• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.77-83
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• 2016

생체중은 작물 생육의 중요한 지표이기 때문에 계획 생산을 위해서는 반드시 측정이 필요하다. 비파괴적으로 생체중을 측정하기 위하여 이미지 기반의 방법 들이 개발되어 왔으나 한계점을 가지고 있다. 또한 수경재배에서는 양액의 중량 때문에 작물 생체중을 직접 측정하기에 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 NFT 방식의 식물공장에서 생육시기에 따른 생체중을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 방법을 개발하는 것이다. 식물공장 모듈에서 로메인 상추를 재배하며 실험을 진행하였다. 정식 후 7일 간격으로 28일 까지 전체 채널의 중량, 채널 내에 남아 있던 양액의 양, 로메인 상추의 지상부와 지하부의 생체중을 측정하였다. 특히, 양액이 공급 중일 때 채널의 초기 무게(Wi)와 양액 공급을 중단한 후에 채널의 중량 변화를 매초 간격으로 측정하였다. 채널을 통해 더 이상의 배액이 발생하지 않을 때, 채널의 최종 중량(Ws)와 채널에 잔류하고 있는 양액의 양을 측정하였다. 시상수(${\tau}$)는 Wi와 Ws의 변화 추세를 고려하여 계산되었다. Wi, Ws, ${\tau}$와 실제 생체중과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 양액 공급을 멈춘 뒤 채널의 중량은 지수적으로 감소하였다. 채널 내 지하부의 중량이 증가하면서 양액이 채널을 빠져나가는 속도는 감소하였다. 실제 작물의 생체중과 채널의 중량을 통하여 예측된 생체중 사이에는 큰 차이가 있었고, 이는 채널 내에 잔류된 양액 때문이다. 이러한 차이는 생육시기에 따라 예측하기에는 어려웠으나 시상수를 이용한 모델식은 높은 예측성을 보였다. Wi, Ws, ${\tau}$를 사용한 모델을 이용하면 작물의 실제 생체중을 추정할 수 있으리라 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.367-376
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• 2021

우리나라 딸기 재배는 시설 재배로 이루어지고 있으며, 대부분 농가의 급액 관리는 재배자의 경험을 토대로 타이머 제어 방식으로 이루어지고 있다. 타이머 급액 방법은 재배 환경, 작물의 생육 단계, 배지 수분 함량 등을 고려하기 어려워 작물을 최적 수준으로 관리하지 못하고, 급액 관리의 정확성이 결여되는 문제점이 있다. 적산 일사량과 배지 수분함량을 이용한 급액 방법은 작물의 생육 상태에 따라 정밀하게 양액을 공급하는 친환경적인 방법이다. 본 연구는 코이어배지를 이용한 딸기 수경재배에서 적산일사량과 배지 수분함량을 이용한 복합 급액 제어와 타이머 제어 급액 방법을 비교하고 복합 급액 제어 시 최적의 적산 일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 적산일사량 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 100, 150, 250J·cm^-2에 도달하면 자동으로 급액하며 배지 수분함량이 60% 미만이면 강제 급액하고, 1회 급액량은 50mL로 공급하였다. 타이머 제어는 대조구로 설정하였다. 급액을 개시하는 적산 일사량 기준이 작을수록 일일급액량이 많았으며 100J·cm^-2 기준 급액 시 급액량은 250J·cm^-2 처리구 대비 46% 많았다. 지상부 생체중과 건물중 모두 복합 급액 제어 방법이 타이머 제어보다 높았으며, 100, 150J·cm^-2 처리구에서 지상부 생체중이 높았고 100J·cm^-2 처리구에서 건물중이 유의하게 높은 값을 나타냈다. 수량 또한 타이머 제어 방법보다 복합 제어 방법에서 유의하게 높았으며 적산 일사량 기준이 작을수록 초기 수량이 증가하였다. 평균 과중은 타이머 제어 급액 시 가장 낮았다. 본 연구 결과 딸기의 정밀 급액 관리를 위하여 적산 일사량과 배지 수분 함량 센서를 이용한 복합 제어 활용 가능성을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.67-76
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• 2022

본 연구는 식물공장형 아쿠아포닉 시스템(AP)에서 갯기름을 재배하여 수경재배 시스템(HP)에서 재배된 갯기름과 광합성 및 생육 특성을 비교하였다. AP 재배구는 367.5L의 사육조에 비단잉어 30마리로 10.6kg·m^-3 밀도로 사육하였으며 HP 재배구는 배양액을 EC 1.3dS·m^-1, pH 6.5로 조성하여 같은 재식 간격으로 갯기름을 정식하였다. 전 재배기간 동안 pH는 AP의 경우 7.1-4.0, HP는 7.4-4.0 수준을 보였다. AP 처리구의 pH는 NO₃-N의 증가에 따라 감소하기 시작하여 pH 5.5 이하는 15-67 DAT 기간동안 지속되었다. pH가 낮은 조건에서도 암모니아태 질소(NH₄-N)는 지속적 증가를 보였다. EC는 두 재배구에서 1.3-1.5dS·m^-1로 유지되었다. 수조액의 다량원소 농도는 K와 Mg을 제외하고 수경재배 양액 농도보다 높았다. 광합성 특성은 AP와 HP 처리간 유의차가 없었고 형광매개변수는 Fv/Fm, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, DIo/RC는 처리간 차이가 없었으나 광계 II 광화학지수인 PI_ABS가 AP 재배구에서 HP에 비해 34DAT에는 30.4%, 74DAT에는 12.0% 낮았다. 정식 후 20일 간격으로 생육 특성을 측정한 결과 두 처리간 초장, 엽장, 엽폭, 엽수 SPAD는 유의적으로 차이가 없었으나 엽병 길이가 AP 재배구에서 HP에 비해 56% 길었고 지상부 및 지하부 상대생장율, 건물중이 유의차가 없었다. 다만, 엽면적율만 AP 재배구에서 HP에 비해 36.43% 높았다. 연구결과를 종합하여 볼 때, 적정 물고기 재배밀도와 pH 수준에서 갯기름 생육과 수량은 아쿠아포닉스와 수경재배 방식 간에 차이가 없는 것으로 보이고, 아쿠아포닉스는 농업 부산물의 자원순환으로 안전한 먹거리를 생산할 수 있는 지속가능한 농업기술로 판단된다.