• 한국양봉학회지
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• 제33권4호
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• pp.239-250
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• 2018

We investigated the pollination activity of honeybees (Apis mellifera L.) in terms of different climatic conditions in the greenhouse cultivation of watermelons (Citrullus lanatus L.) during winter. The aim of the study was to search a climatic condition which effectively can be use honeybees as pollinators during the flowering season of watermelons in winter or early spring. The average climatic conditions inside the greenhouse during the bee activity time (BAT)-between 10:00 and 16:00 in mid-Februarywere a temperature of $30.4^{\circ}C$, relative humidity of 53.7%, illuminance level of 22,728.4lx, and UV level of $0.233mW/cm^2$. Bee traffic and foraging activity were at their greatest at 10:00 and tended to decrease with time. Male watermelon flowers typically dehisced between 10:00 and 12:00. Climatic conditions were significantly correlated with bee activities, including bee traffic and foraging activity. Bee activities were positively correlated with temperature, illuminance level, and UV level but negatively correlated with relative humidity. Temperature had the greatest effect on honeybee behavior. Among the foraging honeybees, the number of high-flying bees that did not pollinate flowers showed a strong positive correlation with temperature, and the number of bees landing on the flowers showed a positive correlation with the UV level. The temperature range inside greenhouses at which the pollination activities of honeybees can be maintained efficiently during winter watermelon pollination was found to be $21{\sim}25^{\circ}C$.

• 한국농공학회지
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• 제43권6호
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• pp.103-112
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• 2001

The development of infrared thermometry has led many researchers to use plant temperatures, and specifically the temperature of the crop canopy in the field, for estimating the water stress of a crop. The purpose of this study was to evaluate the role of leaf temperature in irrigation scheduling. An experiment was carried out in a greenhouse with chinese cabbage. Leaf temperature was measured with infrared thermometry and evapotranspiration of the crop was measured by lysimeters. Influence of the difference between leaf temperature and air temperature on crop evapotranspiration was evaluated under varying water stress condition. A further objective was to evaluate the effect of other climatic variables on the relationship between evapotranspiration and temperature difference between leaf and air. A statistical model for estimating evapotranspiration using the temperature difference, relative humidity. and radiation was developed and tested. Crop water stress index was calculated using vapour pressure deficit and the temperature difference. Relations between the crop water stress index and crop evapotranspiration was tested. The index was closely related with evapotranspiration.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.244-252
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• 2009

본 연구는 우리나라와 네덜란드의 상업적인 온실에서 파프리카의 전체 재배기간 동안 시설 내 외부 기상환경을 비교 분석함으로써 양국간 생산량 차이 원인 분석을 함으로써 우리나라 파프리카의 시설내부 재배환경조건을 최적화하기 위한 기초자료 확보를 위하여 이 연구를 수행하였다 두 온실 모두 'Derby'를 공시하여 우리나라는 3.75주/$m^2$(2 stems), 네덜란드는 2.5주/$m^2$(3 stems), 1.875주/$m^2$(4 stems)로 암면에 수경재배 하였다. 두 온실모두 재식주수는 상이하였지만, 줄기밀도는 7.5m$^2$/stems로 같았다. 양국의 파프리카 주별 생장량은 크게 차이가 나지 않았으나, 전체 마디 대비 수확마디는 네덜란드가 우리나라에 비해 두 배 이상 높았다. 전체 재배기간 동안 일중 평균 광량은 우리나라 14.5MJ/$m^2$/day, 네덜란드 12.1MJ/$m^2$/day로 우리나라가 19.8% 높았다. 시설내부 24시간 평균온도는 우리나라 $21.6^{\circ}C$, 네덜란드 $21.2^{\circ}C$로 비슷한 경향을 보였지만, 우리나라의 시설내부 온도관리가 변화폭이 심하였다. 전체 작기의 시설내부 수분부족분(HD)은 우리나라 4.5g/$m^3$, 네덜란드 3.5g/$m^3$로 우리나라의 시설내부가 더 건조하게 관리되었다. 특히 우리나라 야간의 수분부족분은 매우 변화폭이 컸다. 주간 평균 이산화탄소 농도는 우리나라와 네덜란드가 반대의 경향으로 관리되었고 이는 네덜란드의 겨울철 난방 시 배출되는 이산화탄소를 시설내부로 시용한 결과에 기인한다. 일중 외부 광량 대비 시설내부 24시간 평균온도와 주간 이산화탄소 농도는 우리나라는 매우 불균일하게 관리되었지만 네덜란드의 경우 균일하게 관리되었다. 네덜란드의 시설 내.외부 환경은 우리나라에 비해 균일하게 관리되었고, 우리나라의 불균일한 시설내부 환경은 작물의 불균일한 생육을 유도할 것으로 판단된다.

• 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.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.429-440
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• 2021

본 연구는 고온기 원예작물의 안정 생산을 위해 대형 단동하우스 '사계절하우스'를 파프리카 재배에 활용 시 시설 내부 기상환경 및 파프리카 품종별 생육, 수량, 품질 등을 분석하고 근권냉방 효과 등을 구명하여 파프리카 재배환경 조건을 최적화 하기 위한 기초자료로 사용하고자 수행하였다. 정식 후부터 재배 종료 시점(2020년 5-11월)까지 시설내 평균 적산광량은 12.7MJ·m^-2d^-1로, 온실외부의 평균 광량인 14.1MJ·m^-2d^-1의 90% 수준으로 나타났다. 일 년중 가장 기온이 높은 7-8월의 온실내 24시간 평균온도는 외기보다 3.04℃ 낮았고, 장마가 끝난 8월 12일 이후에는 평균 4.07℃ 낮게 나타났다. 시설 내 포그 냉방 가동(6월 13일) 이전 일평균 상대습도는 최저 40%(주간 20%) 수준까지 떨어져 작물재배에 적합하지 않은 상태였으나 포그를 가동한 이후 주간 상대습도는 70-85% 수준으로 증가된 것으로 나타났다. 평균 수분부족분(humidity deficit)은 포그 공급전에는 최고 12.7g/m³ 까지 상승하여 매우 건조한 조건이었으나, 포그 공급 후 고온기(7-8월)에 평균 3.7g/m³으로 감소하였고, 저온기(10-11월)로 갈수록 다시 증가되는 경향이었다. 주간 잔존 CO₂ 농도는 전체 재배기간동안 평균 707ppm으로 나타났다. '20년 7월 27일부터 11월 23일까지 수확한 파프리카의 품종별 상품수량(kg/10a)은 주황색 품종 'DSP-7054'과 황색 품종 'Allrounder'이 각각 14,255kg/10a와 14,161kg/10a로 다른 품종에 비해 높았고, 다음으로 주황색 'K-Gloria orange', 황색 'Volante', 적색 'Nagano' 품종 순으로 나타났다. 사계절하우스에서 고온기(8월)에 생산된 대과종 파프리카의 품종별 과실품질 특성을 조사한 결과, 과고, 과폭, 과실당도, 과육두께에서 품종 간 유의성이 인정되었다. 당도는 주황색 품종인 'DSP-7054'와 'Naarangi'에서 높게 나타났고, 과육두께는 황색과 주황색 품종인 'K-Gloria orange'와 'Allrounder'에서 높게 나타났다. 근권 냉방처리 기간 동안 배지내 일평균 온도는 20.7℃로 나타났고, 근권 난방처리 기간 동안 배지내 일평균 온도는 23.4℃로 나타났다. 근권부 냉난방 처리를 통해 상품수량은 무처리구에 비해 비해 'Nagano' 16.5%, 'Allrounder' 1.3%, 'Naarangi' 20.2%, 및 'Raon red' 17.3% 증가하였고, 품종 전체로는 16.1% 증가하였다. 근권 냉난방처리에 의해 과실의 경도는 4개 품종 평균 5.7% 증가하였으나 다른 품질 지표에서는 유의성있는 차이가 나타나지 않았다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권3호
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• pp.269-275
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• 2018

온실 냉난방시스템 설계용 외부기상조건의 분석 기준을 설정하기 위하여 연간 백분위 방식에 의한 냉난방 설계기온을 분석하고, 기존의 계절 백분위 방식에 의한 설계기온과 비교 검토하였다. 우리나라 전 지역을 대상으로 현재 기상청에서 제공하는 기후평년값 기준 30년 간의 매 시각 기상자료를 분석에 사용하였다. 표준기상데이터의 이용이 제한적이기 때문에 전체 기상자료를 이용하여 매년 설계용 기상조건을 구하고, 전체 자료기간의 평균값을 분석에 사용하였다. 연간 백분위 방식으로 1년 기준 총 8,760시간의 백분위수 0.4%, 1%, 2%를 냉방 설계 외기온으로, 99.6%, 99%를 난방 설계 외기온으로 제시하였다. 연간 백분위 방식을 채택할 경우 계절 백분위 방식에 비하여 전체적으로 난방설계 외기온은 6.7~9.6% 상승하는 것으로 나타났으며, 냉방설계 외기온은 0.6~1.1% 하강하는 것으로 나타났다. 동일한 온실 조건에서 최대난방부하는 연간 백분위 방식을 채택할 경우 기존의 계절 백분위 방식에 비하여 약 3.0~3.6% 정도 감소하는 것으로 나타났고, 최대냉방부하에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다. 따라서 난방설계 외기온은 연간 백분위 방식으로의 변경에 대하여 고려할 필요가 있지만, 냉방설계 외기온은 두 방법 간의 차이가 거의 없으므로 아직까지 변경할 필요는 없는 것으로 판단된다. 전체적으로 현재의 계절 백분위 방식으로 분석한 설계 외기온을 사용하여도 큰 문제는 없을 것으로 생각되지만, 기후변화의 영향을 고려하여 주기적인 설계용 기상자료의 분석 및 설계기준의 개정이 필요하고, 현재의 기후평년값 기준연도가 바뀌는 2021년 이후에는 이 기간의 기상자료를 분석하여 새로운 설계기준으로 제공해야 할 것이므로, 그 때 연간 백분위 방식에 대한 전문가 그룹의 검토를 통하여 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제8권4호
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• pp.41-47
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• 2006

전 지구적 기후변화로 인하여 습지에서 일어나는 다양한 종류의 생지화학적인 순환에 큰 변화가 관측되고 있다. 특히, 갯벌의 경우 온도변화에 의한 직접적인 환경변화 뿐 아니라 해수면의 상승과 강수량의 변화라는 요인에 의해 간접적인 영향도 받을 것으로 예측된다. 본 논문에서는 온도와 해수의 염도 변화에 따라 갯벌에서 발생하는 메탄양의 변화를 실험실 규모의 실험을 통하여 규명하고자 했다. 시료는 겨울철 강화도 동검도 갯벌에서 채취하여 2 종류의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험에서는 0-5 cm, 5-10 cm 깊이의 토양을 자연 상태의 염도와 50 % 희석한 염도 조건 하에서 20 일간 배양하며 2일 간격으로 메탄 발생량을 측정하였다. 두 번째 실험에서는 5-10 cm 깊이의 토양을 $5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ 에서 자연 상태의 염도와 50 % 희석한 염도 조건 하에서 31일간 배양하며 발생하는 메탄의 양을 하루 간격으로 측정하였다. 첫 번째 실험의 결과 5-10 cm 깊이의 토양에서 메탄이 더 많이 발생하며 염도의 영향은 배양 후반부로 가면서 크게 나타남을 알 수 있었다. 두 번째 실험 결과에서는 $15^{\circ}C$에서 $5^{\circ}C$에서 보다 더 많은 메탄이 발생하였고, 50 % 희석한 염도 조건에서 자연 상태의 염도 조건에서 보다 많은 메탄이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 갯벌에서의 메탄 생성율은 온도 상승과 해수의 화학적 특성의 변화에 따라 많은 영향을 받음을 보여준다. 또한 전 지구적 기후변화로 야기될 온도나 해수 염도의 변화가 메탄의 발생에 영향을 미쳐, 생물학적 되먹임 기작에도 변화가 일어날 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.261-266
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• 2001

이산화탄소 농도가 증가할 때에 북구 이탄 습지에서 나타나는 생지화학적 변화과정을 살펴보았다. 표면 식생을 포함한 온전한 코어를 북웨일스의 이탄습지로부터 채취하여, 높은 이산화탄소농도(700ppm)와 자연상태 (350ppm)환경에서 4개월간 배양하였다. 배양 후, 화학적인 저해제를 이용하여 습지 토양에서 미량기체의 생성과 소비를 측정하였다. 메탄의 경우, 불화메탄($CH_3F$)를 이용하여 메탄 산화율을 결정하였고, 질산화와 탈질작용을 측정하기위해 아세틸렌($C_2H_2$)저해 방법을 적용하였다. 이를 위해, 먼저 각 측정 방법을 습지 시료에 적합하도록 최적화 시켰고, 둘째로 두 수준의 이산화탄소에서 배양한 시료에 이 방법들을 적용하였다. 높은 이산화탄소 농도는 메탄의 생성량을 증가 시켰으나(210대 $100\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$), 메탄 산화의 양도 증가시켜서 (128대 $15\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$) 결국에는 순메탄 방출량에는 변화가 없었다. 아산화질소의 경우에는 증가된 발생량이 탈질 보다는 질산화 과정에서 생성된 것으로 사료된다. 이러한 변화들은 높은 이산화탄소 하에서 조류의 성장이 증가되어 야기된 것으로 추측된다.

• 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.