식물공장에서는 작물에 필요한 재배환경을 인위적을 조절하여 고품질 농산물에 대한 연중 계획생산이 가능하다. 본 연구는 완전제어형 식물공장 재배에 적합한 콜라비 품종을 선발하고자 실시하였다. 실험은 완전제어형 식물공장에서 수행하였고, 식물재료는 적색의 콜라비 품종인 ‘아삭콜’, ‘콜리브리’와 ‘퍼플킹’ 품종을 사용하였다. 인공광원은 LED광이었으며, 광도와 일장은 각각 249μmol·m·2·s-1, 12/12시간(밤/낮)이었다. 순환식 담액수 경방식으로, 정식 후 57일까지 재배하였다. 정식 후 43 일째에 전체 생체중과 괴경의 생체중 및 엽면적은 품종 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 건물중과 괴경은 ‘아삭콜’ 품종이 가장 높게 나타났으며, 엽수는 ‘퍼플킹’ 품종이 가장 많았다. 당도와 수량는 ‘아삭콜’ 품종이 가 장 높았다. 생육과 상품수량을 고려해 볼때, 완전제어형 식물공장에 적합한 콜라비 품종은 ‘아삭콜’ 이었다.

순환식 수경재배에서 배액의 EC, 부피, 관수량은 재사용 양액의 혼합비율을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 적산 일사량 제어법으로 관수할 경우 일일 관수량의 예측은 곤란하며 일반적으로 고정된 혼합비율을 사용한다. 이 경우 새 양액이 고정적으로 투입되어 양분의 조정 효과가 기대되지만, 때때로 배액의 강제배출을 필요로 한다. 본 연구는 적산 일사량 제어법으로 관수하는 순환식 수경재배 조건에서 배액의 혼합비를 고정한 처리구(FR)와 정해진 혼합 용량 내에서 배액의 부피와 EC에 따라 혼합비를 변경하는 처리구(MR)의 재사용 양액 내 양분 조정효과를 비교하여 양수분 이용효율이 높은 혼합방식의 규명에 기여하고자 수행하였다. 배액의 농도 변화를 비교하기 위한 대조구로는 비순환식 수경재배 처리구(OP)를 구성하였다. FR처리구의 배액 혼합 비율은 배액의 희석 EC를 각각1.0, 2.0dS·m-1로 설정하여 혼합처리를 적용하였다. MR 처리구의 경우는 혼합 용량을 1회 관수량을 기준으로 배액의 EC와 부피에 따라 혼합비율이 변경되도록 하였다. 배액의 누적 현상은 FR 1.0 처리구에서 관찰되었으며, FR 2.0과 MR 처리구에서는 배액 누적현상이 나타나지는 않았으나 MR 처리구의 배액 저장량이 FR 2.0 처리구에 비해서 낮게 나타났다. 배액과 재사용 양액 내 Mg2+:K+:Ca2+와 SO2-4:NO-3:PO3-4의 당량 농도 간 비율 변화는 FR, MR 처리구에서 초기비율 대비 비교적 좁은 변화 범위를 나타냈다.

본 연구에서는 강원도 춘천지역에서 발생하는 환경 오폐수를 시료로 하여 미생물을 혼합하여 제조한 수질정화제를 실제 하천과 호수의 오염환경과 유사한 배양기내에서 생물학적반응을 시켜 오염물질의 정화정도를 측정하고 평가하였다. 사용된 미생물은 식물성 유산균(vegetable Lactobacillus fermentum), 효모(Saccharomyces cerevisiae)와 고초균(Bacillus subtilis)이다. 두 가지의 미생물혼합제를 투입하여 정화정도를 실험하였다. 실제 하천에 투입하여 정화되는 과정과 유사하게 반응을 시키고자 반응 온도는 21(±3)oC로 하였으며 완전교반을 진행하였다. 사용한 시료의 오폐수의 오염도와 미생물에 의한 정화정도를 평가하기 위하여 총질소 함량과 총인 함량을 측정하였다. V.L.F.와 S.C.의 혼합물로 구성된 혼합제의 경우 총질소함량을 감소시키는데 매우 효과적임을 보여주었으며, V.L.F., S.C.,와 B.S.로 구성된 혼합제의 경우 그 총인의 함량을 저감화하는데 효과적임을 알 수 있었다. 본 실험에서 얻어진 실험 데이터를 통하여 V.L.F.와 S.C.의 혼합제가 오폐수의 정화반응에서 나타나는 반응상수값을 도출하였으며 그 값은 0.178 day-1이었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 저감화하고자 하는 성분에 따라 미생물의 종류와 그 혼합비를 조절하는 최적화과정이 필수적임을 알 수 있었으며 또한 곡선적합으로 도출한 반응상수값은 미생물을 이용하여 호수와 하천의 정화정도를 simulation함에 필요한 실험인자로서 응용이 가능하게 되었다.

EC 기준 순환식 양액재배에서 식물의 양분 흡수와 배액율은 재사용 양액 내의 이온 비율과 농도에 영향을 미친다. 본 연구는 파프리카(Capsicum annum L. 'Boogie')의 EC 기준 순환식 양액재배에서 시간과 배액율에 따른 이온 농도의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 첫 번째 실험에서 수집된 배액을 EC 2.2dS·m-1로 조정하고 새로 조성한 양액과 혼합하여 재사용 하고 주기적으로 샘플링 하여 이온의 농도를 분석하였다. 두번째 실험은 7%, 16%, 39%, 51%의 배액율을 적용하고 배액과 배액을 원수로 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합하였을 때의 EC 변화와 이온 농도를 분석하고 비교하였다. 재사용 양액에서의 K+ : Ca2+와 SO42- : NO3-와 같은 이온 간의 비율 변화를 조사하였다. 첫번째 실험에서의 이온 농도의 변화 범위는 각각 K+ 1.13, Ca2+ 5.35, Mg2+ 0.92, NO3- 0.9 SO42- 1.10, PO43- 0.19meq·L-1이었다. 이온 간의 비율 변화는 양이온에서는 주로 K+ : Ca2+을 중심으로 음이온에서는 NO3- : SO42-을 중심으로 나타났다. 두 번째 실험에서 배액율에 따른 배액의 배액율이 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 배액 내 각 이온의 농도도 배액율의 증가에 따른 감소 경향을 보였다. 배액율에 따른 배액 내 이온 간의 비율 변화에는 차이가 없었다. 그러나 배액을 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합함에 따라 교정 효과에 차이가 나타났다. 7% 의 배액율이 새 양액의 이온 비율에 가장 근접하였으며, 16%, 51% 39% 순으로 교정되었다. 교정에 따른 이온 비율 변화는 K+ : Ca2+와 NO3-와 PO43-를 중심으로 나타났다.

본 연구는 장미 순환식 수경재배 시 재배시기별로 적합한 배양액을 개발하고자 일본야채다업시험장 표준액을 1/4S, 1/2S, 2/3S, 1S로 하여 펄라이트와 입상 암면을 4:6 부피비로 섞은 고형배지를 이용하여 실험을 실시하였다. 고온기재배의 경우 1/2S 처리구에서, 저온기의 경우 2/3S 처리구에서 광합성 속도, 절화 품질 및 생육이 우수하였다. 이를 토대로 1/2S(고온기), 2/3S(저온기) 처리구의 양수분 흡수율을 기준으로 새로운 배양액을 조성하였다. 이온의 조성은 고온기의 경우 NO3-N 6.8, NH4-N 0.7, PO4-P 2.0, K 3.8, Ca 3.0, Mg 1.2, SO4-S 1.2me·L-1, 저온기의 경우 NO3-N 6.8, NH4-N 0.7, PO4-P 2.0, K 3.8, Ca 3.0, Mg 1.2, SO4-S 1.2me·L-1 이었다. 개발한 배양액의 적합성 평가실험 결과 UOS 배양액은 Ca, P 등의 이온이 장미의 양분흡수율보다 많이 함유된 기존의 배양액과 비교하여 근권 내 EC 변화가 안정적이었다. 또한 절화수량이 재배기간에 관계없이 기존 배양액보다 높은 결과를 나타내었고 특히 저온기 재배시 아이찌현 배양액 처리구에 비하여 수확량이 140% 증가하였다. 따라서 고형배지를 이용한 장미 순환식 수경재배시 새로 개발된 배양액을 사용할 경우 기존 배양액에 비해 비료절감의 효과와 함께 안정적인 생육 및 수량증대를 기대할 수 있다.

흰목이버섯 균주와 공생균을 수집하고 ITS 5.8S rDNA sequencing을 하여 유전자 서열을 분석하였다. Gene Bank Data homology search 결과 분리된 균의 rDNA 서열이 이 Tremella fuciformis AF042409의 rDNA 서열과 99% 일치하는 것으로 확인되었다. 그리고 함께 분리된 공생균은 같은 방법으로 Annulohhypoxylon stygium 으로 확인하였다. 분리된 T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201 균주는 PD배지에서 각각 14 ㎜/14days과 85 ㎜/14 days의 균사생육을 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균주의 생육최적온도는 25℃(14mm/14days) 이었으며, 35℃ 고온과 15℃이하 저온에서 균사 생장이 억제되었다. A. stygium KG 201은 흰목이버섯균과 유사한 최적온도를 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균의 생육 최적 pH는 5.0이었으며, A. stygium KG 201도 pH 5.0에서 생육이 가장 왕성하였다. 흰목이버섯 종균용 최적 배지로 참나무톱밥 77.5%, 미강 20%, 석고 1.5%, 황백당 1%가 선정되었다. T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201혼합 종균을 제조하고 흰목이버섯 자실체생산을 위한 병속재배 방법을 확립하였다. 콘코브(Corn cob) (77%와 52%)가 사용한 재료 중 최적의 자실체 성장률을 나타냈으며, 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조하였다. 면실박과 참나무톱밥은 단독 사용시 생육이 저조하였고, 콘코브를 첨가시 수율이 증대되었다. 최적수분농도는 55%로 결정되었다.

The experiment was conducted to investigate the nutrition absorption pattern in the growth stage and develope the optimal nutrient solution hydroponically grown the cherry tomato 'Koko' in closed substrate culture system with the nutrient solution of National Horticultural Research Station in Japan into 1/2S, 1S, and 2S. When plant was grown in 1/2S, the growth and yield were high and the pH and EC in the root zone were stable. Suitable composition of nutrient solution for cherry tomato was NO3-N 6.8, PO4-P 2.7, K 3.2, Ca 3.6 and Mg 1.1 me L-1 in the early growth stage, NO3-N 7.3, PO4-P 2.2, K 3.7, Ca 3.6;and Mg 1.1 me L-1 in the late growth stage by calculating a rate of nutrient and water uptake. To estimate the suitability for the nutrient solution in a development of cherry tomato developed by Wongkwang university in Korea (WU), plant was grown in perlite substrate supplied with different solution and strengths(S) by research station for greenhouse vegetable and floriculture in the Netherlands (Proefstation voor tuinbouw onder glas th Mssldwijk; PTG) of 1/2S, 1S, and 2S, respectively. The growth was good at the PTG and WU 2S in the early stage and the PTG of 1S and WU of 1S and 2S in the late stage. The highest yield of cherry tomato obtained in the WU of 2S. pH and EC in root zone of WU of 2S were stable during the early and late growth stage. Therefore when cherry tomato plant was grown in WU of 2S of EC 1.6~2.0 dS m-1in the nutrient solution, not only stable growth and yield but also fertilizer reduction can be obtained than that of PTG.

토마토 순환식 고형배지경 시스템에서 생육단계별 작물의 양분 흡수율을 밝히고 최적 배양액을 개발하고자 일본야채시험장 표준액(NO3-N 16.0, NH4-N 1.3, PO4-P 4.0, K 8.0, Ca 8.0, Hg 4.0 me·L-1)을 1/2, 1 및 2배액의 3수준 농도로 조성하여 실험을 수행하였다. 생육초기와 후기 모두 1/2배액 처리에서 생육이 양호하고, 근권 내 pH와 EC의 변화도 적었으며, 식물체내 무기이온 함량도 적정치로 나타났다. 따라서 생육단계별 양·수분 흡수(n/w)율에 의해 개발된 토마토 순환식 배양액 조성은 생육초기에는 NO3-N, PO4-p, K, Ca, Mg 및 SO4-S 농도가 각각 7.1, 2.1, 4.0, 3.1, 1.2 및 1.2 me·L-1, 생육후기에는 각각 6.5, 2.3, 3.4, 3.1, 1.1 및 1.1 me·L-1로 나타났다. 개발된 배양액의 적합성 검정을 위하여 네델란드 온실작물연구소의 순환식 PTG(Proefstation voor tuinbouw onder glas te Naaldwijk) 배양액으로 비교 실험을 하였다 초기 생육은 PTG와 WU 배양액의 2배액 처리에서, 후기 생육은 WU 2배액 처리에서 가장 좋았다. 정식 후 72일째까지의 수량은 WU 2배액 처리에서 가장 높았으며, 배꼽썩음과는 PTG와 WU 배양액의 모든 농도에서 나타났다. WU 2배액의 EC와 pH변화는 재배되는 동안 안정적이었다. 생육이 높았던 WU 2배액의 식물체내 무기성분 함량 N과 P 함량이 높음에 따라 배양액 조성시 N, P 함량을 낮추어 공급하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

순환식 펄라이트 재배에서 오이의 양액흡수는 일사량 변화와 관계없이 단위일사량당 흡수량이 80~100 mg.MJ-1까지 증가 후 일정하게 유지되어 양액흡수 지표는 전체 양액흡수량보다 단위일사량당 양액흡수량이 더 적합하였다. NO￣3-N의 흡수량은 초기에 3 mg.MJ-1에서 후기 16 mg.MJ-1로 상승하였고 Ca는 초기에 3mg.MJ-1에서 후기에 14 mg.MJ-11 로, Mg는 초기에 1 mg.MJ-1에서 후기에 5 mg.MJ-1로 증가되었으나, 정식 후 62일 이후의 증가세로 둔화되었다. K는 초기에 5.0 mg.MJ-1에서 후기 18 mg.MJ-1로 증가되었으나 지속적인 증가를 보여주지 못하였는데 이것은 오이의 하엽 제거로 인한 결과로 생각되어진다. 그러나 P는 초기에 0.5 mg.MJ-1에서 후기의 3.2mg.MJ-1로 지속적으로 증가되었다. S는 초기에 0.5 mg.MJ-1에서 증가에 6.5 mg.MJ-1까지 증가되다가 후기에 2.7 mg.MJ-1로 감소되었다. 오이의 각각의 무기이온 흡수량과 가장 상관이 높았던 요소는 정식일수와 엽면적이었으나 이 두 요소와 단위일사량당 양액흡수량과는 r2=0.92, 0.97로 높은 상관을 보였다. 단위일사량당 양액흡수량을 이용한 각각의 무기이온 흡수량 회귀식은 r2=0.9 이상으로 높은 상관관계를 보여 실용적 이용이 가능할 것으로 보였다.

순환식 펄라이트 고형배지경에서 토마토의 영양과 환경특성을 고려한 생육단계별 최적 배양액을 개발하고자 일본 야채시험장표준액(야시액)을 2 수준(l/2, 1.0 배액)으로 하여 실험을 하였다. 전반적으로 일본 야시액 1배액에서 생육이 좋았으며 식물체내 무기이온함량도 적정치로 나타났다. 따라서 1배액의 양수분 흡수율에 의해 토마토 순환식 고형배지경용 배양액을 조성 하였고 그것을 SCUT 배양액으로하였다. 생육단계별로 육묘기. 영양생장기 및 결실기로 나누어 양수분 흡수율(n/w)을 계산한 결과, 육묘기에 N 13.5, P 3.3, K 7.0, Ca 7.0 및 Mg 3.5 me.L-1이었고, 영양생장기에는 N 14.2, P 3.3, K8.0, Ca 7.5 및 Mg 4.0 me.L-1, 결실 비대기에는 N 10.0, P 3.0, K 7.0, Ca 6.0, Mg 3.0 me.L-1로 조성하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 생육단계별로 조성된 시립대 순환식 토마토 배양액(SCUT)을 네덜란드의 순환식 배양액 (PBG)과 함께 비교실험을 수행한 결과 근권내 pH 와 EC변화는 저농도구인 1/2배액에서 변화가 크게 나타나지 않았다. 근권내 무기이온함략 변화는 시립대액에서는 생육단계별로 조성배양액을 바꾸어 공급하면서 실험한 결과 1/2배액에서 근권내 N, p 함량이 적정수준이하로 나타났고 2배액에서는 근권내 N, K, Ca, Mg 함량이 집적되어 고농도로 되는 경향을 보였다. 반면에 1배액에서는 전반적으로 근권내 무기양분이 적정수준을 유지하고 있었으며 특히 시립대 배양액에서 토마토의 생육, 수량 및 품질이 높게 나타났다.

환경 보전에 대한 필요성이 대두되면서 비순환식 양액재배 시스템이 순환식 양액재배 시스템으로 전환됨에 따라 순환식 양액재배 시스템에 적합한 배양액의 개발이 시급히 요구되고 있다. 따라서, 순환식 고형배지경에 적합한 배양액을 개발하기 위하여 본 실험을 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 오이 순환식 고형배지경에 적합한 배양액 조성 및 농도를 알아보기 위하여 일본 야채 시험장 표준액을 1/2 배액, 1 배액 및 3/2 배액으로 조제하여 오이를 재배한 결과, 오이의 초장은 배양액농도를 높임에 따라 짧아졌으며 엽장, 엽폭 및 처리 농도간에 차이가 없었고 상품과수와 상품수량은 1 배액에서 가장 많았다. 양수분흡수율(n/w)에 따라 개발된 오이 순환식 고형배지경에 적합한 배양액 조성(SCU 배양액)은 영양 생장기 동안 N 11.4, P 3.3, K 6.0, Ca 4.5 및 Mg 3.5 me.l-1, 생식 생장기 동안 N 10.4, P 3.3, K 5.0, Ca 4.5 및 Mg 3.5 me.l-1이었다. 2. 순환식 배양액으로 개발된 SCU 배양액의 적합성을 검정하기 위하여 산기 배양액, PTG 배양액 및 SCU 배양액에서 오이를 재배한 결과, 근권내 EC와 pH는 모든 배양액에서 생육기간 동안 안정적이었다. 배양액 내의 다량원소를 측정한 결과, 산기 1 배액, PTG 1 배액, SCU 1/2 배액, SCU 1 배액 및 SCU 3/2 배액 모두 오이의 생육이 진전됨에 따라 배양액내 N, P 및 K 농도는 감소하였으며 Ca 농도는 완만하게 상승하였다. Mg는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 오이의 광합성속도는 SCU 1 배액, SCU 3/2 배액 및 산기 1 배액에서 높았다. 생육은 SCU 1/2 배액에서 가장 낮았고 SCU 1 배액과 SCU 3/2 배액, 산기 1 배액 및 PTG 1 배액에서는 처리간에 차이를 보이지 않았다. 엽내 N, P, K 및 Mg 함량은 SCU 1 배액, 산기 1 배액 및 PTG 1 배액에서 적정 수준을 나타냈고 엽내 Ca 함량은 PTG 1 배액에서 낮았다. 총수량은 SCU 1 배액에서 가장 높았고 다음으로 산기 1 배액에서 높았다. 따라서 본 실험에서 개발된 배양액(SCU 배양액)은 오이 순환식 고형배지경에 적합한 배양액이라 할 수 있다.

An experimental study was conducted to indentify the direct denitrification of ammonium nitrogen in culture water by ozone. During the experimnet period, pH was 7.8-8.8. pH was grdually lower after ammonium nitrogen was reacted with ozone under Br^-. In addition, it can be known that the culturing water was improved greatly form the inverstigation of T-N by biofilm and ozonation. As the results of a variation of recirculation rate, denitrification of ammonium nitrogen was in increased in proportion to the recirculation rate. But Nitrification of microorganism was opposite to the recirculation rate. With the increasing injected ozone in ozonation tank uner 21 circulation /day(6.7 ℓ/min), dinitrification of ammonium nitrogen was increased lineraly in propotion to the increasing of injected ozone concentration.