• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.424-431
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• 2017

최근 국내에서 육성된 딸기 신품종 '베리스타'와 '죽향'의 수경재배 시 생육 단계별 적정한 양액 농도가 품질과 생산성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 연구를 수행하였다. 길이 40m, 폭 10m의 플라스틱 온실 내에 높이 1m, 폭 33cm의 수경재배용 베드를 설치하고 원예용상토를 충진한 후 '설향', '베리스타', '죽향' 묘를 정식하였다. 배양액은 네덜란드 PBG 배양액을 사용하였으며, 생육 단계를 생육초기-개화기-수확초기-수확후기로 나누어 처리 2는 '설향' 기준 급액 농도 EC $0.68-1.0-1.2-1.0dS{\cdot}m^{-1}$, 처리 1은 30% 낮은 농도인 EC $0.68-0.8-0.85-0.7dS{\cdot}m^{-1}$, 처리 3은 30% 높은 농도인 EC $0.68-1.2-1.55-1.3dS{\cdot}m^{-1}$으로 급액 하였다. 재배기간 동안 딸기품종별 생육과 수량 등을 조사하였다. '베리스타'는 2번 처리구와 3번 처리구 간의 지상부 생육에 차이가 없었으며, '베리스타'와 '죽향' 모두 양액 농도가 높을수록 엽색이 짙었으나 양자 효율은 차이가 나지 않았다. '죽향'은 급액농도에 따라 3월 이후 생육 후기에 생육 차이가 뚜렷하였고, 3번 처리구에서 가장 생육이 왕성하였다. '베리스타'와 '죽향' 모두 과중, 과장, 과폭 및 과실 경도가 3번 처리구에서 유의하게 높은 값을 나타냈다. 수확과의 총 당 함량은 처리 간에 차이가 없었으나 환원당과 비환원당의 조성 비율은 처리별로 다르게 나타났다. 수량을 조사한 결과, '베리스타'는 급액 농도가 높아질수록 수확과의 수가 많았으나 수량은 처리별로 큰 차이가 나타나지 않았다. 반면, '죽향'은 급액농도 간에 뚜렷한 차이를 보였으며, 3번 처리구에서 가장 수확량이 많았다. 생육 특성과 과실 품질을 종합적으로 고려해 본 결과, '베리스타'는 '설향' 표준 급액농도와 동일하게 EC $0.68-1.0-1.2-1.0dS{\cdot}m^{-1}$로 관리하는 것이 경제적이며, '죽향'은 '설향' 기준 급액농도보다 30% 높은 EC $0.68-1.2-1.55-1.3dS{\cdot}m^{-1}$로 공급해 주는 것이 고품질의 과실을 많이 수확할 수 있는 방법으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.500-507
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• 2016

본 연구는 유용 냉수성 어류 등의 종묘생산 시 초기의 성장과 생존률을 향상시키기 위하여, 저온에서 증식할 수 있는 저온 내성을 가진 로티퍼(Brachionus plicatilis)를 배양하여, 수온 및 시간에 따른 영양강화 실험을 실시하였다. 로티퍼의 저온 배양은 $20^{\circ}C$에서 배양하던 로티퍼의 수온을 점차적으로 낮추면서 활력이 있는 개체의 선별 배양을 반복하여 최종적으로 $10^{\circ}C$에서 사육하였다. 영양강화는 상업적으로 이용되는 영양강화제인 A, S, SCV 및 SCP의 4종류를 사용하여 10, 15 및 $20^{\circ}C$의 수온에서 6, 12 및 24시간 실시하였다. 수온 $10^{\circ}C$에서 50일간 로티퍼의 증식률 실험을 한 결과 접종 밀도 $350{\pm}7.9$개체/ml에서 최종 배양 밀도는 $1,064{\pm}5.7$개체/ml로 약 3배 개체수가 증가하였다. 영양강화제에 포함된 지방산을 분석한 결과, n3계 고도불포화 지방산인 eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5n-3) 및 docosahexaenoic acid(DHA, C22:6n-3)는 SCP에서 각각 15.49%, 35.03 %로 높게 나타났다. 영양강화한 로티퍼의 지방산 조성은 영양강화제에 따라 영향을 받았다. EPA는 SCP가 영양강화 수온 및 시간에 관계없이 2 % 이상을 차지하여 다른 영양강화제보다 높은 비율을 나타냈다. DHA는 S가 $15^{\circ}C$, 24시간 실험구에서 12.40 %로 높게 나타났다. 영양강화 로티퍼의 EPA와 DHA의 비율을 고려하면 S를 $20^{\circ}C$에서 12시간 영양강화한 실험구가 각각 3.09, 11.65 %로 높게 나타났다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.8-9
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• 2017

Soybean yield has been low and unstable in Japan and other areas in East Asia, despite long history of cultivation. This is contrasting with consistent increase of yield in North and South America. This presentation tries to describe perspective of breaking stagnation of soybean yield in East Asia, considering the factors of the different yields between regions. Large amount of rainfall with occasional dry-spell in the summer is a nature of monsoon climate and as frequently stated excess water is the factor of low and unstable soybean yield. For example, there exists a great deal of field-to-field variation in yield of 'Tanbaguro' soybean, which is reputed for high market value and thus cultivated intensively and this results in low average yield. According to our field survey, a major portion of yield variation occurs in early growth period. Soybean production on drained paddy fields is also vulnerable to drought stress after flowering. An analysis at the above study site demonstrated a substantial field-to-field variation of canopy transpiration activity in the mid-summer, but the variation of pod-set was not as large as that of early growth. As frequently mentioned by the contest winners of good practice farming, avoidance of excess water problem in the early growth period is of greatest importance. A series of technological development took place in Japan in crop management for stable crop establishment and growth, that includes seed-bed preparation with ridge and/or chisel ploughing, adjustment of seed moisture content, seed treatment with mancozeb+metalaxyl and the water table control system, FOEAS. A unique success is seen in the tidal swamp area in South Sumatra with the Saturated Soil Culture (SSC), which is for managing acidity problem of pyrite soils. In 2016, an average yield of $2.4tha^{-1}$ was recorded for a 450 ha area with SSC (Ghulamahdi 2017, personal communication). This is a sort of raised bed culture and thus the moisture condition is kept markedly stable during growth period. For genetic control, too, many attempts are on-going for better emergence and plant growth after emergence under excess water. There seems to exist two aspects of excess water resistance, one related to phytophthora resistance and the other with better growth under excess water. The improvement for the latter is particularly challenging and genomic approach is expected to be effectively utilized. The crop model simulation would estimate/evaluate the impact of environmental and genetic factors. But comprehensive crop models for soybean are mainly for cultivations on upland fields and crop response to excess water is not fully accounted for. A soybean model for production on drained paddy fields under monsoon climate is demanded to coordinate technological development under changing climate. We recently recognized that the yield potential of recent US cultivars is greater than that of Japanese cultivars and this also may be responsible for different yield trends. Cultivar comparisons proved that higher yields are associated with greater biomass production specifically during early seed filling, in which high and well sustained activity of leaf gas exchange is related. In fact, the leaf stomatal conductance is considered to have been improved during last a couple of decades in the USA through selections for high yield in several crop species. It is suspected that priority to product quality of soybean as food crop, especially large seed size in Japan, did not allow efficient improvement of productivity. We also recently found a substantial variation of yielding performance under an environment of Indonesia among divergent cultivars from tropical and temperate regions through in a part biomass productivity. Gas exchange activity again seems to be involved. Unlike in North America where transpiration adjustment is considered necessary to avoid terminal drought, under the monsoon climate with wet summer plants with higher activity of gas exchange than current level might be advantageous. In order to explore higher or better-adjusted canopy function, the methodological development is demanded for canopy-level evaluation of transpiration activity. The stagnation of soybean yield would be broken through controlling variable water environment and breeding efforts to improve the quality-oriented cultivars for stable and high yield.

• 한국산림과학회지
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• 제96권1호
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• pp.89-95
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• 2007

경상남도는 우리나라 최대 밤나무 재비지 중의 하나이나 밤나무 임지를 대상으로 토양특성과 관련한 체계적인 조사가 시도된 적이 없어 밤나무 재배관련 기술지도에 어려움이 있다. 본 연구는 경상남도 진주시, 산청군, 합천군, 하동군, 사천시, 고성군 등 6지역의 밤나무 임지를 대상으로 각 지형별 대표적인 지점을 선정하고 지형요건을 고려하여 한 사면을 중심으로 상단부, 중간부, 하단부로 구분한 후 토양깊이 20 cm까지의 토양시료를 채취하고 토성, 토양 pH, 유기물 함량, 전질소, 유효인산, 치환성 양이온함량 등을 분석하였다. 경남지역 밤나무임지의 토양특성은 지역간에 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났으나(p<0.05), 지형 위치 간에는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 토양특성 중 토양용적밀도, 공극율, 토양 pH, 유기물 함량, 전질소, 유효인산, 양이온치환용량, 붕소 같은 토양 화학적 특성은 지역간에 유의적인 차이가 있었다. 토양용적밀도의 경우 하동군의 $0.96g/cm^3$을 제외한 나머지 5개 시, 군의 토양용적밀도는 $1.12g/cm^3$에서 $1.22g/cm^3$까지 분포하고 있어서, 밤나무 임지의 경우 답압이 발생하고 있는 것으로 나타났다. 토양 pH의 경우 대부분 지역이 평균 pH 5.03 이하로 토양산성화가 심하였고, 가장 낮은 토양 pH는 산청군의 4.62였으며, 진주시, 하동군, 합천군, 고성군, 사천시 순이었다. 유기물의 경우 하동군지역이 6.46%로 가장 높으며, 타 지역은 2.93~3.47%에 분포하였고, 전질소의 경우 하동지역이 높고 타 지역은 지역간 차이가 없었다. 유효인산의 경우 진주, 하동, 산청은 100 ppm 이상으로 밤나무 재배를 위해 비교적 양호한 수준이나 사천시의 경우 15 ppm으로 가장 낮은 함량을 보였다. 양이온치환용량은 고성과 하동이 10 cmolc/kg 이상이었으며 진주, 합천은 8.6 cmolc/kg 정도였다. 칼륨함량은 0.07~0.14 cmolc/kg에 분포하였고 진주, 하동, 합천은 0.1 cmolc/kg이하였으며, 마그네슘의 경우 6지역 모두 0.66 cmolc/kg 이상으로 나타났다. 본 연구결과에 따르면 경상남도 밤나무 임지는 지역간 토양 특성이 다르게 나타나기 때문에 임지의 비배관리에 있어서도 지역간 임지의 토양 이화학적 특성이 반영되어야 하는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.87-90
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• 2013

지구 온난화의 영향으로 우리나라는 지난 30년동안 평균기온이 $0.7^{\circ}C$, 겨울철에는 $1.4^{\circ}C$가 상승하였다. 이러한 온난화로 인하여 우리나라에서는 이상기상 현상이 자주 발생하여 채소작물에 피해가 발생한다. 특히 노지에서 많이 재배되고 있는 고추, 배추 및 무는 온난화로 인하여 정식시기를 점점 앞당겨 정식후 갑작스런 저온이 오면 이들 작물의 피해가 크다. 따라서 본 실험은 저온에 따른 배추의 생육특성과 엽 세포조직에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. '춘광' 배추품종을 화분에 정식한 후 노지 처리구, 무가온 하우스 및 가온하우스 처리구 등 3처리를 하였다. 그 결과, 정식후 50일의 생육은 노지처리구의 초장, 엽수, 엽록소 및 엽면적이 가온 처리구에 비해서 현저하게 떨어졌고, 특히 생체중의 경우에는 가온 처리구에 비해서 노지와 무가온 하우스 처리구가 1/3 수준으로 현저하게 낮았다. 배추의 잎이 10매 정도 생육이 되었을 때 저온에 따른 배추 잎의 피해증상은 영하 $3.0^{\circ}C$ 조건에서는 배추 겉잎에 약간의 수침증상을 보였으나 회복되었다. 그러나 영하 $7.4^{\circ}C$ 조건의 배추 잎은 수침증상이 심하였으며 회복되지 못하고 황색으로 변하면서 결국 잎이 고사하였다. 피해받은 잎의 엽육세포는 영하 $3.0^{\circ}C$ 조건에서는 울타리조직과 해면조직이 약한 붕괴증상을 보였지만 어느정도 형태를 갖추고 있었는데, 영하 $7.4^{\circ}C$ 조건에서는 세포가 동결된 후 해동되는 과정에서 세포의 막구조가 파괴되어 울타리조직과 해면조직이 완전히 붕괴되었기 때문에 세포 형태를 갖추고 있지 않았다. 따라서 배추 정식후 초기 생육 단계에서 영하 $3^{\circ}C$까지는 비닐이나 부직포로 보온, 토양수분 조절, ABA 처리를 하여 동해를 예방할 수 있으나 영하 $7^{\circ}C$의 저온이 발생하면 세포가 파괴되어 회복하기 어렵기 때문에 다시 심거나 또는 다른 작물로 대체하는 것이 좋을 것으로 사료되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-187
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• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.344-353
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• 2020

국내 자생식물은 관상적가치 뿐만 아니라 환경 적응력도 뛰어나므로 정원 식물로 활용가능하다. 토양의 적절한 용적수분함량(volumetric water content, VWC)에 대한 연구가 이루어져 왔지만, 환경적 요인이 통제되는 온실 환경 조건에서 수행되는 경우가 많았다. 정원 식재를 고려할 때 빈번한 강우가 발생하는 실외 조건에서 자동 관수 시스템 연구가 진행될 필요가 있다. 본 연구는 노지 환경에서 너도개미자리, 벼룩이 울타리 및 산괴불주머니의 생장에 적합한 VWC를 조사하는 것을 목표로 하고 있다. 실험에 사용한 토양은 자연풍화 마사토를 이용했으며, FDR 방식의 토양 수분 센서 및 데이터로거를 사용하여 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 ㎥·m^-3 수준의 VWC를 유지시켰다. 벼룩이울타리는 VWC 처리간에 생장 및 항산화 효소 활성에 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 단지 토양 수분 함량이 가장 높았던VWC 0.30 ㎥·m^-3 처리에서 생존율이 낮았다. 물 사용 효율을 고려하면 벼룩이울타리는 VWC 0.15-0.20 ㎥·m^-3 수준이 재배에 적합하다고 판단된다. 너도개미자리는 VWC 조건이 낮을수록 생장량이 높았다. 실외의 빈번한 강우로 인해 관수가 거의 이루어지지 않았던VWC 0.15 ㎥·m^-3 처리에서도 식물 부피 및 생존율이 높았다. 산괴불주머니는 초장, 줄기 수, 측지 수, 생물중 및 건물중이 VWC 0.25 ㎥·m^-3 처리에서 가장 높았다. 종합하면, 너도개미자리는 VWC가 낮은 환경에서도 관리가 가능한 식물종이며 벼룩이울타리와 산괴불주머니는 너도개미자리보다 VWC를 높게 유지하되 과도한 수분 공급은 피해야할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.414-420
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• 2020

본 연구는 대륜 국화 '백마'의 생육 특성인 생체중, 건물중, 엽면적을 조사하여, 생장 및 기후요소에 따른 생장 예측모델 개발을 위하여 수행되었다. 정식후 일수 및 누적온도에 따른 국화의 건물중 및 엽면적 분석에 기반한 '백마'의 생장예측을 위한 시그모이드 회귀모델을 개발하였다. '백마'의 건물중 상대생장률(RGR)은 재배기간 평균 0.084 g·g^-1·d^-1이었다. 정식 후 재배 기간에 따른 건물중에 대한 상대 생장률은 정식 초기부터 단일처리 전까지 높았으며 최고 0.133 g·g^-1·d^-1까지 증가하였고, 63일째 단일처리가 시작된 후 수확 시기에서는 0.030 g·g^-1·d^-1으로 감소하는 경향을 보였다. 누적온도에 따른 국화의 건물중, 엽면적에 대한 생장 모델(sigmoid 곡선)을 개발하였다. 정식 후 일수와 누적온도에 따른 '백마'의 건물중 및 엽면적은 지수함수적으로 증가하였으며, 건물중의 경우 63일(누적온도 1601℃)까지 평균 39.1%씩 증가하였고, 이후 평균 7.4%씩 증가하였다. 엽면적의 경우 정식 후 28일차까지 평균 63.3%씩 증가하였고, 화아분화가 발생하기 전인 84일차까지 평균 6.5%씩 증가하였으며 화아 분화가 발생하기 전 84일까지 평균 6.5%로 증가했고, 이후 수확 전까지 평균 10.6%씩 증가하는 경향을 보였다. 본 실험은 충남지역에서 대륜 국화 '백마'의 재배관리 체계와 계획적 연중 생산 체계를 구축하는데 유용한 자료로 활용될 수 있다. 보다 정밀한 생육 예측 모델을 만들기 위해서는 누적 일사량을 포함한 다양한 기상자료를 바탕으로 하여 교정 및 검증이 필요하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.388-398
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• 2020

본 연구는 시설 내 소형 수박 재배 시 관수개시점에 따른 토양수분 함량별 생육, 수량 및 생리적 반응 특성의 차이를 구명하고 소형 수박 생산에 유리한 관수조건을 구명하고자 수행하였다. 토양수분 센서를 이용하여 정식 후 14일부터 수확 7 ~ 10일 전까지 관수개시점별 5처리(-10, -20, -30, -40, 50 kPa)를 두어 관수하였다. 토양수분 함량이 가장 낮은 개시점-50 kPa 처리에서 전반적인 지상부 생육특성은 저조하였으나, 근장 및 뿌리 건물율은 증가하였다. 광합성률, 기공전도도 및 증산율 비교 시, 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 낮았고, -20 kPa ~ -40 kPa 처리 시 광합성률은 높게 조사되었다. 착과율 및 총 상품수량은 -30 kPa 및 -40 kPa 처리에서 각각 84.7 ~ 85.5%, 5,144 ~ 5,305 kg/10a으로 유의하게 증가하였다. 식물체의 외부환경 관련 스트레스 지표 물질로 알려진 프롤린, ABA, 총 페놀 및 시트룰린의 함량은 토양수분 함량이 낮아질수록 증가하였으며, 특히 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 높게 조사되었다. 따라서 이와 같은 결과를 종합해 볼 때, 시설 내 안정적인 소형 수박 생산을 위하여 관수개시점을 -30 kPa ~ -40 kPa 수준으로 조정하여 토양수분 함량을 조절하는 것이 수박 생육 향상 및 상품수량 증대에 가장 유리한 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권2호
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• pp.95-101
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• 2012

본 연구는 해발 750m 이상의 고랭지에서 재배된 양배추의 정식시기 및 수확 시 기상환경이 품질에 미치는 영향과 수확 후 저장 중 품질변화를 조사하기 위해서 수행하였다. 수확 된 양배추의 품종 별 구중은 정식시기 및 수확시기가 늦으면 구중이 감소하는 양상을 보이며 상품성이 낮았다. 반면 8월 23일(3차)에 수확된 양배추 품종은 정식시기 및 수확시기가 8월 3일(1차)과 8월 13일(2차)에 비해 늦었음에도 불구하고 수확기의 기상환경이 좋아 경도 및 가용성 고형물의 함량이 높았다. 가용성 고형물의 함량은 수확 전후의 기상환경에 영향을 받아 수확 전 3일 이상 강우가 없을 때 수확하는 것이 높게 유지하였고, 경도는 늦은 정식시기가 경도를 낮추는 것으로 나타났다. 양배추의 색도는 수확기에 따른 변화는 일정한 경향이 없었으며, 품종간에도 유의적인 차이는 보이지 않았다. 공시품종 중 수확 시 품질은 'Speed king'과 'Minix 40' 품종이 가장 우수하였다. 양배추 저장은 8월 3일(1차), 8월 23일(3차), 그리고 9월 10일(4차)에 수확된 양배추를 상온($25^{\circ}C$, 60% RH)과 저온($3^{\circ}C$, 85% RH)에 각각 저장하여, 수확시기와 수확기의 기상환경이 상온 및 저온저장에 미치는 영향을 확인하였다. 양배추의 생리장해는 수침, 시들음, 냉해가 저장기간 4일경부터 발생하여 상품성을 상실하였다. 양배추 6개 품종의 저장기간은 수확 시 기상환경에 따라 상온저장의 경우 3~5일, 저온저장의 경우 9~10일 정도 가능하였다. 특히 8월 3일(1차)에 수확한 양배추는 수확일 전후의 열악한 기상환경으로 실온 및 저온 저장기간이 가장 짧아 실온 2일 그리고 저온은 4일의 저장기간을 보였다.