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
권호리스트/논문검색
Vol.29 No.2 (2020년 4월) 12건
1.
2020.04
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본 연구는 태양광 기반으로 인공광 병렬 광공급 시스템을 개발하고 상추 재배효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 태양광 기반으로 인공광원을 공급하는 장치는 광원 공급부, 전원 공급부, 시스템 계측 및 제어부로 구성하였다. 광원공급부는 태양광 전송장치(광파이버)와 LED 램프(인공광)로 구성하였고, 태양광 전송장치는 광 전송률이 우수한 석영재질의 광섬유(Optical fiber)로 제작되었으며, 인공광은 LED 중 White 램프를 사용하였다. 전원 공급부는 누전 차단기, SMPS, LED 제어기 및 릴레이로 구성하였다. 시스템계측 및 제어부는 터치스크린과 지그비(ZigBee) 통신모듈, 광량센서로 구성하였다. 구성한 장치의 성능시험 결과 광량센서로 측정된 강도가 200μmol·m-2·s-1 이하가 되면 자동적으로 LED 램프가 작동되어 보광하는 것을 확인하였다. 또한 본 장치를 활용하여 상추를 재배한 결과, 엽장, 뿌리길이, 엽록소 함량 및 지하부 생체중이 LED 처리보다 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 장치 는 화석연료 고갈 등으로 전기 사용에 제한이 올 때 폐쇄형 식 물공장 같은 시설에서 작물을 재배할 수 있을 것으로 판단된다.
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2.
2020.04
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본 연구는 기존에 사용하여 왔고, 최근에 온습도의 정확도를 검증하였던 강제 흡출식 복사선 차폐장치(Aspirated Radiation Shield; ARS)를 이용하여 모 기업(A 회사)에서 개발한 시스템의 성능을 개선하고, ARS 장치의 풍속이 온습도에 미치는 영향에 대해서도 시험적으로 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. A 회사 제품의 시스템을 개선하기 전, A 회사 시스템의 온도는 ARS 장치로 측정한 온도보다 최대 10.2℃정도 높았고, 상대습도는 20.0%정도 낮게 나타났다. 시스템을 개선한 후, 노드 1, 2의 온도 및 상대습도는 거의 일치하는 것으로 나타났다. 개선 후의 노드 2와 ARS 장치로 측정한 온도간의 최고, 평균 및 최저온도를 포함한 온도편차는 각각 0.2～0.7℃정도로써 ARS 장치가 약간 낮거나 높게 나타나는 경향이 있었다. 상대습도의 경우, 일몰 직후 ARS 장치의 상대습도가 약 10.0%정도 높게 나타나는 경향이 있었지만, 그 이외에는 평균적으로 1.9%정도 ARS 장치가 약간 낮게 나타나는 경향이 있었다. 그리고 노드 1을 최소-중간 사이, 중간-최대 사이 및 최대로 설정한 경우, 노드 1, 2의 최고, 평균 및 최저온도를 포함한 편차는 각각 0.1～0.4℃, 0.0～0.2℃ 및 0.0～0.5℃정도였다. 그리고 노드 1의 3개 측점과 ARS 장치의 최고, 평균 및 최저온도를 포함한 편차는 각각 0.2～0.5℃, 0.1～2.2℃ 및 0.1～1.1℃정도의 범위로써 풍속의 크기에 따른 온도편차는 아주 미미한 것으로 나타났다. 또한 선행연구 및 본 연구의 결과를 종합하여 보면, 온도오차를 개선하기 위한 적정 풍속은 1.0～2.0m·s-1 정도의 범위일 것으로 판단되었다.
4,000원
3.
2020.04
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본 연구는 ‘후지/M.9’와 ‘홍로/M.9’가 재식된 사과원에 바람이나 우박을 막기 위해 사용되는 망(구멍 크기 : 2×2mm)을 수관상부에 색상별로 백색과 청색을 나누어 설치한 후 햇빛의 차광정도 및 생육환경 차이 등에 따른 과실품질 변화를 조사 하였다. ‘후지’ 사과의 경우 대기온도 34.8℃인 오후 2~3시경의 과실표면 온도를 측정한 결과, 무처리는 40.0℃로 가장 높았고, 청색 방풍망과 백색 방풍망 처리구는 각각 34.9℃, 36.6℃로 크게 낮았다. ‘홍로’에서는 무처리구가 44.2℃일 때, 청색 방풍망 처리구는 38.3℃, 백색 방풍망 처리구는 38.5℃를 기록하여 ‘후지’와 마찬가지로 온도 경감효과를 보였다. ‘후지’의 과피색차를 조사한 결과, 과피적색도(a*)는 무처리구가 16.5, 청색 방풍망 처리구는 18.0였으나, 백색 방풍망 처리구는 19.3으로 가장 높은 값을 보였다. ‘홍로’에서도 백색 방풍망 처리구가 적색도가 34.9로 무처리구 28.1에 비해 유의하게 높은 적색도 발현을 보였다. 일소피해 조사결과, ‘후지’에서 청색 방풍망 처리구 3.8%, 백색 방풍망 처리구 4.2%로 무처리구 9.4%에 비하여 크게 경감되었고, ‘홍로’의 경우는 청색 방풍망 처리구는 8.8%, 백색 방풍망 처리구는 12.4%로 무처리구 28.8%에 비하여 일소발생이 현저히 감소하였다. 이같은 결과는 처리별 자외선 수치를 측정하였을 때 무처리 구간의 자외선 값에 비해 청색 방풍망 처리구에서 유의하게 낮아 방풍망 처리에 의한 자외선 차단 효과에 의한 것을 확인할 수 있었다.
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4.
2020.04
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본 연구는 대체에너지, 생태복원 및 밀원식물용 등으로 이용되어 묘목 수요가 증가되고 있는 쉬나무의 우량한 용기묘 생산을 위한 적정 차광수준을 구명하고자 실시하였다. 공시용기는 임업시설양묘용 플라스틱 용기(350ml/구)를 사용하였다. 차광수준은 전광과 전광의 35%, 55%, 75%로 처리하였다. 실험결과, 간장과 근원경 생장은 전광에서 현저히 높은 값을 보였으며, 차광수준이 강해질수록 낮은 생장값으로 조사 되었다. 묘목의 뿌리형태특성을 측정한 결과 전광에서 뿌리 발달이 가장 왕성하게 조사되었다. 건물생산량도 전광에서 가장 높았고 전체적으로 간장 및 근원경 생장 결과와 유사한 경향으로 나타났다. 묘목의 품질을 나타내는 지수인 QI(Quality Index)도 차광실험의 경우 전광에서 0.98로 가장 높게 조사되었다. 묘목의 엽록소 함량은 상대적으로 차광수준이 가장 높은 75% 차광처리에서 가장 높은 엽록소 함량을 보였으며, 광합성속도 및 수분이용효율은 전광에서 각각 8.48μ molCO2‧m-2s-1, 1.40μmolCO2‧mmolm-1H2O 가장 높은 것으로 조사되었다. 연구결과를 종합하면, 쉬나무 용기묘의 우량한 묘목생산을 위한 적정 차광수준은 전광(0%)으로 판단되며, 쉬나무 용기묘의 대량생산을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
4,200원
5.
2020.04
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본 연구는 양액 내 존재하는 다량 영양소의 농도를 실시간으로 측정하기 위해 이온 선택 전극 (ISE) 으로 구성된 임베디드 시스템의 개발을 보여준다. NO3, K 및 Ca 이온을 감지하기위한 PVC ISE, H2PO4를 감지하기위한 코발트 전극, 기준 전극, 샘플 용액이 담기는 챔버, 펌프 및 밸브를 사용하여 측정하는 시스템으로 구성된다. 양액 샘플양 조절과 데이터 수집을 위해서 데이터 Due 보드가 사용되었고, 각각의 샘플 측정 전에, 측정 중 발생하는 드리프트를 최소화시키기 위해 2 점 정규화 방법을 사용하였다. PVC 멤브레인을 기반으로 한 NO3 및 K 전극의 농도 예측 성능은 표준 분석기의 결과와 근접한 일치 (R2 = 0.99) 나타내며 만족스러운 결과를 나타냈다. 하지만, Ca Ⅱ 이온 투과체 제조된 Ca 전극은 고농도 양액 농도에서 Ca 농도를 55 %로 낮게 측정하였다. 코발트 전극 기반 인산 측정은 반복측정 중에 발생한 코발트 전극의 불안정한 신호로 인해 표준 방법과 비교하여 45 ~ 155 mg / L의 인산 농도 범위에서 24.7 ± 9.26 %의 비교적 높은 오차를 나타냈다. 수경 P 감지의 예측 능력을 향상시키기 위해 코발트 전극의 신호 컨디셔닝에 대한 추가 연구가 필요함으로 판단된다.
4,300원
6.
2020.04
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본 연구는 5월 일중 수확시기, 예냉 유·무, 예냉 및 저장 온도가 수출 딸기 ‘매향’의 상품성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 과피의 착색이 60±5%로 진행된 딸기를 오전 07:00시와 오후 15:00시에 각각 수확하였다. 수확 수 일부 딸기는 예냉고에서 품온을 0, 2, 4°C로 각각 3시간 동안 예냉처리하였으며, 일부는 상온에 보관하였다. 이후 딸기는 처리별로 저장온도 4, 8, 10°C로 설정된 저온저장고에 저온 저장하였다. 저장고에 14일간 저장하면서 딸기의 무게 손실률, 경도, 당도, 색도, 잿빛곰팡이 발생률을 이틀 간격으로 조사하였다. 오전 07:00시와 오후 15:00시 수확 모두 저장기간이 경과함에 따라 수확 시 무게에 비해 무게 손실률이 증가하였으며, 오전 07:00시 수확에 비해 오후 15:00시 수확에서 처리에 따른 무게 손실률 차이가 컸다. 경도는 오전 07:00시와 오후 15:00시 수확 각각 6일째와 8일째까지 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 오후 15:00시 수확 시 예냉하지 않은 10°C 저장 처리는 저장 후 2일째에 과실의 경도가 유의적으로 가장 낮게 나타났다. 당도는 오전 07:00시와 오후 15:00시 수확에서 예냉처리하고 낮은 저장온도 처리에서 저장일수 경과함에 따라 높은 수치로 유지되는 경향을 보였다. 색도는 일중 수확시기 및 예냉 유·무에 관계없이 낮은 저장온도에서 명도를 나타내는 ‘L’ 값은 유의적으로 높았고 적색도를 나타내는 ‘a’ 값은 유의적으로 낮은 경향을 보였다. 잿빛곰팡이 발생률은 오전 07:00시 수확에 비해 오후 15:00시 수확 시 발생률이 높았으며, 공통적으로 예냉을 한 후 10°C에 저장한 처리에서 잿빛곰팡이 발생률이 현저히 높았다. 본 연구에서 07:00시에 수확하여 0°C 예냉 후 4°C에 저장하는 것이 가장 우수한 저장성을 유지하였다. 그러므로 온도가 낮은 오전에 수확을 하고 낮은 온도에 예냉과 저장을 하는 것이 바람직하다고 판단된다.
4,000원
7.
2020.04
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국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO2, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다.
일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정 구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO2의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.
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8.
2020.04
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본 연구는 폐쇄형 식물공장에서 시금치 수경재배시 세가지의 인공광이 생육, 광합성 및 품질에 미치는 영향을 규명하기 위해 수행되었다. 세가지 광 처리구는 적색 (660nm), 청색 (450nm) 및 녹색 (550nm) LED를 사용하여, R660 / B450 = 4/1 (RBL), R660 / B450 / G550 = 5/2/3 (WWL); R660 / B450 / G550 = 1/1/1 (WL) 비율로 혼합하였고, 동일한 광도로 설정하였다 (PPFD = 190 μmol‧m-2 ‧s-1). 생육조사결과 초장, 엽수는 WL이 가장 적었다. SPAD, 순광합성율, Fv/Fm, LAI, 근권부 생육은 RBL이 가장 높았고 통계적으로 유의하였다. 줄기, 잎, 뿌리의 생체중, 뿌리의 건물중은 세가지 처리구에서 유의한 차이를 보였다. 대조적으로 WL의 칼륨의 함량은 WWL과 RBL 가운데 가장 높았지만, 반면 칼륨과 철의 함량은 RBL이 가장 높았다. 비타민C 함량도 시험구간 유의한 차이를 보였다. 질소와 옥살산 함량은 WL이 가장 높았고, 용해성 고체와 비타민C 함량은 RBL이 가장 높았다. 옥살산, 질소 함량은 WWL에서 감소하는 경향을 보였고, RBL의 옥살산 함량은 WL와 WWL과 차이가 없었다. 모든 처리구에서 Salmonella, E.coli.는 감염되지 않았다. 결론적으로, RBL이 시금치의 생육에 적합하지만, 적색, 청색과 적정하게 혼합된 녹색광은 시금치의 생육에 긍정적인 영향을 미친다고 판단된다.
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9.
2020.04
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본 연구는 국내 특산식물이며 관상소재로 개발이 가능한 산꼬리풀의 효과적인 육묘조건을 구명하기 위해 수행되었다. 육묘는 토양 종류와 비료 농도, 차광정도, 추비 농도, 종자의 광원 전처리 및 채종 시기별로 각 요인을 달리하여 수행하였 다. 연구 결과, 산꼬리풀은 원예상토에서 생육이 우수하였으며, 혼용토에서는 비료 첨가 시 생육이 억제되었다. 차광은 55% 차광조건에서 무차광에 비해 전체적인 생육이 향상되었다. 고농도(1000mg·L-1)의 Hyponex는 육묘 시 생육을 촉진 하였으며, 파종 전 종자에 대한 적색광 조사는 추후 초장과 생체중 향상에 효과적이었다. 채종 시기는 2018년도 종자가 2017년 종자보다 생육이 우수하였다.
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10.
2020.04
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겨울철 재배 시 중∙소과종 수박의 안정적 생산을 위한 적정 줄기유인 수와 착과 위치를 구명하기 위하여 본 연구를 수행 하였다. 줄기유인 수를 위한 시험은 아들줄기를 각각 2, 3, 4줄기로 달리하여 유인하였다. 줄기유인 수에 따른 초장, 경경, 마디수 등 생육특성은 3, 4줄기보다 2줄기에서 높은 결과를 보였다. 그러나 과중, 과고, 과폭 등 과실특성은 4줄기에서 높게 나타났다. 당도와 착과율은 줄기유인 수에 따라 유의한 차이가 없었다.
착과 위치를 위한 시험의 착과 위치는 2, 3, 4번째 암꽃으로 달리하였다. 착과 위치에 따른 암꽃의 평균 착과마디는 각각 11.5, 15.8, 23.1마디였다. 착과 위치가 높아질수록 과중이 증가하여 2번째 암꽃에 비해 4번째 암꽃이 0.8kg 무거웠다. 그러나 당도는 착과 위치가 증가할수록 감소하여, 2번째 암꽃이 4번째 암꽃에 비해 1.3°Bx 높았다. 생육과 과실 특성을 종합적으로 고려하였을 때, 겨울철 중∙소과종 수박의 줄기유인 수는 3줄기, 착과 위치는 3번째 암꽃이 고품질의 수박의 생산을 위해 적합할 것으로 판단된다. 그러나 추후에 재식거리, 중∙소과종 품종의 다착과 등 수박 재배 농가의 소득 안정을 위한 다양한 연구가 필요하다고 생각된다.
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11.
2020.04
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파이프 골조 온실의 내구성 증대를 위하여 4가지의 부식방지 처리를 한 파이프를 실험온실 내부에 설치하여 20년경과 후 표면부식 상태와 강도 변화 실험을 실시하였다. 대기 중에 노출된 지상부위에서 무처리 파이프는 강도가 1.3%정도 줄었지만 다른 처리와의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 지하 매설부위에서 중방식 처리한 파이프의 강도는 0.6%정도 줄어 거의 변화가 없었으나 무처리는 15.7% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 방청 페인트나 아스팔트 도포는 4.2~4.4% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 지상부위는 모든 시료에서 심한 부식상태를 보이지 않았다. 중방식 처리는 변화가 없었고, 방청페인트 처리도 녹은 발견되지 않고 약간의 변색만 있었다. 아스팔트 도포는 검게 변색되고 약간의 녹이 발견되었으며, 무처리는 표면의 20~30%정도가 녹슨 것으로 나타났다. 지하 매설부위 무처리 파이프의 경우에는 전체가 완전히 녹슬어 있었고, 아스팔트 도포한 파이프도 표면의 80~90%가 녹슬어 있었다. 방청페인트 처리는 20~30%정도 녹슬어 있었고, 중방식 처리는 거의 변화가 없었다. 중방식 처리는 지하 매설부위에서도 확실한 부식 방지 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었고, 방청페인트 처리도 어느 정도 부식 방지 효과를 나타내고 있으므로 현장에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
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12.
2020.04
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본 연구는 Agastache 속 여러 종에서 국내 자생지 환경요건에 적합하면서 생육 및 기능성 물질 함량면에서 가장 최적의 종을 선정하고자 하였다. 첫째, 11종의 배초향(Agastache)속 종자를 구입하여 미국 농무성(USDA) 식물 내한성 지도(plant hardiness zone map) 및 국내 식물 내한성 지도를 참고하여 11종에서 생육 및 기능성 분석을 할 5종을 선정하였다. 둘째, 배초향(Agastache) 속 5개 품종인 A. cana, A. foeniculum, A. rugosa ‘Spike Blue’, A. rugosa ‘Spike Snow’, A. rupestris에 대해 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 엽수, SPAD, 지상부 생체중 및 건물중, 지하부 생체중 및 건물중 등의 생육 분석을 실시하였다. 생육 분석 결과, A. rugosa SB 및 A. rugosa SS 종에서 전체적으로 균형 있게 높은 수치를 나타냄을 알 수 있어, 생육 부문에서는 A. rugosa 계통의 품종이 다른 품종에 비해서 유리하다고 볼 수 있다. 셋째, rosmarinic acid, tilianin, acacetin 성분에 대해 단위 중량당 함량 및 식물체 1중당 함량 등의 기능성물질 함량 분석을 실시하였다. 기능성 물질 분석 결과, A. rugosa 계통 종에서 기능성 물질 및 항산화물질 함량이 유의적으로 높았으며, 이는 생육 결과값과 정비례적인 연계성이 크다고 보여진다. 따라서, 배초향(Agastache)속 종에 대한 생육과 기능성 부분을 종합적으로 고려할 때, A. rugosa SS 및 A. rugosa SB 등 A. rugosa 계통이 가장 최적의 고부가가치 작물로 적합할 것이라고 판단된다.
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