Sang Gyu Lee;Ki Cheol Seong;Kwan Dal Ko;Kwang yong Kim
생물환경조절학회지
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제10권3호
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pp.155-158
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2001
최근 수출을 위한 백침계오이의 재배 면적이 계속적인 증가 추세에 있어 2000년 현재 약 121ha에 달하고 있다. 백침계오이는 측지 착과형으로 흑침계오이와 달라 수량이 측지의 발생여부에 달려 있다. 그런데 백침오이의 주재배시기는 10월에서 2월까지의 겨울철로, 온도가 낮고, 투광량 부족하여 측지발생율이 저조하다. 따라서 본 시험은 백침계오이의 측지 발생율을 높이기 위한 지중가온의 효과를 구명하고자 실시하였다. 그 결과, 지중가온구는 주당 측지발생수가 13.7%개였고, 무가온구는 11.7개로 지중가온을 하면 측지발생수가 증가함을 알수 있었다. 또한 상품수확과수에 있어서도 지중가온구는 주당 45개인데 반해 지중무가온구는 38개였고, 전체적인 수량도 ha당 81톤으로, 무가온구의 68톤 보다 18%의 증수효과가 있어다. 즉, 수출오이재배시 지중가온을 하면, 측지발생수가 증가하고 특히 장측지가 다수 발생하여 측지 수확과수가 증가하며, 곡과의 발생이 감소하여 상품수량을 증가시킬 수 있다.
영상처리는 정확한 오이의 형상 및 위치를 인식하기 위하여 형상인식 알고리즘에 대한 연구를 수행하였다. 다양한 오이형상을 인식하기 위한 방법으로는 신경회로망의 연상 메모리 알고리즘을 이용하여 오이의 특정형상을 인식하였다. 형상인식은 실제영상에서 오이의 형상과 위치를 판정할 수 있도록 알고리즘을 개발한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 본 알고리즘에서는 일정한 학습패턴의 수를 2개, 3개, 4개를 각각 기억시켜 샘플패턴 20개를 실험하여 연상시킨 결과, 학습패턴으로 복원된 출력패턴의 비율은 각각 65.0%, 45.0%, 12.5%로 나타났다. 이는 학습패턴의 수가 많을수록 수렴할 때, 다른 출력패턴으로 많이 검출되었다. 오이의 특정형상 검출은 $30{\times}30$간격으로 자동검출 되도록 처리하였다. 실제영상에서 자동 검출로 처리한 결과, 오이인식의 처리시간은 약 0.5~1초/1개(패턴) 빠르게 검출되었다. 또한, 다섯 개의 실제 영상에서 실험한 결과, 학습패턴에 대한 다른 출력패턴은 96~99%의 제거율을 나타내었다. 오이로 인식된 출력패턴 중에서, 오검출된 출력패턴의 비율은 0.1~4.2%를 나타내었다. 본 연구에서는 신경회로망을 이용하여 오이의 형상 및 위치를 인식할 수 있도록 알고리즘을 개발하였다. 오이의 위치측정은 실제영상에서 학습패턴과 유사한 출력패턴의 좌표를 가지고, 오이의 위치좌표를 추정할 수 있었다.
오이와 방울토마토에 Glomus sp.를 종자파종과 고형배지경에 정식시 각각 접종하여 생장과 수량반응 및 균근 감염 양상 등을 비교 검토하였다. 오이와 방울토마토의 초장, 엽수, 엽면적 및 건물중 등의 전반적인 생장은 무접종 < 정식시 균근균 접종 < 파종시 균근균 접종의 순으로 양호하였으며, 과실수량반응은 종자파종시에 균근균을 접종할 경우 과실의 생체중이 가장 높게 나타났고, 과실의 당도도 증가하였다. 균근감염은 오이와 방울토마토 모두 주로 균사에 의하여 이루어 졌고. vesicle와 arbuscule에 의한 감염은 극히 적었다. 뿌리체내 균근균 감염율은 종자파종시 균근균 접종원 처리의 경우가 정식시에 균근균 접종원을 처리한 경우보다 높았다. 균근균 접종에 따른 과실 수확을 보면 오이의 경우 주당 과실수가 증가하였고, 토마토의 경우 주당 과실의 수확 중량이 증가하였다.
시설오이로 많이 재배되고 있는 4 품종을 선발하여 생육단계별로 총 페놀 및 플라보노이드 함량, 피부염증과 가려움증 관련 Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Malassezia furfur균에 대한 항균효과 그리고 tyrosinase 억제 활성에 대하여 비교 분석하였다. 총 페놀 함량은 장죽청장과 장형낙합 품종에서 늘푸른청장과 신조은백다다기 품종에 비해 상대적으로 다소 높게 나타났으며, 생육단계별로는 대부분 수확기에 이른 5단계에서 높은 함량을 보였다. 총 플라보노이드 함량은 조사된 오이 4품종 모두 생육단계별로 큰 차이를 나타내지는 않았다. 항균활성은 Staphylococcus aureus균에서는 장형낙합 품종이 모든 생육단계에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, Staphylococcus epidermidis균에서는 생육단계 및 품종에 따라 저해환이 8~12 mm로 항균성에 차이를 나타냈다. 또한 Malassezia furfur균에서는 장죽청장에서 항균활성이 높게 나타났으며, 특히 생육 3, 4단계에서는 저해환이 14 mm로 형성되어 가장 높은 항균효과를 보였다. 전체적으로 오이의 항균성은 Staphylococcus aureus균에서 비교적 높은 것을 확인할 수 있었다. 오이 추출물의 tyrosinase 억제 활성은 장축청장과 신조은백다다기 품종에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, 다음으로 장형낙합 품종에서 비교적 높게 나타났지만, 늘푸른청장의 경우는 상대적으로 낮은 활성을 보였다. 또한 생육초기보다 수확기에 이르렀을 때 모든 품종에서 tyrosinase 억제 활성이 다소 높게 나타났다. 본 실험의 결과, 피부상재균 및 비듬균에 대한 오이의 항균성과 미백효능을 확인함으로서 향후 고부가가치 향장소재로서의 이용성을 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.
오이 고형배지경에서 배액을 분석하여 생육단계에 따른 pH, EC 변화와 주요 영양소의 흡수변화를 구명하고, 이를 적용하여 오이의 생육단계에 적절한 양분관리방안을 제시하기 위하여 본 실험을 수행하였다. 배액의 pH와 EC 변화양상 및 배액분석을 통하여 오이의 생육단계는 정식 후부터 착과기, 착과 후부터 수확기로 분류하는 것이 적당한 것으로 판단하였다. 저온기에 가온시설 내에서 오이를 재배한 본 실험에서는 정식 후 첫 화방이 착과되기까지 약 3주의 시간이 소요되었고, 착과 후부터 첫 수확까지 소요일수는 약 7~10일로 조사되었다. 상위 화방으로 생육이 진행되는 속도는 약 3~4일정도 차이였고, 착과와 수확에 소요되는 일수는 대체로 일정했다. 오이의 코이어 자루재배 시, 전체 재배기간 중에서 착과 전에는 EC 농도를 $3.0dS{\cdot}m^{-1}$ 정도로 높게 관리하다가 착과 후에는 $2.0-2.3dS{\cdot}m^{-1}$ 정도로 낮추어 관리하고, 과실이 비대하면서 수분요구도가 증가하므로 일일급액량을 늘려주는 급액 관리가 적절한 것으로 사료된다. 원소별로는 질소, 인, 칼슘은 착과 전에는 N $700mg{\cdot}L^{-1}$, P $60mg{\cdot}L^{-1}$, Ca $110mg{\cdot}L^{-1}$ 수준으로 공급하고, 착과 후에는 N $660mg{\cdot}L^{-1}$, P $50mg{\cdot}L^{-1}$, Ca $100mg{\cdot}L^{-1}$ 수준으로 조절이 필요할 것으로 사료된다. 칼륨과 마그네슘은 착과 전기에는 각각 $400mg{\cdot}L^{-1}$과 $80mg{\cdot}L^{-1}$으로 공급하고, 후기에는 공급을 조금 줄여주는 것이 비료이용효율을 높일 수 있는 방법이 될 것이다.
소형 플라스틱 포트에 토양 3 kg씩 충진하고 붕소처리를 들깨 0, 1, 3, 5, 7, $10mg\;kg^{-1}$, 참외와 오이 0, 5, 10, 15, $20mg\;kg^{-1}$ 해당량을 붕사로 각각 시용하였다. 약 30일간 재배하여 생육기간중 작물의 피해증상을 조사하고, 수확후 건물중 및 식물체중의 붕소함량을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 들깨는 $1mg\;kg^{-1}$, 참외는 $5mg\;kg^{-1}$, 오이는 $10mg\;kg^{-1}$농도 처리량부터 잎의 가장자리에서 황록색을 띠였으며 심 한 경우에는 황갈색으로 고사되었다. 2. 수량은 토양의 붕소시용 농도가 들깨 $3{\sim}5mg\;kg^{-1}$에서, 참외 및 오이의 $5{\sim}10mg\;kg^{-1}$수준에서 감수되었다. 3. 토양중 붕소의 처리농도가 높아질수록 들깨, 참외 및 오이중의 붕소 함량이 높아졌으며 줄기 및 뿌리보다 잎이 높았으며 잎중에서 가장자리 부위가 중심부보다 높게 나타났다. 4.붕소함량이 높은 잎의 가장자리에서의 질소, 인산, 칼리, 칼슘, 마그 네슘, 나트륨, 철 망간, 구리 및 아연 등의 함량은 일정한 경향을 보이지 않았다. 5. 시험 후 토양중의 붕소함량은 높은 처리농도에서처리농도보다 높게 나타나 표토에 이동 축적되었다.
춘천시 근교에서 생산된 '84년산 딸기, 토마토, 오이, 포도, 사과, 그리고 배추 각 5점씩 30점에 대한 BPMC, MIPC, NAC의 잔류수준을 분석한 결과 아래와 같은 결론을 얻었다. 1. BPMC의 잔류함량은 딸기에 있어서 평균 0.0243ppm, 토마토 0.0394ppm, 오이 0.0459ppm, 포도 0.0472ppm, 사과 0.0680ppm, 배추 0.0986ppm 수준으로 대상농약중 가장 높은 잔류함량을 보였다. 2. NAC는 포도에서 평균 0.0071ppm, 오이 0.0009ppm, 배추 0.0009ppm 수준으로 검출되었다. 3. MIPC는 배추에서만 평균 0.0017pppm의 낮은 수준으로 보였다. 4. 잔류농약 검출율은 BPMC(80%)>NAC(16.7%)>MIPC(10%) 순이었다. 5. 계절적으로 수확기가 늦은 농산물일수록 비교적 높은 잔류수준을 보였다.
시설하에서 재배되는 채소류가 생육이 순조롭지 못하다던지 경엽은 생육하고 있더라도 착과되지 않거나 착과되더라도 모양이나 품질면에서 상품성이 낮은 것이 수확되는 경우가 많은데 그 원인으로는 병충해와 생리장해가 있다. 채소류가 생리장해를 일으키는 원인은 뿌리의 손상, 지상부가 생육이 불량하게되는 토양환경 및 비료조건의 불량, 지상부에 영향이 크게 나타나는 기상환경의 불량, 접목장해, 살균제, 살충제, 제초제, 생장조절 등의 살포에 의한 직접, 간접적 약해 등으로 나눌 수 있다. 이들 원인은 실제로는 서로 영향을 주어서 장해를 크게 하는 것이 많다. 또 장해는 주로 경엽이나 뿌리에 발생하고 장해가 심해지면 꽃이나 과실에 미치는 것과 꽃과 과실에만 나타내는 것이 있다. 우리나라에서 시설재배면적과 경제성이 크고 생리장해가 심한 오이와 토마토의 과실에 나타나는 생리장해를 중심으로 그 원인과 대책에 관해서 기술코저 한다.
토양 중 잔류하는 chlorpyrifos의 오이 흡수 이행과 잔류분포를 조사하기 위하여 생장상 내 실내시험과 시설재배 포장에서의 실외시험을 실시하였다. 실내 및 실외시험 기간에 토양 중 chlorpyrifos의 분해 반감기는 각각 25.8~73.0일과 32.4~42.3일로 비슷하였다. 실내시험 오이 중 chlorpyrifos의 잔류량은 정식 후 15일까지 증가하다가 그 이후로 감소하는 양상을 나타내었으며 오이 뿌리로부터 흡수된 농약의 양은 초기 처리된 절대량의 1.0~1.3% 수준이었다. 흡수된 농약의 대부분은 뿌리에서 가장 많았으며 그 다음 줄기와 잎 순이었다. 반면에 실외시험 중 수확된 오이열매에서 chlorpyrifos의 잔류량은 LOQ (0.02 mg/kg) 미만으로 안전한 수준이었으며 오이 부위별 시료 분석결과, 실내시험에서의 결과와 마찬가지로 뿌리에서 대부분의 잔류량이 검출되었다. 실외시험에서 오이 한 개체에 흡수된 chlorpyrifos는 초기 토양에 살포된 양의 0.03~0.04%로 실내시험에서의 흡수율에 비해 30배 낮은 수준이었다. 따라서 실제 토양환경 중 chlorpyrifos의 잔류수준은 본 시험에서 시험된 고농도(40 mg/kg) 처리구보다 낮은 수준이므로 안전한 농산물의 생산이 가능하다고 할 수 있다.
본 연구는 여름철 고온기에 작물을 정상적으로 재배할 수 있는 환경을 조성하여 농산 가격이 가장 높은 여름철에 수확량을 높이고 재배기간을 연장시켜 농가소득을 올릴 수 있는 방안을 제시하고자 수행하였다. 바닥면적 504㎡의 연동온실의 최대 냉방부하는 462,609W로 나타났으며, 고온기에 온실을 차광하지 않고도 32℃ 이하로 유지하기 위해서는 시간당 472L의 물을 포그 분무해야 하는 것으로 나타났다. 포그 냉방 시스템은 포그 장치, 유동팬, 차광장치로 구성하고, 이들 장치를 효과적으로 제어할 수 있는 포그 냉방 자동제어장치를 개발하였다. 포그 냉방시스템의 냉방 성능은 온실 외기온 보다 내부온도를 6℃ 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 포그 온실의 내부 상대습도는 주간에는 40~80%로 대조 온실의 20~60% 보다 약 20% 높게 나타나 오이의 생육에 기여하는 것으로 나타났다. 오이의 생육상태는 포그 온실에서 재배한 오이가 대조 온실에 비해 초장, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소 값이 전체적으로 높게 나타났다. 포그 온실의 오이 수확량은 대조 온실에 비해 단동 온실에서는 1.8배, 연동 온실에서는 2배 높게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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