KR20110094280A - 적어도 부분적으로 통제된 환경에서 식물을 성장시키기 위한 시스템과 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 부분적으로 통제된 환경에서 식물(1)을 성장시키기 위한 시스템은 그 내부에 식물의 뿌리 시스템(4)이 존재하는 재배 기질(culture substrate)(3)을 수용하기 위한 재배 기부(cultivation base)(11)를 포함한다. 뿌리 시스템에 미리 결정된 뿌리 온도를 가하도록 개조될 수 있는 뿌리 온도 제어 수단(12), 그리고 식물의 잎을 화학선 인공 광원에 노출시키도록 개조될 수 있는 조명 수단(20, 21, 22)이 제공된다. 본 발명에 따라서, 주변 온도로부터 변하는 잎 온도를 식물의 잎에 가하도록 개조될 수 있는 잎 가열 수단 역시 제공된다. 식물을 성장시키기 위한 방법에서, 식물의 잎 시스템의 탄소동화작용 관리 역시 영향을 받고, 그리고 화학선 광원의 공급, 뿌리 온도 및 탄소동화작용 관리가 서로에 적합된다.

Description

적어도 부분적으로 통제된 환경에서 식물을 성장시키기 위한 시스템과 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GROWING A PLANT IN AN AT LEAST PARTLY CONDITIONED ENVIRONMENT}

본 발명은 적어도 부분적으로 통제된 환경에서 식물을 성장시키기 위한 시스템에 관계하고, 상기 시스템은 그 내부에 식물의 뿌리 시스템이 존재하는 재배 기질(culture substrate)을 수용하기 위한 재배 기부(cultivation base), 뿌리 시스템에 미리 결정된 뿌리 온도를 가하도록 개조될 수 있는 뿌리 온도 제어 수단(root temperature control means), 그리고 식물의 잎을 화학선 인공 광원에 노출시키도록 개조될 수 있는 조명 수단(lighting means)을 포함한다. 게다가, 본 발명은 적어도 부분적으로 통제된 방식으로 식물을 성장시키기 위한 방법에 관계하고, 여기서 화학선 광원이 식물에 공급되고, 그리고 식물의 뿌리 시스템의 뿌리 온도가 원하는 값으로 유지된다.

이런 시스템 및 이런 방법은 온실에서 시설 재배(glass horticulture)에서 유의한 규모로 적용된다. 인공 기후는 시설 배후에 적어도 실질적으로 밀폐되고 통제된 환경 내에서 발생되고, 그리고 재배를 위하여 식물의 가능한 최적 성장 조건에 적합된다. 이로써, 식물이 외부에서 생존하지 못하거나, 또는 적어도 완전한 발달에 도달하지 못하는 지역과 계절에서 식물을 성장시키는 것이 가능하다. 더 나아가, 식물의 생산 역시 원하는 수확 시기에 정확하게 적합될 수 있다. 따라서 식물을 얼마나 많이, 그리고 언제 얻을 수 있는 지를 사전에 상대적으로 정확하게 추정하는 것이 가능하다. 게다가, 원하는 경우에, 동일한 산물이 연중 생산될 수 있고, 그리고 모든 생명 단계에서 식물과 꽃이 재배될 수 있다.

전통적인 시설 재배에서, 일광이 화학선 광원, 다시 말하면, 식물 반응, 예를 들면, 잎에서 광합성 또는 결정된 성장 양식이 개시되거나 영향을 받게 되는 파장의 선택적으로 가시 광원의 주요 근원으로서 적용된다. 게다가, 일광은 적외선의 형태로 열을 제공하고, 이로 인하여 온실 내에서 외부 온도에 비하여 증가된 공기 온도가 유지될 수 있다. 일광의 부재에서, 예를 들면, 특히 밤에, 이런 증가된 공기 온도를 유지하기 위하여 가열이 가능하고, 반면 일광의 과도한 유입은 부분적인 차양(blinding)과 필터링(filtering)에 의해 낮 동안 예방될 수 있고, 그리고 실내 기후(climate) 역시 통풍(ventilation)에 의해 조절될 수 있다. 따라서 대체적으로, 온실 내에 실내 기후가 일정한 범위 내에서 통제될 수 있고, 그리고 재배를 위한 식물의 원하는 성장 발달에 적합될 수 있고, 이는 살충제 이외에, 수분과 영양분의 통제된 투약에 의해 더욱 통제된다. 여기에서 추가의 성분은 뿌리 온도이다. 식물의 성장은 뿌리 온도의 제어에 의해 영향을 받을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 목적으로, 기온(air temperature)으로부터 변하는 뿌리 온도를 유지하기 위하여 뿌리 온도 제어 수단이 제공될 수 있다.

하지만, 고전적인 시설 재배는 단점 역시 존재한다. 먼저, 주변 환경이 특히 고려되어야 한다. 이는 온실을 따뜻하게 유지하기 위한 연료비가 많이 들고, 그리고, 일부 식물의 경우에, 밤낮으로 조명되어야 한다. 이런 이유로, 에너지 관리를 가능한 효율적으로 조절하는 것이 중요하다. 온실이 인구 밀집 지역 내에 또는 이들 지역에 가깝게 지어지는 경우에, 공간 측면 역시 중요한 인자이다. 전통적인 온실은 또한, 일광의 유입을 필요로 하고, 그리고 그렇지 않으면 사무실, 주택 또는 기반 시설 용도로 이용될 수 있는 이들 지역에서 상대적으로 많은 양의 값비싼 대지를 점유한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 동일한 대지의 복합적 이용을 가능하게 하기 위하여, 적은-일광, 특히, 지하, 일광-없는, 복수-층 해법이 추구된다. 열뿐만 아니라 화학선 광원 역시 이런 경우에 인공적으로 공급되기 때문에, 에너지 관리가 더욱 중요한 문제로서 부상하고, 이런 이유로 가능한 효율적인 식물의 재배 방법이 요구된다.

본 발명은 특히, 효율에서 더욱 진전을 가능하게 하는, 적어도 부분적으로 통제된 환경에서 식물을 성장시키기 위한 시스템과 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 서문에서 기술된 유형의 시스템은 주변 온도로부터 변하는 잎 온도를 식물의 잎에 가하도록 개조될 수 있는 잎 가열 수단이 제공되는 본 발명에 따른 특징을 갖는다. 따라서 본 발명에 따른 시스템은 광원의 양, 식물 성장 반응의 목적으로 스펙트럼 비율(spectral ratio), 예를 들면, 청색/적색과 적색/원적외 비율, 그리고 특정 반응, 예를 들면, 색소 형성(pigment formation)에 필요한 광 스펙트럼(light spectrum)의 관점에서 통제된 조명, 그리고 뿌리 압력 활성의 제어와 최적화 이외에, 잎에서 에너지의 정확한 양을 조절함으로써, 잎을 통한 통제된 증발과 탄소동화작용(carbon dioxide assimilation)의 옵션을 제공한다. 이들 모두 적어도 부분적으로 통제된 환경에서 일어나고, 여기서 실내 기후가 특히, 식물을 위한 물과 영양분뿐만 아니라 공기 습도 균형(air humidity balance), 실내 온도 및 이산화탄소 농도에 관하여 좁은 범위 내에서 통제될 수 있다.

본 발명은 3가지 인자, 다시 말하면, 광합성, 우세한 뿌리 압력의 영향 하에 위쪽으로 밀어 올려지는 식물 내에 수액 흐름(sap flow), 그리고 주로, 식물의 잎 시스템을 통한 탄소동화작용이 본질적으로, 성공적인 식물 발달을 주도하고, 그리고 최적 식물 성장을 실제로 현실화시키기 위하여 이들 3가지 인자가 항상 서로에 적합되어야 한다는 통찰에 기초된다. 뿌리 온도 및 화학선 광원의 유입 이외에, 식물의 탄소동화작용 관리 역시 본 발명에 따른 시스템에서 잎 가열 수단을 제공함으로써 통제될 수 있다. 추가적인 가열로 인하여, 잎 내에 기공(stomata)이 더욱 개방되고, 따라서 잎으로의 이산화탄소 유입 및 잎으로부터 수분의 증발이 강화된다. 후자는 식물 내에서 수액 흐름이 증가된 뿌리 온도에 의해 자극되면 특히 중요한데, 그 이유는 이러한 흐름이 동일한 기공을 통해 배출되어야 하기 때문이다. 반대로, 바람직하지 않은 식물 탈수(desiccation)를 예방하기 위하여 더욱 낮은 수액 흐름에서 잎 온도가 감소될 수 있다. 따라서 대체적으로, 식물의 발달을 주도하는 가장 중요한 실내 기후 파라미터가 에너지 소비를 최소화하면서 이들 각 성분에서 최적 효율이 실현될 수 있도록 통제될 수 있다.

본 발명의 시스템의 특정 구체예는 조명 수단이 재배되는 식물의 의도된 광합성 및/또는 성장 양식에 적합한 광 스펙트럼을 방출하도록 개조될 수 있는 본 발명에 따른 특징을 갖는다. 따라서 식물의 발달에 필요한 화학선 광원 성분이 정확하게 충분한 강도로만 공급될 수 있고, 반면 시스템의 전체적인 에너지 소비 및/또는 식물 발달에 대한 가능한 유해 효과를 제한하기 위하여 비-화학선 성분 또는 과잉이 가능한 회피될 수 있다.

다른 특정 구체예에서, 본 발명에 따른 시스템은 조명 수단이 일단의 발광 다이오드(light-emitting diode)를 포함하고, 이들 다이오드가 상이한 파장에서 복사선(radiation)을 방출하도록 개조될 수 있고, 그리고 개별적으로 제어가능하고, 선택적으로 집단으로 제어가능한 것으로 특징된다. 이런 소위 LED 요소는 실질적으로 단색성(monochromatic) 광을 생산하고, 그리고 상이한 파장, 특히 스펙트럼의 원적외, 황색, 녹색과 청색 가시 부분에서 획득될 수 있다. 따라서 개별 LED의 조합과 선택에 의해, 식물의 현실적인 요구에 가장 적합한 광합성 활성(PAR) 스펙트럼이 구축되고, 그리고 선택적으로 변형될 수 있다.

잎 가열 수단이 다양한 방식으로 형성될 수 있긴 하지만, 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 시스템은 잎 가열 수단이 적외선으로 잎을 조사(照査)할 수 있도록 개조될 수 있는 적어도 하나의 열원(heat source)을 포함하는 것으로 특징된다. 중간 매체(intervening medium)의 인도(guiding)를 통해 전적으로 또는 부분적으로 잎과의 열-교환 접촉(heat-exchanging contact)이 가능한 가열 수단을 제외하고, 이런 열원은 주로 직접적인 조사(irradiation)를 통해 열-교환 접촉에 들어간다. 이는 잎 시스템의 고도로 효과적이고 효율적인 가열을 결과할 뿐만 아니라, 기공의 바람직한 확장에 기여하는 주변 환경과의 의도된 온도 차이 역시 특히 효과적인 방식으로 달성된다. 다른 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 시스템은 화학선 광원의 조절 영역(conditioning sphere)으로부터 열원 자체에서 필연적인 열 소산(heat dissipation)의 가능한 파괴적 영향을 배제하기 위하여, 조명 수단 및 열원이 상호 분리된 피팅(fitting)으로 수용되는 것으로 특징된다.

비록 뿌리 온도 제어 수단 역시 다양한 방식으로 실현될 수 있긴 하지만, 본 발명에 따른 시스템의 바람직한 구체예는 뿌리 온도 제어 수단이 작업 동안 그 내부에, 통제된 온도를 갖는 액체 흐름을 수용하기 위한 밀폐 도관 시스템(closed conduit system)을 포함하고, 여기서 상기 도관 시스템이 재배 기질과의 열-교환 접촉(heat-exchanging contact)에 들어가도록 개조될 수 있는 특징을 갖는다. 이런 도관 시스템은 예로써, 액체 흐름이 교대로 흘러가는, 재배 기질 내에 또는 아래에 튜브(tube) 또는 핀(fin)의 시스템에 의해 형성될 수 있다. 뿌리 온도는 뿌리 시스템이 수용되는 재배 기질을 가열하거나 냉각함으로써 균일하게 통제될 수 있다. 본 발명에 따른 시스템의 다른 구체예는 잎 온도와 뿌리 온도에 상호 의존(mutual dependence)을 강제하는, 잎 가열 수단과 뿌리 온도 제어 수단 간에 컨트롤(control)이 제공되는 특징을 갖는다. 따라서 예로써, 정상적인 성장 궤도에서 잎 온도는 동화 관리(assimilation management)가 뿌리 압력에서 변화와 보조를 맞추도록 선택적으로 정비례하는 방식으로 뿌리 온도에서 변화를 추종할 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 서문에서 기술된 유형의 방법은 식물의 잎 시스템의 탄소동화작용(carbon dioxide assimilation) 관리 역시 영향을 받고, 그리고 화학선 광원의 공급, 뿌리 온도 및 탄소동화작용 관리가 서로에 적합되는 본 발명에 따른 특징을 갖는다. 이러한 방법은 뿌리 온도, 공급된 광 스펙트럼 및 잎의 탄소동화작용 관리가 분리된 존재가 아니고 상호 관련될 때만 최적 결과가 달성된다는 앞서 기술된 통찰과 일맥상통한다. 본 발명에 따른 방법은 예로써, 이들 성장 인자의 식물-의존성 및/또는 성장 단계-의존성 변형의 형태로, 이러한 상호 관련을 정렬하는 옵션을 제공한다.

특정 구체예에서, 본 발명에 따른 방법은 탄소동화작용 관리가 잎 시스템의 잎 온도를 조절함으로써 영향을 받고, 따라서 상기 온도가 주변 온도와 달라지는 것으로 특징된다. 본 발명에 따른 앞서 기술된 시스템은 이러한 방법의 실행에 매우 적합한데, 그 이유는 다른 언급된 성장 인자의 제어 이외에, 원하는 경우에 잎 온도가 주변 환경과 달라지도록 잎 온도를 조절할 수 있기 때문이다. 다른 특정 구체예에서, 본 발명에 따른 방법은 광원의 공급, 뿌리 온도 및 잎 온도가 식물에 따라서 서로에 적합되는 것으로 특징된다.

식물의 최적 광합성과 성장 양식을 위하여, 본 발명에 따른 방법의 다른 특정 구체예는 식물의 의도된 광합성 및/또는 성장 양식에 적합된 스펙트럼이 화학선 인공 광원에 공급되는 특징을 갖는다. 따라서 식물의 광합성과 성장 발달에서 일정한 역할을 하는 다양한 광 성분의 상호 비율과 강도를 특이적으로 적합시킴으로써, 상대적으로 낮은 전체 광도(total light intensity)와 에너지 소비(energy consumption)에서도 높은 수율이 실현될 수 있다. 본 발명의 배경에서, 본 발명에 따른 방법의 다른 특정 구체예는 인공 광 스펙트럼, 잎의 잎 온도 및 뿌리 온도가 서로 독립적으로 통제되지만 식물에 따라서 상호 관련되는 특징을 갖는다.

본 발명은 예시적인 구체예 및 첨부된 도면에 기초하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 1에서는 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구체예에서 장치의 횡단면 부분 투상도(cross-sectional partial view)를 도시한다.

상기 도면은 달리 순수한 개요이고 일정한 비례로 그려지지 않는다. 일부 치수는 특히, 명료하게 하기 위하여 다소간 과장될 수 있다. 상응하는 부분은 도면 내에서 가능한 동일한 참고 번호로 지정된다.

도 1에 도시된 시스템은 가용한 표면적(surface area)의 가능한 최대 이용을 위하여 식물 1의 복수층 재배를 이용한다. 식물은 그 내부에 식물의 뿌리 시스템(4)을 수용하기 위한 적절한 재배 기질(3), 예를 들면, 토양, 유리 솜(glass wool), 암면(rockwool) 또는 단순히 물이 그 내부에 존재하는 재배 트레이(2) 내에 수용된다. 재배 트레이(2)는 거의 전적으로 스테인리스로부터 만들어진 프레임(10)의 빔(11)에서 층층으로 배치된다. 따라서 원하는 숫자의 운반대(10)가 결합되어 통제된 환경에서 완전한 재배 시스템을 형성할 수 있고, 여기서 식물은 완전히 통제된 방식으로 완전히 발달된다. 식물에 충분한 물과 필수 영양소를 제공하기 위하여, 관개(irrigation)와 시비(fertilizing)(도시되지 않음)가 운반대(10)에서 또는 이들 내에서 배열된다.

이들 운반대의 빔(11)은 각각, 규칙적인 경사도(pitch)로 흘러가는 호스 또는 튜브의 밀폐 도관 시스템(12)을 포함한다. 이와 관련하여, 연속 공동 핀(successive hollow fin)의 시스템 역시 선택적으로, 도관 시스템으로서 적용될 수 있다. 이러한 도관 시스템(12)은 뿌리 온도 제어 수단의 일부를 형성하고, 상기 시스템을 통하여 통제된 온도의 열-운반 매체, 예를 들면, 물이 뿌리 시스템의 온도를 제어하도록 인도될 수 있다. 가열된 매체는 작업 동안 열을 예로써, 빔에 양도하고, 이는 차례로, 그 내부에 식물의 뿌리 시스템이 존재하는 재배 기질에 재배 트레이를 통하여 열을 전도한다. 반대로, 열은 또한, 냉각된 열-운반 매체에 의해 뿌리 층(root bed)으로부터 획득될 수 있다. 뿌리 시스템은 따라서, 본 명세서에 기술된 방법에 따라서 작업 동안 원하는 뿌리 온도에서 다소간 정확하게 유지된다. 이러한 열 수송(heat transport), 더욱 특정한 제어, 그리고 더욱 효과적인 열-교환 능력(heat-exchanging capacity)을 제공하기 위하여, 이들 빔은 발포 플라스틱(foamed plastic), 예를 들면, 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 또는 폴리스티렌 폼(polystyrene foam)의 절연 기부(insulating base)(13), 반사 정상 층(reflective top layer)(14), 예를 들면, 반사 금속 코팅(reflective metal coating) 또는 이런 코팅이 제공된 추가의 중간 층, 그 다음에, 도관 시스템(12) 및 그 위에, 우수한 열 전도성(thermal conductivity)을 갖는 예로써, 스테인리스의 금속 플레이트(metal plate)(15)를 보유하는 복수층 형태를 취한다.

재배 시스템(10)의 각 층은 가능한 다른 광원(22), 예를 들면, 자외선 또는 적외선 방사체 이외에, 그 내부에 발광 다이오드(LED)의 집단(21)을 보유하는 광 피팅(light fitting)의 형태로 인공 광원(20)이 제공된다. 첫 번째 집단에서 LED 다이오드는 적어도 주로, 스펙트럼의 가시 부분에서 광, 특히 적색, 황색, 녹색 또는 청색 광을 방출하고, 반면 두 번째 집단(22)은 비가시 성분, 예를 들면, 적외선 광 및 자외선-인접 광을 추가한다. 광 피팅(20)은 작업 동안 방출되는 광의 특정한 스펙트럼 조성(spectral composition)을 재배되는 식물(1)의 필요조건과 유형에 적합시키기 위하여, 상이한 집단 및 상이한 집단 내에 요소들을 선택적으로, 그리고 개별적으로 통제할 수 있는 컨트롤(control)(도시되지 않음)이 제공된다. 이들 빔이 상당한 정도로 서로로부터 광학적으로 분리되기 때문에, 원하는 경우에 서로 협력하여 상이한 식물을 재배하고 각각에 최적 스펙트럼을 제공하기 위하여, 빔마다 상이한 스펙트럼이 공급될 수 있다. 이러한 시스템은 적은 일광 또는 심지어, 일광-없는 환경, 예를 들면, 지하 환경에서 적용에 매우 적합하다. 더 나아가, 재배 시스템에서, 운반대의 선반 위에서 어느 한쪽에 층으로 배치되는 적외선 방사체의 형태로 잎 가열 수단(30)이 제공된다. 이들 적외선 방사체는 식물의 잎의 방향으로 직접적인 열 복사선(heat radiation)을 방출하고, 따라서 원하는 경우에 주변 온도와 비교하여 잎의 잎 온도를 증가시킨다. 따라서 잎의 탄소동화작용 관리가 현저하게 통제되고, 그리고 특히, 뿌리 시스템(4)에 의해 생산되는 식물 내에서 수액 흐름의 뿌리 압력에 적합될 수 있다. 이는 잎의 가열이 잎 내에 기공의 확장을 유발하기 때문이고, 여기서 이들 기공은 물이 증발하도록 함으로써 과잉 뿌리 압력을 더욱 효과적으로 완화할 수 있고, 반면 조명 수단을 이용하여 활성화되고 통제되는 광합성에 요구되는 충분한 탄소동화작용이 그럼에도 불구하고, 이들 동일한 기공을 통해 지속된다. 다른 한편, 식물의 절단이 수행되면, 잎 시스템은 증발을 제한하고 절단 표면에서 수분의 과잉을 담보하기 위하여 증가된 뿌리 시뮬레이션(simulation)에서 가열되지 않거나, 또는 적어도 더욱 적게 가열된다. 따라서 대체적으로, 주요 성장 인자, 다시 말하면, 광합성, 뿌리 압력 및 탄소동화작용이 본 발명에 따른 시스템에서 개별적으로 조절될 수 있고, 그리고 이들 인자는 최적 성장과 성장 양식을 강화하기 위하여 각 성장 단계에서, 그리고 각 식물에 대하여 상호 관련하여 정확하게 적합된다.

비록 본 발명이 단일 예시적 구체예에 기초하여 앞서 상술되긴 했지만, 본 발명이 결코 여기에 한정되지 않는다는 것은 명백하다. 대조적으로, 덜 명백한 방식으로 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 많은 다른 변이와 구체예가 가능하다. 따라서 뿌리 온도 제어 수단은 또한, 뿌리 시스템과 다소간의 직접적인 열-교환 접촉을 갖는 재배 기질 내에서 직접적으로 도관 시스템을 포함한다. 물 또는 축축한 기질, 예를 들면, 유리 솜 또는 암면에서 재배의 경우에, 뿌리 온도는 또한, 여기에 공급된 물의 온도의 통제된 컨트롤에 의해 통제될 수 있다.

인공 광원의 실례로서 발광 다이오드(LED)가 이용되긴 하지만, 본 발명의 범위 내에서 전통적인 백열 램프 역시 적절하게 대용가능하고, 그리고 본 발명은 또한, 완전 또는 부분 일광에서 적용될 수 있다.

소정의 실례로서 이동성 운반대에서 복수층 재배가 이용되긴 하지만, 단일 층에서 재배 및/또는 고정된 배열에서 재배 역시 본 발명의 범위 내에서 고려될 수 있다.

본 발명의 범위 내에서, 잎 시스템을 통한 탄소동화작용과 수분 증발은 특히 뿌리 압력에 적합하게 통제될 수 있다. 직접적인 적외선 램프 대신에, 이는 잎 시스템에 가깝게 배치된 스파이럴 필라멘트(spiral filament), 열 패널(heat panel) 등에 의해 달성될 수도 있다. 원하는 경우에, 잎 가열 수단, 예를 들면, 실례로서 적외선 방사체가 예로써, 공간 절약 및/또는 용이한 설치의 목적으로 인공 조명 수단과 동일한 피팅 내에 더욱 통합될 수 있다.

본 발명에서 실제로 중요한 것은 성장 식물의 발달이 일련의 가장 중요한 성장 인자, 다시 말하면, 광합성, 뿌리 압력 및 탄소동화작용에서 가장 약한 연쇄에 의해 결정되고, 그리고 이들 모든 인자가 본 발명에 따라서 상호 관련하여 통제되고, 그리고 원하는 경우에, 최적 연쇄를 실현하기 위하여 인위적으로 변형된다는 점이다.

Claims (12)

1. 그 내부에 식물의 뿌리 시스템이 존재하는 재배 기질(culture substrate)을 수용하기 위한 재배 기부(cultivation base), 뿌리 시스템에 미리 결정된 뿌리 온도를 가하도록 개조될 수 있는 뿌리 온도 제어 수단(root temperature control means), 그리고 식물의 잎을 화학선 인공 광원에 노출시키도록 개조될 수 있는 조명 수단(lighting means)을 포함하고, 적어도 부분적으로 통제된 환경에서 식물을 성장시키기 위한 시스템에 있어서, 식물의 잎에 주변 온도로부터 변하는 잎 온도를 가하도록 개조될 수 있는 잎 가열 수단(leaf heating means)이 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 조명 수단은 재배되는 식물의 의도된 광합성 및/또는 성장 양식에 적합한 광 스펙트럼(lighting spectrum)을 방출하도록 개조될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 조명 수단은 일단의 발광 다이오드(light-emitting diode)를 포함하고, 이들 다이오드는 상이한 파장에서 복사선(radiation)을 방출하도록 개조될 수 있고, 그리고 개별적으로 제어가능하고, 선택적으로 집단으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 전술한 청구항중 어느 한 항에 있어서, 잎 가열 수단은 적외선으로 잎을 조사(照査)할 수 있도록 개조될 수 있는 적어도 하나의 열원(heat source)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 청구항 4에 있어서, 조명 수단 및 열원은 상호 분리된 피팅(fitting)으로 수용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 전술한 청구항중 어느 한 항에 있어서, 뿌리 온도 제어 수단은 작업 동안 그 내부에, 통제된 온도를 갖는 액체 흐름을 수용하기 위한 밀폐 도관 시스템(closed conduit system)을 포함하고, 여기서 상기 도관 시스템은 재배 기질과의 열-교환 접촉(heat-exchanging contact)에 들어가도록 개조될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 전술한 청구항중 어느 한 항에 있어서, 잎 온도와 뿌리 온도에 상호 의존을 강제하는, 잎 가열 수단과 뿌리 온도 제어 수단 간에 컨트롤(control)이 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 화학선 광원이 식물에 제공되고, 그리고 식물의 뿌리 시스템의 뿌리 온도가 원하는 값으로 유지되는 적어도 부분적으로 통제된 방식으로 식물을 성장시키는 방법에 있어서, 식물의 잎 시스템의 탄소동화작용(carbon dioxide assimilation) 관리 역시 영향을 받고, 그리고 화학선 광원의 공급, 뿌리 온도 및 탄소동화작용 관리가 서로에 적합되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 청구항 8에 있어서, 탄소동화작용 관리가 잎 시스템의 잎 온도를 조절함으로써 영향을 받고, 따라서 상기 온도가 주변 온도와 달라지는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 청구항 9에 있어서, 광원의 공급, 뿌리 온도 및 잎 온도가 식물에 따라서 서로에 적합되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 청구항 8 내지 10중 어느 한 항에 있어서, 식물의 의도된 광합성 및/또는 성장 양식에 적합된 스펙트럼이 화학선 인공 광원에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 청구항 11에 있어서, 인공 광 스펙트럼, 잎의 잎 온도 및 뿌리 온도는 서로 독립적으로 통제되지만 식물에 따라서 상호 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.

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