• 제목/요약/키워드: 증산계수

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정량펌프를 이용한 무토양재배시스템의 증산량 추정 및 그 응용 (Estimation of Transpiration Rate with a Metering Pump and its Application in Soilless Culture System)

  • 손정익;박종석
    • 원예과학기술지
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    • 제16권1호
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    • pp.25-26
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    • 1998
  • 본 연구는 정량펌프를 이용한 정확한 증산량 추정 시스템의 구축 및 측정된 증산량과 환경요인과의 관계를 분석하는 데 있다. 정량펌프에 의한 양액공급 및 증산량 추정 시스템은 매우 안정적인 특성을 나타냈으며, 증산량 추정을 위하여 재배 시스템에 설치한 정량펌프의 공급시간과 투입량과의 관계는 직선관계를 나타냈다. NFT 및 고형배지 시스템에서의 적산일사량과 증산량을 실측한 결과 증산량은 일사량에 직접적인 영향을 받고 있었으며, NFT는 상관계수 0.98. 고형배지는 상관계수 0.92의 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 정량펌프에 의한 증산량 추정은 양액급액 제어에 효율적인 방법이며, 이러한 방법을 사용하여 적산일사량에 의한 관수량 조절 및 비료투입량의 결정에 적용이 가능하다. 따라서, 측정된 적산일사량에 의하여 증산량 추정이 가능하기 때문에, 정량펌프에 의하여 필요 관수량을 정확한 공급할 수 있다.

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온실재배 토마토의 증산모델 개발 및 검증 (Transpiration Modelling and Verification in Greenhouse Tomato)

  • 이변우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.205-215
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    • 1997
  • 본 연구에서는 온실 재배 토마토 군락의 열수지에 근거한 증산모델을 구성하고 실험을 통하여 모텔에 필요한 계수의 추정과 모질의 검증을 수행하였다. 온실의 일사략과 엽-대기수증기압차(LVPD)를 매개변수로 하는 기공확산저항 추정식을 구성하여 기공작산저항 실측 자료를 이용하여 추정식의 계수를 추정하였다. 이 추정식으로 기공확산저항 변이의 80% 이상을 설명할 수 있었으며 추정식에 이용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 검정한 결과 추정정도가 높아 증산예측 모델의 구성식으로 이용될 수 있는 것으로 판단되었다. 반투과성 매질의 복사 흡수이론을 적용한 Stanghellini의 식을 다소 변형하여 모델의 군락 순복사 추정식으로 사용하였으며 이 추정식에 의하여 계산된 순복사량은 실측치와 잘 일치하였다. 계수 추정에 사용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 순복사 및 기공확산저항 추정식으로 구성된 증산예측 모델의 군락온도 및 증산예측 정도를 검증하였다. 모델에 의하여 계산된 군락 온도, 순간 증산속도 및 일 총 증산량은 실측치와 잘 일치하여 본 연구에서 작성된 증산 예측 모델은 온실 재배 토마토의 환경제어, 관개제어 등에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

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에디 공분산을 이용한 FAO-PM 작물계수 평가에 관한 연구 (Assessing FAO-PM crop coefficients using eddy covariance flux)

  • 김기영;이연길;정성원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.193-193
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    • 2018
  • 종합적인 물 관리의 필요성이 대두되면서 증발산량의 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 그 중 국제식량농업기구(FAO, Food and Agriculture Organization)는 여러 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 갖는 Penman-Monteith(FAO-PM) 공식을 제시하였다. 이 공식은 다양한 환경을 무시하고 기준작물인 알팔파를 기준으로하여 기준증발산량을 산정하는 식으로써 각 환경에 맞는 작물계수를 곱하여 실제 증발산을 산정한다. FAO-56 Irrigation and Drainage에서는 작물계수를 단일작물계수(Single crop coefficent)와 이중작물계수(Dual crop coefficent)를 제시하고 있다. 단일작물계수는 토양의 증발과 식생의 증산을 하나의 계수로 고려하여 나타냈으며, 이중작물계수는 기저토양의 습윤을 통한 증산뿐 아니라 다양한 영향들을 고려하여 작물계수를 나타냈다. 그 외에도 원격탐사를 통한 식생지수를 통한 작물계수를 통하여 계수를 산출하기도 한다. 현재 국토교통부 및 한국수자원조사기술원에서는 에디공분산(Eddy covariance) 방법을 통해 실제증발산량을 관측하고 있으며, 품질관리 과정에서 Kalman filter를 이용하고 시스템 모델로써 FAO-PM 방법 등을 이용하고 있다. 따라서 FAO-PM 방법의 정확성을 증대시키기 위해선 작물계수에 관한 정확성을 연구가 진행되어야 한다. 본 연구에서는 여러 방법을 통해 산출한 작물계수를 이용한 FAO-PM 방법을 통한 실제증발산과 에너지 보존 방정식에 근거한 에디공분산 방법 통해 관측된 실제증발산량과 비교를 하였다. 평가 결과는 보다 정확하고 물리적인 증발산량 산정하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

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MODIS 기반 작물 계수를 통한 가뭄 분석 가능성 (MODIS-based crop coefficient as the indicator of drought index)

  • 최민하;박종민;정재환;백종진
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.524-524
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    • 2015
  • 식물의 작물 계수는 실제 증발산량과 잠재 증발산량의 비로 정의되어지며, 이 인자는 식생의 종류, 성장 단계 및 다양한 기후 조건에 따른 작물 재배를 위한 관개에 필요한 물의 양을 예측하는데 매우 중요한 역할을 담당한다. 지점 기반의 작물계수는 다음과 같이 FAO-56 Irrigation and Drainage에서 제시한 Single 과 dual crop coefficient 접근법을 활용하여 계산되어 진다. Single crop coefficient는 하나의 계수에 지표면에서의 증발 및 식생에서의 증산에 대한 영향을 모두 고려한 접근법이며, dual crop coefficient는 지표면에서의 증발 및 식생에서의 증산에 의한 효과를 각각 상이한 계수로 정의하여 그들의 합을 통해 작물계수를 추정되어진다. 이러한 작물계수는 효율적인 수자원 관리를 위해서 광범위한 지역에 대한 작물 계수 산출 및 분석의 필요성이 대두되고 있을 뿐만 아니라, 지점 기반의 작물 계수는 공간적인 대표성을 갖지 못하기 때문에, 실제적인 적용을 위해서는 주변의 환경적 조건을 고려한 local calibration 작업이 추가적으로 수행되어야한다. 본 연구에서는 시공간적인 연속성을 가지는 인공위성을 활용하여 작물 계수를 산정하였으며, 지점 기반 작물 계수와의 비교를 통해 검증을 실시하였다. 또한, 인공위성 기반의 작물계수와 가뭄 분석에 널리 쓰이고 있는 식생상태지수 (Vegetation Condition Index) 와의 비교를 통하여 작물 계수를 통한 광범위한 지역에서의 가뭄 분석의 가능성 또한 분석하였다

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Populus alba × P. glandulosa 및 교배양친수(交配兩親樹)의 기공빈도(氣孔頻度), 기공(氣孔)크기 및 수분증산(水分蒸散)의 변이(變異)와 유전(遺傳) (Variation and Heredity of Stomatal Frequency, Stomatal Size and Transpiration in Populus alba × P. glandulosa and Its Parents)

  • 손두식;김광수
    • 한국산림과학회지
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    • 제75권1호
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    • pp.51-54
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    • 1986
  • P. alba ${\times}$ P. glandulosa는 산록부(山麓部)에서는 잘자라나 토양수분(土壤水分)이 부족한 산복(山腹) 이상(以上)에서는 잘자라지 않는 것은 수분요구도(水分要求度)가 높기 때문이다. 이와 같이 수분요구도(水分要求度)와 기공빈도(氣孔頻度), 기공(氣孔)크기 및 수분증산량(水分蒸散量)과 일치(一致)하는지를 조사(調査)하고 이러한 형질(形質)이 차대(次代)에 어느 정도 유전(遺傳)하는지를 알고저 본 시험을 실시하였다. 엽리면(葉裏面)의 기공빈도(氣孔頻度)(number/$mm^2$), 기공(氣孔)길이 및 폭과 수분증산량(水分蒸散量)($g/dm^2$)은 P. alba 는 높고 P. davidiana가 가장 낮았으며 P. alba ${\times}$ P. glandulosa 는 교배양친수(交配兩親樹)의 중간수치(中間數値)를 나타내었다. P. alba ${\times}$ P. glandulosa의 기공빈도(氣孔頻度)는 교배양친평균(交配兩親平均)인 이론치(理論値)와 일치(一致)하므로 교배양친(交配兩親)의 중간(中間)을 나타내고, 수분증산량(水分蒸散量)에서도 교배양친평균(交配兩親平均)과 P. alba ${\times}$ P. glandulosa 간에 회귀계수(回歸係數) $b_{yx}=0.97$로서 높은 회귀계수(回歸係數)를 나타내어 P. alba ${\times}$ P. glandulosa 의 수분증산량(水分蒸散量)은 교배양친수(交配兩親樹)의 중간(中間)을 나타내며 기공(氣孔)크기에서도 교배양친(交配兩親)의 중간(中間)을 나타내고 있다. 그러므로 이러한 특성(特性)은 불완전우성(不完全優性)으로 간주된다. P. alba ${\times}$ P. glandulosa와 교배양친수(交配兩親樹)에서 기공빈도(氣孔頻度), 기공(氣孔)크기 및 수분증산량(水分蒸散量)은 토양수분(土壤水分)의 요구도(要求度)와 일치(一致)함을 알 수 있었다.

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Penman-Monteith 모델에 의한 식물공장 내 상추(Lactuca sativa L.)의 증산량 예측 (Prediction of Transpiration Rate of Lettuces (Lactuca sativa L.) in Plant Factory by Penman-Monteith Model)

  • 이준우;엄정남;강우현;신종화;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.182-187
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    • 2013
  • 밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

재관수에 의한 대두의 물질생산 관련형질의 상호연관성 (Correlation among Production Traits of Soybeans according to the Re-watering)

  • 이충열;원준연
    • 생명과학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.557-562
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    • 1998
  • 토양수분이 한발상태에서 적습상태로 변동되었을 때, 콩의 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 엽내수분의 변화와 이들 형질간의 상호연관성을 구명하기 위하여 본 실험을 수행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 한발상태에서 적습상태로 토양수분 함량을 변동시켰을 때, 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 잎의 함수량은 재관수후의 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었는데, 광합성속도는 증산작용보다 빠른 회복을 보였고 품종간의 일정한 경향은 보이지 않았다. 광합성속도와 엽내수분, 기공전도도와 엽내수분 및 광합성속도와 기공전도도간에는 모두 정(正)의 상관관계가 인정되었는데, 특히 광합성속도와 엽내수분간의 상관계수가 가장 높아 양자간의 밀접한 관계를 나타내었다.

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벼 용수량계획상의 엽면증발량 및 주간수면 증발량에 관한 기초적인 연구 (Fundamental Study on the Evapo- transaration Requirements of Patty rice Plant)

  • 김철기
    • 한국농공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.1651-1660
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    • 1969
  • 벼의 생육기간(生育期間)의 엽면증발량(葉面蒸發量) 및 주간수면증발량(株間水面蒸發量)의 합리적(合理的)인 산출방법(算出方法)이 무엇인가를 발견(發見)하기 위하여 필자(筆者)의 이에대한 결과(結果)를 토태(土台)로 엽수면증발계수(葉水面蒸發係數) 주간수면계수(株間水面係數), 엽면증발율(葉面蒸發率), 주간수면증발율(株間水面蒸發率), 엽면증발율(葉面蒸發率)과 풍건생산량(風乾生産量) 관계(關係), 주간수면증발량(株間水面蒸發量)과 풍건생산량(風乾生産量)의 관계(關係), 증산비(蒸散比)에 관(關)하여 비교연구(比較硏究)한바 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 엽면적지수(葉面積指數)에 있어서 밀식구(密植區)의것은 일반적(一般的)으로 생육전반기(生育前半期)동안은 보통식구(普通植區)의 것보다 큰경향(傾向)을 갖기 때문에 엽면증발계수((葉面蒸發係數)는 밀식구(密植區)쪽이 주간수면증발계수(株間水面蒸發係數)는 보통식구(普通植區)쪽이 보다 큰 경향(傾向)을 보였다. 특(特)히 생육초기(生育初期)에는 그 도(度)가 현저(顯著)하다. 2) 엽수면증발계수(葉水面蒸發係數) 및 주간수면증발계수(株間水面蒸發係數)는 기상조건(氣象條件)이 어느정도(程度) 소거(消去)되기는 하지만 증발계기(蒸發計器)의 형식(型式)의 차이(差異) 및 벼의 번무도(繁茂度)의 차이(差異)가 상존(常存)함으로 이들 계수(係數)를 사용(使用)하여 생육기별(生育期別) 엽수면증발량(葉水面蒸發量) 및 주간수면증발량(株間水面蒸發量)을 산출(算出)한다는 것은 불합리(不合理)하다. 3) 엽면증발율(葉面蒸發率) 및 주간수면증발율(株間水面蒸發率)은 기상조건(氣象條件)이 어떻든 품종(品種)이 같고, 재식밀도(栽植密度) 및 시비관리(施肥管理)가 일정(一定)하고 병충해발생이 없는 이상(以上) 생육기별지수(生育期別指數)가 거의 일정(一定)하여 생육기별엽면증발량(生育期別葉面蒸發量) 및 주간수면증발량(株間水面蒸發量)을 산출(算出)하는데 있어서 엽수면증발계수(葉水面蒸發係數) 및 주간수면증발계수(株間水面蒸發係數)에 의(依)하는 것보다 훨신 합리적(合理的)이다. 4) 증산비(蒸散比)는 풍건물(風乾物)무게의 증대(增大)에 따라 약간감소(若干減少)하는 경향(傾向)이있고 증발(蒸發)에 관(關)한 기상요소(氣象要素)에는 거의 변동(變動)이없는 것으로 추정(推定)되며, 풍건물(風乾物)무게에 근부(根部)를 포함(包含)시킬 때 그 값은 210내외(內外)에 있을것으로 생각된다. 5) 생육기간(生育期間)의 전엽면증발량(全葉面蒸發量)은 증산비(蒸散比)에 의(依)하여 산출(算出)될 수도 있지만 그림 7 및 표(表)-10에서 보는바와같이 총풍건물(總風乾物)무게, 짚무게, 또는 조곡(粗穀)무게로부터 직접(直接) 산출(算出)함이 더욱 합리적(合理的)이고 전주간수면증발량(全株間水面蒸發量)은 그림 8 및 표(表)-12에서 보는바와 같이 짚무게로부터 산출(算出)하는 것이 가장 합리적(合理的)인 것으로 되어있다. 본(本) 시험(試驗)을 함에 있어 끊임없이 조언(助言)하여 주시고 심신양면(心身兩面)으로 협력(協力)하여주신 충북대학(忠北大學) 농공학과(農工學科) 제교수(諸敎授)에게 심심(深甚)한 감사(感謝)를 표(表)하는 바이다.

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온실 내 백다다기 오이의 생육단계에 따른 흡광계수 변화 모델 개발 (Development of a Light Extinction Coefficient Change Model according to the Growth Stage of Cucumber in a Greenhouse)

  • 전기범;신종화
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.1-7
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    • 2023
  • 시설 내 작물이 이용하는 수광특성의 이해와 지속적으로 변화하는 광환경의 추적은 광합성과 증산반응 연구에서 중요하다. 또한 재배기간 동안 작물이 생장함에 따라 광이용 형태가 지속적으로 변화한다. 따라서 본 연구에서는 작물의 생육을 반영한 흡광계수 추정 모델을 개발하였다. 흡광계수의 측정을 위하여 작물의 높이에 따라 수직으로 일사량계를 5개 설치하였으며, 작물의 전 생육기간(1-85DAT) 동안 1초 단위로 측정을 하였다. 초기, 중기, 후기 각각의 생육단계에 따라 최상단 광량과 최하단의 광량의 차이가 69%, 72%, 81%로 증가하는 경향을 보였다. LAI와 초장이 증가함에 따라 흡광계수는 감소하였으며, 지수적 감소 관계를 보였다. 두 생육지표를 모두 반영한 3차원 모델에서는 Paraboloid 식이 평균 제곱근 오차(RMSE)가 1.340으로 가장 낮았고, 결정계수(R2)는 0.968로 가장 높았다. 본 연구를 통하여 작물 재배기간 동안 보다 정확한 흡광계수를 예측할 수 있게 되었고, 이는 작물의 높이에 따른 광합성 및 증산량 예측과 분석 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.