• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.57-65
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• 2015

농업과 IT기술 융합이 가속화됨에 따라 식물공장 내 작물의 품질 및 생산성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 식물공장의 생산성을 최대화하기 위해서는 먼저 시설 내부의 특성을 고려하여 생육에 적합한 열 환경과 공기의 흐름을 제공하기 위한 고도의 생장환경 관리기술이 필요하다. 현재 운영되고 있는 식물공장은 특화된 공기유동장치의 설계 및 운영기술이 확립되지 않아 온도 기류 편차로 인한 불균일한 품질의 작물 생산, 재배기간 연장에 따른 에너지 소비 등의 문제점을 내포하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 식물공장 시설의 설계 단계에서 전산유체역학 시뮬레이션을 이용한 공기유동장치의 배치 및 운영기술에 대한 최적화 과정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션을 이용한 순환 팬의 적정 배치 및 유속을 파악하여 식물공장 시설 내부의 각 지점별 온도 편차를 최소화하고 에너지소비를 절감한다. 시뮬레이션 조건은 순환 팬의 설치 위치 및 수량 그리고 유속변화에 따라 총 12가지의 Case로 구분하였으며 해석을 위한 경계 조건 변수는 동일하게 설정하였다. 시뮬레이션 결과, 2set의 순환 팬을 식물재배기 상단에 부착한 Case D의 제어 조건이 설정온도에 부합하는 296.33K의 평균온도를 유지하면서 식물생육에 적합한 0.51m/s의 기류분포를 보였다. 또한, 순환 팬의 유속을 변화시킨 결과, 출구 유속을 2.09/s로 설정한 Case D-3이 에너지 효율 측면에서 가장 우수한 결과를 보였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.143-156
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• 2015

서태평양에 위치한 해저산 해역($150.2^{\circ}E$, $20^{\circ}N$ 부근)에서 수층 환경의 동적 특성을 파악하고자 수괴 및 용존산소, 무기영양염(질소, 인), 엽록소-a 등과 같은 수층 환경 인자의 거동을 살펴보았다. 2014년 10월에 해저산(OSM14-2)을 중심으로 동-서 및 남-북 방향으로 총 9개의 정점에서 CTD system을 이용하여 물리 화학적 자료를 획득하였다. 수온-염분 도표로부터 연구 해역에서 파악된 수괴는 표층에서 북태평양 열대수와 수온약층수, 중층에서 북태평양 중층수 그리고 저층에서 북태평양 심층수로 구분되었다. 용존산소 농도가 낮은 최소층(평균 $73.26{\mu}M$)은 산소 결핍 환경(dysoxic<$90{\mu}M$)으로 연구 해역 전반에 걸쳐 수심 700~1,200 m 사이에 분포하였다. 아질산염+질산염과 인산염으로 대표되는 무기영양염은 표면혼합층 내에서 빈영양 환경을 보인 후 수심 증가에 따라 점차적으로 증가해 용존산소 최소층에서 최대 농도를 나타냈으며, N:P ratio(13.7) 결과로부터 연구 해역은 식물플랑크톤이 성장하기에 질소 성분이 제한된 환경으로 파악되었다. 해저산을 중심으로 동-서 및 남-북 정점 라인에서 환경 인자의 수직 분포는 서쪽과 남쪽 해역에서 저층수 유입에 의한 영향으로 수심 500 m 부근에서 그리고 수심 2,500 m 이하의 저층 내에서도 서쪽 해역과 남쪽 해역에서 반대 해역과 비교해 환경 인자의 농도가 다르게 분포하였다. Redfield ratio(N:P=16:1)을 이용하여 구해진 Excess N 값은 연구 해역 전반에 걸쳐 음의 값을 보여 질소 제거 기작이 우세한 환경임을 나타냈으며, 서쪽 해역과 남쪽 해역 저층에서 상대적으로 높은 값이 관측되었다. 이러한 결과들은 해저산의 지형적인 특성이 저층 해류 순환에 영향을 미치고 이는 수층 환경 인자들의 거동을 결정하는데 중요하게 작용함을 지시한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제1권2호
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• pp.154-161
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• 1992

본 실험은 분무경재배 토마토에 있어서 분무간격이 토마토의 생장, 수량반응과 생체정보와의 관련성을 구명하고자 수행하였다. 분무간격은 10분 정지에 60초, 30초 그리고 10초간 분무되게 하였으며 이것을 연속분무구와 비교하였다. 배양액은 산기의 토마토 배양액을 사용하였다. 1. 엽면적은 30초분무 10분정지구가 가장 높았고 60초분무 10분정지구가 가장 낮게 나타났다. 또한 각 기관의 건물중과 과실건물중 등의 생장특성도 다른 처리구보다 30초분무 10분정지구에서 가장 좋았다. 2. 화수는 건물중이 낮을수록 많았으나 착화수는 60초분무 10분정지구를 제외하고는 유의차가 인정되지 않았다. 3. 엽면적과 과실건물중과의 관계에 있어서는 과실건물중이 가장 높은 30초분무 10분정지구가 엽면적이 가장 많았다. 연속분무구는 엽면적에 비해 과실건물중의 현저한 감소가 나타났다. 본 실험의 범위에서 양액의 적정 분무간격은 30초분무 10분정지인 것으로 구명되었다. 4. 주간의 온실내외의 태양방사는 차이가 크게 나타났으며 온실내 일중 기온은 엽온보다 높게 나타났다. 환경조건의 변화에 따라 토마토 엽의 생체정보의 변화는 민감하게 나타났으며 특히 양액의 분무간격에 따른 차이는 현저하게 나타났다. 5. 분무간격에 따른 엽생장의 변화패턴은 엽수분 potential, 기공저항 및 엽온 등의 생체정보와 관련이 깊었으며 환경요인의 변화에 따른 생체정보 계획으로 토마토의 생장량이나 과실수량 예측의 가능성이 인정되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권2호
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• pp.243-252
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• 2016

충남 서산에 위치한 금강산 내 신갈나무림과 소나무림의 유기탄소 흡수량의 비교를 위해 2013년 9월부터 2014년 8월까지 지상부와 지하부 생물량, 낙엽생산량, 낙엽층의 낙엽량, 그리고 토양의 유기탄소 분포량, 토양호흡량을 측정하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포하고 있는 유기탄소의 양은 신갈나무림과 소나무림에서 각각 115.07/34.36, $28.77/8.59ton\;C\;ha^{-1}$이었으며, 임상낙엽층에 각각 4.89, $6.02ton\;C\;ha^{-1}$, 토양층에 각각 132.78, $59.72ton\;C\;ha^{-1}$ 50cm-depth가 분포하여 신갈나무림과 소나무림의 전체 유기탄소량은 281.52, $108.69ton\;C\;ha^{-1}$으로 나타났다. 본 조사지소 신갈나무림과 소나무림에서 연간 광합성을 통하여 식물체에 고정된 유기탄소량은 각각 10.64, $3.64ton\;C\;ha^{-1}$이었으며, 낙엽생산을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량은 신갈나무림과 소나무림에서 각각 2.83, $2.20ton\;C\;ha^{-1}$ 으로 나타났다. 토양호흡을 통하여 방출되는 유기탄소량은 신갈나무림과 소나무림에서 각각 9.77, $5.54ton\;C\;ha^{-1}$ 이었으며, 유기탄소 순생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 신갈나무림과 소나무림에서 연간 대기로부터 순 흡수하는 유기탄소는 3.90, $0.81ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$ 로 나타나 신갈나무림의 유기탄소 흡수량이 소나무림에 비해 현저히 높은 것으로 나타났다.

• 한국가금학회지
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• 제40권3호
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• pp.253-262
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• 2013

본 연구는 오리사의 바닥 형태와 난방 방법에 따른 오리의 성장 특성 및 사육 환경의 변화 양상을 비교 분석하기 위하여 수행하였다. 3처리 4반복에 반복구별로 육용오리 25수씩 총 300수를 공시하여 6주간 시험을 실시하였다. 평사 직접 난방은 일반적인 사육 방식으로 설치하였고, 바닥 난방은 PVC 파이프를 이용해 온돌식 난방으로 설치하였다. 고상식 처리구는 플라스틱 망을 지상에서 50 cm 정도 높이에 고정하여 오리분이 바닥으로 통과하여 배출되도록 하였다. 6주령 생산성에서 체중 및 사료 섭취량은 처리구간에 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 사료 요구율은 고상식 직접 난방이 평사 직접 난방에 비하여 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 도체율 및 부분육의 비율은 평사 바닥 난방에서 복강 지방량이 0.8%로 가장 낮은 것을 제외하고 전반적으로 처리구 간에 큰 차이는 나타나지 않았다. 3주령부터 5주령까지 오리사 내 이산화탄소와 암모니아의 농도는 평사 직접 난방이 다른 처리구에 비하여 높게 측정되었다. 평사에서 깔짚 수분 함량은 직접 난방이 바닥 난방에 비해 높게 나타났으나, 이와 반대로 공기 중 분진량은 바닥 난방에서 높게 나타났다. 직접난방 처리구에서 연료 소모량은 고상식이 평사에 비하여 6주 동안 약 21% 적게 소모되었다. 오리의 외관 상태를 관찰한 결과, 오리가 깔짚과 플라스틱 망의 영향을 받아 뒤로 눕거나 다리 벌림, 발목이나 다리가 휘는 현상, 발바닥 상처 등 특이 증상이 일부 관찰되었다. 3주령과 6주령에 조사한 혈구 분석 결과는 처리구간 유의적 차이는 나타나지 않았다. 본 실험 결과, 일반 농가에서 사용하는 평사 직접 난방에 비하여 바닥 난방이나 고상식 바닥의 오리사 시설은 생산성에서 유의적 효과는 나타나지 않았으나, 일부 환경 개선이나 오리의 상태 변화에 긍정적 영향을 미치는 것으로 판단된다. 그러나 현재까지 오리사 시설에 대한 연구가 매우 부족하다는 점을 감안할 때 향후 추가적인 연구를 통한 시설개선 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권1호
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• pp.45-53
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• 2003

본 연구의 목적은 차광스크린 및 인공광을 이용하여 온실에 적절한 일일적산 광합성유효광량자속을 공급하는 기술을 개발하는 것이다. 차광율이 55%와 85%인 두 가지 종류의 차광스크린을 이용하여 목표광량을 얻는데 필요한 차광시간대를 분석한 결과, 조절하고자 하는 목표광량의 크기에 따라 적절한 차광율을 가진 차광재를 선택할 필요가 있는 것으로 판단되었다. 기상조건에 따라 광량변화가 많은 7월과 8월에 대하여 55%의 차광재를 이용하여 광조절 실험을 실시한 결과 무차광시의 실측값과 계산값의 차이가 최대 5 mol$.$ $m^{-2}$ $.$$d^{-1}$ 정도로 나타났다. 이러한 차이는 기상조건에 따라 일일적산 광량이 큰 차이가 있음을 감안하면 대체로 만족할 만한 결과로 판단된다. 광분포 시뮬레이션을 이용하여 적절한 광배치를 찾을 수 있었기 때문에 실제 인공광을 배치하는데 소요되는 시간을 많이 단축할 수 있었지만, 정확하게 목표한 광강도를 고르게 분포하도록 할 수 있는 광배치를 찾기가 쉽지 않았으며, 이에 대한 보다 더 많은 분석이 요구되었다. 목표한 일일적산 광합성유효광량자속을 얻는데 필요한 보광강도별 보광시간을 기상조건 및 월별로 계산하여 분석한 결과 보광강도는 필요보광량의 크기에 따라 적절한 값을 선택하여야 할 것으로 판단되었다. 55%차광재 및 300$\mu$mol$.$ $m^{-2}$ $.$ $s^{-1}$의 보광강도를 이용하여 5월말에서 6월초까지 광량 제어실험을 실시한 결과 최대 3mol$.$ $m^{-2}$ $.$$d^{-l}$ 정도의 오차를 보여주었다. 이러한 차이는 동일한 달에 같은 기상조건에서도 일일적산 광량의 차이가 있고 하루 중 기상상태도 많은 변화가 있기 때문인 것으로 판단된다. 그러나 기상조건에 따른 일별 최대차이가 30 mol$.$ $m^{-2}$ $.$$d^{-l}$ 정도임을 감안하면 조절효과는 만족할 만한 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 비록 상추재배를 위한 광량조절기술이지만 다른 작물에 대해서도 본 연구에서 제시한 자료 및 조절방법을 동일하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권2호
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• pp.160-165
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• 2009

본 연구는 고온과 고습 조건 하에서 양파 화구의 총 단백질 발현과 원형질막 $H^{+}ATPase$ 영향을 조사하고자 조생종 '신선황'과 중생종 '맵시황'를 이용하여 실험을 수행하였다. '신선황'과 '맵시황' 품종의 양파 회구 개화전, 반개화, 그리고 만개 단계에서 단백질의 양생에는 차이를 보이지 않았지만 결실 단계에서는 유도 및 비유도되는 단백질이 현저하게 나타났다. 양파 화구 개화 후 실시한 고온과 고습처리 18일째의 양파두 품종의 단벡질도 현저하게 감소하였고 특히 고온처리구에서 더 감소되는 경향을 보였다. 원형절막 $H^{+}ATPase$ 발현을 western-blot으로 살펴본 결과, '신선황' 과 '맵시황'의 경우 대조구에서 원형질막 $H^{+}ATPase$ 단백질 발현이 유지 되는 반면에, 고온처리구에서는 두품종 모두 원형질막 $H^{+}ATPase$가 발현 되지 않았다. 고습처리구에서 중생종 '맵시황'약 원형질막 $H^{+}ATPase$는 발현 되었는데 조생종 '신선황'에서 발현되지 않았다. 이는 양파 종자 성숙단계에서 고온 조건을 조우하면 고습처리 보다는 단백질 및 원형질막의 $H^{+}ATPase$피해가 더 심각함을 보여 주는 결과이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권2호
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• pp.153-159
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• 2009

본 연구는 스타티스 평난지 재배에서 생육불량, 수량감소, 출하기 조절 등의 문제점을 해결하기 위해 $GA_{3}$ 처리기술을 개발하고, 이들의 처리가 개화와 절화수량에 미치는 영향을 검토하였다. $GA_{3}$ 처리 농도별 효과는 하계재배(0, 100, 200, 400, 800mg.$L^{-1}$)와 촉성재배(0, 100, 200, 400mg.$L^{-1}$) 나누었고, 처리시기별 효과는 정식(0, 10, 20, 30, 40, 50일 후) 후와 육묘기간(3, 5, 7, 9주)으로 나누어 스타티스의 개화와 절화수량에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 스타티스는 재배시기에 관계없이 $GA_{3}$ 처리에 의해 개화가 촉진되었다. 하계재배에서는 200${\sim}$400mg $L^{-1}$ 농도에서 절화품질 및 절화수량이 증가하는 효과가 있었으며, 겨울철의 촉성재배에서는 400mg $L^{-1}$ 농도에서 효과가 좋았다. 처리시기에 따른 정식 10일 후 $GA_{3}$ 처리가 개화촉진에 효과적이었으나, 절화의 품질을 고려한다면 정식 20일경에 $GA_{3}$ 처리를 하는 것이 가장 적당할 것으로 생각된다. 육묘기간을 달리하여 $GA_{3}$ 처리시 개화촉진에는 효과가 없었으나 육묘기간이 긴 9주 육묘구에서 절화품질이 좋았고 절화수량도 많았다. 이상의 결과를 종합하면 종간잡종 스타티스는 9주간 육묘한 스타티스를 정식 20일경에 재배시기와 관계없이 400mg $L^{-1}$ 정도 처리했을 때 개화촉진과 절화수량 증진에 가장 효과적이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권3호
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• pp.245-252
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• 2018

얌빈(Pachyrhizus erosus, Yam bean)은 멕시코 원산의 아열대성 콩과 식물로서 아삭하고 즙이 많아 생으로 먹거나 다양한 요리재료로 사용되는 구근채소이다. 본 시험은 국내에서 얌빈 재배시 적정 파종시기를 찾고자 수행되었으며, 이를 위해 국내에서 주로 재배되는 2종을 대상으로 하여 온도에 따른 발아특성과 파종시기에 따른 적산온도 및 생산성을 비교하였다. 발아율은 $18^{\circ}C$이상에서 86.0~94.0%를 보였으며, 발아 소요일수는 낮은 온도에서 길게 나타났다. 천군만마 품종이 태국 재래종에 비해 개화기나 구근 형성시기가 더 늦었고, 개화와 구근형성 및 비대에 필요한 적산온도도 각각 $293^{\circ}C$, $280^{\circ}C$, $108^{\circ}C$가 더 소요되었으며, 지상부나 구근의 건물량은 더욱 많았다. 또한, 4월 25일 파종은 다른 시기에 비해 구근형성기까지 일수가 더 소요되었고, 구근형성과 비대시기의 지연으로 수확지수가 낮았으며, 6월 9일 이후 파종시는 영양생장이 충분하지 않은 상태에서 10월 하순 이후 저온 및 서리로 인해 생육이 정지되어 구근의 충분한 비대가 어려웠다. 한편, 5월 10일과 25일에 파종한 경우에는 일장, 온도 등의 변화가 영양생장과 구근형성에 유리하게 작용하여 얌빈 두 종 모두 구근 건물량과 수확지수가 높고 수량이 많아 파종시기로 적합하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.189-195
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• 2020

겨울철 재배 시 중·소과종 수박의 안정적 생산을 위한 적정 줄기유인 수와 착과 위치를 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 줄기유인 수를 위한 시험은 아들줄기를 각각 2, 3, 4줄기로 달리하여 유인하였다. 줄기유인 수에 따른 초장, 경경, 마디수 등 생육특성은 3, 4줄기보다 2줄기에서 높은 결과를 보였다. 그러나 과중, 과고, 과폭 등 과실특성은 4줄기에서 높게 나타났다. 당도와 착과율은 줄기유인 수에 따라 유의한 차이가 없었다. 착과 위치를 위한 시험의 착과 위치는 2, 3, 4번째 암꽃으로 달리하였다. 착과 위치에 따른 암꽃의 평균 착과마디는 각각 11.5, 15.8, 23.1마디였다. 착과 위치가 높아질수록 과중이 증가하여 2번째 암꽃에 비해 4번째 암꽃이 0.8kg 무거웠다. 그러나 당도는 착과 위치가 증가할수록 감소하여, 2번째 암꽃이 4번째 암꽃에 비해 1.3°Bx 높았다. 생육과 과실 특성을 종합적으로 고려하였을 때, 겨울철 중·소과종 수박의 줄기유인 수는 3줄기, 착과 위치는 3번째 암꽃이 고품질의 수박의 생산을 위해 적합할 것으로 판단된다. 그러나 추후에 재식거리, 중·소과종 품종의 다착과 등 수박 재배 농가의 소득 안정을 위한 다양한 연구가 필요하다고 생각된다.