This study was conducted to determine an appropriate sub-irrigation frequency for producing grafted tomato transplants in a plant factory with artificial lighting. Three irrigation frequencies were evaluated: twice per day, once per day, and once every two days. Daily water absorption did not differ among treatments during the early growth stage (0－3 days after treatment), but once-per-day irrigation showed the highest values during days 4－9, after which its levels became similar to those of twice-per-day irrigation. In contrast, once-every-two-days irrigation consistently resulted in the lowest daily water absorption throughout the experiment. Accumulated water absorption exhibited similar trends, with twice-per-day and once-per-day irrigation showing comparable increases, whereas once-every-two-days irrigation remained substantially lower. Growth analysis revealed that once-every-two-days irrigation led to reduced plant height, leaf number, fresh weight, and dry weight, indicating growth suppression caused by repeated root-zone water deficits. Although twice-per-day irrigation produced the most vigorous growth, it required the largest amount of water and nutrient solution, reducing resource-use efficiency. In contrast, once-per-day irrigation-maintained growth parameters comparable to those under twice-per-day irrigation while markedly reducing total water use, thereby achieving a favorable balance between growth stability and resource efficiency. Excessively frequent irrigation during the early post-grafting stage was also found to disrupt the air–water balance within the substrate, potentially hindering root establishment. Overall, these findings indicate that once-per-day sub-irrigation is an appropriate basic irrigation strategy for efficient and stable production of grafted tomato transplants in plant factories with artificial lighting and may serve as a foundation for future research on automated irrigation control and transplant production systems across various cultivars and tray specifications.

우리나라 접목선인장 산업은 화훼 수출액의 43.9%를 차지하 며, 주로 비모란선인장(Gymnocalycium mihanovichii) 품종을 삼각주선인장(Selenicereus sp.) 대목에 접목하여 재배한다. 그 러나 농가에서 재배되는 접목선인장 비모란의 바이러스 감염률 이 80%에 달하고 있어 바이러스 검정을 통한 품종 개발과 보급 이 매우 중요하다. 2019년 분홍색 색상과 자구발생 특성이 우수 한 GG171077-32와 GG151099-28을 계통간 교배하여 2020 년 실생묘 15개체를 양성하여 기내 배양한 삼각주선인장에 접 목하였다. 그 중 분홍색의 색상과 자구 발생 특성이 우수하였던 4개체를 선발하여 2021년 1차 특성검정을 위한 계통으로 증식 하였다. 2021년 특성검정 계통 중 진분홍색을 띄며 자구 발생이 우수한 GG191177-7 계통을 선발하였다. 이후 2년간 농가 3개 소에서 실증시험을 병행하여 특성검정한 결과 GG191177-7 계통을 최종 선발하고 2024년 ‘핑크문’으로 명명하였다. 핑크 문’ 품종은 RHS Color Chart N66A의 진한 분홍색이며, 편원형으로 능수는 8.0개이고, 가시색은 갈색이며 길이는 3.8mm였 다. 모구의 구폭은 43.4mm였고 주당 평균 자구수는 18.4개였 다. 1차 선발 계통 37개체를 대상으로 real-time PCR을 이용 한 바이러스 검정 결과, cactus virus X (CVX)와 pitaya virus X (PiVX)의 단독 감염률은 각각 16.2%였고, CVX와 PiVX의 혼합 감염률은 32.4%였으며, 바이러스 미검출 개체의 비율은 35.1%였다. 바이러스 미검출 개체에서 생산된 자구를 증식하여 ‘핑크문’ 품종을 육성하였다.

본 연구에서는 과불화 알킬 사슬이 도입된 산화 그래핀(perfluoroalkyl-grafted graphene oxide, FGO)을 합성하고, 이를 과불소화계 고분자인 나피온(Nafion)에 복합화하여 바나듐 레독스 흐름 전지(vanadium redox flow battery, VRFB)용 이 온 교환 막을 개발하고자 하였다. FGO는 염기성 촉매 하에서 카르복실산기를 함유한 폴리(헥사플루오로프로필렌 옥사이드) (157 FSL, DuPont)의 카르복실산기와 GO의 에폭시기 간 개환 에스터화 반응을 통해 합성하였다. 합성된 FGO를 Nafion 기 지체에 함량을 달리하여 첨가한 복합막(N/FGO_X)을 제조하고, 함수율, 체적 안정성, 수소 이온 전도도, 바나듐 이온 투과도 및 셀 성능을 평가하였다. N/FGO 복합막은 Nafion 단일막 대비 낮은 함수율과 체적 변화율을 보였으며, FGO의 물리적 차단 효과에 의해 바나듐 이온 투과도가 감소하면서도 수소 이온 전도도를 유지하여 우수한 이온 선택도를 나타내었다. VRFB 단 위 셀 평가 결과, FGO가 도입된 복합막은 Nafion 단일막을 적용한 셀 대비 높은 방전 용량, 쿨롱 효율 및 에너지 효율을 유 지하였다.

본 연구는 식물공장형 육묘시스템에서 고품질 수박(Citrullus lanatus) 접목묘 생산을 위한 최적 대기온도 를 규명하기 위해 수행되었다. 대목은 ‘동장군’(DongjangGun), 접수는 ‘산타꿀’(SantaKkul)을 이용하여 접목묘를 생산하였으며, 야간온도 18°C를 일정하게 유지한 상태에서 주간 대기온도를 23°C, 28°C, 33°C로 처리하여 21일 간 재배하였다. 접목 후 7, 14, 21일에 초장, 근장, 엽수, 엽면적, 경경, 생체중 및 건물중과 같은 생육 지표뿐만 아니 라, T/R율, 충실도(compactness), 생장속도(CGR)와 같은 묘 품질 지표를 평가하였다. 그 결과, 묘의 생육 반응은 온 도에 의해 크게 영향을 받았다. 고온 조건에서는 초장이 유의적으로 증가하였으며, 33°C 처리구에서 가장 길게 나 타났으나 과도한 신장과 경경 감소가 동반되어 묘 품질이 저하되었다. 반면 28°C 처리구에서는 엽면적과 경경이 가장 크고, 지상부와 지하부 간의 생체중 배분도 균형적으로 나타났다. 또한 묘 품질 지표에서도 접목 후 21일에 28 °C 처리구에서 T/R율, 충실도, 생장속도가 가장 우수하였다. 종합하면, 28°C와 33°C 모두 생육을 촉진하였으나, 28°C 처리구에서만 묘의 형태적 안정성과 생체중의 균형적 분배가 확보되었다. 따라서 식물공장형 육묘시스템에 서 수박 접목묘 생산의 최적 주간 대기온도는 28°C로 판단되며, 이는 연중 안정적인 묘 생산과 환경제어 전략 수립 을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구는 풋고추 수경재배에 ICT 기술을 적용하여 측정된 누적 일사량을 기반으로 급액량을 설정하고, 이를 바탕으로 실생묘와 접목묘의 생육 및 생산성에 미치는 영향을 평가하고 자 수행되었다. 실험재료로는 실생묘 ‘순한길상’과 접목묘 ‘순한길상’(접수) + ‘BN901’(대목)을 사용하였으며, 65－70 일 간 육묘한 뒤 코이어배지에 8월 하순에 정식하여 이듬해 4 월까지 재배하였다. 급액량은 ICT 센서를 통해 측정한 누적 일사량을 기준으로 T1－T4의 4수준으로 처리하였다. 풋고 추 실생묘 수경재배 시 급액량 T2(생육초기－중기: 50－ 160mL·100J-1·plant-1) 처리 이상에서 생육초기 과실의 품질 차이가 일부 있었으나, 정식 후 54일차 이후로는 품질에 차이 가 없고, 생산량 증가도 미미하기 때문에 양액 사용효율을 고 려하였을 때 적정 급액량은 T2로 판단되며, 이때의 배액률은 사분위수 범위(Q3-Q1)를 기준으로 생육초기 13－31%, 생 육중기 20－34%로 관찰되었다. 접목묘의 경우 T4(70－240) 처리에서 총생산량 6,306g·plant-1으로 유의하게 높았으며, 실생묘 T4 처리구 보다 약 34% 증수하였다. 이를 통해 풋고추 수경재배의 접목묘 도입 시 장기간 세력 유지와 생산성 향상 에 유리하며, 실생묘와는 차별화된 급액 전략이 필요할 것으 로 판단된다. 또한, 엽병 즙액 및 엽 조직 내 총질소, 총인, 칼륨 함량 분석 결과, 생육 후기로 갈수록 총질소와 총인은 감소하 고 칼륨은 증가하는 경향을 보였으며, 실생묘에서 엽병 즙액 내 N, P, K 함량이 전반적으로 높게 나타났다. 그러나 엽병 즙 액 분석값과 엽 조직 내 함량 간 상관성은 질소에서 낮았고, 생 산성과의 관련성도 미미하여, 즙액 분석을 활용한 생육 진단 의 신뢰도를 높이기 위해서는 시료 채취 위치, 수분 상태, 엽령 등 명확한 기준 설정이 요구된다.

본 연구는 식물공장형 육묘시스템에서 광도 조절에 따른 수 박 접목묘의 생육 및 품질을 평가하기 위해 수행되었다. 수박 접수는 고온기 품종 ‘부라보꿀(BK)’, 저온기 품종 ‘산타꿀 (SK)’을 사용하였고, 대목으로 고온기 품종 ‘불로장생(BS)’, 저온기 품종 ‘동장군(DG)’을 사용하였다. 광도는 125 ± 25, 225 ± 25 및 325 ± 25μmol·m-2·s-1 3처리로 조정하여 실험을 진행하였다. 초장은 고온기 접목묘가 125 ± 25μmol·m-2·s-1, 저온기 접목묘가 225 ± 25μmol·m-2·s-1에서 가장 높았고, 줄 기 직경과 마디수는 고온기 접목묘, 저온기 접목묘 모두 225 ± 25μmol·m-2·s-1에서 가장 높았다. 근장과 엽면적은 고온기 접 목묘에서 325 ± 25μmol·m-2·s-1, 저온기 접목묘는 225 ± 25 μmol·m-2·s-1에서 가장 높았다. 또한 지상부 및 지하부 생체중 과 건물중은 225 ± 25μmol·m-2·s-1 처리에서 가장 높게 나타 났다. 충실도는 두 품종 모두 광도가 증가함에 따라 높아졌으 며, 특히 고온기 접목묘에서 그 효과가 두드러졌다. 엽면적비 (LAR)는 고온기 접목묘에서 광도 증가와 함께 유의하게 증가 하였으나, 저온기 접목묘에서 유의한 차이가 없었다. 종합적 으로 생육 특성은 225 ± 25μmol·m-2·s-1에서 높았으나, 묘소 질을 고려했을 때 325 ± 25μmol·m-2·s-1에서 더욱 강건한 묘 가 형성된 것으로 판단된다.

본 연구에서는 유기계 산화 방지제인 가려진 페놀이 그래프팅된 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성하였고, 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조하여 고분자 전해질 막 연료전지에 응용하 였다. HP-GO는 3,5-디-tert-뷰틸-4-히드록시페닐프로피오닐 클로라이드에 존재하는 염화 카보닐기(carbonyl chloride)와 GO에 존재하는 히드록시간의 치환 반응을 통해 합성되었으며, 합성된 HP-GO를 고분자 기지체 대비 0.01~0.5 wt%까지 포함하는 복합 막을 제조하여 순수 Nafion과의 물성 차이를 비교하였다. 특정 함량의 HP-GO가 첨가된 복합 막은 순수 Nafion에 비해 우수한 인장강도와 수분 흡수율 및 치수안정성을 나타내었다. 특히 HP-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HP-GO가 첨가된 복 합 막은 장시간의 펜톤 평가(Fenton’s test) 이후 순수 Nafion 대비 높은 산화 안정성을 나타내었다. 또한 HP-GO에 의한 향상 된 수분 흡수율에 의해 복합 막은 전 습도 구간에서 순수 Nafion 대비 우수한 수소 이온 전도도를 나타내었다.

본 연구에서는 산화 방지 특성이 있는 가려진 페놀기를 도입한 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성한 후 탄화수소계 고분자인 sulfonated poly(arylene ether sulfone) (SPAES)을 기지체로 사용한 복합 막을 제조하여 고분자 연료전지 시스템에 응용하고자 하였다. HP-GO는 GO 표면의 하이드록시기(hydroxy group)와 HP의 염화 카 보닐(carbonyl chloride) 간의 친핵성 아실치환 반응을 통해 합성되었으며, HP-GO의 비율을 다르게 첨가한 복합 막을 제조한 후 선형 SPAES 막과의 비교를 통해 성능 특성 변화를 확인하였다. 특정 함량의 HP-GO를 첨가한 복합 막의 경우 선형 SPAES 막에 비해 체적 안정성과 기계적 강도 및 수소 이온 전도도가 증가된 것을 확인할 수 있었으며, 펜톤 평가(Fenton’s test) 진행 후 막 분해 시간 및 잔여 막 무게 비율이 증가되는 경향을 통해 화학적 내구성 역시 증가한 것을 확인할 수 있었다.

In the present study, a novel pH-sensitive hydrogel composite of pectin-grafted-poly (acrylic acid-co-itaconic acid)/MWCNTs- COOH was prepared by using graft copolymerization of acrylic acid and itaconic acid on pectin backbone with incorporation of MWCNTS- COOH. The prepared hydrogel composite has been employed for the adsorption and controlled release of the diclofenac sodium (DS) drug. The hydrogel composite was characterized by the analysis methods: FTIR, XRD, SEM, and TGA to analyze structural characteristics before and after DS drug adsorption. The swelling ratio of the hydrogel composite was investigated at different pH values from pH 1.2 to 10. According to the results, the swelling ratio of the hydrogel composite was found 4195% at pH 7.4. Adsorption process parameters such as pH, contact time, adsorbent dose, and temperature were investigated and found to have a significant influence on DS drug adsorption. The maximum DS drug loading through adsorption of 91% was obtained at pH 3, adsorbent dose of 0.05 g, contact time of 150 min, and temperature of 15 °C. The adsorption isotherm and kinetic results were well-fitted to Freundlich and second-order models. Thermodynamic parameters including changes in Gibb’s free energy, enthalpy, and entropy suggested that the adsorption of DS drug onto hydrogel composite was a spontaneous and exothermic process. The in vitro drug release experiment showed that the cumulative release of DS drug from hydrogel composite after 35 h was significantly higher in simulated intestinal fluid at pH 7.4 than in simulated gastric fluid at pH 1.2.

본 연구의 목적은 컨테이너 육묘 시스템을 활용한 참외 접목 묘의 안정적인 생산 가능성을 평가하는 것이었다. 이를 위해, 컨테이너 육묘 시스템과 고온 조건의 플라스틱 온실에서 육묘 한 접수와 대목, 접목묘의 생육을 비교 분석하였다. 접목활착 후 육묘 환경에 따른 참외 접목묘의 생육과 묘소질을 0일, 4일, 7일, 11일, 14일째에 비교하였다. 컨테이너 육묘 시스템에서 는 주야간 온도를 25/20°C, 상대습도를 70%로 설정하여 재 배기간 동안 안정적으로 유지하였으며, 플라스틱 온실 내의 주야간 평균온도는 28.1/15.4°C로 주야간 온도차(DIF)가 더 크게 나타났다. 조사기간 동안 참외 접목묘의 초장은 플라스 틱 온실 육묘 처리구에서 컨테이너 육묘 시스템 처리구보다 더 길게 나타났다. 참외 접목묘 조직의 충실도는 지상부 건물 중을 초장으로 나누어 계산하였다. 육묘장에서 접목한 묘는 접목 후 7－10일 경과하여 활착이 완료되고 초장이 10cm 내 외일 때 출하하여 정식에 이용되게 된다. 본 연구에서 접목활 착 후 7일째에 컨테이너 육묘 시스템에서 재배된 묘의 충실도 는 44.9±2.64mg/cm으로 나타났으며, 플라스틱 온실 육묘 처 리구에서는 24.4±1.56mg/cm로 나타났다. SPAD 평균은 플 라스틱 온실 육묘에서 30.5, 컨테이너 육묘 시스템에서 41.1 로 측정되었다. 이러한 결과는 컨테이너 육묘 시스템의 활용 이 고온기 또는 저일조 시기와 같은 육묘 환경에서도 고품질 모종을 안정적으로 생산할 수 있는 것을 확인하였고, 인공광 을 이용한 육묘 시스템의 활용 범위가 앞으로 더 확대될 것으 로 기대된다.

본 연구에서는 산화 방지 특성이 있는 가리워진 아민기를 함유한 산화 그래핀(hindered amine grafted graphene oxide, HA-GO)을 합성하여 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조한 후 고분자 전해질 막 연료전지 시스템에 응용하였다. HA-GO는 4-아미노-2, 2, 6, 6-테트라메틸-4-피페리딘(4-amino-2, 2, 6, 6-tetramethyl piperidine)에 존재하는 아민 기와 GO 표면에 존재하는 에폭시기의 개환 반응을 통해 제조하였으며, 합성된 HA-GO의 함량을 달리한 복합 막을 제조하여 순수 Nafion 막과 성능 특성을 비교하였다. HA-GO가 첨가된 복합 막은 Nafion 단일 막에 비해 기계적 물성, 화학적 안정성 및 수소이온 전도 특성이 향상되었다. 특히 HA-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HA-GO가 첨가된 복합 막은 펜톤 평가 (Fenton’s test) 이후 수소이온 전도도의 유지 특성이 Nafion 단일 막에 비해 큰 폭으로 향상된 것을 확인할 수 있었다.