본 연구는 고농도 CO2 환경에 순응한 호접란 유묘의 CO2 교환 및 생장 반응을 조사하기 위해 실시하였다. 환경 조절이 가능한 식물생장상에서 6주령 호접란 ‘만천홍’을 27주 동안 야간에 각각 400 ± 100, 900 ± 100, 1500 ± 100, 2100 ± 100μmol CO2·mol-1 농도로 유지해주었다. 처리에 앞서 발달해 있었던 최상위 성숙엽으로 측정한 야간 중 CO2 흡수량은 900μmol CO2·mol-1 처리구에서 가장 높았고, 이어 2100, 1500, 400μmol CO2·mol-1 순으로 높았다. 그러나 처리 7주 이후 새로 발달한 성숙엽에서 측정한 결과, 2100μmol CO2·mol-1 처리구가 야간 중 가장 높은 CO2 흡수량을 보였으며, CO2의 흡수량은 처리 CO2 농도가 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 생장 반응에서는 최상위 성숙엽의 엽장, 엽폭 및 생체량은 900, 1500, 2100μmol CO2·mol-1 등 고농도 처리구에서 감소하였으나, 신엽 발달은 고농도 CO2 처리 하에서 촉진되었다. 이러한 결과들은 호접란 유묘의 높은 CO2 환경에 대한 적응이 CO2 흡수와 신엽 발달을 증진시킬 수 있다는 것을 보여준다. 그러나 900μmol CO2·mol-1 이상의 고농도에서는 잎의 생장과 생체량이 다소 줄어드는 경향이 있어 이에 대한 원인구명 등 추가적인 연구가 필요하다.

Carbon source, an essential nutrient for plant growth, mainly includes exogenous sugar and CO2 of the environment in vitro. Therefore, the exogenous sugar and CO2 of the environment make the important roles in tissue culture. The aim of this study is to investigate the effects of different sugar concentrations (0, 10, 15 and 30 g·L-1) on the growth of colored Zantedeschia in vitro under certain CO2 concentration and explore the optimal sugar concentration. The plantlets in vitro of colored Zantedeschia had the largest root number, root weight, and root vigor under 0 g·L-1 (sugar-free culture) treatment. And they had the largest plant height, leaf length and leaf chlorophyll content, but p oor r oot v igor under 3 0 g·L-1 sugar. This study indicated that the optimal condition for proliferation and seedling culture of colored Zantedeschia plantlets in vitro was MS medium with 30 g·L-1 sugar, and the suitable medium for rooting culture and transplanting of colored Zantedeschia was MS medium with sugar-free culture under CO2 enrichment condition.

본 연구에서는 온실 내부의 태양 잉여열과 외부의 공기열을 선택적으로 열원으로 이용함으로써 히트펌프의 성능을 향상시키고, 온실의 환기 지연을 통해 이산화탄소 시용비용을 절감할 수 있는 온실 공조시스템을 개발 하고자 하였다. 본 시스템의 축열 과정은 태양 잉여열을 이용하는 내부순환모드와 외기열을 이용하는 외부순환모드가 온실 내부온도에 따라 자동으로 절환되도록 구성하였으며, 히트펌프가동, 축열모드 절환, 난방 가동을 위한 6개의 온도값을 입력함으로써 축열과 난방이 자동으로 수행되도록 설계하였다. 단동온실을 대상으로 무환기 조건에서 기초시험을 수행한 결과, 태양 잉여열을 이용한 축열은 약 11시부터 시작되어 평균 3시간 30분 정도 유지되었으며, 주간의 온실 내부온도는 환기를 수행하지 않음에도 대부분 약 20~28oC 범위를 유지하였다. 주간 내부순환모드에서 시스템의 난방성능계수는 약 3.35로 야간 외부순환모드의 2.46 및 주간 외부순환모드의 2.67 에 비해 각각 36% 및 25% 향상됨을 확인하였다. 본 시스템의 개선사항으로 태양 잉여열의 효율적 이용을 위해 축열조 관리온도를 상승시킬 수 있는 고효율 히트펌프의 적용이 필요하며, 온실의 무환기 운용에 따른 과습환경의 조성을 방지하고 태양 잉여열 수준이 높은 시기에 온실의 온도상승을 방지하기 위해 강제환기를 운전모드에 추가할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

보일러 배기가스를 이용해 온실 내부의 CO2 농도를 높여 식물의 생장을 촉진하는 CO2 시비 시스템의 공급 최적화를 위한 연구를 진행하였다. 다기관의 유로를 사용하는 시비 시스템의 기하학적 변수에 따른 유량균일성 파악을 위해 전산유체역학 기법을 사용하였다. 먼저 PVC 형상을 수정하여, 처음 설비에서 출구유량이 적어 튜브 뒤쪽까지 CO2가 나오지 못했던 문제점을 해결하고 개선된 형상을 결정했다. 그 다음 실험값과 동일하게 맞추기 위하여 실험값과 해석값의 출구 속도를 비교하여 입구 압력을 결정하였다. 이때 여섯 개의 출구에서 나타나는 유량 비균일성은 출구에 Gasket을 부착하여 출구 면적 변화를 통해 유량을 조절할 수 있다고 보았다. 여섯 개의 출구 직경을 각각 변화시킨 3개의 Case 결과가 출구 면적을 모두 동일하게 두었을 때보다 편차가 최대 ±18%까지 감소되었다. 비닐 튜브 역시 뒤쪽까지 CO2가 전달되지 못하는 문제점을 해결하기 위하여 출구의 직경을 변화시켜가며 비교하였다. 각각의 출구 직경은 동일하게 하고 입구 면적 대비 출구 면적이 153.4%(D = 10mm), 97.8% (D = 8mm), 54.9%(D = 6mm)이 되도록 3개의 Case로 나누어 유량 균일성 향상 효과를 알아보았다. 그 결과 출구직경이 10mm일 때보다 6mm일 때, 유량 편차가 ±13% 정도 감소되었다. 따라서 출구 면적이 작아질수록 유량 균일성이 향상됨을 파악하였다. 앞서 결정된 최적 PVC 형상과, 비닐 튜브 조건을 조합하여 전체 형상을 해석한 경우 역시 모든 hole에서의 유량이 0.1g/s 이내의 차이를 보이며 높은 균일성을 나타냈다. 이와 같은 방법으로, 다기관의 유로를 이용하여 CO2를 분배시키는 다른 형태의 시비 시스템에서 역시 PVC 배관에서의 압력강하를 최소화시킨 뒤, PVC와 비닐 튜브의 출구 직경을 변화시키는 순서로 각 출구로의 유량을 균일하게 조정할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 착색단고추의 겨울철 시설재배시 탄산가스 시비의 이용효율을 높이기 위한 시비 농도 및 시간을 구명하기 위해 수행하였다. 탄산가스의 공급 설정농도 수준은 400ppm과 700ppm이였으며, 시비 시간은 09:00-12:00(3h)과 09:00-15:00(6h)로 농도와 시간을 조합한 4 수준과 무처리구를 합하여 5 처리를 하였고, 정식 후 55일간 처리하였다. 그 결과 전반적으로 탄산가스 농도가 높고, 시비시간이 길어질수록 전반적인 생육이 증가하였다. 그러나 겨울철에는 광도가 제한 요소로 작용하기 때문에 탄산가스의 높은 농도보다는 시비 시간이 길어질수록 생육이 더 증가하였다. 그러므로 광이 적은 겨울철에는 높은 농도의 이산화탄소를 짧은 시간 시비하는 것보다 낮은 농도로 긴 시간 시비하는 것이 효율적인 것으로 판단된다.

본 연구는 엽채류 육묘시 CO2시용이 정식 후 CO2의 장기 시용으로 인한 청경채, 시금치 및 상추의 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 육묘시 CO2시용은 청경채, 시금치 및 상추의 지상부 생체중과 건물중 및 엽면적에서 모두 무처리구에 비해 현저히 증가하였는데, 생체중의 경우 처리구에서 각각 50%, 60% 및 30%내외의 증가를 나타내었다 뿌리 건물중은 시금치 및 상추에서 무처리구에 비해 처리구에서 현저히 증가하였다. 무처리구에 대한 지상부 생체중의 상대증가율은 청경채, 시금치 및 상추에서 공히 CO2시용 10일 전후에서 가장 높았다. 정식후 CO2시용 효과를 육묘시 CO2를 시용한 처리구와 시용하지 않은 대조구로 구분하여 비교한 결과, 엽면적은 청경채, 시금치 및 상추에서 모두 처리구가 대조구에 비해 20%내외의 증가를 보였다. 지상부 생체중과 건물중은 처리구에서 3작물 모두 10~20%범위의 증가효과를 보였는데, 이는 육묘기의 30-60%의 증가효과에 비해 크게 둔화된 것으로 나타났다. 잎의 광합성속도는 정식 후 대조구에서 완만하게 감소하는데 비해 CO2를 장기 시용한 처리구에서는 급격히 감소하는 경향을 보였다.

Biogas from anaerobic digestion of biological wastes is a renewable energy resource. It has been utilized to provideheat and electricity. Raw biogas contains about 55~65% methane, 30~45% carbon dioxide, 0.5% of hydrogen sulfidegas and fraction of water vapor. The presence of CO2 and H2S in biogas affects less caloric value of raw biogas andcorrosion of engine etc.. Reducing CO2 and H2S contents improves a quality of fuel. In this paper, the absorption processusing aqueous monoethanol amine has been investigated as one of the leading technologies to purify the biogas. Liquidabsorbent is circulated through the reactor, contacting the biogas in countercurrent flow. The experimental results of themethane purification in simulated biogas mixture consisted of methane, carbon dioxide and hydrogen sulfide werepresented. It was shown that using aqueous solution used is effective in reacting with CO2 in biogas and it was possibleto achieve the purification of methane from the concentration of 55% up to 98%. This technique proved to be efficientin enriching and purifying of biogas, and has to be used to improve process efficiency.

인삼조직배양에서 배양환경 조절방법의 필요성을 검토코자 생장조절물질 IBA, BA, GA 각 3mg/ l 첨가한 MS 배지에 CO2(2500ppm)를 강제 통기방식에 의해 기내에 처리하여 기관분화 유형별로 특성을 조사하였던 바 결과를 요약하면 다음과 같다. 저장종자의 분화능은 저온처리 60일 종자에서 적출한 배에 비하여 80일정도 저온처리한 성숙된 배의 자엽조직이 양호하였다. 기관발생 유형에서 CO2처리 효과는 부정아 형성보다 shoot primordium 의 생장과 발달에 현저한 효과가 있었고 1개의 배로부터 shoot primordium 을 통해 수백 개의 신초분화가 가능하였다. 배발생 유형에서 CO2처리는 무처리에 비해 indirect somatic embryo 분화 모두에 효과가 있었다. Indirect somatic embryo는 대체로 유관속 중심주와 상배축이 미분화된 관계로 신초가 분화 생장하지 못하였다. 그리고 direct somatic embryo는 자엽 이변의 하단부에서 분화 발달하였고 지상부와 지하부 그리고 잠아를 갖는 완전한 식물체로 생장하였다.

인삼 조직배양에 있어 multi-shoot 대량번식을 통한 이차대사산물의 이용가능성을 조사코자 강제통기방식에 의해 CO2를 기내에 공급하여 배배양하였던 바 multi-shoot 분화특성 및 사포닌 함량에 미치는 CO2의 효과는 다음과 같다. 부정아 수와 부정아 유래의 신초수는 무처리와 CO2 2처리구간에 차이가 적었고 분화율은 50%내외이었고 부정아에서 분화한 신초는 경엽의 전개가 빠르고 생장량이 높은것이 특징이었다. 한 개의 자엽에서 분화되는 shoot primordium의 수는 대체로 15.4개-23.9개로 CO2 2, 500ppm처리구가 가장 양호하였고 CO2 10, 000ppm의 고농도는 오히려 shoot primordium수 뿐만 아니라 신초 분화율도 저하시켰다. 무처리의 건물율은 7,50%이었던데 반하여 CO2 2, 500ppm처리구는 건물율이 8.59%로 여타 CO2 처리구에 비하여 가장 높았다. 기내개화율은 무처리가 7.6%이었으나 CO2, 2, 500-5, 000ppm처리구는 16.3-15.7%로 무처리에 비하여 2배 가량 높았다. 그러나 1개의 치상 배에서 얻어지는 개화수는 1.2-1.3개로 CO2 처리농도에 따른 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 CO2 2, 500ppm처리구의 경우, 캘러스와 신초가 혼재되어 있는 소식물체는 5.80%이었던데 비하여 multi-shoot가 8.32%로 높았고 ginsenoside함량은 multi-shoot의 경우, ginsenosid Rd, Re 그리고Rg1이 특히 많았다.