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.25 No.2 (2016년 6월) 10건
1.
2016.06
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본 연구는 식물공장 인공광원이 수경재배 케일의 생육, 수량 및 글루코시놀레이트(GLS) 함량에 미치는 영향을 구명코자 수행하였다. 인공광원으로 LED B:W(1:1, BW), R:B:W(2:1:3, RBW), BW+형광등(1:1+FL, BW+FL) 등 3 처리를 하였다. 수확 엽수와 엽중은 BW+FL이 BW와 RBW보다 우수하였다. 엽장은 BW+FL에서, 엽폭은 RBW 가 우수하여 다른 처리와 통계적인 유의성을 나타냈다. 엽록소 함량과 ‘L’ 값은 처리간에 유의성이 없었으며, ‘a’ 값과 ‘b’ 값은 BW+FL에서 가장 낮았다. GLS 함량은 모든 처리에서 glucobrassicin, glucoiberin, gluconasturtiin, sinigrin, progoitrin, glucoraphamin, epiprogoitrin 순으로 많았으며, 총 GLS 함량은 RBW에서 가장 높았다. 잎의 수분 함량, 조단백질, 조지방 함량, 회분 함량은 처리간에 유의성을 나타내지 않았다. 결론적으로 광은 생육과 2차 대사산물의 합성에 차이가 나타내며, 기능성 향상을 위해 후속 연구가 필요하다고 판단된다.
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2.
2016.06
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본 연구에서는 이미 보고된 잉여 태양에너지 관련 연구결과와 현재 현장에 설치되어 있는 냉난방용 FCU 현황을 개략적으로 검토한 후, 잉여 태양에너지 회수에 필요한 FCU의 소요대수 결정 방법을 개략적으로 제시하여 앞으로 이 분야의 연구자 및 기술자들에게 기조자료를 제시할 목적으로 연구를 수행하였다. 실험기간 동안 최대, 평균 및 최저 외기온은 각각 28.2oC, 4.4oC 및 -11.5oC정도였다. 온실 밖의 수평면 일사량은 0.8~20.5MJ·m-2로 정도의 범위였으며, 평균 및 총 일사량은 10.8MJ·m-2 및 1,187.5MJ·m-2으로 나타났다. 그리고 주간동안 온실 내의 평균기온과 상대습도는 각각 18.8~45.5 및 53.5~77.5%정도였다. 실험기간 동안 온실로부터 회수한 총 잉여 태양에너지는 6,613.4MJ정도로서 총 난방에너지인 98,600.2MJ 약 6.7%정도를 보충할 수 있을 것으로 나타났다. 또한 사양이 유사한 FCU를 사용하지만, 난방을 위하여 설치되는 FCU의 대수는 제각각 다른 것을 알 수 있었고, 좀 더 효율적이고 경제적인 관점에서 설치높이, 방향 및 설치 간격, 적정 대수에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 잉여 태양에너지 회수용 FCU의 적정 소요대수는 FCU를 통과하는 공기의 질량 및 순환유량을 기준으로 각각 8.4~10.9대 및 6.1~8.0대 정도이었다. 여기에 계산방법이나 FCU의 효율 및 사용 환경 등 위험률을 고려하면, 결국 9대 전후(약 24m3당 1대 정도)를 설치하면 될 것으로 판단되었다.
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3.
2016.06
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본 연구는 인공광 이용형 식물공장에서 common ice plant를 재배하였을 때 생육에 대한 적합한 배양액 조성, 배양액 산도, 급액 간격, 광도 및 재식거리를 알아보고자 수행되었다. 식물공장 유형은 완전제어형 식물공장형태로 인공광원은 삼파장 형광등을 사용하였으며, 광주기는 12시간 일장주기였다. 수경재배시스템은 3단으로 구성된 박막수경시스템이었다. 식물공장내 온도, 상대습도와 이산화탄소 농도는 ON/OFF 제어하였다. 배양액은 일본원예시험장액과 식물체 분석으로 개발 배양액을 가지고 비교 실험 하였다. 배양액의 산도와 급액 간격 실험은 pH 6.0과 7.0 그리고, 5분 간격과 10분 간격으로 순환할 경우 생육 차이를 알아보았다. 광도는 90과 180μmol·m-2·s-1 2처리 하였다. 재식거리는 열간 간격을 15cm로 고정한 후, 열내 간격 10cm, 15cm, 20cm와 25cm 4처리로 처리하였다. 적당한 배양액의 조성은 N 7.65, P 0.65, K 4.0, Ca 1.6과 Mg 1.0mM·L-1이었다. 지상부 생체중과 건물중은 pH 6과 7 그리고 5분 간격과 10분 간격 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 지상부 생체중과 건물중은 광도 180μmol·m-2·s-1에서 높았다. 재식 거리가 증가할수록, 단위면적당 생체중과 건물중은 감소 하는 경향을 보였다. 식물 생산 시스템에서 common ice plant 생육에 적합한 배양액 관리(조성, pH와 급액간격) 와 재배관리(광도와 재식밀도)를 알아본 결과, 생육에 적합한 배양액 조성으로 pH 6.0-7.0로, 급액 10분 간격 으로 공급해 주는 것이 좋으며, 광도 180μmol·m-2·s-1와 재식밀도 15×15cm로 재배하는 것이 좋을 것으로 판단 된다.
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4.
2016.06
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PO 필름 공급이 경북 성주지역 참외 산업에 미치는 영향을 분석하기 위하여 참외 재배면적, 재배 농가수, 수량 및 소득 등을 분석한 결과, PE 필름은 2010년에 비해 2014년도에는 전국, 경북 성주 지역에서 각각 91.5%, 94.9%, 95.2%로 감소한 반면, PO 필름 보급은 각각 342.5%, 500%, 825% 이었다. 2010년에 비해 2015년 재배면적과 농가수는 각각 8.8%, 11.9% 감소하였다. 수량과 생산량은 각각 38.2%, 25.9% 증가하였다. 조수입은 2010년 3,051 억원에서 2015년 4,020 억원으로 1.3배 증가하였고 소득도 2010년 1,936 억원에서 2015년 4,020 억원으로 2.7배 증가하였다. 이상의 결과를 종합 하면 PO 필름으로 교체되면서, 참외 생산성은 증대되고, 작업 노력 및 유해물질 배출은 감소될 것으로 보여진다.
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5.
2016.06
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양파 정식기 작업에 적합한 상토 개발을 위해 원예용 유기질 주재료(피트모스, 코이어)의 적합성을 조사했다. 유기질 재료를 무기질 재료(황토 등)와 혼합하여, 묘 출현율, 생육 및 기계정식 적응 특성 등을 조사하였다. 조사 결과 피트모스 혼합 처리구, 코이어 혼합 처리구 모두 묘 출현율, 생육 및 상토 용적밀도에서 유사했으나, 피트모스 혼합 처리구가 코이어 혼합 처리구에 비해 더 높은 상토 응집성을 보였다. 피트모스 혼합 상토의 높은 응집성은 양파 묘 정식 시 뿌리부 무게 증가 등의 효과를 가져와서 정식기 작업 효율성을 증진시키는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 생각된다. 이러한 이유로, 양파 정식기 작업에 적합한 상토 개발 시 피트모스를 유기질 주재료로 선정하는 것이 적합하다고 최종 판단하였다.
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6.
2016.06
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식물의 생육과 생산성을 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.)의 작물생장률, 상대생장률, 지상부 생체 중과 건물중, 수확시기, 상품률과 상품수량과 같은 생육과 수확 요인들을 쉽게 읽을 수 있는 재식밀도-생육-수확 (PGH) 도표를 만들기 위함이다. 광도 140μmol·m-2·s-1과 일 장 12시간 주기로, 3파장 형광등을 이용한 완전제어형 식물공장 시스템에서 박막수경 재배하였다. 4가지 재식밀도 (15×10cm, 15×15cm, 15×20cm와 15×25cm) 하에서 생육과 수량을 분석하였다. 재식밀도가 증가할수록 어느 한계까지는 식물체당 생체중과 건물중은 증가하는 경향이었으며, 단위면적당 생체중인 수량 또한 같은 경향을 보였다. 작물 생장률, 상대생장률과 lost time은 2차 등식 형태를 보였으며, 지상부 생체중과 건물중은 직선적인 관계를 보였다. 이러한 등식을 이용하여 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들었다. 예를 들면, 15×20cm 재식밀도와 식물체당 생체 중 100g에서 수확할 경우, 재식주수, 작물생장률, 상대생장률, lost time, 식물체당 건물중, 수확시기와 수량은 각각 33plants/m2, 20g·m-2·d-1, 0.27g·g-1·d-1, 22days, 2.5g/plant, 정 식 후 26일과 3.2kg·m-2이었다. 이 도표를 가지고 적어도 2 가지 요인 예를 들면, 재식밀도와 수확요인 중 하나만 알면, 작물생장률, 상대생장률, lost time과 같은 생육 요인과 지상부 생체중, 지상부 건물중, 수확시기와 수량과 같은 수확 요인들을 쉽게 구할 수 있다. 이러한 도표는 다양한 작물의 생육과 수량 요인을 예측할 수 있어 완전제어형 식물 생산 시스템 설계를 위해 유용한 도구가 될 것이다.
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7.
2016.06
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본 연구의 목적은 광전환재의 사이즈가 다른 광전환 필름을 피복한 온실에서, 실내 생육 환경, 토마토 및 상추의 생육과 품질을 분석하는 것이다. 10μm 이상의 광 전환재를 이용한 광전환 필름(Micro 필름), 500nm 이하의 광전환재를 이용한 광전환 필름(Nano 필름)과 폴리에틸렌(PE) 필름을 2중 온실의 외피복재로 피복하였다. 내피복재는 0.06mm PE 필름을 사용하였고, 내피복 재 및 외피복재의 두께는 모두 0.06mm로 동일하였다. 광전환 필름의 인장강도, 인열강도, 신장율은 PE 필름과 유사하였다. 투광률은 Nano 필름이 600-750nm 및 전체 투광률에서 PE 필름보다 높았으며, Micro 필름은 PE 필름보다 전체 투광률이 낮았다. 온실 내 기온은 Micro 및 Nano 필름 온실이 PE 필름 온실에 비하여 약 2oC정도 높았고, 광전환 필름 온실 간의 유의적인 차이는 없었다. 지온은 Nano 필름 온실이 Micro 필름과 PE 온실에 비하여 각각 1.5, 3 정도 높았다. 토마토의 수량은 PE 필름 온실에 비해 Micro 및 Nano 필름 온실에서 각각 12%, 14% 정도 유의적으로 증가하였고, 당도 차이는 없었다. 그리고 광전환 필름 간의 유의적인 차이는 없었다. 상추의 수량은 Micro 필름 온실이 Nano 필름 및 PE 필름 온실에 비하여 각각 27%, 59% 높았다. Hunter의 적색 값a는 Nano 필름 온실에서 가장 높았다. 토마토와 같이 높은 광을 요구하는 작물은 투광률이 좋은 Nano 필름이 적합하였고, 상추와 같이 낮은 광을 요구하는 작물은 상추는 Micro 필름이 적합하다고 판단되었다.
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8.
2016.06
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본 실험은 1-MCP처리와 저장방법이 아스파라거스의 신선도 유지에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 1-MCP 처리는 MA 조건과 유공필름(관행조건)에 처리 되었으며 무처리구를 대조구로 사용하여 저장하였다. 처리된 아스파라거스는 40일 동안 4oC에 저장되었다. 저장 중 생체중 감소율은 1-MCP 처리를 포함한, MA저장 처 리구에서 0.2% 이하였고 유공필름에 저장된 1-MCP 처리는 생체중 감소율이 저장 20일 후부터 다소 낮아졌다. 포장 내 이산화탄소 농도는 MA저장 처리구 모두 최적 CA 조건인 5-12%(CO2)의 농도를 유지하였고, 산소농도는 5-15%를 유지하였다. 에틸렌 농도는 MA저장 1- MCP처리구가 가장 낮았다. 저장 최종일의 외관상 품질, 이취, 경도, 당도, 그리고 Hue angle 값은 MA저장에서 관행저장보다 우수하였으나 1-MCP처리간 차이는 없었다. 이상의 결과로 1-MCP처리는 아스파라거스의 품질 및 저장성에 영향을 미치지 않았다.
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9.
2016.06
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본 연구에서는 BES 기법을 활용하여 온실을 대상으로 실시간 에너지교환 시뮬레이션 모델 개발 및 검증을 수행하고 냉·난방부하 산정 및 경향성을 분석하였다. 우선 BES 기법과 현장실험을 기반으로 온실의 실시간 에너지 교환 모델을 개발하였다. 광흡수율, 엽면적지수, 잎 특성 길이 등 대상작물인 애플망고의 특성 값들과 온실 내부 이산화탄소 농도, 광량, 온도 등 실시간 입력 자료를 고려하여 작물 및 토양의 에너지교환을 구현하였다. 모델의 검증은 온실 내부 기온으로 수행하였으며 실측 내부 기온과 연산된 내부 기온 간의 결정계수, 일치도로 평가 하였다. 내부 기온 비교는 결정계수 0.89, 일치도 0.93으로 높은 유사성을 확인하였으며 모델의 유의성을 판단하였다. 개발한 모델과 2005년부터 2014년까지의 기상자료, 대상작물의 생육단계별 적정생육온도를 이용하여 대상온실의 냉·난방부하 산정하였다. 연도별 냉·난방부하산정 및 경향성을 파악하였으며 최대 냉·난방부하 산정을 통하여 대상온실의 냉·난방장치 용량설계의 기초자료를 확보하였다. 최근 10년 치 기상자료를 통하여 평균 최대 난방부하 525,473 kJ·hr-1, 평균 최대냉방부하 630,870 kJ·hr-1가 산정되었으며 대상 온실에 지열, 온배수, 태양열 등 신재생에너지를 활용할 경우 유용하게 활용될 것으로 판단된다. 본 연구를 통하여 온실 내 각 구성요소 간의 실시간 에너지교환을 모의할 수 있었으며 추후 온배수 활용을 위한 저류조, 히트펌프, 축열조 등의 설비를 구현함에 따라 전반적인 냉·난방 시스템의 구현 가능성을 확인하였다. 또한 동적 해석방법을 통하여 재배작물, 생육단계 및 토양을 고려하였으며 온실 에너지교환 모델에 다양한 형태로 적용 가능할 것으로 판단된다.
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10.
2016.06
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우박 및 태풍에 의해 생육기간 동안에 낙엽이 발생했을 때를 가정하여 5월부터 10월까지 1개월 간격으로 인위적으로 낙엽 처리를 실시하고 그에 따른 사과나무 ‘시 나노스위트’의 수량, 저장양분 및 다음해 화총 수에 미치는 영향을 조사하였다. 평균 과중은 낙엽 정도가 심할수록, 낙엽 시기가 빠를수록 감소하였으며 과실 비대 감소는 수량 감소로 이어졌다. 30% 낙엽구의 과실 크기 및 수량은 낙엽 시기와 관계없이 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았다. 2년생 가지의 탄수화물 함량은 8월 이전 낙엽구가 9월이후 낙엽구에 비해 현저히 낮은 함량을 보여 낙엽 정도보다는 낙엽 시기의 영향이 컸다. 8월 이전 낙엽구 중에서는 낙엽 시기가 늦어질수록 탄수화물 함량이 감소하여 8월 낙엽구에서 무처리구 대비 50% 수준으로 가장 낮았다. 생육기 중의 조기 낙엽 다음해 화총 수는 낙엽 시기 및 정도에 따라 큰 차이를 보였다. 5월 이후 낙엽 시기가 늦어질수록 화총 수가 감소하여 7월 낙엽 구에서 가장 낮은 화총 수를 보였으며 8월 이후 낙엽구는 무처리구와 큰 차이를 보이지 않았다. 낙엽 이듬해 화총 수는 수체내 탄수화물 함량과 정의 상관을 보였다. 위의 결과, 7월 이전의 낙엽 피해가 발생되었을 때에는 적과를 통해 개별 과실의 sink 기능을 강화하여 과실 비대를 향상시키고, 저장양분 확보를 통해 다음해 화총 수를 확보하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
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