• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권1호
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• pp.30-36
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• 2007

Geothermal heat pump systems use the earth as a heat source in heating mode and a heat sink in cooling mode. These systems can be used for heating or cooling systems in farm facilities such as greenhouses for protected horticulture, cattle sheds, mushroom house, etc. A horizontal type means that a geothermal heat exchanger is laid in the trench buried in 1.2 to 1.8 m depth. Because a horizontal type has advantages of low installation, operation and maintenance costs compared to a vertical type, it is easy to be adopted to agriculture. In this study, to heat and cool farm facilities and obtain basic data for practical application of horizontal geothermal heat pump systems in agriculture, a horizontal geothermal heat pump system of 10 RT scale was installed in greenhouse. Heating performance of this system was estimated. The horizontal geothermal heat pump used in this study had heating COP of 4.57 at soil temperature of 14$^{\circ}C$ for depth of 1.75m and heating COP of 3.75 at soil temperature of 7$^{\circ}C$ for the same depth. The stratification of water temperature in heat tank appeared during the whole heat rejection period.

• 원예과학기술지
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• 제32권5호
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• pp.623-627
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• 2014

Curcuma alismatifolia 'Chiangmai Pink'의 화아발달 과정을 SEM을 통해 관찰하였다. 쿠르쿠마 근경에서 자란 맹아의 발육정도에 따른 화아분화 과정과 단계별 화아분화의 형태적 특성은 정식 후 식물체의 싹이 15-20cm 가량 자랐을때 생장점의 중앙부가 돔형으로 비대되는 경정분열조직에서 포엽이 분화되기 시작하였다. 포엽이 5-7매 가량 분화되면 포엽과 포엽 사이에서 화아가 형성되기 시작하였고, 보통 포엽당 화아는 4-6개가 관찰되었다. 화아가 분화되는 순서는 맨 하위 포엽 내 존재하는 것부터 상부로 올라가면서 하나씩 분화되었고 상부의 것이 분화되면 다시 하부의 4-6개의 화아 중 또 다른 화아가 상부쪽으로 향하면서 하나씩 순차적으로 되었다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제15권1호
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• pp.27-33
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• 2012

This study was performed in the Tropical Plant Resources Research Center of Korea National Arboretum to assess the effects of natural enemy attack on aphid population feeding on tropical plants. We measured the density of leaf-feeding aphids, Myzus persicae and Aphis gossypii, cohabiting with 5 types of tropical plants at intervals of approximately 2 weeks after introducing their natural enemy, Aphidius colemani. The density of aphids cohabiting with 4 types of tropical plants-Sanchezia parvibracteata, Hibiscus rosa-chinensis, Ficus kurzii, and Aloysia triphylla-started decreasing after 2 weeks of observation and was completely in control after 4 weeks of observation; however, the density of aphids cohabiting with the tropical plant, Hamelia patens, increased during 22 weeks of observation but decreased after the $23^{rd}$ week of observation. We suggest that a banker plant is necessary for the maintenance of A. colemani in tropical greenhouses, and monitoring studies on H. patens, which was weakest against the aphids, should be performed. Our results indicate that biological pest management strategies using their natural enemies were formulated for the construction of new tropical greenhouses.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2001년도 봄 학술발표논문집
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• pp.39-40
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• 2001

This experiment was conducted to investigate the effect of root zone heating on the growth of cut minirose Rosa hybrida L. ′Little Marble′ in winter season. Effects of four different root zone temperatures of 16, 20, 24$^{\circ}C$ and non-heating control on the growth and productivity were compared. Harvested cut-flowers were measured for stem length, stem diameter, fresh and dry weights, numbers of leaves, stems and flowers, days to flower, and chlorophyll concentration. The results showed that mean height was the greatest at 16$^{\circ}C$. Days to flower was the shortest at 24$^{\circ}C$. Fresh and dry weights of top (shoot＋leaf＋flower), shoot and leaf were the greatest at 2$0^{\circ}C$. Stem and flower numbers were the greatest at 16$^{\circ}C$, but leaf number was the greatest at 2$0^{\circ}C$. Mean cut flower yield was the greatest at 16$^{\circ}C$. Chlorophyll concentration was slightly higher at 16$^{\circ}C$, but was not significantly different among the treatments. Stem diameter was the greatest at 2$0^{\circ}C$. Dry matter was the greatest at 24$^{\circ}C$. Total yield of cut rose stems increased with increasing temperature. Combined heating could save 24% in fuel cost as compared to the air heating alone. The results obtained suggested that optimal root zone temperature for the growth of cut rose "Little Marble" was 2$0^{\circ}C$, and the greenhouse heating energy can be saved by minimal air heating combined with root zone heating to 2$0^{\circ}C$.

• Horticulture, Environment, and Biotechnology : HEB
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• 제59권6호
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• pp.827-833
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• 2018

Plasma lighting systems have been engineered to simulate sunlight. The objective of this study was to determine the effects of plasma lighting on tomato plant growth, photosynthetic characteristics, flowering rate, and physiological disorders. Tomato plants were grown in growth chambers at air temperatures of $25/23^{\circ}C$ (light/dark period), in a $16h\;day^{-1}$ light period provided by four different light sources: 1 kW and 700 W sulfur plasma lights (1 SPL and 0.7 SPL), 1 kW indium bromide plasma light, and 700 W high pressure sodium lamp (0.7 HPS) as a control. The totaldry weight and leaf area at 0.7 SPL were approximately 1.2 and 1.3 times greater, respectively, than that of 0.7 HPS at the 62 days after sowing (DAS). The maximum light assimilation rate was observed at 1 SPL at the 73 DAS. In addition, the light compensation and saturation points of the plants treated with plasma lighting were 98.5% higher compared with HPS. Those differences appeared to be related to more efficient light interception, provided by the SPL spectrum. The percentage of flowering at 0.7 SPL was 30.5%, which was higher than that at 0.7 HPS; however, there were some instances of severe blossom end rot. Results indicate that plasma lighting promotes tomato growth, flowering, and photosynthesis. Therefore, a plasma lighting system may be a valuable supplemental light source in a greenhouse or plant factory.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.182-188
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• 2020

최근에 딸기, 파프리카 등 시설과채류 재배에서 수확량 증대를 위하여 탄산가스를 시비하는 추세로 변화하고 있다. 본 연구에서는 석유화학, 주정공장 등에서 부산물로 발생되는 이산화탄소를 포집하여 정제한 후 작물재배온실에 이용하는 것이 목표이다. 이 목표를 달성하기 위한 방법으로는 드라이아이스 저장 및 탄산가스 공급이 주요하게 적용되고 있다. 드라이아이스 특성은 삼중점 이하의 온도와 압력에서 CO₂는 고체나 기체가 되며 고체는 -78.5℃와 대기압에서는 액체 상태를 거치지 않고 바로 기체로 승화되며 강력한 냉각효과를 볼 수 있다. 온도에 따른 드라이아이스의 소비량은 온도가 5℃, 10℃, 15℃, 20℃일 때 각각 0.983kg/일, 2.358kg/일, 5.102kg/일, 7.035kg/일 소비가 되었고 CO2의 농도는 1,102ppm, 1,481ppm, 1,677ppm, 1,855ppm으로 나타났다. 시험온실에서의 드라이아이스 소모량은 시간당 약 0.9kg이 감소하는 것으로 나타났고 드라이아이스를 공급하기 전 9시에 온실내부의 CO₂농도는 517ppm이었으며, 공급 후 10시 1,519ppm, 11시 1,651ppm, 12시 1,690ppm으로 증가한 후 일정한 수준을 유지하였다. 향후, 본 연구결과를 기반으로 작물에 필요한 탄산가스 공급 영역을 확장하여 공급조건을 도출하여 농가소득을 높이는데 기여하고자 하였다.

• 원예과학기술지
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• 제30권3호
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• pp.270-277
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• 2012

Greenhouse industry has been growing in many countries due to both the advantage of stable year-round crop production and increased demand for fresh vegetables. In greenhouse cultivation, $CO_2$ concentration plays an essential role in the photosynthesis process of crops. Continuous and accurate monitoring of $CO_2$ level in the greenhouse would improve profitability and reduce environmental impact, through optimum control of greenhouse $CO_2$ enrichment and efficient crop production, as compared with the conventional management practices without monitoring and control of $CO_2$ level. In this study, a mathematical model was developed to estimate the $CO_2$ emission from soil as affected by environmental factors in greenhouses. Among various model types evaluated, a linear regression model provided the best coefficient of determination. Selected predictor variables were solar radiation and relative humidity and exponential transformation of both. As a response variable in the model, the difference between $CO_2$ concentrations at the soil surface and 5-cm depth showed are latively strong relationship with the predictor variables. Segmented regression analysis showed that better models were obtained when the entire daily dataset was divided into segments of shorter time ranges, and best models were obtained for segmented data where more variability in solar radiation and humidity were present (i.e., after sun-rise, before sun-set) than other segments. To consider time delay in the response of $CO_2$ concentration, concept of time lag was implemented in the regression analysis. As a result, there was an improvement in the performance of the models as the coefficients of determination were 0.93 and 0.87 with segmented time frames for sun-rise and sun-set periods, respectively. Validation tests of the models to predict $CO_2$ emission from soil showed that the developed empirical model would be applicable to real-time monitoring and diagnosis of significant factors for $CO_2$ enrichment in a soil-based greenhouse.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.249-254
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• 2016

고온기 시설딸기 재배시 저비용 고효율의 냉방기술을 개발하기 위하여 차광도포제 이용효과를 구명하고자 수행하였다. 차광에 따른 일사량($W/m^2$)을 조사한 결과 무차광에 비해서는 차광 15% 도포구는 14~17%, 차광 35% 도포구는 33~37%, 흑색차광망은 39~44% 감소하였다. 그리고 투광비율은 맑은 날에 비해서 비오는 날 차광 15%, 35%도포구에서 조금 높아지는 경향이었다. 차광처리에 의한 시설내부 온도는 차광 15% 도포구는 $38.4^{\circ}C$, 차광 35% 도포구 $36.5^{\circ}C$이었는데 흑색차광막은 $35.1^{\circ}C$이었다. 흑색차광망에 비해서 차광 15% 35% 도포구는 각각 $3.3^{\circ}C$, $1.9^{\circ}C$더 높았다. 차광처리에 딸기의 관부직경은 흑색차광막이 7.5mm, 차광 35% 도포구 8.6mm, 차광 15% 도포구 8.3mm로 조사되었다. 딸기의 지상부 생체중은 차광 35% 도포구 7.8g, 차광 15% 도포구 6.7g, 흑색차광막이 5.8g이었다. 그리고 지하부 생체중은 차광 35% 도포구 4.3g, 차광 15% 도포구 4.1g, 흑색 차광막이 2.7g으로 차광 35% 도포구에서 가장 무거웠다.

• 원예과학기술지
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• 제31권1호
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• pp.56-64
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• 2013

지구 온난화에 따른 최근의 이상기후는 일조량의 부족을 야기하여 농업 피해의 일차적인 요인이 되고 있다. 플라스틱 하우스 재배에서 LED광은 일조량 부족을 보충하기 위해 종종 활용되고 있다. 본 연구는 LED 인공광원을 이용한 폐쇄형 생장실에서 생육 중인 성숙한 딸기 '대왕' 품종 과실의 생장 특성 및 기능성 식물화합물 형성을 조사하는데 목적이 있다. 인공광원으로는 청색 LED광(448nm), 적색 LED광(634nm 및 661nm), 그리고 청색과 적색이 3대 7로 조합된 혼합 LED광을 사용하였으며, 태양광이 없는 폐쇄형 생장상에서 주간 16시간 및 야간 8시간의 광주기와 함께 $200{\pm}1{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도로 LED광을 처리하였다. 청색과 적색 파장이 혼합된 LED광에서 자란 딸기 과실의 생산량이 다른 LED광 처리보다 높았다. 유리당 중의 하나인 과당은 혼합 LED광에서 증가되었다. 안토시아닌 함량 역시 다른 LED광 처리에 비하여 혼합 LED광에서 현저하게 증가되었다. 총 페놀화합물과 플라보노이드 함량은 LED광 처리별 유의적 차이가 없었다. 반면, 청색 LED광에서 자란 딸기 과실은 다른 LED광처리에 비하여 빨리 익었다. 적색이나 청색의 LED광에서 생육한 과실의 항산화 활성이 혼합 LED광보다 유의적으로 높게 나타났다. 따라서 온실에서의 딸기 생육 시 부족한 태양광의 보충광원으로서 청색과 적색의 혼합 LED광을 사용하면 과실의 생산량과 유리당 함량의 증진에 유용하리라고 판단되며, 식물공장에서 딸기 재배 시 성숙시기의 조절이나 당 함량 및 항산화제 증진과 같은 목적을 실현하기 위해서 LED 파장의 선택적 이용이 필요할 것으로 생각된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.504-512
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• 2022

본 연구에서는 연동온실의 골조로 인한 내부 광 분포를 검토하기 위하여 위치별(중앙부 및 측면부) 일사량을 실측하고, 오전(08:30-12:30)과 오후(12:35-16:30)로 시간대를 구분하여 일사량, 광 투과율 및 일 적산일사량을 분석하였다. 또한 토마토의 생육 및 수확량을 위치별로 비교하였다. 오전일 때 중앙부와 측면부의 일사량은 각각 275.2W·m^-2, 314.9W·m^-2이고, 오후일 때는 각각 278.1W·m^-2, 313.9W·m^-2로 측면부보다 중앙부가 오전은 12.6%, 오후는 11.4% 낮았고, 광 투과율과 일 적산일사량도 중앙부가 낮게 나타났다. 생육 특성에 있어서는 첫번째 조사의 엽장과 엽폭을 제외하고는 조사 종료일까지 유의미한 차이가 없었다. 토마토의 최종 주당 평균 수확량은 재배 위치에 따라 중앙부 4,828g, 측면부 4,851g으로 유의미한 차이는 없었고, 중앙부가 0.5% 적게 나타났다. 토마토의 광보상점은 60W·m^-2이고 광포화점은 281W·m^-2로 중앙부의 시간대별 일사량은 광보상점보다는 높고, 광포화점보다는 낮으나 그 차이가 크지 않아 온실 내 위치에 따른 생육 및 수확량의 차이가 미미한 것으로 판단하였다. 향후 이 검토 결과를 포함하여 온실을 설계할 때 광 환경을 고려한 설계를 위해 온실의 설치 방향, 위치 및 지붕 경사도 등에 따른 온실 내 광 분포 분석이 필요하다.