• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1995년도 특강 및 학술논문발표요지
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• pp.87-88
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• 1995

양액재배에서는 토양재배와는 달리 $CO_2$ 농도의 급격한 감소가 나타나게 된다. 또한 엽채류는 질소 공급원에 대한 생육 반응이 민감하며, 그 양상도 다양하게 나타므로 배양액의 NO$_3$ : NH$_4$ 비는 작물의 생육, 수량, 품질 등에 큰 영향을 미치게 된다. 본 실험은 결구상추의 수경재배에서 $CO_2$시용에 따른 질소동화 촉진작용을 검토하고, 배양액 내 질소원의 형태별 비율이 작물생육에 미치는 영향을 구명하여, 결구 상추의 생산성을 극대화하고자 실시하였다. (중략)

• 생물환경조절학회지
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• 제4권2호
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• pp.175-180
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• 1995

본 연구는 SCDS(specific color difference sensor)를 이용하여 토마토의 비파괴적인 질소 영양 진단 방법을 확립하기 위하여 질소 농도를 0, 10, 50, 100, 150, 200, 300, 600ppm으로 조절하여 NFT방식으로 실험을 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 배양액 내의 질소 농도가 0ppm에서 150ppm으로 높아짐에 따라 토마토 잎의 기공 저항은 급격히 줄어든 반면 기공 확산 속도는 증가하였다. 한편, 질소 농도가 높아짐에 따라 광합성 속도도 증가하였지만 100ppm에서 부터 600ppm까지는 큰 차이를 보이지 않았다. 토마토 잎의 SCDS값이 높아짐에 따라 광합성 속도는 직선적으로 증가하였으며 평균 과중과 상품 수량은 2차 곡선모양으로 증가하는 경향을 보였다. 엽내 질소 함량이 3% 정도될 때까지 광합성 속도는 크게 증가하였지만 3.3-3.5% 수준부터 광합성은 포화상태를 나타냈다. 토마토 잎의 SCDS값과 엽내 질소 함량 간에는 고도로 유의한 정의 상관을 보였다. 토마토의 생리적 활성, 생육 및 상품 수량을 고려해 볼 때, 엽내 질소 함량의 적정 범위는 3.0-3.8%인 것으로 나타났다. 이 범위에 해당되는 SCDS값은 40.4-52.2였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권4호
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• pp.281-286
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• 2015

본 연구는 방풍나물의 인공광 식물공장에서 재배시스템에 따른 생육, 비타민 C, 아미노산함량, 수량에 미치는 영향을 구명코자 실시하였다. 박막수경(NFT), 배지경(Perlite), 분무경(Aeroponics) 등 3처리를 하였다. 초장은 NFT 처리에서 10.2cm 가장 길었으며, Perlite 처리에서 8.9cm로 가장 짧았다. 주당 엽 생체중은 Perlite, NFT, Aeroponics순으로 무거웠다. 총 페놀 함량은 Aeroponics가 $117.84mg{\cdot}100g^{-1}\;GE$로 가장 높았고, NFT $98.57mg{\cdot}100g^{-1}\;GE$, Perlite $74.62mg{\cdot}100g^{-1}\;GE$ 순으로 재배 방법에 따라 차이를 나타냈다. 총 플라보노이드는 Aeroponics에서만 $0.12mg{\cdot}100g^{-1}$가 검출되었으나, NFT와 Perlite 처리구에서는 검출되지 않았다. 비타민 C 함량은 Aeroponics가 $108.23mg{\cdot}100g^{-1}$으로 가장 높았으며, Perlite가 $88.05mg{\cdot}100g^{-1}$, NFT가 $80.83mg{\cdot}100g^{-1}$으로 처리에 따라 통계적인 유의성을 나타냈다. 총 식이섬유소 함량은 Aeroponics가 Perlite와 NFT보다 높았다. Cystein 함량은 Aeroponics에서 $46.76mg{\cdot}100g^{-1}$로 가장 높았으며, methionine 함량은 Perlite가 $75.64mg{\cdot}100g^{-1}$로 가장 낮았다. 무기질 함량은 모든 처리에서 K, Ca, P, Mg 순으로 높았다.

• 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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• 제5권2호
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• pp.120-130
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• 1996

본 실험은 NFT재배에서 배양액내 NO$_3$-N과 NH$_4$-N의 비율과 $CO_2$ 시용이 결구상추의 생육, 수량 및 품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 1. 배양액의 pH와 EC를 보정하지 않았을 경우, NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0인 구에서의 pH는 점차적으로 증가하였고, NH$_4$-N의 비율이 높을수록 급격히 저하하여 pH4.0까지 낮아졌다. 2. 배양액을 보정하지 않은 상태에서 NO$_3$-N 및 NH$_4$-N의 일 변화를 측정하여 본 결과, NO$_3$-N의 흡수율은 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 75:25, 50:50 처리구에서 각각 27.7%, 26.1% 였으나 NH$_4$-N의 흡수율은 87.9%, 71.2%로 결구상추는 NH$_4$-N을 우선적으로 흡수하였다. 3. 엽내 무기성분 함량에서 T-N는 NO$_3$-N과 NH$_4$-N 비율에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, P$_2$O$_{5}$, $K_2$O, CaO, MgO는 생육이 가장 좋았던 $CO_2$ 1500ppm 시용과 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0에서 높게 나타났다. 4. $CO_2$ 시용에 의한 각 처리별 $CO_2$ 동화율도 수량과 같은 경향을 나타내어 $CO_2$ 1500ppm 시용과 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0 처리에서 가장 높았고, 배양액의 NH$_4$-N비율이 높아질수록 현저히 떨어졌다. 5. 결구상추의 생육은 $CO_2$ 1500ppm 시용과 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0 처리에서 가장 좋았고, $CO_2$ 무처리구에 비하여 $CO_2$ 1500ppm 처리구에서 대체로 양호하였으나, NO$_3$-N:NH$_4$-N이 75:25, 50:50인 처리에서는 $CO_2$ 시용에 의한 수량의 증가가 경미하여 처리간 차이가 인정되지 않았다. 6. 엽중 nitrate함량은 배양액의 NO$_3$-N함량과 비례하여 NO$_3$-N:NH$_4$-N 이 100:0에서 가장 높았고, vitamin C 함량은 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0인 처리에서 가장 낮고, NH$_4$-N의 비율이 많을수록 높아졌다. $CO_2$ 시용에 의하여 엽중 질산염함량은 경감할 수는 있었으나 그 효과는 경미하였다.다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.42-48
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• 1999

반결구 상추 ‘Omega’와 잎상추 ‘Grand Rapids’의 m 재배에서 배양액내 Ca : K 비율이 광합성, 증산, 생육 및 tipburn 발생에 미치는 영향을 밝히고자 실험을 수행하였다. 반결구 상추와 잎상추 두 종 모두 광합성은 Ca : K 비율 3:6과 4.5:4.5에서 높았으며, 기공 저항은 잎상추가 반결구 상추보다 낮았다. 증산율은 3:6의 Ca : K 비율에서 두 종 모두 가장 높았으며, 잎상추의 증산율이 반결구 상추보다 높아 종간 차이를 보였다. 엽위에 따른 증산율은 완전 전개잎에 비해 미숙잎에서 낮았는데, 이것은 미숙잎에서 tipburn 발생이 많은 것과 깊은 관계가 있는 것으로 보였다. Ca 결핍구인 Ca : K 비율 0:9처리는 두 종 모두 극단적인 생육 저하와 함께 tipburn이 100% 발생하였으며, 반결구 상추는 Ca : K 1.5:7.5 처리에서도 tipburn이 25% 발생하였으나, 잎상추에서는 나타나지 않았다 작물 생육은 Ca 결핍구를 제외한 두 종 모두 Ca : K 3:6 처리에서 가장 높았다. 배양액의 Ca과 K의 불균형은 기공저항과 확산저항을 높여 광합성과 증산의 감소를 유도함으로써 Ca 이동에 영향을 미친 것으로 보였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.232-239
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• 2016

본 연구는 완전 인공광형 식물공장 내에서 RBW LED(red:blue:white = 2:1:1)의 광주기와 광도가 흰민들레 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 완전 인공광형 식물공장에서 각각 광주기 3수준과 광도 4수준으로 설정하였고, 분무수경으로 광주기 실험은 270일, 광도 실험은 120일 동안 재배하였다. 광주기별 전 재배기간 동안 8회 수확한 1주당 수확 총엽수는 16/8시간 처리구에서 주당 224매로 12/12시간 처리구의 220매와 비슷하게 많았고 8/16시간 처리구에서 151매로 가장 적어 대체로 명기가 길수록 수확엽수도 많아지는 경향이었다. 지상부 생체중은 16/8h 처리구에서 125g으로 가장 높았고 다음으로 12/12h 처리구 91g, 8/16h 처리구 56g 순이었다. 광도별전 재배기간 동안 총 4회 수확한 엽수는 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구에서 123매로 가장 많았으며 다음으로 107매인 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구와 95매인 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구 이었고, $50{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구에서 56매로 가장 적었다. 1주당 지상부 총 생체중은 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구에서 43.6g으로 가장 높았고 다음으로 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$과 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구로써 각각 34.6g과 32.2g이었으며 $50{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 처리구에서 18.2g으로 가장 낮았다. 이상의 결과 흰민들레 최적 생장을 위한 완전 인공광형 식물공장의 RBW LED(red:blue:white = 2:1:1) 조명의 광조건은 광주기 16/8h, 광도 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.106-110
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• 2016

식물의 생육과 생산성을 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.)의 작물생장률, 상대생장률, 지상부 생체중과 건물중, 수확시기, 상품률과 상품수량과 같은 생육과 수확 요인들을 쉽게 읽을 수 있는 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들기 위함이다. 광도 $140{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$과 일장 12시간 주기로, 3파장 형광등을 이용한 완전제어형 식물공장 시스템에서 박막수경 재배하였다. 4가지 재식밀도($15{\times}10cm$, $15{\times}15cm$, $15{\times}20cm$, and $15{\times}25cm$) 하에서 생육과 수량을 분석하였다. 재식밀도가 증가할수록 어느 한계까지는 식물체당 생체중과 건물중은 증가하는 경향이었으며, 단위면적당 생체중인 수량 또한 같은 경향을 보였다. 작물생장률, 상대생장률과 lost time은 2차 등식 형태를 보였으며, 지상부 생체중과 건물중은 직선적인 관계를 보였다. 이러한 등식을 이용하여 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들었다. 예를 들면, $15{\times}20cm$ 재식밀도와 식물체당 생체 중 100g에서 수확할 경우, 재식주수, 작물생장률, 상대생장률, lost time, 식물체당 건물중, 수확시기와 수량은 각각 $33plants/m^2$, $20g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, $0.27g{\cdot}g^{-1}{\cdot}d^{-1}$, 22days, 2.5g/plant, 정식 후 26일과 $3.2kg{\cdot}m^{-2}$이었다. 이 도표를 가지고 적어도 2가지 요인 예를 들면, 재식밀도와 수확요인 중 하나만 알면, 작물생장률, 상대생장률, lost time과 같은 생육 요인과 지상부 생체중, 지상부 건물중, 수확시기와 수량과 같은 수확 요인들을 쉽게 구할 수 있다. 이러한 도표는 다양한 작물의 생육과 수량 요인을 예측할 수 있어 완전제어형 식물 생산 시스템 설계를 위해 유용한 도구가 될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-8
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• 2019

본 연구는 식물공장시스템의 발광다이오드와 UVA 광원에서 자란 시금치 생육 및 아스코르브산 함량을 구명하고자 하였다. 시금치 '수시로' 품종은 정식 후 28일간 NFT 수경시스템에서 형광등(FL)을 대조구로 하여 적색광(R), 청색광(B), 적색과 청색의 혼합광(2:1비율)(R:B), 백색광(W), 적색광+UVA(RUV), 청색광+UVA(BUV), R:B(2:1)+UVA(RBUV) 총 8 종류 광에서 같은 광도($130{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)와 광주기(명/암 = 16/8h)로 재배되었다. R이 들어간 모든 광 처리구(R, RB, RUV, RBUV)에서 정식 21일 부터 잎 상편생장(leaf epinasty)이 나타났다. RUV 처리구에서 R에 비해 엽장과 엽병은 유의적으로 감소되고 엽폭은 유의적으로 증가되어 엽형지수가 낮은 결과를 보였다. 하지만, BUV 처리구에서 B에 비해 엽장과 엽병의 길이가 유의적으로 증가되었고 엽폭은 유의적 차이가 없었으며 엽수는 유의적으로 많았다. RBUV 처리구에서는 다른 처리구보다 엽장이 가장 짧았으며 RB 처리구와 비교하여 생체중, 건물중 및 엽면적 유의차는 없었다. 정식 후 28일 째에 측정된 지상부 건물중은 R, RUV 및 BUV 처리구에서 유의적으로 높았고 W와 FL에서 유의적으로 낮았다. 엽면적은 BUV 처리구에서 유의적으로 가장 높았다. 정식 28일째에 시금치 아스코르브산 함량은 B 처리구에서 유의적으로 가장 높았고 그 다음으로 BUV에서 높았으며 FL과 R에서 유의적으로 낮았다. 따라서 식물공장에서 시금치 재배 시 생육과 품질적인 측면에서 BUV광이 가장 적합한 것으로 보인다.