본 연구에서는 토마토 재배에 적합한 규격을 가지면서 기상재해에 안전한 토마토 재배용 연동 비닐하우스를 설계하였다. 토마토 하우스의 규격은 폭 7m, 측고 4.5m, 동고 6.5m이다. 1995년에 농촌진흥청에서 개발한 1-2W형 하우스와 비교해서 폭은 같지만 측고는 1.8m, 동고는 2m 더 높다. 중방은 작물하중과 장치하중을 견딜 수 있도록 트러스 구조로 설계하였다. 토마토 하우스는 높으면서도 내재해 설계 기준(MIFFAF, 2010)에 맞게 만들어졌다. 즉, 최고 설계 기준인 풍속 40m·s-1, 적설 40cm 이상에 안전하도록 구조안전성 분석을 통해 하우스 기둥, 서까래 등의 부재 규격과 설치 간격을 설정하였다. 1-2W형 하우스와 달리 토마토 하우스에는 랙-피니언 타입의 천창을 용마루 부분에 설치하여 외부 공기 유입과 자연 환기를 극대화할 수 있도록 하였다. 하우스 높이가 증가하면 난방비는 증가하므로 토마토 하우스에는 보온력이 우수한 다겹 보온커튼을 설치하여 하우스 바깥으로 빠져나가는 열을 최소화하였다.

작물의 묘소질은 정식 후 본포에서의 생육이나 수량, 품질에 영향을 미치기 때문에 작물 재배에서 있어서 육묘는 매우 중요하다. 본 연구는 차광을 이용한 다양한 광 수준이 토마토묘와 수박 접목묘의 생육에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보고 차광에 의해 변화된 초장, 건물중, 경경 등의 건묘를 나타내는 중요 생육지표간의 상관관계를 분석하여 그동안 사용된 건묘를 판단하는 지표에 대해 검토하기 위해 수행하였다. 차광은 PE 비닐을 이용하여 하루 중 누적광량을 25, 50, 75%를 감소시켰다. 50% 이상 차광할 경우 누적광량에 비하여 토마토묘와 수박 접목묘의 엽면적이 크게 증가하였고 엽면적 지수가 빠르게 증가하였다. 건물중은 차광수준에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 누적광량에 따른 토마토묘와 수박 접목묘의 생육은 무차광에 비하여 차광처리에서 빠르게 증가하였다. 토마토묘와 수박 접목묘의 경경은 차광 처리간의 큰 차이를 보이지 않았다. 토마토묘의 경우 단순히 초장과 건물중과의 상관관계가 높았지만 수박 접목묘의 경경은 초장과 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 토마토묘의 경경은 묘소질을 판단하기에는 부적절하지만 수박 접목묘의 경우 초장과 함께 경경은 묘소질 판단하는데 이용 가능할 것으로 판단된다.

파프리카를 재배하는 농가에서는 생산성 증대를 위하여 비닐하우스 측고를 관행 3.0m에서 4.5m까지 높이고 있으나 이에 대한 구조안전성 검토 없이 시공이 이루어지고 있는 실정이다. 이 연구에서는 측고가 4.5m로 상승된 1-2W형 비닐하우스를 대상으로 풍속 40m·s-1, 적설심 40cm의 설계하중에 대하여 구조안전성 분석을 수행하고 적절한 구조보강방법을 제시하였다. 3차원 프레임해석을 이용하여 구조해석을 수행한 결과, 측면 방풍벽의 보강이 반드시 필요한 상태였으며 파프리카 작물하중으로 인하여 매우 취약해지는 중방의 보강이 요구되었다. 측면 보강 방법으로써는 외측 기둥과 방풍벽을 보강이음을 이용하며 서로 연결해주고, 외측 기둥 간격에 따라 방풍벽 부재를 보강하는 방법이 가장 효과가 큰 것으로 분석되었다. 중방의 경우 비닐하우스 폭의 1/17~1/20의 높이로 2중 중방구조를 만들고 그 사이를 사재로 연결하여 트러스 형태로 보강하는 방법이 가장 큰 효과를 보였다.

작물은 복잡한 형상 때문에 CFD모델에서 다공성 매체로 설계된다. 작물이 고려된 CFD 모델 해석을 위해서는 작물군락의 공기저항값을 입력하여야 하며, 이 값은 작물에 따라 달라진다. 본 연구에서는 풍동실험을 통해 국화군락의 공기저항 값을 구하였다. 풍상측에서는 풍속과 재식밀도가 증가할수록 정압이 증가하였다. 풍하측에서는 풍속이 증가할수록 정압이 낮아졌으나 재식밀도의 영향은 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 풍속과 재식밀도가 증가할수록 풍상측과 풍하측의 압력차가 커지는 것으로 나타났다. 국화군락의 공기저항값인 항력계수 Cd값은 0.22였으며, Fluent 프로그램의 공기저항 계수로 이용한다. CFX 프로그램에서 필요로 하는 다공성 매체의 특성값 KQ는 재식간격 9×9cm일 때 2.22, 11×11cm일 때 1.81, 13×13cm일 때 1.07이었으며, 이 값을 CFX 프로그램의 quadratic resistance coefficient로 입력한다.

참외 재배시설에서 시설 내부 필름 표면에 결로현상으로 부착된 수적량과 시설 외부 필름 표면에 부착된 분진 부착량이 적었던 PO-2에서 투광률이 71.2%로 가장 높았다. 겨울철 시설 터널에서 온도가 가장 낮은 새벽 시간의 기온은 노지보다 11.8~14.5℃ 정도 높게 나타났으며, 피복자재에 따라서는 최고 2.7℃차이가 났는데 PO-2에서 가장 높았다. 지온은 터널이 노지보다 13.0~15.3℃ 정도 높았으며, PO-2에서 가장 높아 PE보다 2.3℃ 높았다. 참외 과실 전체에서 엽산을 분석한 결과 엽산함량은 품종에 따라 68.9~113.4μg/100g 정도로 나타났다. 저온기에 참외 과육에서 45~53μg/100g 정도로 나타났으며, 보온성과 광환경이 우수한 PO-2에서 PE보다 17% 정도 높은 수준을 보였다. 그러나 외기 온도가 15℃ 이상 확보된 시기에는 55.2~75.2μg/100g 정도로 나타났으며, PO-2에서 PE보다 과육에서 36% 높은 수준을 보였다.

이 연구는 순환팬에 의해 만들어지는 수평적인 공기흐름이 환경요인들의 수평 및 수직분포에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행하였다. 순환팬 가동 유무에 따라 기류 속도, 기온, 상대습도 및 CO2농도의 3차원 분포를 측정하였다. 온실내 기상인자 분포의 균일성은 외기온이 낮아짐에 따라 감소하였다. 무처리시 기온 편차는 4.7, 습도 편차는 19%이었는데 팬을 가동한 경우 그 편차들은 각각 2.2, 6.3%로 감소하였다. 팬 용량이 증가할수록 측점간 기온 편차가 줄어들었는데, 온실 바닥면적당 0.0104m3·s-1 용량의 팬으로 온실내 적정한 공기 유동을 만들 수 있었다. 기온 및 CO2 농도의 수직분포는 높이나 팬 용량에 관계없이 상당히 균일한 것으로 나타났다. 폭 방향의 기온 편차를 줄일 수 있는 팬 배치와 소용량의 팬을 다수 설치했을 때의 효과에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

오이, 토마토 고추 작물의 고온기 플러그 육묘시 묘의 도장 방지와 과번무 억제를 위한 UV-B와 생장 억제제의 처리가 플러그묘 식물체의 생리적 특성 변화와 항산화 효소의 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 광합성능력은 UV-B 처리묘의 경우 무처리에 비해 처리 직후에는 크게 떨어졌으나 10일 후에는 비스하게 회복되었고 생장억제제 처리묘는 무처리에 비해 토마토가 다소 떨어졌어나 오이와 고추는 비슷하였다. 엽록소함량은 3작물 모두 처리간에 유의한 차이가 없었다. 안토시아닌 함량은 무처리에 비해 UV-B 처리한 것이 다소 높았던 반면 생장억제제 처리한 것은 무처리와 비슷하였다. SOD, CAT, POD 등의 항산화효소의 활성은 3작물 모두 UV-B 처리한 것이 가장 높았으며, 처리 직후에는 크게 증가되었다가 10일 후에는 그 절반 이하로 감소하였다. 한편 생장억제제 처리묘는 무처리에 비해서 항산화 효소의 활성이 다소 높았으나 UV-B 처리묘에 비해서는 낮았다.

UV-B(4 kJ·m-2·d-1) 조사와 생장억제제(50 mg·L-1 diniconazole, 500 mg·L-1) 처리가 오이, 토마토 및 고추 플러그 묘의 도장 억제와 정식 이후의 생육과 수량에 미치는 효과를 비교하였다. 플러그 묘의 경장은 UV-B와 diniconazole 처리에서 무처리에 비해 각각 오이 38, 35%, 토마토 37, 41%, 고추 23. 23% 억제되었으며 hexaconaxole,은 억제효과가 낮았다. 그리고 엽면적과 건물중도 UV-B와 생장억제체 처리에 의해 감소되엇다. 뱐면 잎 두께는 UV-B와 생장억제제 처리에 으해 두꺼워지는 경향이었다. 건묘지수는 3작물 모두 UV-B와 생장억제제 처리에 의해 증가외었고 특히 diniconazole와 UV-B 처리가 Hexxonazoile처리에 비해 더 높았다. UV-V를 처리한 플러그 묘는 3작물 모두 정식 시에는 무처리에 비해 초장, 엽면적 등이 짧고 작았으나 정식 후 20-30 일경에는 무처리와 비슷한 수준으로 회복되었다. 이에 반해 생장억제제를 처리한 묘는 회복이 늦어 UV-B 처리한 것에 비해 생장이 저조하였다. 과실 수랴은 오이의 경우 처리간에 차이가 없었으나 토마토와 고추 UV-B를 처리한 것이 생장억제제를 처리한 것에 비해 다소 맣았다. 따라서 UV-B 조사는 과채류 플러그 묘의 도장 억제를 위한 환경 친화적인 방법으로서 이용될 수 있음을 시사해주었다.

본 연구에서는 포그냉방시스템을 수치적으로 시뮬레이션하기 위한 CFD 모델을 개발하였으며, 포그냉방온실에서 측정된 데이터에 의해 개발된 모델의 유효성을 검증하였다. 또한 분무수온, 분무수량, 분무정지시간과 분무입자의 증발률이 포그냉방시스템의 성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 개발된 모델을 적용하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 각 측점에서 실측치와 예측치의 온도차가 무차광조건에서는 0.1~1.4℃, 차광조건에서는 0.2~2.3℃였으며, 상대습도차는 무차광조건에서는 0.3~6.0%, 차광조건에서는 0.7~10.6%였다. 예측치가 실측치와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타나 개발된 모델이 포그냉방시스템의 냉방효과를 예측할수 있는 것으로 판단된다. 포그냉방시스템 성능은 분무수량, 분무정지시간과 분무입자의 증발률의 영향을 많이 받지만 분무수온의 영향은 받지 않는 것으로 나타났다.

현장조사 결과 패드-팬 시스템의 경우 6개 농가 모두 사용하고 있었으며, 온실 내기온은 외부기온보다 2~5℃ 낮았다. 이시스템의 냉방효율은 평균 77.4% 이었으며, 외부의 상대습도가 60%이하 일 경우 냉방 효율이 높았다. 포그 시스템의 경우 현장조사에서 9농가 중 6농가가 사용을 못할 정도로 많은 문제점이 발견되었다. 포그입경, 분무수량, 운영 방법등 개선해야 할 사항이 많았다. 실험온실의 경우도 노즐의 설치 위치와 제어방법에서 문제점이 발견되었다. 포그입자가 커 증발하지 못하고 대부분이 바닥과 차광망으로 낙하하였고, 지역 기상조건을 고려하지 못한 제어방법으로 냉방효과를 떨어뜨리고 있었다. 냉방효과를 높이가 위하여 노즐의 위치 선정, 제어방법에 대한 연구가 수행되어야 하며, 지역적 기상특성을 고려한 연구와 내부 습도를 낮게 유지하는 연구도 수행되어야 할 것이다.

This study was conducted to determine the effect of low temperature and low radiation conditions on the yield and quality of hot pepper at an early growth stage in Korea. In plastic greenhouses, low temperature, low temperature with covered shading treatments were set 17 to 42 days after transplanting. The pepper growing degree days decreased by 5.5% due to the low temperature during the treatment period. Radiation decreased by 74.7% due to the covered shading. After commencing treatments, pepper plant growth decreased with low temperature and low radiation. Analysis of the yield showed that the first harvest was delayed by low radiation. The cumulative yields of 119 days after transplanting were 1,956, 2,171, and 2,018 g/m2 for control, low temperature, and low temperature with low radiation respectively. Capsaicin and dihydrocapsaicin concentrations in pepper fruit decreased with low temperature and low radiation. To investigate the photosynthetic characteristics according to the treatment, the carbon dioxide reaction curve was analyzed using the biochemical model of photosynthesis. Results showed that the maximum photosynthetic rate, Vcmax (maximum carboxylation rate), J (electric transportation rate), and TPU (triose phosphate utilization) decreased at low temperatures; the maximum photosynthetic rate, J, and gm (dark respiration rate) were reduced by shading. These results indicate that low temperature and low radiation can retard early growth, yield, and quality, but these can also be recovered 119 days after planting. Based on the results, the yield and quality of pepper can recover from abiotic stresses with proper cultivation.

A numerical simulation was conducted on perfluorooctane sulfonate (PFOS) in the Gwangyang Bay using a multi-box model to estimate the transport of organic chemicals in the coastal environment. The results of the sensitivity analysis on dissolved PFOS and PFOS in Particulate Organic Carbon (POC) indicate that they were most significantly influenced by the adsorption rate, desorption rate, and sinking velocity coefficients. PFOS in phytoplankton was found to be sensitive to bio-concentration and the excretion rate. The results of the mass balance indicate that the standing stocks of PFOS in water, POC, and phytoplankton are 345.55 g, 63.76 g, and 0.11 g, respectively, in the inner part and 149.90 g, 27.51 g, and 0.05 g, respectively, in the outer part. Considering flux in the inner part, adsorption to POC had the highest value among transition paths. The next highest were desorption, outflow to the outer part, and inflow to the inner part. Outflow into the open sea was found to have the highest value for the outer part.

토마토 정식 전 후 묘령에 따른 토마토의 생육의 특성, 수량, 광합성 및 항산화 효소 활성을 알아보고자 본 실험을 수행하였다. 토마토 파종부터 정식시 까지 기간을 40, 45, 50, 55, 60일로 설정하였다. 육묘 기간이 50일(표준묘)보다 짧을수록 토마토 생장과 생육이 촉진된 반면에 육묘 일수가 길수록 생장과 생육이 감소하였다. 정식 후 4주는 묘령이 가장 짧은 40일묘에서 광합성량이 낮았지만 정식 후 8주는 차이를 보이지 않았다. CAT(Catalase), APX(Ascorbate peroxidase), POX(peroxidase) 들은 정식후 6주까지 증가하다가 8주부터 감소하였다. 정식후 4주는 SOD (Superoxide dismutase), CAT 활성은 묘령이 어릴수록 높은 경향을 보였고 반대로 정식 후 6주는 APX, POX는 육묘기간이 길수록 활성이 높았다. 토마토 수량도 표준묘와 비교해서 육묘 기간이 짧은 묘령에서 토마토 생산성이 높은 반면에 육묘기간이 길수록 생산이 감소하였다. 토마토의 생장과 수량의 관점에서 보면 육묘 기간은 40-50일 적합하다는 결과를 도출하였다. 따라서 토마토를 토경재배 할 경우 표준 묘령 50일보다 짧은 묘를 정식 후 생장과 생산성에서 유리할 뿐 아니라 육묘 시 발생되는 생산비의 절감에 유리할 것으로 사료된다.