컴퓨터 시스템의 성능 및 다양한 전산모사 프로그램의 발전으로 더 복잡한 원소로 이루어진 화학시스템의 해석이 가능해지고, 그에 따라 분자동역학 전사모사를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 기존에는 실험위주로 진행되던 고분자 막에 대한 기체 투과 특성을 계산하는 연구가 관심을 받고 있고, 식품포장, 의약품등에 사용되고 있는 기체차단성 막 에 대한 분자동역학 연구가 많이 이루어지고 있다. 최근 실크 피브로인을 이용해 코팅막을 만들었을 때 기체 차단 효과가 나 타난다는 보고가 있었고, 본 연구에서는 이러한 실크 피브로인을 활용해 복합막을 만들었을 때 산소 차단 효과가 나타나는지 확인하고자 분자동역학 전산모사를 이용해 연구를 진행하였다. 단일 모델을 제작하고 기체 투과 특성을 계산하고 실험값과 비교를 통해 모델이 실제 실험 결과를 반영하는 것을 확인하였고, 실제 복합막 모델을 만들어 고분자 내에서 기체 이동경로 분석을 진행한 결과 산소 분자가 피브로인 영역을 통과하지 못하고 막히는 것을 보여주었다. 따라서, 실크 피브로인이 도입된 복합막이 산소 차단 성능이 우수하여, 식품포장 등에 유용할 것으로 기대된다.

Korean melon (Cucumis melo L.) is an environment in which most farming work can affect the increase in musculoskeletal diseases, and the stems are attracted to the ground in order to grow no-heating cultivation. In this study, growth and productivity were compared according to the type of high-bed. The narrower the surface area at the bottom of the high-bed, the faster the initial growth, which was advantageous. The bed is which the height if 70 cm, the surface temperature has risen due to the increase in direct solar radiation inflow since April, requiring side light blocking to block the inflow of solar radiation. In terms of fruit quality, the 200 cm width treatment had higher fruit sugar content and better hardness than the 160 cm treatment. From April to September, the total yield was 6.8 kg/plant of treatment A, 8.7 kg/plant of treatment B, 5.8 kg/plant of treatment C, treatment B mainly 50% higher than treatment C, and 27% higher than treatment A. Therefore, the bed form suitable for Korean melon high bed is 200 cm wide, 40 cm high between the surface and the bed, and the surface of the passage between the beds is 30cm high from the ground to the bed.

참외는 동북아시아 지역에서 대부분 재배되고 있고, 한국에 서 주로 생산되는 과일로서 단위면적당 수확량은 지속적으로 향상되고 있지만 재배방식은 토경재배에 국한되어 있기 때문 에 규모화, 생력화를 위한 수경재배 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 보온부직포를 이용한 수경재배로 참외를 재배할 때 영양생장기 배양액 내 질산태질소 비율에 따른 참외 생육 의 변화를 확인했다. 배양액에서 질산태질소 비율이 증가할 수록 초장은 길어지고, 엽장, 엽폭, 절간장도 함께 증가하였다. 생육 30일차의 SPAD값은 질산태질소 비율이 증가할수록 감 소하였다. 질산태질소 비율에 낮을수록 암꽃 개화가 빨리 되 었고, 과실 성숙에서는 처리 간 차이가 없었다. 질산태질소 비 율에 따른 과실의 형태는 차이가 없었고, 경도는 질산태질소 의 비율이 낮을수록 높아 과실이 단단하였다. 3월에서 7월까 지 총 수확량은 KM3 5,650kg/10a, KM1 4,439kg/10a로 KM3가 27% 높았고 특히, 참외 가격이 높은 3월에서 5월까지 수량은 KM3가 KM1보다 36% 높았다. 따라서 12월 정식되 어 봄철부터 생산되는 참외의 수경재배에 적합한 질산태질소는 6.5－10me·L-1 수준으로 공급하는 것이 적당할 것으로 판 단되었다.

화석연료의 사용에 따른 지구 온난화 및 기상 이변으로 인하여 온실가스 저감 문제가 대두되고 있으며, 그에 따 라 에너지 소모 없이 셀프 쿨링이 가능한 소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 실크는 천연 쿨링 소재로 알려져 있으나, 기존의 혼합 공정에서는 실크를 화학적으로 분말화 시키기 때문에 복사 냉각 효과가 사라지는 문제점이 있어, 복사냉각을 위한 필름 또는 코팅제 형태로 제조하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 실크 피브로인의 고유구조를 훼손 하지 않는 물리적 분쇄 공정을 거친 실크 분말을 사용하여 다양한 형태의 막을 제조하고, 코팅제로서의 적용가능성을 살펴보 고자 연구를 수행하였다. 이를 위해 실크 피브로인 분말이 도입된 전기방사 복합막 및 평막 형태의 복합막을 제조하였으며, 용액의 점도가 막 제조 및 제조된 막의 물성에 큰 영향을 미치는 것을 관찰하였다.

본 연구는 논토양에서 돈분액비의 시용이 화본과 및 두과 녹비작물의 생육과 양분공급량에 미치는 영향을 조사하기 위해, 화본과 녹비작물과 두과 녹비작물을 파종하여 돈분액비 시용유무에 따라 biomass 및 양분공급량을 조사하였다. 파종된 화본과 녹비작물은 호밀(Secale cereale L.)과 청보리(Hordeum vulgare L.)이었으며, 두과 녹비작물은 자운영(Astragalus sinicus L.)과 헤어리베치(Vicia villosa roth)이었다. 돈분액비를 투입함에 따라 녹비작물의 biomass는 유의성 있게 증가하였으며, 돈분액비 무시용구 대비 돈분액비 시용구의 biomass 증가율은 청보리(154%) > 호밀(138%) > 헤어리베치(45%) > 자운영(41%)순으로 높았다. 녹비작물의 양분공급량도 biomass와 마찬가지로 돈분액비를 투입함에 따라 유의성 있게 증가하는 경향이었으며, 돈분액비 무시용구 대비 돈분액비 시용구의 N, P2O5 및 K2O 공급량은 각각 205∼220, 109∼197 및 166∼184% 범위이었다. 돈분액비를 투입함에 따른 녹비작물의 biomass와 양분공급량 증가율은 전반적으로 두과 녹비작물보다 화본과 녹비작물에서 매우 우수한 경향이었다. 특히, 화본과 녹비작물의 증가된 양분공급량은 두과 녹비작물에 비해 약 3배 정도 더 높았다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 돈분액비 시용에 따른 양분이용효율은 화본과 녹비작물(호밀 및 청보리)이 두과 녹비작물(자운영 및 헤어리베치)에 비해 더 효과적인 것으로 판단된다.

참외 재배시설의 광 환경 개선을 위하여 필름두께, 자외선 차단율, 적외선 흡수율이 다른 polyolefin계 필름 3종(J-1, J-2, J-3), polyethylene계 필름(K-1, K-2 농가에서 관행으로 사용하는 폴리에틸렌 필름(K-3)을 대조구로 시험한 결과, 보온성은 K-3처리구에 비하여 J-2 처리구에서 가장 높았고 J-3, J-1 순이었다. 초기생육, 암꽃 개화 및 수확소요일수는 재배지역과 품종에 따라 다소 차이는 있으나 K-3 처리구에 비하여 J-1, J-2, J-3 처리구에서 초기생육이 촉진되었고 첫 수확소요 일수도 10일 이상 단축되었다. 10a당 상품수량은 K-3 처리구의 991kg에 비하여 J-1, J-2, J-3, K-1 및 K-2 처리구에서 각각 21%, 37%, 24%, 13%, 4%증가하였다. 특히 J-1, J-2, J-3 및 K-1 처리구는 초기, 중기, 후기의 수량 비율이 각각 50%, 40%, 10%로 초기 및 중기의 수량이 많았다. 이상의 결과로 볼 때 보온성이 강화된 polyolefin계 필름은 저온기 참외 시설재배 시 생육을 촉진시켜 수확소요 일수를 단축시키고 조기수량을 증가시키는 것으로 생각된다.

토양수분 조건 및 송풍처리가 참외 발효과 발생에 미치는 영향을 검토한 결과는 다음과 같다. 토양수분이 과다한 조건(-10kPa)에서 뿌리로부터 수분흡수는 많고 저온다습의 기상조건으로 증산이 억제될 때 흡수된 수분이 삼투압이 낮은 과실부위 특히 당 농도가 높은 태좌부로 이동하여 물찬 참외가 발생하는 것으로 생각된다. 참외 발효과는 신토좌, 엘리트 등 세력이 강한 대목에서 많이 발생하고 세력이 약한 홍토좌 대목에서는 적게 발생하고 자근묘에서는 발생하지 않았다. 과실부위 송풍처리로 신토좌, 엘리트, 홍토좌, 자근묘 등 대목의 종류와 관계없이 발효과가 발생하지 않았다. 과육 및 태좌부의 칼슘함량은 무처리구에 비하여 송풍처리구에서 유의하게 높았으며 acetaldehyde, ethanol, ethylacetate 등 발효산물의 함량도 적었다.

참외 발효과 발생에 영향을 미치는 증산과 관련된 몇 가지 요인을 검토한 결과는 다음과 같다. 참외의 증산율은 지온이 높고 토양수분 함량이 많을수록 높았으며, 광도가 약하여 온도가 낮을 경우 증산율과 기공 전도도가 낮아졌고, 저온 다습한 기상조건에 의한 증산의 억제는 식물체와 대기사이의 증기압기울기가 낮아지는 것으로 생각된다. 발효과 발생은 과실의 비대가 느린 착색기 이후에 토양수분이 -10 kPa로 많고, 저온 다습하여 참외와 대기 사이에 증기압기울기가 낮게 형성되어 증산이 억제될 때 발생하였다. 따라서 참외의 발효과 발생은 착색기 이후 참외의 과실 비대가 지연되는 반면 지온이 높아 뿌리로부터 지상부로 수분의 공급이 원활하고, 저온 다습한 기상조건하에 수분의 증산이 억제되어 수분이 태좌부로 유입되면 발효과가 발생되는 것으로 생각된다.

대목의 종류가 참외의 생장, 비대 및 품질에 미치는 영향을 검토한 결과는 다음과 같다. 참외 지상부의 생육은 자근묘에 비하여 접목묘에서 생육이 빨랐으며, 접목묘 중에서는 홍토좌 보다는 엘리트, 신토좌에서 우수하였으며, 초장, 엽수 등 생육은 정식 30일 후부터 급격한 신장을 보였다. 과장과 과폭의 비대속도는 대목종류간에는 큰 차이가 없었다. 과실의 품질을 조사한 결과 자근묘에 비하여 세력이 강한 엘리트, 신토좌접목묘에서 과중은 무거웠으나, 당토는 엘리트 접목묘 12.5˚Brix에 비하여 자근묘에서 1.4˚Brix 더 높았다.

참외의 대목종류가 뿌리의 발달과 활력에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 자근묘에 비해 접목묘의 뿌리 생장이 우수하였으며 접목묘 중에서는 세력이 강한 품종으로 알려진 '신토좌', '엘리트호박'의 생장이 좋았다. 뿌리의 활력과 관련된 일비액의 분비는 자근묘보다 접목묘에서 우수하였고 뿌리의 발달과 일비속도의 증가는 지온변화와 높은 상관관계를 나타내어 지온이 상승할수록 뿌리 발달이 촉진되고 근 활력이 우수하였다. 과실의 수량은 접목묘에서 무거웠으나 품질은 자근묘에서 높았다.