• Journal of Biosystems Engineering
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• 제22권4호
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• pp.469-478
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• 1997

This study was conducted to develop an automatic nutrient-solution mixing system for small-scale sewers. The nutrient-solution mixing system consisted of a low-cost and precise metering device and data acquisition ＆ control system with a personal computer. and, the metering device was composed of three parts those were supply pumps, metering cylinders and venturi tube. The system controlled electric conductivity(EC) and pH of nutrient-solution based on the time-based feedback control method with the information about temperature, EC, and pH of the nutrient-solution. The performance of the nutrient-solution mixing system was evaluated through the control of EC and pH while compared with those of commercial system. Also an experimental cultivation of tomato was conducted to verify and to improve the developed system. Results of this study were as follows. 1. The correlation coefficient of meteing device between the flow rate and operating time was 0.9999, and the linear reuession equation computed was y=21.759x, where y is the discharge($g$) and x is the operating time(s). 2. Calculated errors for the developed metering device and two commercial pump were $\pm$0.3% $\pm$2.45% and $\pm$1.38 % FS error respectively. 3. An automatic nutrient-solution mixing system based on a low-cost and precise metering device was developed. 4. The full scale errors of the developed system in controlling EC and pH at 23$\pm$1$^{\circ}C$ were $\pm$0.05mS/cm and $\pm$0.2, respectively 5. When using the commercial system, the controlled values of EC and pH of the 500 $\ell$ of water were 1.29 mS/cm and 6.1 pH for the setting points of 1.4 mS/cm and 6.0 pH respectively at 23$pm1^{\circ}C$. 6. The developed nutrient-solution control system showed $\pm$0.05 ms/cm of deviation from the setting EC value over the experimental cultivation period. 7. The deviation from the average values of Ca and Mg mass content in the several nutrient-solution were 0.5% and 1.8% respectively.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권4호
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• pp.271-274
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• 2015

식물공장에서 양액 종류가 다채, 로메인, 비트, 적무 어린잎채소의 생육 및 품질에 미치는 영향을 알아보기 위해서 본 연구를 수행하였다. 우레탄스펀지에 파종한 후 14일간 광원을 형광등으로 하는 폐쇄형 재배 시스템에서 재배하였다. 재배 시스템 내 광도는 $110{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 명암주기는 16/8h, 명/암기 기온은 $25/20^{\circ}C$로 유지하였다. 파종 후 7일은 수돗물을, 이후 7일은 수돗물, 한국 원시, 일본 엔시, 상추용 야마자키 양액을 각각 관수하였다. 파종 14일 후 다채의 생체중은 야마자키 양액을 공급한 처리구에서 가장 높았으나, 비트와 적무의 생체중은 양액 종류 간 유의차가 없었다. 소비자들의 구매 결정 주요 요인 중 하나인 엽색을 비교하기 위하여 양액 종류에 따른 4작물의 Hunter's L과 a값을 측정하였다. 어린잎채소의 녹색과 적색을 Hunter's a값으로 비교하였을 때, 한국 원시와 일본 엔시 양액을 공급한 처리구에서는 녹색을, 야마자키 양액을 공급한 처리구에서는 적색을 더 띄었다. 다채, 비트, 적무의 총페놀함량은 양액 종류에 따른 차이가 없었으나, 로메인은 한국 원시 양액을 공급한 처리구에서 총페놀함량이 가장 높았다. 이상의 결과에서 어린잎채소의 생육과 품질을 고려해 볼 때, 식물공장 재배 시 로메인은 한국 원시 양액이, 비트와 적무는 야마자키 양액이 적합한 것으로 판단된다.

• 원예과학기술지
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• 제16권1호
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• pp.37-39
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• 1998

본 연구는 절화용 국화의 펄라이트 배지경 양액재배시, 국화의 생육과 절화 품질에 적합한 양액의 농도와 관주주기에 대한 기초 자료를 얻고자 실시되었다. 양액재배와 토양재배를 비교하였을 때, 초장은 양액재배에서 더 길어 절화의 품질은 좋았으나 엽내 무기이온의 함량은 두 재배간에 별 차이가 없었다. 양액재배시 국화의 생육과 개화에 있어 최적 농도를 규명하기 위해 화란 국화전용양액의 1/2, 1, 2배액을 처리한 결과, 유묘기에는 1/2배액처리도 양호하였으나 생육이 진전됨에 따라서 꽃의 생체중과 건물중이 낮은 반면, 1배액은 초장도 가장 길고 생육도 좋았다. 각 기관별 무기이온의 함량에 있어서는 뚜렷한 차이는 없었지만, 1/2 배액처리에서 전질소와 $NO_3-N$ 함량이 적었으며 2배액에서는 전질소 함량이 1배액보다 작을 뿐 큰 차이가 없었다. 또한 최적 관주주기를 구명하기 위해 양액을 하루에 2, 4, 8회로 나누어서 관주한 결과, 1배액 8회/일 관주에서 배지내 함수율 및 수분 이용율의 증대, 근권부의 신속한 양분교체로 인하여 생육이 가장 좋았다. 관주주기에 따른 각 기관별 무기이온함량에 있어서는 전반적으로 8회 관주가 높은 경향을 보였다. 국화의 양액재배시 양액농도와 관주주기가 국화의 절화수명에 미치는 영향을 살펴본 결과, 양액농도에 따라서는 큰 유의성이 없었지만 1배액이 2배액보다는 2-3일 정도 길었고, 관주주기에서는 하루 2회 관주가 4회와 8회 관주보다는 절화수명이 5일 정도 길었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권3호
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• pp.172-182
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• 1999

수경재배에서 양액의 재활용이 상추의 생육이나 수량에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 Control, 양액보충, EC조절, 양액검정보정, 양액검정보정＋humus첨가 등의 5처리를 두어 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 양액의 pH에서 양액검정보정구와 양액 검정보정.＋Humus참가구가 4차재배까지 7.0이하로 안정된 경향을 나타내었고, EC는 양액보충구가 재배횟수가 늘어날수록 현저히 떨어졌고 다른 처리는 대조구와 유사한 경향이었다. 생육 및 수량은 양액검정보정 처리가 양액내 무기이온들의 균형으로 대조구와 유사한 경향을 나타내었으며 양액보충구 및 EC조절구는 재배횟수가 늘어날수록 떨어지는 경향이었다. 양액의 무기성분중 N $O_3$-N와 N $H_4$-N는 재배후 처리에 관계없이 농도가 크게 떨어졌고 특히 Ca과 Mg은 모든 처리구에서 재배횟수에 관계없이 재배전에 비해 재배 후에 양액내에 축적되는 경향을 보였다. 상추엽중 무기성분함량은 T-N와 P$_2$ $O_{5}$ 의 경우 1차재배후 양액검정보정＋Humus 첨가구에서 다른 처리에 비해 함량이 적었고 재배횟수가 늘어날수록 처리간에 차이가 없었다. K과 Mg은 재배횟수나 처리간에 차이가 없었고, Ca의 경우 양액검 정보정＋Humus 첨가구에서 1차와 2차재배 후 다소 많았으나, 재배횟수가 늘어날수록 처리간에 차이가 없었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제16권3호
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• pp.199-204
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• 2007

배양액 농도가 호접란 미니다화성계 품종 P. amabilis와 P. Taisuco Red Jewel의 유묘와 중간묘의 생장에 미치는 영향을 알아보기 위해 ebb and low system을 이용하여 4개월 재배한 결과는 다음과 같다. 유묘의 경우 엽장과 엽폭이 P. amabilis는 배양액의 EC가 $0.5{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$일 때 가장 길었으나 P. Taisuco Red Jewel 배양액의 EC가 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$일 때 가장 길었다. 반면에 근장과 근중은 두 품종 모두 배양액의 EC가 $0.5dS{\cdot}m^{-1}$로 낮을 때 가장 무거웠고 이러한 경향은 중간묘에서도 동일하게 나타났다. 잎의 생체중과 건물중은 P. amabilis의 경우 배양액의 EC가 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$로 높을 때 가장 무거웠으며, 배양액의 EC가 낮아질수록 잎의 생체중과 건물중은 낮아졌다. 반대로 뿌리의 생체중은 배양액 EC가 $0.5dS{\cdot}m^{-1}$로 낮을 때 가장 무거웠고, 배양액의 EC가 높아질수록 가벼워졌으며, P. Taisuco Red Jewel에서도 같은 경향이었다. 중간묘의 경우 뿌리의 생체중과 건물중이 P. amabilis는 배양액 EC가 $0.5dS{\cdot}m^{-1}$로 낮을 때 가장 높았고, 배양액의 EC가 높아질수록 뿌리의 생체중은 낮아졌다. T/R율과 잎의 엽록소함량은 유묘와 마찬가지로 두 품종 모두 배양액의 EC가 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$로 높을 때 가장 높았으며, 배양액의 농도가 낮아질수록 낮아졌다.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권4호
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• pp.299-309
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• 1997

본 실험은 수경재배에서 딜의 양수분 흡수 패턴을 밝히고 생육과 환경특성에 적합한 배양액을 개발하여 실제 재배에 응용하고자 수행하였다. 이를 위해 딜의 양분 홉수율에 의한 배양액을 조성하였으며 그 적합성을 검정하기 위해 기존배양액과 비교실험을 실시하였다. 딜의 NFT재배에 적합한 배양액을 개발하기 위해서 일본야채시험장 표준액을 1/4배액, 1/2배액 및 1배액으로 조성하여 재배한 결과, 1/2배액에서 생육과 수량이 가장 높았으며 근권내 pH와 EC의 변화도 안정되었고, 식물체내 무기이온 합량도 적정치로 나타나 딜의 양분흡수특성에 적합할 것으로 판단되었다. 따라서 일본야채시험장 1/2 배액의 양수분 흡수율(n/w)을 기준으로 새로운 배양액을 조성하였으며, 이온의 조성은 NO$_3$―N 8.85, NH$_4$―N 0.55, P 2.1, K 6.2, Ca 2.8, Mg 1.7 me.L$^{-1}$였다. 딜의 순환식 NFT 재배용으로 개발한 배양액의 적합성 검정실험 결과, 근권내 pH와 EC는 저농도인 SCU 1/2배액을 제외하고는 변화폭이 크게 나타나지 않았다. 본 실험에서 개발된 SCU 1배액은 기존에 허브 배양액으로 사용된 일본 야채 시험장 배양액과 비교할 때 생육과 수량면에서 우수하였으며, 엽내 무기성분 함량도 적정수준을 나타내었다. 따라서, 본 실험에서 개발된 SCU 배양액은 딜의 NFT재배에 적합한 배양액이라 할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권4호
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• pp.277-283
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• 1997

본 실험은 초화류인 코레우스의 삽목시 삽수의 발근율을 높이기 위하여 배양액과 NAA 및 IBA처리 효과를 조사하였다. 모래삽목보다는 배양액을 이용한 것이 발근소요일이나 생육면에서 월등히 효과적이었다. 특히 배양액 농도는 일본 원시표준액보다는 표준액의 1/4 배양액 농도에서 재배한 것이 가장 발근이 빨리 되었으므로 삽목초기에는 낮은 양액농도가 경제적일 것으로 보인다. 생장조절제의 농도별로는 NAA나 IBA 0.01mg/$\ell$처리가 효과적이었으며 IBA처리보다는 NAA처리시의 발근소요일이 더 짧았다. 또한 NAA 및 IBA을 처리한 수돗물을 사웅하여 삽수의 발근을 유도할 경우 NAA와 IBA를 삽수에 침지처리한 후 수돗물에 재배하는 것보다 발근에 효과적이었으며, 무엽지삽보다는 유엽지삽이 효과적이었다. 또한 배양액이나 생장조절제를 단용처리한 것보다 배양액과 생장조절물질의 혼용처리가 발근소요일이 단축되었고 생육상태가 양호하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제1권1호
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• pp.52-60
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• 1992

The optimum management of nutrient solution needs the effective combination of fertilizers as well as the accurate control of nutrient solution. This study was attempt to make a supporting system for effective fertilizer combination by using computer and also to develop a EC predicting equation for keeping the EC of solution within the allowable range after application of combined fertilizers. The supporting system consists of three parts : (1) data bases, (2) rules for deciding the kinds and amounts of fertilizers and (3) main control. With input data, the main control automatically constructs the network connecting the related data bases and subsequently executes the operation of searching proper fertilizers through it. For more effective searching, fertilizers are classified into two levels(level 1 and level 2) in consideration of solubility, price, and frequency in use, and searched in that order. The EC prediction equation, a extended form of the Robinson and Stroke's theoretical equation only available for a binary electrolyte, is suggested for predicting the EC of the nutrient solution containing many kinds of inorganic compounds. The comparison of predicted and measured ECs showed good agreements with the high correlation between the predicted EC decrement by ion interaction and the actual one(limiting EC minus measured EC).

• 한국토양비료학회지
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• 제50권5호
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• pp.489-496
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• 2017

This study was conducted to test the applicability of hydroxy radical reactor system, which applied advanced oxidation processes, to sterilize pathogenic bacteria for nutrient solution recycling in closed hydroponics. Removal efficiency was tested on 25 L of nutrient solution maxed with 10 mL culture solution of bacteria, E. coli, and R. solanacearum in a pilot tank. The testing conditions included various levels of hydroxy radicals resulting from air flow rates of 40, 80, and $120L\;min^{-1}$, and 12 hours processing time. The removal of bacteria, E. coli, and R. solanacearum by hydroxy radical in nutrient solution was significantly increased with an increase in the flow rate of the air from $40L\;min^{-1}$ to $120L\;min^{-1}$. The optimum removal efficiency was achieved at an air flow rate of $120L\;min^{-1}$ for 2 hours treatment. There were no significant differences in removal efficiency among bacteria, E. coli, and R. solanacearum for tested level and time of hydroxy radical. These results verified the efficiency of hydroxy radical in removing the pathogenic bacteria and the applicability of hydroxy radical reactor system in the field.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.978-980
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• 2010

This study was conducted to observe the cause of injury of fig plant. Nitrogen dioxide gas can be evolved at low pH or reduced in soil. Fig plant cultivated with nutrient solution was wilted or withered. Injury symptom for nutrient solution containing nitrous acid was worse as pH of soil decreased. However, increase in pH of nutrient solution treated with increasing $Ca(OH)_2$ solution prevented nutrient solution from producing nitrogen dioxide gas. Recovery of the fig plant by pH increase indicated that the cause of injury was nitrogen dioxide gas.