• 소성∙가공
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• 제32권3호
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• pp.153-159
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• 2023

This paper presents the optimal design of a heating system using radiant heating elements for application in smart farms. Smart farming, an advanced agricultural technology, is based on artificial intelligence and the internet of things and promotes crop production. Temperature and humidity regulation is critical in smart farms, and thus, a heating system is essential. Radiant heating elements are devices that generate heat using electrical energy. Among other applications, radiant heating elements are used for environmental control and heating in smart farm greenhouses. The performance of these elements is directly related to their electrical energy consumption. Therefore, achieving a balance between efficient electrical energy consumption and maximum heating performance in smart farms is crucial for the optimal design of radiant heating elements. In this study, the size, electrical energy supply, heat generation efficiency, and heating performance of radiant heating elements used in these heating systems were investigated. The effects of the size and electrical energy supply of radiant heating elements on the heating performance were experimentally analyzed. As the radiant heating element size increased, the heat generation efficiency improved, but the electrical energy consumption also increased. In addition, increasing the electrical energy supply improved both the heat generation efficiency and heating performance of the radiant heating elements. Based on these results, a method for determining the optimal size and electrical energy supply of radiant heating elements was proposed, and it reduced the electrical energy consumption while maintaining an appropriate heating performance in smart farms. These research findings are expected to contribute to energy conservation and performance improvement in smart farming.

• 농촌계획
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• 제28권4호
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• pp.19-29
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• 2022

This study aimed to estimate the impervious area rate by rural water districts in 2009 and 2021 and analyze the changes. From the EGIS(Environmental Geographic Information Service) land cover maps, the impervious areas were defined as residential, commercial, industrial, culture·sports·recreational, traffic, public facilities, and greenhouses of land cover classes. For 496 rural water districts excluding the border area with North Korea, the nationwide impervious area rate increased from 5.96% in 2009 to 7.50% in 2021. The average of the top 50 rural water districts increased from 23.4% in 2009 to 27.1% in 2021. E ven for the bottom 50 rural water districts, the average impervious area rate rose from 1.12% in 2009 to 1.40% in 2021. Rural water districts with a high impervious area rate are mainly distributed in metro cities and industrial areas. The contraries are primarily found in Gangwon, Gyeongsang, and Jeolla regions covered with forests and farmlands. Notably, the impervious area rate changed more in the neighboring rural water districts than in large cities, and the rate kept increasing slightly even in rural areas with a low impervious area rate. The findings of this study will help prepare a reasonable alternative for managing the impermeable surface of rural areas for safe and sound rural water cycle.

• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.318-327
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• 2022

BACKGROUND: The mean annual temperature of the Korean Peninsula will continue to rise due to global warming. 'Shiranuhi' mandarin-a late-harvest cultivar-is primarily cultivated in plastic greenhouses where high temperatures cannot be directly avoided. Therefore, growth and fruit quality changes under elevated temperatures must be investigated. METHODS AND RESULTS: Elevated temperatures were divided into three groups [2℃ (T-I), 4℃ (T-II), and 6℃ (T-III) above the ambient temperature] during the 2019-2020 season. Mean temperatures were 17.1℃, 18.6℃, and 20.2℃ in T-I, T-II, and T-III, respectively. The bud bursts in T-II and T-III were earlier than that in T-I at 7 days and 11 days, respectibely. And the full blooms in T-II and T-III were earlier than that in T-I at 11 days and 23 days, respectively. Fruit size significantly increased with increased temperature. The citrus color index in the coloring phase markedly differed across treatments. Further, total soluble solid and acid contents markedly changed with temperature rise but the sugar-to-acid ratio did not. Sucrose content tended to decrease with increase in temperature, but citric acid content remained unaffected. CONCLUSION(S): Elevated temperature accelerated plant growth and development but delayed rind color development in 'Shiranuhi' mandarin. Therefore, rise in ambient temperature by >4.6℃ may negatively affect yield and fruit quality.

• The Plant Pathology Journal
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• 제40권3호
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• pp.310-321
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• 2024

Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) and tomato spotted wilt virus (TSWV) are well-known examples of the begomovirus and orthotospovirus genera, respectively. These viruses cause significant economic damage to tomato crops worldwide. Weeds play an important role in the ongoing presence and spread of several plant viruses, such as TYLCV and TSWV, and are recognized as reservoirs for these infections. This work applies a comprehensive approach, encompassing field surveys and molecular techniques, to acquire an in-depth understanding of the interactions between viruses and their weed hosts. A total of 60 tomato samples exhibiting typical symptoms of TYLCV and TSWV were collected from a tomato greenhouse farm in Nonsan, South Korea. In addition, 130 samples of 16 different weed species in the immediate surroundings of the greenhouse were collected for viral detection. PCR and reverse transcription-PCR methodologies and specific primers for TYLCV and TSWV were used, which showed that 15 tomato samples were coinfected by both viruses. Interestingly, both viruses were also detected in perennial weeds, such as Rumex crispus, which highlights their function as viral reservoirs. Our study provides significant insights into the co-occurrence of TYLCV and TSWV in weed reservoirs, and their subsequent transmission under tomato greenhouse conditions. This project builds long-term strategies for integrated pest management to prevent and manage simultaneous virus outbreaks, known as twindemics, in agricultural systems.

• 한국응용곤충학회지
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• 제63권1호
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• pp.73-74
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• 2024

시설 고추 주요 해충인 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)의 방제를 위해 유기농업자재들의 단독 처리 및 종합 투입시 방제 효과를 검정하였다. 황색끈끈이롤트랩은 지제부에 설치하고, 포식성 천적(Hypoaspis miles)은 지제부에 접종하며, 식물추출물(커스터드애플시드 오일 50% + 계피 추출물 10%)은 경엽살포하는 방식으로써 각각의 단독 처리시 방제 효과는 45.3, 36.6, 50.2%였다. 한편, 3종의 유기농업자재들을 종합 투입했을 경우 고추 수확기 방제 효과가 무처리 대비 62.4~80.9%로 유지되어, 시설 고추 꽃노랑총채벌레 친환경 방제용으로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.315-321
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• 2010

시설재배는 폐쇄된 환경에서 제한적인 물관리로 인하여 작기 중에는 외부에 영향을 미치지 않으나, 작물 생산 이후 토양 중 집적된 염류를 제거하기 위해 담수처리를 하게 되는데, 이 때 토양 중 염류가 지표유출 및 용탈을 통하여 주변 수질에 영향을 직접 미치고 있어서 이에 대한 정량적인 평가를 하였다. 입지조건이 다른 두 시설재배지인 경북 상주시 서곡동에 위치한 시설하우스에서 2008년 7월 중순부터 9월 중순까지 시험 전 후의 토양 화학성, 관개량 및 관개수질, 침투수량 및 침투수질, 표면수질, 그리고 조사기간 동안 주변 하천 수질을 조사하였다. 하성평탄지에서는 담수직후의 제염률은 60.4%로 곡간지에 비해 훨씬 높았으며 76.6%까지 높아졌다가 담수 20일 후에는 66.7%이었다. 담수초기부터 곡간지의 표면수중 $NH_4$-N과 $PO_4$-P 농도가 하성평탄지보다 높았으며, 곡간지에서 담수직후와 담수종료 후의 토양깊이별 $Cl^-$과 ${SO_4}^{2-}$ 농도는 큰 차이가 있었으나, 하성평탄지에서는 토양깊이별 ${SO_4}^{2-}$ 농도만 차이가 있었다. 침투수중 $NO_3$-N 농도 변화는 곡간지에 비해 하성평탄지에서 변화의 폭이 컸으며, 시간이 경과할수록 그리고 토양이 깊어질수록 그 농도도 높았다. 또한, 곡간지와 하성평탄지에 있는 시설재배지에서 담수제염에 의한 질소와 인수지를 비교 평가해 본 결과 곡간지와 하성평탄지 모두 유입 부하량보다 유출 부하량이 많아 외부 수계의 영향을 주는 것으로 평가되었다. 특히, 곡간지에 비해 하성평탄지에서의 양분 부하량이 더 많은 것으로 평가되었는데, 곡간지에서는 지하용탈만으로 제염을 하여 지하수의 수질에 영향을 주고 하성평탄지에서는 지하용탈뿐만 아니라 지표용탈에 의한 제염으로 인해 하천수의 수질에 영향을 주는 것으로 평가되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권3호
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• pp.299-304
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• 2012

본 연구는 친환경적이며 효과적인 시설내 가루이 예방 및 방제를 위해 이류체 포그시스템을 이용하여 올레산을 분무할 때, 올레산의 적정농도를 구명하고 3회 처리시 방제가를 조사하기 위해 수행되었다. 올레산의 적정농도 실험은 부여토마토시험장 단동형 플라스틱온실에서 공시품종으로 도태랑골드를 사용하여 수행했고, 올레산의 3회 처리시 방제가에 대한 실험은 경기도농업기술원 벤로형 유리온실에서 공시품종으로 로쿠산마루를 사용하여 수행했다. 적정농도 실험은 무처리구를 대조구로 하고 올레산 2000ppm과 4000ppm을 각각 처리하고 가루이의 밀도를 조사했다. 3회 처리 실험은 화학살충제 처리와 동일하게 올레산 2000ppm을 2일 간격으로 3회 처리하고, 2일 후에 방제가를 조사했다. 이류체 포그시스템은 실험기간동안 올레산을 처리하지 않을 때에는 오전 8시부터 오후 5시까지 온도가 $25^{\circ}C$ 이상이거나 습도가 75% 이하로 내려갈 때 180초 작동 후 30초 휴식을 반복하여 작동했고, 올레산을 처리했을 때에는 오전 11시부터 오후 5시까지 동일한 조건으로 작동했다. 올레산의 농도실험에서는 2000ppm에서 81.6%, 4000ppm에서 93.6%의 방제가를 나타냈다. 즉, 농도를 높게 처리할수록 가루이의 밀도는 크게 감소했다. 올레산 3회 처리 실험에서는 2000ppm을 3회 처리했을 때, 농약등록 기준보다 높은 85.8%의 방제가를 나타냈다. 따라서 올레산을 2000ppm 이상 3회 처리하는 것이 친환경적인 가루이의 예방 및 방제에 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 농약과학회지
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• 제17권3호
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• pp.145-154
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• 2013

2009년 일본으로 수출된 착색단고추에서 flonicamid 성분이 일본 농약잔류허용기준을 초과한 사례가 발생되어 원인 구명을 위해 본 실험을 수행하였다. 농산물 중 flonicamid의 잔류분석 대상성분은 모화합물과 두 종류 대사산물 TFNG와 TFNA를 합한 값으로 표시한다. 착색단고추 중 flonicamid의 잔류특성을 밝히기 위해 재배농가 3곳을 선정하여 약제를 7일 간격 3회 살포 후 1~21일 경과시점의 잔류량을 조사하였다. 평균 잔류량은 0.176, 0.152, 0.108 mg $kg^{-1}$ 이였으며, 포장간 잔류량의 차이가 있었다. 초기 잔류량 보다 10일 이후 상대적으로 더 높은 잔류량을 유지하였으나 전반적인 잔류수준은 국내 잔류허용기준인 2.0 mg $kg^{-1}$, 2009년 기준 초과시 일본의 잔류허용기준인 0.4 mg $kg^{-1}$보다 낮음을 알 수 있었다. 살포 농도가 잔류량에 미치는 영향을 확인하기 위하여 추천 희석배수의 배량(1,500배)을 7일 간격 3회 살포한 후 total flonicamid의 잔류량을 조사하였는데 배량 살포구에서 21일차에 0.429 mg $kg^{-1}$이 검출되어 0.4 mg $kg^{-1}$을 초과하였다. 착색단고추 중 모화합물과 대사산물의 변화를 확인하기 위하여 약제 살포 후 1~49일 동안의 경시적 변화를 확인한 결과 모화합물은 1일차에 0.06 mg $kg^{-1}$으로 최고치를 보였으며 이후 지속적으로 감소되어 49일차에는 0.01 mg $kg^{-1}$ 미만이 검출된 반면 대사산물 TFNG와 TFNA는 1일차 각각 0.012, 0.007 mg $kg^{-1}$이 검출되었고 그 양은 점차 증가되어 49일차에 각각 0.163, 0.047 mg $kg^{-1}$이 검출되어 최고치를 보였다. 이는 glycine 구조를 가진 대사물 TFNG가 지속적으로 늘어나 최종 살포 후 49일 동안 열매 중 total flonicamid 잔류량이 크게 감소하지 않는 경향을 나타내었기 때문이다. 따라서 착색단고추의 flonicamid 잔류량 시험은 장기간 조사가 필요하였다.

• 원예과학기술지
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• 제29권5호
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• pp.420-432
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• 2011

방울토마토(Lycopersicon esculentum cv. Koko) 재배 온실에 피해를 주는 온실가루이 개체군(Trialeurodes vaporariorum (Westwood))의 온도 발육 모형과 암컷 성충 산란 모형을 작성하여 시설 내 대기 중 온도와 미기상 온도인 잎 뒷면 온도를 적용한 DYMEX 프로그램(호주 CSIRO에서 개발한 미리 탑재된 모듈들을 사용하는 모의 실험 프로그램)으로 밀도 변동을 모의 실험하였다. 온도에 따라 상이한 발육 기간과 산란수를 각각 표준화시킨 발육 완료 분포 모형과 연령 특이적 산란수와 생존율을 비선형 회귀 모형에 적합시켜 밀도 변동 모의 실험을 하였다. 실제 줄내림 방식의 방울 토마토에서 토마토 식물체를 3위치(상단: 지상 1.6m 이상, 중단: 지상 0.9-1.2m 사이, 하단: 지상 0.3-0.5m 사이)로 나누어 각 위치별로 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도를 기록하였다. 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도간의 상관 관계를 비선형 회귀로 적합하여, 온실 내 미기상 온도 자료를 만들었다. 온실 내 미기상 온도 자료인 잎 뒷면 최대 온도는 대기 중 최대 온도보다 항상 낮게 유지되고 있었으며, 하단, 상단, 중단의 순으로 온도가 낮아지는 현상을 보였다. 모의 실험을 위한 시기와 초기 이입 밀도의 설정은 황색 점착 트랩을 이용하여 실제 온실에서 이입되는 시기(6월초)에 유인된 암컷 성충 10마리를 사용하였다. 온실 내 대기 중 온도 자료와 잎 뒷면 온도 자료를 각각 이용하여 온실가루이 유충의 발육 모형과 성충의 산란 모형을 DYMEX 프로그램으로 모의 실험하였다. 모의 실험 결과 검증을 위해 대기 중 온도와 잎뒷면 온도를 조사한 온실에서 토마토 식물체 3위치별, 각태별 온실가루이 밀도의 육안 조사도 실시하였다. 알의 경우 크기로 인해 육안 조사 대상에서 제외되었다. 육안 조사 결과와 육안 조사 시기의 DYMEX 모의 실험 결과값을 상관 분석하였다. 육안 조사 온실가루이 밀도와 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도가 모든 발육태에서 항상 양의 상관 관계를 보였다. 육안 조사 결과 밀도 변동 패턴도 방울토마토 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도 변동 패턴과 유사하였다. 본 연구 결과 방울토마토 온실에서 온실가루이 개체군 밀도 변동의 적절한 예측을 위해서는 잎 뒷면 온도를 고려해야 하는 것으로 나타났다.

• 식물병연구
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• 제10권4호
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• pp.231-240
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• 2004

2002년 노지 및 시설재배 고추를 대상으로 전국적인 규모의 바이러스병 발생실태를 조사하였다. 시설(155시료) 및 노지포장(227시료)에서 바이러스 감염주를 채집하여 전자현미경과 RT-PCR로 분석하였다. 시설 및 노지재배 고추에서 수집한 시료에서 TMV, RMV, PVY, AMV, TSWV에 감염된 것은 없었다. 그러나 CMV, BBWV, PepMoV, PMMoV, ToMV, TMGMV는 RT-PCR에 의해 검출되었다. 시설 및 노지재배 포장에서 바이러스 발병율은 상당히 다르게 나타났다. 시설재배에서는 10%의 발병율을 보였으나, 노지재배에서는 약 30%의 발병율을 나타냈다. 복합감염율은 시설 및 노지재배에서 각각 16%와 61%로 나타났다. 시설재배에서는 PMMoV가 우점하는 것으로 보아, 바이러스에 오염된 종자와 재배지에서의 바이러스 감염잔재물이 중요한 전염원이 된 것으로 보인다. 반대로 노지재배에서는 CMV와 BBWV가 우점하였다. 이것으로 보아 바이러스를 보독한 매개충의 이동이 가장 중요한 전염원으로 나타났다. 또한 이 연구에서 BBWV2는 우리나라에서 방제해야 할 새로운 바이러스로 대두되었다. 노지 및 시설재배에서 바이러스병의 발병율과 분포의 차이로 볼 때 연작에 따른 전염원의 축적 및 분포상과 재배지로의 바이러스 보독매개충의 이동이 바이러스 발생을 결정하는 중요한 요소로 보인다. 그러므로 식물병 역학과 고추의 새로운 육종 프로그램에 대한 진전된 연구가 바이러스 병을 줄이는데 필수적일 것이다.