본 실험은 정식 후 단일처리전 장일처리 기간에 따른 온실재배 스프레이 절화국 (cv. Reagan Improved)의 생육 및 건물생산에 미치는 영향을 구명하기 위하여 네덜란드 Wageningen 대학의 유리온실 실험포에서 수행하였다. 정식에서 개화기까지 3주 장일처리구에서는 84일이었고, 2주 처리구에서는 77일, 1주 처리구에서는 70일,단일처리 후에 최종수확일까지는 63일이 소요되었다. 정식 후 초장 생장량은 3주 장일처리구에서 가장 높았고, 1주 장일처리구에서 가장 낮았다. 또한 정식 후 최종 엽수, 엽면적 확보량 및 엽생체중과 총식물생체중은 3주 장일처리구에서 높고, 1주 장일처리구에서 낮은 결과를 나타내었다. 반면.단일처리 후 절대생장율에 있어서 엽전개속도와 초장생장속도는 모든 처리구에서 동일한 반응을 보였다. 최종건물생산량 (g.m-2 )은 3주 장일처리구에서 높고, 1주 장일처리구에서 가장 낮게 나타났다. 초장과 생체중은 장일 조건이 길수록 높게 나타났으며,누적 건물중도 3주 장일처리구에서 가장 높은 결과를 나타냈다.

이 연구는 6차 고등학교 공통과학 교과서의 내용 중 온실효과 개념에 대한 본문진술과 제시된 그림 및 도표들을 분석하고 오개념 유발과 관련하여 문제점을 지적하고 그 개선방안을 모색하였다. 과학교과서의 개념진술이 정확하지 않아 학습자들에게 오개념을 유발하거나 재강화 할 가능성이 있는 여러 진술문을 발견하였고 학생의 과학적 개념형성에 부족한 그림이나 도표들도 발견되었다. 이들은 온실효과의 주 역할 기체와 변화, 지구온난화, 에너지원, 실험, 물리적 과정, 온실기체와 관련된 것들이다. 이들 개념진술이나 그림, 도표를 대체할 개선방안들을 제시하였다.

본 연구에서는 포그냉방시스템을 수치적으로 시뮬레이션하기 위한 CFD 모델을 개발하였으며, 포그냉방온실에서 측정된 데이터에 의해 개발된 모델의 유효성을 검증하였다. 또한 분무수온, 분무수량, 분무정지시간과 분무입자의 증발률이 포그냉방시스템의 성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 개발된 모델을 적용하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 각 측점에서 실측치와 예측치의 온도차가 무차광조건에서는 0.1~1.4℃, 차광조건에서는 0.2~2.3℃였으며, 상대습도차는 무차광조건에서는 0.3~6.0%, 차광조건에서는 0.7~10.6%였다. 예측치가 실측치와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타나 개발된 모델이 포그냉방시스템의 냉방효과를 예측할수 있는 것으로 판단된다. 포그냉방시스템 성능은 분무수량, 분무정지시간과 분무입자의 증발률의 영향을 많이 받지만 분무수온의 영향은 받지 않는 것으로 나타났다.

온실의 경우 구조재가 광투과율에 많은 영향을 주기 때문에 기상조건에 따라 달라지는 산란광과 직달광의 비율에 따라 투과율이 달라질 수 있다 따라서 기상조건에 따른 온실내부의 광투과율을 구명할 필요가있다. 전천일사량은 기상청에서 제공하는 기상자료에서 쉽게 얻을 수가 있는 반면에 광합성유효광량자속의 자료는 직접 측정하지 않고는 구하기가 어렵다. 그러나 전천일사량과 광합성유효광량자속의 상관관계가 얻어지면 전천일사량으로부터 광합성유효광량자속을 쉽게 구할 수가 있을 것이다. 따라서 우리나라 온실에 대하여 기상조건에 따라 광합성유효광양자속을 산정할 수 있는 상관식의 개발이 필요하다. 본 연구는 실험을 통하여 온실의 수관부에서의 기상조건에 따른 광합성유효광량자속의 투과율을 산정하고 전천일사와 광합성 유효광량자속과의 상관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 산란광이 많은 흐린 날과 직달광이 많은 맑은날의 투과율 변화는 상당한 차이가 있음을 확인할 수 있었으며, 온실의 투과율은 기상조건에 따라 다르게 적용되어야 할 것으로 판단되었다. 온실의 전천일사량 투과율을 광합성유효광량자속의 투과량을 산정하는데 그대로 이용할 수 있을 것으로 분석되었다. 비록 맑은 날에 비하여 흐린 날의 상관도는 낮지만 상관식의 기울기는 큰 것으로 나타나 운량의 증가와 더불어 전천일사량 중에서 광합성유효광량자속의 비율이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 시간당 광합성유효광량자속과 전천일사량의 상관식을 유도하였으며, 이러한 상관식을 이용한다면 시간당 전천일사량을 이용하여 시간당 광합성유효광량자속을 추정하는데 적절히 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

애꽃노린재를 이용한 총채벌레의 방제효과를 구명하기 위하여 하우스 가지에서 천적방사구(NRT), 농약살포구(PAT)와 천적제거구(RNT)의 세처리를 하여 처리구별 총채벌레와 애꽃노린재의 밀도변동 및 가지 열매의 피해고 조사를 실시하였다. NRT에서 애꽃노린재의 약충은 최초방사후 21일부터 상위엽에서 조사되었으며. 총채벌레의 밀도는 정식 42일 후부터 낮아지기 시작하여 RNT보다 매우 낮은 밀도로 유지되었다. NRT, PAT와 RNT에서 가지 열매의 피해도 지수는 각각 1.35. 1.21과 2.90이었으며. 피해과율은 각각 70.3,78.6 99.0%로 NRT의 피해도 지수와 피해과율은 PAT보다는 높았으나, RNT에 비해서는 낮았다. 총채벌레와 애꽃노린재의 공간분포 양상은 Tailor의 b와 Iwao의 값이 모두 1보다 커 집중분포를 하는 것으로 나타났다. 애꽃노린재의 공존지수는 총채벌레와 애꽃노린재의 밀도에 관계없이 매우 높았으며, 총채벌레의 도피지수는 애꽃노린재의 밀도에 따라 변동하였다. 본 연구 결과 하우스가지에서 총채벌레를 방제하는데 천적으로 애꽃노린재를 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 여름 같은 고온기나 외부온도가 높지 않아도 시설내 온도가 많이 상승하는 봄 .가을 같은 시기에 온실내 고온 공기를 외부로 신속하게 유출시켜 강제환기를 사용하지 않고도 온실내부의 환경을 조절 할 수 있는 새로운 자연 환기창을 개발하는데 목적을 두고 수행하였다 패널굴절방식 측창은 지면에 가까운 쪽의 패널 하부에 절점을 두고 패널 상부가 측고 부위로부터 가이드 레일을 따라 하향하도록 구성하여 창이 개방되게 하였고, 천창은 측고 부위에 절점을 두고 용마루 쪽의 패널 상부가 가이드 레일을 따라 경사진 지붕면을 따라 하향하도록 구성하여 고온 공기층이 정체되어 있는 온실 상부인 측고 부위와 용마루 부위가 개방되도록 하였다. 굴절 패널의 상부 개방거리는 X=L(1-cosθ)로 나타낼 수 있고 측면 개방 거리는 Y=L/2×sinθ로 나타낼 수 있다. 천창 개방시간은 4분 20초 소요되었으며 개방 시작한 2분 후부터 온도가 하강하기 시작하였고, 완전 개방 2분 후부터는 외기온과의 온도차 3~4℃정도를 유지하면서 평형상태를 유지하였다. 패널굴절방식 환기창 온실의 환기성능은 체적환기량이 22.3-94.3m3.m-2 .h-1이었으며, 환기 횟수는 15.2~39.3회.h-1로 나타나 일반적인 연속형 천창의 10~15회.h-1 정도에 비해 환기효과가 높은 것으로 나타났다. 그리고 벤로형 온실과의 천창개폐시 온도하강을 비교하였을 때 환기효과가 2배 이상 높은 것으로 판단되었다.

Orius strigicollis Poppius를 이용한 총채벌레의 생물적 방제 방법을 구명하기 위하여 하우스 고추에서 천적제거구(CNT), 약제처리구(PAT)와 천적방사구(NRT)의 세처리를 하여 처리구별로 총채벌레와 O. strigicollis의 밀도변동 및 고추 열매의 피해도 조사를 실시하였다. NRT에서 O. strigicollis의 약충은 최초 방사일로부터 13일후에 고추의 하부 잎에서 조사되었으며, 총채벌레의 밀도는 정식 15일후부터 급격히 낮아진 후 CNT보다 매우 낮은 밀도로 유지되었다. 총채벌레와 O. strigicollis가 꽃에 더 많이 분포하기 때문에 포식자 탐색을 증진시키는 결과를 가져왔다. CNT, PAT와 NRT에서 고추 열매의 피해도 지수는 각각 0.31, 0.05와 0.08이었고, 피해과율은 각각 80.0, 17.1과 24.8%로 NRT의 피해도 지수와 피해과율은 PAT보다는 높았으나 CNT에 비해서는 매우 낮아 고추에서 O. strigicollis를 이용하여 총채벌레를 방제할 수 있을 것으로 조사되었다.

감귤의 품질을 향상시킴에 있어서 ethephon의 실용상 문제점을 해결하고자 탄산칼슘제와 몇 종류의 수용성칼슘제를 가용하여 엽면살포를 하고 품질조사와 더불어 낙엽율을 조사하였다. 착색도 a값이 ethephon에 Clef-non, Cell-bine, Hicalux, Calcium acetate 가용처리가 무처리에 비해 높아져서 착색이 촉진되는 경향을 나타내어 수확기를 앞당길 수 있었다. 낙엽율은 ethephon에 Cell-bine 또는 Hicalux 가용처리한 경우에 낙엽이 현저하게 감소되었다. 당도는 ethephon 단용처리, ethephon+Clef-non, Cell-bine 가용 처리구가 무처리에 비해 각각 1.6, 1.54, 1.54˚Bx가 높은 결과를 보였고 산도도 이와 유사한 경향이었다. 따라서 본시험을 통하여 ethephon에 Cell-bine을 가용하여 살포하여 주는 것이 착색을 촉진시키고 낙엽율을 경감시킴과 동시에 당도를 높여서 하우스밀감의 품질을 향상시킬 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.

본 시험은 플라스틱하우스에서 재배된 하우스온주밀감의 품질향상(착색, 증당, 감산)을 기하고자 제1인산칼륨을 엽면살포하여 품질조사를 하였다. 과피의 착색도 a는 제1인산륨 살포회수가 많아질수록 경시적으로 증가하는 경향을 나타내었으나 수확기에 가까울수록 인산칼륨 살포에 의해 더 증가되지 않았다. 포도당은 인산칼륨 살포회수가 많아질수록 증가되었고 또한 과당도 이와 유사한 경향ㅇ르 나타내고 있다. 포도당과 과당을 합한 환원다은 인산칼륨 살포회수를 많이 할수록 증가되는 경향이 뚜렷하여 무처리에 비해 5회 살포구 이상에서는 0.32~0.41%.mL-1-juice가 증가되었으며, 자당함량에서도 인산칼륨 살포회수가 많아질수록 증가되는 경향을 보였으나 통계적 유의치는 인정되지 안았다. 총당함량에서는 인산칼륨 살포회수에 따른 효과가 있어서 인산칼륨 살포회수가 많아질수록 총당함량이 증가되는 경향이었다. 당도는 인산칼륨 살포회수가 많아질수록 증가정도는 미미하나 5회 살포구 까지는 증가되는 경향을 나타내어 무처리에 비해서 0.93˚Bx 증가되었다. 산도는 무처리에 비해 낮았지만 살포회수간에는 뚜렷한 차이가 없었다.

온실의 차광설계에 필요한 기초자료를 제시하기 위하여 온실모형과 실험온실을 이용하여 외부차광재의 적정 설치간격 분석, 차광재별 광투과율 분석, 차광율에 따른 온실내부온도의 변화 분석, 차광의 온실내부의 지온변화에 미치는 영향 분석 및 외부차광과 내부차광의 차광효과 비교를 실시하였다. 외부경사차광시 온실 지붕과 차광재의 설치간격은 10~30 cm에서 차광효율이 가장 좋은 것으로 나타났으나 환기창의 개폐를 위한 공간이 필요하지 않는 온실에서는 10cm 정도이면 충분한 간격이 될 것으로 판단된다. 경사차광의 온도차가 수평차광보다 높게 나타나 무환기 상태에서는 경사차광의 차광성능이 수평차광보다 더우수함을 알 수 있었다. 차광재 제작사에서 제시한 투과율과 실제 온실에서 계측한 투과율이 상당한 차이가 있으므로 차광재를 온실의 온도환경제어 목적으로 이용하고자 할 경우에는 차광재의 투과율을 미리 측정하여 검증할 필요가 있었다. 자연환기와 무환기 조건 모두에서 85% 차광온실이 55%차광온실 보다 최대 약 4℃, 평균 약 2℃ 정도의 승온억제효과가 더 있었다. 차광온실 내무의 지온변화는 차광율과 차광방법에 따른 차이는 매우 작았으나 무차광온실과는 큰 차이가 있었기 때문에 온실내부의 지온변화는 차광율과 차광방법 보다는 차광의 유무에 큰 영향을 받는다는 사실을 알 수 있었다. 50%인 차광재가 55% 차고아재보다 광투과율이 높음에도 불구하고 차광율 50%인 외부차광온실이 차광율 55%인 내부차광온실보다 승온억제효과가 더 우수한 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 외부차광시 차광재가 흡수한 열이 온실내부로 전달되지 않을 뿐만 아니라 천장을 통한 환기효율이 내부차광보다 양호하기 때문인 것으로 판단되었다.

온실의 환기제어시 외기의 온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온도제어성능을 향상시키기 위하여 퍼지제어 알고리즘을 수립하고 제어실험을 실시하였다. 환기창을 열어 환기 시 온실의 실내온도 변화는 실내외온도차 및 외기 풍속의 세기와 방향에 영향을 받으므로 실내온도 기울기를 퍼지변수의 하나로 취급하여 퍼지변수의 수를 줄였다. 설정온도가 일정할 때 제어오차의 증분은 실내온도 증분과 같으므로, 전건부 퍼지변수는 제어오차(실내온도-설정온도)와 그 증분으로 결정하고, 후건부 퍼지변수는 환기창열음량 증분으로 결정하여 실내온도 하나만의 계측으로 제어출력이 가능한 퍼지제어 알고리즘을 구성하였다. 퍼지변수의 범위는 기초환기실험을 통하여 결정한 후 제어주기 3분을 갖는 실제실험 시 최적 값으로 보정하였다. 전건부 퍼지변수인 제어오차와 제어오차 증분의 최적범위는 각각 목표 제어오차의 3배와 1.5배, 후건부 퍼지변수인 환기창열음량 증분의 최적범위는 최대 열림량의 30%로 나타났다. 최적화한 19개의 퍼지규칙을 적용한 퍼지제어 알고리즘을 개발하고 상대적 성능평가를 위하여 최적 게인을 부여한 PID제어와 비교하였다. 퍼지제어와 PID제어의 실내온도 제어오차는 각각 1.3℃, 2.2℃ 미만으로 나타났다. 퍼지제어와 비교하였다. 퍼지제어와 PID제어의 실내온도 제어오차는 각각 1.3℃, 2.2℃ 미만으로 나타났다. 퍼지제어는 PID제어에 비해 환기창 적산열음량, 조작회수 및 반전조작회수가 0.4배, 05배 및 0.3배로 적게 나타나 외기풍속과 실내외온도차의 변동에 유연하게 대처하며 환기창의 점진적 여닫음 조작이 가능하고, 조작에너지도 1/2로 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

저온기 플라스틱 하우스내의 기상에 따른 수박의 저온장애 방지를 목적으로 하우스내의 위치별 온도분포와 냉해 발생률을 측정하였으며, 저온장해시 수박의 가시적인 증상을 조사하였다. 남북동 2중 하우스(남쪽 창)에서 온도분포 (12월 중순)는 중앙을 기준으로 동편(93.8%)이 서편(85.3%)보다 높고, 북쪽이 남쪽보다 1일 평균온도가 약 1~2℃ 높게 나타났다. 또한 부엽토(황토+퇴비: 2.5ton/200m2)가 사토나 황토 또는 점토에 비하여 남.북의 양방향에서 높게 발생되었다. 잎에서 냉해의 형태적 증상으로는 잎이 수침상으로 되었다가 잎이 점점 위로 말기며, 황화되는 경향을 보였으며, 냉해가 심할수록 줄기의 도관이 점점 막히는 경향을 보였다. 뿌리의 신장은 줄기나 잎의 생육보다 저온에 대하여 더욱 민감하게 작용하였다. 30℃에서 주근과 측근의 생장이 왕성하였으나 22℃에서는 측근의 발생이 억제되는 경향을 보였으며, 14℃와 6℃에서는 뿌리의 신장이 거의 정지되는 현상을 보였다. 이상의 결과에서 저온기에서는 온도가 높은 중앙부위에 수박을 정식하여 양쪽 가장자리로 줄기를 유인하여 재배양식이 온도관리 측면에서 휠씬 효율적인 것으로 나타났으며, 하우스내의 온도는 최저 22℃이상으로 하는 것이 뿌리 생장에 유리할 것으로 사료된다.

저온기 참외 시설재배시 시설내 공기흐름의 촉진이 발효과 발생 경감에 미치는 효과를 구명하기 위하여 하우스에 공기순환 및 환기팬을 설치하여 착과 5일 후인 4월 6일부터 6월 29일까지 비 오는 날을 제외한 모든 날의 09시 30분부터 15분간 처리 후 15분간은 정지시키는 방법으로 17시까지 가동하여 관행(권취식환기)과 비교 시험한 결과 작물체 부위의 풍속은 무처리는 0.06~0.08m.s-1, 환기팬은 0.24~0.32m.s-1, 공기 순환기는 0.60~0.72m.s-1였다. 무처리에 비하여 공기순환 처리에서 엽장, 엽폭 등 생육은 처리간 차리가 없었으나 일비액량은 공기순환처리에서 월등히 증가하였다. 무처리에 비하여 공기순환 처리에서 발효과율이 유의하게 감소하였으나 환기팬처리와는 큰 차이가 없었다.

포그냉방시스템의 냉방효과는 온실 내부의 상대습도, 공기유동과 밀접한 관계가 있다. 냉방설계용 VETH선도에서 냉발효율은 환기회수의 증가와 그에 상응하는 분무수량의 증가로 인하여 개선될 수 있다. 시간제어방식을 이용한 무차광 실험온실에서 분당 환기회수가 평균 0.77회, 분무수량이 2,009g 일 때 온실 내부의 기온이 31℃로 외부기온과 거의 같게 나타났으며, 이 때의 증발효율은 82%이다. 분당 환기회수가 평균 0.26회, 분무수량이 1.256g인 경우 무냉방 온실의 기온과 비슷한 37.1℃였다. 차광율 70%인 실험온실의 분당 환기환수가 평균 2.59회, 분무수량이 2,009g 일 때, 내부의 상대습도는 증가하나 기온은 하강하지 못했다. 그러나 분당 환기회수가 평균 2.33회, 분무수량이 2,009g인 경우 내부의 기온이 31.4℃로 이 때 온실의 유입구 풍속은 최고 1.9m.s-1였다. 시간제어의 경우 일정간격으로 일정한 수량을 분무하기 때문에 분무입자가 모두 증발하지 못하고 온실 내부에 누적되어 온실 내부의 상대습도를 증가시켜 냉방효율을 감소 시키는 원인이 되고 차광망이 온실내부의 공기흐름을 차단하여 증발효율을 감소시키는 것으로 나타났다. 포그냉방시스템의 냉방효율을 높이기 위해서는 온실 내부의 상대습도에 의한 제어방식과 내부 공기의 순환에 대한 연구가 필요하다.

현재 온실에서 농작업을 작업기는 사람이 운전하고 있다. 온실 안은 무척이나 무덥고 열악한 작업조건이다. 그렇기 때문에 앞으로 무더운 온실내의 작업기 개발은 사람이 직접 운전하지 않고, 자동화에 의한 무인화 될 것으로 전망된다. 온실에서 자동화 및 무인화의 작업을 돕기 위하여 온실내의 경로(길)에 따라 자동적으로 이동할 수 있는 시스템을 개발하게 되었다. 이 시스템은 작업기의 자동화와 무인화를 위한 것이며, 이를 위하여 온실의 천장에 가이드를 연결한 후 이를 따라 시스템이 자동으로 이동할 수 있는 경로 자동변환 시스템이다. 이 시스템은 연마봉으로 만들어진 경로를 따라 선회 및 직선운동이 가능하며, 이 시스템은 경로 변경을 위한 리미트 스위치와 소프트웨어로 구성되어 있다. 이 시스템의 작동여부를 실험하기 위하여 시테핑모터를 가진 마이크로 마우스를 이용하였다. 견고한 실험실의 평면 위에서의 작동실험은 시스템 작동이 100% 성공률을 나타내었지만 모래위나 다른 조건에서는 성공률이 80% 이하로 낮게 나타났다. 실제 온실에서도 충분한 강도를 가진 연마봉을 이용하여 처짐에 대한 부분을 고려하여 사용한다면 경로를 따라 주행하는 이 시스템은 잘 작동할 수 있을 것으로 기대된다.