• 한국습지학회지
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• 제25권1호
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• pp.35-47
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• 2023

한국 시설원예 농업과 수경(양액)재배 방식은 증가하는 추세로 발생되는 배액(폐양액)의 관리 필요성이 확대되고 있다. 본 연구에서는 배출되는 폐양액의 비료 성분 양을 가격으로 평가하여 수처리비용 절감과 비료성분 재활용이라는 두가지 측면에서 기술개발과 활용 가능성을 알아보았다. 연구는 배출 배액의 수질환경 특성을 분석한 선행연구에서 제시한 분석결과를 바탕으로 비료성분의 유실 경제성을 평가하는 것으로 배출되는 배액의 총 배출량은 연간 259.7L·m2·^-1을 적용하여 분석에 사용하였다. 토마토, 파프리카, 오이, 딸기 등 작물별 배액(폐양액)의 주요 수질 분석 결과를 바탕으로 평가하였으며, 인(P) 성분의 경우 인산(P₂O₅)의 양으로 환산하여 분석되었다. 질소(N)의 양은 토마토 1145.90kg·ha^-1, 파프리카 920.43kg·ha^-1, 오이 804.16kg·ha^-1, 딸기가 405.83kg·ha^-1로 평가되고 P₂O₅의 비료성분은 파프리카 830.65kg·ha^-1, 토마토 622.32kg·ha^-1, 오이 477.67kg·ha^-1, 딸기 240.9·ha^-1의 양만큼 배출하는 것으로 계산할 수 있다. 이 외에도 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)을 비롯해 철(Fe), 망간(Mn) 등 미량원소도 배출되는 것으로 분석되었다. 시중판매 비료가격을 기준으로 평균하여 계산한 항목별 kg당 가격은 질소(N) 860.7원, 인(P) 2,378.2원, 칼륨(K) 2,121.7원, 칼슘(Ca) 981.2원, 마그네슘(Mg) 1,036.3원, 철(Fe) 126,076.9원, 망간(Mn) 6,232.1원, 아연(Zn) 15,825.0원, 구리(Cu) 31,362.0원, 붕소(B) 4,238.0원, 몰리브덴(Mo) 149,041.7원으로 평가할 수 있다. 시중판매 비료가격을 기준으로 평균하여 계산한 항목별 kg당 가격과 앞서 분석한 작물별 폐양액의 농도, 수경재배의 평균적인 연간배출량 등을 종합적으로 고려하여 연간 유실되는 작물별 비료 유실액을 산출하였다. 분석결과 토마토의 경우 6,995,622.3원, 파프리카는 7,384,923.8원, 오이는 5,091,607.9원의, 딸기는 2,429,290.6원으로 평가되어 수경재배 4가지 작물 평균은 1ha 재배면적 기준 5,475,361.1원의 비료성분 유실이 확인되었다. 수경재배 배액을 하천으로 유출시켜 오염원으로 처리하는것 보다 배출 전 자체 처리 또는 타작물 활용을 통해 관리한다면 수처리 비용 절감과 더불어 가치있는 재이용 가능한 비료성분이 될 수 있다고 기대하였다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제36권4호
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• pp.425-429
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• 2012

In this study, hydroponically-cultivated ginseng leaves, fruits, and roots were respectively extracted with ethanol. The contents of 12 ginsenosides and three phenolics in the extracts were quantitatively analyzed and the free radical scavenging activities were measured and compared. Hydroponically-cultivated ginseng leaves contained higher levels of gensenosides (Rg1, Rg2+Rh1, Rd, and Rg3) and p-coumaric acid than the other parts of the ginseng plants. The 2,2'-azino-di-(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid radical scavenging activities of leaves were also the highest. Accordingly, hydroponically-grown ginseng leaves were shown to hold promise for use as an environmentally-friendly natural anti-oxidant.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.322-326
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• 2006

딸기의 백납과를 유발하는 것으로 추정되는 몇 가지 요인 중에서 규소가 백납과의 발생에 미치는 영향을 검토하였다. 배양액 내에 규소를 첨가하면 약 1개월 후부터 백납과가 발생하였는데 potassium silicate ($K_2SiO_4$) $200mL{\cdot}L^{-1}$ 처리에서는 최고 90%이상의 백납과 발생율을 나타내었다. 배양액에 규소를 제거하면 약 7$\sim$8주 후에 백납과의 발생이 중단되었으나 potassium silicate($K_2SiO_4$)의 $200mL{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 가장 늦게까지 발생이 지속되었다. 과실의 길이는 대조구에 비해 규소 처리구에서 약간 길었으며, 과경과 과중은 고농도의 규소 처리구에서 감소하는 경향을 나타내었다. 과실내의 가용성 고형물과 과실수, 주당 수확량은 처리 간에 차이가 없었다. 백납과의 발생비율은 규소의 농도가 높을수록 현저하게 증가하였다. 본 실험의 결과에서 왕겨배지를 사용하는 수경재배의 백납과 발생은 왕겨에서 유출된 규소의 영향인 것으로 밝혀졌다. 이 결과는 수경재배농가의 백납과 발생 방지에 유효한 정보로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제55권4호
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• pp.489-494
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• 2016

2012년부터 2013년까지 2년에 걸쳐 남원과 합천의 수경재배 딸기에서 포식성 응애 아큐레이퍼응애를 배지에 방사하여 작은뿌리파리의 밀도억제 효과를 조사하였다. 수경재배 딸기에서 아큐레이퍼응애를 $m^2$당 60.6마리를 3회~4회 방사한 결과 아큐레이퍼응애 방사구에서는 작은 뿌리파리의 밀도억제 효과도 높았고 작은뿌리파리 유충에 의한 시들음 증상이나 고사되는 딸기의 피해도 줄었는데 무처리구 보다 7.4~10.4%의 피해율이 감소되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.376-378
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• 2021

세계기상기구가 발표한 2020년 글로벌 기후 보고서에 따르면, 2019년 지구의 평균 온도는 산업화 이전인 1850년에서 1900년사이에 측정된 온도보다 평균 1.1℃ 높게 측정되었다. 평균온도의 변화는 기온 상승이 식물 분포에 미치는 영향과 취약성 분석 논문의 따르면 평균온도의 상승시 식물의 분포되는 지역의 변화가 있다는 것을 알 수 있다. 본 논문에서는 이러한 환경 변화에 대응하기 위해, 아두이노와 센서를 사용하여 간헐흐름식 수경재배 스마트팜을 제작하고, PC와 어플리케이션을 통하여 제어하는 방법을 제안한다. 제작된 수경재배 스마트팜은 농장의 온습도, 양액의 ph농도, 조도, 수질의 정도를 파악하고, 양액의 양과 보충 필요 농도 확인, 조도의 따른 생장 LED 제어, 센서의 상태를 파악하여 농장의 전체적인 관리와, 식물의 모종 옮겨심기 이후의 적절한 환경에서 성장할 수 있도록 제어한다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.251-259
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• 2018

스마트온실에서 사용하고 있는 다양한 종류의 수경배양액 관리와 관련하여 ICT 기술을 활용한 작물생육 기반 배양액 제어시스템 개발을 위하여, 본 연구에서는 작물 생육단계별 시용배양액의 성분변화를 모니터링하고 이들 실측 데이터를 바탕으로 한 클라우드 기반 데이터 분석시스템을 설계하였다. 수집한 데이터 분석 및 시스템 구축을 위하여 인공광 스마트 온실에서 사용하는 관행의 무기 배양액, 기존 액비 및 폐기 농업부산물 유래 제조액비 등 수종의 배양액을 공시하였으며, 수경재배 작물 생육단계별 시용 배양액내 성분 변화패턴을 모니터링하였다. 발색법에 의한 흡광광도법을 활용하여 $NH_3-N$, $NO_3-N$, $NO_2-N$, $SiO_2$, $PO_4^{3-}$ 및 Cu 등 총 9종의 성분농도 변화를 산출하고 작물의 기초 생육량을 조사하였다. 각 작물의 기초 생육량 데이터는 오픈스택 클라우드 시스템에서 생성된 가상머신(Virtual machine)에 관계형 데이터베이스를 구축하여 수집 항목별로 분류 저장하였다. 저장된 작물별 배양액의 성분변화와 생육량 데이터는 노드제이에스(Node. js) 웹 프레임워크(Framework)를 통해 매주 수집된 데이터를 가시화하여 제공한다. 클라우드 기반 데이터베이스를 구축을 통하여 배양액 성분 실측치 비교와 작물 생육상황은 사용자 스마트 디바이스(Smart devices)를 활용, 작물종과 배양액 성분을 순차적 선택하고, 각 데이터의 비교 및 분석을 시계열 그래프로 실험 결과를 가시화할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 클라우드 기반 데이터 분석시스템 스마트온실내 수경배양액 성분변화 및 재배 작물의 생육을 정기적으로 모니터링한 실측치를 기반으로 데이터베이스를 구축한 것으로 시설재배지나 인공광 스마트온실 등 다양한 농업현장에서 생육관리를 위하여 활용할 수 있다.

• 원예과학기술지
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• 제17권2호
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• pp.115-117
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• 1999

완숙계 대과종 토마토를 공시 재료로 재배시기와 재배방식을 달리하여 생육 및 수량, 품질 및 저장성 등을 비교 조사하고자 하였다. 토마토는 재배방식에 따른 생육 및 수량의 차이를 나타내지 않았으나 재배시기에 따라서는 여름재배에서 작물의 생육이 왕성하였고 주당 수량도 여름재배에서 많았다. 토마토 과실의 수분함량은 재배방식의 차이보다는 재배시기에 따른 차이가 커 여름 수확과의 수분함량이 봄 수확과 보다 높은 수치를 보여주었다. 토마토 과실의 경도는 재배방식간에는 차이가 없거나 적은 반면 재배시기에 따라서는 약간의 유의성이 있는 차이를 보였는데 봄 수확과에 비해 여름 수확과에서 경도가 높았다. 토마토의 전당, 포도당, 과당 함량 등은 모두 여름 수확과에 비해 봄 수확과에서 높았고 재배방식별로는 유의성 있는 차이를 보여주지 않았다. 토마토 과실의 실온저장시 수분손실량은 양액재배 수확과가 적었고, 수확기에 따라서는 여름 수확과가 적었다. 실온에서 녹숙과의 과피 변색은 봄보다는 여름수확 과실이, 토양보다는 양액재배 과실이 빠르게 진행되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권1호
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• pp.7-12
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• 2017

본 실험은 순환식 수경재배에서 배액 재사용율이 여름 파프리카의 생육 및 착과에 미치는 영향을 분석하기 위해 수행되었다. 시험구는 비순환식 수경재배를 대조구로 하여 폐양액의 혼합비율을 0, 20, 30, 50%로 처리하여 2015년 3월부터 9월까지 25주간 실시되었다. 실험결과 경경은 생육 초기인 1, 2그룹시에는 시험구간 차이를 보였지만 3그룹이상 진전될수록 차이가 나타나지 않았다. 엽면적은 배액 혼합율이 많을수록 작아지는 경향을 보였다. 생육 마디수는 50% 재사용 시험구가 대조구에 비해 1.4마디 적었지만 유의적인 차이를 보이지 않았다. 수확마디수는 대조구가 11.1마디, 50% 재사용 시험구가 8.7마디로 유의적인 차이를 보이며 배액을 재사용 할수록 수확마디가 적어지는 경향을 나타내었다. 수확율 역시 수확마디와 동일한 경향을 보이며 대조구가 33.2%로 가장 높았고 50% 재사용 시험구가 27.6%로 가장 낮았다. 상대적 생산량은 1그룹에서 대조구를 기준으로 30%, 35%, 45%의 생산량이 감소하였고 이러한 경향은 2그룹과 4그룹에서도 나타났다. 하지만 3, 5그룹에서는 50% 시험구의 생산량이 13%, 5% 증가하였다. 비상품과의 비율은 0%, 20%, 30%, 50% 재사용 시험구에서 각각 2%, 4%, 4%, 7%로 재사용율이 높을수록 증가하는 경향을 보였다. 결론적으로 초기 생육의 저하로 인한 생산량 감소를 유의하여 관리한다면 중기생육 이후부터는 무기이온의 불균형이 발생하여도 작물생육이 안정기에 접어들어 재사용으로 인한 생육 및 수량 감소를 우려하지 않아도 될 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권3호
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• pp.155-159
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• 2005

가을철 수경재배에 알맞은 품종을 선발하기 위해 19개 품종을 대상으로 선발 실험을 하였고 그 중 가장 우수한 '아트라스'를 대상으로 생육 및 수량 실험을 수행하였다. 선발 실험결과 직립형태이면서 발아율 $90{\%}$이상, 초장이 25cm 내외인 '아트라스'와 '딤플'이 가장 좋았고, 발아율은 다소 떨어지지만 '마호로바'도 비교적 우수한 생육을 보여 수출용 품종으로 적합하였고, 직립형태 중 초장이 20cm 정도인 '프리미엄'과 '플라톤' 품종은 내수용으로 적합한 품종으로 생각되었다. 정식시 재식거리를 $12{\times}9$ cm, $12{\times}11$ cm, $12{\times}13$ cm, $12{\times}15$ cm로 하여 '아트라스'를 재배한 결과 초장 등 엽 생육은 처리간 유의성은 없었다. 재식거리에 따른 초장의 차이는 $12{\times}11$ cm가 24.1 cm, $12{\times}13$ cm가 21.5cm, $12{\times}15$ cm가 21.2cm에 비해 재식거리가 넓어짐에 따라 감소되었다. 한편 지상부의 생체중은 재식거리가 넓어질수록 증가되었으며, 1개체의 무게는 $12{\times}9$ cm의 7.3g에 비해 $12{\times}11$ cm, $12{\times}13$ cm, $12{\times}15$ cm이 각각 10.7g으로 $46{\%}$ 컸으며, 정식 1홀당 생체중도 재식거리가 넓을수록 증가되어 $12{\times}9$ cm의 20.2g에 비해 $12{\times}11$ cm에서 33.8g, $12{\times}13$ cm에서 29.7g, $12{\times}15$ cm에서 26.9g으로 각각 $67{\~}33\%$ 증가되어 수량에 영향을 미쳤다. 수량은 $12{\times}11$ cm가 $14,890kg{\cdot}ha^{-1}$으로 $12{\times}9$cm의 $8,900kg{\cdot}ha^{-1}$에 비해 $67{\%}$증가되었다. 따라서 가을철 시금치 수경 재배시 안정 생산을 위한 재식거리는 $12{\times}11$ cm라고 생각되어 진다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권2호
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• pp.89-96
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• 2023

본 연구는 송풍 덕트을 이용하여 고온기 냉방과 수직·수경재배 시 잎의 엽령별 광합성능력과 착과 절위별 과실 특성을 분석하여 새로운 재배법 개발에 활용하고자 하였다. 참외 잎의 엽령은 3일 간격으로 광합성능력을 측정하였고, 착과 절위는 아들덩굴 5마디 이하에서 발생되는 손자덩굴을 모두 제거하는 처리(대조구), 아들덩굴 1마디에서 발생되는 손자덩굴에 착과 처리(저절위)를 하였다. 수직재배 시 줄기 유인을 아래에서 위로 유인하는 처리(상향), 위에서 아래로 유인하는 처리(하향)로 하였다. 광합성속도는 잎 전개 후부터 꾸준하게 증가하여 10일에 20.8μmol CO₂·m^-2·s^-1이었고, 19일에 21.3μmol CO₂·m^-2·s^-1로 조금씩 높아지더니, 32일에 23.4μmol CO₂·m^-2·s^-1로 높았다. 그 이후 38일에는 16.8μmol CO₂·m^-2·s^-1 낮아지고, 47일에는 7.6μmol CO₂·m^-2·s^-1로 크게 낮아졌다. 착과 절위별 과실 특성은 저절위(상향), 저절위(하향), 대조구(상향), 대조구(하향)의 과장은 12.6-13.4cm로 유의성이 있었으며, 과폭은 7.9-8.6cm으로 유의성이 없었다. 과중은 저절위(상향)과 대조구(하향)에 비교하여 저절위(하향) 535.8g과 대조구(상향) 503.8g으로 유의성이 높았다. 당도는 12.9-15.7°Brix로 저절위(상향)과 대조구(하향)의 유의성이 저절위(상향)과 대조구(하향) 보다 높았다. 참외 고온기 수직·수경재배 시 참외 잎의 광합성능력은 잎 전개 후 32일까지는 좋지만, 그 이후에는 속도가 떨어지는 것으로 나타났다. 과실품질은 저절위 착과 시에도 과실비대와 당도가 떨어지지 않기 때문에 저절위에 착과하여 참외을 재배할 수 있음을 확인하였다. 본연구결과는 참외의 고온기 수직·수경재배법 개발에 저절위 착과와 적엽에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.