This study was conducted to apply with an air duct for the cooling and a utilizing cultivating method that uses the fruiting node and the defoliation to the high-temperature vertical and hydroponic cultivation of the oriental melon. The lower fruiting node (LF) was to remove all third vines generated from 5 nodes of a secondary vine. The higher fruiting node (HF) was fruiting on the third vine generated from a first node of the third vine. The direction of the stem string; upward (UW), downward (DW). Four treatment conditions were applied with the LF-UW, LF-DW, HF-UW (control), and HF-DW. The leaf age of melon leaves was measured for photosynthesis at 3 days intervals, and the fruit characteristic was conducted on 79 fruits in each treatment. The photosynthesis rate steadily increased after leaf development, reaching 20.8 μmol CO2·m-2·s-1 on the 10 days, gradually increasing to 21.3 μmol CO2·m-2·s-1 on the 19 days, and reaching 23.4 μmol CO2·m-2·s-1 on the 32 days. After that, it lowered to 16.8 μmol CO2·m-2·s-1 on the 38 days and dropped significantly to 7.6 μmol CO2·m-2·s-1 on the 47 days. As a result of the fruit characteristics by fruiting nodes, the treatments of the fruit length was 12.6-13.4 cm, respectively, which was significant, and the fruit width was 7.9- 8.6 cm, respectively, was not significant. The soluble content ranged from 12.9 to 15.7°Brix, and the significance of all treatments, and higher than of LF-DW and HF-UW. The photosynthesis rate of melon leaves was good until 32 days after leaf development, but after that, the rate decreased. As for fruit quality, it was conformed that melons can be cultivated at the LF because the fruit enlargement and soluble content dose not decrease even when set at the LF. Results indicated that those can be used for LF and defoliation in the development of vertical and hydroponic cultivation method in high-temperature season.

본 연구에서는 참외과실의 수확후 식용왁스코팅처리가 과실품질 및 과골 갈변에 미치는 대사체의 변화를 분석하였다. 코코넛 오일과 밀랍 (9:1 w/w) 처리를 참외 과실표면에 코팅 후 실온 저장 7일후에 과실 품질, 에틸렌 발생량 및 호흡량을 조사하였다. 그 결과, 참외의 경도와 골갈변도는 식용코팅처리된 과실과 무처리군 사이에 유의한 차이는 없었다. 하지만, 과피색의 명도(L*), 순도(a*), 및 색상각(hue angle)은 식용왁스처리군이 무처리군에 비해 유의한 차이가 있었다. 이는 호흡량 및 에틸렌 발생량이 식용왁스처리에 의해 유의하게 낮아져 과피색이 유지된 것으로 생각된다. 식용왁스 처리에 의한 참외의 대사체 변화를 분석한 결과, gamma-aminobutyric acid, aspartate 그리고 myo-inositol 대사가 가장 유의적인 차이를 나타났으며, 특히 삼투보호제 역할을 하는 alanine, 가바(GABA)성분이 식용왁스코팅에 의해 증가하였다. 따라서, 식용왁스코팅처리는 호흡과 에틸렌 발생의 억제, 수분 스트레스 경감 등을 통해 참외의 선도 유지를 유도한 것으로 판단되며, 참외 과피색 변화 억제 등 상품성 향상에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

본 연구는 ‘스마트꿀’ 참외를 수확 후 ascorbic acid (AA) 및 salicylic acid (SA) 침지 처리와 PE film 처리가 저온저장(10℃) 중 과골 갈변 발생과 과실품질 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 참외 과실의 저장기간 동안 과골 갈변 발생 정도는 무처리 과실의 경우 저장기간 동안 꾸준히 증가하여 저장 15일후 3.8 수준으로 증가하였으나, PE film 처리 과실은 저장 15일후 2.7 수준으로 낮은 과골 갈변 증상을 보였다. 참외 과실의 고유색을 나타내는 황색 과피의 황색도(b*)의 경우, 무처리 과실은 저장 15일 후 38.1로 감소하였으나, PE film 처리 과실은 저장 15일 후에도 39.8로 높은 황색도를 보였다. 흰색 과골 명도(L*)는 무처리 과실은 저장 15일 후 67.9로 감소하였으나, PE film 처리 과실은 72.9로 높게 유지되었다. 그리고 흰색 과골 적색도(a*)의 변화는 무처리 과실의 경우 저장 15일 후 1.0으로 증가하였나, PE film 처리 과실은 저장 15일 후에도 –1.4 이었으며, AA 처리 과실 역시 –0.5로 적색도 변화를 효율적으로 억제하였다. 가용성 고형물 함량은 무처리 과실은 저장기간 동안 점차 감소하였으나 PE film, AA 및 SA 처리 과실들은 거의 변화가 없었다. 그리고 과실 중량감소율은 무처리 과실은 저장 15일 후 1.98%이었으나, PE film 처리 과실은 1.33%로 가장 낮은 중량감소율을 나타내었다. 따라서 ‘스마트꿀’ 참외를 저장 및 유통할 때 과골 갈변 발생과 과색 및 품질의 변화를 억제하는데 PE film 처리가 효과를 보여 처리방법에 대한 효율적인 적용 방안을 모색할 필요가 있다고 판단되었다.

참외는 줄기를 땅 위에서 포복재배로 유인하는 것이 일반적으로써 노동강도가 강해서 농업인 근골격계 질환의 원인이 되므로 작업강도를 낮추고 품질도 향상시키기 위한 새로운 재배 방법을 찾고자 본 실험을 수행하였다. 그 결과, 줄기를 상향으로 유인하는 처리구가 생육 및 광합성 특성이 좋았고, 근활력은 하향 줄기 유인 처리구에서 좋은 것으로 나타났다. 상품 수량에 있어서는 상향 처리구가 4.055kg/10a, 하향 처리구가 3,983kg/10a으로 통계적인 유의성은 없었다. 줄기유인 작업에 대한 작업자세 평가의 경우, 기존 포복재배가 상향, 하향 재배방식 보다 위험수준이 높은 것으로 평가되었다. 결론적으로, 참외 수경 수직재배는 작물 생육, 수확량 및 작업 노동강도 등을 고려해 볼 때 기존 포복재배 방식을 대체할 수 있는 새로운 재배방법이라고 판단되고, 참외 줄기 유인 방법별로 수량 등에 유의성이 없으므로 상향 줄기유인 방법이나 하향 줄기 유인방법 중에서 하우스의 구조나 재배자의 의향에 따라서 선택하여 수직재배를 하면 될 것으로 사료된다.

이 연구에서는 경영체DB와 토양DB로 구성된 농업빅데이터와 성주군 참외와 경산시 복숭아 경영성과 자료를 활용하여 품목별 단위 생산성을 예측하였다. 또한 추정결과와 품목별 판매단가를 적용하여 휴· 폐경지역 해당 품목 도입 시 효과를 살펴보았다. 분석결과를 요약하면 첫째, 참외는 적지와 비적지 단위생산성에 차이가 존재하였고, 복숭아는 판매가격에 차이가 존재하는 것을 확인 할 수 있었다. 둘째, 참외의 적지 생산성이 비적지보다 높게 나타나며, 배수가 잘 될수록 생산성이 증가하는 것을 알 수 있 었다. 셋째, 복숭아는 사토일수록 생산성이 감소하는 것을 알 수 있으며, 경사가 낮을수록 생산성이 증 가하는 것으로 나타났다. 넷째, 참외의 휴·폐경 활용효과는 총 488.4백만원으로 추정되었고, 복숭아의 휴·폐경 활용효과는 총 745백만원으로 추정되었다.

과실파리류는 국내 60종의 검역 해충 가운데 42종을 차지하고 있다. 이들 대부분은 자연계 산물인 methyl eugenol (ME) 또는 raspberry ketone에 특이적으로 유인된다. 이들 유인물질을 파라핀 왁스를 이용하여 제형화하였고, 이를 대만에서 야외 유인 효과를 검증하였다. 이들 왁스 제형은 모두 델타트랩에 설치하고 8월 말경에 모니터링 한 결과 ME 왁스 제형은 오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)를 매일 60-80 마리 포획하 였다. 반면에 Cuelure 왁스제형은 오이과실파리(Bactrocera cucurbitae)와 B. tau를 유인하였다. 이러한 결과는 본 왁스제형이 이들 검역 해충에 대 한 국내 모니터링에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

본 연구에서는 저온기에 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 지붕 환기팬을 이용하여 환기할 때 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥 공기를 하우스 내부로 균일하게 유입할 수 있는 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창 안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 측창 개선에 의한 온실 환경 개선 및 참외 수량증대 효과를 검증하기 위하여 개선 측창형 태와 관행의 측창형태를 비교하였다. 2017년 2월 25일 까지는 두 시험구 모두 환기를 하지 않았는데, 2월 중순 하우스 내 기온이 40oC를 넘어섰다. 따라서 2월 중순부터는 하우스 환기를 시작해야 할 것으로 판단된다. 대조 구에서의 기온이 4월 하순부터 30oC를 넘어섰다. 그러므로 측창 안쪽에 부착한 비닐을 4월 하순, 늦어도 5월 상순에는 제거해야 할 것으로 판단된다. 4월 중순에 처리구에서의 지온은 생육 적온 범위인 20oC를 넘어선데 비해 대조구에서는 여전히 20oC보다 낮게 나타났다. 4월 하순이 되어서야 대조구의 지온도 20oC를 넘어서는 것으로 나타났다. 전기사용량은 처리구 47.2kWh, 대조구 48.3kWh로 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 처리구에서의 참외 상품수량은 5,094kg으로 대조구 4,113kg에 비해 23.9% 많았다. 상품과율은 처리구 73.5%, 대조구 73.9%로 차이가 없었다.

지붕 환기장치 설치방법의 개선에 의한 작물 재배효과를 검증하고자 농가현장에서 개선 지붕 환기방식과 관행 환기방식을 비교, 분석하였다. 개선 지붕 환기방식은 참외재배 단동 플라스틱 온실(폭 5.6m, 길이 108m, 측고 1.1m, 동고 2.2m)에 지붕 환기팬(용량 38m3/min)과 환기 통(지름 60cm)을 각각 15m와 6m 간격으로 설치하였고, 대조구로서 관행 지붕 환기방식은 각각 20m와 8m 간격으로 설치하였다. 관행 및 개선 지붕 환기 방식에 따른 생육을 조사한 결과, 관행 환기통과 환기팬 처리에 비해 개선 환기통과 개선 환기팬 처리에서 경경, 엽장, 엽병장, 및 엽폭의 값이 낮게 나타나는 경향을 보였다. 생육기 전반부에 관행 환기통 처리는 환기팬 처리에 비해 절간장이 다소 길게 발달하였는데 이는 착과수가 환기팬 처리에 비해 적었고, 착과수 감소로 인해 동화산물이 잎과 줄기의 신장부로 좀 더 이동된 영향으로 판단되었다. 참외재배 단동 비닐하우스에서 과실 수량을 조사한 결과, 개선 환기팬과 개선 환기통 처리는 관행처리에 비해 과중은 약간 작았지만, 착과수 증가로 인해 전체 수량은 높게 나타났다. 개선 환기팬과 개선 환기통 설치 하우스에서는 관행 지붕 환기 하우스에 비해 상품과율이 높았 으며, 10a당 상품수량도 각각 8,391kg, 7,283kg 으로 나타나 관행 지붕 환기에 비해 개선 환기팬 처리는 661kg, 개선 환기통 처리는 487kg 더 증가하였다. 개선 환기팬 처리는 고온기에 암꽃수와 착과수가 가장 많았고, 낙과수는 가장 낮게 나타났으며, 관행의 환기통 처리에 비해 과실의 크기는 작았다. 시기별 환기방식에 따른 참외 과실의 품질을 조사한 결과, 관행 환기통 환기에서 과중, 과경, 과폭, 및 과육두께가 가장 높게 나타났으나, 과폭, 과육두께에 있어서 통계적인 유의차는 나타나지 않았다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 바이러스 매개 역할과 함께 참외에 심각한 경제적 피해를 주고 있다. 담배가루이는 기주 작물과 농약 감수성 정도에 따라 다양한 생태형으로 분류되고 있다. 본 연구는 안동시 풍천면에 소재한 참외밭에서 성충을 채집하여 PCR 분자진단기법으로 동정하 였다. 전체 11 곳의 채집 장소에서 Q 생태형 담배가루이를 진단하였고, 이 가운데 4 곳의 채집 장소에서 B 생태형도 검출되었다. 이러한 결과는 경북지역 참외 재배지에서 담배가루이가 발생한다는 최초의 보고이며, 특히 두 생태형이 동일한 재배지에 혼재한다는 것을 나타낸다.

참외 재배환경은 토양 위의 수평바닥에서 재배된 것을 수확하여야 하며, 참외가 잎으로 덮여져 있어 인식이 어렵고, 덩굴성 줄기로 인해 참외를 그립하기에도 매우 불리하다. 이러한 재배환경에 적합하도록 엔드이펙트, 머니퓰레이터, 인식장치 등의 참외 수확 로봇을 개발하였고 이를 시험하였다. 엔드이펙터는 수확물을 잡기 위한 그 립퍼와 줄기를 절단하는 커터로 구분되며, 그립퍼는 4개의 핑거가 동시에 구동하고, 커터는 2개로 전후진 동작이 되도록 설계하여 파지력과 절단력을 제어할 수 있도록 하였다. 머니퓰레이터는 중심축을 기준으로 회전을 하는 L-R형 모델에 직교 좌표형과 셔틀형 머니퓰레이터를 조합한 4축 매니플레이트 구조로 설계하였다. 인식장치는 1차 인식장치인 GVC와 2차 인식장치인 LVC를 이용하여 참외를 식별하고 그 중에서 당도나 숙도를 예측하여 선별하였다. 이 장치를 이용하여 로봇의 성능시험을 한 결과 수확시간은 평균 18.2sec/ea, 픽업율은 평균 91.4%, 손상율은 평균 8.2%, 선별율은 평균 72.6%로 나타났다.

본 연구는 성주지역에 적합한 참외재배용 내재해형온 실을 개발하기 위하여 참외 재배온실의 구조현황 조사, 최근 기상자료가 반영된 설계하중 산정, 온실모델 설정 및 구조안전성 분석을 수행하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 성주지역 참외온실의 구조적 특성을 파악하기 위하여 현장 조사한 결과, 온실의 지붕형상은 아치형이 가장 많았으며, 최근에 시공한 온실일수록 복숭아형이 많았으며 폭이 넓어지고 동고도 높아지는 추세였다. 그리고 성주지역에 가장 인접한 구미기상대의 기상자료를 이용하여 재현기간에 따른 설계풍속 및 설계적설심을 산정할 수 있는 계산식을 유도하였으며, 내재해형 온실 규격을 만족하는 재현기간 30년의 적설심은 23.7cm, 풍 속은 33.8m·s−1로 계산되었다. 이러한 성주지역의 내재해형 설계기준을 만족하는 참외재배용 단동온실 4종, 2연 동온실 및 연결온실을 각각 1종씩 총 6종의 모델을 개발하였다.

본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외 줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 W = La × D2 b로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 −0.9998의 상 수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외 줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로 부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 36.5N/cm2, 185.7N/cm2, 636.7N/cm2이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 2.87 × 10−2N와 5.60N/cm2로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드 이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안 하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구 동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

본 연구는 참외 개화시의 기온과 상대습도가 화분의 발아에 미치는 영향을 검토하고자 '만리장성', '오복꿀' 및 '조은대'의 3 품종을 재료로 하여 개화 시 온도를 15℃, 25℃ 및 35℃, 상대습도를 30%, 60% 및 90%의 처리를 두고 실험하였다. 기온조건에 따른 화분 발아율은 25℃에서 채취한 것이 가장 높았고 15℃에서 채취한 것이 가장 낮은 경향이었으며 품종별 화분 발아율은 '만리장성'이 가장 높았고 다음이 '오복꿀'이었으며 '조은대'가 가장 낮은 경향이었다. 화분관 신장길이는 기온조건별로는 35℃에서 채취한 것이 가장 길었고 다음이 25℃ 에서 채취한 것이었으며 15℃에서 채취한 것은 현저히 짧았으며, 품종에 따라서는 '오복꿀'이 가장 길었다. 상대습도 조건에 따른 화분 발아율은 습도조건에 따라 뚜렷한 차이는 없으나 습도가 높을수록 높은 경향이었으며, 품종간에도 큰 차이가 없으나 '만리장성'과 '조은대'에 비해 '오복꿀'에서 낮았다. 그러나 화분관 신장길이는 처리간에 뚜렷한 차이를 나타내어 60%의 상대습도에서 채취한 것이 가장 길었으며, 다음이 30%의 상대습도에서 채취한 것이며 90%의 상대습도에서 채취한 것은 현저히 짧았다. 품종별 화분관 신장길이는 '오복꿀'이 가장 길었고 '조은대'가 가장 짧았다.

참외에서의 관비재배기술 개발을 위하여 배양액의 공급횟수가 토양의 EC 변화, 질소와 칼슘 집적, 덩굴의 생장, 과실의 수량 및 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 관비재배는 관행에 비하여 토양 EC가 0.8dS·m-1까지 증가 하였으나 관행재배는 0.68dS·m-1에서 0.2dS·m-1로 낮아졌다. 정식 후 20일 된 식물체의 덩굴길이는 큰 차이가 없었으나 건물중은 관비재배구가 증가하였는데 2회(오전 9시와 오후 6시, 900L/1,000포기, 매일)처리구가 현저히 많았다. 토양 내 질소함량에는 큰 차이가 없었으나 칼슘은 관비재배구가 현저히 높았다. 관비는 관행재배에 비하여 참외과실의 상품(商品)수량이 증가하였는데 1일 1회(오전 9시)보다 2회 관비재배구가 더욱 많았고 기형과율은 관비재배구가 감소하였다. 1개 과실의 크기와 당도에는 차이가 없었다. 저장기간 동안 과실의 중량 감소는 2회 관비재배구가 현저히 많았다.

선행 연구에서 형질전환 모상근 대량생산 최적배지 선발을 통해 WPM(Woody Plant basal salt Mixture) 배지가 형질전환 모상근 대량생산의 최적배지임을 확인할 수 있었다(Kim et al., 2012). 이에 당, 탄소원, pH, 무기염, 식물 호르몬 등이 형질전환 모상근의 수량성에 미치는 연구를 통해 최적의 형질 전환 모상근 대량생산 조건을 확립한 결과는 다음과 같다. 1. 형질전환 모상근 대량생산에 적합한 pH는 7.0이었으며, 최적의 탄소원과 농도는 1%의 sucrose임을 확인하였다. 2. 형질전환 모상근 대량생산에 적합한 적정 무기염들 (KH2PO4,NH4NO3, KNO3)의 농도는 KH2PO4 경우 MS배지와같은 농도인 0.94 mM에서 수량성이 303 g으로 가장 높았고, NH4NO3 및 KNO3 농도는 MS배지 농도의 1/4배인 3.87 mM, 3.52 mM 처리가 345 g과 358 g으로 수량성이 가장 높았다. 3. 형질전환 모상근 대량생산에 있어 식물생장조절물질 NAA, IBA의 최적 농도는 무처리 경우가 각각 595 g과 402 g으로 수량성이 가장 높아 대량생산에는 식물생장조절물질 처리가 필요 없을 것으로 판단되었다.

경상북도, 성주 지역에서 2009년 6월에서 8월 사이 매달 참외를 수확하여 수확시기의 기상환경이 참외의 수용성 비타민 함량 및 품질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 과실 품질평가를 조사하기 위하여 무게, 경도 그리고 당도 등의 특성을 조사하였고 수용성 비타민인 엽산과 비타민 C의 함량을 측정하였다. 수확시기에 따른 과실특성을 조사한 결과 강우량이 적고 일사량이 많은 6월에 수확한 과실이 무게, 경도 및 당도가 가장 높게 나타났고, 강우량이 많은 7월에 급격히 감소하는 경향을 보여주었다. 8월에 일사량이 증가하고 강우량이 감소하면서 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 참외의 대표적인 비타민인 엽산과 비타민 C의 함량을 측정한 결과, 6월에 수확한 참외에서 가장 높은 함량을 보여주었고, 7월에 현저히 감소하였다. 과실의 특성 조사 결과와 마찬가지로 엽산과 비타민 C의 함량은 강우량이 감소하는 8월에 다시 증가하는 경향을 보여주었다. 부위별로 분석해 본 결과 태좌 부위에 다량의 엽산과 비타민 C가 함유되어 있음을 알 수 있었다. 이상의 연구결과는 강우량 증가에 의한 수분장애 및 일사량 부족은 참외 과실의 품질뿐만 아니라 수용성 비타민 함량에도 영향을 미치고 있고, 특히 엽산 함량을 크게 감소시키는 것으로 나타났다.