• Journal of Plant Biology
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• 제3권1호
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• pp.1-15
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• 1960

P. japonica가 분류학에서 말하는거와 같이 리웅이주가 않이고 이형호장물이라는 것을 훌견하고 수년간 이 식물의 장주화개체, 단주화개체간의 화기의 형태, 수정력, 화분관의 행동 및 L, S주의 화분의 임, 불임등을 조사해 보았드니 이 식물은 이형수장물중에서도 L, S주간의 분화가 가장 심하게 되어 있어 일부기관이나 기능은 웅웅이주와 같이 변해버린 특수한 이형수장물이라는 것이 명백히 되었고 이 장물은 장물조포체세대의 성의 분화가 생기는데 이형현상을 거쳐서 되는 경우도 있지 않나 하는 것을 가정케하는 한 증거가 될수 있다고 생각된다. 또한 여뀌과의 다른 이형예장물인 F. esculentum이나 P. senticosa와 비교해 보면 이 장물이 가장 L, S 주간의 분화가 심하고 F. esculentum은 중간, P. senticosa는 가장 미분화상태에 있어 삼종외 여뀌과 이형예장물간에 그 분화의 정도에 gradation이 생겨 있다. 이제 실험결과릎 요약하면 다음과 같다. 1) P. japonica는 화주장, 화사장, 등의 제일차의 형태적 차이뿐만 않이라 제이차적 형이도 대단히 심한 Dimorphism을 나타내고 있다. 2) L, S주의 화기의 차이는 동과의 타이형예작물에 비해 극경호 분화되어 있다. 3) L, S주의 웅예를 보면 S주는 대단히 발달되어 있는 반면에 L주의 웅예는 애예된것 같은 느낌을 주고 있다. 4) 적법수분에 의하면 L, S주가 다 결실이 잘 되지만 불적법수분에서는 수정결실이 전혀 안된다. 수정생리상으로도 뚜렷한 이형예작물이다. 5) 자가가임의 성질 또는 동형화간의 수정력은 완전히 상실하고 있다. 여뀌과의 타이형예작물과는 이 점에 차이가 심하다. 6) 자연상태하에 있어서는 S주는 결실이 거이 안되어 마치 \ulcorner주와와 같은 외관을 나태내고 있다. 7) 인공수분에서는 $L{\times}S$나 $S{\times}L$ 주 수정결실이 다 되어 S주의 행동은 자연상태하에서 와는 대단히 상이하다. 8) L주에 비해 S주는 수정후 용과가 더 심하다. 9) 화분관의 행동은 수정력과 완전히 일치된다. 즉 L-selfing, $L{\times}L$, S-selfing, $S{\times}S$등의 부적법 수분에서는 화분관은 화주의 미중에서 정지되지만 $L{\times}S$, $S{\times}L$,에서는 수분 약 40-50분 후이면 화분관은 자방까지 도달된다. 10) S주는 웅본으로 오인되어 있지만 인위적법수분을 하면 수정력이나 화분관의 행동은 L주에서와 동일하다. 11) S화분은 완전하지만 L화분은 약 70%가 내용공허한 Adortive pollen 이다. 12) L화분중 나머지 30%도 S화분에 비해서 염색도가 낮은것이 많고 S화분 같이 농염되는 것은 극히 소수이다. 13) 본장물은 분화가 고도로 진행된 전형적인 이형예작물이여 마치 Dimorphism 에서 Dioecious 에로 이행되는 수가 있다는 것을 표시하는 증거가 되는 것 같다.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권2호
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• pp.215-235
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• 1996

본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m$\times$2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5$^{\circ}C$의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6$^{\circ}C$이고 효율 80%의 Pad ＆ Fan 시스템만 작동시 6.1$^{\circ}C$ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6$^{\circ}C$로서 외기온보다 3.3$^{\circ}C$가 낮은 28$^{\circ}C$까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad ＆ Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4$^{\circ}C$에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad ＆ Fan 시스템의 냉방효과($\Delta$T)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬레이션에서 설정한 시스템의 작동 온도 27$^{\circ}C$에서 상대습도와의 상관관계는 대략 다음과 같았다: $\Delta$T= -0.077RH＋7.7 7. 전형적인 하절기 주간기상 하에서 경시적 냉방효과를 분석한 결과 환기만으로는 실내기온을 외기온 보다 5$^{\circ}C$ 높게 유지하는 정도가 고작이고, 차광이나 증발식 냉방시스템 만으로는 작물이 성숙한 단계에서조차도 외기온 이하로 떨어뜨리기가 어려우나 차광과 아울러 증발식 냉방을 병행할 경우에는 작물상태에 따라 다소 차이는 있지만 실내기온을 외기온보다 2.0-2.3$^{\circ}C$ 낮게 유지할 수 있음을 발견할 수 있다. 8. 일사가 차단된 27.5-28.5$^{\circ}C$의 외기온하에서 6.5-8.5$^{\circ}C$의 냉수를 온실 바닥면적 1$m^2$당 1.3 liter/min의 유량으로 온실표면에 살수했을 때 실내기온을 외기온보다 1$0^{\circ}C$ 낮은 16.5-18.$0^{\circ}C$ 정도로 낮출 수 있었다. 앞으로 살수 수온(T$_{w}$ )이나 외기온(T$_{o}$ ) 뿐만아니라 살수율(Q)에 따라 온실기온 (T$_{g}$ )에 미치는 상관 관계 T$_{g}$ = f(T$_{w}$ , Q, T$_{o}$ )를 구명하여 지하수 자체 또는 Heat Pump를 이용한 지하수온 이하의 냉수로 온실냉방의 가능성을 구명하는 것이 앞으로의 과제이다.