Where temperature permits plant growth, the existence of plants is controlled chiefly by the water availability. Without water, plants cannot grow, and man and animals cannot survive. With too much water, plant growth is also rather limited due partly to oxygen deficit in root zone (Ro et al., 1995). The objective of this seminar is to discuss the most important aspects of water management in relation to crop production and environmental conservation. (omitted)

국내의 원예산업은 대규모 온실의 설립과 이를 이용한 시설원예작물의 생산을 통해 재배농가의 소득을 증대시키기 위하여 많은 시설투자가 이루어지고 있고, 온실산업이 발달함에 따라 플러그 및 분화 등 용기재배를 통한 생산량도 급격히 증가하고 있다(농촌진흥청, 1995). 이러한 추세를 반영하듯 국내에는 여러 중소업체가 상토를 생산 및 시판하고 있으나, 재배농가 쪽에서는 어떤 회사에서 제조된 상토를 작물재배에 이용해야 할지, 또는 어떤 업체에서 시판하고 있는 상토가 내가 재배하는 작물에 적합한지에 관한 확신이 없는 상태에서 상토를 구매하여 작물재배에 이용하고 있는 상황이다. (중략)

농산물은 기후와 시장동향에 따라 물량, 품질, 가격이 변동하고 산지에 따라 상품규격이나 품종이 다양하기 때문에 적기에 수출물량을 공급하고 지속적으로 확보하는 것이 어려운 문제로 대두되고 있다. 따라서 앞으로 농산물의 국제 경쟁력은 상품의 고품질화와 시장의 변화에 따른 상품의 안정적 공급에 달려 있다고 할 것이다. 연구결과에 의하면 작물이 안정적으로 생장하고 고품질의 수확물을 지속적으로 생산하기 위해서는 적정 일일적산광합성유효광양자속을 균일하게 공급할수 있어야 한다. (중략)

최근 들어 육묘시설의 양적 증가와 육묘 기술 수준의 향상에 힘입어 플러그묘의 보급이 확대되고 있다. 더구나 육묘와 재배의 분업화가 진행되고, 고품질 묘의 안정된 수급이 대한 관심이 늘어나면서 육묘 산업에 대한 비중이 점차 증가하고 있다. 국내에 설치되어 있는 모든 육묘시설은 개방형 묘생산 시스템으로서, 육묘시설 내의 환경이 외부 기상 조건과 밀접한 관계를 이루며 변화하는 특성을 갖는다. (중략)

시설원예는 노동집약적이며 순자르기, 눈따기, 유인, 열매솔기, 수확 등 기계화하기 어려운 작업이 많다. 또 대부분의 작업체계에서 항상 운반작업이 이루어지고 있으며 시설 내 여러가지 작업단계 중 운반작업에 소모되는 노동력 비율이 매우 높다. 그리고 다량의 수확물을 바구니나 용기로 소량 운반하기 때문에 필연적으로 보행거리가 길어지고 규모의 확대에 따라 노동강도가 크게된다. (중략)

우리나라의 시설농업은 겨울철 난방에 소요되는 에너지원의 대부분을 수입에 의존하는 화석에너지를 이용하고 있다. 따라서 생산비중 난방비의 비중이 국제원유가의 상승에 비례하여 증가하므로서 농산물의 가격이 불안정하며, 결국에는 재배농민의 생산욕구를 저하시켜 농가소득의 감소를 초래하고 있는 실정이다. (중략)

여름철 온실내 고온 문제를 해결하기 위해 이용되는 자연환기형 포그냉방은 환기가 충분치 못할 경우 온실 내부의 습도가 증가하여 증발 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 제습장치를 이용하여 온실 내부의 상대습도를 낮추면 증발 냉각 효율을 높일 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 제습장치를 이용한 포그냉방 온실에 대한 CFD 모델을 개발하여 온실의 열환경 및 수분 환경을 분석하고자 한다. (중략)

우리 나라의 온실 설치 면적은 1999년말 현재 51,200ha에 이르고 있으며 그 중 유리온실이 363ha로 0.7%, 철골 경질판 온실이 125ha로 0.2%이고, 아연도강관을 사용한 비닐하우스가 50,712ha로 99.1%를 차지하고 있다. 파이프 골조의 비닐하우스는 대부분 아치형의 지붕 모양을 하고 있으며, 바람에는 비교적 강하나 적설에 약한 구조이다. 전국적으로 가장 널리 분포하고 있는 직경 25.4mm, 두께 1.5mm의 파이프를 사용한 폭 6m의 단동 온실의 경우 서까래 간격 60~80cm일 때 안전 적설심은 10~14cm 정도에 불과하다(남 등, 2000). (중략)

현재 급속히 발전하는 정보통신시스템은 산업계에 전형적인 중대한 변화를 가져왔다. 새롭고 향상된 하드웨어에 의해 진행된 클라이언트/서버 환경의 혁명적인 변화는 정보의 공유와 저장, 이동이 비약적으로 발전하고 있다. 광역 네트워크(WAN)는 그 대역폭의 제한을 풀고 무제한의 대역폭으로 넓혀가고 있다. 이제 곧 10배나 빠른 LAN 속도로 상호 연결된 수백만의 서버가 존재하는 네트워크가 지구상에 구축될 것이다. (중략)

포그냉방시스템에 관한 연구는 대부분 VETH선도 등을 이용하여 온실 환경이 전체적으로 동질이라는 가정하에서 환기량 및 전체 분무수량 등을 계산하는 정도였으나, 1990년대 중반에 들어서면서 CFD 기법을 이용하여 온실 환경을 보다 정확하게 해석할 목적으로 CFD 기법을 이용하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. (중략)

아스파라거스(Asparagus officinalis L.)는 백합과에 속하는 다년생 숙근성 식물로서 봄에 맹아 되는 어린순을 식용으로 이용하는데 비타민류 뿐만 아니라 아미노산과 단백질이 풍부하고, 특히 그린 아스파라거스는 화이트에 비하여 2배 이상의 비타민류를 함유하고 있으며(Sosa 등, 1976), 서양에서는 이미 오래 전부터 샐러드 뿐 만 아니라 육식요리에서는 빼놓을 수 없는 채소로 되어있다. (중략)

대기중의 이산화탄소 농도는 산업화 이전에 275 ppm이었으나 매년 평균 1.0-1.5ppm씩 증가하여 1990년대에는 약 365 ppm이며(Conway et al., 1994), 다음 2000년대에는 약 두배에 달할 것으로 예측하였다(IPCC, 1990). 이산화탄소의 이러한 증가는 광합성의 재료로 사용되기 때문에(Bowes, 1991, Chen et al., 1997b) 작물의 생산성을 향산시킬 것이다(Bazzaz, 1990; Chen and Lenz, 1997). (중략)

동계의 노지 및 무가온 시설재배시에 상추와 시금치 등의 엽채류 재배는 생육이 거의 정지되는 온도에서 재배되고 있다. 이와 같은 저온기의 불량환경조건을 개선하기 위하어 저온성 엽채류에 직접 피복할 수 있는 통기성 피복자재가 개발되어 생육촉진이나 품질향상을 위한 연구가 지속되어 왔으나 피복방법의 개선에 관한 연구는 아직도 미흡한 실정이다. (중략)

국내 분화류의 생산면적은 2000년 현재 1,036.2ha이며 생산량은 연간 282,656천분, 그리고 생산액은 연간 268,498,990천원으로 추산되고 있다(2000년 화훼재배현황, 농림부). 이와 같은 국내 분화재배면적이 증가함에 따라 다양한 화종의 분화가 재배되고 있으며 화종에 따른 관수방법, 이용상토, 양액농도, 시비방법 등에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다(Lieth and Burger, 1989). (중략)

고추재배에 있어서 노동력이 가장 많이 투하되는 수확작업을 줄이기 위하여 무엇보다도 품종이 유한화서이면서 일시에 성숙되는 특성을 가져야 한다. 현재 재배 중인 고추 품종은 모두 무한화서이므로 영양생장과 생식생장을 병행하며, 생장기간 중에 수차례 열매를 수확하고 있으나, 적과를 일시에 수확하고자 하면 유한화서를 가지며 적과의 착과 및 성숙시기가 집중되어 있는 품종을 육성하여야 한다. (중략)

건고추 재배에 있어서 여러 차례에 수확하는 관행의 방법을 단 한 차례에 수확(일시수확)하려면, 적과의 착과수를 증가시키고 착과시기를 집중할 수 있는 방법이 모색되어야 할 것이다. 그러기 위해서 고추가 유한화서이면서 일시에 적과로 성숙되는 특성을 가진 품종이 우선 개발되어야 하지만, 재배방법이나 약제처리에 의한 착과 및 착색을 조절하는 방법도 시도되어야 한다. (중략)

농가에서 건초용 고추를 재배하는 일반적인 방법은 온상 육묘한 다음, 서리 피해가 없는 때에 노지에 멀칭 또는 터널을 설치하여 이식재배하고, 서리가 올 때까지의 재배기간 중에 6-8차례에 걸쳐 적과를 수확하여 건조시킨다. 이와 같은 재배방법은 육묘와 수확에 노동력이 많이 투입되므로 고추의 생산비를 낮추기 어렵다. 뿐만 아니라 고온성 작물인 고추를 저온기에 육묘하려면 난방 등 에너지의 비용이 높고 여러 가지의 육묘 자재가 필요하다. (중략)

제주도는 당근 재배면적이 2000여 ha로 전국의 50%, 생산량은 60% 차지하는 주요 월동작물이다. 재배지역은 화산회토 지역인 성산읍지역과 패사토지역인 구좌읍지역으로 크게 나눌 수 있다. 화산회토의 토양은 배수가 잘되고 토질이 부드럽고 작토층이 깊어 당근재배에 (Dowker and Jackson, 1977, Rubatzky and Quiors, 1999) 유리한데, 아직까지 이 지역에 적합한 품종이 밝혀지지 않은 실정이다. (중략)

고추 및 토마토의 반촉성 재배시 시설내 공중습도는 매우 중요한데, 건조하면 생육과 결실률이 나빠지고 또한 흰가루병의 발생이 많아진다. 그러나 시설내 고추 및 토마토 재배시 지온과 토양 수분을 높이기 위하여 비닐 멀칭을 하는 경우가 많은데 멀칭을 하면 공중습도가 낮아지기 때문에 고추의 생육이 떨어지는 경향이 있다. 양액재배온실의 경우 반촉성 재배시기인 3∼4월에 시설내 상대습도가 30% 전후로 낮아져 작물의 생육이 저하된다. (중략)

우리나라에서 사용되고 있는 원예시설 피복자재는 대부분 PE (polyethylene), EVA(ethylene vinylacetate)와 PVC (ployvinychloride) 등의 플라스틱 연질필름을 소재로 되어있다. 이러한 연질 피복자재는 광투과율, 내구성, 그리고 장파방사 측면에서 불리한 조건을 가지고 있다. 또한 연질필름의 기능성 가운데 분쟁의 소지가 많은 방적성을 현장에서 개선하기 위해서는 단순하면서도 경제적인 방법이 요구된다고 하겠다. (중략)

장미는 광포화점이 50,000 lux 이상으로 광요구도가 매우 큰 화훼작물이다. 따라서 유리와 같은 광투광율이 높은 자재를 피복한 온실에서 색도나 절화의 특성이 우수하여 품질이 향상된다. 그러나 온실에 유입되는 태양에너지가 매우 커서 계절에 따라서는 열집적현상이 나타나 고온과 일소현상과 같은 이유로 식물체가 스트레스를 받기도 한다. 이러한 현상은 장미를 재배하는 시설의 피복자재에 따라 차이가 매우 크다. (중략)

최근 겨울동안에 폭설과 강풍과 같은 기상이변이 잦아지면서 기상재해와 함께 정전에 의한 시설 원예작물의 저온피해도 빈번하게 발생하고 있으나, 실제적으로는 어느 정도의 피해가 있는지 파악되지 못하고 있으며 피해 예측에 관한 정보도 축적되어 있지 못한 실정으로 이에 관련된 연구가 요구되고있다. 시설 재배시 겨울철 온도환경 관리에 대한 연구는 주로 난방비 절약을 위한 저온관리 한계온도 구명(Tanaka 등, 1986), 또는 근권부 온도 조절에 의한 작물의 생산성 증진 연구와 같은 실용적 측면의 연구(Lee, 1994; Fujie와 Saidou, 1983) 및 저온 장해의 생리기작(Herner, 1990; Patterson 등, 1976; Reyes와 Jennings, 1994; Wolk와 Herner, 1982; Wright and Simon, 1973)에 관련된 연구가 수행되고 있으며 냉온 피해를 받을 당시의 전후환경조건과 산화작용에 관련된 연구는 토마토(Kerdnaimongkol 등, 1997) 등 몇 개 작물(King 등 1982)에서 보고된바 있다.(중략)

시설 원예작물의 겨울철 온도환경 관리에 대한 연구는 난방비 절약을 위한 저온관리 한계온도 구명(Tanaka 등, 1986), 또는 근권부 온도 조절에 의한 작물의 생산성 증진 연구와 같은 실용적 측면의 연구가 많이 수행된 바 있다(Fujie와 Saidou, 1983). 그러나 시설의 온풍기 고장 또는 정전 등으로 작물이 생육한계 온도이하의 저온상태에서 장시간 경과 되었을 때 나타나는 여러가지의 생리적인 장해나 피해에 대한 연구는 매우 적은 실정이다(Reyes와 Jennings, 1994). (중략)

기내 환경과 소식물체의 생육간 관계를 분석하기 위해서는 정밀 환경 제어가 가능한 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 CO₂, PPFD, RH등의 환경 제어 시스템을 개발하고 본 시스템 내에서의 소식물체 생육 특성을 분석하고자 하였다. 본 시스템은 총 5개의 챔버를 부착하여 외부 환경과 밀폐된 조건을 구현하고 독립적으로 제어 가능하도록 설계하였으며, 환경 제어 알고리즘을 완성하였다. (중략)

미나리 묘를 대량으로 생산하는데 있어서 체세포배를 이용하는 방법이 매우 유리하다. 체세포배는 계절에 영향을 받지 않고 좁은 공간에서 한꺼번에 많은 량의 묘를 생산할 수 있다. 또한 생물반응기 등을 이용하여 대량 생산할 수 있으면 실생묘를 대체할 수 있을 것으로 생각된다. 배양기 내의 공기 환경의 영향은 삼각플라스크를 이용한 소규모 배양에서는 문제가 되지 않았지만 배양기가 커짐에 따라 공기 환경의 변화도 커져 체세포배의 발생과 발아에 영향을 미친다. 체세포배를 배양하는 기간은 배발생과 발아로 나누어, 세포에서 배가 발생하는 처음 2주 동안에는 밀폐 환경, 즉 환기가 거의 되지 않는 환경이 유리하지만 이후의 발아 동안에는 산소를 많이 요구한다. 삼각플라스크를 이용한 소규모 배양에서는 aluminum foil을 플라스크의 뚜껑으로 하여, 배지를 교체할 때를 제외하고는 배발생과 발아가 진행되는 전 배양 기간 동안 이를 유지한다. 배가 발생하는 초기 2주의 경우는 이 밀폐 환경이 발아를 촉진시킨다. 그러나 배가 발아하여 정상 식물체로 발달하는데는 유리하지 않다. 체세포배는 발아할 때 산소를 많이 필요로 하며 에틸렌이 많이 축적되면 발아율이 낮아지며, 적절한 공기 환경이 주어지면 체세포배 발아가 동조화되어 균일한 묘를 얻을 수 있고 수확시기도 예측할 수 있다. 본 실험에서는 배가 발아하는 기간 동안 플라스크 내의 공기 환경을 다르게 하기 위해 플라스크를 막는 뚜껑의 소재를 달리하여 배양한 후 발아율을 측정하였다. 또한 가장 효율적인 환기량을 구명하기 위하여 인위적으로 플라스크에 공기를 넣어 강제 환기시키는 실험을 수행하였다. 미나리 cell은 처음 8일까지는 생장을 하지 않다가 이후 급속히 생장을 시작하여 35일 정도까지는 생장을 하다가 다시 생장이 둔화되었다. 밀폐시킨 삼각플라스크에서 자라는 Cell은 상태도 좋지 않고 전반적인 증식량도 적었다. Cell은 환기정도에 민감한 것으로 판단되며 삼각플라스크에서 약 35일 정도의 생장 주기를 가지는 것으로 사료된다. 배양 3주까지는 플라스틱 뚜껑으로 밀폐시킨 bottle에서 가장 많은 체세포배를 얻었다. Air filter를 달아 2일 마다 신선한 공기를 넣어 주었을 때는 배의 발달이 많이 늦어져 배양 3주째에 다른 처리보다 배의 수가 훨씬 적었다. 체세포배가 발달하는 동안에는 산소를 많이 요구하지 않으나 성숙하는 동안에는 산소를 많이 요구하는 것으로 생각된다.

분화용 베고니아 유묘기의 양분흡수 특성을 구명하기 위하여 광강도와 배양액 농도 처리하에 실험을 진행하였다. 엽면적은 광에 의한 차이는 크게 나타나지 않았고 양액의 농도는 EC가 1.0 dSㆍm$^{-1}$처와 1.5 dSㆍm$^{-1}$에서 0.5 dSㆍm$^{-1}$보다 높게 나타났다. 초장은 광강도가 가장 낮은 처리구에서 길었고 약 38%와 60% 차광율 처리사이에는 큰 차이가 없었다. 또한 배양액의 농도에 따라서는 EC가 1.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구에서 EC가 1.0 dSㆍm$^{-1}$과 0.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구보다 초장이 길었다. 엽의 생체중도 처리에 따라 유의적인 차이가 나타났다. 광강도가 가장 낮은 처리구에서 생체중이 가장 높았으나 엽의 건물중은 처리간 차이가 나타나지 않았다. 배양액의 농도처리에 있어서 EC가 1.0 dSㆍm$^{-1}$과 1.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구에서 EC가 0.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구보다 엽의 생체중이 높게 나타났다. 그러나 배양액의 농도는 엽의 건물중에 영향을 주지 않았다. 줄기의 생체중과 건물중은 처리간 차이가 크게 나타나지 않았다. 다량원소의 흡수율을 조사한 결과 주로 배양액의 농도가 증가함에 따라 양분의 흡수율이 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 광강도의 차이에 따라서 양분의 흡수율이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 광강도가 매우 낮은 처리구에서 양액의 흡수는 적었지만 높은 양분흡수율을 보였고 이러한 특성은 각 이온의 종류에 따라 약간의 차이를 보였다.

작물의 엽면적 등 다양한 생육정보를 간편하고 비파괴적으로 추정할 수 있다면 작물의 생리 생태학적 모델에의 적용을 통하여 다양한 작물 연구에 중요한 공헌을 할 수 있다. 본 연구에서는 오이 개개 잎의 형태정보를 이용하여 오이의 개개 엽면적, 생체중 및 건물중 예측하는 것을 목적으로 하였고, 이를 위하여 엽면적은 5가지 모델을 사용하였고, 생체중 및 건물중은 6가지의 모델을 사용하여 분석하였다. 또한 신경회로망은 3 layer의 back propagation method를 사용하여 분석하였다. 각 모델들은 독립변수로는 Robinson ＆ Pharr이 사용한 개개 잎의 폭 및 길이를 사용하였다. 회귀모델에 의한 추정 결과, 모델의 정확성 및 정밀성은 엽면적 > 생체중 > 건물중 순 이었지만, 특히 건물중의 경우는 상대적으로 낮은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 회귀모델을 사용하여 건물중 추정하는 것에는 한계가 있는 것으로 생각되며, 신경회로망도 이와 유사한 관계를 나타냈지만 다양한 변수 수정을 통하여 상관계수를 증가시킬 수 있을 것이라고 생각된다.