• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.28-38
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• 2024

Phytoremediation presents a low-carbon and eco-friendly solution for heavy metal-contaminated soils, which pose great health and environmental risks to humans and ecosystems. A hydroponic culture was used to quantitatively assess the phytoremediation potential of plant species to remediate As or Cd-contaminated soil in field application. This study examined the growth, uptake, and distribution of Cd in the roots and shoots of Phalaris arundinacea and Brassica juncea in hydroponic conditions with Cd concentrations ranging from 0 to 20 mg/L for 10 days. Additionally, Aster koraiensis and Pteris multifida were cultivated in hydroponic conditions containing As concentrations ranging from 0 to 40 mg/L for 10 days. The concentrations of Cd in the above-ground part and root tissues of P. arundinacea and B. juncea reached a maximum of 147.7 and 1926.7 mg/kg-D.W.(Dry Weight), and 351.6 and 11305.5 mg/kg-D.W., respectively. Bioconcentration factor (BCF) for P. arundinacea and B. juncea were 68.9 and 122.3, respectively. Both species exhibited a translocation factor (TF) of less than 0.1, indicating their eligibility for phytostabilization. Aster koraiensis exhibited significant As accumulation of 155.1 and 1306.7 mg/kg D.W. in the above-ground part and root, respectively. However, this accumulation resulted with substantial weight loss and the manifestation of toxic symptoms. P. multifida exhibited higher accumulation of As (345.1 mg/kg-D.W.) in the fronds than in the roots (255.4 mg/kg-D.W.), corresponding to BCF values of 18.6 and 7.6, respectively, and a TF greater than 1.2. A TF value greater than 1.0 indicates that P. multifida is a viable option for phytoextraction.

• The Plant Pathology Journal
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• 제20권4호
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• pp.277-282
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• 2004

Amendments of a recirculating nutrient solution with potassium silicate were evaluated as a means to control Phytophthora capsici infections on pepper plant(Capsicum annuum L.). Supplying the solutions with 100 or 200 ppm of silicate significantly reduced motility, root decay, and yield losses attributed to infection of P. capsici. Treating inoculated plants with potassium silicate increased root dry weights and number of fruit, especially high-grade fruit. Results were slightly superior to non-inoculated controls. The two varieties, PBC 137 and PBC 602, responded similarly to the treatments. No significant differences were observed between the 100- and 200 ppm silicate treatments. Results were better when greenhouse conditions favored the spread of P. capsici. Silicon alone did not increase pepper yield, suggesting that it acts as a disease suppression agent rather than as a fertilizer, The phenomena by which silicon confers protection against P. capsici infection and disease development are not fully understood, but our results indicate that mechanisms other than a mechanical barrier to fungal penetration are involved.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권5호
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• pp.348-353
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• 2007

A solid state ion sensor module has been developed and evaluated for hydroponic nutrients analysis. The sensor module consisted of five ion-selective electrodes (ISE) fabricated by screen-printing technology. The electrochemical responses of ion sensors for nitrate, ammonium, potassium, calcium, and pH were measured with specially designed 7-channel low voltage signal transducers. The analytical characteristics of the sensors were comparable with those of conventional ISE sensors. The solid state ion sensors exhibit linear relationships over five concentration decades. Detection limit of the sensors were $5.6{\times}10^{-5}{\sim}1.6{\times}10^{-7}M$ depends on ions. Performance test results showed that relative errors of measured ion concentrations were less than 5% for $NO_3{^-},\;K^+,\;Ca^{2+}$ ion, and pH. The concentration of $NO_3{^-},\;NH_4{^+},\;K^+,\;Ca^{2+}$, and pH ion in standard solution and nutrient solutions could be determined by direct potentiometric measurements without any conditioning before measurements.

• 한국초지조사료학회지
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• 제17권4호
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• pp.345-350
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• 1997

수정된 Lincoln용액을사용하여 여러가지 목초의 상대생장율, 뿌리/지상부(RlS)비율, 상대적 뿌리 용적 및 표면적 등을 동시에 비교하기 위하여 수경재배법을 개발하였다. 수정된 Lincoln 용액에서 19가지 초종이 모두 잘 자랐으며, 뿌리특성 연구에 긴요하게 이용될 수 있었다. 상대생장율은 조사기간 동안 이상적으로 일정 값을 유지하며 같은 식물체로 성공적으로 측정할 수 있었다. Group 간과 마찬가지로 group 내에서도 초종간 RlS율에 큰 차이가 있었다. 뿌리 조직밀도는 두과목초나 herb보다 화본과에서 낮았다. 뿌리 면적지수는 화본과 목초와 herb가 높았는데 이 면적지수는 각각 다른 초종의 상대척 根界 평가에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제17권4호
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• pp.252-260
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• 2008

본 실험은 장미 식물공장에서 single-node cutting 'Versillia'의 양분흡수 특성을 구명하고 순환식 수경재배 시스템에 적합한 배양액 내 무기이온 조절방식을 구명하고자 수행하였다. 실험 기간동안 각 처리별 배양액 내 무기이온함량 변화를 살펴본 결과 EC 제어구의 경우 $NO_3$-N은 생육 후반이 되면 그 함량이 적정 범위 이상으로 증가 하였고 P와 Mg은 감소하였으며 배양액 첨가구는 전체적인 배양액 내 무기이온 함량이 증가하였다. 이에 비해 무기이온 제어구는 생육 기간동안 근권 내 적정 범위를 유지하였다. 광합성 효율을 나타내는 지표 중 하나인 Fv/Fm는 무기이온제어구와 배양액 첨가구에서 높았고 절화장, 생체중 등은 무기이온 제어구에서 높았다. 그러나 뿌리의 활성 정도를 측정해본 결과 무기이온 제어구에서 높았으나 배양액 첨 가구에서는 생육 초기에 배양액 내 pH 변화폭이 커서 가장 낮게 나타났다. 위의 결과를 종합하였을 때, 무기이온 조절(다량 미량원소 제어구와 다량원소 제어구)을 통해 배양액을 관리하는 것이 생육 전 기간 동안 근권 환경을 적절히 유지해 줄 수 있었고 이에 따라 절화 품질도 향상되므로 장미(single-node cutting) 순환식 수경재배에 적합한 근권 환경 제어방식이라고 할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.361-367
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• 2017

수경재배 시스템에 있어서 배액의 재활용은 생산비 절감 및 환경오염 방지를 위하여 중요하다. 방울토마토를 반촉성 수경재배 하면서 생육 단계별 공급액, 배액 및 잎의 무기성분 분석을 통하여 순환식 수경재배 시스템 개발을 위한 기초자료를 확보하고자 본 연구를 수행하였다. 연구목적을 달성하기 위해 주기적으로 공급액, 배액 및 식물체 잎을 채취한 후 무기물 함량을 분석하였다. 생육 초기에는 배액의 EC가 공급액과 비슷한 약 $2.0dS{\cdot}m^{-1}$였지만, 생육 후기로 갈수록 높아져 9화방 착과기에는 $4.5dS{\cdot}m^{-1}$였다. 영양생장이 왕성한 생육 초기의 pH는 6.4~6.7 범위였으나 생식생장이 강해진 생육 후기에는 5.9~6.1로 낮아지는 경향이었다. 생육 초기에는 공급액과 배액의 $NO_3-N$, P, K, Ca 및 Mg 농도가 비슷하였지만 생육 후기로 갈수록 공급액보다 배액의 농도가 높아지는 경향이었다. 생육 초기에 잎의 T-N 함량이 높았지만 후기로 갈수록 낮아지는 경향이었다. K와 Ca 함량은 생육 초기에는 낮았으나 후기로 갈수록 높았으며, P와 Mg 함량은 생육초기부터 후기까지 유사한 수준으로 분석되었다. 이상의 결과는 토마토 수경재배를 배액 재활용에 있어 무기원소 농도 변화를 교정하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권1호
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• pp.37-43
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• 2007

This study was carried out to investigate the applicability of PVC membrane-based ion-selective electrodes for macronutrients (K, Ca, and N) by measuring of potassium, calcium, nitrate ions in hydroponic nutrient solution. The capabilities of two ion-selective membranes with varying chemical compositions for each ion were evaluated in terms of sensitivity, selectivity, and lifetime to choose sensing elements suitable for measuring typical ranges of nutrient concentrations in hydroponic solutions. The selected calcium and nitrate ion-selective membranes showed effectively sensitive responses to calcium and nitrate ions with lifetimes of 25 and 15 days, respectively. The addition of a cation additive to the potassium membrane cocktail allowed its sensitivity to be increased whereas its lifetime was reduced from 30 days to 10 days.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.487-494
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• 2019

본 논문에서는 토양에 침투하는 미세먼지의 영향을 피하여 폐쇄된 공간에서 물과 배양액을 이용하는 IOT(Internet of Things) 기반의 수경재배 식물공장을 제작하고, PLC(Programmable Logic Controller) 제어 방법을 제안한다. 제작된 수경재배 식물공장은 터치스크린과 스마트폰을 통하여 산소의 농도, 양액의 농도, 온도, 습도의 정도를 모니터링 하고, 히터 및 쿨러제어, 환풍기 및 제습장치 제어, LED의 파장 등을 사용하여 식물이 적정한 환경에서 성장할 수 있도록 제어한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권6호
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• pp.420-425
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• 2010

We produced a basic system of sterilization of nutrient solution based on the characteristics of coated filter with the visible light-reactive titanium oxide photocatalyst according to the findings of the first stage. We developed a model system with a proper number and arrangement of filter elements, the visible light-reactive titanium oxide photocatalyst according to findings from the basic performance test. Main results of this study were as followers; The ceramic filters showed the best performance of sterilization of nutrient solution. The visible light-reactive titanium oxide photocatalyst sterilized more effectively the nutrient solution under the sunlight than UV light. The sterilization performance by passing repeatedly through a few filter was more efficient than that by treating simultaneously with a large number of filters. The filter with 15ppi in pore size, 20 mm in thickness, and 3 layers in titanium oxide coating was desirable in the intensity and sterilization performance.

• 생물환경조절학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-20
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• 2007

수경 재배 관련 기술개발 및 수경재배의 효율화를 위한 기초 자료 수집 측면에서 온라인 특허 검색 유료사이트(http://www2.wips.co.kr)를 이용해 1983년부터 2006년 1월까지의 수경재배와 관련된 국 내 특허출원정보를 분석하였다. 수경재배에 관련된 특허출원은 59건이 검색되었다. 특허의 내용은 수경재배 장치에 관한 것 19건(32.2%), 수경재배 자재에 관한 것 13건(22.0%), 양액의 조성에 관한 것이 11건(18.6%), 수경에 의한 재배방법에 관한 것 9건(15.3%), 수경재배배지에 관한 것 7건(11.9%) 순으로 많았다. 특정의 작물을 대상으로 한 양액의 조성 및 수경에 의한 재배방법의 대상 작물로는 토마토가 5건, 감자가 4건으로 많았다. 특허 출원시기는 전체적으로 2000년 이전에 출원된 것이 33건(55.9%)을 차지하였으며, 2000년 이전에는 양액조성과 자재와 관련된 것이 상대적으로 많았고, 2000년 이후에는 수경 재배방법과 배지에 관한 것이 상대적으로 많았다.