본 연구는 인공광 이용형 common ice plant 식물공장 설계를 위한 기초자료를 확보하고자 수행되었다. 인공광 이용형 식물공장에서 작물의 광합성을 위해 필요한 광도는 120~200μmol·m−2·s−1, 탄소 고정률은 0.84nmolCO2·cm−2·s−1 이었다. 1주의 점유 면적 0.0225m2(15×15cm), 광도 200μmol·m−2·s−1, 하루 1,000주 생산을 가정할 경우, 식재 주수는 25,000주, 563m2의 재배면적이 필요하며, 전체 광도는 140,625μmol·s−1가 필요하게 된다. 하루 전력 약 153.2kW 기준으로 약 2,785개의 55W 형광등이 필요하며, 1개월 전기요금은 246만원(농업용 전력(을))이 된다. 또한 조명 설비 비용 2,785만원, 설비 비용 8,356만원과 전체 생산 비용 10,027만원이 소요된다. 재배기간 25일(325일 생산), 상품화율 80%에 따른 1주 당 생산 비용은 인건비 포함하여 약 370원이 된다. 경비 총합, 감가 상각비와 연간 판매수입을 고려해볼 때, 1주당 판매 비 용은 970원 이상으로 판단되었다.

수출용 온실 단지로 기대되는 간척지의 광환경은 해무 등에 의해 내륙과는 다른 광환경 특성을 나타낸다. 이러한 간척지에서 온실 설계 기준을 작성하기 위해서 산란 광과 직달광을 고려한 온실 내 광분포 연구가 필요하다. 본 연구에서는 간척지의 고유의 광환경 특성을 분석하고 3-D 온실 모델에 적용하여 간척지의 온실 내 공간적인 광분포를 추정하고자 하였다. 먼저 간척지의 일사량을 산란광과 직달광으로 구분하여 측정하고 내륙의 일사량과 비교하였다. 또한 간척지 지역에 설치된 온실 내의 광분포를 측정하고 이를 시뮬레이션을 통해 계산된 값과 비교함으로써 3-D 온실 모델에 대한 검증을 실시하였다. 간척지는 내륙에 비하여 전체 일사량에 대비 높은 산란광의 비율을 나타내었으며, 특히 일출 및 일몰 부근에서 크게 나타났다. 3-D 온실 모델에 의한 온실 내 예측 광 분포는 실제 간척지의 온실 내 광분포와 유사하게 나타 났다. 검증된 3-D 온실 모델을 통하여 임의의 외부 광조 건에 대하여 간척지 지역의 온실 내부의 시간적인 평균 광도의 변화와 광분포를 예측할 수 있었다. 이러한 결과는 간척지 지역의 온실 내 광환경 해석 이외에도 작물의 수광량 해석에도 유용하게 활용될 것으로 예상된다.

비료의 종류 및 농도가 청축면 및 적축면 상추의 생장과 근권부 화학성 변화에 미치는 영향을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 연구 목적을 달성하기 위해 산성 (AF), 중성(NF) 및 알칼리성(BF)의 세 종류 비료 처리용액을 만들고, 각각 질소 기준 100 또는 200mg · L−1로 농도를 조절하여 시비하면서 근권부 화학성 변화와 식물 생장에 미치는 영향을 밝혔다. 청축면 상추의 정식 10주 후 생장에서 AF를 시비한 처리보다 BF를 시비한 처리의 생체중과 건물중이 무거웠고, BF를 200mg · L−1로 시비한 처리의 생장이 가장 우수하였다. 적축면 상추도 BF 시비구의 생장이 가장 우수하였고, NF 및 AF 순으로 저조해지는 경향이었으며 각각의 비료를 200mg · L−1으로 시비한 처리들보다 100mg · L−1으로 시비한 처리들 의 생장이 우수하였다. 토양 pH는 정식 6주 후부터 처리간 뚜렷한 차이를 보이기 시작하였다. 정식 10주 후 농도를 200mg · L−1으로 조절한 처리가 100mg · L−1 처리 보다 AF 시비구는 pH가 더욱 낮았고 BF 시비구는 더욱 높게 측정되었다. 두 종류의 상추를 재배하면서 세 종류 비료의 농도를 200mg · L−1으로 조절한 처리들의 EC가 100mg · L−1보다 약 0.2~0.4dS · m−1 더 높았다. 산성비료를 시비한 처리들은 토양용액의 NH4-N 농도가 높았고, 알칼리 비료를 시비한 처리들은 Ca과 Mg 농도가 높았다. AF 시비구에 비해 BF 시비구의 토양 NO3- N 농도가 높았으며, PO4 −3 농도는 AF, NF 및 BF 시비구 순으로 농도가 낮아지는 경향이었다. 토양용액의 무기이온 농도에서 차이가 발생하는 것은 비료의 조성과 근권부 pH 변화에 기인한 결과라고 판단하였다.

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수(r2)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

관개수의 중탄산 농도가 상추의 생장 및 근권 환경 변화에 미치는 영향을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 펄라이트를 직경 10cm의 플라스틱 화분에 충전하고 청축면 및 적축면 상추를 정식하였다. 중성비료를 이용하여 질소기준 100mg·L-1로 농도를 조절하여 시비하였고, 관비용액에 중탄산(HCO3-) 농도를 30, 70, 110, 150, 및 180mg·L-1로 조절한 처리를 만들어 실험하였다. 청축면 상추를 재배하면서 중탄산 농도가 30과 70mg·L-1 로 조절한 처리는 관비 시작 후 10주차에 pH가 7.04 및 7.10로 높아졌고, 110, 150 및 180mg·L-1 처리의 경우 처리 3주차 이후로 꾸준히 상승하여 10주에는 각각 pH 7.39, 7.48 과 7.56으로 측정되었다. 적축면 상추는 근권부 pH 및 EC가 완만하게 상승하였다. 중탄산을 30과 70mg·L-1로 조절한 처리의 경우 4주차에서 8주차까지 pH가 평균 6.65로 유지하다가 8주차 이후 상승하여 각각 6.92 및 7.01로 측정되었다. 중탄산 110, 150 및 180mg·L-1 처리는 6주차 이후에 pH가 꾸준히 상승하여 10주차에는 각각 7.49, 7.53 및 7.58로 측정되었다. EC의 경우 모든 처리에서 2주차 이후 완만하게 상승하였다. 청축면과 적축면 상추를 재배하면서 근권부 무기 이온 농도변화를 분석한 결과 모든 처리에서 각 이온의 농도가 유사한 경향을 보이며 변하는 특징을 나타내었다. 재배기간이 경과함에 따라 초기보다 PO4-P, Ca2+와 Mg2+ 농도가 상승하였고, SO4-2 농도가 낮아졌다. 근권부 무기 원소 농도 변화는 중탄산에 의한 pH 상승이 주요 원인이라고 판단하였다.

유기 배지재료로써 국내에서 유통되는 피트모스와 코이어 더스트의 물리 화학적 특성을 분석하여 식물 공장용 혼합배지 조제를 위한 기초자료를 얻기 위하여 본 연구를 수행하였다. 연구목적을 달성하기 위해 캐나다, 리투아니아, 라트비아로부터 수입되는 피트모스 6점과 인도, 스리랑카, 베트남으로부터 수입되는 코이어 더스트 10점을 확보한 후 물리적 특성과 화학적 특성을 분석하고 비교하였다. 공극률에서 피트모스가 평균±표준편차가 79.6±5.04%로써 83.6±6.18인 코이어 더스트 보다 낮았으며, 용기용수량은 피트모스가 평균 69.9±10.17%이고 코이어 더스트는 65.9±3.46으로 피트모스의 보수성이 코이어 더스트 보다 높았지만 종류별 차이가 컸다. 기상률은 4종류의 피트모스가 10% 이하로 측정되었지만 코이어 더스트는 12~26% 의 범위로 피트모스보다 월등히 높았다. 조사한 6종류의 피트모스는 쉽게 흡수할 수 있는 수분(easily available water, EAW)이 18~22%의 범위였던 반면 코이어 더스트는 11~16%로 측정되었고 1점을 제외한 9점이 11~13%의 범위로 측정되어 매우 낮았다. 완충수(buffering water)도 피트모스가 9~13%의 범위였지만 9점의 코이어 더스트가 5.5~7.5%로 측정되어 정확한 물 관리가 필요함을 나타내고 있다. 화학적 특성에서 피트모스는 pH가 3.46~4.17인 강산성물질이었고, 전기전도도(EC)는 분석한 6점 중 5점이 0.137~0.254dS·m-1로 측정되었다. 코이어 더스트의 pH는 5.31~6.48인 약산성 물질이었으며, EC는 평균±표준편차가 0.563±0.83dS·m-1로 피트모스 보다 월등히 높고 종류 간 차이가 큼을 나타내고 있다. 양이온교환용량(CEC)은 코이어 더스트가 피트모스보다 약 3~4배 가량 낮았다. 코이어 더스트가 피트모스 보다 NO3-N와 P2O5-P의 함량이 높았고, NH4-N 함량이 낮았지만 K와 Na 함량은 월등히 높아 전기전도도가 높아진 원인이 되었다고 판단하였다. 피트모스와 코이어 더스트의 온수추출물은 각각 6.67~16.37% 및 30.0~65.1%, 알칼리 추출물은 0~38% 및 23.1~70.3%였고 생장억제물질 함량이 코이어 더스트에서 높을 수 있음을 의미하고 있다.

국내에서 유통되고 있는 무기배지재료인 버미큘라이트(12점)와 펄라이트(5점)의 물리 화학적 특성을 분석하여 혼합배지 조제를 위한 기초자료를 얻기 위하여 본 연구를 수행하였다. 710μm 이상의 직경을 갖는 입자의 비율이 버미큘라이트 중 중국산 silver 3~8mm가 99.7%로 조사되어 가장 비율이 높았고, 펄라이트는 3~5mm에서 99.9%로 가장 높았다. 펄라이트(〈1mm)와 남아프리카공화국산 silver 버미큘라이트(0.25~0.7mm)의 용기용수량은 각각 72.0 및 71.1%로 가장 높았고, 기상률은 중국산 silver 3~8mm가 49.3%로 뚜렷하게 높았다. 펄라이트 5종류의 공극률은 60% 이상으로 측정되었으며, 용기용수량은 1mm 이하의 규격을 갖는 물질을 제외하고 20.4~39.7%의 범위에 포함되었다. 버미큘라이트 중 중국산 gold 0.3~1mm와 남아프리카공화국산 0.25~0.7mm가 쉽게 이용할 수 있는 수분(EAW)와 완충수(BW)의 비율이 높았고, 펄라이트는 1mm 이하와 0.7~1.5mm의 EAW와 BW의 비율이 높았다. 화학적 특성에서 버미큘라이트는 pH가 6.36~10.74 범위에 포함되는 강알칼리성 물질이었고, 전기전도도(EC)는 0.032~0.393dS·m-1로 측정되어 종류간 차이가 큼을 알 수 있었다. 펄라이트의 pH는 7.788.62 범위에 포함되어 약알칼리성이었으며, EC는 0.030~0.041dS·m-1로 측정되었다. 양이온교환용량은 중국산 silver 버미큘라이트 0.3~1mm가 14.7cmol+·kg-1으로 가장 높았고, 펄라이트는 0.71.5mm가 1.51cmol+·kg-1로 가장 높았는데 버미큘라이트보다 약 10배 가량 낮았다. 버미큘라이트는 펄라이트보다 Ca, K 및 Na과 같은 치환성 양이온 함량이 많았다.

순환식 수경재배에서 배액의 EC, 부피, 관수량은 재사용 양액의 혼합비율을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 적산 일사량 제어법으로 관수할 경우 일일 관수량의 예측은 곤란하며 일반적으로 고정된 혼합비율을 사용한다. 이 경우 새 양액이 고정적으로 투입되어 양분의 조정 효과가 기대되지만, 때때로 배액의 강제배출을 필요로 한다. 본 연구는 적산 일사량 제어법으로 관수하는 순환식 수경재배 조건에서 배액의 혼합비를 고정한 처리구(FR)와 정해진 혼합 용량 내에서 배액의 부피와 EC에 따라 혼합비를 변경하는 처리구(MR)의 재사용 양액 내 양분 조정효과를 비교하여 양수분 이용효율이 높은 혼합방식의 규명에 기여하고자 수행하였다. 배액의 농도 변화를 비교하기 위한 대조구로는 비순환식 수경재배 처리구(OP)를 구성하였다. FR처리구의 배액 혼합 비율은 배액의 희석 EC를 각각1.0, 2.0dS·m-1로 설정하여 혼합처리를 적용하였다. MR 처리구의 경우는 혼합 용량을 1회 관수량을 기준으로 배액의 EC와 부피에 따라 혼합비율이 변경되도록 하였다. 배액의 누적 현상은 FR 1.0 처리구에서 관찰되었으며, FR 2.0과 MR 처리구에서는 배액 누적현상이 나타나지는 않았으나 MR 처리구의 배액 저장량이 FR 2.0 처리구에 비해서 낮게 나타났다. 배액과 재사용 양액 내 Mg2+:K+:Ca2+와 SO2-4:NO-3:PO3-4의 당량 농도 간 비율 변화는 FR, MR 처리구에서 초기비율 대비 비교적 좁은 변화 범위를 나타냈다.

Ebb and flow 시스템을 사용한 분화 칼랑코에 재배에서 광도와 양액 농도가 생육, 양분 흡수율 및 배지 내 무기 이온의 집적에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 연구 목적을 달성하기 위하여 광도 3수준(PPF 4.26, 5.51, 9.75mol·m-2·d-1)과 양액 농도 3수준(EC 1.2, 1.8, 2.4dS·m-1)을 조합하여 요인실험으로 수행하였다. 분화 재배한 칼랑코에의 생육은 광도와 양액 농도에 뚜렷하게 영향을 받았으며, 광도가 높아질수록 생육이 양호하였다. 각 광도 내에서는 양액의 EC를 1.8~2.4dS·m-1의 범위로 조절할 경우 칼랑코에 지상부 생육이 비교적 양호하였지만, EC를 2.4dS·m-1로 조절한 처리의 생체중, 건물중 및 엽면적이 가장 크게 나타났다. 광도와 양액 농도는 ebb and flow 시스템의 양액 탱크로부터 양분 및 수분 흡수량과 배지 내 무기 이온의 집적에 유의하게 영향을 미쳤지만, 식물체의 무기물 함량에는 뚜렷한 영향을 미치지 않았다. 광도는 양액의 EC에 비해 이온의 흡수율에 미치는 영향이 상대적으로 적었으며, 양액 EC가 높을 수록 NO3-, P, K, Mg 이온의 흡수율은 높았다. 이상의 연구결과를 고려할 때 ebb and flow 저면 관수 시스템에서 배지 내 무기 이온 집적에 영향을 주는 주 요인은 양액 농도임을 확인하였으며, 광도와 양액의 EC를 이용하여 배지 내 무기 이온의 집적량을 예측하기 위한 회귀식을 제시하였다.

EC 기준 순환식 양액재배에서 식물의 양분 흡수와 배액율은 재사용 양액 내의 이온 비율과 농도에 영향을 미친다. 본 연구는 파프리카(Capsicum annum L. 'Boogie')의 EC 기준 순환식 양액재배에서 시간과 배액율에 따른 이온 농도의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 첫 번째 실험에서 수집된 배액을 EC 2.2dS·m-1로 조정하고 새로 조성한 양액과 혼합하여 재사용 하고 주기적으로 샘플링 하여 이온의 농도를 분석하였다. 두번째 실험은 7%, 16%, 39%, 51%의 배액율을 적용하고 배액과 배액을 원수로 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합하였을 때의 EC 변화와 이온 농도를 분석하고 비교하였다. 재사용 양액에서의 K+ : Ca2+와 SO42- : NO3-와 같은 이온 간의 비율 변화를 조사하였다. 첫번째 실험에서의 이온 농도의 변화 범위는 각각 K+ 1.13, Ca2+ 5.35, Mg2+ 0.92, NO3- 0.9 SO42- 1.10, PO43- 0.19meq·L-1이었다. 이온 간의 비율 변화는 양이온에서는 주로 K+ : Ca2+을 중심으로 음이온에서는 NO3- : SO42-을 중심으로 나타났다. 두 번째 실험에서 배액율에 따른 배액의 배액율이 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 배액 내 각 이온의 농도도 배액율의 증가에 따른 감소 경향을 보였다. 배액율에 따른 배액 내 이온 간의 비율 변화에는 차이가 없었다. 그러나 배액을 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합함에 따라 교정 효과에 차이가 나타났다. 7% 의 배액율이 새 양액의 이온 비율에 가장 근접하였으며, 16%, 51% 39% 순으로 교정되었다. 교정에 따른 이온 비율 변화는 K+ : Ca2+와 NO3-와 PO43-를 중심으로 나타났다.

연소식 CO2 발생기 사용시 사용하는 연료에 따라서 발생되는 CO2 농도 및 유해가스 농도를 비교 분석하는 것을 목표로 하였다. 사용 연료로는 등유, LPG, LNG를 이용하였다. 연소식 CO2 발생기는 등유사용 국내제품을 설치한 온실(A), 외국제품을 설치한 온실(B), LPG 사용 국내제품과 외국제품을 설치한 온실 2개소(C와 D) 및 LNG 사용 온실(E)을 선정하였다. 측정은 서울대학교 농생명과학공동기기원(NICEM)의 실내공기질 분석 시스템의 일부 측정시스템을 온실로 이동하여 측정하였다. 연소식 CO2 발생기 작동 유무에 따른 CO2 가스 증감은 NOx류의 증감에 정의 상관을 보였으며, 사용 연식에 따른 버너의 내구성 저하에 따른 유해가스 발생량이 증가하였다. CO 농도가 매우 높게 나올 경우에는 발생기 내부에 컨버터를 장착하여 농도를 저감시켜 직물의 생리장해를 예방시킬 필요가 있었다. 전체적으로 CO2 발생에 따른 유해가스 농도는 최근 설치된 장치에서는 큰 문제가 없었으며 가장 낮은 유해가스 발생량은 국산 LPG 제품을 사용한 D 온실이었다.

TDR 수분함량 측정 센서를 이용하여 암면 슬라브 배지의 수분함량, 수분분포, 배액 시점의 특성과 포수 시킨 슬라브 배지의 수분함량 분포를 중량법(로드셀 이용)과 TDR 법으로 비교하였다. 배지수분 함량이 40%, 50%, 60%를 TDR 센서 3개의 평균값을 기준으로 급액시점을 정하며 5~6개월간 파프리카 72주를 유리온실에서 재배하였다. 두 곳의 급액 포인트로부터 등간격으로 설치된 5개의 TDR 센서를 이용하며 건조상태에서 0.2L씩 식 증액시키면서 급액시 슬라브내의 수분분포 특성을 살펴본 결과 급액 장소와 관계없이 슬라브내의 위치별 수분 분포가 매우 유사한 값을 나타내었다. 슬라브내의 포화수분 상태에서 TDR 센서값은 약 58~65% 사이의 값을 나타내었으며, 약 50~55%의 수분함량 조건에서 배액이 시작되는 것을 확인 할 수 있었다. 배양액으로 완전 포화시킨 슬라브의 TDR 값은 100%를 보인 반면 중량법으로 측정한 유효수분함량(v/v, %)은 90%를 나타내었다. 그러나 증발에 의해 슬라브내의 수분함량이 낮아지면서, 두 측정간의 오차도 줄어들어, 약 60% 이하의 수분함량 조건에서 두 측정방식간의 오차는 5%미만을 보였다. 이러한 결과는 과채류 급액 제어 방식으로 TDR 센서의 이용 가능성을 확인 할 수 있었으며, 급액 시점을 3가지 배지수분조건으로 파프리카를 재배하였을 때 파프리카의 과수, 과중, 식물체의 엽면적 또는 경장과 같은 모든 요인에서 유의적인 차이를 발견 할 수 없었다.

이전 실험에서 결정된 생육 단계별 최적 환경조건을 평가하기 위한 4가지 처리는 다음과 같았다: 생육 단계별 최적 환경 조건을 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic optimum condition with growth stage (POG)), 생육 단계별 평균 광합성 광량자속 밀도(photosynthetic photon flux density(PPFD))와 CO2 농도를 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic constant condition with average PPFD and CO2 of POG(PCA)), 생육 단계별 최대 PPFD와 CO2농도를 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic constant condition with maximum PPFD and CO2 of POG(PCM)) 그리고 대조군으로 3%의 당을 포함한 광혼합 영양배양(photomixotrophic conventional condition with 3% sucrose(PMC)). 실험 결과 각 생육 단계별 환경제어(POG)는 기내에서 배양된 감자 소식물체의 모든 생육 관련 항목에서 유의적 증진을 유도하였다. 또한 단위 건물중 당 소비된 전력과 CO2는 모든 처리 중 POG에서 가장 낮았다. 기외 이식 이후에도 POG에서 생산된 감자 묘는 PMC에서 자란 감자 묘와 전체적으로 큰 차이 없이 왕성한 생육을 유지하였다. 특히 POC는 기존 광혼합 영양방식(PCM)과 비교했을 때 기외 이식전과 이식 후 20일째 각각 4.7배와 3.8배 높은 건물중을 기록하였다. 따라서 POG와 같은 생육 단계별 환경 조절을 통한 광독립 영양 미세 증식 방법은 에너지 절감 효과와 함께 무균의 건강한 감자 묘의 생산에 효과적이었다.

본 연구는 묘의 생육을 최대화하기 위하여 생육 단계를 임의로 구분하고 각 단계 별 적정 환경 조건을 확립함에 목적을 두었다. 생육 단계는 총 20일의 배양기간을 6일(1단계), 7일(2단계), 7일(3단계)의 3단계로 구분하였다. 첫 번째 단계는 활착기로서 환경 처리 별 생육에 큰 차이가 나타나지 않았다. 높은 환경 조건에 의한 잎의 장해를 고려하였을 때, 80μmmol·m-2·s-1 의 PPFD 및 대기 중의 CO2 농도가 적합하였다. 두 번째 단계에서는 PPFD 및 CO2 조건이 높아짐에 따라 건물 중을 중심으로 부분적으로 향상되었다. 에너지 효율과 생육을 고려할 때, 160μmmol·m-2·s-1 의 PPFD와 700μmmol·mol-1의 CO2가 적합할 것으로 생각되었다. 세 번째 단계에서는 PPFD 및 CO2 농도가 높아짐에 따라 유의적으로 생육이 향상되었으며, 잎 및 마디의 발달상태도 현저히 향상되었다. 따라서 보다 적극적으로 생육증진을 고려할 때, 320μmmol·m-2·s-1 PPFD와 1800μmol·mol-1의 CO2가 적합할 것으로 생각되었다. 생육 단계별 환경 조절은 초기단계에 상대적으로 낮은 조건을 유지하고 후기단계에서 충분한 조건을 제공함으로써 건전한 묘를 생산할 수 있고 에너지 및 물질의 투입량을 절약할 수 있다.

This experiment was conducted to investigate the effects of diurnal alternation of nutrient solution salinity on growth and fruit quality of tomatoes (Lycoperisicon esculentum cv. 'House momotaro') hydroponically grown in root intercept bag-NFT (RIB-NFT) system. Plant height was the lowest in the high concentration during daytime (6/1 dS m-1, day/night). Yield was very high in the concentration of 1/1 dS m-1, it decreased with increasing the concentration of nutrient Yield was higher at low concentration (4/1 dS m-1) at nighttime compared to the same concentration (4/4 dS m-1) at daytime and nighttime, and the reverse (1/4 dS m-1) was similar to the control (perlite culture). Yield was greatly reduced by higher concentration at daytime than nighttime, and the decrease was alleviated by lower concentration at nighttime. With increasing the concentration of nutrient solution during daytime, sugar content of tomato fruit was increased, but yield was decreased. In the other experiment, tomato plants were hydropoically cultured in NFT system diurnally alternated between Aichi's solution and Ca(NO3)2 solution. Ca(NO3)2 solution was supplied for 4 hours from 10:00 to 14:00 at daytime and from 22:00 to 2:00 at nighttime, respectively, and Aichi's solution was supplied for the time except the 4 hours. Ca content of leaves and sugar content of fruit were increased by supplying Ca(NO3)2 solution at daytime compared to nighttime, but plant growth was greatly suppressed by supplying Ca(NO3)2 solution with the concentration of 4 dS m-1(4/4Ca dS m-1) at nighttime.

표고버섯의 생육과 품질은 환경요인에 직접적인 영향을 받기 때문에, 시설재배에서는 생육과 품질을 향상시키기 위해서 적절한 환경조절이 필요하다. 본 연구에서는 시설재배 하에서 야간 기온(무처리, 5~11℃, 12~18℃), 주간 상대습도(무처리, 6시간 및 12시간 가습), 풍속(무처리, 풍속 6시간 및 12시간 유지)에 대하여 버섯의 생체중, 건물중, 함수율, 갓의 직경, 두께, 착색도, 균병의 직경, 길이를 측정하였다. 야간 온도가 낮을수록 품질이 향상되었고, 생체중을 고려할 경우에 최저온도는 최저 생육온도 3℃이상 8℃ 이하가 적절하였다. 주간에 상대습도 (70~80%)를 계속 유지시키면 생체중은 증가하지만, 고품질을 얻기 위해서는 50%정도가 적절하였다. 6시간 이상의 평균 풍속(1~2 m·s-1) 처리구에서 생육과 품질이 양호하였고, 12시간 지속될 경우, 증발에 의하여 생체중은 감소하였으나, L값이 높은 것으로 나타났다. 표고버섯의 수량과 품질을 동시에 향상시키는 것은 쉽지 않지만, 수량과 품질에 관여하는 환경요인과의 관계를 분석함으로서 최적의 방법을 모색할 수 있을 것으로 판단된다.

칼랑코에 단일처리전의 유묘기의 목표는 초장이 짧고 건실하며 분지수가 많은 식물체를 생산하는 것이다. 광과 양분조건은 어린 식물의 생육과 품질에 직접적으로 영향을 준다. 본 연구는 이 시기에 배양액농도와 광강도가 생육과 양분흡수에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 2조건의 적산일사량(15.8, 7.9 mol·m-2·d-1, PPF)과 3조건의 배양액농도(EC 0.8, 1.6, 2.4 dS·m-1) 처리를 하였다. 칼랑코에 유묘의 생육조사 결과, 광도가 높을수록 엽면적, 생체중, 건물중이 크게 나타났고 분지가 많이 발생하였다. 이러한 경향은 EC 1.6 dS·m-1 이상에서 현저하였다. 초장은 광강도가 낮을수록 컸다. 배양액의 EC 감소분은 배양액의 농도가 증가함에 따라 커지는 경향을 보였다. 생육 단계의 진전에 따른 양분흡수는 광도와 배양액 농도(EC)가 높을수록 많아지는 경향을 나타냈다. 실험기간 중 NO3-N, P, K, Ca은 대체로 고광도에서 저광도보다 많이 흡수되었다. 칼랑코에 유묘기 재배 시, 적정 엽면적, 생체중, 분지수, 초장을 얻고, 식물체의 적절한 양분흡수를 위해서는 고광도 시 배양액 농도를 EC 1.6 dS·m-1이상으로 관리하는 것이 적절하였고 저광도 시 배양액 농도를 EC 0.8 dS·m-1 관리하는 것이 적절하였다. 본 연구결과에서 광도에 따라 배양액 내의 각 무기양분의 농도를 다르게 관리해야 함을 확인하였다.

표고버섯(Lentinus edodes(Berk) Sing)의 품질은 환경조건에 매우 민감하고, 특히 생산기간중의 강우에 의한 수분의 영향이 큰 것으로 알려져 있다. 대부분의 경우, 표고버섯이 강우에 의하여 젖지 않도록 하기 위하여, 강우차단용 플라스틱 필름을 사용하여 측창 환기구 이외에는 모두 밀폐시킨 재배시설을 사용하고 있다. 그러나 이와 같이 천창이 없는 재배시설의 실내온도와 습도는 불량한 환기로 인하여 상승하게 되고, 결국 생산성 및 품질을 떨어뜨리게 된다. 본 연구에서는 모델을 이용하여 개선된 표고재배시설의 천창 면적과 차광율에 따른 환기율 및 실내온도 변화를 분석하였다. 차광율이 50%에서 90%로 증가할수록 온도는 약 2.5℃ 이상의 차이를 나타냈으며 50%의 낮은 차광율에서 풍속의 영향이 크게 나타났다. 환기율은 풍속 1~2m.s-1 이상에서는 차광율에 관계없이 크게 증가하였다. 실외풍속이 0m.s-1에서 2m.s-1로 증가함에 따라 실내온도는 약 2℃이상 하강하였다. 특히, 천창개도가 커질수록 온도가 하강하였지만 개도 50%이상에서는 큰 차이가 없었다. 차광율이 낮을수록 개도 증가가 온도하강에 미치는 영향이 뚜렸하였다. 풍속 및 차광율에 무관하게 천창면적과 측창면적이 거의 동일할 때, 높은 환기효율 및 온도하강 특성을 나타내었다.

표고버섯은 담자균류 송이과에 속하는 식용 버섯으로, 영양 성분 및 약리적 효능이 높기 때문에 동양인에게 중요한 버섯이며, 점차로 생산량과 소비량이 증가하고 있다. 본 연구에서는, 고품질 표고버섯 생산시기의 기상자료를 분석하여 표고버섯의 품질에 영향을 주는 생육 환경요인을 분석하였다. 이를 위하여 1997~1998년 국내 고품질 표고버섯이 생산되는 지역중 3지역(부여, 원주, 장흥)을 선정하였다. 표고버섯의 다량 발생시기 20일 기준으로 기상분석시기 15일을 선정하였다. 환경요인으로는 발생시기의 일 온도차, 일습도차, 일평균온도, 일 평균습도 및 풍속을 분석하였다. 발생기간중의 일 평균온도는 버섯 발생 온도 하한치인 7℃ 이하에서 적정온도 20℃까지의 변화를 보였고, 일 온도차는 주간에는 7~20℃, 야간에 0~-2℃의 범위를 나타냈다. 일평균습도 50~70%으로 강우에 따라서 변화 폭이 컸으며, 일습도차는 40~60%의 차를 나타냈다. 풍속은 1~4m.s-1이었다 .따라서 화고, 동고의 생육환경은 일반적인 표고버섯의 적정 생육 조건과는 큰 차이를 보였다. 생육기간동안의 일 온도차, 일습도차, 저 습도, 풍속 등의 환경 조건은 고품질 표고버섯 발생의 요인의 하나라고 추정된다. 이 연구결과는 버섯의 시설재배시 고품질 표고버섯 생산을 위한 환경조절기술로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 실험은 펄라이트의 물리성, 화학성 및 배수 특성을 구명하고 이를 근거로 배지내 적정 수분관리를 시도해 보고자 수행하였다. 입자 분포를 5단계로 분류하였고, very-coarse 이상의 입자들이 98.5%를 점유하였다. 물리적인 특성은 very-coarse 이상의 입자들이 coarse 이하의 입자들보다 기상 비율은 각각 76.7%와 87.5%로 낮았지만, 고상 비율은 각각 13.2%와 7.0%, 액상 비율은 각각 10.2%와 5.5%로 높았다 양이온치환용량은 fine 입자가 1.867 me.100g-1로 크게 나타났다. 배수 면적이 클록 배수량이 많았으며, 관수 후 5분 이내에 관수량의 65~70% 정도가 배수되었다. 배지 깊이에 비례해서 배지내 수분량의 차이가 있었으며, 배수 후 펄라이트의 수분량은 약 2mL.cm-2.cm-1 / 정도로 추정된다. 시간이 경과됨에 따라 pF 수치는 증가하는 경향을 보였으며, 배지내 수분함량과 pF치간의 관계는 고도로 유의한 부의 상관(R2＝0.997)이 있었다. 펄라이트 배지의 배수 특성을 파악하여 배지내 적정 수분함량을 조절할 수 있을 것으로 판단되었다.