간행물
생물환경조절학회지 KCI 등재 Journal of Bio-Environment Control
- 발행기관 한국생물환경조절학회
- 자료유형 학술지
- 간기 계간
- ISSN 2288-0992 (Print)2288-100X (Online)
- 수록기간 1992 ~ 2024
- 주제분류 농수해양 > 농학 농수해양 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 520DDC 630
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Vol.18 No.2 (2009년 6월) 15건
1.
2009.06
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본 연구는 식물체 캘러서의 접종공정을 자동화하기 위한 로봇개발을 위하여 수행되었으며, 본 보에서는 로봇의 주요구성부인 엔드이펙터 및 전체 로봇시스템의 성능에 대한 연구결과를 소개하였다. 이에 본 보에서 소개한 연구결과를 요약하면, 캘러스 접종을 위하여 흡인식 엔드이펙터와 기계식 엔드이펙터를 제작하였으며, 흡인식은 분리 및 치상의 겸용, 기계식은 분리 분할 치상용으로 각각 분리하여 제작하였으며, 흡인식 엔드이펙터의 성능시험 결과, 평균 8.2kPa의 흡인압에서 캘러스가 깨끗이 분리되었으며 분리된 캘러스를 새배지로 치상 고정히는데 소요되는 적정 배출압은 12kPa로 나타났다. 또한 기계식 엔드이펙터를 이용한 접종공정 자동화 시스템의 성능시험으로서 분할, 파지, 이송 및 치상 작업 성능을 시험한 결과 분할에서는 97%, 분할된 캘러는 모두 정확하게 파지되었으나, 치상하기 위하여 새로운 배양용기로 이송하는 과정에서는 일부 미끄러지는 현상이 발생하여 95%의 성능을 보였고 이송된 캘러스는 모두 정확하게 치상이 기능하였다. 따라서 분할하여 치상할 총 80개의 캘러스 가운데 74개가 정확하게 작업되는 것으로 나타나 전체 성공율은 92%였다. 또한 식물 조직 배양 자동화 공정에 사용되는 로봇에 있어서 엔드 이펙터를 장착하게 되는 매니퓰레이터로서는 6자유도의 매니퓰레이터를 선정하였다.
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2.
2009.06
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본 연구는 식물체 캘러스의 접종공정의 자동화기술 개발하기 위하여 캘러스를 인식하는 영상처리 시스템과 캘러스를 새로운 배지로 접종하는 접종용 엔드이펙터, 매니퓰레이터 및 자동화 제어장치를 개발하고 그 성능을 평가하기 위하여 수행되었으며, 본 보에서는 영상처리 시스템 및 매니퓰레이터에 대한 연구결과를 소개한다. 캘러스의 인식을 위하여 영상처리부와 조명부로 구성한 영상처리 장치를 개발하였다. 영상처리부는 CCD 카메라와 PC로 구성하였으며, 조명부는 55W/3 파장 램프를 전면과 측면에 각각 설치하여 항상 일정한 조도가 유지되도록 하였으며, R, G, B 각 프레임별 화소특성을 검토한 결과, 캘러스와 배양용기는 B 프레임에서 분리가 가능하였다. 또한 캘러스 분할을 위한 알고리즘의 개발결과 캘러스가 원형인 경우는 도심을 기준으로 절단하고 장변형인 경우는 길이방향의 수직으로 절단하도록 하였으며, 장변형의 경우 위치하고 있는 방향을 인식하여 0~180˚ 범위내의 결과 값을 로봇측에 전송하여 엔드이펙터의 방향을 결정하도록 하였다. 영상취득부터 캘러스의 분할위치 결정까지 1사이클에 소요되는 시간은 디스플레이 1.5초, 영상처리 0.7초 등으로 총2.2초였으며, 개발된 인식 알고리즘의 정확도는 용기인식의 경우 전체 30개중에서 28개가 정확히 인식되어 성공률은 93%가 되었다.
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3.
2009.06
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참외 보온부직포 종류가 참외의 생육 및 수량에 미치는 영향을 검토하기 위하여 뚝심토좌호박 오복꿀 참외를 접목하여 정식 전부터 MD부직포, PE부직포 처리구와 대조구인 관행 12온스를 4월 25일까지 덮어서 재배하였다. 2009년 2월 6일 17시부터 익일 08시까지 야간 평균 온도의 일변화를 조사한 결과, 관행 12온스 부직포는 13.1℃였으나 MD솜 부직포 처리구는 14.7℃, PE솜 부직포 처리구는 13.3℃로 관행 12온스 부직포에 비하여 PE솜 부직포 처리구에서는 비슷하였으나 MD솜 부직포 처리구에서 1.6℃ 더 높았다. 정식 30일 후 참외의 초기 생육은 관행처리구에 비하여 MD솜 부직포 처리구에서 온도가 높아 활착이 빨라 초장이 길고 잎이 커 초기생육이 우수하였다. 참외 첫 수확은 관행 처리구에서는 정식 89일후에 수확하였으나 PE솜 부직포 처리구는 88일후, MD솜 부직포 처리구는 78일후 수확하였다. 따라서 첫 수확은 관행처리구에 비하여 MD솜 부직포 처리구에서 11일 단축되었다. 관행처리구에 비하여 MD솜 부직포 처리구에서 과중이 무겁고 당도가 높고 과피색도가 우수하고 상품과율이 높았다. 수량비율은 관행 및 PE솜 부직포 처리구에서 초기, 중기 및 후기가 4:3:3으로 비슷하였으나 MD솜 부직포 처리구에서는 초기, 중기 및 후기의 비율이 5:3:2로 특히 초기수량이 많았다. 10a당 총수량은 관행 처리구의 1,844kg에 비하여 PE솜 부직포 처리구는 큰 차이가 없었으나 MD솜 부직포 처리구에서는 9% 증가하였다.
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4.
2009.06
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Echinacea 청정대량생산을 위해 재배환경조절이 강한 수경재배 시스템에서 Echinacea 뿌리와 잎 생산에 적합한 수경재배 시스템을 선발하고자 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 공시작물은 E. angustifolia DC. 와 E. purpurea (L.) Moerch이며 NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, Ebb & Flow등 5가지 시스템을 사용하여 150일간 실험하였다. 120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다. 정식 후 150일 째 지상부 생체중과 건물중은 E. angustifi이za의 경우 분무경과 DFT에서 높았고, E. purpurea는 분무경과 NFT에서 유의성 있게 높았다. 지하부의 생체중 및 건물중은 E. angustifolia와 E. purpurea는 분무경에서 가장 높았고 다음으로 M-NFT에서 높았다 두 종 모두 뿌리의 길이는 두 종 모두 NFT 및 Ebb & Flow 시스템에서 높았고 분얼수는 E. purpurea가 분무경에서 유의적으로 높았다. 따라서 Echinacea의 바이오매스 확보를 위한 수경재배 방식으로 광합성과 지상와 지하부 생육량이 E. angustifolia 와 E. purpurea 모두 높았던 분무경 시스템을 선발하였다.
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5.
2009.06
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주요 엽채류 7종의 주년 안정생산을 위한 담액수경 재배 시 양액의 순환주기가 양액의 용존산소 농도, 엽채류의 생육, 그리고 식물영양소의 함량에 미치는 효과를 검토한 결과, 양액을 1일 10분 순환 처리구는 정식 13일 후 용존산소 농도가 급격하게 떨어지고 17일 후에는 2.8mg L-1, 20일 후에는 최저 1.5mg L-1까지 낮아졌다. 처리 20일 후 7가지 엽채류의 생체중은 1일 10분 처리구에서는 대조구인 10분 순환/110분 정지 처리구에 비해 0~24% 범위에서 낮아졌으며, 10분 순환/10분 정지 처리구에서는 -2~34% 증가하였다. 양액의 순환주기가 짧을수록 식물체 엽내 P의 함량이 증가하였으며, 식물체의 C/N율과 비타민 C 함량은 감소하였다. 이상의 결과, 담액수경 엽채류의 안정적인 생육과 식물영영소의 흡수를 위해서 2시간에 10분 정도의 양액 순환 처리가 효율적이었다.
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6.
2009.06
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토마토의 펄라이트 배지경에서 공급했던 일본원시배양액의 폐양액은 EC는 1.9~2.4dS/m, pH는5.5~7.1의 범위였으며 다량 원소의 농도는 NH4+가 감소하였을 뿐 대부분 공급양액과 큰 차이가 없었다. 토마토 폐양액의 1L 관비시 퇴비시비량의 증가에 따라 토마토의 초장, 경경, 엽장, 엽폭 등 일반생육과 잎의 엽록소 함량이 현저히 좋아지는 경향을 보였으나 2L 관비처리에서는 일정한 경향이 없었다. 토마토 잎의 엽록소 함량은 주당 1L, 퇴비량이 4,000kg/10a 처리구에서 가장 높게 나타났다. 토마토 식물체의 생체중과 건물중도 폐양액의 1L 관비시 퇴비시비량의 증가에 따라 증가하는 경향이었으나 2L에서는 일정하지 않았다. 토마토의 수량도 일반생육과 비슷한 경향으로 관비량과 퇴비량 증가에 따라 증가하는 경향을 보여 관비량 1L, 퇴비량 4,000kg/10a 처리구에서 가장 많았다. 당도는 퇴비량과 관비량에 따른 일정한 경향이 없었으며 관비량 2L, 퇴비량 2,000kg/10a 처리구에서 fructose. glucose 및 총 당함량이 가장 높았다. 그러므로 이상의 결과로 볼 때 폐양액을 이용한 친환경적인 관비재배가 가능하며, 또한 관비재배에서 품질도 보장 할 수 있다고 판단된다.
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7.
2009.06
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소형의 담액 수경재배기를 이용하여 기본 배양액에 셀레늄(Se) 1mg L-1과 계면활성제 PVA-95(polyvinyl alcohol-95) 1, 2, 4mg L-1과 CLS(calcium lignosulfonate) 5, 25, 50, 100mg L-1을 처리하여 청경채와 상추 식물체의 Se과 양이온 함량, 생육, 그리고 비타민 C 함량을 조사하였다. 생육은 처리간에 차이는 있지만 종류와 농도 별로 일정한 경향을 보이지 않았다. 총 비타민 C 함량은 두 작물 모두 모든 처리구에서 대조구에 비해 약간 증가하는 경향을 보였으나 유의성은 없었다. K 함량은 싱추의 경우는 일정한 경향이 없었지만, 청경채의 경우 Se 1+PVA-95 4mg L-1 처리구가 가장 높았고, Se 1+CLS 처리에서는 대조구에 비해 5mg L-1 농도에서는 증가하였지만 처리 농도가 증가할수록 감소하였다. Ca 함량은 두 작물 모두 Se 1+PVA-95와 CLS 처리에서 대조구에 비해 증가하였다. Mg 함량은 상추에서는 계면 활성제 처리에 의한 Mg 함량의 변화가 없었으며, 청경채에는 Se 1+CLS 25mg L-1 처리구가 대조구에 비해 증가하였고 기타 처리는 차이가 없었다. 식물체내 Se 함량은 상추에서는 계면 활성제 PVA-95 처리와 CLS 처리가 대조구에 비해 Se 함량이 모두 높았고, PVA-95 처리에서는 농도의 증가에 따라 Se 함량이 낮아졌으며, CLS 처리에서는 50mg L-1 까지는 높아졌지만 100mg L-1에서는 낮아졌다. 청경채의 엽내 Se 함량은 계면활성제 PVA-95 처리가 큰 효과가 없었으나 CLS 25mg L-1 처리에서 현저히 증가되었다.
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8.
2009.06
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균근을 이용한 Ardisia pusilla의 내건성 증진효과를 알아보기 위하여 내생균근 Glomus spp.을 접종하여 생육상에서 30일 동안 재배한 후 수분스트레스처리를 실시하였다. 수분스트레스처리는 5일간 무관수 상태로 두었다가 관수하는 방법으로 60일 동안 반복 처리하였다. 식물생육은 균근처리시 대조구에 비해 증가하였으며, 관수시 스분스트레스의 회복력도 빨랐다. 식물체내 양분함량은 지하부의 Fe, Mn, 및 Cu의 함량의 경우 균근 접종 식물이 대조구에 비해 현저하 높았으나 이에 반하여 프롤린 함량은 대조구에서 균근 접종식불에 비해 높게 나타났다.
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9.
2009.06
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분주 크기와 배지 종류가 고추냉이 생존율과 생육에 미치는 영향을 알아보고자 환경이 조절된 생장상에서 60일간 재배하였다. 수태로 감싼 근경 크기(직경) 5mm 이상 분주 묘의 생존율은 100%였으며, 생육(초장 12cm 내외, 엽수 3~4장)은 양호하였다. 생육 60일의 분주 묘는 초장 20cm 이상, 엽수가 1~2장 증가하였다. 루톤 분의제 처리는 생존율과 생육에 효과가 없었다. 배지 종류(마사, 난석)에 따른 직경 5~10mm 크기의 분주 묘를 담액 수경으로 재배하였을 때 83% 이상의 생존율을 보였으며 배지 종류에 따른 생육 차이는 없었다. 따라서 근경 크기 5mm 이상의 고추냉이 분주를 환경이 조절된 생장상에서 30일간 수경재배 방식으로 순화하여 고추냉이 건전 묘를 생산할 수 있다.
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10.
2009.06
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단기간 침수처리에 의한 유채의 영양생장과 생식생장기의 생리적 반응, 지방산 조성과 수확량에 관하여 조사하였다. 영양생장 단계에서 10일과 생식생장 단계에서 4일 침수한 결과를 영양생장과 생식생 장기 모두 광합성, 기공전도도와 증산량은 침수처리 기간과 회복시기에 현저하게 감소하였다. 침수처리가 끝난 처리구에서 광합성과 기공전도도는 2~3일 내에 대조구와 비슷한 경향을 보였다. 침수처리된 작품의 지방산 조성은 대조구에 비해 통계적 유의성의 차이를 보이지 않았지만 수확량과 관련된 요인들에서 현저하게 감소함으로 생식생장 단계에서의 단기간 침수처리가 수확량 요인에 큰 영향을 줌으로서 종자 수확량에 영향을 미칠 것으로 사료된다.
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11.
2009.06
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본 연구는 배추 재배시 기후변화에 대비하여 고온과 고농도의 이산화탄소 조건에서 생육반응과 세포조직의 변화를 알아보고자 수행하였다. 처리는 '대기중 온도+대기중 CO2 농도(Control)', '대기중 온도+대기보다 CO2 2배 상승(Elevated CO2)' '(대기온도보다 4℃ 상승+대기중 CO2 농도(Elevated temp.)', '대기온도보다 4℃ 상승+대기보다 CO2 2배 상승(Elevated temp.+CO2)'의 4가지 조건으로 처리하였다. 그 결과, 대기조건보다 온도만 높아지게 되면 배추의 생체중이 현저하게 저하되어 수량이 떨어지는 것으로 나타났고, 온도가 높아지고 CO2 농도가 동시에 올라가게 되면 생육이 어느정도 회복되는 것으로 나타났다. 또한 칼륨과 인산함량은 처리별로 차이가 없었지만 칼슘과 총질소함량은 온도만 높인 처리에서 높았고, 마그네슘 함량은 온도와 CO2 농도를 동시에 높인 처리에서 높게 나타났다. 배추잎의 세포 관찰결과 CO2 농도를 2배 정도 높인 처리에서 잎내의 전분함량이 증가하는 것으로 나타났고, 온도만 높인 처리에서 전분 함량이 가장 낮았다.
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12.
2009.06
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본 연구는 스타티스 평난지 재배에서 생육불량, 수량감소, 출하기 조절 등의 문제점을 해결하기 위해 GA3 처리기술을 개발하고, 이들의 처리가 개화와 절화수량에 미치는 영향을 검토하였다. GA3 처리 농도별 효과는 하계재배(0, 100, 200, 400, 800mg.L-1)와 촉성재배(0, 100, 200, 400mg.L-1) 나누었고, 처리시기별 효과는 정식(0, 10, 20, 30, 40, 50일 후) 후와 육묘기간(3, 5, 7, 9주)으로 나누어 스타티스의 개화와 절화수량에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 스타티스는 재배시기에 관계없이 GA3 처리에 의해 개화가 촉진되었다. 하계재배에서는 200~400mg L-1 농도에서 절화품질 및 절화수량이 증가하는 효과가 있었으며, 겨울철의 촉성재배에서는 400mg L-1 농도에서 효과가 좋았다. 처리시기에 따른 정식 10일 후 GA3 처리가 개화촉진에 효과적이었으나, 절화의 품질을 고려한다면 정식 20일경에 GA3 처리를 하는 것이 가장 적당할 것으로 생각된다. 육묘기간을 달리하여 GA3 처리시 개화촉진에는 효과가 없었으나 육묘기간이 긴 9주 육묘구에서 절화품질이 좋았고 절화수량도 많았다. 이상의 결과를 종합하면 종간잡종 스타티스는 9주간 육묘한 스타티스를 정식 20일경에 재배시기와 관계없이 400mg L-1 정도 처리했을 때 개화촉진과 절화수량 증진에 가장 효과적이었다.
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13.
2009.06
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본 연구는 고온과 고습 조건 하에서 양파 화구의 총 단백질 발현과 원형질막 H+ATPase 영향을 조사하고자 조생종 '신선황'과 중생종 '맵시황'를 이용하여 실험을 수행하였다. '신선황'과 '맵시황' 품종의 양파 회구 개화전, 반개화, 그리고 만개 단계에서 단백질의 양생에는 차이를 보이지 않았지만 결실 단계에서는 유도 및 비유도되는 단백질이 현저하게 나타났다. 양파 화구 개화 후 실시한 고온과 고습처리 18일째의 양파두 품종의 단벡질도 현저하게 감소하였고 특히 고온처리구에서 더 감소되는 경향을 보였다. 원형절막 H+ATPase 발현을 western-blot으로 살펴본 결과, '신선황' 과 '맵시황'의 경우 대조구에서 원형질막 H+ATPase 단백질 발현이 유지 되는 반면에, 고온처리구에서는 두품종 모두 원형질막 H+ATPase가 발현 되지 않았다. 고습처리구에서 중생종 '맵시황'약 원형질막 H+ATPase는 발현 되었는데 조생종 '신선황'에서 발현되지 않았다. 이는 양파 종자 성숙단계에서 고온 조건을 조우하면 고습처리 보다는 단백질 및 원형질막의 H+ATPase피해가 더 심각함을 보여 주는 결과이다.
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14.
2009.06
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국내 싹채소 유통 온도를 조사해본 결과 예냉하여 포장 후 출하할 때까지 일정기간 5도에서 보관되었으며, 수송은 10도 이하의 온도를 유지하였다. 그러나 판매소에서 저장고에 입고될 때까지 수시간 동안 상온에 다시 노출되었고 이후 10도 수준의 판매소의 저장고에 입고되고 있었다. 이러한 유통조건을 모의처리 하였는데 5℃로 계속 유지된 대조구와 10℃, 20℃, 30℃에서 약 6시간 저장한 후 10℃에 17일간 저장하여 비교하였다. 25℃에서 암상태로 5일간 재배한 무를 명상태에서 l일간 녹화 후 수확하여 25 μm ceramic film으로 포장하여 앞서 설명한 5가지 유통조건에서 유통저장하였다. 상하차 처리온도가 높을수록 높은 생체중 감소와 외관상 품질 저하가 발생하였다. 포장내 이산화탄소 농도는 저장경과 l일후 상승하였고, 산소 농도도 저장경과 1일후 급격히 낮아지는 것을 볼 수 있었고, 에틸렌 발생량도 고온 노출에 인해 저장 경과 l일후 빠르게 증가하였다. 이에 반해 노출온도가 낮을수록 외관상 품질등을 비롯한 저장성이 향상되었다.
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15.
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본 연구는 토마토 수경재배에서 풋마름 병원균의 분포와 침입 및 전파경로를 구명하여 풋마름병 방제의 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 배양액 재배시스템에서 토마토 풋미름병의 발생정도별로 배양액탱크, 배지, 폐액에서 병원균의 밀도를 검정한 결과 20% 정도 발병된 포장의 폐액에서는 19,000cfu/mL의 밀도로 검출되었으며 연작연수가 많을수록 병 발생이 심하였다. 토마토 펄라이트 수경재배시스템에서 토마토 풋마름병의 발생전파 과정은 최초 발생지점으로부터 좌우로 급속히 전파되었다. 토마토 풋마름병 발생포쟁에서 병원균의 유입경로를 추적한 결과 육묘 중에 감염되는 경우와 웹스 주변의 이병된 토양에서 감염되는 경우로 크게 두 가지 방법으로 유입되는 것으로 생각된다. 또한 시판용 토마토 종자에서는 풋마름병원균이 검출되지 않았다.
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