This study was conducted to develop a precision automatic irrigation system in a nursery by considering the problems and improvements of manual and the conventional automatic irrigation system. The amount of irrigated water between the conventional automatic irrigation system and manual irrigation was 28.7 ± 4.4 g and 14.2 ± 4.3 g, respectively, and the coefficient of variation was less than 30%. However, the coefficient of variation of the conventional automatic irrigation system of 15%, was higher than that of manual irrigation of 30%. The irrigation test using the developed uniform irrigation system attached with the nozzle of a spray angle 80° and most highest uniformity was at height 600 mm. And coefficient of variation of the irrigation uniformity at the center part was within 20%, but irrigation amount of the edge part was lower 50% and over compared to the center part. As a result of a tomato grafting seedling cultivation test using the developed uniform irrigation system, the average plant height of seedling at the edge part was 28 mm but plant height at the center part was higher as 72 mm. Therefore, it was necessary to apply additional irrigation device at the edge part. The irrigation uniformity of the edge concentrated irrigation system was investigated that the irrigation amount of the edge part was irrigated by more than 50% compared with the center part, and coefficient of variation of the irrigation amount at the center part was less than 30%. As a result of a cucumber grafting seedling cultivation test using the edge concentrated irrigation system, the plant height of seedlings in the edge and central part of cultivation bed were 24% and 26%, respectively, so irrigation uniformity was higher then the uniform irrigation system. In order to improve the uniformity of seedlings, it is necessary to adjust the height of boom according to the growth of the seedling by installing a distance sensor in the overhead watering and boom irrigation system.

접목시기의 줄기직경을 조사한 결과 토마토 접수는 2.5±0.3mm, 대목은 3.1±0.7mm인 것으로 조사되었고, 오 이 접수는 2.2±0.2mm, 대목은 약 3.6±0.3mm인 것으로 조사되었다. 절단 기준점의 높이 차는 4mm 이상일 때 대부분의 모종에 대해 접촉면이 작아 접목 불량이 발생 하였고, 2mm 이하일 때 접수와 대목의 절단면 겹침으로 인하여 접촉부가 작아 불량이 발생하는 것으로 분석 되어 3mm가 적당한 것으로 사료된다. 접수 및 대목 줄 기직경이 모두 얇을 경우 접수 및 대목 중 하나의 줄기 직경이 평균값 이상을 이용해야 하는 것으로 분석되었다. 또한 줄기의 절단 각도는 인력으로 작업하기 때문에 접수는 13~55o, 대목은 15~67o의 범위로 다양한 것으로 조사되어 접목 불량의 원인이 될 수 있으므로 기계절단을 통하여 접수와 대목의 절단각도를 일치시킴으로써 접 목성공률을 향상 시킬 필요가 있을 것으로 사료된다. 모종 줄기 절단면 촬영 및 영상처리로 모종의 휨을 인식 및 계산하여 그립퍼의 회전각을 제어하여 정확도 시험을 실시한 결과 접수와 대목 절단면은 정확히 접합되는 것 으로 조사되었다. 영상 인식 기술을 적용한 접목로봇을 이용하여 오이와 토마토에 대한 접목시험을 실시한 결과 오이는 96±3.2%, 토마토는 95±4%의 접목 성공률이 조 사되었다.

본 연구는 엽록소형광반응 분석을 이용하여 건조스트레스에 의한 공정육묘의 광화학적 활력을 분석하였다. 토마토와 오이 공정육묘를 8일 동안 건조스트레스 처리를 하였다. 엽록소형광반응 (OJIP)과 매개변수 분석을 통해 건조스트레스로 인한 작물의 광화학적 변동을 평가하였다. 엽록소 형광반응 (OJIP) 분석 결과, 토마토는 처리 후 5일부터 최대 형광량 (P)이 감소한 반면 J-I 단계에서는 엽록소 형광량이 증가하였다. 따라서 생리적 활력이 감소한 것을 알 수 있었다. 오이의 경우 처리 후 4일부터 최대 형광 (P) 및 변동 형광량 (FV)이 낮아지고 J-I 단계의 엽록소 형광 수치가 증가하였다. 엽록소 형광 매개변수 분석한 결과 토마토는 처리 후 5일부터 특히 ET2O/RC와 RE1O/RC가 감소하면서 광계II와 광계I의 전자전달효율이 유의적으로 낮아진 것으로 보인 반면 오이는 처리 후 4일부터 ET2O/RC와 PIABS가 상당히 변화하였다. 결론적으로 FV/FM, DIO/RC, ET2O/RC, RE1O/RC, PIABS, PITOTALABS 6개의 지표가 공정육묘의 건조스트레스를 판단하는 지표로 선정되었다. 건조스트레스지수 (DFI)를 통해 건조스트레스로 인한 작물별 건전성 평가를 하였고 오이의 경우 토마토에 비해 건조 저항성이 낮은 것으로 판단되었다.

연구는 초분광 영상을 이용하여 오이 및 수박과 같은 박과 묘의 수분함량을 추정하기 위해 수행되었다. 오이와 수박 묘 샘플에 수분 스트레스를 가한 후 초분광 영상 취득 시스템을 이용하여 오이와 수박 묘 잎을 촬영하여 반사율을 계산하였고, 건조기를 이용하여 해당 모종의 수분함량을 측정하였다. 마지막으로 영상의 반사율과 수분함량을 이용하여 부분최소제곱회귀분석을 통해 수분함량 추정모델을 개발하였다. 오이 묘 수분함량 추 정모델은 R2 0.73, RMSE 1.45%, RE 1.58%의 성능을 보였으며, 수박 묘 수분함량 추정모델은 R2 0.66, RMSE 1.06%, RE 1.14%의 성능을 보였다. 유효범위를 넘어가는 극단치를 제거하여 모델의 성능을 다시 분석한 결과, 오이 모델의 경우 R2 0.79, RMSE 1.10%, RE 1.20으로 상승하였다. 오이와 수박 묘를 함께 분석하여 모델을 제작한 결과, R2 0.67, RMSE 1.26, RE 1.36으 로 분석되었다. 오이 모델이 수박 모델보다 비교적 높은 성능을 보였는데, 이러한 원인은 오이의 수분함량 변이가 넓게 분포되어 있었기 때문이라고 판단된다. 또한 데이터셋에서 유효범위를 넘어가는 극단치를 제거한 결과 오이 모델의 정확도 및 정밀도가 상승하였다. 결론적으로 오이 및 수박 묘 수분함량 추정모델들의 추정선의 기울기 차가 크지 않고, 서로 교차되기 때문에 두 모델 들은 모두 수분함량을 추정하는데 있어서 유의한 것으로 판단된다. 또한 샘플의 변수가 넓게 분포된 변이를 갖는다면 추정모델의 정확도와 정밀도는 분명 상승할 것이며, 개선된 모델을 이용하면 저가형 센서를 개발하는데 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

Physiological responses and activities of antioxidative enzymes were investigated in pepper(Capsicum annuum) seedlings subjected to low temperature stress. The seedlings were exposed to 7℃, 11℃, or 15℃ for 4 h during the early seedling stage of pepper plants. The results showed that plant height and chlorophyll content were unaffected by the treatments. Polyphenol content in seedlings exposed to 7℃ was higher than that at 11℃ and 15℃ for 2 h. After 3 h of treatment, the flavonoid content was higher in pepper seedlings exposed to 7℃ than 11℃ and 15℃, which was slightly higher than that detected in the control. The H2O2 content increased remarkably with increasing exposure time to low temperature(i.e., 7℃) as compared to that at 11℃ and 15℃. The levels of antioxidant enzymes superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT), ascorbate peroxidase(APX), and peroxidase(POD) fluctuated. These results provide basic information that can be utilized to maintain efficient temperature in greenhouses for sustainable growth of pepper under severe low temperature conditions.

접수 및 대목 줄기의 회전 절단으로 인한 접목 불량 발생 가능성에 대한 문제점을 해결하기 위하여 수학적 분석 및 고속카메라를 이용하여 실측한 결과 칼날 회전 반경 50mm이고 줄기직경이 5mm 일 때, 깊이는 0.11mm 인 것으로 계산되어 줄기부 곡면 절단에 따른 문제는 없을 것으로 사료된다. 또한 접목시스템에서 모종 줄기를 잡는 그립퍼의 최적 형상 설계를 위하여 실시한 모종 줄기 압축시험 결과 대목의 경우 0.8mm 이상, 접수의 경우 0.6mm 이상의 범위에서 줄기부를 압축 할 경우 이전 형상으로 완전히 복원되지 않는 것으로 조사되어 그립퍼 형상 설계 시 그럼퍼 간격 결정에서 고려해야 할 것으로 사료된다. 또한 접목시기인 토마토 모종의 경우 줄기의 휨이 평균 10도 전후 인 것으로 조사되어 접목불량이 발생할 가능성이 있으므로 이를 개선하기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다. 최적핑거 형상 시험에서는 모서리핑거 형상이 핑거간 거리 조정을 통해 정확한 중앙점을 잡을 수 있는 것으로 조사되었다. 핑거 간 거리는 접수와 대목에 대해 각각 2.5mm와 3.0mm로 설정하고 신축성 있는 재질을 이용하여 1mm 두께로 코팅을 하면 대부분의 모종 줄기를 상처없이 파지 할 수 있을 것으로 조사되었다.

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.

본 연구에서는 새만금 개발구역에서 환경조절 비용이 적게 들 수 있도록 기상환경을 분석하여 조성 적지를 선정하는 연구를 진행하였다. 작성된 10개의 주제도를 도면중첩하여 50~59점 지역을 적지로 도출하였다. 그 중 농업생명용지 계획지역을 중첩하여 최종적인 시설원예단지 조성 적지로 선정하였다. 본 연구는 시설원예의 환경 조절 비용을 낮추어 부가가치를 상승 시킬 수 있다. 새만금에서 시설원예의 대규모를 통해 우리 농업의 국제 경쟁력 도움이 될 수 있다.

The Japanese government, on the basis of the Food, Agriculture and Rural Areas Basic Act, announced the 4th Basic Plan for Food, Agriculture and Rural areas, at the same time the third Basic Plan for Agriculture, Forestry and Fisheries Research in March 2015. The Basic Plan is configured as improvement of food self-sufficiency rate, a stable food supply, agricultural maintenance and development, rural promotion. The new target for the calorie-based food self-sufficiency ratio has been lowered from the previous 50 percent by 2020 to 45 percent by 2025. The production target for table rice has been lowered, but production targets for rice for flour and rice for feed have been raised significantly - five times and 10 times the more than current production by 2025, respectively. The 4th Basic Plan included the important measures of 24 and the details practice challenges of 50 should be intensively promoted for the next five years. The new Research Basic Plan set 21 key targets research and development to solve problems promptly faced by producers with the aim of increasing income in agriculture and rural communities and 11 priority targets research and development to be steadily promoted under medium- to long-term strategy. In addition, it announced the necessary measures of 10 at three areas in order to promote more efficiency and effective in the Agriculture, Forestry and Fisheries Research. In Korea, it refers to the announcement contents of Japan where there is a need to formulate a development plan for Agriculture, Rural Areas and Food Industry Development Plan that meets the Korean situation.

본 연구에서는 새만금 개발구역에서 환경조절 비용이 적게 드는 시설원예단지 적지선정에 앞서 기상환경을 분석하고 평가기준을 정립하였다. 연구대상지는 28,300ha 에 조성계획 중인 새만금 지역을 중심으로 하였다. 12곳의 기상 자료를 평가등급 및 주제도 작성에 활용하였다. 전문가 설문조사를 통해 10개 주제를 선정하였다. 10개 주제는 여름철 20일간 최고온도 평균, 겨울철 20일간 최 저온도 평균, 여름철 90일간 평균온도, 겨울철 90일간 평균온도, 연중 순간 최고풍속과 연중 평균풍속, 겨울철 일간 일사량의 평균, 연중 안개 발생일수, 연중 일간 최고 강수량, 봄철 평균습도 분포 등으로 주제를 선정하였다. 선정된 주제에 대한 평가 등급은 연구대상지 기상환경을 분석하여 10 등급화 하여 구분하였으며, 전문가의견을 반영하여 가중치를 설정하였다.

스파이럴 기초를 국내 온실 기초로 사용한 사례는 거의 없으며 일본에서 스파이럴을 온실 기초로 사용한 사례가 있다. 현재 국내에서는 스파이럴 기초가 다른 분야에서 연약지반 보강 기초로 많이 사용되고 있어, 앞으로 온실기초의 보강을 위한 기초로 활용 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 스파이럴 기초의 기초 설계 자료를 제공할 목적으로 모형실험을 통해 기초의 매립깊이, 흙의 다짐률, 스파이럴 직경, 흙에 따른 인발하중 측정결 과를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 농경지 및 간척지 흙의 극한 인발저항력 비교결과 농경지 흙이 간척치 흙보다 상대적으로 1.2~3.0배 더 큰 값을 나타냈다. 또한 두 흙 모두 매립깊이, 다짐률이 증가할수록 극한 인발저항력은 증가하는 경향을 관찰할 수 있었고, 모두 비슷한 하중-변위 곡선을 보였다. 실험조건에 따른 극한 인발저항력은 매립깊이 증가에 따른 인발 하중 상승효과 보다 직경 크기 증가에 따른 상승효과가 더 크게 나타났다. 그리고 다짐률 증가에 따른 극한 인발저항력은 다른 조건들에 비해서 증가 폭이 상당히 큰 경향을 보였다. 따라서 일반적인 농경지뿐만 아니라 간척지와 같이 연약지반에 스파이럴 기초를 설치할 경우에도 기초의 매립깊이, 다짐율, 스파이럴 직경 등을 증가 시키면 인발저항력이 높아져 연약지반 보강 기초로 사용 가능 할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 내재해형 플라스틱 온실과 유리온실의 기초에 대하여 인발저항력을 검토하기 위해 사질토 지반 에서 실규모로 제작한 총 15개의 온실 기초를 이용하여 현장시험을 실시하였다. 그 결과, 대상 온실 기초의 최대인발저항력은 기초의 형태 및 규모가 서로 상이함에 따라 11.6 kN~82.4kN의 범위로 나타났다. 온실기초의 최대인발저항력 산정을 위해 제안된 이론식에 대하여 현장시험 결과를 이용하여 적용성을 검토한 결과 전반적으로 기존의 산정 이론식이 현장시험결과와 근접하는 수치를 제공하는 것으로 검토되었다. 다만, 본 연구에서 고려한 지반은 사질토 지반이며, 향후 점성토지반에 대하여 기존의 인발저항력 산정 이론식의 검증이 필요할 것으로 판단된다.

본 연구는 딸기의 2단 고설베드재배가 끝난 여름철 동안 수박재배 시, 베드 위치와 재식밀도가 수박의 과실 품질에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 고설 베드상자는 길이 102cm, 폭 22cm, 높이 13cm의 규격이고, 배지는 코코피트(coir)를 사용하였다. 수박은 베드 위치 및 재식밀도에 따라 베드상단 1주(A), 베드 상하단 각 1주로 상단(B) 및 하단(C), 상하단 각2주로 상단 2주(D), 하단 2주(E)로 정식 처리하였다. 수박은 2012년 5월 8일에 2단 고설베드에 정식하여 양액과 점적관수로 재배하였고 7월 25일에 수확되었다. 수박의 품질을 비교하고자, 과실 무게와 크기를 조사하였고, 과육 내 비타민 C, 플라보노이드, 페놀화합물, 당도 및 산도 등의 기능성 화합물을 분석하였다. 과실의 외관 품질인 과고, 과폭 및 과중은 A처리가 다른 처리에 비하여 가장 높았다. 특히 과중은 A, B, C, D, E처리 순으로 무거웠다. 식물체의 초장이나 엽수는 유의적 차이가 없었으나 줄기 직경과 엽면적은 A처리가 유의하게 컸다. 수박 과육 내플라보노이드, 항산화 활성 및 산도는 처리 간에 유의적 차이가 없었다. 한편 당도는 A, B 및 D 처리에서 유의하게 높게 나타났다. 또한 페놀화합물 함량은 A처리가 가장 높았다. 이상의 결과로 보아 대과의 수박 생산을 위해서는 A처리, 소과의 수박 생산에는 D와 E의 처리가 유리할 것으로 판단되었다.

본 연구는 식물공장에서 인공광원에 따른 서로 다른 파장이 ‘Seneca RZ’와 ‘Gaugin RZ’ 반결구 상추의 광합성 특성, 생육 및 기능성물질 함량에 미치는 영향을 밝히고자 수행하였다. 본 실험에서는 FL(fluorescent lamp), 적색LED와 청색LED 및 백색LED(RBW; red : blue : white = 5 : 4 : 1)와 MH(metalhalide lamp)를 사용하였다. 두 품종 모두 생육 중기에는 RBW에서 광합성속도가 높고 생육 후기에는 ‘Seneca RZ’ 품종은 RBW에서, ‘Gaugin RZ’ 품종은 MH에서 그 생육이 좋았다. 반결구 상추의 생육은 광원에 따라 생육 차이를 보였으나 각각의 광원의 영향은 품종에 따라 서로 다른 결과를 보였다. ‘Seneca RZ’ 품종은 생육 중기에는 MH에서, 생육 후기에는 FL 에서 생육이 좋았고, ‘Gaugin RZ’ 품종은 생육 중기와 후기 모두 MH에서 생육이 좋은 결과를 보였다. 그러나 수확시기에 ‘Seneca RZ’ 품종은 모든 광원 처리에서, ‘Gaugin RZ’ 품종은 FL을 제외한 나머지 광원에서 반결구 상추의 잎끝마름증이 발생하는 결과를 보였다. 생육 단계별로 두 품종 모두 생육 중기가 후기에 비해 전반적으로 생육속도가 빠른 결과를 보였다. ‘Gaugin RZ’ 품종에서 생육 중기에만 광원 종류에 대한 생육속도의 차이를 보였고 생육후기에는 광원의 종류와 품종의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 인공광원에 따른 두 품종의 반결구 상추의 영양학적 특성은 대부분의 성분에서 광원의 종류에 따른 통계적 유의성이 인정되어 광질이 반결구 상추의 영양학적 품질에 미치는 것으로 판단하였다. 두 품종 모두 RBW에서 4종의 비타민 함량이 높은 결과를 보였으며, 특히 β-Carotene의 함량이 ‘Gaugin RZ’ 품종의 MH에서 가장 높은 결과를 보였다. 이상의 결과에서 인공광원의 종류에 따라 반결구 상추의 생육, 광합성 특성 및 영양학적 품질이 차이가 있으나 품종과 기능성 물질에 따라 각 광원의 영향이 서로 다른 결과를 보여 식물공장 내에서 재배하는 품종과 증진시키고자 하는 기능성 물질에 따라 광원의 선택을 고려해야 할 것으로 판단하였다.

In the present study, we investigated the plant growth characteristics and biological activity of four asparagus cultivars grown using two cultural methods and tested the possibility of domestic open field. The number of shoots, buds, roots, shoot and root fresh and dry weights, and total dry weight of the four asparagus cultivars grown in a plastic house were higher than those of the same cultivars grown in an open field. Of the cultivars grown in the open field, Jersey Giant had greater shoot number than the other cultivars. In plastic house cultivation, the number of buds in Jersey Supreme was greater than the other cultivars. The total flavonoid content of the Jersey Giant was greater than the other cultivars, but cultural method was unaffected. The total polyphenol contents in asparagus cultivars grown in the plastic house were higher than those of cultivars grown in the open field. The total polyphenol content of the Jersey Giant grown the plastic house was significantly higher than those of other cultivars. Antioxidant activity such as catalase (CAT) and peroxidase (POX) did not differ significantly with cultural methods and among the cultivars. Ascorbate peroxidase (APX) activity of asparagus cultivars grown in the open field was higher than that of cultivars grown in the greenhouse; the highest APX activity was detected in UC157. Thus, greenhouse cultivation is expected to improve plant growth characteristics and biological activities of asparagus cultivars; each cultural method should be considered when selecting a suitable cultivar for high yield and high bioactive compound content.