• 제목/요약/키워드: Plant Water Use Efficiency

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토마토 암면 고형배지경에서 급액방식에 따른 급배액량, 생육 및 과실 수량 비교 (Comparison of Irrigation and Drainage Volumes, Growth and Fruit Yield under Different Automated Irrigation Methods in Tomato Rockwool Hydroponics)

  • 윤범희;조은경;백정현;조일환;우영회;최은영
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.28-35
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    • 2020
  • 본 연구는 봄에서 여름 재배기에 토마토를 암면배지 재배에서 누적일사량급액방식(ISR)과 물관수액흐름 속도에 따른 급액방식(SF)에서 급배액량, 수분흡수량, 과실 생육 및 과실 생산량, 과실비대속도를 관찰하였다. 정식 후 28일에서 82일까지 총급액량은 SF 제어구에서 약 5.0L 적게 소비되었으나 지상부와 과실 생체중은 유의차가 없었고 수분이용효율(WUE)과 과실 200g을 생산하는데 소요된 물량도 두처리 간 유의차가 없었다. 정식 후 58일에서 82일까지 급액방식에 따른 실시간 광량과 물관수액흐름속도 상관관계를 관찰하였을 때 상관관계(r2)는 SF제어구에서 더 높게 나타났다. 정식 56일부터 82일까지 실시간 측정된 과경비대속도와 배지함수율의 상관관계를 살펴본 결과 SF제어구에서 야간과 낮 시간대에 ISR제어구 보다 높았고 특히 야간 시간대에 상관관계가 더 높게 나타났다. SF제어구의 물관수액흐름속도와 수분부족분(Humidity Deficit: HD)과의 상관관계(r2=0.6286)도 광량과의 관계만큼 높게 나타났다. 더 많은 현장 연구를 통해 수확량, WUE 및 센서의 정확도과 같은 특성에 관한 결과들을 도출하였을 때 상업적 수경재배 농장 재배자의 관심을 얻을 수 있을 것으로 보인다.

Studies on the changes in phenological, growth and physiological responses of Silene capitata Kom., an endangered plant in Korea, under climate change treatment

  • Park, Jae-Hoon;Han, Young-Sub;Lee, Eung-Pil;Lee, Seung-Yeon;Jeong, Heon-Mo;You, Young-Han
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제43권3호
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    • pp.305-313
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    • 2019
  • Background: This research aims to study the effect of climate change on the phenology, growth, and physiological traits of Silene capitata Kom., a Korean endangered species II. This study increased $CO_2$ concentration in a closed glass greenhouse, with the daily mean temperature and $CO_2$ concentration respectively being $4.61^{\circ}C$ and 93.63 ppm higher than the outside temperature (ambient conditions, control). The seeds of S. capitata were sown in control and treatment environments in March 2013 while seedlings were transplanted into individual pots in May 2013. To research phenological changes, the first day of the flowering and ripening of the plants transplanted in 2013 and first day of leafing in 2014 were observed. The growth and physiological responses of mature leaves were also studied in 2013. Results: There was no difference in the first day of flowering, but the first day of ripening was earlier in the treatment group than the control group. There was no difference in the number of rosette leaves between the two groups, but leaf area was wider in the treatment group than the control group. Transpiration rate and stomatal conductance were higher in the treatment group than the control group, chlorophyll content decreased, and photosynthetic rate and water use efficiency were the same for both groups. As a result of simple regression analysis among the transpiration rate, stomatal conductance, photosynthetic rate, and water use efficiency, stomatal conductance increased when transpiration rate increased. Stomatal conductance increased with photosynthetic rate in the control unlike in the treatment group. The photosynthetic rate and water use efficiency increased with transpiration rate in the control group unlike in the treatment group. Furthermore, water use efficiency increased as photosynthetic rate increased in both groups. Conclusion: Due to high $CO_2$ concentration, the photosynthetic rate was no longer controlled by the stomata, which appeared to suppress the excessive production of photosynthetic products by reducing chlorophyll content. It is believed that the phenological responses of S. capitata under climate change conditions will advance and that stable growth will be difficult in regions lacking moisture due to the high transpiration rate.

온배수를 이용한 혼합냉매용 해양온도차 발전 사이클의 성능 특성 (Performance Characteristics of a Mixed Refrigerant OTEC Power Cycle Using Hot Waste Water)

  • 윤정인;손창효;허정호;예병효;김현주;이호생
    • 동력기계공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.102-107
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    • 2013
  • In this paper, the performance analysis for evaporation capacity, total work and efficiency of the ocean thermal energy conversion(OTEC) power system using mixed refrigerant(R32,R152a) is conducted to find the effect of hot wasted water on OTEC power system. The system in this study is applied with two stage turbine, regenerator, cooler and separator on Organic Rankine Cycle. The commercial program HYSYS is used for the performance analysis. The main results were summarized as follows : The efficiency of the OTEC power cycle has a largely effect on the evaporation capacity and total work. As increasing temperature of heat source water, evaporator's capacity is decreased but total work increase. Otherwise, using hot wasted water bring effects not only increasing system efficiency but also declining evaporator's capacity. Thus With a thorough grasp of these effect, it is necessary to find way to use hot wasted water emitted by power plant and so on.

입자분리효율을 높이기 위한 새로운 기술 (New Technologies for Enhancing Particles Separation Efficiency in Coagulation and Filtration)

  • Kunio, Ebie;Jang, Il-Hun
    • 상하수도학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.254-269
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    • 2004
  • Polysilicato-iron coagulant (PSI) is receiving attention in Japan as a substitute for aluminum-based coagulants. In the first part of this article, coagulation, sedimentation and filtration experiments were carried out using kaolin clay particles as the turbidizing material and four types of PSI with various molar ratios of polysilicic acid to ferric chloride (Si/Fe ratio). Results demonstrate that use of a PSI with a high Si/Fe ratio can cause a more dramatic decrease in treated water turbidity but a higher suction time ratio (STR) than when PACl is used. However, optimization by increasing the rapid agitation strength GR is found to greatly improve the STR. In addition, the series of filtration experiments verified that optimization of GR is greatly effective in controlling rapid increases in filter head loss, and also formation of a thin aging layer in the upper part of the filter bed by slow-start filtration is effective in improving filtered water turbidity over the entire filtration process. The second part of this article describes two innovative filtration techniques to increase the particle separation efficiency; (1) coagulant-coated filter medium by enhancing the electrical potential of the surface of the filter medium, and (2) coagulant dosing in influent by controlling the electrical potential of particles entering the filter layer. From the results of the various filtration experiments using a pilot plant, these two techniques were found to be very effective to reduce the effluent water turbidity from the start to the end of a filter run. Moreover, in the filtration experiments using these two methods simultaneously, higher removal efficiency of approximately 3-log (99.7%) was realized, resulting that the finished water turbidity was accordingly reduced to 0.004mg/L.

기린초와 비비추의 오존에 대한 생리·생화학적 반응 (Physiological and Biochemical Responses of Sedum kamtschaticum and Hosta longipes to Ozone Stress)

  • 정효정;우수영;이성한;곽명자;김경남
    • 원예과학기술지
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    • 제31권1호
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    • pp.1-7
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    • 2013
  • 본 연구에서는 오존에 대한 다년생 지피식물의 내성과 피해 특징을 알아보고자 하였다. 이를 위해 도심 녹화 수종으로 많이 이용되는 지피식물인 기린초(Sedum kamtschaticum)와 비비추(Hosta longipes)를 대상으로 환경조절형 자연광 노출상에서 $200{\mu}g{\cdot}kg^{-1}$의 오존을 하루 8시간씩(오전 8시-오후 4시) 처리하였다. 초종간 피해 정도는 생리활성 분석[수분이용효율(water use efficiency), 엽록소(chlorophyll) 및 카로티노이드(carotenoid) 함량]과 활성산소종 발생분석을 통해 조사하였다. 오존처리는 기린초와 비비추 모두에서 낮 동안의 수분이용효율을 현저하게 감소시키는 것으로 조사되었다. 엽록소 함량과 카로티노이드 함량 역시 두 수종 모두 오존처리에 따라 감소되었으며, hydrogen peroxide($H_2O_2$)와 superoxide radical($O_2{^-}$)과 같은 활성산소종의 축적이 확인되었다. 이와 같은 결과들을 토대로 기린초가 비비추에 비해 대기 중 오존에 대한 저항성이 높은 것으로 보이며, 오존에 대한 반응이 빠른 초종인 비비추의 경우 대기 중 오존 농도증가에 대한 지표식물로도 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

차광처리가 가시오갈피의 광합성 활성에 미치는 영향 (Effects of Shading Treatment on Photosynthetic Activity of Acanthopanax senticosus)

  • 김판기;이갑연;허성두;김선희;이은주
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권6호
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    • pp.321-326
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    • 2003
  • 차광처리에 의한 가시오갈피의 생상촉진현상을 구명하기 위해서, 차광막으로 전천광을 55%, 75%, 90% 차광 처리한 조건과 노지에서 3년간 생장한 개체의 기관별 건물중을 조사하고, 광-광합성곡선과 A-Ci곡선을 통하여 광합성계의 특성을 조사하였다. 그 결과 75%의 차광조건에서는 지하부에 대한 지상부의 비율이 높아지는 현상이 있었으나, 가장 높은 건물중을 나타내 생장촉진에 효율적임이 확인되었다. 그리고 차광처리에 의해서 엽면적당의 엽록소 a+b 함량과 a/b가 감소하고 잎이 얇아지는 반응을 나타냈으며, 개엽 및 개체 당의 엽면적이 증가하는 등의 낮은 광도에 대한 적응반응이 확인되었다. 광합성계에서는 차광처리에 의해서 순양자수율(apparent quantum yield)이 높아지고 광보상점이 낮아졌으며, 탄소고정효율(carboxylation efficiency)과 재인산화속도가 상승하였다. 그러나 순양자수율은 차광처리구의 건물중 상승과는 대응되지 않는 결과를 나타내는 반면에 탄소고정효율은 건물중 상승과 대응된 결과를 나타내, 차광처리구의 광합성능력 증가가 탄소고정계의 활성증가에 기인함이 시사되었다. 광합성에 대한 수분이용효율은 차광처리구가 대조구에 비하여 약간 낮았으나, 모든 차광처리구가 포플러류와 같은 양수에 비해 높은 값을 나타냈다.

유럽계 장과형과 중과형 오이 품종의 사막기후 적응성 검증을 위한 생육 및 수량 특성 비교 (Comparison of Growth and Yield Characteristics for the Desert Climate Adaptability of European Long- and Medium-sized Cucumber Varieties)

  • 윤서아;김정만;최은영;최기영;최경이;남기정;오석귀;배종향;이용범
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.125-132
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    • 2022
  • 본 연구는 유럽계 장과형과 중과형 오이 품종을 고온·다습 조건에서 재배하여 품종별 생육과 수량 특성 및 수분소모량을 비교 분석하여 중과형 오이 품종에 대해 사막기후 적용 가능성을 검토하고자 수행되었다. 유럽형 장과종 오이 2품종(Cucumis sativus 'Gulfstream', 'Imea')과 중과종 오이 2품종(C. sativus 'Nagene', 'Sausan')을 연동형 플라스틱온실에서 2020년 3월 2일부터 6월 20일까지 코이어 수경재배로 재배하였다. 개체당 생산한 상품과수는 장과종 'Gulfstream'이 31.3개, 'Imea'가 30.7개, 중과종 'Nagene'이 57.8개, 'Sausan'이 56개로 마디수가 더 많았던 중과종이 상품과수가 더 많았으며 개체당 생산된 총상품과중은 유의차가 없었다. 과실 200g을 생산하기 위해 소요된 물량은 'Nagene'이 2.39L로 가장 적었으며, 수분이용이용효율(WUE)은 'Nagene' 품종이 가장 높았다. 따라서, 상품과수와 물소비량을 고려할때 장과종보다는 중과종인 'Nagene'이 사막 고온 적응성이 더높을 것으로 판단되고 앞으로 더 많은 중과종 품종에 대한 검증이 필요할 것으로 보인다.

정수장에서 회전 분사 노즐을 사용한 여과사 세척에 관한 연구 (A Study on the Rotating Jet Nozzle for Washing Sand Filter in Water Purification Plant)

  • 이주호;박승헌
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.177-187
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    • 2002
  • The contamination problem is getting worse now a day because of the industrial activities. Recently it has been announced that there's environmental hormone in river and lake which produces clean water, also there's too many of algae reproduces under the water and some virus in the drinking water. The quality of water is very important. pure and clean water is not only a precondition for human being to live but a basic factor to improve the quality of life. so a water purification system must be developed. This study is about the surface washing treatment technique. We tried to use a rotary nozzle to get a tush degree of efficiency, for it was not enough with present way of washing. The nozzle is run by water pressure. The results of the experiment are as follows. We got a clean and equal surface after washing. After washing, the water's maximum consistency was 330NTU and it shows that this way is better than before one with 215NTU. Clean level of the filter was 6$^{\circ}$and it's 2.8 times higher than 17$^{\circ}$with the old way. We can see the results that the new way of washing is more effective than old way based on this study.

SWAT을 이용한 섬진강에서 영산강으로의 유역간 물이동 모델링 (Inter-basin water transfer modeling from Seomjin river to Yeongsan river using SWAT)

  • 김용원;이지완;우소영;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권1호
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    • pp.57-70
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    • 2020
  • 본 연구는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 섬진강유역과 영산강유역을 대상으로 유역간 물이동 모델링을 수행하였다. 먼저, 영산강과 섬진강유역에 대해 SWAT 모형을 구축하였고 저수지 운영 매개변수 WURESN(Water Use Reservoir Withdrawn)과 Inlet 기능을 이용하여 섬진강유역의 주암댐에서 영산강유역의 광주천으로의 물이동 모델링을 수행하였다. 섬진강유역의 주암댐과 영산강유역의 마륵 수위관측소의 2005년~2017년까지의 댐 방류량, 저수량 그리고 도수유량 자료를 이용하여 SWAT모형의 검보정을 하였다. 주암댐 검보정결과의 평균 RMSE, NSE, R2는 각각 2.22 mm/day, 0.62, 0.86로 나타났고 마륵 관측소는 각각 1.38 mm/day, 0.69, 0.84로 나타났다. 유역간 물이동에 의한 하류의 영향을 평가하기 위해, 영산강유역내 다기능보 2개(승촌보, 죽산보)와 섬진강유역의 곡성과 구례 수위관측소를 선택하여 검보정을 진행하였다. 승촌보, 죽산보, 곡성 및 구례 관측소의 검보정 결과에 대한 평균 RMSE, NSE, R2는 각각 1.49~2.49 mm/day, 0.45~0.76, 0.81~0.90로 분석되었다.

토양 수분 결핍에 따른 토마토의 생육과 생리적응 (Growth and Physiological Adaptations of Tomato Plants (Lycopersicon esculentum Mill) in Response to Water Scarcity in Soil)

  • 황승미;권택륜;도은수;박미희
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.266-274
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    • 2010
  • 본 연구는 토마토의 토양 수분결핍조건에서의 생장과 생리적인 반응을 근본적으로 조사하기 위하여 수행되었다. 토양에 두가지 수분조건, 심한 수분결핍(-100kPa)과, 대조구인 약한 수분결핍 처리(-25kPa)는 실시간 토양수분함량을 모니터링을 할 수 있는 토양센서와 관수 모듈을 갖춘 micro-irrigation 시스템을 고안, 온실에서 유지되었다. 토양수분함량은 30일동안 변동되었으며, -25kPa로 맞춰진 처리구는 평균 -47kPa, -100kPa 처리구는 평균 -119kPa로 차이를 나타냈다. 이 두 가지 다른 토양수분상태에서 자란 식물체 사이의 생육을 비교해 본 결과 수분결핍상태(-100kPa)에서 자란 식물체가 대조구인 약한 수분결핍(-25kPa) 처리구에 비해 절간수의 차이없이 신장이 유의하게 감소하였으며 건물중의 축적은 더 높게 나타났다. 또한 건물중 당 엽면적의 차이 없이, 엽면적과 엽건중이 수분 결핍이 약한 처리구에 비해 수분결핍이 심한 처리구가 더 높게 나타났다. 이러한 생육상의 차이는 심한 수분스트레스가 엽두께의 변화없이 생체중의 증가와 엽면적 확보를 통해 토마토의 수분스트레스에 적응을 야기시킬 수 있음을 제시했다. 수분결핍에 따른 토마토 생육기간동안, 생리적변화를 조사한 결과, -100kPa 처리구에서 자란 토마토가 대조구인 -25kPa 처리구에 비해 엽의 상대수분함량의 증가와 잎의 삼투압이 낮게 나타났다. 이는 수분스트레스아래서 토마토의 더 나은 수분상태를 유지하기 위한 생리적인 적응을 설명해준다. 아울러 심한 수분스트레스는 대조구에 비해 PSII 활성과 수분활용도를 증가되었으며, 낮은 기공저항도를 나타내었다. 처리간의 광합성의 차이는 없었으며, 토마토 과실의 수와 생육량의 차이는 없었다. 이러한 결과는 토마토 'Picco'가 엽형태의 변형과 삼투압, 수분활용도와 PSII의 활성을 통해 수분결핍상태에서 적응할 수 있게 만들 능력을 보여준다. 본 연구결과에서 나타난 토마토의 수분스트레스 적응 메커니즘은 토마토의 가뭄저항성 스크린에 있어서 고려되어져야 할 것으로 보인다.