게 다를 수 있습니다.

일일 광적분량 계산 방법

DLI는 다음 두 측정값으로 계산합니다.

• PPFD(광합성 광자속 밀도): 1초마다 표면 1제곱미터에 도달하는 광자의 수로, µmol/m²/s(제곱미터당 초당 마이크로몰)로 표시합니다.
• 광주기: 식물이 하루에 빛을 받는 시간입니다.

DLI 공식

$D = \frac{P \times t \times 3600}{1000000}$

여기서 D는 mol/m²/day 단위의 일일 광적분량, P는 µmol/m²/s 단위의 PPFD, t는 시간 단위의 광주기입니다.

3,600은 시간을 초로 변환하고, 1,000,000으로 나누면 마이크로몰이 몰로 변환됩니다.

풀이 예시

한 식물이 하루에 12시간 동안 작동하는, 500 µmol/m²/s로 측정되는 조명 아래에 있습니다.

DLI = 500 × 12 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 21,600,000 ÷ 1,000,000 = 21.6 mol/m²/day입니다.

두 번째 예로, PPFD가 200 µmol/m²/s이고 16시간 동안 지속되면 200 × 16 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 11.52 mol/m²/day이며, 반올림하면 11.5입니다.

실제로 PPFD와 광주기는 무엇을 의미하는가?

PPFD는 일반적으로 식물의 수관을 향하게 한 양자 광센서로 측정합니다. 직사 야외 햇빛은 정오에 대략 2,000 µmol/m²/s까지 도달할 수 있지만, 어두운 실내 지점은 50–100 µmol/m²/s 정도일 수 있습니다. 광주기는 빛이 태양에서 오든 재배용 조명에서 오든 광원이 켜져 있는 시간 수를 뜻합니다.

DLI는 이 두 수치의 곱이므로 서로 다른 조합으로 같은 DLI 값이 나올 수 있습니다. 짧은 시간 동안 강한 빛을 비추는 경우와 더 긴 시간 동안 약한 빛을 비추는 경우의 일일 총량은 같을 수 있지만, 식물이 두 상황에 항상 똑같이 반응하는 것은 아닙니다.

식물의 DLI 수준

각 구간은 하한값을 포함하며 다음 구간의 시작값 바로 아래에서 끝납니다. DLI가 정확히 16이면 높은 광량에 해당하고, 정확히 25이면 매우 높은 광량에 해당합니다.

선호 범위보다 낮은 DLI에서 자라는 식물은 대체로 생장이 느려지고, 광원을 향해 웃자라거나 꽃을 피우지 못합니다. 선호 범위를 크게 초과하면 잎이 탈색되거나 햇볕에 탄 것처럼 손상될 수 있습니다.

일일 광적분량 계산기 사용 방법

광도계에서 얻은 PPFD 측정값이나 재배용 조명 사양을 입력한 다음, 조명이 매일 켜져 있는 시간인 광주기를 입력합니다. 계산기는 이 값을 곱해 mol/m²/day 단위의 DLI와 함께 결과가 네 가지 광량 범주 중 어디에 해당하는지 표시합니다. PPFD는 0 이상이어야 하며, 광주기는 0시간에서 24시간 사이여야 합니다.

식물 재배에서 DLI가 중요한 이유

실내 재배자는 어떤 장소가 식물이 실제로 잘 자랄 수 있는 환경인지 확인하기 위해 DLI를 사용하며, 눈으로만 장소를 판단하지 않습니다. 사람에게 밝아 보이는 창가도 DLI가 낮을 수 있습니다. 창유리, 유리로부터의 거리, 창이 향한 방향이 모두 식물이 받는 빛의 양을 줄이기 때문입니다.

온실과 실내 농장 운영자는 보조 조명을 계획하기 위해 DLI를 추적합니다. 자연광이 작물의 목표 DLI에 미치지 못하면, 특히 겨울철에는 재배자가 전기 조명을 추가해 부족한 양을 보충합니다. 묘목장도 개화 시기를 맞추기 위해 DLI 목표값을 사용합니다. 포인세티아와 같은 일부 작물은 정해진 날짜에 제대로 발달하려면 최소 DLI가 필요하기 때문입니다.

자주 묻는 질문

관엽식물에 적합한 DLI는 얼마인가요? 대부분의 일반적인 관엽식물은 8에서 16 mol/m²/day 사이에서 잘 자랍니다. 꽃이나 열매를 맺는 식물은 일반적으로 더 많은 빛이 필요하며, 흔히 16 mol/m²/day 이상을 요구합니다.

DLI는 PPFD와 어떻게 다른가요? PPFD는 특정 순간의 광도를 측정한 값입니다. DLI는 광도와 빛을 받는 시간을 합산해 식물이 하루 전체 동안 받는 빛의 총량을 나타냅니다.

식물이 DLI를 지나치게 많이 받을 수 있나요? 그렇습니다. 모든 종에는 광합성 증가가 멈추고 잎이 손상될 수 있는 상한선이 있습니다. 그늘에 잘 견디는 식물은 완전한 햇빛이 필요한 작물보다 훨씬 낮은 DLI에서 손상이 나타납니다.

구름이나 창유리가 DLI에 영향을 주나요? 그렇습니다. 구름은 야외 햇빛을 줄이고, 창유리는 일반적으로 통과하는 빛의 일부를 차단합니다. 창가의 실내 DLI는 대개 같은 시각의 실외 DLI보다 낮습니다.

실내 재배자는 DLI를 어떻게 높일 수 있나요? 식물을 밝은 창가에 더 가까이 옮기거나, 창유리를 청소하거나, 반사면을 추가하거나, 재배용 조명을 더 오래 켜 두면 식물이 받는 DLI를 높일 수 있습니다.

DLI로 식물의 개화 시기를 예측할 수 있나요? 많은 종에서 빛이 비추는 시간의 길이인 광주기가 개화 유발 요인을 조절합니다. 반면 DLI는 개화가 시작된 뒤 전반적인 생장 속도, 줄기의 강도, 열매나 꽃의 수를 예측하는 지표입니다.

참고 문헌

1. Faust, J. E., & Logan, J. (2018). "일일 광적분량: 미국의 연구 검토 및 고해상도 지도." HortScience, 53(9), 1250–1257.
2. Torres, A. P., & Lopez, R. G. (2012). "온실에서 일일 광적분량 측정." Purdue Extension, HO-238-W.