• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1419-1426
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• 2012

KNU 식물공장 모델의 냉난방 에너지 부하를 DesignBuilder를 이용하여 해석하였다. 실내설정온도, LED 보광주기, LED 보광량, 유리외피의 구조에 따른 에너지 소모량을 분석하였다. LED 보광이 없는 식물공장의 실내설정온도를 상추의 적정 생육온도인 $20^{\circ}C$를 중심으로 $15^{\circ}C$, $25^{\circ}C$로 변화시키면서 일정온도로 유지하는데 필요한 연간 냉난방부하를 분석하였다. $15^{\circ}C$일 때 냉방부하, $25^{\circ}C$일 때 난방부하가 가장 크게 나타났다. 상추 재배에 필요한 LED 보광 적용 시 난방부하는 감소하지만 냉방부하가 약 6배 증가한다. 또한 LED 보광 시 주간보다는 야간보광이 냉난방부하 감소에 유리한 결과를 주었다. 식물공장 외피가 냉난방부하에 미치는 영향을 비교하기 위하여 다섯 가지 종류의 외피를 적용하여 계산하였다. 이중창호의 열관류율이 작을수록 식물공장의 난방부하는 감소하고 냉방부하는 증가하였다. 재배할 작물의 적정생장온도 설정, LED 및 재배설비의 내부발열량에 따른 적절한 외피선택, 다양한 패시브 및 액티브 에너지 절감기술의 적용으로 냉방부하를 감소시키는 것이 식물공장 운영에 중요한 요소로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제36권4호
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• pp.319-323
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• 1991

벼의 도복에 관련하는 형질들의 포장도복과의 관련정도를 밝혀 벼의 이도복성육종의 기초자료를 제공코져 1900년대에서 1980년대에 재배 또는 육성된 10품종을 재배하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 포장도복정도와 관련정도가 높은 형질들은 간장, 단위간하중(W/l), 단위 직경휨모멘트(W1/d), 도복지수(L), 하중비(W1/P), 임계도 복하중지수 (Ws$^2$/l$^4$)등 이었다. 2. 간장은 포장도복과 높은 상관(r=0.7607)을 보이나 간장만으로 품종의 도복정도를 판정하기는 미흡하였다 3. 측정의 난역도와 소모되는 시간을 고찰해 볼 때 도복저항성을 판정하는데 유용할 형질들은 간장, W/l, W1/d, Ws$^2$/l$^4$이었다. 4. 간경, 줄기단면적, 간벽의 두께, 줄기단면의 2차 관성 모멘트는 포장도복과 아무런 상관관계를 보이지 않았다. 5. 좌절강도(S)는 포장도복과 유의한 부의 상관 (r=-0.3986)을 보였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제28권2호
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• pp.139-154
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• 2008

본 연구는 수입사료가 우리나라 농업환경의 오염부하에 미치는 영향을 파악하고자 2005년을 기준년도로 하여 수입사료 품목별 수입량 및 비료성분량, 수입사료로 인한 가축 사양단계에서 비료성분 발생량을 추산하고, 농경지 작물별 재배면적과 양분요구도 분석을 통해 수입사료로 인한 농경지의 오염부하도를 분석하였다. 수입사료를 통해 국내로 도입되는 비료성분량은 질소 371천톤, 인산 140천톤, 가리 143천톤, 주요 수입품목인 곡류 및 식물성 유박류에서 유래하는 비료성분 국내도입량은 성분별로 질소 93%, 인산 89%,가리 84%를 차지하였으며, 양돈급여를 기준으로 한, 수입사료 유래 가축분뇨 중 비료성분 함량은 질소 148천톤, 인산 84천톤, 가리 86천톤으로 수입사료를 통한 국내 양분 도입량의 52%, 인산 52%, 가리 42%의 비중을 차지하였다. 가축으로부터 배설되는 비료성분 중 퇴 액비화를 통한 자원화량은 질소 81천톤, 인산 74천톤, 가리 76천톤 이었으며, 퇴 액비로 투여된 비료성분의 무기 화율을 고려한 성분별 작물유효량은 질소 44천톤, 인산 48천톤, 가리 69천톤이었다. 또한 작물에 흡수 이용되지 못하고 토양에 축적되거나 지하수 등으로 용탈되는 비료성분은 질소 37천톤, 인산 27천톤, 가리 7천톤으로 추산되었다. 총수입가축사료로 도입되는 비료성분량 질소 371천톤, 인산 140천톤, 가리 143천톤과 비교할 때, 총비료성분 도입량 대비 농경지에서 작물에 흡수되는 비료성분량은 질소 12%, 인산 34%, 가리 48% 이었으며, 농경지에 축적 유출되는 비료성분량은 질소 10%, 인산 34%, 가리 5%로 가축분뇨 처리과정에서 대기 및 수계로의 유출량 등을 고려할 때 우리나라 환경 전반에 대한 오염부하 영향을 줄 우려가 있는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제7권3호
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• pp.181-190
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• 1998

현재 제주도 서귀포시 제주감귤연구소에서 개발중인 내풍형 2중 아치 비닐하우스에 풍하중을 재하하여 탄성수치해석을 시도한 결과, 풍동실험에 의하면 파풍망의 효과는 풍속이 5∼25m/s 일 때 파풍망을 통과한 유출속도가 86∼98%까지 감소하여 매우 효과적임을 알 수 있었다. 본 연구에서는 일반적으로 사용하고 있는 파이프를 지반에 고정시키는 경계조건을 주지 않고 설치한 피라미드형 콘크리트 지지대의 사하중을 지점에 재하하여 경계조건을 준 결과, 하우스가 풍하중의 양력에 의하여 위로 들리는 거동을 나타내고 있었다. 이러한 거동은 현장에서 목격되는 파괴형상이 기초 전체가 인발되고 파이프가 콘크리트 기초로부터 인발됨으로써 야기되는 파괴요인이 된다. 본 연구에서 재하한 45m/s의 풍하중은 재현기간이 100년에 대한 값으로 반영구적인 구조물에 기준으로 비닐하우스의 내구수명이 상대적으로 짧으므로 이 풍하중을 감소시켜서 설계할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 지붕아치가 연결되는 Y-형 접속장치를 내부힌지로 모델링한 것을 제외하고는 모든 연결을 고정연결로 보아 해석하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-7
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• 2017

본 연구는 안전하고 위생적인 오디 생산을 위한 기초자료를 확보하고자 수행하였다. 오디 재배 농가 6개소를 방문하여 숙도별 오디 시료를 재배형태에 따라 수집하여 미생물 부하량을 분석하였다. 오디의 총 호기성 일반세균수를 요인분석한 결과 재배형태와 숙도의 상호작용은 없었고, 재배형태와 숙도가 각각 총 호기성세균 수에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 재배형태에 따라서는 하우스 재배 오디에서 평균 5.32 log CFU/g, 노지 재배 오디에서 평균 6.88 log CFU/g이 검출되어 하우스 재배에 비해 노지 재배에서 총 호기성세균의 수가 유의적으로 높은 것을 알 수 있었다. 숙도에 따라서는 초록색 오디에서 5.39 log CFU/g, 빨간색 오디에서 평균 4.32 log CFU/g, 검은색 오디에서 평균 7.32 log CFU/g로 검출되어 초록색 오디와 빨간색 오디에 비해 검은색 오디에서 총 호기성세균의 수가 유의적으로 높게 나타났다. 노지재배에서 외부환경에 오염원이 있을 경우 오디의 미생물 부하량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 가축출입이 없는 구역과 가축출입이 있는 구역의 토양과 오디 시료의 위생지표세균 수를 조사하였다. 가축출입이 없는 구역에서는 대장균군 및 대장균이 검출되지 않았으나 가축출입이 있는 구역의 경우 대장균이 토양에서 4.26~4.94 log CFU/g, 오디에서 5.03~6.07 log CFU/g 수준으로 검출되었다. 뽕나무 밑에 닭을 키우거나 염소가 출입할 경우 가축분변에 의해 토양이 오염될 수 있고, 오염된 토양과의 접촉을 통해 오디에도 미생물이 오염될 가능성이 있다고 보인다. 따라서 생과용 오디 생산을 목적으로 뽕나무를 재배할 경우에는 농장 내에 가축 출입을 제한하고 토양이 오염되지 않도록 관리할 필요가 있다. 숙도가 증가할수록 오디의 미생물 오염도가 높아지는지를 분석하기 위해 숙도별 오디 (초록색, 빨간색, 검은색 오디)에 각각 대장균을 접종하여 시간의 흐름에 따른 대장균의 밀도변화를 조사하였다. 초록색 오디는 두 온도에서 모두 대장균이 증식하지 않았지만, 빨간색 오디와 검은색 오디 시료에서는 $20^{\circ}C$ 약 2 log CFU/g, $37^{\circ}C$ 약 4 log CFU/g 증가하였고, 빨간색 오디보다 검은색 오디에서 더 빠른 시간 내에 증가하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 오디 열매가 익어갈수록 당도가 높아져 대장균이 증식하기 쉬우므로 오디가 유해 미생물에 오염되지 않도록 사전에 예방하는 것이 중요하다.

• 한국농공학회지
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• 제22권4호
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• pp.108-114
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• 1980

A deterministic conceptual erosion model which simulates detachment, entrainment, transport and deposition of eroded soil particles by rainfall impact and flowing water is presented. Both upland and channel phases of sediment yield are incorporated into the erosion model. The algorithms for the soil erosion and sedimentation processes including land and crop management effects are taken from the literature and then solved using a digital computer. The erosion model is used in conjunction with the modified Kentucky Watershed Model which simulates the hydrologic characteristics from watershed data. The two models are linked together by using the appropriate computer code. Calibrations for both the watershed and erosion model parameters are made by comparing the simulated results with actual field measurements in the Four Mile Creek watershed near Traer, Iowa using 1976 and 1977 water year data. Two water years, 1970 and 1978 are used as test years for model verification. There is good agreement between the mean daily simulated and recorded streamflow and between the simulated and recorded suspended sediment load except few partial differences. The following conclusions were drawn from the results after testing the watershed and erosion model. 1. The watershed and erosion model is a deterministic lumped parameter model, and is capable of simulating the daily mean streamflow and suspended sediment load within a 20 percent error, when the correct watershed and erosion parameters are supplied. 2. It is found that soil erosion is sensitive to errors in simulation of occurrence and intensity of precipitation and of overland flow. Therefore, representative precipitation data and a watershed model which provides an accurate simulation of soil moisture and resulting overland flow are essential for the accurate simulation of soil erosion and subsequent sediment transport prediction. 3. Erroneous prediction of snowmelt in terms of time and magnitute in conjunction with The frozen ground could be the reason for the poor simulation of streamflow as well as sediment yield in the snowmelt period. More elaborate and accurate snowmelt submodels will greatly improve accuracy. 4. Poor simulation results can be attributed to deficiencies in erosion model and to errors in the observed data such as the recorded daily streamflow and the sediment concentration. 5. Crop management and tillage operations are two major factors that have a great effect on soil erosion simulation. The erosion model attempts to evaluate the impact of crop management and tillage effects on sediment production. These effects on sediment yield appear to be somewhat equivalent to the effect of overland flow. 6. Application and testing of the watershed and erosion model on watersheds in a variety of regions with different soils and meteorological characteristics may be recommended to verify its general applicability and to detact the deficiencies of the model. Futhermore, by further modification and expansion with additional data, the watershed and erosion model developed through this study can be used as a planning tool for watershed management and for solving agricultural non-point pollution problems.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권4호
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• pp.23-32
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• 2019

Increasing crop production with the same amount of resources is essential for enhancing the economy in agriculture. The first prerequisite is to understand relationships between the resources. The concept of WEF (Water-Energy-Food) nexus analysis was first introduced in 2011, which helps to interpret inter-linkages among the resources and stakeholders. The objective of this study was to analyze energy-water nexus in greenhouse cultivation by estimating reference evapotranspiration and heating load. For the estimation, this study used the physical model to simulate the inside temperature of the agricultural greenhouse using heating, solar radiation, ventilated and transferred heat losses as input variables. For estimating reference evapotranspiration and heating load, Penman-Monteith equation and seasonal heating load equation with HDH (Heating Degree-Hour) was applied. For calibration and validation of simulated inside temperature, used were hourly data observed from 2011 to 2012 in multi-span greenhouse. Results of the simulation were evaluated using $R^2$, MAE and RMSE, which showed 0.75, 2.22, 3.08 for calibration and 0.71, 2.39, 3.35 for validation respectively. When minimum setting temperature was $12^{\circ}C$ from 2013 to 2017, mean values of evapotranspiration and heating load were 687 mm/year and 2,147 GJ/year. For $18^{\circ}C$, Mean values of evapotranspiration and heating load were 707 mm/year and 5,616 GJ/year. From the estimation, the relationship between water and heat energy was estimated as 1.0~2.6 GJ/ton. Though additional calibrations with different types of greenhouses are necessary, the results of this study imply that they are applicable when evaluating resource relationship in the greenhouse cultivation complex.

• 농업과학연구
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• 제51권1호
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• pp.63-77
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• 2024

Yield monitoring systems have become integral to precision agriculture, providing insights into the spatial variability of crop yield and playing an important role in modern harvesting technology. This paper aims to review current research trends in yield monitoring systems, specifically designed for non-grain crops, including cabbages, radishes, potatoes, and tomatoes. A systematic literature survey was conducted to evaluate the performance of various monitoring methods for non-grain crop yields. This study also assesses both mass- and volume-based yield monitoring systems to provide precise evaluations of agricultural productivity. Integrating load cell technology enables precise mass flow rate measurements and cumulative weighing, offering an accurate representation of crop yields, and the incorporation of image-based analysis enhances the overall system accuracy by facilitating volumetric flow rate calculations and refined volume estimations. Mass flow methods, including weighing, force impact, and radiometric approaches, have demonstrated impressive results, with some measurement error levels below 5%. Volume flow methods, including paddle wheel and optical methodologies, yielded error levels below 3%. Signal processing and correction measures also play a crucial role in achieving accurate yield estimations. Moreover, the selection of sensing approach, sensor layout, and mounting significantly influence the performance of monitoring systems for specific crops.

• 농업과학연구
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• 제44권4호
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• pp.595-603
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• 2017

Crop growth and production cost are greatly influenced by management of environmental factors such as ambient temperature, humidity, and $CO_2$, especially in protected horticulture. Opening and closing of greenhouses is the most important operation for control of these ambient environmental factors, and precise and stable operation requires high performance window motors. In this study, a 400 W precise window motor was constructed, and its performance was evaluated for plastic and glass greenhouses. First, the motor was designed and fabricated by benchmarking of an advanced foreign product. Then, the performance was evaluated through vibration, PCB (Process Control Block), and load tests. Vibration tests resulted in averaged vibration displacement and velocity of the developed motor of 0.002 mm and 0.2267m/s, which were statistically significantly different from those of the target motor. Average vibration acceleration ($0.26m/s^2$) of the developed motor was also significantly different from that ($0.51m/s^2$) of the target motor. PCB tests showed 2 - 4 mm deviation from the target values, and confirmed the operating status and precision of the control. Load tests with a 300 kg load also showed acceptable operating status and durability. Current values were $1.31{\pm}0.06A$ and RPMs were in the range of 2.9 - 3.0. Considering the above results, the developed window motor would be competitive to the target foreign product.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권3호
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• pp.109-121
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• 2020

Converting the agricultural land-use of rice field to upland has been increasingly conducted as farmers encourages themselves to grow higher value-added crops on rice fields under the policy support. Comparing to rice field, Upland shows different characteristic of discharge due to the slope, scale, and shape of field and characteristics of rainfall event. In this study, we designed the experiment fields reflecting flat-upland characteristics with different land scale, and tried to collect the discharge and load data. Soybeans and corn were selected as target crops considering the possibility of large-scale cultivation and crop demand. The cultivation was conducted during the growth period in 2019 with 3 different field scales. Hence, we have collected the discharge data from 17 rainfall events and the load data for 8 rainfall events. As a result, the magnitude of rainfall events and the discharge duration were found to have a strong positive correlation and field discharge occurred during the period by 55% to 83% of rainfall duration. Besides we found other relationships and characteristics of rainfall event, discharge, and pollutant load and also pointed out that continuous monitoring and more data are required to derive statistically significant results. Compared with slope-field monitoring data obtained from the precedent research, the runoff ratio of the flat-fields was significantly lower than slope-fields. Overall the discharge in the slop and flat-fields shows appreciably different characteristics so that the related researches need to be further conducted to reasonably assess environmental impact of agricultural activities at flat-field.