• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.10-17
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• 2008

The objective of this study was to estimate the pollutant loads from paddy fields by cultivation practices using a non-point-sources models. One of them is CREAMS-PADDY model that was developed considering the water balance and mass balance of paddy fields. The CREAMS-PADDY model was applied to provide basic data to reduce runoff loadings under various scenarios such as various water management control and various fertilizer condition. The model was verified against T-N, T-P and runoff flow data collected during cropping periods at 2000. The model results agreed well with the measured data in verification. The results showed that the model could be used for estimating the runoff loadings from irrigated paddy fields by cultivation practices was possible. Comparison of simulated the standard height and the sluice management of T-N and T-P runoff loadings from paddy fields were +32.4%, +10.3% in 10 mm below the standard height, -29.2%, -35.9% in 20 mm above the standard height, 52.6%, 59.0% in 40 mm above the standard height, respectively. Comparison of simulated the standard fertilizer and the fertilizer control of T-N and T-P runoff loadings from paddy fields were -1.3%, -21.7%in reduction of conventional fertilizer 30%, -1.0%, -12.5% in reduction of standard fertilizer 30%, respectively. Therefore, reducing nonpoint-sources nutrient loading by reducing fertilization may not work well in the range of normal paddy rice farming practices, and instead it could be achieved by reducing surface drainage outflow.

• 농업과학연구
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• 제47권4호
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• pp.1011-1020
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• 2020

Efficient management systems of facilities make it possible to manage environmental conditions properly, such as the temperature, humidity and light source required for the best growth of the crops, as well as for the mass production of fruit and vegetables with high quality every year through an advanced and protected cultivation system. Powdery mildew is a type of chronic disease that is difficult to control during the production of Korean melons under a protected cultivation system, the use of which is increasing in production areas in Korea. Two Bacillus strains isolated from soil samples showed antagonistic activities against several pathogens, specifically Botrytis cinerea, Colletotrichum gloeosporioides, and Fusarium oxysporum f.sp. melonis; they were identified as Bacillus velezensis M2 and B. amyloliquefaciens M3 in a molecular biological test of the nucleotide sequences of gyrase subunit A (gyrA). The treatment was given three times at intervals of five days with 400-fold diluted cultures of B. velezensis M2 and B. amyloliquefaciens M3. This led to the inhibition of the incidence of powdery mildew disease in Korean melon leaves, which resulted in effective control efficiency against the incidence of powdery mildew disease with control values of 87% and 65%, respectively. Cultures of antagonistic microbes tested in this study can be used to increase the efficiency as part of an environmentally friendly management scheme to prevent powdery mildew disease during the protected cultivation of crops, including Korean melons.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.18-27
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• 2024

In this study, the pump and fertilize (PAF) was applied to reduce nitrogen infiltration into groundwater at three corn cultivation sites over a three-year period, and its effectiveness was evaluated. PAF involves pumping nitrate-contaminated groundwater and using it for irrigation, thereby replacing the need for chemical fertilizers. This method not only substitutes chemical fertilization, but also reduces nitrogen infiltration into groundwater through root zone consumption. To confirm PAF's effectiveness, an equal amount of nitrogen was applied in each cultivation plot, either through chemical fertilizer or irrigation with nitrate-contaminated groundwater. Regular monitoring of infiltrating pore water and groundwater was conducted in each cultivation plot. The linear regression slope for nitrate concentration in the pore water after repeated application of PAF ranged from -3.527 to -8.3485 mg-N/L/yr, confirming that PAF can reduce nitrate concentration in the pore water. With an increasing proportion of PAF, the infiltrating nitrate mass in pore water was reduced by 42% compared to plots fertilized with chemical fertilizer. Additionally, the linear regression slope of nitrate concentration in groundwater was calculated as -2.2999 and -9.2456 mg-N/L/yr. Therefore, continuous application of PAF in rural areas is expected to significantly contribute to reducing nitrate concentration in groundwater.

• 한국버섯학회지
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• 제13권2호
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• pp.114-118
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• 2015

침버섯 자실체는 원기형성일로부터 exp${\{b_2{^*}ln(t)^2+b_1{^*}ln(t)}\}$의 생장곡선을 그리면서 성장하는 것으로 나타났으며 재배후 20일째에는 생장 임계선을 가지는 것으로 나타났다. 또한 생장 임계선이 20일째 나타나지만 재배 14일째부터는 다당류의 감소현상이 나타나는 것으로 확인되었다. 이로 인해 재배후 14~15일(자실체 생중량 150 g)째가 최적 수확시기로 사료된다. 이는 Choi et al. (2011)이 연구하여 발표하였던 침버섯의 균사 생장 패턴과 유사하며 배양시기별 기능성 단백질을 생산하는 양에 차이가 있는 것으로 사료된다. 하지만 Park et al. (2004)는 표고버섯에서 채취 시기별 영양소 차이가 존재하지 않지만 부위별 영양소 차이가 존재한다고 하였다. 침버섯은 시기별 생장하는 부위가 다르기에 시기에 따른 기능성 단백질 차이가 아닌 세부 부위별 유효성분 분포 차이로 본 연구와 같은 결과가 도출되었을 가능성도 배제할 수 없다고 사료된다. Myung-Hee et al. (2012)는 시판 되는 버섯의 부위 중 자실체에 주로 유효성분 이 분포한다고 하였다. 따라서 침버섯의 최적 수확시기는 버섯의 자실체에 해당하는 바늘의 생장이 거의 정지되는 시점이기에 성장 시기별 기능성 물질의 생산량의 차이인지 부위별 유효성분 분포 차이인지를 규명할 추가적인 연구가 필요하다.

• 농약과학회지
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• 제10권2호
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• pp.131-137
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• 2006

충북, 충남, 강원도 일대에서 채취한 토양시료로부터 Bt 균주를 분리하고 이들 균주 중 세포내 내독소 단백질 결정체를 형성한 10개의 균주를 분리하여 균체생산수율과 살충력이 뛰어난 균주를 선발하기 위해서 배양 및 생물검정 시험을 수행하였다. 그 결과, 배추좀나방에 대한 살충력은 물론이고, 파밤나방과 담배거세미나방에 대한 살충력도 상대적으로 높고, 배추좀나방 저항성 계통에 대한 살충력이 우수하면서 균체량과 활성포자수가 많은 GB-413 균주를 최종 선발하였다. 선발된 균주의 상업적 생산 적용을 위해 배양특성 및 배양 공정 최적화 실험을 수행하였다. 탄소원인 초기 포도당 농도를 낮추어 포자형성이 유도되도록 배지조성을 변경하고 배양 중에 탄소원을 첨가하는 방식으로 배양공정을 변경한 결과, 포자형성율과 활성포자수가 증가하였고 포자형성시간 및 배양시간이 단축되었으며, 살충확성의 저하는 나타나지 않았다. 이렇게 최적화된 생산배지 및 공정을 5톤 발효조 배양에 최종 적용한 결과 유사한 배양결과를 얻어 상업화생산을 위한 대량배양의 가능성을 높여주었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.190-195
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• 2018

고구마는 21세기 인류가 당면한 식량, 에너지, 환경, 보건문제 등을 해결하는 21세기 구원투수로 등장하고 있다. 고구마는 식량자원 뿐만 아니라 바이오에탄올, 기능성 사료, 항산화물질 등 고부가가치소재를 생산하는 생체반응기로 평가된다. 미국 공익과학단체(The nonprofit Center for Science in the Public Interest, CSPI)는 고구마가 저분자항산화물질, 식이섬유, 칼륨 등을 고함유하고 있는 고구마를 몸에 좋은 10대 슈퍼식품 가운데 하나로 선정하였다. 미국 농무부는 고구마를 전분작물 가운데 식량수급에 영향을 최소화하는 척박한 토양에 가장 적합한 바이오에너지작물로 평가하였다. UN 식량농업기구는 2050년에 세계인구가 97억 명이 될 것이며 지금 추세로 식량을 사용하면 2050년에는 지금의 1.7배의 식량이 필요하다고 전망했다. 어떻게 미래 식량위기를 극복할 것인가? 이러한 측면에서 척박한 토양에서도 어느 정도 수량을 보장하는 고구마가 지구가 당면한 제반 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 세계 고구마 유전자원과 생산현황을 살펴보고, 글로벌 식량자원 및 고부가가치 바이오소재 측면에서 새로운 고구마의 북방로드 개척 및 상업적 대량재배를 위한 선결과제를 기술하고자 한다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권1호
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• pp.65-76
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• 2019

작물생육촉진과 병 방제 기능을 지닌 Bacillus velezensis GH1-13 균주의 대량배양을 위한 최적배지(glucose 0.5%, soy bean flour 0.8%, NaCl 0.15%, $K_2HPO_4$ 0.25%, $Na_2CO_3$ 0.05%, $MgSO_4.7H_2$ 0.1%) 조성을 확립하였다. 최적배지(MMS)를 이용하여 500 L 대용량 발효기에서 배양한 결과 총 균체수 $7.5{\times}10^9cells/mL$, $6.8{\times}10^9\;endospore\;cells/mL$ 및 90% 내생포자 형성률 등 안정된 대량생산을 확인하였다. 최적배지에서 배양한 GH1-13 균체와 배양 상층액의 경우 Colletotrichum gloeosporioides를 포함한 4종의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균활성을 보였다. 또한 식물생육촉진 호르몬의 일종인 IAA 생산량을 비교한 결과, 최적배지에서 배양한 경우 상업용 배지(TSB, R2A)에 비해 2.5~13배 이상 높은 생산성을 보였다. 더불어, 최적배지에 0.3% tryptophan을 첨가하여 배양했을 경우 28.50 mg/L의 IAA 최대 생산량을 보였으며, 이는 tryptophan을 첨가하지 않고 배양한 경우보다 약 4배 높은 수준이었다. 이러한 결과로 볼 때 본 연구에 사용된 B. velezensis GH1-13 균주는 작물생육촉진 및 곰팡이 병 방제 측면의 복합기능 생물학적 제제로서 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제66권4호
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• pp.383-391
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• 2021

본 연구에서는 유용성분 함유 고구마 품종의 대량생산을 위한 재배법 개발을 위하여 재식간격 및 재배기간에 따른 괴근 수량 및 다양한 유용성분 함량 분석을 수행하였다. 이러한 결과는 고구마 수량 및 유용성분 대량생산을 위한 재배법 개선에 유용한 정보를 제공해줄 것으로 생각된다. 1. 두 품종 모두 재배기간이 길수록 총 괴근 수량과 300 g 이상 괴근 수량이 증가하는 경향을 나타내었다. 2. 주황미의 경우 재식간격별 수량 조사 결과, 70×20 cm 정식구에서 재배기간이 길어질수록 총 괴근 수량과 300 g이상 괴근 수량이 가장 높게 나타났으며, 신자미의 경우에는 재식간격에 따른 총 괴근 수량의 변화는 큰 차이가 없었으나 300 g이상 괴근 수량은 140일과 160일 재배구에서 70×30 cm와 70×35 cm 정식구의 수량이 70×20 cm과 70×25 cm 정식구에 비해 높게 나타났다 3. 주황미 괴근의 베타카로틴의 총 함량도 재배기간이 길수록 높은 수치를 나타냈으며 70×20 cm 재배 간격에서 베타카로틴의 함량이 다른 재배간격에서 베타카로틴의 함량에 비해 가장 높게 나타났다. 4. 신자미 괴근의 안토시아닌의 총 함량 역시 재배기간 120일 대비 140일과 160일에서 크게 증가하였다. 재식간격에 따른 총 안토시아닌 수량의 변화는 큰 차이가 없었으나 300 g이상 괴근 수량에 해당하는 안토시아닌 총 함량은 140일과 160일 재배구에서 70×30 cm와 70×35 cm 정식구의 수량이 70×20 cm과 70×25 cm 정식구에 비해 높게 나타났다. 5. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 분석한 결과 두 함량 모두 주황미 보다 신자미가 현저히 높은 함량을 나타내었으며, 160일 재배구에서 가장 높게 나타났다. 특히 300 g이상 괴근의 두 유용성분의 함량은 70×30 cm 또는 70×35 cm에서 가장 높은 수치를 나타내었다. 6. 고구마 유용성분 대량 생산을 위한 재배방법으로 두 품종 모두 재배기간은 160일이 적합하였으나 재식밀도는 주황미의 경우 특히 70×20 cm 재배 간격에서 베타카로틴의 함량이 다른 재배간격에서 베타카로틴의 함량에 비해 가장 높게 나타났으며, 신자미의 경우는 70×30 cm 또는 70×35 cm에서 300 g이상 괴근의 유용성분 총 함량이 높은 경향을 나타내었다

• 한국잠사곤충학회지
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• 제38권1호
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• pp.31-35
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• 1996

흰굳음병균(B. bassiana)을 이용하여 효과적인 진균살충제 개발을 위해, 진균의 대량배양 체계에서 가장 중요한 고체배지를 저가의 농가부산물인 밀기울을 이용하여 조제하고, 고체배지의 물성, 수분, 온도 조건, 고체배지의 형태 및 크기에 따른 B. bassiana 포자의 성장을 조사하였다. 그 결과, 고체배지는 powder 형보다 pellet 형이 포자의 성장에 효과적이었으며, 고형제가 첨가된 P-II 배지보다는 첨가되지 않은 P-I 배지가 효율적이었다. 또 수분 요구량은 배지 : 물 (W/V)의 비율이 4:2 조건 이상, 온도조건은 2$0^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$에서 높은 성장율을 보여주었다. 그리고 고체 배지의 형태에 따른 포자의 생산성은 S형 P-I 고체배지 (직경 3mm)에서 효과적이었다. 이상의 결과, S형 P-I 고체배지는 흰굳음병균 포자의 대량배양에 경제적이고, 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.379-386
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• 2021

본 연구 목적은 미세조류 대량생산을 위한 ICT와 BT기술이 융합된 계단식 연속 배양 시스템(CCCS)을 개발함에 있다. 본 시스템은 미세조류 성장에 필요한 주요 운전변수인 pH, 온도, 이산화탄소와 조도 제어를 통해 실시간 배양조건 유지를 통해 세포성장 증진과 계절과 장소에 관계없이 미세조류를 생산할 수 있어 경제성이 확보 된 시스템이다. 또한, 안정적이고 높은 생산성을 제공하는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 이 시스템을 활용하여 71일간 미세조류를 배양하고 실험 데이터를 분석하였다. 그 결과, 배양초기 O.D.는 수조1에서 0.006로 측정되었으며 이후 배양 71일, O.D.는 수조1: 0.399, 수조2: 0.961, 수조3: 0.795 그리고 수조4: 0.438로 측정되었다. 따라서 배양기간 동안 연속적인 배양이 가능함이 확인되었다. 대량 배양 방식인 ISMC (In-situ monitoring and control)기반 스마트팜을 제시하고, 본 개발기술을 통해 미세조류 이외의 수경재배 기반의 약용식물 등에 적용하여 식품, 화장품 그리고 의료 소재용 고부가가치 식물 재배에도 적용이 가능한 상업화 적합 기술이라 사료된다.