지구 온난화로 인한 급격한 기후 변화로 인해 단위 면적당 작물의 생산성 향상 및 고품질 작물 재배에 관심이 고조되고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 담액 수경방식이나 인공광원을 이용한 수경재배 방식이 아닌 광원 트래킹 기법을 적용한 양액 순환 방식의 수경재배기 제어 관리 시스템을 제안한다. 제안하는 수경재배기는 일정한 양의 양액과 물을 수로로 흘려보내 순환시키는 형태인 양액 순환 방식과 수경재배기 하단 부분의 작물도 지속적인 광합성 작용이 가능 하도록 피라미드 형태의 다단구조식으로 설계한다. 아울러 광원 트래킹 기법은 기존 2축, 4축 센서 방식이 아닌 태양광의 그림자를 추적하기 위한 중심축 센서 방식의 5축 센서 방식으로 설계한다. 본 논문에서 제안한 수경재배기를 통해 기존 연구에서 소개되지 않은 광원 트래킹 기법은 작물에 지속적인 광합성 작용으로 작물의 생장 속도를 단축시킬 수 있었으며, 피라미드형태의 다단식구조로 상, 하단 구분 없이 모든 작물이 동일한 형태의 생육환경을 제공받을 수 있어 단위 면적당 높은 작물 생산량이 예상된다.
본 연구에서는 낙동강 주요 지류를 대상으로 상관분석, 주성분 및 요인분석, 군집분석과 같은 통계분석을 통해 수질 특성을 분석하였다. 유기물질과 영양물질은 높은 상관관계를 가지고 있으며 봄철 및 가을철에 높게 나와 해당 계절에 대한 집중적인 수질 관리가 필요한 것으로 나타났다. 주성분 및 요인분석 결과 전체 분산의 82%를 유기물질, 영양물질, 자연, 기상 등 4개의 주성분으로 설명할 수 있으며 BOD, COD, TOC, TP 항목이 주요 영향요인으로 분석되었다. 군집분석 결과 계절별 유기물, 영양물질의 오염도를 고려하여 4개의 군집으로 분류하였으며 금호강 유역은 사계절 높은 오염특성을 나타내고 있었다. 따라서 지류 하천의 효과적인 수질 관리를 위해서는 시공간적 특성을 고려한 대책이 필요하며 다변량 통계기법은 수질 관리 및 정책 수립에서 유용하게 활용 가능할 것으로 분석되었다.
Phosphorus (P) is an essential nutrient for all living organisms. P is mostly obtained from mined rock phosphate. However, existing rock phosphate reserves could be exhausted in the next 50-100 years. As Korea is totally dependent on imported rock phosphate, we should seek for solution to overcome the P depletion by efficient use and recycling. For this, this study suggested a P flow model to identify the location and flow route of P in urban area based on traditional material flow analysis. The type of P entering the urban areas are fertilizer, food and feed. Each type of P is used in agriculture, human consumption and animal husbandry. After going through each process, P is moved to waste management facilities within food waste, excreta and sewage. Some portion of P in waste are buried, incinerated and discharged, which can be reservoir of P in the future.
양액재배에 따른 배양액 관리의 자동화가 진행될수록, 배양액을 효율적으로 관리할 수 있는 배지원시스템이 필요하다. 최근 시설원예의 환경관리 등에 AI 수법이 도입되고 있고 양액관리도 예외는 아니다. 신경회로망은 패턴인식, 학습 등의 분야에서 유망한 수법으로 인정되고 있고 통계적수법에 유사한 분석 등에도 적용되고 있다. 본 연구에서는 신경회로망을 이용하여 각 이온의 농도를 입력(독립변수), 전기전도도를 출력(종속변수)로 하는 비선형 증회귀분석을 시행하여 배양액의 전기전도도의 추정 및 신경회로망의 적용성 여부를 검토하였다. (중략)
순환식 수경재배에서 배양액의 조성이나 농도를 정해놓고 일정기간 공급하면 배양액의 pH와 EC의 변화가 생긴다. 보통 배양액의 공급은 재배개시시에 다량 공급하고 그 이후에는 부족한 양만큼을 공급하게 되는데, 시작배양액과 추가배양액의 조성은 같아도 이온의 총량은 다르다. 때문에 재배기간중에 pH의 변화양상이 다르게 나타나는 것이다. 이러한 현상을 피하기 위하여 이온의 총량을 기초로 하여 추가배양액의 이온조성을 조정하여 공급하므로써 배양액의 pH를 안정하게 유지할 수 있을 것으로 추측한다. (중략)
식물체 내에서 칼슘의 역할에 대하여 광범위하게 알려져 있지만, 다량원소의 흡수와 축적 및 옥살산 합성에 대한 칼슘의 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 칼슘 결핍 또는 과잉에 따른 오이생육, 다량원소 흡수, 옥살산 합성 및 칼슘-옥살산 crystal 형성에 대하여 알아보고자 수행하였다. 칼슘의 결핍 또는 과잉조건하의 오이 생육과 다량원소의 흡수는 크게 저해되는 경향을 보였으며, 특히 마그네슘과는 정반대의 흡수패턴을 보였다. 칼슘처리의 증가는 오이 잎과 뿌리 중 옥살산 함량을 증가시켰으며, 오이 엽 중 칼슘과 옥살산과의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타났다 (0.91, P<0.001). 칼슘-옥살산 crystal의 주요 형태는 prismatic 이었고, crystal은 칼슘 처리량이 증가함에 따라 많이 생성되었다. 또한 crystal의 주요 구성성분은 칼슘, 나트륨 및 염소로 나타났다.
퇴적물 공극수의 화학적 특성과 영양분의 농도변화 및 이동특성 파악은 지표수 수질관리에 중요한 요소가 된다. 밭토양 30cm와 상등수 15cm로 구성된 microcosm을 이용하여 담수에 의한 토양 공극수 및 상등수의 화학적 특성과 영앙분의 농도변화를 6개월 동안 모니터링하였다. 담수 5주가 경과한 후 토양 색은 yellowish red에서 grey로 변하였으며 토양표면에 붉은 색의 산화층이 관찰되었다. 토양 공극수의 산화환원전위와 pH는 감소하였다. 담수에 의하여 상등수의 $NO_3^-$ 농도는 증가하고 PO_4^{3-}$ 농도는 감소하였으나 토양 공극수의 $NH_4^+$, $PO_4^{3-}$, FE, Mn 농도는 증가하였다. 상등수의 $NO_3^-$ 농도 증가는 토양에서 생성된 $NH_4^+$가 상등수로 이동 및 산화에 기인하며, 토양 공극수의 PO_4^{3-}$ 농도증가는 산화철과 산화망간의 용해에 의하여 이에 흡착되어 있던 PO_4^{3-}$가 용출됨에 기인한 것으로 판단된다. PO_4^{3-}$에 대한 흡착력이 강한 산화철과 산화망간을 많이 함유하고 있는 토양표면의 산화층은 PO_4^{3-}$의 토양으로부터 상등수로 확산을 방해하는 것으로 판단된다.
A huge number of greenhouse soils in Korea have accumulated mineral elements which induce many nutritional and pathological problems. The present study was performed to the effects of the reduced fertilization on plant growth, and uptake and partitioning of minerals (N, P, K) and soluble carbohydrates using highly minerals-accumulated farmer's greenhouse soil. On the basis of the recommended application for tomato crop, the application rates of N, P and K were 110(50%)-5.2(5%)-41.5(35%)kg $ha^{-1}$, respectively, using Hoagland's nutrient solution. Tomato growth rates during the whole experiment were not significant between treatments, but it was found that a decrease in daily growth represented after 60 days of treatment (DAT). The reduced application led to a drastic decrease in the concentration of N, P and K in fruits, and, thus, this resulted in lower uptake after 40 DAT. The lower phloem export and utilization of soluble carbohydrates caused an accumulation of extra-carbohydrates in leaves, stems and fruits in the reduced application. The reduced fertilization induced the capture of N, P and K in leaves and of soluble carbohydrates in stems compared to the conventional application. In this study, we suggest that it is possible to delay the first fertigation time in minerals-accumulated soils without an adverse impact on crop growth, but it is necessary to regularly monitor mineral status in soil to ensure a balanced uptake, synthesis and partitioning of minerals and carbohydrates.
축구장의 식재지반이 모래로 조성될 경우 낮은 보비력과 높은 용탈율로 인해 시비관리의 조정이 필요하다. 본 실험의 목적은 PVC관을 이용한 경기장 유사모형 실험구에서 캔터키 블루그래스에 있어서 완효성비료의 생육 효과를 비교 실험하였다. 잔디의 색깔, 균일도, 생육, 지상부 생체량과배출수의 질산의 유출량을 몇 가지 다른 생육상과 네 번의 유사 강우 시험 시 행하였다. 실험 결과 요소의 성분 유출량이 가장 높았고 공시 완효성비료는 가장 낮았다. 이 완효성 비료는 다른 공시 잔디비료에 비해 14일간, 요소보다는 28일간 잔디의 품질 면에서 비효가 지속되었다. 또한 이 완효성비료는 잔디의 웃자람과 잔디깎기에 소요되는 시간을 줄일 수 있었다. 질산태 질소의 유출에 있어서도 잔디의 조성 초반기에 50% 정도를 감소 시켰다.
본 연구는 가축분뇨 혐기소화처리액과 클로렐라 배양액 시용이 이탈리안 라이그라스의 발아와 초기생육에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 처리는 혐기소화처리액과 이를 배지로 활용하여 배양한 클로렐라 배양액의 희석 농도를 각각 25% (v/v), 50% (v/v), 75% (v/v), 100% (v/v)로 처리하였다. 초기생육의 평가를 위한 조사항목으로 발아율, 초장, 엽수, 엽폭, 엽록소함량 (SPAD) 측정, 지상부, 지하부 생체중과 건물중, T/R율, 뿌리길이 등을 조사하였다. 발아율은 클로렐라 배양액 25% 처리구에서 무처리구(지하수) 보다 높은 발아율을 나타내었다. 지상부 생육 특성(초장, 엽장, 엽수 및 엽폭)은 모든 처리구 중에서 클로렐라 배양액 50% 처리구가 가장 높았다. 엽록소 측정값(SPAD)은 무처리구의 30.7에 비해 클로렐라 배양액 50%처리구는 58.7로 가장 높은 수치를 나타내었다. 지상부 생체중은 클로렐라 배양액 처리구가 혐기소화액 보다 높았으며 50% 처리구에서 29.2 g으로 가장 높게 나타났다. 지하부 생체중은 클로렐라 배양액 처리구에서 21~27 g로 혐기소화처리액에 비하여 높았다. T/R율은 혐기소화처리액 처리구에서 0.98~1.04 (평균 0.97)로 클로렐라배양액 처리구의 0.94~1.06 (평균 1.02) 유의한 차이를 나타나지 않았다. 클로렐라 배양액 처리구가 혐기소화처리액 처리구보다 길었다. 이상의 결과에서 이탈리안 라이그라스의 지상부 및 뿌리 생육에 클로렐라 배양액의 초기 생육촉진 효과를 나타내었으며, 클로렐라 배양액의 적정 시용농도는 50%로 보여진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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