폐쇄형 식물 생산 시스템에서 생산되는 식물은 생장속도가 빠르기 때문에 생장속도를 제어하거나 예측할 수 없어 수확적기를 놓치면 품질이 현저히 떨어져 상품성이 저하된다. 이를 해결하기 위해서는 식물생장기간 동안 식물에 따라 적절한 생장환경을 조성하여 생장정도를 균일하게 할 수 있는 최적 환경제어가 필요하다. 본 연구에서는 폐쇄형 식물 생산시스템의 최적 환경제어를 위하여 엽록소형광분석법을 이용하여 상추를 중심으로 광합성효율 모델(photosynthesis efficiency model ; PEM)을 개발하였다. (중략)
본 연구에서는 육묘장에서 인력 또는 관행 자동관수장치의 활용도 조사를 통해 관수장치의 문제점과 그 개선점을 파악하여 균일관수가 가능한 스마트 관수장치를 개발하고 그 성능을 분석하였다. 자동관수와 인력관수의 평균 관수량은 각각 28.7±4.4g과 14.2±4.3g으로 두 조건 모두 변동계수가 30% 이내로 균일관수로 판단할 수 있다. 그렇지만 변동계수가 30%인 인력관수에 비해 자동관수는 15%로 균일도가 높았다. 개발된 균일관수장치에 탑재된 분사각이 80°인 노즐은 이론상 600mm 높이에서 가장 균일한 것으로 분석되었고, 균일관수 장치를 이용한 관수시험 결과 중앙부의 관수 균일도는 평균 대비 20% 이내이지만 가장자리부는 중앙부에 비해 50% 이상 관수량이 적었다. 균일관수장치를 활용한 토마토 접목묘 재배시험 결과, 시험기간 10일간 중앙부는 초장이 평균 72mm 생장한 데 비해 가장자리부는 평균 28mm 생장하여 가장자리부에 대한 추가 관수가 필요한 것으로 나타났다. 가장자리부 추가 관수장치를 부착하여 관수할 경우 중앙부에 비해 가장자리부의 관수량은 50% 이상이었으며, 중앙부에서는 분사각의 겹침으로 인하여 관수량의 차이는 발생하였으나, 그 차이는 30% 이내였다. 가장자리 집중관수 시스템 활용 시 각 지점별 생장 차이는 있으나, 10일간 생육을 비교하면 양측 가장자리의 평균 생장률은 24%, 중앙부의 평균 생장률은 26%인 점을 고려하면 균일관수장치에 비해 생장 균일도가 높았다. 모종의 초장 균일도 향상을 위해서는 관수장치의 진행방향에 거리센서를 설치하여 작물의 생장에 따라 관수장치의 높이를 조절이 필요할 것으로 판단된다.
IT 기술의 발전은, 우리사회의 다양한 산업 분야에 적용 되어 우리의 삶을 보다 효율적이고 생산적으로 바꾸고 있다. 농업IT는 이러한 IT기술을 농업에 적용하여 작물의 생산량과 품질을 향상시키며, 소비자로 하여금 믿을 수 있는 생산, 유통 정보를 제공하는 기술이다. 오늘날 RFID/USN의 등장은 농산물과 연관된 생장, 환경 정보의 수집을 가능하게 하고 각종 환경센서 등을 통해 수집된 디지털 정보는 누적, 분석 등을 통해 이상기후 예측, 병해충 예찰, 작물의 생산성 향상 및 균일 생산 보장 등을 위해 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 이러한 RFID/USN 기술을 기반으로 저전력 센서네트워크와 미들웨어, 생장관리 플랫폼을 통해 모바일 환경에서 재배 환경 정보의 지속적 모니터링 및 각종 생장 데이터의 수집 및 전송, 각종 작업정보의 교환이 가능하게 함으로써 재배자에게 보다 효율적으로 생장환경을 관리할 수 있는 시스템을 제안한다.
웰빙과 건강관리에 대한 관심 증가와 미세먼지로 인한 공기질의 악화, 다양한 토양 및 수질 오염으로 인해 친환경 식재료에 대한 요구가 급증하고 있다. 이와 같은 현상의 해결책으로 아쿠아포닉스가 대두되고 있다. 그러나 최적의 생육 환경을 도출하는 기법이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 기존 아쿠아포닉스의 특성을 고려하는 지능형 식물 성장 측정 시스템을 설계하고자 한다. 특히, 지능형 아쿠아포닉스 생산관리 모듈 중 고성능의 처리 자원을 갖지 않는 생산 현장에 적합한 시스템 설계에 주안점을 두고, 균일한 생육환경을 제공하는 경우의 학습 데이터 및 판단 시스템을 위한 모듈 구성 방안을 제안하고자 한다.
비료 살포는 작물 생장 촉진을 위하여 반드시 필요한 작업이며 재배 관리의 반 이상을 차지하는 중요한 농작업이다. 비료 사용은 양분 공급과 토양의 물리 화학성 개선 등 여러 이점이 있으나 최근에는 과도한 비료 사용으로 양분의 불균형 등의 문제점이 대두되고 있다. 또한 수작업으로 비료를 살포할 시 유해한 성분이 피부에 흡수되고 작업 능률이 낮기 때문에 비료 살포기의 필요성을 가진다. 현재 시중에 판매되고 있는 비료 살포기는 고속의 기류를 이용하여 비료를 날리는 방법과 중력으로 낙하시키는 방법, 원심력을 가하여 멀리 날려 보내는 방법 등이 있다. 그 중 중력으로 낙하시키는 방법과 고속 기류를 사용하는 방법은 석회, 퇴비, 규산질 비료 살포에 부적절함으로 원심력을 이용한 비료 살포가 많이 사용된다. 하지만 원심력을 이용하여 날리는 방법은 구조가 단순하여 비료가 균일하게 확산되지 않고 트랙터의 이동 속도에 따라서 비료의 살포량이 달라진다. 그에 따라 과도한 비료 살포로 이어지며 토지 또한 양분의 불균형 등으로 환경의 문제점이 대두되고 있다. 국내에서는 균일 살포를 위하여 비료 살포기의 내부 날개의 각도를 조절하여 비료 살포의 패턴을 분석하는 연구가 진행되고 있다. 균일 살포의 중요성은 더욱 대두되고 있지만 현재 균일 살포에 대한 연구가 많이 부족한 상태이다. 본 연구에서는 기존의 비료 살포기에 균일 살포를 위한 설계 인자를 도출하기 위해 살포기를 분석하여 원심식 비료 살포기의 균일 살포를 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.
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.
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 근권의 산소부족 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 수경능법으로서 분무경에 관한 관심은 매우 높으며 분무경의 우수성이 실증적으로 제시되고 있으나 분무경의 경우 고압을 필요로 하므로 장치가 복잡해지거나 엽체류의 경우 분무노즐과의 거리에 따라 생장이 균일하지 않는 문제점을 갖고 있으므로 분무경과 같이 근권산소 문제를 근본적으로 해결하는 효과를 가지면서도 취급 및 관리가 편리한 수경시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다. (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 일일적산 광합성유효광양자속을 균일하게 공급할수 있어야한다. (중략)
본 연구는 국내에 자생하는 자원식물들의 살초활성을 조사하여 식물생장억제물질을 활용한 환경친화형 제초제 개발에 요구되는 기초 자료를 확보하기 위해 수행되었다. 국내 자생 식물 101종을 식물체 부위별로 나누어 MeOH로 추출하여 획득된 시료 129점에 대해 돌피(Echinocholoa crus-galli P.B. var. formosensis Ohwi)를 이용한 살초활성 검정을 실시하였다. 시료를 소량의 methanol로 녹여 직경 5.5cm petri dish 상의 Whatman No. 2 여지에 균일하게 흡착시킨 후, fume hood 내에서 용매를 제거하고 1mL의 증류수를 첨가하였다. 돌피 종자를 15립씩 3반복으로 파종하여 $28^{\circ}C$, 5,000lux의 growth chamber에 치상하고, 7일 후 시험구 당 균일하게 자란 10개의 유묘를 선발해 초장 및 근장을 조사하였으며, 살초활성 평가를 위해 대조구 개체의 초장과 근장에 대한 생장억제율을 산출하였다. $1,000{\mu}g/mL$ 농도에서 101종 129점 MeOH 추출물들의 돌피 유묘 뿌리 생장에 대한 억제율을 조사한 결과, 80% 이상을 나타낸 식물 시료는 가죽나무 줄기, 누린내풀 지상부, 단풍취 뿌리, 두릅나무 지상부, 백양꽃 전초, 백양꽃 지하부, 병조희풀 경엽부, 산사나무 잎 가지, 삽주 뿌리, 상사화 전초, 상사화 지하부, 석산 뿌리, 애기송이풀 전초 등 17점이었다. 이들 중 90% 이상 고활성을 나타낸 단풍취 뿌리, 두릅나무 지상부, 백양꽃 전초, 상사화 지하부, 석산 뿌리 유래의 추출물에는 새로운 환경친화형 제초제 개발소재로써 활용할 수 있는 살초활성물질들이 함유되어 있는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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