• 제목/요약/키워드: Soil warming

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지중가온이 온실의 난방부하에 미치는 영향 (The Effect of Soil Warming on the Greenhouse Heating Load)

  • 남상운
    • 한국농공학회논문집
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    • 제48권5호
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    • pp.51-60
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    • 2006
  • In order to examine the heat transfer characteristic of a soil warming system and effects of soil warming on the greenhouse heating load, control experiments were performed in two greenhouses covered with double polyethylene film. One treated the soil warming with an electric heat wire and the other treated a control. Inside and outside air temperature, soil temperature and heat flux, and heating energy consumption were measured under the set point of heating temperature of $5,\;10,\;15,\;and\;20^{\circ}C$, respectively. Soil temperatures in a soil warming treatment were observed $4.1\;to\;4.9^{\circ}C$ higher than a control. Heating energy consumptions decreased by 14.6 to 30.8% in a soil warming treatment. As the set point of heating temperature became lower, the rate of decrease in the heating energy consumptions increased. The percentage of soil heat flux in total heating load was -49.4 to 24.4% and as the set point of heating temperature became higher, the percentage increased. When the set point of heating temperature was low in a soil warming treatment, the soil heat flux load was minus value and it had an effect on reducing the heating load. Soil heat flux loads showed in proportion to the air temperature difference between the inside and outside of greenhouse but they showed big difference according to the soil warming treatment. So new model for estimation of the soil heat flux load should be introduced. Convective heat transfer coefficients were in proportion to the 1/3 power of temperature difference between the soil surface and the inside air. They were $3.41\;to\;12.42\;W/m^{2}^{\circ}C$ in their temperature difference of $0\;to\;10^{\circ}C$. Radiative heat loss from soil surface in greenhouse was about 66 to 130% of total heating load. To cut the radiation loss by the use of thermal curtains must be able to contribute for the energy saving in greenhouse.

태양열을 이용한 시설재배 지중변온가온의 토양 온도특성 연구(1) - 지중변온가온에 따른 깊이별 온도특성 - (Study on the Temperature Variation of Greenhouse Soil Warming using the Solar Energy(1) - Temperature Variation of Soil Depth by Soil Warming -)

  • 김진현;김태욱;나규동;김태수;성일중;정석현
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제34권3호
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    • pp.190-196
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    • 2009
  • The temperature of root zone is known as an important factor for the growth of crops and reduction of energy in greenhouse. The purpose of this study was to design the solar energy supply system to keep the optimum condition of root zone by soil warming. As a result of this study, soil warming compared with no warming changed on a large scale temperature rise effect by depth of soil. The greenhouse's inner temperature have an effect on the temperature of surface up to 15 cm, rised to about 1 hour after warming. In case of the temperature fluctuation, soil temperature was about $12^{\circ}C$ up to 15${\sim}$25 cm and it was $13.4^{\circ}C$ at greater depths. This results showed that the position of root zone was very different after 3 weeks of growth.

시설원예 태양열 시스템의 효율적 이용과 자동화 장치개발(2) -지중가온에 의한 오이 생육 및 수량성 향상에 관한 연구- (A Development of Automation system and a way to use Solar Energy System Efficiently in Greenhouse(2) - Study on improvement of growth and yield of a cucumber in soil heating -)

  • 김진현;오중열;구건효;김태욱
    • 생물환경조절학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.25-33
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    • 1998
  • 겨울철 오이 시설재배에서 태양열 시스템을 이용한 지중가온의 효과를 구명하고자 지중 40 cm에 15 mm의 PPC파이프를 130 cm이랑 에 4열 매설한 후 지중 20 cm의 지온을 $22~23^{\circ}C$로 설정한 후 1996년 11월 7일부터 1997년 1월 30일까지 일정한 온도로 유지, 관리하여 무가온구와 가온구의 지상부, 지하부 및 수량을 비교시험한 결과는 다음과 같다 1) 지중가온에 의한 지온확보는 가온구는 15~20 cm에서 $22^{\circ}C$ 정도의 평균온도를 확보할 수 있었고, 무가온구는 평균 $17~18^{\circ}C$ 정도였다 2) 정식 30일 정도에서 초기생육은 가온구가 초장, 경경, 엽수, 엽면적 등 모두 증가하였으며 특히 초장 27%, 엽수 51%, 엽면적은 150% 정도 증가하였다. 또 지상부 평균 증가율도 관행대비 가온구 증가율이 117% 정도였다. 3) 가온구의 지하부 뿌리의 생장성이 관행구에 비하여 평균 56% 정도 증가하였다 4) 과수의 수량면에서도 총과수가 무가온구 313개, 가온구 614개로 가온구가 196% 정도 증수되었다.

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태양열을 이용한 시설재배 지중변온가온의 토양 온도특성 연구(2) - 지중변온가온의 단위면적당 소요에너지 - (Study on Temperature Variation by Greenhouse Soil Warming System Using Solar Thermal Energy (2) - Required Energy per Unit Area for Soil Warming -)

  • 김진현;김태욱;나규동;김태수;김은태;정석현
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제35권1호
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    • pp.46-52
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    • 2010
  • The temperature of root zone was known as an important factor for the growth of crops and reduction of energy in greenhouse. The purpose of this study was to design the apposite inflow of calories per the unit area by comparison of temperature in the warmed and non-warmed soil. The energy needed for soil warming about pipe length showed the change of temperature on inflow and outflow as $2^{\circ}C{\sim}3^{\circ}C$(average $2.5^{\circ}C$). Therefore, the inflow per the unit hour was 3,450, 57,5 kcal/$h{\cdot}m^2$ on soil heating respectively. The non-warmed soil temperature in greenhouse made a difference by depth and it was partially affected inner temperature under 15 cm, but it was not above 15 cm. The soil temperature would be raised over $5^{\circ}C$ than non-warmed soil to increase effect of soil warming. Therefore, the inflow per the unit area that should be provided was about 100 kcal/$h{\cdot}m^2$.

태양열 시스템을 이용한 가온관수와 지중가온 방법에 의한 오이의 생육 연구(3) (A Study on the cucumber growth by soil warming and warmed water irrigation using solar energy system(3))

  • 구건효;김태욱;김진현
    • 생물환경조절학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-8
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    • 1999
  • This study was carried out to estimate the warmed water irrigation and the warmed soil efficiency on protected cultivation of cucumber in winter season. The water of 28$^{\circ}C$ was continuously supplied for soil warming and that is $25^{\circ}C$ for warmed water irrigation. Cucumber growth was analyzed when tile soil kept up the optimum temperature in the root zone. The cucumber growth are compared with the warmed soil plots. isolated warmed soil plots and non-warmed soil plots. The cucumber growth in warmed soil plots and isolated warmed soil plots were 20~50% higher than non-warmed soil plots compare to that by the warmed irrigation. In the non-warmed soil plots, the stem diameter and the number of leaves in the warmed water irrigation plots are 10% higher than those in the normal water irrigation plots. The yields in isolated warmed soil plots were 37~38% higher than non-warmed soil plots and those in warmed soil plots were 85~96% higher than non-warmed soil plots. The fruit length, weight and diameter in warmed soil plots were 15% higher than those in the non-warmed plots.

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C. elegans Behavior of Preference Choice on Bacterial Food

  • Abada, Emad Abd-elmoniem;Sung, Hyun;Dwivedi, Meenakshi;Park, Byung-Jae;Lee, Sun-Kyung;Ahnn, Joohong
    • Molecules and Cells
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    • 제28권3호
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    • pp.209-213
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    • 2009
  • Caenorhabditis elegans is a free living soil nematode and thus in its natural habitat, C. elegans encounters many different species of soil bacteria. Although some soil bacteria may be excellent sources of nutrition for the worm, others may be pathogenic. Thus, we undertook a study to understand how C. elegans can identify their preferred food using a simple behavioral assay. We found that there are various species of soil bacteria that C. elegans prefers in comparison to the standard laboratory E. coli strain OP50. In particular, two bacterial strains, Bacillus mycoides and Bacillus soli, were preferred strains. Interestingly, the sole feeding of these bacteria to wild type animals results in extended lifespan through the activation of the autophagic process. Further studies will be required to understand the precise mechanism controlling the behavior of identification and selection of food in C. elegans.

지중가온시설을 이용한 고구마뿌리흑선충 방제 (Control of Root-Knot Nematode(Meloidogyne incognita Chitwood) by Root Zone Warming System)

  • 신용습;연일권;최성국;최부술;이우승
    • 생물환경조절학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.139-143
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    • 1998
  • 지중가온시설을 이용한 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita Chitwood) 방제를 위하여 지하 20cm 깊이의 최저지온을 각각 30. 40, $50^{\circ}C$ 가온구 및 관행의 무지중가온구로 설정하고 담수구와 무담수구로 나누어 8월 1일부터 8월 5일까지 5일간 가온한 결과, 담수구의 경우 지온 4$0^{\circ}C$에서 5일간, 무담수구의경우 지온 $50^{\circ}C$에 5일간 지중가온처리한 구에서 생존한 유충이 발견되지 않아 선충밀도를 경제적 피해수준 이하로 유지할 수 있을 것으로 사료되었다. 지중가온으로 토양내 OM. P$_2$ $O_{5}$, Ca, Mg함량과 EC는 시험전 토양에 비하여 감소하였는데, 특히 담수처리에서 EC가 현저히 저하하였다.

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인위적 온난화 및 강수 조절에 따른 소나무 묘목 세근 생산량과 고사율의 계절적 변화 (Short-term Effects of Warming and Precipitation Manipulation on Seasonal Changes in Fine Root Production and Mortality for Pinus densiflora Seedlings)

  • 한승현;장한나;손요환
    • 한국산림과학회지
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    • 제107권1호
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    • pp.43-49
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    • 2018
  • 본 연구에서 33개월생 소나무 묘목을 대상으로 인위적 온난화 처리와 강수 조절에 의한 계절별 세근 생산량과 세근 고사율의 변화를 2년에 걸쳐 분석하였다. 온난화 처리는 적외선등을 이용하여 대조구 대비 대기온도가 $3.0^{\circ}C$ 높게 유지되도록 설정하였고, 강수 조절은 투명 판넬과 펌프를 이용하여 대조구(PC) 대비 30% 감소(PD) 또는 30% 증가(PI) 되도록 설정하였다. 온난화 처리는 세근 생산량 및 고사율에 통계적으로 유의한 영향을 주지 못하였고, 강수 조절은 세근 생산량($mm\;mm-2\;day^{-1}$)에만 유의한 영향을 주었다(PC: 3.57, PD: 4.59, PI: 3.02). 한편 온난화 처리 및 강수 조절과 계절간의 상호작용은 세근 생산량 및 고사율에 영향을 주지 못하였다. 그러나 온난화 처리 여부에 따라 토양 온도와 토양 수분이 각각 세근 생산량과 세근 고사율에 미치는 영향이 다르게 나타났다. 온난화 처리구는 세근 생산량의 계절적 변화가 주로 토양 온도에 영향(양의 상관관계)을 받았고, 세근 고사율은 주로 토양 수분의 영향(음의 상관관계)을 받았다. 반면에 온도 대조구에서는 세근 생산량은 주로 토양 수분의 영향(양의 상관관계)을 받았고, 세근 고사율은 토양 온도 및 수분과 유의한 관계가 나타나지 않았다. 이는 온난화가 진행됨에 따라 세근 생산량과 세근 고사율에 영향을 주는 기후인자가 달라질 수 있음을 시사한다.

미래 기후 변화 시나리오에 따른 환북극의 변화 (Projection of Circum-Arctic Features Under Climate Change)

  • 이지연;조미현;고영대;김백민;정지훈
    • 대기
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    • 제28권4호
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    • pp.393-402
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    • 2018
  • This study investigated future changes in the Arctic permafrost features and related biogeochemical alterations under global warming. The Community Land Model (CLM) with biogeochemistry (BGC) was run for the period 2005 to 2099 with projected future climate based on the Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2 scenario. Under global warming, over the Arctic land except for the permafrost region, the rise in soil temperature led to an increase in soil liquid and decrease in soil ice. Also, the Arctic ground obtained carbon dioxide from the atmosphere due to the increase in photosynthesis of vegetation. On the other hand, over the permafrost region, the microbial respiration was increased due to thawing permafrost, resulting in increased carbon dioxide emissions. Methane emissions associated with total water storage have increased over most of Arctic land, especially in the permafrost region. Methane releases were predicted to be greatly increased especially near the rivers and lakes associated with an increased chance of flooding. In conclusion, at the end of $21^{st}$ century, except for permafrost region, the Arctic ground is projected to be the sink of carbon dioxide, and only permafrost region the source of carbon dioxide. This study suggests that thawing permafrost can further to accelerate global warming significantly.

지구온난화와 환경요소인 광, 토양수분, 영양소가 상수리나무와 굴참나무의 생태 지위에 미치는 영향 (Effects of Global Warming and Environmental Factors of Light, Soil Moisture, and Nutrient Level on Ecological Niche of Quercus acutissima and Quercus variabilis)

  • 조규태;장래하;이승혁;한영섭;유영한
    • 생태와환경
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    • 제46권3호
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    • pp.429-439
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    • 2013
  • 한반도의 참나무 중 수분과 유기물이 많은 입지에 분포하는 상수리나무와 수분이나 양분이 적은 척박한 건조지에 분포하는 굴참나무를 대상으로 대기 중의 $CO_2$ 농도와 기온이 상승하고 환경요소인 광, 토양수분, 영양소가 변화할 때 두 종의 생태 지위폭과 생태 지위 중복역에 가장 많은 영향을 미치는 요소가 어떤 것인지 알아보고자 하였다. 유리온실 내에서 대기 중의 $CO_2$ 농도를 그대로 반영한 대조구와 이보다 $CO_2$ 농도는 약 1.6배와 온도는 $2.2^{\circ}C$ 상승시킨 온난화처리구에서 유식물에 주요 환경요인 중 광, 토양수분과 영양소를 각각 4구배로 처리하여 두 종의 생태 지위폭과 생태 지위 중복역을 계산하였다. 그 결과, 상수리나무의 생태 지위폭은 대조구와 온난화처리구간에 통계적인 차이는 없었고, 굴참나무의 생태지위폭은 대조구에 비해 온난화처리구의 영양소 처리구에서 감소하였다. 상수리나무와 굴참나무의 생태 지위 중 복역은 대조구에 비해 온난화처리구의 토양수분과 영양소 처리구에서 감소하였다. 이러한 결과는 유식물을 대상으로 실험한 결과로 성측목에 적용하는 것은 한계가 있으나, 지구온난화가 진행됨에 따라 상수리나무와 굴참나무는 토양수분과 영양소 환경에 의한 경쟁이 약해질 것으로 유추할 수 있다. Cluster 분석과 PCA 분석 결과, 두 종은 $CO_2$ 농도 및 온도 증가에 의한 반응보다 광 환경에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.