본 연구는 딸기 온실 내부의 방대한 환경인자를 활용하여 판별분석을 실시하고 딸기의 재배 베드 단수에 따른 온실 내부의 환경인자를 분석함으로 써, 딸기 분야에서 계측된 데이터의 활용성을 높이기 위한 기초자료로 활용할 목적으로 수행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 환경인자별(온도, 습도, 이산화탄소 농도, EC 및 pH) 동질성 검정의 유의확률은 각각 0.0001, 8.2788E-38, 4.3310E-85, 1.3001E-16 및 0.0001로서 설정한 유의수준 0.05보다 낮게 나타났다. 그리고 분석결과 판별함수식은 F(x)1 = –60.5664 -0.1339×Temperature –0.0087×Humidity +0.0018×CO2 +0.1014×EC +8.3860×pH, F(x)2 = –12.4928 +0.1963×Temperature –0.0024×Humidity +0.0254×CO2 –0.0187×EC –0.3651×pH로 도출되었다. 판별함수식의 정확도는 대상 온실 A (81.1%) 및 B (96.1%)보다 대상 온실 C (100.0%)에서 높은 것으로 나타났다. 예측 가능한 대상 온실별(A, B 및 C) 분류함수는 각각 – 1836.7035 – 2.8733×Temperature + 0.1355×Humidity + 0.4186×CO2 + 7.4351×EC + 484.5901×pH, – 1710.8369 – 2.7701×Temperature + 0.1550×Humidity + 0.3937×CO2 + 7.2482×EC + 468.1477×pH, – 2291.7125 - 3.9756×Temperature + 0.0723× Humidity + 0.4177×CO2 + 8.1961×EC + 546.8476×pH로 나타났다. 특히 판별함수식을 근거로 환경인자별 새로운 측정값이나 자료를 입력하였을 때, 특정 그룹으로 분류가 가능함으로써 데이터의 특징을 파악할 수 있다. 이러한 환경인자는 식별을 용이하게 함으로써 환경인자 측정값의 활용도를 높여주는 방법이라고 판단된다.

The purpose of this study was to investigate the quality characteristics of bread made with 1%, 3%, 5%, and 7% of Bigeumdo Seomcho powder (Spinacia oleracea L.). The pH of dough and bread decreased as the amount of addition increased; 7% indicated the lowest. The moisture level correlated negatively with the powder addition, but the difference was not statistically meaningful (p<0.05). As the amount of addition was increased, the intensity of color increased but the volume decreased. The brightness and redness of the bread decreased as the amount of addition increased. The volume, specific volume, and baking loss rate correlated negatively with the powder addition. Regarding springiness, cohesiveness, and gumminess, the experiment group was higher than the control group and they lowered as the addition amount increased. The brittleness showed positive correlation with the addition amount. Out of the amino acids of bread, glutamic acid showed the highest value as the amount of addition was increased. Overall, it is possible to produce bakery bread using functional ingredients.

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.

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.

본 연구에서는 딸기 재배온실의 최적 환경 구현에 필요한 시스템 선정을 위한 기초자료로 활용할 목적으로 딸기의 엽온을 측정하여 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 실험 온실의 최대, 평균 및 최소 광투과율은 각각 64.9%, 58.3% 및 48.5%로 나타났다. 그리고 엽온은 재배시기나 처리구별 및 환기의 유무 등에 따라 다르게 나타나는 경향을 보였다. 실험기간 동안 상하 잎의 엽온과 기온의 편차는 –2.4∼3.7℃정도의 범위로 나타났다. 정식 직후에 엽온과 기온과의 차이가 3.7℃정도로써 가장 큰 차를 보였고, 생육이 왕성한 시기에도 전체적으로 엽온이 약간 높은 경향을 보이긴 하지만 엽온이 –2.4∼-2.3℃정도 낮은 경우도 있었다. 그리고 재배후기에는 엽온과 기온 간에는 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 엽온과 일사량 및 주변공기와 결정계수가 각각 0.4567 및 0.8826정도로써 일사량보다 엽온은 주변공기의 온도에 더 민감한 것을 알 수 있었다. 엽기온차와 옥외 수평면 일사량, 평균 및 최소 상대습도와의 상관관계가 거의 없는 것으로 나타났다.

본 연구는 기존에 사용하여 왔고, 최근에 온습도의 정확도를 검증하였던 강제 흡출식 복사선 차폐장치 (Aspirated Radiation Shield; ARS)와 모 기업(A 회사)에서 개발한 시스템으로 측정한 온습도를 비교하여 성능을 검토한 후, 시스템의 성능을 개선할 목적으로 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 딸기의 무성도가 두 계측시스템에 영향을 미친 경우를 제외하면, 전체적으로 볼 때 플레이트 2개의 시스템이 1개보다 복사선 차폐효과가 미미하지만 좋은 것으로 나타났다. 그리고 A회사의 시스템과 ARS장치로 측정한 최고온도의 전체적인 범위는 각각 20.5~53.3oC 및 17.8~44.1oC정도로써 A사 제품이 2.7~9.2oC정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 12.2oC 정도였다. 평균온도의 경우, 두 기관의 전체적인 범위는 각각 12.4~38.6oC 및 11.8~32.7oC정도로써 A사 시스템이 0.6~5.9oC정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 6.7oC정도 였다. 최저온도의 경우도 각각 4.2~28.6oC 및 2.9~26.4oC정도로써 A사 제품이 1.3~2.2oC정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 2.9oC정도로써 두 기관의 장치로 측정한 온도에 편차가 있는 것으로 나타났다. 또한 상대습도의 경우, A회사와 ARS장치로 측정한 평균상대습도의 전체적인 범위는 각각 52.9~93.3% 및 55.3~96.5%정도로써 A회사의 시스템이 ARS장치보다 2.4~3.2%정도 낮게 나타나는 경향을 보였다. 그러나 일별로 비교하여 보면, 최대 18.0%정도 A회사의 시스템이 낮게 나타나는 날도 있었다. 결국 상대습도 도 온도와 마찬가지로 미미하긴 하지만 두 기관의 장치로 측정한 온도에 편차가 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 수평 원통형 퇴비화 장치를 이용하여 퇴비를 생산할 때, 폐사축을 동시에 처리할 수 있 는 가능성 여부를 판단하기 위하여 실험을 진행하였다. 그 결과 중금속의 경우, 아연의 함유량이 일반 운전의 일부 측정구와 폐사축 운전의 전체 측정구에서 허용함유량 보다 초과하는 것으로 나타났다. 특히 폐사축 운전의 경우, 구리 함량도 일반 운전에 비해 높게 나타났다. 우드칩 운전의 경우, 모든 중금속이 허용치보다 낮게 나타났으며, 구리, 카드뮴 및 비소의 경우는 폐사축 운전과 유사하거나 동일 수준으로 나타났다. 단지 니켈의 함유량이 29.5~63.8% 정도로써 일반 및 폐사축 운전에서 각각 9.3~18.0% 및 15.8~18.0% 정도 함유한 것에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 그리고 크롬의 경우도 14.2~31.9% 정도로서 일반 및 폐사축 운전에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 통합 운전의 경우도 모든 중금속이 허용치보다 낮게 나타났으며, 구리와 아연의 함유량은 각각 34.9~54.5% 및 53.1~75.9% 정도로서 우드침 운전의 경우인 48.9~52.6% 및 64.6~85.9% 정도와 유사하였다. 그리고 우드칩 운전에서 다소 높게 나타났던 크롬과 니켈의 함량도 안정화 된 것으로 나타났다. 함수율은 폐사축 운전의 경우, 평균 및 최종치가 60.7% 및 49.6% 정도로서 평균치가 권장치인 55.0% 보다 다소 높게 나타났지 만, 최종 함수율은 권장치인 55.0% 보다 낮게 나타났다. 통합 운전의 경우, 평균 및 최종 함수율이 각 각 29.2% 및 18.6% 정도로서 4개의 운전 중에 상대적으로 가장 낮게 나타났다. 그리고 운전별로 다소 차이는 있지만, 전체적으로 권장치인 55.0% 보다 낮게 나타났다. C/N비의 경우, 폐사축 운전에서 상대 적으로 가장 낮게 나타났고, 일반 운전에서 가장 높게 나타났다. 운전별로 보면, C/N비의 평균치가 13.7~20.3 정도의 범위이고, 전체평균이 18.3 정도로서 전체적으로 적정치인 30.0 이하를 유지하였다.

This study was designed to examine the performance of an aspirated radiation shield(ARS), which was made at the investigator's lab and characterized by relatively easier making and lower costs based on survey data and reports on errors in its measurements of temperature and relative humidity. The findings were summarized as follows: the ARS and the Jinju weather station made measurements and recorded the range of maximum, average, and minimum temperature at 2.0~34.1oC, -6.1~22.2oC, –14.0~15.1oC and 0.4~31.5oC, -5.8~22.0oC, -14.1~16.3oC, respectively. There were no big differences in temperature measurements between the two institutions except that the lowest and highest point of maximum temperature was higher on the campus by 1.6oC and 2.6oC, respectively. The measurements of ARS were tested against those of a standard thermometer. The results show that the temperature measured by ARS was lower by –2.0oC or higher by 1.8oC than the temperature measured by a standard thermometer. The analysis results of its correlations with a standard thermometer reveal that the coefficient of determination was 0.99. Temperature was compared between fans and no fans, and the results show that maximum, average, and minimum temperature was higher overall with no fans by 0.5~7.6oC, 0.3~4.6oC and 0.5~3.9oC, respectively. The daily average relative humidity measurements were compared between ARS and the weather station of Jinju, and the results show that the measurements of ARS were a little bit higher than those of the Jinju weather station. The measurements on June 27, July 26 and 29, and August 20 were relatively higher by 5.7%, 5.2%, 9.1%, and 5.8%, respectively, but differences in the monthly average between the two institutions were trivial at 2.0~3.0%. Relative humidity was in the range of –3.98~+7.78% overall based on measurements with ARS and Assman's psychometer. The study analyzed correlations in relative humidity between the measurements of the Jinju weather station and those of Assman's psychometer and found high correlations between them with the coefficient of determination at 0.94 and 0.97, respectively.

본 연구는 축산분뇨를 퇴비화 하는 과정에서 흔히 사용되는 수분조절제인 톱밥, 왕겨 등을 대체하여 사용할 수 있고 또한 재사용 여부를 판단하기 위하여 수분조절제 6종을 대상으로 특성을 분석하였다. 그 결과 본 실험에 사용한 수분조절제의 종류에 관계없이 유해성분의 함량은 0.0~34.1ppm으로써 농촌 진흥청에서 제시하고 있는 유해성분의 최대함량인 5.0~900.0ppm보다 상당히 적은 것으로 나타나 톱밥 이나 왕겨 등을 대체가 가능할 것으로 판단되었다. 그리고 수분조절제 원상태의 함수율은 최소 12.4% 에서 최대 16.6%까지 측정되어 적정 함수율인 60%이하 보다는 낮아 수분조절제로서의 기능이 충분한 것으로 나타났다. 흡수율은 최소 31.9%에서 최대 600.0%까지 나타나 수분조절제의 종류에 따라 큰 차 이를 보였지만, 가장 적절한 수분조절제는 우드펠릿인 것으로 나타났다. 우드브리켓만 보면, A사 제품 이 가장 높게 나타났고 그 다음으로 C사 및 B사 제품 순으로 나타났다. 전단강도는 전단강도를 측정할 수 없었던 재료를 제외한 5가지 종류에서 원상태의 경우, 평균 271.7N정도로서 가장 크게 나타났다. 그 다음으로 건조 및 흡수상태로서 평균 전단강도가 각각 78.0N 및 27.7N정도로 나타났다. 우드브리켓의 경우, A사 제품이 B, C사 제품보다 상대적으로 전단강도가 현저히 작게 나타났다. 전체적으로 볼 때, 전단강도는 흡수율이 작으면 상대적으로 크게 나타나는 경향이 있었다. 특히 소나무 우드칩이나 참나무 절단목의 경우, 흡수상태에서도 전단강도가 다른 재료에 비해 상대적으로 크기 때문에 돈분과의 교반 시 어느 정도의 동력을 견딜 수 있을 것으로 나타났다.

본 연구에서는 딸기의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 딸기 재배 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구를 위한 기초 자료로 활용할 목적으로 서부 경남 지역 중 딸기 재배로 유명한 지역의 온실을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 경상대학교 내에 딸기 재배용 테스트 베드 온실을 설치하여 연구를 실시하고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과 재배농가의 연령대를 보면, 상대적으로 50대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 27개 농가로서 전체의 약 67.5%정도이었고, 60대 이상은 32.5%정도인 것으로 나타났다. 재배경력의 경우, 10년 이하가 주류를 이루고 있지만 30년 이상인 경우도 있었다. 대상농가 모두가 단동온실로서 대부분이 아치 형태인 것으로 나타났으며, 양액재배 농가가 약 75%정도로 토경재배보다 많은 것으로 나타났다. 양액재배의 경우, 전체 농가가 고설재배를 하고 있었다. 단동온실의 폭, 측고 및 동고는 조사지역에 관계없이 각각 7.5~8.5m, 1.3~1.8m 및 2.5~3.5m정도 이었다. 서까래 간격도 0.7~0.8m정도인 것으로 나타났다. 고설재배의 경우, 고설재배 베드의 폭, 높이 및 간격은 각각 0.25m전후, 1.2m전후 및 1.0m전후인 것으로 조사되었다. 딸기 품종의 경우, 국산이 약 97.5%를 차지하고 있었고, 이 중 설향이 약 65.0%로서 가장 선호하고 있는 것으로 나타났다. 온실 내부 환경 요인으로 38개 농가가 온도와 상대습도만 계측하였다. 2개 농가는 최근에 국산 제품인 스마트 팜 시스템을 도입한 농가도 있었다. 양액재배의 경우는 양액제어 시스템을 이용하고 있었다. 이 외에도 관비기를 사용하거나 환기 및 유동 팬을 사용하고 있는 농가도 있었다. 온습도 조절은 스마트 팜 시스템을 도입한 농가를 제외하고 약 85%인 34개 농가에서 측창이나 환기팬을 작동시키는 제어패널만을 이용하여 조절하였고, 수동으로 측창을 개폐하고 있는 농가도 10%정도인 4개 농가가 있었다. 보온 및 난방의 경우, 전체 대상 농가가 수막을 이용하고 있었다. 이 외에 필요에 따라 기름 및 전기보일러, 방열 램프 및 부직포 등을 병행하여 이용하는 농가도 다수 있었다.

본 연구에서는 우선, 농작물의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구에 앞서 현재 국내에 보급되어 있는 스마트 온실의 실태를 파악하기 위하여 7가지의 유형별 스마트 온실 농가를 대상으로 현장조사를 실시하였다. 그 결과 현장에서 전하는 유형별 스마트 팜 선도 사례의 주목적을 보면, 지능형이나 첨단형 정도가 스마트 팜에 가까운 것으로 판단되었다. 연령대를 보면, 상대적으로 40대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 21개 농가로서 전체의 약 70.0%정도를 차지하였고, 재배경력 은 10년 이하가 가장 많았다. 온실의 형태로는 1-2W형 이 전체의 50.0%정도이고, 연동형이 전체의 80.0%정도 로서 24개 농가였다. 재배작물의 경우, 화훼류는 3개 농가뿐이고, 나머지 농가는 채소류 중에서도 과채류만 재배 하는 것으로 나타났다. 과채류 중에서도 상대적으로 토마 토와 파프리카가 전체 중에 약 63.6%를 차지하였다. 제어시스템은 약 77.4%정도인 24개 농가가 국산제품을 사용하고 있었다. 제어시스템의 제어방식의 경우, 3개 농가는 제어패널만을 사용하여 온습도 등을 조절하였고 나머지 농가는 패널과 컴퓨터에 의한 디지털 제어방식이었다. 디지털 제어의 경우, 휴대폰을 통한 애플리케이션으 로 원격조절도 가능하게 설계되어 있고, 대부분 농가에 CCTV도 설치되어 있었다. 계측 및 조절 대상 환경인자 는 온도를 포함하여 9개 정도이며, 온도는 전체 조사대 상 농가가 계측하고 있었지만, 환기 및 공기유동 팬이나 탄산가스 농도 등의 경우는 다른 인자에 비해 상대적으로 낮았다. 난방시스템의 경우, 대상 농가 중에 46.7%가 전기보일러를 사용하는 것으로 조사되었다. 이 외에도 온수보일러, 히트펌프 및 등유보일러 등으로 나타났다. 제어시스템에 투자한 규모의 경우, 1,000만 원에서 1억 원까지로 투자규모가 농가마다 다르게 나타났다.

본 연구에서는 온실의 구조설계용 작물하중을 산정하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 각국의 온실구조설계용 작물하중 기준들을 비교분석하고 여러 가지 온실작물들에 대하여 작물하중을 직접 측정하고 분석하였다. 설계 작물하중에 대한 각국의 기준들을 비교분석한 결과 나라들 마다 서로 많은 차이를 보여주고 있으며, 우리나라 기준들은 외국의 기준들을 그대로 인용하고 있는 것으로 나타나 우리나라 실정에 맞는 작물하중 기준이 제시될 필요가 있다고 판단된다. 최대 주당 작물하중이 토마토는 두 가지 온실에서 각각 3.3kgf·plant-1와 3.9kgf·plant-1로 나타났고, 오이는 0.75kgf·plant-1, 가지는 1.9kgf·plant-1, 딸기는 재배베드를 포함하여 2.1kgf·plant-1 으로 나타났다. 단위면적당 작물하중은 토마토가 평균 8.5kgf·m-2으로 나타났고, 오이와 가지는 각각 2.1kgf·m-2 과 2.4kgf·m-2으로 토마토의 하중보다 훨씬 낮게 나타났다. 우리나라 온실설계기준에 제시된 작물하중은 토마토와 오이의 경우 15kgf·m-2으로 본 연구에서 측정된 값보다 훨씬 높았다. 우리나라의 설계기준이 네덜란드의 기준을 그대로 인용한 것으로 판단되기 때문에 이러한 차이를 고려하여 우리나라의 작물하중 설계기준에 대한 재검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 딸기의 작물하 중은 행잉베드를 포함한 중량이 21.0kgf·m-2로 네덜란드의 설계기준인 30kgf·m-2보다 훨씬 작았다.

최근 빈번하게 발생하고 있는 이상기후에 의한 기상재해로 온실의 피해가 크게 발생하고 있다. 이에 자연재해가 발생하는 근본적인 요인인 기상과 이상기후 현상에 대한 정량적인 분석을 통해 시설재배에 취약한 지역을 검토하여 피해를 사전에 최소화할 수 있는 대책수립 및 관리가 필요하다. 본 연구에서는 전라도 지역을 대상으 로 시설재배의 기상재해와 관련된 대리변수를 산정하여 기상재해에 의한 시설재배의 취약지역을 분석하였으며, GIS를 이용하여 공간적인 분포분석을 통해 기상재해에 취약한 시설재배지역을 지도로 나타내었다. 그리고 본 연구에서 작성된 시설재배의 취약지도와 대상지역에서 발생된 온실의 실제 재해기록과 비교 검토하였다. 본 연구에서 최종적으로 작성된 기상재해에 대한 시설재배 취 약지도와 실제 온실의 피해기록을 비교해보면, 광주광역시, 나주시, 영암군, 장성군, 함평군 그리고 해남군 등 대상지역의 약 50% 정도가 본 연구의 취약지도와 실제 재해기록과 일치하는 경향이 나타났다. 이에 반해 군산시, 김제시, 목포시 그리고 무안군 등은 기상조건이 취약등급에 포함이 됨에도 불구하고 재해피해가 낮게 나타났다. 이러한 결과는 지역에 따라 다른 온실의 구조적인 설계 및 관리측면이 변수로 작용한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 온실의 자연재해의 주요 원인인 기상자료를 분석하여 기상재해에 대한 시설재배의 취약지도를 작성 하였고, 과거 재해기록과 비교하여 대상지역 내에서 취약한 지점을 확인하였다. 이 연구는 온실의 설계 및 관리측면에서 기상재해에 의한 피해를 경감 및 예방하기 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.

In this study, a energy recovery ventilation system was applied to the pig model, intake and exhaust duct were installed at a height of top(2.1 m), middle(1.25 m) and bottom(0.4 m). In each of the 9 test sites, one test was performed from 10:00 to 18:00, optimal temperature exchange efficiency and temperature distribution were analyzed. In order to analyze the effect of the energy recovery ventilation system, the temperature of 31 points(4 points of the ventilation system and 27 points in the pig house model) was measured from 10:00 to 18:00. The test that showed the highest heat exchange efficiency was the configuration of middle intake duct and top exhaust duct, which was 75.44%. The test that showed the most uniform distribution was the configuration of middle intake duct and bottom exhaust duct. These results will be utilized to optimally design feeding environment of actual pig houses and to reduce fuel cost.

본 연구는 퇴비에 함유된 영양소 및 중금속 함량을 파악하고 상추 재배시 퇴비의 적정 시용 비율을 알아보고자 수행되었다. 실험을 위해 두가지 퇴비를 이용하였다. 첫 번째 퇴비는 미완숙 퇴비(CA)이며 두 번째 퇴비는 시중에서 판매되고 있는 완숙 퇴비(CB)이다. 각각의 퇴비는 인공토양을 0%, 25%, 50%, 75%로 혼합하여 사용하였다. 50%와 75%의 비율로 혼합한 CA의 pH는 각각 5.39, 5.50으로 측정되었으며 약 산성으로 나타났다. CA 및 CB를 75% 비율로 혼합할 경우, 총 탄소 함량은 각각 14.5%와 6.5%로 다른 비율의 퇴비에 비해 높았고 대조구에 비해 총 질소와 인 농도가 유의하게 증가하였다. 총 탄소함량은 CA퇴비를 인공토양에 75% 혼합한 실험구에서 가장 높게 나타났다. CA는 CB와 비교하여 퇴비화율, 질소, 인의 농도가 크게 증가하였다. CB 75% 혼합한 실험구에서 구리(128 mg kg-1), 아연(260 mg kg-1), 납(0.32 mg kg-1), 카드뮴(0.48 mg kg-1) 의 함량은 다른 혼합구에 비해 가장 많은 증가하였다. 특히 비소는 CA퇴비를 25% 혼합한 실험구와 CB퇴비를 75%, 50% 혼합한 실험구에서 가장 높았다(6.69 and 6.28 mg kg-1). CA실험구 중에서 상대적으로 낮은 염분 및 중금속 함량을 함유한 CA 25% 혼합한 실험구는 상추의 성장속도 및 엽면적 등이 CB에 비해 낮게 측정되어 최적의 성장조건은 아닌 것으로 사료된다. 따라서, CA를 사용하여 상추재배에 이용할 경우, 더 낮은 농도의 CA를 이용하는 것이 적당할 것으로 판단된다.

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.

본 연구에서는 온실시공 및 유지관리 지침마련을 위한 기초자료로 사용하기 위하여 플라스틱 필름 온실의 구조재를 대상으로 휨 시험을 실시한 후, 하중-변위의 관계를 검토하였다. 그 결과 시편의 형상 에 관계없이 시편의 규격이 클수록 항복 및 최대하중이 큰 경향을 보였으며, 변위도 동일한 양상을 보 였다. 강관이 각관보다 항복 및 최대하중은 적게 나타났으며, 변위는 크게 나타났으며, 강관의 경우는 항복 및 최대하중 하에서의 변위는 각각 1.42~4.20mm 및 5.80~24.13mm정도의 범위에 있었다. 각관 의 경우에 변위는 각각 1.62~3.00mm 및 3.13~8.01mm정도의 범위였다. 그리고 본 시험의 결과와 기 존의 연구에서 제시한 기준 값들을 보면, 동일한 부재임에도 불구하고 부재들이 사용되는 온실형태나 사용목적(예, 샛기둥)에 따라 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한 유리온실인 와이드 스팬 및 벤로 형 을 대상으로 제시하고 있는 경우(, )에도 변형이 각각 28.0mm 및 35.0mm(기둥 길이 280cm 적용)정도로서 네델란드의 유리온실 표준 기준(14.0mm)과 비교해도 큰 차이가 있었다. 스팬 이 60cm인 경우, 주서까래나 도리 부재의 본 시험결과는 기존의 연구에서 제시한 값들 보다 각각 55.7% 및 39.3%정도 크게 나타났다. 그리고 기둥의 경우, NEN의 기준 값인 14.0mm와 비교해서 본 시험결과는 43.7%정도 적은 것으로 나타났다. 따라서 변위제한은 온실의 종류나 형태 및 규격 등 다양 한 요인에 의해서 다를 수 있기 때문에 이들 요인들을 반영한 연구나 시험들을 진행하여 온실 시공 및 유지관리 등에 반영할 수 있도록 하여야 할 것으로 판단되었다.

본 연구는 히트펌프와 잉여 태양에너지를 이용한 온실의 난방효과를 검토하고, 난방을 위한 FCU(Fan Coil Unit)의 적정 소요대수를 검토하였다. 실험기간 동안 최저 및 평균 외기온은 각각 26.2℃, –11.5℃ 및 4.4℃정도이었고, 수평면 일사량은 0.75~20.54 MJ·m-2 정도의 범위에 있다. 이 기간 동안 온실로 부터 회수된 총 잉여 태양에너지는 1,579,884.9kcal 정도로 나타나 이상화탄소 배출량을 약 470.3 kgCO2정도 절감시킬 수 있을 것으로 나타났다. 그리고 히트펌프 작동에 의해 축열탱크에 축열된 총 열 량은 26,556,903.6kcal로 이산화탄소의 발생량을 8,366.2 kgCO2정도 절감시킬 수 있는 것으로 나타났 다. 히트펌프에 의해 축열된 총 열량 중에 잉여 태양에너지에서 얻은 열량의 비율은 최소 0.0%, 최대 20.9%, 평균 6.1%정도로서 기상상태나 히트펌프 작동상태 등에 따라 큰 차이가 있었다. 히트펌프 시스 템의 성능계수와 히트펌프의 효율은 각각 약 2.64정도 및 약 86.6%전후인 것으로 나타났다. 또한 총 난방에너지는 23,554,744.7kcal으로서 실제 히트펌프에 의해 축열탱크에 축열된 량의 약 88.7%정도를 이용하는 것으로 나타났다. 시간당 전체 난방에너지는 10,993.1~18,786.9kcal·h-1범위였고, 평균 14,381.3kcal·h-1이로서 대부분 난방부하보다 많은 것으로 나타났다. FCU는 대당 1,597.9 kcal·h-1 전후의 값이나 5.0~6.0m2당 1대 정도로 설계하면 큰 문제가 없을 것으로 추정되었다.

간척지 내 토양은 염분농도 및 함수비가 일반지역에 비해 상당히 높기 때문에 간척지에 매입된 온실의 부재는 높은 부식 환경에 노출된다. 염해의 환경에서는 파이프 골조로 이루어진 온실의 기초 및 기초와 이어진 파이프에 부식을 촉진시키기 때문에 이에 대한 보수/보강 기술개발 및 효율적인 유지 관리가 필요하다. 본 연구에서는 염해의 위험성이 높은 간척지에 적합한 온실의 유지관리, 보수/보강에 대한 기준을 마련하기 위한 기초자료로서 토양염분환경에서 온실부재의 부식속도를 측정하였다. 각 온실파이프는 염분농도가 0%, 0.1%, 0.3% 및 0.5%인 토양 및 수중환경에 관찰기간동안(480일) 노출시켜 부식속도를 측정하였으며, 그 결과 육안으로도 염분 농도에 따른 부식정도의 차이가 뚜렷하게 관찰되었으며, 시험편의 표면이 검은색의 부식현상과 함께 비교적 고르게 부식되는 균일부식의 형태를 나타내었다. 논토양의 경우 염분농도 0, 0.1, 0.3, 0.5%에서 각각 0.008, 0.027, 0.036, 0.043mm·yr-1로 염분농도가 증가할수록 부식속도가 뚜렷하게 증가하는 경향을 나타내었고 밭토양의 경우, 염 분농도 0, 0.1, 0.3, 0.5%에서 각각 0.0002, 0.039, 0.040, 0.039mm·yr-1의 부식속도를 나타내었다. 상대적으로 세립질이 많은 논토양에서 부식속도가 더 높은 것으 로 나타났으며, 이는 입경이 작고 고르게 분포하는 토양 에서 부식속도가 높은 일반적인 특성이 그대로 반영된 것으로 판단되었다. 간척지의 경우 토양의 입자의 세립 정도는 일반 내륙지역의 농경지 토양보다 높을 것으로 예상되기 때문에 파이프 부식에 대한 철저한 대비가 있 어야 할 것으로 판단되었다.

본 연구는 파이프 줄기초의 보강 방안을 제시하고 영농활용을 목적으로 내재형 온실설계도에 제시되 어 있는 강판조리개 및 U-클램프를 포함하여 온실 파이프들의 결속형태로 많이 사용되고 있는 강선조 리개로 결속한 파이프 줄기초의 인발저항력을 현상시험을 통하여 구명하였다. 그 결과, 강선조리개, 강 판조리개 및 U-클램프의 극한인발저항력의 평균값은 각각 186N, 1601N 및 3303N으로서 결속형태별로 상당히 큰 차이를 보였다. U-글램의 경우가 가장 크고, 강성조리개가 가장 작은 것으로 나타났다. 강 선조리개의 경우는 내재해형 설계기준 1390N보다 아주 작게 나타났다. 그리고 U-클램프의 경우는 기 준 값보다 약 2.3배 정도 크게 나타났으며, 강선조리개보다는 2.0배 정도 크게 나타났다. 실제적으로 단동온실의 경우, 강풍에 의해 인발되어 전파 또는 반파되기도 하지만, 설하중에 의해 침하되는 경우도 예상할 수 있다. 이러한 경우, 줄기초의 하중 지지강도는 줄기초의 결속강도에 따라 다르기 때문에 결 국 줄기초의 침하저항은 인발저항력과 유사할 것으로 판단되었다. 그리고 강판조리개 및 U-클램프의 극한인발저항력, 결속재료의 재료비, 온실의 내구연수 및 재현기간 등만을 고려하여 경제성을 대략적으 로 검토한 결과, 편익(이익) 비용은 약 13,176,000원 정도일 것으로 추정되었다.