• 원예과학기술지
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• 제34권6호
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• pp.878-885
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• 2016

본 연구는 밀폐형 식물생산시스템에서 아이스플랜트의 생육과 기능성물질에 따른 광질의 효과를 구명하고자 수행하였다. 아이스플랜트 종자를 128구 플러그 트레이에 암면을 이용하여 파종하였고, 묘는 밀폐형 식물생산시스템에서 담액식 수경재배를 이용하여 정식하고 재배하였다(EC $1.5dS{\cdot}m^{-1}$, pH 6.5). 정식 후 2주째부터 아이스플랜트의 블러더 세포 발달을 위해 2mM의 염화나트륨(NaCl)을 첨가하여 공급하였다. 실험에 이용된 다른 광질을 가진 세 개의 인공광원으로는 형광등과 RW LED, RBW LED를 사용하였다. 이때 광주기는 14/10(명기/암기), 광도는 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD로 설정했다. 결과적으로 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중은 형광등 처리에서 아이스플랜트의 생육 증진에 가장 효과적이었다. SPAD 값은 형광등과 RBW LED 처리에서 각각 29.8과 30.6으로 높은 값을 나타냈다. 염도는 모든 처리구에서 유의적인 차이가 없었다. 엽록소 형광은 형광등 처리에서 유의적으로 가장 높았다. 총페놀함량과 항산화능은 RBW LED 처리에서 높은 값을 나타냈다. 총플라보노이드 함량은 형광등과 RBW LED 처리에서 유의적으로 높았다. 따라서, 본 결과는 형광등 처리에서 아이스 플랜트의 생육이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 반면에 기능성물질은R BW LED 처리에서 가장 효과적이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권1호
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• pp.12-19
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• 2012

코이어 자루재배시 일중 급액마감시각을 달리함으로써 최적 생장을 유지하면서도 용수이용효율(WUE)와 비료이용효율(FUE)를 높이기 위해 실험을 실시하였다. 급액마감시각에 따라 일몰 1시간 전부터 4시간 전까지 4단계로 나누어 처리한 결과, 하루 동안의 배지 내 수분함량은 마감시각의 영향을 크게 받는 것으로 나타났는데, 급액마감시각이 빠를수록 일일 수분함량 변화폭이 컸다. 그러나 일일급액횟수는 급액마감시각의 영향이 크지 않았는데 이는 급액제어 시스템으로 배액전극 제어법을 사용한 것과 코이어 배지의 이화학적 특성 때문으로 판단되었다. 최종 생육은 통계적 유의차를 보이지 않았다. 상품과량은 일몰 2시간 전 처리에서 가장 많았고, 4시간 전 처리에서 가장 적었다. 급액마감시각 처리별 128일 동안의 급액량을 조사한 결과, WUE와 FUE는 일몰마감 4시간 전 처리에서 가장 낮았고, 2시간 전 처리에서 가장 높았다. 식물생육, 수확량 및 WUE와 FUE 등의 면에서 일몰 1시간 전 처리와 4시간 전 처리는 경제적인 면에서 바람직하지 않았고, 2시간 전에 급액을 마감하는 것이 가장 경제성이 좋을 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.106-110
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• 2016

식물의 생육과 생산성을 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.)의 작물생장률, 상대생장률, 지상부 생체중과 건물중, 수확시기, 상품률과 상품수량과 같은 생육과 수확 요인들을 쉽게 읽을 수 있는 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들기 위함이다. 광도 $140{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$과 일장 12시간 주기로, 3파장 형광등을 이용한 완전제어형 식물공장 시스템에서 박막수경 재배하였다. 4가지 재식밀도($15{\times}10cm$, $15{\times}15cm$, $15{\times}20cm$, and $15{\times}25cm$) 하에서 생육과 수량을 분석하였다. 재식밀도가 증가할수록 어느 한계까지는 식물체당 생체중과 건물중은 증가하는 경향이었으며, 단위면적당 생체중인 수량 또한 같은 경향을 보였다. 작물생장률, 상대생장률과 lost time은 2차 등식 형태를 보였으며, 지상부 생체중과 건물중은 직선적인 관계를 보였다. 이러한 등식을 이용하여 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들었다. 예를 들면, $15{\times}20cm$ 재식밀도와 식물체당 생체 중 100g에서 수확할 경우, 재식주수, 작물생장률, 상대생장률, lost time, 식물체당 건물중, 수확시기와 수량은 각각 $33plants/m^2$, $20g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, $0.27g{\cdot}g^{-1}{\cdot}d^{-1}$, 22days, 2.5g/plant, 정식 후 26일과 $3.2kg{\cdot}m^{-2}$이었다. 이 도표를 가지고 적어도 2가지 요인 예를 들면, 재식밀도와 수확요인 중 하나만 알면, 작물생장률, 상대생장률, lost time과 같은 생육 요인과 지상부 생체중, 지상부 건물중, 수확시기와 수량과 같은 수확 요인들을 쉽게 구할 수 있다. 이러한 도표는 다양한 작물의 생육과 수량 요인을 예측할 수 있어 완전제어형 식물 생산 시스템 설계를 위해 유용한 도구가 될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.141-152
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• 2020

본 연구는 양액 내 존재하는 다량 영양소의 농도를 실시간으로 측정하기 위해 이온 선택 전극 (ISE) 으로 구성된 임베디드 시스템의 개발을 보여준다. NO₃, K 및 Ca 이온을 감지하기위한 PVC ISE, H₂PO₄를 감지하기위한 코발트 전극, 기준 전극, 샘플 용액이 담기는 챔버, 펌프 및 밸브를 사용하여 측정하는 시스템으로 구성된다. 양액 샘플양 조절과 데이터 수집을 위해서 데이터 Due 보드가 사용되었고, 각각의 샘플 측정 전에, 측정 중 발생하는 드리프트를 최소화시키기 위해 2 점 정규화 방법을 사용하였다. PVC 멤브레인을 기반으로 한 NO₃ 및 K 전극의 농도 예측 성능은 표준 분석기의 결과와 근접한 일치 (R² = 0.99) 나타내며 만족스러운 결과를 나타냈다. 하지만, Ca II 이온 투과체 제조된 Ca 전극은 고농도 양액 농도에서 Ca 농도를 55 %로 낮게 측정하였다. 코발트 전극 기반 인산 측정은 반복측정 중에 발생한 코발트 전극의 불안정한 신호로 인해 표준 방법과 비교하여 45 ~ 155 mg / L의 인산 농도 범위에서 24.7 ± 9.26 %의 비교적 높은 오차를 나타냈다. 수경 P 감지의 예측 능력을 향상시키기 위해 코발트 전극의 신호 컨디셔닝에 대한 추가 연구가 필요함으로 판단된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제15권2호
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• pp.123-133
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• 1990

Thermal performance of a solar heating plastic greenhouse designed for a hydroponic system was studied. The system was constructed with the air-water heat exchanger and thermal storage tank that were combined with hydroponic water beds. Experiments were carried out to investigate the daily average heat stored and released in thermal storage tank, average solar energy collection efficiency, average coefficient of performance, average oil reduction factor of thermal storage system, and the heat transfer coefficient during the nighttime in plastic greenhouse. The results obtained in the present study are summarized as follows. 1. Daily average heat stored in thermal storage tank and released from the thermal storage tank was 1,259 and $797KJ/m^2$ day, respectively. 2. The average solar energy collection efficiency of thermal storage tank was 0.125 during the experiment period. And the average coefficient of performance of thermal storage system in plastic greenhouse was 3.6. 3. The average oil reduction factor of thermal storage system and the heat transfer coefficient during the nighttime in plastic greenhouse were found to be 0.52 and $4.3W/m^2\;hr\;^{\circ}C$, respectively.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.89-94
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• 2016

본 연구는 인공광 이용형 식물공장에서 common ice plant를 재배하였을 때 생육에 대한 적합한 배양액 조성, 배양액 산도, 급액 간격, 광도 및 재식거리를 알아보고자 수행되었다. 식물공장 유형은 완전제어형 식물공장형태로 인공광원은 삼파장 형광등을 사용하였으며, 광주기는 12시간 일장주기였다. 수경재배시스템은 3단으로 구성된 박막수경시스템이었다. 식물공장내 온도, 상대습도와 이산화탄소 농도는 ON/OFF 제어하였다. 배양액은 일본원예시험장액과 식물체 분석으로 개발 배양액을 가지고 비교 실험 하였다. 배양액의 산도와 급액 간격 실험은 pH 6.0과 7.0 그리고, 5분 간격과 10분 간격으로 순환 할 경우 생육 차이를 알아보았다. 광도는 90과 $180{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 2처리 하였다. 재식거리는 열간 간격을 15cm로 고정한 후, 열내 간격 10cm, 15cm, 20cm와 25cm 4처리로 처리하였다. 적당한 배양액의 조성은 N 7.65, P 0.65, K 4.0, Ca 1.6과 Mg $1.0mM{\cdot}L^{-1}$이었다. 지상부 생체중과 건물중은 pH 6과 7 그리고 5분 간격과 10분 간격 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 지상부 생체중과 건물중은 광도 $180{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 높았다. 재식거리가 증가할수록, 단위면적당 생체중과 건물중은 감소하는 경향을 보였다. 식물 생산 시스템에서 common ice plant 생육에 적합한 배양액 관리(조성, pH와 급액간격)와 재배관리(광도와 재식밀도)를 알아본 결과, 생육에 적합한 배양액 조성으로 pH 6.0-7.0로, 급액 10분 간격으로 공급해 주는 것이 좋으며, 광도 $180{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$와 재식밀도 $15{\times}15cm$로 재배하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권2호
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• pp.108-114
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• 1999

식물공장에 있어서 생산성 극대화를 위한 최적환경을 구명하기 위하여, 식물공장 시스템 하에서 광도와 배양액 농도가 잎상추의 생육과 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 광이 높아짐에 따라 증산량과 광합성량이 높았으며, 광도 200$\mu$mol $m^{-2}$ $s^{-1}$과 300$\mu$mol $m^{-2}$ $s^{-1}$ 에서 생체중과 건물중이 가장 높게 나타났다. 따라서 식물공장내 잎상추의 최적 광도는 200 $\mu$mol $m^{-2}$ $s^{-1}$ 이상으로 나타났다. 지상부 환경요인들과의 지하부 환경 요인과의 관계를 밝히기 위해서 광도와 배양액 농도간의 관계가 잎상추 생육과 품질에 미치는 영향을 조사한 결과 통계적 유의성은 없었으나 저광도에서는 배양액농도가 높은 편인 2.4 mS cm-1에서 고광도에서는 1.8 mS cm-1 수준에서 생육량이 많게 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1997년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.89-98
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• 1997

This study was conducted to develop an automatic nutrient-solution control system for small-scale growers. The nutrient-solution control system consisted of a low-cost and precise metering device and a personal computer. The system controlled electric conductivity(EC) and pH of nutrient-solution based on the time-based feedback control method with the information about temperature, EC, and pH of the nutrient-soIution. The performance of the nutrient-solution control system was evaluated through the control of EC and pH while compared with those of commercial nutrient-solution control system. Also an experimental cultivation of tomato was conducted to verify and to improve the developed system. Results of this study were as follows. 1. An automatic nutrient-solution control system based on a low-cost and precise metering device was developed. 2. The developed system controlled EC and pH within $\pm$0.05 mS/cm and $\pm$0.2 pH full scale error respectively at $24^{/circ}C$. 3. When using the commercial system, the controlled values of EC and pH of the 500l of water were 1.29 mS/cm and 6.1 pH for the setting points of 1.4 mS/cm and 6.0 pH respectively at $22^{/circ}C$. 4. The developed nutrient-solution control system showed $\pm$0.05 mS/cm of deviation from the setting EC value over the experimental cultivation period. 5. The deviation from the average values of Ca and Mg mass content in the several nutrient-solution were 0.5% and 1.8% respectively.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.234-241
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• 2023

본 연구는 DFT 재배 시스템을 이용한 밀폐형 식물생산시스템에 MB처리 유무에 따른 상추(Lactuca sativa L.)와 배초향(Agastache rugosa Kuntze)의 생육과 양액 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추와 배초향은 밀폐형 식물생산시스템에서 23일간 재배되었다. MB는 매일 9시, 13시, 17시에 5분씩 16일간 처리하였다. 상추와 배초향의 엽장, 엽폭, 엽면적, 생체중 및 건물중은 MB처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮았다. 상추와 배초향의 총 뿌리길이, 뿌리 표면적, 근단 수도 MB처리구에서 유의적으로 낮게 나타났다. 평균 뿌리 직경의 경우, 상추는 처리 간에 차이가 없었으나, 배초향은 MB처리구에서 유의적으로 굵어 종 간에 차이가 있음을 확인하였다. 본 연구 결과, DFT 방식으로 상추와 배초향을 재배할 때 MB 처리는 비생물적 스트레스를 유발하여 생육을 억제하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.510-523
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• 2020

본 연구에서는 시설원예 농가 중 지하수 수질에 문제가 있는 농가와 지하수를 원활히 사용하는 농가의 수질 성분을 분석하고 비교하였다. 이를 통해, 국내 수경재배 시설을 대상으로 지하수 수질에 따라 양액 재배용 원수로 사용 가능성을 평가하였다. 지하수 수질에 문제가 없는 농가의 지하수는 평균적으로 pH 6.61, EC 0.27 dS/m, NO3-N 7.64 mg/L, NH4+-N 0.80 mg/L, PO4-P 0.09 mg/L, K+ 6.26 mg/L, Ca2+ 18.57 mg/L, Mg2+ 4.38 mg/L, Na+ 20.85 mg/L, Cl- 18.10 mg/L, S2- 7.97 mg/L, HCO3- 55.06 mg/L, Fe 0.09 mg/L, Mn 0.01 mg/L, Zn 0.04 mg/L, Cu 0.01 mg/L, B 0.04 mg/L, Si4+ 8.93 mg/L, Mo 0.01 mg/L로 나타났으며, 모두 양액 재배용 원수의 수질기준을 만족하였다. 반면, 지하수 수질에 문제가 있는 농가의 경우 대다수의 항목이 양액재배용 원수의 수질기준을 초과하였다. 이러한 성분분석 결과로 보아 작물재배에 적합하지 않은 수질의 지하수를 정수하여 원수로 사용하는 것은 지하수의 재충전, 토양정화 측면에서 효과가 있다고 판단된다. 본 연구결과를 바탕으로 농업용 정수시스템을 구성한다면 우선처리 대상 항목 및 연계 항목을 추측할 수 있어 설계가 용이할 것으로 판단된다. 또한 이러한 농업용 정수시스템을 정착시킨다면 시설원예 단지에서 직접 지하수를 사용하면서 재충전 및 재이용할 수 있고, 결과적으로 지속가능한 농업과 국토 정화에 이바지 할 수 있는 기본 정보를 제공한다.