In order to develop greenhouse cooling and water saving technologies suitable for desert climate, the performance evaluation of the cooling packages and condensate water recovery from cooling fan coil unit. As a result of the application for tomato greenhouse in summer, the root zone temperature of root zone cooling+duct cooling case and root zone cooling case was 25℃ during the day and 20℃ at night, which was suitable for tomato growth. When the nutrient solution tank was cooled, the temperature of the nutrient solution was maintained at 20 degrees, but otherwise, the temperature exceeded 30℃, causing the root zone temperature to rise. Condensate water recovery per fan coil unit was 93L on average per day in August, and was proportional to relative humidity in greenhouse and temperature difference between dew point temperature and the surface temperature of heat exchanger. Tomato growth was found to be improved in the order of root zone cooling+duct cooling, root zone cooling, duct cooling and control. It was analyzed that the yield of root zone cooling+duct cooling, root zone cooling and duct cooling increased by 35%, 28% and 11%, respectively, compared to the control.

국내 음식물류폐기물의 1일 발생량은 14,143 톤으로 약 30%는 퇴비로 재활용하고 있으며, 그중 석회안정화공법을 통해 제조된 석회처리비료는 작물의 수량 증가, 산성 토양 개량 및 유기물 공급 등의 효과가 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 석회처리비료 시용량에 따른 작물 생육 및 토양의 화학적 특성에 대한 영향을 평가하고자 하였다. 처리구는 무처리구(CT), NPK 처리구(NPK). NPK+소석회 처리구(CH), NPK+석회처리비료 처리구 1, 2, 4, 8 및 16배(LTF1, 2, 4, 8 및 16)로 설정하였다. 석회처리비료는 석회소요량 기준으로 처리를 하여 상추 포트 재배실험을 진행하였다. 상추의 생육조사 결과 전반적으로 LTF1 처리구의 생육(수량 5,050 kg ha-1)이 가장 좋았던 반면, 석회처리비료 시용량이 증가할수록 생육이 저하되는 경향이었으며 수량도 LTF16 처리구(1,600 kg ha-1)에서 유의한 수준으로 감소하였다. 시험 후 토양의 pH, EC, OM, 교환성 양이온은 모두 시험 전보다 상승하였고 석회처리비료의 시용량이 증가함에 따라 증가하였다. 상추의 질소, 인산 및 칼륨의 양분흡수량은 LTF1 처리구에서 NPK 처리구 대비 각각 6.1, 0.5 및 4.0 kg ha-1 증가했으나, 석회처리비료 시용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었다. 이를 통해 석회처리비료는 석회소요량 기준 2배량 이하로 시용하는 것이 적합하다고 판단되나 석회처리비료의 적정사용량 설정을 위해 연용 포장실험을 통한 추가적인 모니터링이 필요하다고 사료된다.

음식물류폐기물 직매립, 해양투기 등이 금지됨에 따라 음식물류폐기물은 대부분 자원화를 통해 처리되며 퇴비화하여 생산한 음식물류혼합퇴비(이 하, 음폐퇴비)는 작물 생산성을 향상 등을 위하여 농경지에 퇴비로 사용한다. 하지만, 염분 집적에 의한 작물 생육이 우려되며 이에 따른 피해를 줄이기 위하여 음폐퇴비와 블랙카본, 유용 미생물을 함께 사용하면 염분에 의한 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 음폐퇴비와 바이오차의 한 종류인 블랙카본, 유용 미생물을 처리 시 상추의 수량과 토양 특성 변화를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질 비료 (NPK), 무기질 비료 + 음폐퇴비 (NPKF, 대조구), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙 카본 (NPKFC), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 미생물 (NPKFB), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙카본 + 미생물 (NPKFCB)이다. 상추 생육 조사 결과, 생육 후기인 21일째에 NPKFCB 처리구에서 엽장 20.7 cm, 엽폭 20.2 cm, SPAD-502 32.0으로 가장 생육이 좋았으며, 수량 조사 결과 또한 NPKFCB 처리구에서 주당 총 엽수가 28.8개로 가장 많았다. 수량지수는 무처리가 84.1로 가장 낮았고 NPKFCB 처리구에서 128.7로 가장 높았다. 이는 블랙카본에서 공급되는 K, P, Ca 등의 양분과 미생물 활성화가 작물 생산성 향상에 도움을 준 것으로 판단된다. 토양 화학성 분석 결과 pH는 NPKFB 처리구에서 6.9로 가장 높았으며, EC는 NPKF에서 1.7 dS m-1로 가장 높았다.

국내 음식부산물 발생량은 연간 약 500만톤으로 그 중 70 %가량은 퇴비화 또는 사료화로 자원화되고 있다. 최근 비료공정규격상 음식부산물 건조분말(DFP)이 혼합유기질비료 및 유기복합비료의 원료로 사용할 수 있게 되었지만 아직 적정사용기준에 대한 설정이 미흡한 상태이다. 이에 본 연구는 수집 시기별 음식부산물 건조분말의 화학적 특성을 평가하고 음식부산물 건조분말이 혼합된 혼합유기질비료의 사용량에 따른 작물 및 토양화학성 변화에 대해 평가하고자 하였다. 처리구는 무처리(NF), 무기질비료처리구(NPK, N-P2O5-K2O=32-7.8-19.8 kg 10a-1), 음식부산물 건조분말 단독처리구(DFP), 시판혼합유기질비료(MOF), 음식부산물 건조분말 혼합유기질비료 처리구(DFPMOF)이며 DFPMOF 처리구는 100, 200, 400 및 600%로 구분하여 설정하였다. DFP, MOF 및 DFPMOF 처리구는 질소비료 사용량을 기준으로 하여 비료처리를 하여 작물 재배실험을 진행하였다. 음식부산물의 화학적 특성은 시기별에 따라서 유의적인 차이가 없었으며 중금속 함량 또한 기준에 적합한 수준이었다. 배추 생산량은 DFPMOF 처리구가 6,280 kg 10a-1로 NPK처리구(7,000 g kg-1)와 가장 유사하였으며 질소이용효율 또한 유사한 경향이었다. 토양 pH는 DFPMOF 사용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었으며, EC, OM 및 Ex. K는 DFPMOF 사용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었다. 이를 통해 DFPMOF 는 질소비료사용량 기준으로 처리하였을 때 가장 적합할것으로 판단되나, 적정사용기준을 설정하기 위해서는 장기간 연용시험을 통한 환경영향평가가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 권취식 측창을 갖는 아치형 단동 플라스틱 온실 내 강제환기장치 설치 및 운용, 환기 성능 개선방안 등을 제안 하기 위해 온실 내부에 유동팬과 배기팬을 설치하여 강제환기 장치 사용에 따른 온실 내부기온 강하 특성을 정량적으로 조 사하였다. 시험은 3가지 환기 조건(측창, 측창+순환팬, 측창+ 순환팬+배기팬)에서 수행되었다. 각 조건 데이터로거를 이용 하여 환기 시작과 동시에 온실 내외부 기온 및 외부환경 변화 를 측정·기록하였고, 환기 방식별 기온차 변화의 평균값으로 부터 정규기온차를 계산하여 기온 강하 효과를 비교하였다. 오전(11:00－12:00)에는 환기 방식에 상관없이 환기 초반 정 규기온차가 일시적으로 증가했다가 감소하는 것으로 나타났 다. 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 최대 정규기온차는 1.158에서 1.037로 감소하였고 최대 정규기온차에 도달하는 시간도 340초에서 110초로 단축되었다. 강제환기장치의 사 용은 정규기온차가 0.8까지 감소하는데 소요된 시간을 1,030 초에서 550초로, 0.6까지는 1,610초에서 915초로, 0.4까지는 2,315초에서 1,360초로, 자연환기의 약 60% 수준으로 감소 시켰다. 오후(14:00－15:00)에는 정규기온차의 증가가 관측되지 않았지만, 환기 시작과 동시에 기온차가 감소하기 시작 했다. 또한 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 정규기온차 가 0.8까지 내려가는 시간을 560초에서 345초로, 0.6까지는 825초에서 540초로, 0.4까지는 560초에서 345초로, 약 70% 수준으로 감소시켰다. 따라서, 보다 효과적이고 경제적인 환 기를 위해 강제환기장치는 오전과 같이 열부하가 높은 환경에 서 적극적으로 사용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

This study was carried out to investigate the effect of side vent heights on temperature and relative humidity inside and outside the single-span plastic greenhouse (W: 7 m, L: 40 m H: 3.9 m) during natural ventilation. Four different heights (120, 100, 80, 60 cm) of the side vent were used as an experimental condition. Variations of temperature and relative humidity inside and outside the greenhouse and the differences between heights were compared by using one-way ANOVA. In the daytime, the difference in temperature between inside and outside the greenhouse was dropped from 14.0°C to 7.1°C as the side vent height increased. The temperature difference in the nighttime was less than 0.2°C regardless of the height. One-way ANOVA on the temperature difference between heights presented that the statistical significance was founded between all of the combinations of height in the daytime. The difference in relative humidity between inside and outside the greenhouse was grown from –13.8% to – 22.2% with a decrease in the side vent height. The humidity difference in the nighttime was less than 1% regardless of the height. One-way ANOVA on the humidity difference revealed that most of the side vent heights showed significance in the daytime but between 100 and 80 cm was not significant. It seemed because the external air became cooler during the experiment with a height of 80 cm. Conclusively, this study empirically demonstrated that the higher side vents resulted in the decrease of differences in temperature and relative humidity between inside and outside the greenhouse, and also the effect of side vent height was statistically significant. This study may be helpful for deciding the height of the side vent effective for controlling temperature and relative humidity in a single-span greenhouse during natural ventilation.

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.

Recently, remote sensing technology as a nondestructive method has been utilized to detectthe quantity and quality of crops using unmanned aerial system. To predict vegetation growth(leaf dry mass and nitrogen content) of soybean, two vegetation index(NDVI and Green NDVI)were calculated from images acquired by multi-spectral camera mounted on a UAV and eachprediction models between vegetation growth and index were evaluated. As a result, there wasno significant difference between vegetation growth and index when each vegetation stage foreach yellow and black bean were compared to each other. However, there was significantdifference between vegetation growth and index when all vegetation stage for each yellow andblack bean were compared to each other. Moreover, there was significant difference betweenvegetation growth and NDVI(r= 0.799 for leaf dry mass, r= 0.796 for nitrogen content), andGreen NDVI(r= 0.860 for leaf dry mass, r= 0.845 for nitrogen content) for all vegetation stageswith all soybeans. The accuracy and precision of Green NDVI model(R2= 0.740 for leaf drymass, R2= 0.714 for nitrogen content) were better than those of NDVI model regardless ofvarieties and vegetation growth. Therefore, Green NDVI has considerable potential to detect thequantity and quality of soybeans.

The purpose of this study was to investigate alteration of chemical properties in red leaf lettuces(Lactuca sativa L.) exposed to digital music every day. The red leaf lettuces were cultivated in two hydroponic systems composed of two layers. In the first experiment, the red leaf lettuces with treatment were exposed to the digital music, while the lettuces under control condition were not exposed to the digital music. At harvest(6 weeks after planting), fresh weight and chlorophyll content were measured and compared the treatment with the control group. Subsequently, red leaf lettuces of the next experiment were compared to fresh weight, chlorophyll, ascorbic acid and anthocyanin content during different vegetation growth stages(4 weeks and 6 weeks after planting). The comparison of data for all experiment was also divided into upper and lower parts because of the difference of temperature in hydroponic systems. As a results, fresh weight and anthocyanin of the red leaf lettuces might be influenced by the difference of temperature variations. Chlorophyll of the red leaf lettuces was not easily influenced by digital music and difference of temperature. It was also shown that ascorbic acid as inactive molecule was not easily influenced by physical response like music.

We address improved plant image segmentation based on histograms which requires using a vegetation index and threshold. Image segmentation is the most important step for extracting targets, such as vegetation, from images; this affects successful detection of plant information. Forty-two field images were acquired from a soybean field using an RGB camera. Through K-means clustering analysis, we built a new vegetation index        and generated gray-scale images. Otsu and Triangle thresholds were used to convert contrast images to binary. Optimal threshold values were generally located between the Otsu and Triangle threshold values. The combined threshold method shows 98.79% and 0.95% of mean accuracy and standard deviation, respectively, whereas the Otsu and Triangle method results show 98.17±1.71% and 97.85±1.87%, respectively. These results show that the combined method has significant segmentation potential through one-way ANOVA. Then we compared the results with K-means clustering using two-sample t-test. The K-means method’s mean accuracy is 98.18±1.79%, with no significant difference between the proposed and K-means methods. However, the proposed method’s processing time is 0.60±0.01 s, i.e., twice faster than the K-means method (1.72±0.24 s).

본 연구는 당근 재배지에서 녹비작물의 토양환원 효과를 구명하기 위해 수단그라스 및 크로타라리아 의 토양환원이 당근의 생육, 수량 및 품질향상에 미치는 영향을 조사하였다. 당근 재배를 위한 처리조 건은 무처리구, NPK처리구(N-P2O5-K2O= 20-9.6-12.2kg 10a-1), 크로타라리아(파종량 6kg 10a-1), 수단그라스(파종량 6kg 10a-1) 및 수단글라스 + 크로타라리아(파종량 3+3kg 10a-1)의 5개 처리구로 시 험하였다. 당근재배지에서 전작물로 재배된 녹비작물의 질소(N), 인(P2O5), 칼륨(K2O), 칼슘(CaO) 및 마그네슘(MgO) 공급량은 크로타라리아의 경우 각각 9.2, 9.8, 7.4, 12.9 및 2.5kg 10a-1이었고, 수단그 라스의 경우 각각 8.7, 8.9, 45.7, 5.2 및 2.8kg 10a-1이었으며, 혼합처리구(수단그라스 + 크로타라리 아)의 경우 각각 8.8, 9.9, 29.5, 2.6 및 1.7kg 10a-1이었다. 당근 재배지에서 녹비작물의 토양환원 후 토양의 이화학적 특성을 조사한 결과 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 용적밀도는 약간 감소하였으며, 공극율은 용적밀도와는 달리 약간 증가하는 경향을 보였다. 토양내 유기물, T-N 및 유효 P2O5 함량은 녹비작물 처리구가 전반적으로 대조구에 비해 증가하였다. 당근의 품질을 나타내는 클로로필, 당도 및 β-카로티노이드 함량은 모두 크로타라리아 처리구에서 가장 높았으며, 대조구에서 가장 낮은 함량을 보였다. 당근의 장해율은 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 감소하는 경향이었고, 당근의 상품수량은 크로타라리아 + 수단그라스 혼합처리구(3,530kg 10a-1)가 대조구(2,101kg 10a-1)에 비해 68%의 증수효 과를 보였다. 따라서 당근 재배지에서 수단그라스 + 크로타라리아 혼합처리는 화학비료의 절감효과가 있으며, 특히 토양환원 후 토양의 물리성 및 화학성을 개선함으로써 당근의 상품수량 및 품질향상을 증 대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 시설하우스에서 비점오염원으로 인해 배출되는 오염된 농업배수를 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위한 기초자료를 확보하기 위해 인공습지에서 여재종류, 조합방법 및 부하량에 따른 오염물질 정화효율을 평가하였다. 인공습지의 조합방법은 수직-수평흐름조, 수평-수직흐름조, 수평-수직-수평흐름조 및 수직-수평-수평흐름조로 구분하여 설계 및 시공하였으며, 여재는 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합여재로 구분하여 각 조에 충진하였다. 또한 농업배수 부하량을 150, 300, 600 L m-2 day-1으로 달리하여 오염물질의 처리효율을 조사하였다. 조합방법별 수처리효율은 HF-VF-HF 조합방법이 다른 조합방법에 비해 높은 처리효율을 보였으며, 최적여재는 COD 처리효율은 왕사가 가장 높았고, T-N은 쇄석, T-P는 방해석이 가장 높았다. 하지만 모든 처리효율과 경제성 부분을 고려하였을 때 최적여재는 혼합여재가 가장 효과적일 것으로 판단된다. 농업배수의 부하량에 따른 처리효율 결과 COD는 농업배수 부하량 600 L m-2 day-1까지 안정적인 처리효율을 보였으나, T-N 및 T-P는 150 L m-2 day-1≒300 L m-2 day-1¤600 L m-2 day-1의 순으로 농업배수의 부하량이 증가함에 따라 약간 감소하는 경향이었다. 따라서 시설하우스 농업배수 처리를 위한 인공습지 농업배수처리장의 최적조건은 HF-VH-HF 조합형 인공습지에 왕사, 쇄석 및 방해석이 혼합된 혼합여재로 충진하고 부하량 300 L m-2 day-1 이하의 농업배수를 주입하는 것이 최적일 것으로 판단된다.

연구는 당근-녹비 윤작지에서 헤어리베치 및 클림손클로버의 토양환원이 당근의 수량 및 토양의 물리․화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 당근재배지에서 전작물로 재배된 녹비작물의 질소(N), 인(P2O5), 칼륨(K2O), 칼슘(CaO) 및 마그네슘(MgO) 공급량은 헤어리베치의 경우 각각 23.8, 12.8, 6.1, 1.7, 및 2.8 kg 10a-1이었으며, 클림손클로버의 경우 각각 4.3, 6.0, 3.5, 1.3, 및 1.3 kg 10a-1이었다. 당근재배지에서 녹비작물의 토양환원 후 토양의 이화학적 특성을 조사한 결과 가밀도는 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 감소하였고, 공극율은 증가하였다. EC는 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 약간 낮았으며, 유기물, T-N 및 avail. P2O5는 대조구에 비해 높았다. 당근의 장해율은 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 감소하는 경향이었고, 장해된 당근의 수량을 제외한 상품수량은 헤어리베치 처리구 (3,733kg 10a-1)가 대조구(2,566kg 10a-1)에 비해 45.5%의 증수효과를 보였다. 따라서 당근재배지에서 녹비작물의 시용은 비료로서 충분한 가치가 있으며, 녹비작물 토양환원 후 토양의 물리성 및 화학성을 개선함으로써 당근의 상품수량을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

This study provides experimental results of pH restoration of acidified desulfurization seawater by the addition of the alkalinity enhanced seawater and additives (limestone and fly ash). The conservative seawater desulfurization processes use chemical solutions such as caustic soda (NaOH) or calcium hydroxide(Ca(OH)2). The method proposed in this study was aimed at reducing usage of chemicals. A control test was conducted to simulate the existing process without addition of the alkalinity-enhanced seawater and additives (limestone and fly ash). The pH of desulfurized seawater was increased by pH 5.84 through the conservative restoration process (i.e., adding raw seawater and NaOH solution followed by aeration). The 20%, 50%, and 80% of added raw seawater was replaced by the alkalinity-enhanced seawater. From the experimental result, 0.28, 0.89, and 1.05 m3/hr of 48% NaOH solution could be saved when applying the proposed method of the alkalinity enhanced seawater addition. When desulfurized seawater with pH 3.5 was mixed with raw seawater at a ratio of 1:1, the pH of seawater was increased up to pH 6. Therefore, the seawater restoration goal was set as pH 3.5. Experiments were conducted to increase pH of desulfurized seawater to pH 3.5 using additives (fly ash and limestone). Based on these results, the addition of fly ash and limestone to seawater was proved effective for pH restoration of desulfurized seawater.

Among many types of flue gas desulfurization (FGD) facilities, wet type FGD using lime or limestone is most popular in the world because of its simplicity of operation and availability of lime and limestone. Seawater desulfurization utilizes the alkalinity of seawater, thus requires no addition of lime and limestone. The efficiency of seawater desulfurization depends on the variation of alkalinity of seawater at different locations. This study presents the effect of gas-water ratio and total alkalinity of absorbing solution on the removal efficiency of sulfur dioxide from the flue gas by means of seawater. Also this study provides an alternative way to increase total alkalinity of seawater by utilizing fly ash from coal-fired power plants. The increase of removal efficiency with increase of alkalinity was measured as 0.26 ± 0.01% per ppm of bicarbonate alkalinity from the set of experiments using seawater, underwater, and distilled water, the alkalinity of which were 111 ppm, 38 ppm, and 1 ppm, respectively. Capability to increase total alkalinity of seawater using fly ash was confirmed.