In this study, the effect of crown heating on the cultivation environment, budding, flowering and yields of strawberry was analyzed. In December, January, and February, when the outside temperature was low, the average strawberry crown temperature at daytime in the test zone was 1.3°C higher than that in the control zone, and the average strawberry crown temperature at nighttime in the test zone was 2.7°C higher than that in the control zone. The average bed temperature at daytime in test zone was 1.7°C higher than that in the control zone, and the average bed temperature at nighttime in test zone was 2.4°C higher than that in the control zone. As a result of performing correlation analysis and regression analysis on strawberry crown temperature and budding period, the correlation coefficient was -0.86, which tended to be shorter as the crown temperature was higher, and the determination coefficient was 0.74. The total yields of strawberry during test period were 392.6 g/plant for test greenhouse and 346.0 g/plant for control greenhouse respectively. As for the quality of strawberries, the ratio of 2L (very large) grades and L (large) grades was 62.4% in the test greenhouse and 58.5% in the control greenhouse, indicating that the proportion of high quality strawberries was higher in the test greenhouse.

유기농 논이용 콩-밀 생산체계에서 재배유형별 밀 파종 전 경운여부에 따라 경운/무경운 처리, 콩 재배시 비닐 피복 여부에 따라 피복/무피복 처리, 논의 생태적 개선 여부에 따라 개선/대조구 처리로 시험구를 조성하여 밀 재배 중 곤충자원의 출현 및 분포특성을 조사 비교하였다. 출현 곤충의 총 종수는 20종으로 경운 14종, 무경운 14종으로 차이는 없었고 피복 14종, 무피복 16종이었으며 개선구 18종, 대조구 13종으로 개선처리에서 곤충 출현 종수가 많았다. 출현 곤충의 총개체수는 경운 124개체, 무경운 76개체로 경운처리에서 많았고, 피복 100개체, 무피복 100개체로 차이가 없었으며 경운-무피복-개선에서 40개체로 가장 많았다. 유기농 밀에 피해를 주는 해충 으로 노린재류는 갈색날개노린재가 가장 많이 발생하였고, 메추리노린재, 시골가시허리노린재도 출현하였으 며 재배유형별 발생 개체수는 경운 81마리, 무경운 39마리로 경운에서 많았고, 무경운-피복-대조(7) = 무경운-무 피복-대조(7) < 무경운-무피복-개선(9) < 경운-피복-개선(12) < 경운-무피복-대조(13) < 무경운-피복-개선(16) < 경운-피복-대조(27) < 경운-무피복-개선(29) 순으로 발생하였다.

The home hydroponic system used in this experiment supplied the nutrient solution using the ebb and flow-type system, and the supply time, interval, and water levels of the nutrient solutions were fixed. This experiment was conducted to find a more favorable growth medium for plant growth in the hydroponic system. The medium used in the experiment was of two types, phenolic foam and rockwool, and the heights were 28 and 38 mm, respectively. As for the the multipurpose nutrient solutions (GNU1 and GNU2) were prepared in the lab. The composition of the GNU1 and GNU2 was the same, and there was a difference between 100 and 70% in ion concentrations. The plants used were Ssamchoo (Brassica lee ssp. namai) and Romaine lettuce (Lactuca sativa L. var. longiflora). First, in the physicochemical measurements of the empty medium, change in the pH and EC of the distilled water passing through the medium was less in the rockwool than in the phenolic foam. This indicates that there is less change in the chemical properties of the nutrient solution due to the medium when rockwool is used. After hydroponic culture of Ssamchoo and Romaine lettuce, the medium showed more residual salts in Romaine lettuce. Both Ssamchoo and Romaine lettuce showed less salt accumulation in rockwool. The emergence rate was significantly higher in rockwool for both species. The lower height of the medium, the faster the emergence was. Ssamchoo displayed significantly higher fresh weight (124.7%), shoot length (107.6%), and leaf width (107.9%) when grown in GNU1, but there were no significant differences as affected by the medium. However, in Romaine lettuce, the type and height of the medium resulted in significant differences. The fresh weight of Romaine lettuce was significantly higher in rockwool (119.6%) than in phenolic foam, and significantly higher at 38 (114.6%) than 28 mm. Although there is a difference depending on the species, rockwool is more suitable for the ebb and flow-type system than phenolic foam, and the height of 38 is more advantageous than 28 mm.

High-income mushroom crops require complex farming. Therefore, we conducted a test to identify the optimum temperature for the production of antler-shaped Ganoderma lucidum using the King Oyster mushroom cultivation facility. T-N showed 0.28% of oak sawdust and 2.2% of nutritional source. The pH of oak sawdust was 6.0, indicating weak acidity, and that of rice steel was 6.6, indicating neutrality in nutrition source. Study on the quality characteristics of mushrooms showed that the number of days at 25°C were 5~6 and those at 30°C were 3~5; the representative length at 25°C was 57.5 mm and that at 30°C was 92.2 mm; the biological weight at 25 °C was 43 g, which was greater than that at 30°C.

Large-scale cultivation of Microcystis aeruginosa in different light conditions was conducted for verifying the cell growth in a greenhouse system. Environmental and chemical parameters of the large-scale culture medium were measured for analyzing the interaction between M. aeruginosa and its symbiotic bacteria. During cultivation, a difference in cell growth pattern was observed between control (natural light) and lightlimited groups (reduction of blue, green, and blue/green light, respectively). Comparing the control group, the light reduced groups showed slow and delayed cell growth through the cultivation period. Also, there is differences in the consuming pattern of total nitrogen and total phosphorus which indicated that the possibility of interaction between M. aeruginosa and symbiotic bacteria.

The status of probiotics is increasing worldwide and the range of application of probiotics is also being extended to the livestock industry. The use of probiotics in the swine industry aims to improve animal health and productivity by forming a healthy gut microbiota. Intensive pig breeding, a common breeding method in modern society, causes physiological stress in pigs, resulting in imbalance of the intestinal microbiota and dysfunction of the intestinal barrier. We conducted a scientific research on the properties of probiotics for multi-strain probiotics (MSP) and observed the economic benefits and efficiency of culturing MSP through a self-cultivation system in livestock. Initially, we observed alteration occurred by MSP application in the gut microbiota of pig. MSP were characterized to have resistance to digestive juices such as gastric acid and bile, followed by colonization in the target organ, the gastro-intestinal tract (GIT). In addition, MSP was also confirmed to have antibacterial ability against pathogenicity that most frequently infected in the swine industry and showed low resistance to antibiotics which means guaranteed stability when added to feed. The growth rate of probiotics in the optimized medium used in the self-cultivation system was suitable for efficiently and economically culturing and feeding pigs with high concentrations of probiotics, considering the ingredient price and the growth efficiency. We observed the significant alteration of gut microbiota of pig by application of MSP. Importantly, the MSP supplementation significantly increased the beneficial bacteria genus of Bifidobacterium that confer a health benefit to the host in pig GIT, whereas decreased the number of harmful bacteria including coliforms. In addition, MSP influenced on the uniformity of gut microbiota at both of sow and weaning pigs. Taken together, the application of MSP with high concentration of probiotics using self-cultivation system may critically improve the pig health by regulation intestinal microbiota.

이 연구는 번식방법과 재배시스템별 딸기 ‘설향’ 품종의 생산성을 조사하기 위하여 수행되었다. 삽목법과 유인법으로 번식된 이식묘를 토경과 수경재배 시스템에서 진주의 딸기 재배농가에서 2018년 9월12일부터 한 작기 동안 재배하였다. 과실 수확은 2018년 12월 20일에 시작하여 작기가 끝날 때까지 4-5일 간격으로 계속하였다. 전 수확기간 동안 생육, 과실 생산성 및 품질을 측정하였다. 번식방법이 크라운 직경, 엽장 및 엽폭에 유의미한 영향을 미쳤다. 재배시스템은 크라운 직경, 엽장, 엽폭, 엽록소 함량 및 엽수에 상당한 영향을 주었다. 전 수확기간 동안 포기 당 총 과실 수량과 과실 당 평균 과중은 토경재배 시스템에서 유의미하게 낮았다. 시장성이 없는 총 과일 비율은 수경재배 보다 토경재배 시스템에서 현저하게 더 높았다. 시장성이 없는 과일 토경에서는 주로 작은 과일인데 인데 반해 수경재배에서는 주로 기형 과일이었다. 전반적인 고품질 과실은 2월에 수확되었고, 수경재배 시스템에서 토경에 비해 과실의 품질이 더 높았다. 삽목번식이 유인번식 보다 더 좋았고, ‘설향’의 과실 생산성을 높이기 위해서는 수경재배가 토경재배 보다 더 우수하다는 결론을 얻었다.

본 연구에서는 플라즈마 발생장치를 수경재배 시스템과 결 합하여 재배 기간 동안 처리 시 상추의 생육 및 기능성 물질 함량 변화를 살펴보기 위해 실시하였다. 3주 동안 육묘하여 균일 한 크기의 상추 묘를 semi-DFT에 정식하였으며, 플라즈마 공정 장치를 결합하여 4주 동안 8시간 주기로 1시간씩 수중에서 간헐적으로 작동시켰다. 양액(대조구), 플라즈마 활성수 (4.2kV, 5.7kV)를 사용하여 온실에서 재배하였으며 이후 수확하여 생육조사 및 기능성 물질 분석을 실시하였다. 플라즈마 활성수 처리 기간 동안 발생되는 활성산소종 중에서 O3로 인하여 플라즈마 발생 장치에 근접한 개체일수록 갈색 반점 및 괴사현상이 나타났으며, 생육조사를 실시한 결과 유의적 차이가 나타나지 않았다. 기능성 물질 분석 결과 상추 지상부의 rutin과 총 페놀 함량은 플라즈마수보다 높았지만, epicatechin 의 경우 플라즈마수 처리에서 함량이 더 많았다. 근권부에서 측정된 이차대사산물인 rutin, epicatechin, quercetin 및 총 페놀 함량은 대조구보다 플라즈마수 처리구에서 유의하게 높았다. 이러한 결과는 플라즈마수 처리 시간동안 수중에 오존과 같은 활성산소종으로 인해 지상부 생육이 잘 이루어지지 못했으나, 근권 영역에서는 이차대사산물이 크게 증가하였다. 향후 간헐적인 플라즈마 활성수 생성에 따른 생리 장해를 극복 하고 뿌리채소의 수경재배 시스템에 적용하여 이차대사산물 을 증가시키기 위한 본 기술의 도입이 필요하다.

본 연구는 기존에 사용하여 왔고, 최근에 온습도의 정확도를 검증하였던 강제 흡출식 복사선 차폐장치(Aspirated Radiation Shield; ARS)를 이용하여 모 기업(A 회사)에서 개발한 시스템의 성능을 개선하고, ARS 장치의 풍속이 온습도에 미치는 영향에 대해서도 시험적으로 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. A 회사 제품의 시스템을 개선하기 전, A 회사 시스템의 온도는 ARS 장치로 측정한 온도보다 최대 10.2℃정도 높았고, 상대습도는 20.0%정도 낮게 나타났다. 시스템을 개선한 후, 노드 1, 2의 온도 및 상대습도는 거의 일치하는 것으로 나타났다. 개선 후의 노드 2와 ARS 장치로 측정한 온도간의 최고, 평균 및 최저온도를 포함한 온도편차는 각각 0.2～0.7℃정도로써 ARS 장치가 약간 낮거나 높게 나타나는 경향이 있었다. 상대습도의 경우, 일몰 직후 ARS 장치의 상대습도가 약 10.0%정도 높게 나타나는 경향이 있었지만, 그 이외에는 평균적으로 1.9%정도 ARS 장치가 약간 낮게 나타나는 경향이 있었다. 그리고 노드 1을 최소-중간 사이, 중간-최대 사이 및 최대로 설정한 경우, 노드 1, 2의 최고, 평균 및 최저온도를 포함한 편차는 각각 0.1～0.4℃, 0.0～0.2℃ 및 0.0～0.5℃정도였다. 그리고 노드 1의 3개 측점과 ARS 장치의 최고, 평균 및 최저온도를 포함한 편차는 각각 0.2～0.5℃, 0.1～2.2℃ 및 0.1～1.1℃정도의 범위로써 풍속의 크기에 따른 온도편차는 아주 미미한 것으로 나타났다. 또한 선행연구 및 본 연구의 결과를 종합하여 보면, 온도오차를 개선하기 위한 적정 풍속은 1.0～2.0m·s-1 정도의 범위일 것으로 판단되었다.

본 연구는 밀폐형 식물생산시스템에서 인공광원과 배지 종류에 따른 상추의 생육 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추 종자는 5종류의 배지인 urethane sponge(US), rockwool(RW), Q plug(QP), TP-S2(TP)와 PU-7B(PU)가 충진된 128구 플러그 트레이에 파종하였다. 상추 종자의 발아율은 파종 후 12일까지 조사하였다. 상추 묘는 파종 후 13일째에 재순환 담액식 수경재배 시스템을 이용하여 EC 2.0dS·m-1, pH 6.5와 온도 25±1oC인 밀폐형 식물생산시스템에 정식하였다. 광원은 형광등과 RB LEDs(red:blue=7:3)를 이용하여 광주기 14/10(명기/암기), 광도 150±10μmol·m-2·s-1 PPFD로 설정했다. 상추의 초기 발아율은 TP에서 가장 높았다. 최종 발아율과 평균 발아 수는 RW, QP 및 TP 배지에서 유의적으로 높았다. 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부의 생체중, 건물중 모두 RB LED의 QP에서 유의성 있게 높은 값을 나타냈다. 엽수, 지하부의 생체중과 건물과 SPAD는 RB LED의 QP와 TP에서 가장 좋았고, 근장은 RB LED의 TP에서 가장 길었다. 따라서 밀폐형 식물생산시스템에서 RB LED가 상추의 생육이 우수하였으며, QP와 TP가 상추의 발아율과 생육에 효과적인 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 밀폐형 식물생산시스템에서 상추 생산 시 신개발 배지인 TP 배지의 적용가능성을 확인하였다.

본 연구는 기존에 사용하여 왔고, 최근에 온습도의 정확도를 검증하였던 강제 흡출식 복사선 차폐장치 (Aspirated Radiation Shield; ARS)와 모 기업(A 회사)에서 개발한 시스템으로 측정한 온습도를 비교하여 성능을 검토한 후, 시스템의 성능을 개선할 목적으로 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 딸기의 무성도가 두 계측시스템에 영향을 미친 경우를 제외하면, 전체적으로 볼 때 플레이트 2개의 시스템이 1개보다 복사선 차폐효과가 미미하지만 좋은 것으로 나타났다. 그리고 A회사의 시스템과 ARS장치로 측정한 최고온도의 전체적인 범위는 각각 20.5~53.3oC 및 17.8~44.1oC정도로써 A사 제품이 2.7~9.2oC정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 12.2oC 정도였다. 평균온도의 경우, 두 기관의 전체적인 범위는 각각 12.4~38.6oC 및 11.8~32.7oC정도로써 A사 시스템이 0.6~5.9oC정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 6.7oC정도 였다. 최저온도의 경우도 각각 4.2~28.6oC 및 2.9~26.4oC정도로써 A사 제품이 1.3~2.2oC정도 높게 나타났고, 일별 최대 편차는 2.9oC정도로써 두 기관의 장치로 측정한 온도에 편차가 있는 것으로 나타났다. 또한 상대습도의 경우, A회사와 ARS장치로 측정한 평균상대습도의 전체적인 범위는 각각 52.9~93.3% 및 55.3~96.5%정도로써 A회사의 시스템이 ARS장치보다 2.4~3.2%정도 낮게 나타나는 경향을 보였다. 그러나 일별로 비교하여 보면, 최대 18.0%정도 A회사의 시스템이 낮게 나타나는 날도 있었다. 결국 상대습도 도 온도와 마찬가지로 미미하긴 하지만 두 기관의 장치로 측정한 온도에 편차가 있는 것으로 나타났다.

ICT 기반 스마트 표고재배시설을 활용하여 표고재배의 과정을 후숙관리, 발이관리, 생육관리 및 휴양관리 4과정으로 나누어 6월부터 10월까지 시험을 진행하였다. 여름철 재배사 외부 25~35oC의 고온환경에서도 재배사 내부의 환경은 설정한 방향으로 제어되었다. 여름철 대표적인 재배용 품종 ‘산조701호’와 신품종 ‘산조717호’를 이용한 재배시험 결과 ‘산조701호’의 경우 353.7 g/봉, ‘산조717호’는 270.4 g/봉으로 ‘산조701호’가 높은 버섯생산성을 나타내었다. ICT 기반으로한 스마트 표고재배시설을 활용한 표고재배는 재배과정별 환경조건 설정으로 재배가 어려운 고온의 환경에서도 편리하게 재배환경 관리가 가능하였으며, 재배품종에 적합한 환경제어 범위를 연구한다면 버섯생산 안정화 및 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 판단되었다.

In the 21st century, information and communication technology (ICT) worldwide presents a new vision for agriculture. Time and place, as well as the high-tech industry, to overcome barriers to the fusion of the so-called "smart agriculture," are changing the agricultural landscape. Core container production in precision agriculture for mushroom cultivation, optimal temperature, humidity, irradiation, self-regulation of factors such as carbon dioxide, and environment for mushroom cultivation were adopted. Lentinula edodes (shiitake) is an edible mushroom native to East Asia, cultivated and consumed in many Asian countries. It is considered to be medicinal in certain practices of traditional medicine. We used different controlled light sources (Blue-Red-White-combined LED, blue LED, red LED, and fluorescent light) with different LED radiation intensities (1.5, 10.5, and 20.5 μmol/㎡s for LEDs) to compare growth and development. Mushrooms were treated with light in a 12-hour-on/ 12-hour-off cycle, and maintained in a controlled room at 19~21°C, with 80~90% humidity, and an atmospheric CO2 concentration of 1,000 ppm for 30 days. Growth and development differed with the LED source color and LED radiation intensity. Growth and development were the highest at 10.5 μmol/㎡s of blue LED light. After harvesting the fruit bodies, we measured their weight and length, thickness of pileus and stipe, chromaticity, and hardness. The 10.5 μmol/㎡s blue-LED-irradiated group showed the best harvest results with an average individual weight of 39.82 g and length of 64.03 mm, pileus thickness of 30.85 mm and pileus length of 43.22 mm, and stipe thickness of 16.96 mm with fine chromaticity and hardness. These results showed that blue LED light at 10.5 μmol/㎡s exerted the best effect on the growth and development of L. edodes (shiitake) mushroom in the ICT-system container-type environment.

This study was carried out to develop the technology to manage the growth management of mushroom which was cultivated by long-term knowledge based on the quantified data. In this study, it was developed hardware to monitor and control the growth environment of mushroom cultivation house and an algorithm to automatically grow mushroom. Environmental management for the growth of mushrooms was made possible by cultivation sites, computers and smart phones. In order to manage the environment of mushroom cultivation house, environmental management data of farmers cultivating the highest quality mushrooms in Korea was collected, and a growth management database was created based on the collected data. The management environment for the mushroom cultivation was controlled at ±0.5 °C for temperature, 7 % for upper limit and 3 % for lower limit for relative humidity, and ±10% level for carbon dioxide concentration based on database value. As a result of cultivating mushrooms in such an environment, it was possible to produce mushrooms at almost the same level as those cultivated in farms with the best technology. Therefore, it was considered that the environmental management of the mushroom house managed by the technology based on the long experience could be managed based on the sensor data.

본 연구는 폐쇄형 육묘 시스템에서의 파프리카 묘 생산에 적합한 재배 기간 및 암면 블록의 크기를 구명하기 위하여 수행되었다. 파프리카 종자를 세 가지 크기의 암면 블록(45 × 40 × 35, 70 × 70 × 60, 100 × 100 × 65mm)에 파종하고 형광등을 인공 광원으로 이용하는 폐쇄형 육묘 시스템에서 23, 30, 37일간 재배하였다. 또한, 온실에서 100 × 100 × 65mm의 암면 블록을 이용하여 관행 재배한 파프리카 묘를 온실 처리구로 설정하였다. 육묘 일수와 관계없이 70 × 70 × 60mm의 암면 블록에서 육묘한 파프리카 묘의 지상부, 지하부 생육 및 R/S율이 가장 높았으며, 온실에서 관행 재배한 처리구보다 폐쇄형 육묘 시스템에서 재배한 파프리카 묘의 소질이 우수하였다. 폐쇄형 육묘 시스템과 온실에서 23, 30, 37일간 재배한 파프리카 묘를 암면 슬라브에 정식하고 초기 수량을 조사하였다. 파종 후 125일의 파프리카 평균 과중은 암면 블록 크기와 육묘 일수의 영향을 거의 받지 않았으나, 단위 면적당 수량은 70 × 70 × 60와 100 × 100 × 65mm의 암면 블록을 이용하여 23일간 폐쇄형 육묘 시스템에서 재배한 처리구에서 가장 높았다. 따라서, 폐쇄형 육묘 시스템에서 파프리카 육묘 시 관행 재배보다 작은 70 × 70 × 60mm의 암면 블록을 이용하고 육묘 일수를 23일로 단축하여도 우수한 품질의 파프리카 묘를 생산할 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 작업효율 향상 및 에너지 이용효율 향상을 위하여 고밀식 재배가 가능한 순환형 재배장치를 개발하기 위하여 수행되었다. 본 시스템은 길이방향 이송장치, 측면이송장치, 10개의 재배베드부, 양액공급부, 제어부로 구성되어있다. 화경장과 그림자 길이를 고려하여 베드 거리를 60 cm로 설치하였을 경우 재배주수는 약 20~22 주/m2 로서 관행 고설재배에 비하여 2.1배 많은 수확이 가능할 것으로 조사되었다. 재배베드부를 견인할 때 최대견인력은 길이방향 이송이 시작되는 구간에서 가장 높았다. 고안한 시스템에 대한 설계 중량을 이용하여 길이방향 이송을 위한 작동기의 용량을 계산한 결과 0.83Nm이상의 토크를 가진 것이어야 할 것으로 조사되었다. 10개의 재배조 모두에 대해 수확이나 관리작업을 수행할 경우 소요되는 소비전력량은 41.1 Wh 이었다. 재배베드의 진동각은 측면 이송장치의에서 이동할 때 최대 5.26°로 가장 높은 것으로 조사되었다.