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.30 No.2 (2021년 4월) 10건
1.
2021.04
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본 조사는 국내에서 작물재배용으로 생산 및 시판되는 복합 비료와 축산분뇨 퇴비에 함유된 CO2와 CH4의 양을 개략적으로 알아보고자 실험적으로 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 복합비료의 한 포대에서 계측된 CO2의 농도는 계측한 날짜와 관계없이 평균 약 1,733.3ppm 정도로 일정하게 나타났다. 비료 한 포대당 함유된 양은 0.067kg 정도였고, 비료의 단위 무게는 3.35×10 -3 kg·kg -1 정도였다. 국내에서 농업용으로 출하된 복합비료는 평균 885,750t·yr -1 이었다. 이 양을 기준으로 복합비료 자체에 함유된 CO2의 양은 약 2.9백 만 t·yr -1 정도로 추정할 수 있었다. CH4의 경우, 측정 개시일에 한 포대에 76.8ppm(포대당 2.949×10 -3 kg, 단위 무게당 0.15× 10 -3 kg·kg -1 ) 정도 나타낸 후, 그 이후에는 측정되지 않았다. 퇴비에 함유된 CO2의 양은 구멍의 폐쇄 및 개방 여부에 관계없이 측정 일이나 측정구에 따라 계측기의 최대 측정범위인 10,000ppm을 초과하는 경우도 있었지만, 최대인 10,000ppm 이라고 가정하고 검토하였다. 따라서 최대인 10,000ppm이라고 가정하고 검토한 결과 한 포대당 함유된 양은 0.506kg 정도 였다. 퇴비 구멍의 폐쇄 및 개방 여부에 따라 CH4의 농도가 증감하는 것으로 나타났다. 퇴비 한 포대에 함유된 CH4의 양은 약 2.53kg 정도였다. 이 양을 국내에서 생산된 고형퇴비의 평균 생산량과 비교하면, 약 4.7백만 t·yr -1 이상이 될 것으로 추 정할 수 있었다. 고추재배 포장에서 배출되는 CO2의 양은 측 정 종료 때까지 평균적으로 8,040ppm 정도였다. 나지의 경우, 시간의 경과와 함께 CH4의 농도는 점차 감소하였고, 최대 1,700ppm에서 거의 제로 상태까지 약 50일이 소요되었다.
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2.
2021.04
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본 연구는 갯방풍의 생장 및 생리활성화합물 함량에 대한 NaCl 농도 및 처리 시기의 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 첫 번째 실험에서 갯방풍 묘는 온실에서 호글랜드(EC 1.5dS·m -1 , pH 6.5) 배양액에 NaCl 40, 80, 120, 160, 200mM 을 첨가하여 담액식 수경재배 시스템에 정식 후 30일 동안 재배되었다. 두 번째 실험에서 갯방풍은 수확 10일 전, 5일 전에 양액에 NaCl 50, 100, 150, 200mM을 첨가하여 담액식 수경 재배 시스템에서 50일 동안 재배되었다. 두 실험 모두 NaCl 처리를 하지 않은 것을 대조군으로 사용했다. 식물 생장과 광합성 특성, 총 페놀함량, 총 플라보노이드 함량, 항산화 활성이 조사되었다. NaCl 농도가 80mM 이상일 때 갯방풍의 생육이 유의적으로 감소하였다. 두 번째 실험에서 엽수, 엽면적, 지상부와 지하부 건물중 같은 생육 특성은 수확 10일 전 50mM NaCl에서 유의적으로 우수했다. 광합성률은 대조구와 50mM NaCl 처리에서 가장 높게 나타났으며, 처리 시기와 관계없이 NaCl 농도가 100mM 이상일 때 유의적으로 감소하였다. 또한, 100mM 이상의 NaCl 농도에서 잎의 가시적 피해가 관찰되었다. 총 페놀함량 및 플라보노이드 함량은 수확 5일 전 200mM 처리에서 가장 높았다. 그러나, 항산화 활성은 대조구와 수확 10일 전 50mM 처리에서 가장 높았다. 결론적으로, 수경재배 시 양액에 수확 10일 전 50mM의 NaCl을 처리하는 것이 고품질 갯방풍 생산에 효과적이었다.
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3.
2021.04
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본 연구는 광전환필름에 의해 변형된 태양광 하에서 채소류의 묘소질과 광합성 특성에 미치는 영향을 구명하기위해 수행 되었다. 상추와 배추, 오이 종자를 원예용 상토로 충진된 50구 플러그 트레이에 파종하고, 광전환 필름(SCF)과 상업용 폴리 에틸렌 필름(대조군) 하에서 재배하였다. 대조군 대비 SCF에 투과된 태양광 스펙트럼은 청-녹색광은 감소하고, 적색광은 증가했으며 R/FR 비와 R/B 비가 증가하여 묘의 광합성과 생육, 형태형성 측면에서 영향을 미치기에 충분한 수준이었다. 광합성속도는 SCF 하에서 자란 배추와 오이 묘에서 유의적으 로 증가했으며, 최대 광합성속도는 각각 23%, 19% 높게 나타 났다. 상추의 경우, SCF 처리구에서 생육이 유의적으로 감소 하였으며 도장하였다. SCF 필름 하에서 자란 배추의 경우, 형태적인 차이는 없었으나 잎의 건물중이 증가하여 묘의 충실도가 유의적으로 증가했고 왜화율은 10%로 나타났다. SCF 처리구의 오이 묘는 생육에 차이는 없었으나 엽병 및 초장이 유의적으로 감소하여 왜화율이 24%로 높게 나타났다. 결론적 으로 SCF에 의해 변형된 태양광 스펙트럼은 배추와 오이 묘의 광합성 효율을 증가시키고 묘소질을 향상시켰다고 판단되었다.
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4.
2021.04
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본 연구는 플라즈마 발생 장치를 수경재배 시스템과 결합하여 상추를 재배하고 수확 후 플라즈마 활성수와 과산화수소 0, 3, 6% 농도에 침지 처리를 하여 생육량 및 바이오 활성 물질 함량을 비교하였다. 고농도의 과산화수소로 인하여 근권부 생체중이 저해되는 결과를 나타냈으며, 엽장과 근권부 생체중을 제외하고는 유의적 차이가 발생하지 않았다. 상추 지상부의 chlorogenic acid와 4-hydroxy3-benzoic acid, 4-hydroxy benzoic acid 그리고 지상부 총 페놀 함량은 과산화수소 6%에 서 유의적으로 가장 높았다. 하지만 근권부에서 측정된 이차 대사산물인 quercetin 및 근권부 총 페놀 함량은 과산화수소 처리구보다 플라즈마 활성수에서 유의하게 높았다. 과산화수소 처리 기간 동안 상추의 뿌리는 직접적인 피해를 받으며 괴사하였으나, 잎에서는 과산화수소 6% 처리에서 바이오 활성 물질이 증가하는 결과를 나타내었다. 플라즈마 활성수 처리 상추는 생리 장해가 발생하지 않았으며, 과산화수소 6% 처리와 유사한 양의 이차대사산물 증대 효과를 나타내었다. 또한, 뿌리의 바이오 활성 물질 함량이 가장 높았던 결과 등을 고려 할 때 근채류 및 엽채류의 수경재배에 플라즈마 기술을 적용할 시 작물의 바이오 활성 물질 함량을 증대시키는 데 효과적일 것으로 판단된다.
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5.
2021.04
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기후변화로 인하여 이상 기상이 잦은 빈도로 발생하고 있어 사계절 균일한 규격의 채소 접목묘를 생산하기 위한 새로운 시스템이 필요하다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템은 사계절 외부 기상의 영향을 받지 않고 균일한 모종을 생산할 수 있어 공정육묘장에서 도입을 검토하고 있다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템의 환경 프로파일을 위하여 광량(수직 분포; 광원으로부터의 거리 255, 205 및 105mm, 수평 분포; 150 × 150mm 간격으로 총 45점), 광질, 기온 및 상대습도(수직 분포; 지면으로부터 615, 980, 1,345 및 1,710mm, 총 12개 지점)에 대하여 프로파일을 하였다. 오이 육묘 및 환경 프로파일 기간 육묘 모듈의 광량은 150μmol·m -2 ·s -1 , 일장은 16/8h, 기온은 25/20℃ 및 상대습도는 70/85%로 설정하였다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템이 균일한 모종을 생산하는지 평가하기 위하여 ‘조은백다다기’ 오이를 파종 후 8일에 생장을 조사하였다(n=20). 육묘 모듈의 광량은 광원으로부터 거리가 255mm였을 때 167.2 ± 35.7였으며 설정치와 유사하였다. 광원으로부터 거리가 가까워진 곳에서 광량은 각각 11과 23% 증가하였으나, 표준편차가 1.8배 증가하였다. 인공 광원의 적색광/근적색광의 비율은 3.6이었다. 지면으로부터 615, 980, 1345 및 1710mm 떨어진 곳에서 육묘 모듈의 주/야 기온은 각각 24.7/19.5, 24.6/19.5, 24.7/19.4 및 24.7/19.6℃였다. 육묘 모듈의 높이에 의한 위치별 기온의 차이는 없었으나, 주/ 야 기온의 설정 값과는 각각 0.3 및 0.5℃의 차이는 있었다. 육묘 모듈의 상대습도도 위치별로 차이가 없었으며(71/84%), 상대습도의 설정값과 비교해도 1%의 차이로 매우 정밀하게 제어되었다. 파종 8일 후 오이 모종의 초장, 엽면적, 생체중 및 건물중은 각각 4.1 ± 0.1cm, 24.1 ± 3.7cm 2 , 0.7 ± 0.13g 및 0.05 ± 0.008g이었으며, 초장의 변이 계수가 약 2.4%이하로 매우 균일한 오이 모종을 생산하였다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템에서 모종 생산에 큰 영향을 미치는 환경요인들 을 수직· 수평으로 프로파일하여 분석하였을 때 기온 및 상대 습도는 매우 정밀하고 정확하게 제어되었으며, 광량 및 광질도 오이 모종을 생산하기에 충분히 적절 하였다. 본 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템을 보급한다면, 연중 균일한 우량 접목묘 생산을 위한 접수· 대목을 육묘 할 수 있을 것으로 기대 된다.
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6.
2021.04
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본 연구는 고품질 수박 접수 및 대목의 효율적인 생산을 위한 식물공장형 육묘시스템 내 적정 기온 및 광 환경을 구명하고자 수행되었다. 서로 다른 주야간온도차를 가진 3개의 기온 처리구(25/20, 26/18, 27/16°C)와 5개의 광량 처리구(50, 100, 150, 200, 250μmol·m -2 ·s -1 )를 조합하여 총 15개의 처리구를 설정하여 수박 접수와 대목을 식물공장형 육묘시스템에 서 6일간 육묘하였다. 수박의 접수 및 대목의 묘 소질은 주야간 온도차와 광량의 개별적 영향뿐만 아니라 교호작용도 매우 크게 받았다. 수박 접수 및 대목의 하배축장은 증가되는 광량에 의해 억제되었다. 수박 접수 및 대목의 엽면적은 150μmol·m -2 ·s -1 광 조건까지는 증가하였으나, 이 이상의 광조건에서는 증가 하지 않았다. 수박 접수와 대목의 건물중 및 충실도는 증가하는 광량에 의해 높아졌으나 광이용효율은 감소하였다. 전체적으로 수박의 접수 및 대목 소질은 큰 주야간온도차 처리에서 불량해졌고, 주야간의 급격한 온도변화는 작물에게 스트레스로 작용한 것으로 판단된다. 따라서 수박 접수 및 대목의 형태, 생육, 에너지효율 등을 고려하였을 때, 식물공장형 육묘 시스템 내 수박 접수 및 대목 효율적인 생산을 위한 적정 기온 및 광량 조건은 25/20°C 및 150μmol·m -2 ·s -1인 것으로 확인되었다.
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7.
2021.04
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온도와 CO2 농도는 버섯의 생육과 품질에 영향을 미친다. 특히, 버섯의 호흡에 의한 고농도 CO2는 버섯의 생리 장해를 발생시킨다. 본 연구에서는 생육 시기와 솎아내기 여부에 따른 새송이 버섯(Pleurotus eryngii (DC.) Quél)의 CO2 발생 속도를 정량화 하였다. 버섯의 자실체를 포함하는 배지의 CO2 발생 속도는 솎아내기 전에 비해 후에 통계적으로 유의미한 상승을 보였다. 호흡 모델에서 자실체의 유지 계수와 CO2 발생 계수는 온도에 따른 이차식으로 표현되었다. 버섯 1병의 CO2 발생 속도 모델에 의한 추정치는 실측치와 검증을 통해 R 2 = 0.71의 결과를 나타내었다. 이로부터 버섯의 CO2 발생 속도는 생육 시기에 따라 지수적으로, 16℃에서 25℃ 범위에서 이차함수 형태로 증가함을 확인하였다. 본 연구에서 정립한 새송이 버섯의 CO2 발생 속도 모델은 새송이버섯을 재배사의 CO2 와 온도 관리를 위해 사용될 수 있다.
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8.
2021.04
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인공광 이용형 식물공장에서 인공광원의 전력 소모는 작물 생산 비용을 증가시키는 주요한 요인이다. 따라서 인공광원의 광 이용효율을 향상시키는 것은 식물공장의 경제성 확보에 중요한 사안이다. 본 연구의 목적은 다양한 스펙트럼을 갖는 백색 LED와 원적색광을 추가한 다양한 백색 LED에서 재배 된 이고들빼기의 생산성과 광 이용효율을 비교하는 것이다. 파종 후 3주된 이고들빼기 묘는 심지 이용 수경재배 시스템에 정식되었고, 기온 20 ± 0.1°C, 상대습도 60 ± 0.1%, 이산화탄소 938.2 ± 5.8μmol·mol -1 , 광도 PPFD 250.6 ± 0.6μmol·m -2 ·s -1 , 광주기 16시간으로 설정된 인공광 이용형 식물공장에서 5주 재배되었다. 광질 처리조건은 대조구로 식물재배용 3가지 백색 LED(CL 1, CL 2, CL 3), 백색 LED 그룹[Warm W(WW), Neutral W(NW), Neutral W + Red(NWR), Cool W(CW)], 원적색광이 추가된 백색 LED 그룹(WWFR, NWFR, NWRFR, CWFR)이 사용되었다. 백색 LED에 원적색광의 추가는 지상부 생육특성 항목(생체중, 엽장, 엽면적)을 증대시켰고 WWFR 의 지상부 생장이 유의적으로 가장 높았다. 반면에 원적색광의 보광은 엽록소 함량을 감소시켰고 플라보노이드 지수에는 영향을 주지 않았다. 재배기간 동안의 총 소비전력은 CL 1에서 가장 낮았고 WWFR의 총 소비전력이 가장 높았다. WW와 WWFR의 광 이용효율이 높았으며 백색 LED에 원적색광의 추가는 광 이용효율을 3–15% 증대시켰다. 따라서, 백색 LED 에 원적색광의 보광은 작물의 생산성과 광 이용효율을 향상시켜 작물의 생산비용을 감소시킬 수 있었다.
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9.
2021.04
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토양 콘의 무게를 기반으로 한 간단한 토양 수분 측정 방법이 개발되었다. 토양 콘은 토양으로 채워진 원추형 다공성 세라믹 컵이다. 세 가지 토양 샘플에서 코어 방법과 FDR (Frequency Domain reflectometry) 방법에 의한 토양 수분 함량은 직선 회귀식의 결정계수가 각각 0.92－0.98 및 0.97－ 0.99였으며, 선형 관계였다. 토양 세라믹 콘 내부 토양의 체적 수분 함량과 콘 내부 토양 수분 중량 및 FDR의 센서 값의 회귀 결과 결정계수가 각각 0.96 및 0.97였다. 토양 콘 중량과 FDR 센서 값(r 2 = 0.99, p < 0.001) 사이는 높은 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 토양 콘의 무게를 측정하여 토양 수분 함량을 측정할 수 있었다.
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10.
2021.04
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본 연구에서는 토마토 유전자원 49점을 대상으로 엽록소형 광 측정 프로토콜인 Quenching act 2를 이용하여 염류 스트레스 수준을 구분할 수 있는 엽록소형광 매개변수를 선발하기 위해 수행되었다. 염류 스트레스 평가는 3엽기 유묘 단계의 토마토 유전자원 49점을 대상으로, 1일 1회 NaCl 400mM로 저면관수를 처리하였다. 염류 스트레스 처리 4일차에 토마토 유묘의 지상부 생체중, 엽록소 및 프롤린 함량 분석을 실시하였 다. 토마토 유전자원 49점의 지상부 생체중 및 엽록소 함량은 대부분 감소하였으며, 프롤린 함량 증가율은 유전자원 별로 유사하였다. 대표적인 12개의 엽록소형광 매개변수는 염류 스트레스에 노출되는 기간이 길어질수록 증감하는 경향을 보였으며, 염류 스트레스에 노출될수록 Y(NO)는 증가하였다. 본 연구결과에서 유전자원 49점의 광계Ⅱ의 비조절 에너지 소산의 양자 수율[Y(NO)]은 염류 스트레스 하에 차이를 보였으 며, 염류 스트레스에 저항성을 지닌 염류 저항성 유전자원과 염류 스트레스에 감수성 유전자원 간의 차이를 확인할 수 있는 엽록소형광 매개변수로 판단되며, 토마토 유전자원에 대해 염류 스트레스 수준을 평가할 수 있는 보완적인 도구로 활용 가능하다고 판단된다.
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