• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.67-76
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• 2022

본 연구는 식물공장형 아쿠아포닉 시스템(AP)에서 갯기름을 재배하여 수경재배 시스템(HP)에서 재배된 갯기름과 광합성 및 생육 특성을 비교하였다. AP 재배구는 367.5L의 사육조에 비단잉어 30마리로 10.6kg·m^-3 밀도로 사육하였으며 HP 재배구는 배양액을 EC 1.3dS·m^-1, pH 6.5로 조성하여 같은 재식 간격으로 갯기름을 정식하였다. 전 재배기간 동안 pH는 AP의 경우 7.1-4.0, HP는 7.4-4.0 수준을 보였다. AP 처리구의 pH는 NO₃-N의 증가에 따라 감소하기 시작하여 pH 5.5 이하는 15-67 DAT 기간동안 지속되었다. pH가 낮은 조건에서도 암모니아태 질소(NH₄-N)는 지속적 증가를 보였다. EC는 두 재배구에서 1.3-1.5dS·m^-1로 유지되었다. 수조액의 다량원소 농도는 K와 Mg을 제외하고 수경재배 양액 농도보다 높았다. 광합성 특성은 AP와 HP 처리간 유의차가 없었고 형광매개변수는 Fv/Fm, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, DIo/RC는 처리간 차이가 없었으나 광계 II 광화학지수인 PI_ABS가 AP 재배구에서 HP에 비해 34DAT에는 30.4%, 74DAT에는 12.0% 낮았다. 정식 후 20일 간격으로 생육 특성을 측정한 결과 두 처리간 초장, 엽장, 엽폭, 엽수 SPAD는 유의적으로 차이가 없었으나 엽병 길이가 AP 재배구에서 HP에 비해 56% 길었고 지상부 및 지하부 상대생장율, 건물중이 유의차가 없었다. 다만, 엽면적율만 AP 재배구에서 HP에 비해 36.43% 높았다. 연구결과를 종합하여 볼 때, 적정 물고기 재배밀도와 pH 수준에서 갯기름 생육과 수량은 아쿠아포닉스와 수경재배 방식 간에 차이가 없는 것으로 보이고, 아쿠아포닉스는 농업 부산물의 자원순환으로 안전한 먹거리를 생산할 수 있는 지속가능한 농업기술로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제4권1호
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• pp.50-58
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• 1995

환경변화에 따른 작물생체의 반응을 근속하고 정확히 해석하기 위하여, 로드셀과 마이크로컴퓨터를 이용하여 수경조건에서 생체중을 비파괴적으로 연속측정할 수 있는 시스템을 개발 하였다. 또한 이 시스템을 이용하여 양액의 이온농도 및 명암 조건에 따른 상추의 생장반응을 조사 하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 작물의 생체중을 비파단 연속적으로 측정할 수 있는 이 장치의 측정오차는 측정범위 0-2000g에서 0.05%인 土1.0g 이하로 나타났다. 나. 로드셀에서 출력된 지시중량은 수면위의 생체중량과 잘 일치하였다. 다. 상추의 생체중은 정식후 18일에 정식 당시에 비해서 44배 정도 증가하였고, 상대생장율은 정식후 5일까지는 미약하였으나 이후에 급격히 높아져 정식후 13일에 최대에 달하여 29.6% day$^{-1}$ 이었다. 정식후 18일간의 상대생장율은 10.7-29.6% day$^{-1}$ 범위에 있었다. 라. 양액의 무기 이온 농도에 따른 상추의 생장량은 EC 1.4-2.2mS/cm 에서 가장 높았으며, EC 0.7 이하나 2.8 이상에서는 떨어졌는데, 특히 지하부의 생장량은 2.8 이상의 고농도에서 현저히 낮았다. 마. 양액의 이온 농도에 따른 생체중량의 증가속도는 정식후 7일까지는 큰 차이가 없었으나 이후 차이가 나기 시작하여 정식후 20일에는 양액의 이온농도에 따라 큰 차이가 있었다. 사. 암흑 처리후 12시간 까지는 정상적으로 생체중이 증가 하였으며, 이후 78시간까지도 완만한 증가 양상을 나타내었으나 그 이후에는 감소하는 경향이었다. 아. 명조건에서 암조건으로 환경이 변화함에 따라 생체중량은 급격히 증가하였고 반대의 조건에서는 일시적인 생체중 감소가 있었는데, 이와 같은 양상은 생육단계, 광조사 시각 및 시간을 달리하 여도 같은 경향이었다.음은 물론 식물안정화를 위해 도입되는 식물의 생육 개선에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.서 기후인자와 인간영향을 어떻게 분리해 낼 것인지에 대한 문제점이 남는다. 예를 들어 화분분석의 경우 1차적인 환경변화에 따른 식생조성변화를 반영한다. 인간이 활발한 농경활동을 하게 되면서 주변식생을 제거하게 되고, 제거된 나대지에는 재배작물과 잡초들이 자라게 된다. 그리고 이들 화분은 주변 소택지에 퇴적물과 함께 퇴적되어 화분분석 결과 벼과(科)(Gramineae)와 문화지표수종이라 부르는 여뀌속(屬)(Persicaria), 국화과(科)(Composite), 쑥속(屬)(Artemisia), 쐐기풀속(屬)(Urtica) 등의 화분에 있어 확연한 조성변화를 보여준다. 그러나 화분을 이용한 분석은 토탄층이나 유기질 퇴적물이라는 한정된 토양에서만 분석이 가능하며, 조성변화에 있어서 역시 기후와 인간활동의 영향 모두를 반영하기 때문에 이를 구분해 주는 명확한 기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 다양한 대리자료 중 고고학 유적지에 적용 가능한 동식물 화석 및 미화석, 지리, 지질학적 자료에 어떠한 것들을 적용할 수 있는지를 살피고, 몇 가지 대리자료를 중심으로 선사인의 농경활동에 대해 살펴보고자 한다.avascular injection of the iodinated contrast materials.석 시기중 성공적인 착상성공율은 56%(71/126)였다..8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들

• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.322-326
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• 2012

최근 식물공장에 대한 연구가 활성화 되면서 식물공장내 인공광을 이용한 쌈채소 재배가 점점 늘어나고 있다. 특히 쌈채소를 좋아하는 우리나라에서는 그 소비량이 매년 증가하고 있으며, 토양재배보다는 수경재배로 생산한 엽채류를 좋아하기 때문에 식물공장 시설을 이용하여 수경재배로 쌈채소를 생산하면 그 효과가 크리라 생각된다. 따라서 본 실험은 식물공장내에서 쌈채소로 많이 이용되고 있는 적겨자와 청경채를 대상으로 양액농도별 수량과 비타민 함량의 차이를 분석하기 위하여 실시하였다. 그 결과, 적겨자와 청경채 모두 초장은 EC에 따른 유의성은 없었고, 엽수는 적겨자의 경우 EC 가 높아질수록 감소하는 경향을 보였으나 청경채의 경우는 유의성이 없었다. 청경채의 경우 EC가 높아질수록 엽면적이 현저하게 증가하였고, 생체중은 두 작물 모두 EC가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 광합성 능력은 적겨자의 경우 뚜렷한 경향을 보이지 않았으나 청경채는 EC가 높을 때 높은 경향을 보였다. Ascorbic acid 함량은 적겨자의 경우에 EC가 낮을수록 높게 나왔고, 청경채의 경우에는 EC $2.0dS{\cdot}m^{-1}$ 처리구에서 가장 높았고, 1.5, $2.5dS{\cdot}m^{-1}$ 처리구 순이었다. 이상의 결과를 종합해 보면, 인공광 이용형 식물공장에서 적겨자와 청경채를 생산하고자 할 때에는 양액농도를 $2.0{\sim}2.5dS{\cdot}m^{-1}$로 관리하는 것이 생체중과 Ascorbic acid 함량을 고려해볼 때 가장 적절한 양액 농도 관리 방법이라고 생각된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.163-169
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• 2022

본 연구는 딸기재배시 전용 고설베드를 사용하지 않고, 일반 수경재배 시설을 이용하여 코이어 배지를 베드에 올려 재배하는 방법을 구명하기 위해서 실시하였다. 토마토나 파프리카를 재배하는 시설재배 베드에 코이어의 칩과 더스트 비율이 5:5인 코이어 배지 1겹처리(높이 10cm; A), 2겹으로 쌓은 처리(높이 20cm; B), 코이어의 칩과 더스트 비율이 7:3인 코이어 배지 1겹처리(높이 15cm; C)와 대조구로는 딸기 전용 플라스틱 화분(Control) 처리구로 하였다. 생육특성은 코이어 배지 높이별로는 유의성이 없었고, 플라스틱 화분에서 재배한 것이 작은 경향을 보였다. 딸기 잎의 광합성율은 처리별로 14.68-15.76µmol CO₂·m^-2·s^-1로 통계적인 유의성은 없었고, 뿌리의 근활력은 배지 용량이 컸던 C와 B 처리구가 A 처리구와 대조구보다는 높은 것으로 나타났다. 과장과 과폭은 각각4.04-4.13cm와 3.26-3.34cm로 통계적인 유의성이 없었고, 과장과 과폭 비율은 대조구가 1.27로 A-C 처리구의 1.23-1.24보다 뾰쪽한 형태이었다. 딸기 1주당 수확과수는 C 처리구가 4.4개로 가장 적었고, 대조구, A, B 처리구의 6.2-6.5개로 처리간 유의성은 없었다. 상품수량 과수는 A 처리구가 74개로 가장 많았고, C 처리구가 53개로 가장 적었으며, 1주당 수량은 A 처리구가 72.38g으로 가장 컸고, C 처리구가 48.69g으로 가장 작았다. 이와 같은 결과는 딸기재배 시 전용재배 시설을 설치하지 않고, 기존의 토마토나 파프리카 수경재배 시설에서 코이어 배지를 활용하여 딸기재배를 할 수 있다는 것을 나타낸다. 다만 C 처리구에서 수량이 감소한 것은 칩과 더스트 비율이 7:3으로, A와 B 처리구의 칩과 더스트 비율이 5:5와 다른 것이 원인으로 추정되며 칩과 더스트 비율에 따른 추가 연구가 필요하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권2호
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• pp.122-131
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• 2023

본 연구는 식물공장형 아쿠아포닉스 시스템에서 배지 종류에 따른 딸기 잎의 무기이온 함량과 생육 특성을 관찰하고자 수행되었다. 양어는 비단잉어(Cyprinus carpio) 12마리(총어체중, 2.0kg)를 수조(W 0.7m × L 1.5m × H 0.45m, 472.5L)에 367.5L 물을 채운 후 입식하였고 5.44kg·m^-3 밀도로 사육하고 딸기 모종 34개체는 시스템 상단의 재배 베드(W 0.7m × L 1.5m × H 0.22m)에 구멍을 낸 아크릴판(140×60mm, Ø80)을 설치하고 난석, 하이드로볼 그리고 폴리우레탄 스폰지를 채운 네트포트에 정식하였다. 재배기간 동안 수조액의 pH는 4.9-7.6, EC는 0.24-0.91dS·m^-1 범위를 보였다. 수조액의 NO_3-N은 수경재배 표준 배양액보다 약28% 낮고 K, Fe, B은 각각10배, 27배, 3.8배 낮았으나 딸기 잎의 무기이온 함량은 적정 수준을 보였으며 스펀지 처리구에서 난석과 하이드로볼 처리구보다 낮았다. 수조액 슬러지의 유기물 함량(OM), 질소(N), 인(P), 칼륨(K)의 함량이 각각61.5, 5.72, 8.92, 0.24%였다. 정식 후 81DAT에 측정된 엽면적, 엽수, 지상부 생체중과 건물중은 하이드로볼 처리에서 유의적으로 높았고, 개체당평균 과실수는 난석과 하이드로볼에서 스펀지보다 유의적으로 많았지만 과실 생체중과 건물중은 처리별 유의차가 없었다. 본 연구의 결과를 종합해보면, 아쿠아포닉 시스템에서 난석이나 하이드로볼 배지는 폴리우레탄 스펀지보다 수조액의 슬러지 비료성분을 가용화하는 데 효율적인 것으로 판단된다.

• 원예과학기술지
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• 제33권3호
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• pp.303-308
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• 2015

쌈채소는 웰빙시대의 도래와 더불어 식생활에서 큰 변화를 주었고, 소비량이 계속적으로 증가하고 있다. 지금까지 국내에서는 배추, 상추 등 일부 채소 작물에 대한 쌈문화가 발달해 왔지만 최근 들어 다양한 종류의 쌈채소와 재배기술에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구는 인공 광원으로 형광등을 이용하여 식물공장내에서 비트와 쌈추의 수량과 품질을 향상시키고자 수행하였다. 처리는 식물공장내 식물체로부터 30cm 위치에 자동센서를 설치하여 온도가 20, 25, $30^{\circ}C$가 유지 되도록 하였고, 광량은 $200{\mu}mol{\pm}20{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 고정하고 일장은 주야간이 12/12hr, 상대 습도 50-80%로 하였다. 모든 처리구의 근권부 전기전도도(EC)는 $2.0dS{\cdot}m^{-1}$로 공급하였으며 재배기간 pH는 6.1-7.2로 유지되었다. 그 결과 비트의 초장과 엽면적은 온도가 높았던 $25^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$ 처리구가 $20^{\circ}C$ 처리구보다 높았고, 쌈추의 경우도 온도가 높았던 처리구에서 초장, 엽면적, 생체중 및 건물중이 유의적으로 높았다. 식물체 잎의 총 페놀 함량은 비트의 경우, $20^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$ 처리구가 각각 42.4와 $46.9mg{\cdot}g^{-1}DW$로 $30^{\circ}C$ 처리구의 $22.4mg{\cdot}g^{-1}DW$보다 2배이상 높았고, 쌈추의 경우도 $20^{\circ}C$ 처리구가 $79.2mg{\cdot}g^{-1}DW$로 가장 높았고, $30^{\circ}C$ 처리구가 $53.7mg{\cdot}g^{-1}DW$로 가장 낮아 두 작물 모두 온도가 낮았던 $20^{\circ}C$ 처리구가 높은 경향을 보였다. 또한 식물체 잎의 총 플라보노이드 함량은 두 작물 모두 총 페놀 함량과 비슷한 경향으로 온도가 낮은 $20^{\circ}C$ 처리구에서 높은 것으로 나타났다. 따라서 인공광 이용형 식물공장에서 생육과 기능성 물질 함량은 반비례 관계를 나타내고 있어 기능성 물질 함량이 높은 비트와 쌈추를 생산하고자 할 때에는 생육 온도를 $20^{\circ}C$ 정도로 관리하는 것이 적절할 것으로 판단된다. 그러나 향후 생육 단계에 따른 변온관리 방법, LED와 형광등 병용이용 시스템 적용 등으로 수량성에 대한 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제41권4호
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• pp.321-326
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• 2014

본 연구는 당귀의 대량생산 시스템에 적합한 재배 방식을 선정하기 위하여 담액경, 배지경, 분무경 재배 시스템에 대한 비교 평가와 당귀의 엽단위 광합성 특성을 분석하여 대량생산 시스템에서의 최적환경 조건 구명을 위하여 수행되었다. 참당귀 '만추'를 파종하여 암상태에서 발아 시킨 후에 기온 $18-22^{\circ}C$, 상대습도 50-70%, PPFD $120{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 조건으로 3주간 육묘하였다. 본엽 4매가 출현하는 시기에 담액경, 배지경, 분무경의 3개의 처리구에 각각 16주씩(총 48주) 이식하였으며 PPFD는 광원 20 cm 아래에서 $150{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, 온도 $20/23{\pm}1^{\circ}C$, 상대습도 50-70% 조건으로 11주간 재배하였다. 11주째에 생육조사를 실시하였으며, 당귀의 환경조건에 대한 광합성 특성을 살펴보고자, $CO_2$농도, 온도, PPFD 값에 따른 광합성특성을 휴대용 광합성 측정기를 이용하여 측정하였다. 배지경재배에서 당귀의 생체중과 건물중이 담액경 재배와 비교하여 유의적인 증가를 나타내었으며, 분무경 재배와는 유의적 차이가 발생되지 않았다. 광합성 특성으로 PPFD 값이 $50-200{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 증가할 때 광합성 값이 급상승하는 경향을 나타내면서 $800-1600{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 사이에서 광포화점이 있을 것으로 추정되었다. $CO_2$ 포화점은 $1000-1200{\mu}mol\;mol^{-1}$에 존재하는 것으로 관찰되었으며, 온도가 $16-26^{\circ}C$로 증가할 때, 실제 광합성 값은 거의 영향을 받지 않았다. 결과적으로 당귀를 수경재배 기술을 이용한 대량 생산 시스템에 도입할 경우 분무경 재배 시스템에 PPFD는 $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, $CO_2$ 농도는 약 $1000{\mu}mol\;mol^{-1}$ 이하에서, 온도는 $20{\pm}3^{\circ}C$ 조건에서 광합성 환경을 조성해 주거나 환경제어를 유지하면 당귀 대량생산 시스템의 최적 조건을 구현하여 높은 생산성을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.248-255
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• 2013

본 연구는 토마토 수경재배에서 Frequency Domain Reflectometry(FDR) 센서를 활용한 무배액 시스템에 적합한 코이어 배지의 chip과 dust 비율을 구명하기 위한 기초 실험으로 chip 함량에 따른 일일 급액량, 배액량, 배지의 용적당 수분함량 및 전기전도도, 식물생육, 과실 수량과 수분이용효율 측정을 목적으로 수행되었다. 시판 코이어 슬라브 중 chip과 dust 부피비율이 0 : 100%, 30 : 70%, 50 : 50%, 70 : 30%인 것과 대조구로 시판 rockwool 배지와 2층 슬라브, 즉 1층에 chip함량과 2층에 dust함량이 15 : 85%, 25 : 75%, 35 : 65%인 것을 사용하여 실험하였다. 실험에 사용된 배지 중 0 : 100%와 rockwool 배지는 전 생육기간 동안 배액이 배출되지 않았고 나머지 모든 배지에서도 극소량의 배액이 배출되었다. 일일 평균 급액량은 시판 슬라브와 2층 슬라브 배지 모두에서 chip 함량에 따라 다르게 나타났다. 식물 생육, 상품과 수량 및 수분이용효율은 chip과 dust의 비율이 0 : 100%인 시판 슬라브에서 가장 높게 나타났다. 따라서, FDR센서에 의한 자동급액 방식으로 토마토 작물을 재배 할 때 chip과 dust 부피비율이 0 : 100%인 코이어 배지를 사용할 경우 식물이 더욱 효과적으로 수분을 이용하여 생산량이 증가되면서도 배액을 최소화하거나 배액을 창출하지 않아 환경오염을 감소시킬 수 있다. FDR 센서에 의해 자동 급액되는 시스템에서 1회 급액량과 급액간격 기능을 생육단계별로 조정하여 배지의 물리성에 따른 급액 일정에 대한 세밀한 실험이 앞으로 수행될 계획이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권3호
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• pp.153-160
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• 2015

본 연구는 환경오염과 양수분 손실을 주는 비순환식 수경재배에 FDR센서를 이용한 자동관수시스템을 적용할 때 관수효율을 높이기 위한 최적의 최소대기시간을 설정하고자 수행되었다. 실험은 가을과 겨울철에 봄과 여름철에 두 번 수행하였고 가을과 겨울철에는 3분 급액과 최소대기시간을 5분으로 한 3R5F 처리구, 3분 급액과 최소대기시간을 10분으로 한 3R10F 처리구, 5분 급액과 최소대기시간을 15분으로 한 5R15F 처리구를 설정하여 실험하였고 봄과 여름철에는 3분 급액과 최소대기시간을 5분으로 한 3R5F 처리구, 3분 급액과 최소 대기시간을 10분으로 한 3R10F 처리구를 설정하여 실험하였다. 3분 급액은 주당 60mL, 5분 급액은 주당 80mL가 공급되었다. 가을과 겨울철 재배에서 정식 후 62일 까지 주당 급액량은 3R5F (858mL) > 5R15F (409mL) > 3R10F (306mL) 처리 순으로 나타났고 배액률은 3R5F (44%) > 5R15F (23%) > 3R10F (14%) 순으로 나타났다. 정식 후 62일부터 102일 까지는 일일 주당 급액량이 5R15F (888mL)> 3R5F (695mL)> 3R10F (524mL) 순으로 나타났고 이 시기에 배액률은 5R15F에서 가장 높았다. 봄과 여름재배에서는 일일 주당 급액량과 배액율이 3R5F 처리구에서 3R10F 처리구보다 높았다. 두 재배 모두에서 수분이용효율 (WUE)은 3R10F 처리에서 높았다. 따라서 FDR 센서를 활용한 자동화 관수 시스템에서 관수효율을 높이기 위한 최소대기시간은 10분으로 고찰된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.464-472
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• 2020

본 연구에서는 플라즈마 발생장치를 수경재배 시스템과 결합하여 재배 기간 동안 처리 시 상추의 생육 및 기능성 물질 함량 변화를 살펴보기 위해 실시하였다. 3주 동안 육묘하여 균일한 크기의 상추 묘를 semi-DFT에 정식하였으며, 플라즈마 공정 장치를 결합하여 4주 동안 8시간 주기로 1시간씩 수중에서 간헐적으로 작동시켰다. 양액(대조구), 플라즈마 활성수(4.2kV, 5.7kV)를 사용하여 온실에서 재배하였으며 이후 수확하여 생육조사 및 기능성 물질 분석을 실시하였다. 플라즈마 활성수 처리 기간 동안 발생되는 활성산소종 중에서 O₃로 인하여 플라즈마 발생 장치에 근접한 개체일수록갈색 반점 및 괴사현상이 나타났으며, 생육조사를 실시한 결과 유의적 차이가 나타나지 않았다. 기능성 물질 분석 결과 상추 지상부의 rutin과 총 페놀 함량은 플라즈마수보다 높았지만, epicatechin의 경우 플라즈마수 처리에서 함량이 더 많았다. 근권부에서 측정된 이차대사산물인 rutin, epicatechin, quercetin 및 총 페놀 함량은 대조구보다 플라즈마수 처리구에서 유의하게 높았다. 이러한 결과는 플라즈마수 처리 시간동안 수중에 오존과 같은 활성산소종으로 인해 지상부 생육이 잘 이루어지지 못했으나, 근권 영역에서는 이차대사산물이 크게 증가하였다. 향후 간헐적인 플라즈마 활성수 생성에 따른 생리 장해를 극복하고 뿌리채소의 수경재배 시스템에 적용하여 이차대사산물을 증가시키기 위한 본 기술의 도입이 필요하다.