• 생물환경조절학회지
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• 제32권1호
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• pp.8-14
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• 2023

본 연구에서는 육묘장에서 인력 또는 관행 자동관수장치의 활용도 조사를 통해 관수장치의 문제점과 그 개선점을 파악하여 균일관수가 가능한 스마트 관수장치를 개발하고 그 성능을 분석하였다. 자동관수와 인력관수의 평균 관수량은 각각 28.7±4.4g과 14.2±4.3g으로 두 조건 모두 변동계수가 30% 이내로 균일관수로 판단할 수 있다. 그렇지만 변동계수가 30%인 인력관수에 비해 자동관수는 15%로 균일도가 높았다. 개발된 균일관수장치에 탑재된 분사각이 80°인 노즐은 이론상 600mm 높이에서 가장 균일한 것으로 분석되었고, 균일관수 장치를 이용한 관수시험 결과 중앙부의 관수 균일도는 평균 대비 20% 이내이지만 가장자리부는 중앙부에 비해 50% 이상 관수량이 적었다. 균일관수장치를 활용한 토마토 접목묘 재배시험 결과, 시험기간 10일간 중앙부는 초장이 평균 72mm 생장한 데 비해 가장자리부는 평균 28mm 생장하여 가장자리부에 대한 추가 관수가 필요한 것으로 나타났다. 가장자리부 추가 관수장치를 부착하여 관수할 경우 중앙부에 비해 가장자리부의 관수량은 50% 이상이었으며, 중앙부에서는 분사각의 겹침으로 인하여 관수량의 차이는 발생하였으나, 그 차이는 30% 이내였다. 가장자리 집중관수 시스템 활용 시 각 지점별 생장 차이는 있으나, 10일간 생육을 비교하면 양측 가장자리의 평균 생장률은 24%, 중앙부의 평균 생장률은 26%인 점을 고려하면 균일관수장치에 비해 생장 균일도가 높았다. 모종의 초장 균일도 향상을 위해서는 관수장치의 진행방향에 거리센서를 설치하여 작물의 생장에 따라 관수장치의 높이를 조절이 필요할 것으로 판단된다.

• 농업생명과학연구
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• 제44권3호
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• pp.7-14
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• 2010

Alternative subirrigation way, capillary wick system (CWS) was tested to reduce labor cost, waste water, contamination of ground water, and use of fungicide compared to overhead irrigation system (OIS). CWS helped reduce remarkably the working hours for watering from 4 hours in OSI to just 5 minutes. Labor cost was saved 98% in CWS compared to OIS. By the physical characteristics of various growing media, 1 coconut coir+2 perlite (v/v) mixture was selected because it had an ideal distribution of three phase, e.g. 1 solid: 1 liquid: 2 gas phase. Medium mixture containing scoria had so high bulk and particle density to hurt root. In bark-containing medium, the liquid phase and the percent saturation of liquid phase with time elapsed was lower than that of other mixture. It meant that the mixture contained very low level of water. Application of CWS for cyclamen pot production played an important role in reducing the incident of fusarium wilt symptom from 18% in conventional over watering system to 4%. Cyclamen pot irrigated by capillary wick had shorter petiole and more leaves than those by overhead watering. As a result, this system was highly beneficial to get uniform pot products with high quality. It improved water and nutrient solution efficiency relative to conventional overhead irrigation system (OIS).

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.399-405
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• 2020

최근 이상 기후 및 노동력 문제를 해결하기 위하여 재배 환경의 정밀 제어가 가능한 식물공장형육묘시스템을 이용한 균일한 묘소질의 접수 및 대목 생산과 접목 로봇의 작업성 향상을 연계시키는 규격묘 생산 자동화시스템 구축의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 식물공장형육묘시스템에서 저면관수 시 오이와 토마토 접수 및 대목의 관수 시기 및 관수량 등 관수 계획 수립을 위해 광량에 따른 증발산량과 묘소질을 조사하였다. 저면 관수 시 연속 중량 측정이 가능하도록 행잉형 로드셀을 설치하고 육안으로 초기 위조가 시작되는 시점을 확인하여 관수 개시 시점을 배지수분함량 50% 이상으로 설정하였다. 오이 접수 및 대목의 관수 시기는 파종 후 7일 및 6일이었고, 토마토 접수 및 대목의 관수 시기는 강광(300 μmol·m^-2·s^-1) 처리구 기준으로, 파종 후 5, 8, 11, 13일이었다. 오이와 토마토 모두 광량 증가에 따라서 증발산 속도가 증가하였으며, 토마토에서 광량에 따른 증발산 속도 차이가 크게 나타났다. 오이와 토마토 묘의 생육은 광량이 증가할수록 촉진되었는데, 광량 증가는 하배축장의 신장을 억제시키고 경경을 증가시켰다. 오이 및 토마토 묘개체군의 누적 증발산량은 광량이 증가할수록 증가하였고, 개체당 일(24h) 증발산량과 광량은 1차 선형 형태로 높은 정의 상관관계를 보였다. 묘개체군의 연속 중량 측정을 통한 오이와 토마토 접수 및 대목의 증발산량 추정은 식물공장형육묘시스템의 정밀 관수 제어를 위한 관수 시기 및 관수량 결정을 위한 지표로 사용할 수 있을 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권1호
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• pp.23-43
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• 2017

Purpose: As application-specific wireless sensor networks are gaining popularity, this paper discusses the development and field performance of the GHAN, a greenhouse area network system to monitor, control, and access greenhouse microenvironments. GHAN, which is an upgraded system, has many new functions. It is an intelligent wireless sensor and actuator network (WSAN) system for next-generation greenhouses, which enhances the state of the art of greenhouse automation systems and helps growers by providing them valuable information not available otherwise. Apart from providing online spatial and temporal monitoring of the greenhouse microclimate, GHAN has a modified vapor pressure deficit (VPD) fuzzy controller with an adaptive-selective mechanism that provides better control of the greenhouse crop VPD with energy optimization. Using the latest soil-matrix potential sensors, the GHAN system also ascertains when, where, and how much to irrigate and spatially manages the irrigation schedule within the greenhouse grids. Further, given the need to understand the microclimate control dynamics of a greenhouse during the crop season or a specific time, a statistical assessment tool to estimate the degree of optimality and spatial variability is proposed and implemented. Methods: Apart from the development work, the system was field-tested in a commercial greenhouse situated in the region of Punjab, India, under different outside weather conditions for a long period of time. Conclusions: Day results of the greenhouse microclimate control dynamics were recorded and analyzed, and they proved the successful operation of the system in keeping the greenhouse climate optimal and uniform most of the time, with high control performance.

• Environmental Engineering Research
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• 제16권4호
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• pp.243-252
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• 2011

Several mathematical relationships have been developed to describe bacterial responses to UV irradiation. Pseudomonas aeruginosa was taken as a bacterial model. The results obtained showed that the kinetics of disinfection is far to be as uniform. In fact, application of the model of Chick-Watson in its original form or modification, taking into account the speed change during the disinfection process, has not significantly improved results. The application of both models of Collins-Selleck and Hom constitute a major opportunity to simulate goodly the kinetics of UV disinfection. The results obtained showed that despite the major advantage held by applying the Hom model in this process of disinfection and for all strains studied, the model of Collins-Selleck gave the best results for the description of the UV inactivation process. The design of reactors, operating in continuous disinfection system, requires taking into account the hydrodynamic behaviour of water in the reactor. Knowing that a reduction of 4-log is necessary in the case of wastewater reuse for irrigation, a model integrating the expression of disinfection kinetics and the hydrodynamics through the UV irradiation room was proposed. The results highlight the interest to develop reactors in series working as four perfectly mixed reactors.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.376-387
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• 2019

최근 수경재배에서 가장 많이 사용되는 친환경 유기배지인 코이어 배지를 사용하였을 때 코이어 칩과 더스트 비율, 급액량에 따라 멜론의 생육과 과실 품질을 분석하고 봄 재배시 코이어 배지를 이용한 멜론 수경재배의 기초 자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 실험에 사용한 2 종류의 코이어 배지는 칩과 더스트의 비율이 각각 3:7, 5:5이었으며, 배액률 10, 20, 30% 수준으로 급액하였을 때 멜론의 생육과 품질 변화, 배지의 물리적 화학적 변화를 분석하였다. 배액률 10%를 기준으로 양액을 공급한 처리구는 총 급액량이 주당 91L로 급액량이 가장 많은 배액률 30% 처리구에 비해 약 30% 절감되었다. 총 배액량 또한 급액량이 가장 적은 배액률 10% 처리구에서 주당 10L 이하로 낮은 값을 나타내었다. 더스트 비율이 높은 칩:더스트 3:7 배지는 5:5 배지보다 총 배액량이 약 30-70% 감소하였다. 급액량이 많고 더스트 비율이 높은 3:7 배지를 사용했을 경우 엽생육과 과실 비대가 좋았고 당도는 품종 간 차이가 컸다. 배액률 30%를 기준으로 급액하면 배액률 10% 기준으로 급액하였을 때보다 과중이 21% 증가하였다. 더스트의 비율이 높은 3:7 배지는 5:5 배지보다 용기용수량, 공극률 등 배지 물리성이 우수하였고, 재배 기간 중 네트발현기 이후 배액 EC가 $3.0-6.8dS{\cdot}m^{-1}$로 높은 값을 나타내었다. 재배 품종 특성 및 재배 조건 등을 고려하여 적정한 양수분 관리를 하면 코이어 배지를 이용한 수경재배 시 고품질의 멜론을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국제4기학회지
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• 제14권1호
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• pp.7-31
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• 2000

의림지 퇴적층의 형성환경, 성인 및 형성시기를 해석하기 위하여 제천시 모산동 일대에 위치하는 의림지 일대에서 제4기 지질조사와 물리탐사를 실시하였다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 음향측심, 호저 표층시료 및 수상시추에 의한 주상시료 채취, GPR 물리탐사, 호저 퇴적물의 입도분석, 화분분석 및 탄소연대를 측정하였다. 야외조사와 실내분석 결과, 의림지 호저 표층은 부분적으로 인위적으로 교란되거나 매립되기도 했던 흔적이 있으며, 호저의 자연구배를 따른 유수작용으로는 설명할 수 없는 굴곡부를 보이고 있다. 대부분의 호저 퇴적물은 계절적인 집중호우시에 발달하는 범람유수, 의림지 주변 교량부근 계곡과 수로들을 따라 유입되는 하천수 등에 의하여 의림지 안에 조약성 내지 부유성 입자들이 많이 유입되어 집적된 것으로 해석된다. 그리고 대부분 균질 부유물은 의림지의 중앙이나 제방이 있는 하류부에 집적되어 있다. 의림지 호저 표층에는 퇴적물의 CM 다이그램분석에서 나타나듯이 교란류나 니류작용이 발달하여 있으며 이는 의림지하부에 기반암 위에 발달하는 퇴적층으로부터 피압수가 형성되어 상승류가 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 시추 주상치료 중에서 ER-1호공과 ER-3-1호공의 시료는 인간간섭이나 퇴적층의 교란이 적으며, 입도 분석 결과, 분급도는 불량하고, 대부분 세립질 모래와 니질물로 구성되어 있으며, 입도의 첨도와 왜도변화가 아주 다양하게 나타나고 있어, 의림지의 호저 퇴적층은 여러 번의 상이한 기작에 의한 퇴적작용이 중첩되어 형성된 퇴적층으로 해석된다. 시추주상도, 음향측심 및 GPR 물리탐사 단면과 이의 해석자료에 의하면 의림지의 퇴적층은 하류의 제방으로 갈수록 두꺼워지며, 바닥까지의 수심도 GPR 측선9에서와 같이 약 8m로 특히 깊어지는 것으로 나타났다. 한편, 의림지의 2개 시추주상시료(ER-1호공과 ER-3-1호공)에 대한 화분분석 결과, 2개의 화분대로 구분됨이 밝혀졌으며, 하부분대는 목본류 화분이 초본류보다 우점하고 있으며, 상부분대는 반대로 초본류가 목본류보가 더 우점하는 현상을 보이고 있다. 이들 화분대는 현재 습한 온대지역의 수성 혹은 수성주변 환경이 지배하는 산악이나 구릉지에서 흔히 나타나는 침엽수-낙엽활엽수의 혼합림 식생상태를 잘 대변해 주고 있는 것으로 판단된다. 끝으로, 의림지 호저 퇴적층 중에서 인위적인 교란흔적이 없는 암회색 유기질 니층에 대한 탄소연대측정 결과, 제1호공 12번 시료에서 950$\pm$40 years B.P을 얻었으며, 제3-1호공에서도 아래로 내려가면서 8, 10, 11번 시료에 대하여 500$\pm$30 years B.P, 650$\pm$30 years B.P, 800$\pm$40 years B.P의 연대측정 결과를 획득하였다. 이상과 같은 의림지 호저 퇴적층의 형성환경과 형성시기 연구를 통하여 의림지의 제방축조의 최초시기를 해석해 보면, 의림지의 제방은 적어도 과거 약 827년 전에서 866년 전에는 이미 축조되어 있었음을 알 수 있다. 과거 제천 일대에 살았던 옛사람들이 의림지 하류의 곡지중앙과 고기 충적선상지에 대한 관계용 용수조달의 필요성에 부응하여 상류부 곡지하천의 자연입지 환경을 최대한 이용하여 축조한 것으로 판단된다.