본 연구는 참외 담배가루이의 발생에 대한 신속한 예찰과 효율적인 예찰방법을 확립하기 위하여 참외 주산지인 경북 성주군 소재 참외 비닐하우스에서 실시하였다. 참외는 대부분의 농가에서 12월 ~ 1월 사이에 정식하여 무가온으로 재배한다. 담배가루이는 비닐하우스에서 3월 중순부터 발생하기 시작하고 시설내부의 온도가 올라갈수록 발생밀도는 크게 증가하여 7월 중순에는 조사지점별로 58 ~ 3,163마리/트랩으로 나타났다. 비닐하우스 내부에서 담배가루이의 초기 발생양상은 주 출입구나 측창에 가까운 곳에서 발생되어 내부로 확산되는 경향을 보였고 주 출입구로부터 5m 내외에서 유인정도가 가장 높았다. 담배가루이의 효율적인 예찰을 위해서 끈끈이트랩 색상별로 유인효과를 검정해 본 결과 진한 노랑 트랩이 연노랑보다 2.6배 더 높았다. 담배가루이를 예찰하기 위한 유인트랩의 설치높이는 16 ~ 30cm 정도가 가장 효과적인 것으로 조사되었다.

본 시험에서는 참외후작으로 참외하우스를 활용하여 고온성버섯으로 알려진 신령버섯(Agaricus blazei)의 재배가능여부를 조사하기 위해 실시하였다. 참외하우스는 파이프 길이 8.5m, 폭 4.8m, 길이 48m 하우스를 이용하였으며, 외부에 95%차광막을 2중으로 설치하여 직사광선을 차단하였고, 균사배양기간에는 스프링클러를 10m 간격으로 설치하여 외벽에 물을 흘려주어 최고온도를 30°C 이하로 관리하여 주었다. 차광막 설치효과는 맑은날 외부 105,000lux, 내부 300~350lux, 흐린날 외부 43,000lux, 내부 30~100lux로 2중 차광막 처리로 인해 빛이 97%이상 차단이 되는 것으로 나타났다. 스프링클러 효과는 하우스내부 온도가 설치전에는 최고 43.3°C였으나, 설치후 최고 35°C 이하로 낮아졌다. 균사배양시기의 일교차는 15~20°C 정도가 나는 것으로 확인되었지만 신령버섯의 배양기간은 관행재배에 비해 2일정도 지연되거나 유사한 것으로 나타나 배양중 큰 온도편차가 균사배양일수에 큰 영향을 미치지는 않았다. 균사배양기간은 20일, 초발이소요일수는 7일이 걸렸으며, 종균접종후 첫수확까지는 총 43일이 소요되었다. 각 주기별 생산량은 1주기 180kg, 2주기 150kg, 3주기 50kg, 4주기 100kg, 5주기 80kg, 6주기 60kg을 수확하였으며, 주기별로 20~30kg정도 수량이 감소하였다. 총 수확량은 620kg이고 단위면적당 생산량은 23.4kg/3.3㎡로 확인되었다. 시기별 버섯발생상황은 7월 초순 1주기 버섯이 발생한 후 10일간격으로 주기가 진행되었으며, 7월말에서 8월중순까지 혹서기에는 버섯발생이 현격이 감소하는 것으로 확인되었다. 8월 중순이후 4주기 버섯이 발생하였으며, 온도가 낮아지기 시작하면서 주기간격은 다소 길어지는 경향을 나타내었다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 바이러스 매개 역할과 함께 참외에 심각한 경제적 피해를 주고 있다. 담배가루이는 기주 작물과 농약 감수성 정도에 따라 다양한 생태형으로 분류되고 있다. 본 연구는 안동시 풍천면에 소재한 참외밭에서 성충을 채집하여 PCR 분자진단기법으로 동정하 였다. 전체 11 곳의 채집 장소에서 Q 생태형 담배가루이를 진단하였고, 이 가운데 4 곳의 채집 장소에서 B 생태형도 검출되었다. 이러한 결과는 경북지역 참외 재배지에서 담배가루이가 발생한다는 최초의 보고이며, 특히 두 생태형이 동일한 재배지에 혼재한다는 것을 나타낸다.

참외 재배환경은 토양 위의 수평바닥에서 재배된 것을 수확하여야 하며, 참외가 잎으로 덮여져 있어 인식이 어렵고, 덩굴성 줄기로 인해 참외를 그립하기에도 매우 불리하다. 이러한 재배환경에 적합하도록 엔드이펙트, 머니퓰레이터, 인식장치 등의 참외 수확 로봇을 개발하였고 이를 시험하였다. 엔드이펙터는 수확물을 잡기 위한 그 립퍼와 줄기를 절단하는 커터로 구분되며, 그립퍼는 4개의 핑거가 동시에 구동하고, 커터는 2개로 전후진 동작이 되도록 설계하여 파지력과 절단력을 제어할 수 있도록 하였다. 머니퓰레이터는 중심축을 기준으로 회전을 하는 L-R형 모델에 직교 좌표형과 셔틀형 머니퓰레이터를 조합한 4축 매니플레이트 구조로 설계하였다. 인식장치는 1차 인식장치인 GVC와 2차 인식장치인 LVC를 이용하여 참외를 식별하고 그 중에서 당도나 숙도를 예측하여 선별하였다. 이 장치를 이용하여 로봇의 성능시험을 한 결과 수확시간은 평균 18.2sec/ea, 픽업율은 평균 91.4%, 손상율은 평균 8.2%, 선별율은 평균 72.6%로 나타났다.

본 연구는 성주지역에 적합한 참외재배용 내재해형온 실을 개발하기 위하여 참외 재배온실의 구조현황 조사, 최근 기상자료가 반영된 설계하중 산정, 온실모델 설정 및 구조안전성 분석을 수행하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 성주지역 참외온실의 구조적 특성을 파악하기 위하여 현장 조사한 결과, 온실의 지붕형상은 아치형이 가장 많았으며, 최근에 시공한 온실일수록 복숭아형이 많았으며 폭이 넓어지고 동고도 높아지는 추세였다. 그리고 성주지역에 가장 인접한 구미기상대의 기상자료를 이용하여 재현기간에 따른 설계풍속 및 설계적설심을 산정할 수 있는 계산식을 유도하였으며, 내재해형 온실 규격을 만족하는 재현기간 30년의 적설심은 23.7cm, 풍 속은 33.8m·s−1로 계산되었다. 이러한 성주지역의 내재해형 설계기준을 만족하는 참외재배용 단동온실 4종, 2연 동온실 및 연결온실을 각각 1종씩 총 6종의 모델을 개발하였다.

본 연구는 저온기 시설참외 재배 시 탄산가스 발생제(탄산솔)의 사용효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 600 m2 크기 하우스에 탄산가스 발생제(100g/1봉)를 10, 20 및 30봉을 각각 매달아 무처리와 비교하였다. 그 결과 무처리구에 비해 처리구에서 탄산가스 농도가 3.0~3.2배 정도 높았다. 그리고 무처리구에 비해 처리구에서 과중이 20.2~22.0g 더 무겁고, 태좌부 당도가 1.5~2.1oBrix 더 높았으며, 색도(a값)도 우수하였다. 또한 탄산가스 발생제 처리한 것이 무처리에 비해 발효과율 및 기형과율이 각각 2.9~3.9%, 5.4~7.3% 감소하였고, 상품과율은 8.7~10.3% 증가하였다. 10a당 상품과 수량은 무처리구의 385.8kg에 비하여 탄산가스 발생제 10, 20 및 30봉 처리 한 것이 각각 10.3%, 14.8%, 16.2% 증가하였다. 이상의 결과를 보아, 저온기 참외 시설재배시 탄산가스 발생제를 시용함으로써 탄산가스 농도가 높아져 광합성이 촉진되어 품질이 향상되고 수량이 증가한 것으로 판단되었다.

본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외 줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 W = La × D2 b로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 −0.9998의 상 수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외 줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로 부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 36.5N/cm2, 185.7N/cm2, 636.7N/cm2이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 2.87 × 10−2N와 5.60N/cm2로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드 이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안 하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구 동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

This study compared the antioxidant activity and functional constituents of the peel, flesh,and placenta of oriental melons according to the harvest time. The sample oriental melons were harvested during the major harvest time (from June to August) and divided into peel, flesh, and placenta. To examine the antioxidant activity and functional constituents, the sample melons were extracted using EtOH. As a result, the functional constituents and antioxidant activity of the oriental melons were found to change according to the harvest time. The total phenol and total flavonoid contents were highest in the samples harvested in June, and lowest in the samples harvested in July. Meanwhile, the antioxidant activities were estimated using an ABTS and FRAP assay, where the samples harvested in June also showed the strongest the antioxidant potential, while the samples harvested in July showed significantly lower antioxidant activities. This means that the climate influences the synthesis of secondary metabolites. The above data also suggests that oriental melons harvested in June contain more functional phytochemicals, making them more beneficial for human health.

본 연구는 참외 개화시의 기온과 상대습도가 화분의 발아에 미치는 영향을 검토하고자 '만리장성', '오복꿀' 및 '조은대'의 3 품종을 재료로 하여 개화 시 온도를 15℃, 25℃ 및 35℃, 상대습도를 30%, 60% 및 90%의 처리를 두고 실험하였다. 기온조건에 따른 화분 발아율은 25℃에서 채취한 것이 가장 높았고 15℃에서 채취한 것이 가장 낮은 경향이었으며 품종별 화분 발아율은 '만리장성'이 가장 높았고 다음이 '오복꿀'이었으며 '조은대'가 가장 낮은 경향이었다. 화분관 신장길이는 기온조건별로는 35℃에서 채취한 것이 가장 길었고 다음이 25℃ 에서 채취한 것이었으며 15℃에서 채취한 것은 현저히 짧았으며, 품종에 따라서는 '오복꿀'이 가장 길었다. 상대습도 조건에 따른 화분 발아율은 습도조건에 따라 뚜렷한 차이는 없으나 습도가 높을수록 높은 경향이었으며, 품종간에도 큰 차이가 없으나 '만리장성'과 '조은대'에 비해 '오복꿀'에서 낮았다. 그러나 화분관 신장길이는 처리간에 뚜렷한 차이를 나타내어 60%의 상대습도에서 채취한 것이 가장 길었으며, 다음이 30%의 상대습도에서 채취한 것이며 90%의 상대습도에서 채취한 것은 현저히 짧았다. 품종별 화분관 신장길이는 '오복꿀'이 가장 길었고 '조은대'가 가장 짧았다.

본 연구는 경북 성주군 용암면 소재 참외 재배단지에서 생육중인 참외 과실에 이상증상이 발생하여 피해원인을 구명하기 위하여 실시하였다. 2012년 6월 중순경부터 10ha의 참외재배단지에서 피해가 발생하였는데, 7월 중순경에는 과실에 대한 피해율이 80% 이상으로 나타나 피해가 극심하였을 뿐만 아니라 인근 참외재배 단지에도 일부 피해가 확인되었다. 피해증상은 주로 지표면에 닿아 있는 과피부분이 유충에 의해 상처를 입어 상품성이 상실되는 현상이었고 참외 잎에 대한 피해는 없었다. 이러한 증상은 참외과실에서 최초로 보고되는 것으로 가해유충과 성충을 채집하여 동정해 본 결과 나비목 밤나방과의 꼬마담색밤나방(Athetis lepigone)으로 확인되었다.

참외에서의 관비재배기술 개발을 위하여 배양액의 공급횟수가 토양의 EC 변화, 질소와 칼슘 집적, 덩굴의 생장, 과실의 수량 및 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 관비재배는 관행에 비하여 토양 EC가 0.8dS·m-1까지 증가 하였으나 관행재배는 0.68dS·m-1에서 0.2dS·m-1로 낮아졌다. 정식 후 20일 된 식물체의 덩굴길이는 큰 차이가 없었으나 건물중은 관비재배구가 증가하였는데 2회(오전 9시와 오후 6시, 900L/1,000포기, 매일)처리구가 현저히 많았다. 토양 내 질소함량에는 큰 차이가 없었으나 칼슘은 관비재배구가 현저히 높았다. 관비는 관행재배에 비하여 참외과실의 상품(商品)수량이 증가하였는데 1일 1회(오전 9시)보다 2회 관비재배구가 더욱 많았고 기형과율은 관비재배구가 감소하였다. 1개 과실의 크기와 당도에는 차이가 없었다. 저장기간 동안 과실의 중량 감소는 2회 관비재배구가 현저히 많았다.

선행 연구에서 형질전환 모상근 대량생산 최적배지 선발을 통해 WPM(Woody Plant basal salt Mixture) 배지가 형질전환 모상근 대량생산의 최적배지임을 확인할 수 있었다(Kim et al., 2012). 이에 당, 탄소원, pH, 무기염, 식물 호르몬 등이 형질전환 모상근의 수량성에 미치는 연구를 통해 최적의 형질 전환 모상근 대량생산 조건을 확립한 결과는 다음과 같다. 1. 형질전환 모상근 대량생산에 적합한 pH는 7.0이었으며, 최적의 탄소원과 농도는 1%의 sucrose임을 확인하였다. 2. 형질전환 모상근 대량생산에 적합한 적정 무기염들 (KH2PO4,NH4NO3, KNO3)의 농도는 KH2PO4 경우 MS배지와같은 농도인 0.94 mM에서 수량성이 303 g으로 가장 높았고, NH4NO3 및 KNO3 농도는 MS배지 농도의 1/4배인 3.87 mM, 3.52 mM 처리가 345 g과 358 g으로 수량성이 가장 높았다. 3. 형질전환 모상근 대량생산에 있어 식물생장조절물질 NAA, IBA의 최적 농도는 무처리 경우가 각각 595 g과 402 g으로 수량성이 가장 높아 대량생산에는 식물생장조절물질 처리가 필요 없을 것으로 판단되었다.

경상북도, 성주 지역에서 2009년 6월에서 8월 사이 매달 참외를 수확하여 수확시기의 기상환경이 참외의 수용성 비타민 함량 및 품질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 과실 품질평가를 조사하기 위하여 무게, 경도 그리고 당도 등의 특성을 조사하였고 수용성 비타민인 엽산과 비타민 C의 함량을 측정하였다. 수확시기에 따른 과실특성을 조사한 결과 강우량이 적고 일사량이 많은 6월에 수확한 과실이 무게, 경도 및 당도가 가장 높게 나타났고, 강우량이 많은 7월에 급격히 감소하는 경향을 보여주었다. 8월에 일사량이 증가하고 강우량이 감소하면서 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 참외의 대표적인 비타민인 엽산과 비타민 C의 함량을 측정한 결과, 6월에 수확한 참외에서 가장 높은 함량을 보여주었고, 7월에 현저히 감소하였다. 과실의 특성 조사 결과와 마찬가지로 엽산과 비타민 C의 함량은 강우량이 감소하는 8월에 다시 증가하는 경향을 보여주었다. 부위별로 분석해 본 결과 태좌 부위에 다량의 엽산과 비타민 C가 함유되어 있음을 알 수 있었다. 이상의 연구결과는 강우량 증가에 의한 수분장애 및 일사량 부족은 참외 과실의 품질뿐만 아니라 수용성 비타민 함량에도 영향을 미치고 있고, 특히 엽산 함량을 크게 감소시키는 것으로 나타났다.

본 연구는 참외 담배가루이에 대한 합리적 약제방제수준을 설정하기 위하여 수 행하였다. 담배가루이 성충의 접종수준을 0, 0.1, 0.5, 1, 2마리/엽으로 조절하여 충 태별 밀도변화 및 식물체 피해정도를 조사한 결과, 2마리/엽 처리구의 경우 담배가 루이 증식속도는 접종 30일 후에 7.4마리/엽으로 3.7배 증가하였고, 접종 60일 후 에는 49.8마리/엽으로 초기 접종밀도보다 24.9배 증가하였다. 담배가루이에 의한 피해는 주로 성충의 배설물에 의해서 나타나는 그을음 증상으로 2마리/엽 접종 처 리구는 접종 후 20일째부터 피해가 나타나기 시작하였고, 접종 60일째에 피해과율 은 31.5% 발생되었다. 담배가루이 발생밀도에 따른 피해과율과의 관계는 y=0.961X +0.0562(R2=0.976)로 높은 상관관계가 있었다. 2007년부터 2009년까지 농산물 소득자료의 참외 평균수량과 단가, 조수입 및 방제비용을 고려하였을 때 소득지수 는 95%로 나타났는데, 이 값을 기준으로 요방제수준을 계산한 결과, 경제적 피해 수준의 담배가루이 밀도는 5.1마리/엽이었고, 경제적 피해수준의 80% 수준에서 경제적 방제수준은 참외 1엽에 4.1마리였다.

본 연구에서는 참외 추출물의 항암활성에 대해 알아보기 위해 참외를 부위별로 나누어 quinone reductase 유도활성과 다양한 간암세포에서의 증식 억제활성을 조사하였다. 참외 꼭지와 참외 줄기 잎 부위에서 농도의존적으로 QR 유도활성이 증가하였고, 200μg/mL 농도에서는 각각 3.9, 1.5배의 유도활성을 나타내었다. 암세포 사멸 활성 측정법을 통한 항암활성 평가 실험에서 마우스 유래의 간암세포인 Hepa1c1c7 세포에 대해서 조사한 결과 꼭지와 줄기 잎 부위에서 높은 암세포 독성을 보였다. 이러한 결과를 기초로 인체유래의 암세포에 대한 항암활성을 평가하기 위해 인체유래 간암 세포주인 HepG2에 대한 세포 증식 억제활성을 농도별로 조사하였다. 꼭지와 줄기 잎 부위 모두 인체유래 간암 세포에 대해 증식 억제효과를 보여주었지만, 특히 꼭지 부위는 최고농도에서 60.3%의 높은 증식 억제효과를 보였다. 그러나 마우스 유래의 간암세포에 대한 활성보다 인체유래 간암세포에 대한 활성이 낮게 나타났다. 참외의 꼭지 추출물에서 QR 유도활성과 항암활성을 확인함으로써 향후 참외 비가식 부위의 기능성 소재로의 이용화에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

참외의 기능성을 규명하기 위해 참외의 부위별 추출물의 라디칼 소거활성 및 항산화 물질 함량을 측정하였다. 참외의 DPPH 라디칼 소거능은 2mg/mL 농도에서 껍질 부위가 74.7%로 가장 높게 나타났고, ABTS 라디칼 소거능에서도 DPPH 라디칼 소거능과 마찬가지로 껍질 부위에서 가장 높은 활성을 보였다. 총 페놀과 총 플라보노이드의 함량은 껍질 부위에서 생체 중 100g 당 각각 134.5mg, 159.1mg으로 가장 높은 함량을 나타냈고, 다음은 태좌, 과육 순이었다. 비타민 C 함량의 경우 총 페놀과 총 플라보노이드의 함량과는 다르게 태좌 부위에서 40.7mg으로 가장 높게 나타났다. 라디칼 소거활성과 항산화 물질 간의 상관관계를 조사해 본 결과 총 페놀과 총 플라보노이드의 함량과 항산화 활성 간에 고도의 상관관계가 나타났고, 비타민 C의 함량과는 다소 낮은 상관관계를 보였다. 이러한 결과들을 종합하면 참외껍질 부위에서 라디칼 소거활성과 항산화 성분함량이 가장 높게 나타났고, 참외의 항산화 활성을 나타내는 주요성분은 페놀성물질일 것으로 생각된다. 향후 라디칼 소거활성과 항산화 성분 함량에서 가장 높게 나타난 껍질 부위의 활성성분 규명 등에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.

참외 보온부직포 종류가 참외의 생육 및 수량에 미치는 영향을 검토하기 위하여 뚝심토좌호박 오복꿀 참외를 접목하여 정식 전부터 MD부직포, PE부직포 처리구와 대조구인 관행 12온스를 4월 25일까지 덮어서 재배하였다. 2009년 2월 6일 17시부터 익일 08시까지 야간 평균 온도의 일변화를 조사한 결과, 관행 12온스 부직포는 13.1℃였으나 MD솜 부직포 처리구는 14.7℃, PE솜 부직포 처리구는 13.3℃로 관행 12온스 부직포에 비하여 PE솜 부직포 처리구에서는 비슷하였으나 MD솜 부직포 처리구에서 1.6℃ 더 높았다. 정식 30일 후 참외의 초기 생육은 관행처리구에 비하여 MD솜 부직포 처리구에서 온도가 높아 활착이 빨라 초장이 길고 잎이 커 초기생육이 우수하였다. 참외 첫 수확은 관행 처리구에서는 정식 89일후에 수확하였으나 PE솜 부직포 처리구는 88일후, MD솜 부직포 처리구는 78일후 수확하였다. 따라서 첫 수확은 관행처리구에 비하여 MD솜 부직포 처리구에서 11일 단축되었다. 관행처리구에 비하여 MD솜 부직포 처리구에서 과중이 무겁고 당도가 높고 과피색도가 우수하고 상품과율이 높았다. 수량비율은 관행 및 PE솜 부직포 처리구에서 초기, 중기 및 후기가 4:3:3으로 비슷하였으나 MD솜 부직포 처리구에서는 초기, 중기 및 후기의 비율이 5:3:2로 특히 초기수량이 많았다. 10a당 총수량은 관행 처리구의 1,844kg에 비하여 PE솜 부직포 처리구는 큰 차이가 없었으나 MD솜 부직포 처리구에서는 9% 증가하였다.