• Original Articles

    Characteristics of Cooling Effect Depending on Operation of Forced Ventilation Systems in a Single-span Plastic Greenhouse

    강제환기장치 사용에 따른 단동 플라스틱 온실 기온 강하 특성

    Seong-Heon Kim, Hyung-Kweon Kim, Jin-Kyung Kwon, and Si-Young Lee

    김성헌, 김형권, 권진경, 이시영

    This study was carried out to investigate quantitative characteristics of the cooling effect in a single-span arch greenhouse with roll-up side vents …

    본 연구는 권취식 측창을 갖는 아치형 단동 플라스틱 온실 내 강제환기장치 설치 및 운용, 환기 성능 개선방안 등을 제안하기 위해 온실 내부에 …

    + READ MORE
    This study was carried out to investigate quantitative characteristics of the cooling effect in a single-span arch greenhouse with roll-up side vents depending on operation of circulation and exhaust fans during ventilation, in order to suggest a practical strategy regarding installation or operation of forced ventilation systems. The examination was conducted under 3 different ventilation conditions (side vents only, side vents + circulation fans, and side vents + circulation fans + exhaust fans). In each condition, variations of internal and external air temperatures and exogenous environmental factors were recorded during ventilation, and the cooling effects were investigated by comparing the normalized temperature difference (NTD) of each ventilation condition. In the morning time (11:00-12:00), a temporary peak in the temperature difference was observed at the beginning of ventilation regardless of ventilation methods. The time taken to the maximum NTD was decreased from 340 s to 110s, and the NTD was dropped from 1.158 to 1.037 as the more forced ventilation systems were operated. The more operations caused the passing time over specific NTD values reduced by 60% as the time was reduced from 1,030 s to 550 s at NTD = 0.8, 1,610 s to 915 s at NTD = 0.6, and 2,315 s to 1,360 s at NTD = 0.4. The temporary peak in NTD was not observed in the afternoon time (14:00-15:00) but it was dropped as quickly as the ventilation started. Also the more operations resulted in the passing time over specific NTD values reduced by 70% as the time was reduced from 560 s to 345 s at NTD = 0.8, from 825 s to 540 s at NTD = 0.6, and from 1,145 s to 810 s at NTD = 0.4. Conclusively, the intervention of the forced ventilation system is recommended in the morning time or in high thermal conditions to achieve more effective and economical ventilation.


    본 연구는 권취식 측창을 갖는 아치형 단동 플라스틱 온실 내 강제환기장치 설치 및 운용, 환기 성능 개선방안 등을 제안하기 위해 온실 내부에 유동팬과 배기팬을 설치하여 강제환기장치 사용에 따른 온실 내부기온 강하 특성을 정량적으로 조사하였다. 시험은 3가지 환기 조건(측창, 측창+순환팬, 측창+순환팬+배기팬)에서 수행되었다. 각 조건 데이터로거를 이용하여 환기 시작과 동시에 온실 내외부 기온 및 외부환경 변화를 측정·기록하였고, 환기 방식별 기온차 변화의 평균값으로부터 정규기온차를 계산하여 기온 강하 효과를 비교하였다. 오전(11:00-12:00)에는 환기 방식에 상관없이 환기 초반 정규기온차가 일시적으로 증가했다가 감소하는 것으로 나타났다. 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 최대 정규기온차는 1.158에서 1.037로 감소하였고 최대 정규기온차에 도달하는 시간도 340초에서 110초로 단축되었다. 강제환기장치의 사용은 정규기온차가 0.8까지 감소하는데 소요된 시간을 1,030초에서 550초로, 0.6까지는 1,610초에서 915초로, 0.4까지는 2,315초에서 1,360초로, 자연환기의 약 60% 수준으로 감소시켰다. 오후(14:00-15:00)에는 정규기온차의 증가가 관측되지 않았지만, 환기 시작과 동시에 기온차가 감소하기 시작했다. 또한 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 정규기온차가 0.8까지 내려가는 시간을 560초에서 345초로, 0.6까지는 825초에서 540초로, 0.4까지는 560초에서 345초로, 약 70% 수준으로 감소시켰다. 따라서, 보다 효과적이고 경제적인 환기를 위해 강제환기장치는 오전과 같이 열부하가 높은 환경에서 적극적으로 사용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Development and Verification of Smart Greenhouse Internal Temperature Prediction Model Using Machine Learning Algorithm

    기계학습 알고리즘을 이용한 스마트 온실 내부온도 예측 모델 개발 및 검증

    Kwang Cheol Oh, Seok Jun Kim, Sun Yong Park, Chung Geon Lee, La Hoon Cho, Young Kwang Jeon, and Dae Hyun Kim

    오광철, 김석준, 박선용, 이충건, 조라훈, 전영광, 김대현

    This study developed simulation model for predicting the greenhouse interior environment using artificial intelligence machine learning techniques. Various methods have been studied …

    본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 …

    + READ MORE
    This study developed simulation model for predicting the greenhouse interior environment using artificial intelligence machine learning techniques. Various methods have been studied to predict the internal environment of the greenhouse system. But the traditional simulation analysis method has a problem of low precision due to extraneous variables. In order to solve this problem, we developed a model for predicting the temperature inside the greenhouse using machine learning. Machine learning models are developed through data collection, characteristic analysis, and learning, and the accuracy of the model varies greatly depending on parameters and learning methods. Therefore, an optimal model derivation method according to data characteristics is required. As a result of the model development, the model accuracy increased as the parameters of the hidden unit increased. Optimal model was derived from the GRU algorithm and hidden unit 6 (r2 = 0.9848 and RMSE = 0.5857°C). Through this study, it was confirmed that it is possible to develop a predictive model for the temperature inside the greenhouse using data outside the greenhouse. In addition, it was confirmed that application and comparative analysis were necessary for various greenhouse data. It is necessary that research for development environmental control system by improving the developed model to the forecasting stage.


    본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 방법이 연구됐지만, 가외 변인으로 인하여 기존 시뮬레이션 분석방법은 낮은 정밀도의 문제점을 지니고 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 최근 개발되고 있는 데이터 기반의 기계학습을 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발을 수행하였다. 기계학습모델은 데이터 수집, 특성 분석, 학습을 통하여 개발되며 매개변수와 학습방법에 따라 모델의 정확도가 크게 변화된다. 따라서 데이터 특성에 따른 최적의 모델 도출방법이 필요하다. 모델 개발 결과 숨은층 증가에 따라 모델 정확도가 상승하였으며 최종적으로 GRU 알고리즘과 숨은층 6에서 r2 0.9848과 RMSE 0.5857℃로 최적 모델이 도출되었다. 본 연구를 통하여 온실 외부 데이터를 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발이 가능함을 검증하였으며, 추후 다양한 온실데이터에 적용 및 비교분석이 수행되어야 한다. 이후 한 단계 더 나아가 기계학습모델 예측(predicted) 결과를 예보(forecasting)단계로 개선하기 위해서 데이터 시간 길이(sequence length)에 따른 특성 분석 및 계절별 기후변화와 작물에 따른 사례별로 개발 모델을 관리하는 등의 다양한 추가 연구가 수행되어야 한다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Effects of Coir Substrate Application and Substrate Volume on the Growth and Yields of Strawberry in a Hydroponically Cultured System

    딸기 수경재배에 코이어 배지 적용과 근권부 배지 용량이 생육 및 수확량에 미치는 영향

    Jeongsu Hwang, Sungwook Yun, Jinkyung Kwon, Minjung Park, Dongsoo Lee, Heeju Lee, Siyoung Lee, Sanggyu Lee, and Youngsin Hong

    황정수, 윤성욱, 권진경, 박민정, 이동수, 이희주, 이시영, 이상규, 홍영신

    This study was conducted to examine an alternative cultivating method that uses coir substrates in a hydroponically cultured system. Three treatment conditions …

    본 연구는 딸기재배시 전용 고설베드를 사용하지 않고, 일반 수경재배 시설을 이용하여 코이어 배지를 베드에 올려 재배하는 방법을 구명하기 위해서 실시하였다. 토마토나 파프리카를 …

    + READ MORE
    This study was conducted to examine an alternative cultivating method that uses coir substrates in a hydroponically cultured system. Three treatment conditions were applied with one-layer substrate (10 cm height) with a coir chip and dust ratio of 5:5 (Treatment A), two-layer coir substrate (20 cm height) with a coir chip and dust ratio of 5:5 (Treatment B), one-layer coir substrate (15 cm height) with a coir chip and dust ratio of 7:3 (Treatment C). The control condition was a plastic container filled with a coir chip and dust ratio of 5:5. Various criteria were measured and compared between the treatments and the control. The yield of strawberry was smaller in the control than in the treatments. No significant difference in growth characteristic was found in the height treatments of the coir substrates. The net photosynthetic rate of the treatments was 14.68-15.76 µmol CO2·m-2·s-1. This does not show a statistically significant difference. The root activity was better in treatment B and C than in treatment A and the control. The length and width of leaves were measured as 4.04-4.13 cm and 3.26-3.34 cm. These results are not statistically significant. The leaf length and width ratio was 1.27 in the control and 1.24 in the treatments. The findings show that no statistically significant benefit was found when utilizing coir substrates with different height treatments in the hydroponic culture system. However, the harvested fruit per plant weights 72.38 g in treatment A and 48.69 g in treatment C. The number of harvested fruit was least in treatment C in which a coir chip and dust ratio of 7:3 was applied. Therefore, further research is needed to examine how the chip and dust ratio in coir substrate affects growth characteristics.


    본 연구는 딸기재배시 전용 고설베드를 사용하지 않고, 일반 수경재배 시설을 이용하여 코이어 배지를 베드에 올려 재배하는 방법을 구명하기 위해서 실시하였다. 토마토나 파프리카를 재배하는 시설재배 베드에 코이어의 칩과 더스트 비율이 5:5인 코이어 배지 1겹 처리(높이 10cm; A), 2겹으로 쌓은 처리(높이 20cm; B), 코이어의 칩과 더스트 비율이 7:3인 코이어 배지 1겹 처리(높이 15cm; C)와 대조구로는 딸기 전용 플라스틱 화분(Control) 처리구로 하였다. 생육특성은 코이어 배지 높이별로는 유의성이 없었고, 플라스틱 화분에서 재배한 것이 작은 경향을 보였다. 딸기 잎의 광합성율은 처리별로 14.68-15.76µmol CO2·m-2·s-1로 통계적인 유의성은 없었고, 뿌리의 근활력은 배지 용량이 컸던 C와 B 처리구가 A 처리구와 대조구보다는 높은 것으로 나타났다. 과장과 과폭은 각각 4.04-4.13cm와 3.26-3.34cm로 통계적인 유의성이 없었고, 과장과 과폭 비율은 대조구가 1.27로 A-C 처리구의 1.23-1.24보다 뾰쪽한 형태이었다. 딸기 1주당 수확과수는 C 처리구가 4.4개로 가장 적었고, 대조구, A, B 처리구의 6.2-6.5개로 처리간 유의성은 없었다. 상품수량 과수는 A 처리구가 74개로 가장 많았고, C 처리구가 53개로 가장 적었으며, 1주당 수량은 A 처리구가 72.38g으로 가장 컸고, C 처리구가 48.69g으로 가장 작았다. 이와 같은 결과는 딸기재배 시 전용재배 시설을 설치하지 않고, 기존의 토마토나 파프리카 수경재배 시설에서 코이어 배지를 활용하여 딸기재배를 할 수 있다는 것을 나타낸다. 다만 C 처리구에서 수량이 감소한 것은 칩과 더스트 비율이 7:3으로, A와 B 처리구의 칩과 더스트 비율이 5:5와 다른 것이 원인으로 추정되며 칩과 더스트 비율에 따른 추가 연구가 필요하다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Changes in Abscisic Acid, Carbohydrate, and Glucosinolate Metabolites in Kimchi Cabbage Treated with Glutamic Acid Foliar Application under Extremely Low Temperature Conditions

    이상저온 시 글루탐산 엽면 처리에 의한 배추의 ABA, 탄수화물 및 Glucosinolate 대사체 변화

    Ha Seon Sim, Jung Su Jo, Ui Jeong Woo, Yu Hyun Moon, Tae Yeon Lee, Hee Ju Lee, Seung Hwan Wi, and Sung Kyeom Kim

    심하선, 조정수, 우의정, 문유현, 이태연, 이희주, 위승환, 김성겸

    Glutamic acid is a precursor of essential amino acids that play an important role in plant growth and development. It is one …

    글루탐산은 식물의 생장과 발달에 중요한 역할을 하는 필수 아미노산의 전구체이며, 저온 보호 물질로 이어지는 생합성 경로를 자극하여 저온 피해를 줄이는 생물자극제 중 …

    + READ MORE
    Glutamic acid is a precursor of essential amino acids that play an important role in plant growth and development. It is one of the biostimulants that reduce cold stress damage by stimulating biosynthetic pathways leading to cryoprotectants. This study evaluated the effects of glutamic acid foliar application on Kimchi cabbage under low-temperature stress. There were six treatments, combining three photo-/dark periods temperature levels (11/-1°C extremely low, E; 16/4°C moderately low, M; and 21/9°C optimal, O) with and without glutamic acid foliar application (0 and 10 mg·L-1; Glu 0 and Glu 10). Glutamic acid foliar application was sprayed once 10 days after transplanting, and then temperature treatment immediately after glutamic acid foliar application was conducted for up to four days. After four days of treatment, abscisic acid (ABA), phaseic acid (PA), dihydrophaseic acid (DPA), and abscisic acid-glucose ester (ABA-GE) contents were higher with Glu 10 treatment than Glu 0 treatment in M ​​treatment. Glucose content was highest in E with Glu 10 treatment (52.1 mg·100 g-1 dry weight), while fructose content was highest in O with Glu 0 treatment (134.6 mg·100 g-1 dry weight). The contents of glucolepiddin (GLP), glucobrassicin (GBS), 4-methoxyglucobrassicin (4MGBS), neoglucobrassicin (GNBS), and gluconasturtiin (GNS) were highest among all treatments in E with Glu 10 treatments (0.72, 2.05, 1.67, 9.40 and 0.85 µmol·g-1 dry weight). After two days of treatment, rapid changes in PA and DPA contents of E with Glu 10 treatments were confirmed, and several individual glucosinolate contents (GLP, GBS, 4MGBS, GNBS, and GNS) were significantly different depending on low temperature and glutamic acid treatment. In addition, the content of fructose was significantly lower than that of O treatment in E and M treatments after four days of treatment. Therefore, although the changes in PA, DPA, glucose, fructose, and individual glucosinolates according to low temperature and glutamic acid foliar treatment were shown. A clear correlation between low temperature and glutamic acid effects could not be evaluated. Results indicated that Brassica crops are cryophilic vegetables, do not react sensitively to low temperatures, and mostly have cold resistance.


    글루탐산은 식물의 생장과 발달에 중요한 역할을 하는 필수 아미노산의 전구체이며, 저온 보호 물질로 이어지는 생합성 경로를 자극하여 저온 피해를 줄이는 생물자극제 중 하나이다. 본 연구에서는 저온 스트레스 조건에서 글루탐산 엽면 처리가 배추에 미치는 영향을 평가하였다. 글루탐산 2가지 엽면 시비 농도(0 및 10mg·L-1)와 3가지 주/야간 온도 수준(11/-1 °C extremely low, E; 16/4°C moderately low, M; 21/9°C optimal, O)을 결합하여 6개의 처리가 수행되었다. 글루탐산의 엽면 처리는 정식 후 10일에 1회 살포하고, 글루탐산 처리 직후 온도 처리는 최대 4일 동안 실시하였다. 처리 4일 후, ABA, PA, DPA 및 ABA-GE 함량은 M 처리에서 Glu 0 처리보다 Glu 10 처리에서 함량이 더 높았다. Glucose 함량은 E 및 Glu 10 처리에서 가장 높은 반면(52.1mg·100g-1 dry weight), fructose 함량은 O 및 Glu 0 처리에서 함량이 가장 높았다(134.6mg·100g-1 dry weight). GLP, GBS, 4MGBS, GNBS 및 GNS 함량은 E 및 Glu 10 처리에서 모든 처리 중 가장 높았다(0.72, 2.05, 1.67, 9.40 및 0.85µmol·g-1 dry weight). 처리 2일 후 E 및 Glu 10 처리의 PA와 DPA함량에서 급격한 변화를 확인하였고, 몇몇 개별 glucosinolate 함량(GLP, GBS, 4MGBS, GNBS 및 GNS)은 저온과 글루탐산 처리에 따라 유의적 차이를 확인할 수 있었다. 또한, fructose는 glucose 대신 fructan을 에너지원으로 사용하였기 때문에 처리 4일후 E와 M처리에서 O 처리에 비하여 유의적으로 낮은 함량을 보였다. 따라서, 저온과 글루탐산 엽면 처리에 따른 PA, DPA, glucose, fructose 및 개별 glucosinolate 물질들의 변이를 확인하였지만, 저온과 글루탐산의 효과에 관한 명확한 상관관계를 평가할 수는 없었다. 배추과 작물은 호냉성 채소로서 저온에 민감하게 반응하지 않고, 대부분 내한성을 가지고 있기 때문으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Effects of Light Intensity, Light Quality and Photoperiod for Growth of Perilla in a Closed-type Plant Factory System

    완전제어형 식물공장에서 광량과 광질, 광주기가 들깨의 생장에 미치는 영향

    Seonggwan Sul, Youngtaek Baek, and Young-Yeol Cho

    설성관, 백영택, 조영열

    In order to select suitable light in a plant factory, electric energy use efficiency and light use efficiency should be considered simultaneously …

    식물공장에서 적합한 광을 선정하기 위해서는 양적인 측면과 기능적 측면 뿐만 아니라 운영비를 고려하기 위하여 전기에너지이용효율과 광이용효율을 동시에 고려해야 하는데 본 연구에서는 들깨를 …

    + READ MORE
    In order to select suitable light in a plant factory, electric energy use efficiency and light use efficiency should be considered simultaneously to consider operating costs as well as quantitative and functional aspects. The growth characteristics, electric energy use efficiency, light use efficiency by light intensity, LED ratio, and photoperiod conditions were compared together. Light intensity is 60, 130, 230, and 320 µmol·m-2·s-1 treatments, and light quality is the mixing ratio of red light and blue light 8:2, 6:4, 4:6, and 2:8 treatments. Photoperiod is 9, 12, 15, and 18 hours treatments based on the daytime. In the light intensity experiment, the growth rate increased as the light intensity increased, but there was no significant difference in the light use efficiency. When comparing the leaf fresh weight per power consumption, only the 320 µmol·m-2·s-1 treatment group showed significantly low efficiency, and there was no significant difference in the other treatments, so 230 µmol·m-2·s-1, which produced the most, was the most efficient. In the light quality experiment, the ratio of red light and blue light was measured to be high at the same time as the growth rate and light use efficiency in RB 8:2, and there was no significant difference in color difference and flavonoids content, so a Red:Blue ratio of 8:2 was the most suitable condition. In the photoperiod experiment, the longer the photoperiod, the higher the growth rate. However, there was no significant difference in the growth rate over 12 hours of daytime, so 12 hours considering the light consumption efficiency was a suitable condition. Based on the above results, LED light environmental conditions for perilla growth in plant factories were light intensity, light quality, and day length of 230 µmol·m-2·s-1 or more, 8:2, and 12 hours or more, respectively.


    식물공장에서 적합한 광을 선정하기 위해서는 양적인 측면과 기능적 측면 뿐만 아니라 운영비를 고려하기 위하여 전기에너지이용효율과 광이용효율을 동시에 고려해야 하는데 본 연구에서는 들깨를 위한 LED광원의 광량, 적색광과 청색광의 혼합 비율과 광주기 조건별 생육 특성과 전기에너지이용효율과 광이용효율을 함께 비교하였다. 광량 처리구는 60, 130, 230, 320µmol·m-2·s-1 조건으로, 광질 처리구는 적색광과 청색광의 혼합 비율 8:2, 6:4, 4:6, 2:8 조건으로, 일장 처리구는 낮 기준 9, 12, 15, 18시간으로 처리하였다. 광량 실험에서는 광량이 높을수록 생육량이 늘어나는데 비해 소비전력당 건물중의 광이용효율은 유의차가 없었다. 소비전력당 엽생체중을 추가로 비교해보면 320µmol·m-2·s-1 처리구에서만 유의적으로 낮은 효율을 보였고 이외의 처리구에서는 유의차가 없었기 때문에 생산량이 가장 많은 230µmol·m-2·s-1가 가장 효율적이었다. 광질 실험에서는 적색광과 청색광의 혼합 비율은 RB 8:2에서 생육량과 광이용효율이 동시에 높게 측정되었고 색차와 flavonoids 함량에서는 유의차가 발생하지 않아 Red: Blue 비율 8:2가 가장 적합한 조건이었다. 광주기 실험에서는 광주기가 길어질수록 높은 생육량을 나타냈는데 일장 12시간 이상에서는 생육량의 유의차가 없었으므로 광소비 효율을 고려한 12시간이 적합한 조건이었다. 이상의 결과를 바탕으로 식물공장에서 들깨 생육을 위한 LED 광 환경 조건으로는 광도, 광질과 일장은 각각 230µmol·m-2·s-1 이상, 8:2와 12시간 이상이었다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Flowering and Inflorescence Development Characteristics of Korean Mint Affected by Different Photoperiods

    광주기에 따른 배초향의 개화 및 화서 발달 특성

    Hee Sung Hwang, Hyeon Woo Jeong, and Seung Jae Hwang

    황희성, 정현우, 황승재

    The Korean mint (Agastache rugosa Kuntze) is used as a leaf vegetable. Therefore, it is important to improve the quality and …

    배초향은 잎을 식용으로 이용하는 작물로 영양생장을 유지하여 잎의 품질과 수량을 높이는 것이 중요하다. 작물의 생장이 영양생장에서 생식생장으로 전환될 경우 잎의 발달이 저하 …

    + READ MORE
    The Korean mint (Agastache rugosa Kuntze) is used as a leaf vegetable. Therefore, it is important to improve the quality and quantity of leaves by maintaining vegetative growth. When the development of a plant is switched from vegetative to reproductive growth, leaf development may be lowered, leading to a decrease in marketability. Therefore, this study was conducted to investigate the effect of the photoperiod on the flowering characteristics and inflorescence development of the Korean mint to select an appropriate photoperiod for leaf production. The seeds were sown in 105-cell trays on 29 November 2021, and planted in each pot on 27 December 2021, when four main leaves appeared. After planting, the light/dark period was adjusted to 10/14hrs, 12/12hrs, 14/10hrs, 16/8hrs. After 19 days of planting, the first flowering occurred in 10/14hrs, which had a short photoperiod, and the 12/12hrs had 20 days for flowering, and other treatments had 21 days. In addition, it was confirmed that the Korean mint has the characteristics of facultative quantitative short-day plant, through the increase in the development of inflorescences as the light period is shorter than the dark period. As for the growth of Korean mint, the longer the photoperiod, the higher values were shown with leaf length, number of leaves, fresh weight, dry weight, and leaf area of the shoot. Therefore, it is considered that 14 h or more light period is suitable for increasing the productivity of Korean mint as a leafy vegetable.


    배초향은 잎을 식용으로 이용하는 작물로 영양생장을 유지하여 잎의 품질과 수량을 높이는 것이 중요하다. 작물의 생장이 영양생장에서 생식생장으로 전환될 경우 잎의 발달이 저하 되어 상품성이 하락할 수 있다. 따라서 본 연구는 광주기에 따른 배초향 식물의 개화 특성 및 화서 발달을 조사하여 잎 생산을 위한 적정 광주기를 선발하기 위해 수행되었다. 배초향 종자를 2021년 11월 29일에 105구 트레이에 파종하여 본엽이 4매 발생한 배초향 식물체를 2021년 12월 27일에 각각 포트에 정식하였다. 정식 후 명기/암기 시간을 10/14hrs, 12/12hrs, 14/10hrs, 16/8hrs로 조절하여 처리하였다. 정식 19일 후 광주기가 짧았던 10/14hrs에서 첫 개화를 확인하였으며, 12/12hrs에서 20일, 그 외 처리에서는 21일 이후 개화하는 것을 확인하였다. 또한, 명주기가 암주기에 비해 짧을수록 화서의 발달이 증가하는 것을 통해 본 식물이 양적 단일식물의 특성을 가짐을 확인하였다. 배초향의 생육은 광주기가 길수록 엽장, 엽수, 지상부의 생체중 및 건물중, 엽면적이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 명주기를 14시간 이상으로 처리하는 것이 배초향의 엽채류로서의 생산성을 높이는 데 적합할 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Growth Characteristics of Tomatoes Grafted with Different Rootstocks Grown in Soil during Winter Season

    대목 종류에 따른 저온기 토경재배에서의 토마토 생육 특성 분석

    Hyewon Lee, Jun Gu Lee, Myeong Cheoul Cho, Indeok Hwang, Kue Hyon Hong, Deok Ho Kwon, and Yul Kyun Ahn

    이혜원, 이준구, 조명철, 황인덕, 홍규현, 권덕호, 안율균

    Cultivation of tomatoes in Korea grown in soil covers 89% of the total area for tomato cultivation. Tomatoes grown in soil often …

    국내 토마토 토경재배 면적은 전체 재배면적의 89%로 높은 비율을 차지하고 있다. 토경재배 토마토는 염류장해와 토양전염성 병원균 피해에 취약할 뿐만 아니라 겨울철 저온 …

    + READ MORE
    Cultivation of tomatoes in Korea grown in soil covers 89% of the total area for tomato cultivation. Tomatoes grown in soil often encounter various environment stresses including not only salt stress and soil-borne diseases but also cold stress in the winter season. This study was conducted to comparatively analyze the performance of rootstocks with cold stress by measuring the growth, yield, and photosynthetic efficiency in tomatoes grown in soil. The rootstocks were used ‘Powerguard’, ‘IT173773’, and ‘20LM’ for the domestic rootstock cultivars and ‘B-blocking’ for a control cultivar. The tomato cultivar ‘Red250’ was used as the scion and the non-grafted tomatoes. Stem diameter, flowering position, leaf length, and leaf width were investigated for the growth parameters. The stem diameter of the non-grafted tomatoes decreased by 15% compared to the grafted tomatoes at 80 days after transplanting when exposed to low temperatures of 9-14°C for 14 days. The leaf length and width of the non-grafted tomatoes were the lowest with 42.4 cm and 41.8 cm at 80 days after transplanting. The total yield per plant was the highest in tomato plants grafted on ‘Powerguard’ with 1,615 g and lowest in non-grafted tomatoes with 1,299 g. As the result of measuring the chlorophyll fluorescence parameters, PIABS and DI0/RC, which mean the performance index and dissipated energy flux, ‘Powerguard’ was the highest with 3.73 in PIABS and the lowest with 0.34 in DI0/RC, whereas non-grafted tomatoes was the lowest with 2.62 in PIABS and the highest with 0.41 in DI0/RC at 80 days after transplanting. The stem diameter has positive correlation with PIABS, while it has negative correlation with DI0/RC. The results indicate that can be analyzed by chlorophyll fluorescence parameters can be used for analyzing the differences in the growth of tomato plants grafted on different rootstocks when exposed to cold stress.


    국내 토마토 토경재배 면적은 전체 재배면적의 89%로 높은 비율을 차지하고 있다. 토경재배 토마토는 염류장해와 토양전염성 병원균 피해에 취약할 뿐만 아니라 겨울철 저온 피해를 입기 쉽기 때문에 토마토 접목묘를 사용하는 것이 좋다. 본 연구는 저온기 토경재배에서의 토마토 대목의 종류에 따라 나타나는 생육, 수량 및 광합성 효율의 차이를 비교 분석하고자 수행하였다. 대목의 종류는 4가지로 국내 개발 계통 및 품종 ‘Powergaurd’, ‘IT173773’, ‘20LM’과 대조 품종 ‘B-blocking’을 사용하였다. 접수와 비접목 처리구로 완숙토마토 품종 ‘Red250’을 사용하였다. 작물이 14일간 9-14℃의 저온에 노출된 시기인 정식 후 80일에 비접목 처리구의 경경은 10.1mm로 접목 처리구에 비해 15% 낮았고 엽장과 엽폭은 42.4cm와 41.8cm로 감소하였다. 주당 총 수량은 ‘Powerguard’가 1,615g으로 높았고 비접목 처리구가 1,299g으로 낮았다. 엽록소형광 지수 중 작물의 전반적인 활력도를 나타내는 PIABS와 광합성에 사용되지 못한 빛에너지가 열로 소실됨을 뜻하는 지수인 DI0/RC를 측정한 결과, 정식 후 80일에 접목 처리구 ‘Powerguard’의 PIABS는 3.73으로 높았고 DI0/RC는 0.34로 낮은 반면, 비접목 처리구의 PIABS는 2.62로 낮았고 DI0/RC는 0.41로 높았다. 경경은 PIABS와 정의 상관관계를 나타낸 반면, DI0/RC와는 부의 상관관계를 나타내어 다양한 엽록소형광 지수를 통해 저온기 대목 종류에 따른 접수의 생육 차이를 분석할 수 있는 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Selection of Supplemental Light Source for Greenhouse Cultivation of Pepper during Low Radiation Period through Growth and Economic Analysis

    생육 및 경제성 분석을 통한 약광기 고추의 온실재배를 위한 적정 보광 광원 선정

    Hee Sung Hwang, Kwang Hui Lee, Hyeon Woo Jeong, and Seung Jae Hwang

    황희성, 이광휘, 정현우, 황승재

    To produce a high quality crop, light is an essential environmental factor in greenhouse cultivation. In the winter season, solar radiation is …

    고품질의 작물을 재배하기 위해 광은 필수적인 환경조건이다. 겨울철에는 다른 계절에 비해 일사량이 저조하므로 보광처리를 이용해 작물의 생육과 수확량을 증대시킬 수 있다. 본 …

    + READ MORE
    To produce a high quality crop, light is an essential environmental factor in greenhouse cultivation. In the winter season, solar radiation is weak than other season. Therefore, using supplemental light during a low radiation period can increase the crop growth and yield. This study was conducted to select the economical supplemental light source for greenhouse cultivation in pepper during the low radiation period. The green pepper (Capsicum annuum ‘Super Cheongyang’) was transplanted on 5 September 2019. Supplemental lighting treatment was conducted from 1 January 2020 to 31 March 2020. RB LED (red and blue LED, red:blue = 7:3), W LED (white LED, R:G:B = 5:3:2), and HPS (high-pressure sodium lamp) were used as the supplemental light source. Non-treatment was used as the control. The plant height, SPAD, and number of nodes of pepper plants have no significant differences by supplemental light sources. However, the number of ramifications plants was the greatest in RB LED light source. Moreover, supplemental lighting increased photosynthesis of the pepper plant, and especially, the RB LED had the highest photosynthesis rate during supplemental lighting period. Also, the yield of pepper increased in the supplemental lighting treatment than in the control, and the RB LED had the greatest yield than other light sources. The electricity consumption was the highest in W LED and the lowest in HPS light. Through the economic analysis, the RB LED had high economic efficiency. In conclusion, these results suggest that using RB LED for supplemental light source during low radiation in pepper greenhouse increase the yield and economic feasibility.


    고품질의 작물을 재배하기 위해 광은 필수적인 환경조건이다. 겨울철에는 다른 계절에 비해 일사량이 저조하므로 보광처리를 이용해 작물의 생육과 수확량을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 약광기 동안 고추 온실재배를 위한 경제적인 보광 광원을 선발하기 위해 수행되었다. 풋고추(Capsicum annuum ‘Super Cheongyang’)는 2019년 9월 5일에 정식하였다. 보광처리는 2020년 1월 1일부터 2020년 3월 31일까지 수행되었다. White LED(R:G:B = 5:3:2, W LED), RB LED(red:blue = 7:3, RB LED), 고압나트륨등(high pressure sodium lamp, HPS)을 광원으로 사용하였다. 무처리를 대조구로 사용하였다. 고추의 초장, SPAD, 마디 수는 보광 광원에 따른 유의적인 차이가 없었다. 그러나 분지 수는 RB LED 광원에서 가장 많았다. 또한 보광은 고추의 광합성을 증가시켰으며, 특히 RB LED에서 보광기간 동안 가장 높은 광합성률을 보였다. 또한 고추의 수확량은 보광처리에서 증가하였고, RB LED는 다른 광원에 비해 가장 높은 수확량을 보였다. 소비전력은 W LED가 가장 높았고 HPS 조명이 가장 낮았다. 경제적인 측면에서 RB LED를 이용한 보광처리는 다른 광원에 비해 높은 경제성을 가졌다. 결론적으로 이러한 결과는 고추 온실에서 약광기 동안 보광 광원으로 RB LED를 사용하는 것이 수확량과 경제성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Efficiency of Closed Cutting Propagation Affected by Closed Periods, Leaflet Number and Photoperiod in Rose (Rosa hybrida)

    밀폐 기간, 소엽수 및 광주기에 따른 장미의 밀폐삽목 번식 효율

    Gyeong Rok Yang, Hyun Hwan Jung, Ki Young Park, and Kwan Jeong Song

    양경록, 정현환, 박기영, 송관정

    When it comes to single node leafy stem cuttings of rose (Rosa hybrida), environmental management such as air temperature, relative …

    장미의 단일 마디 삽목의 경우 온도, 상대 습도 및 광과 같은 환경 관리가 생산성에 영향을 미친다. 기온과 상대습도가 삽목 성공률과 묘 소질에 …

    + READ MORE
    When it comes to single node leafy stem cuttings of rose (Rosa hybrida), environmental management such as air temperature, relative humidity, and light affect productivity. In order to investigate the effect of air temperature and relative humidity on the cutting success rate and rooted cuttings quality, a transparent airtight box was used to implement a closed system. We have also tried to find out the most effective photoperiod and the number of leaflets in closed system using artificial light (white LED, 104.0 μmol·m-2·s-1 photosynthetic photon flux density). The first experiment was conducted for a total of 6 weeks under 4 airtight period conditions. The number of roots and longest root length decreased as the airtight period increased. But there were no significant differences in the survival rate, shooting rate, and rooting rate according to airtight periods. In the second experiment the results indicated that survival and shooting rate were significantly affected by the photoperiod (0/24, 2/22, 4/20, 8/16, and 16/8 h), the number of leaflets (0, 2, and 4 leaflets) of the cuttings and their interaction. The survival rate was the highest in the 16-h day length and 4 leaflets. By considering survival rate and shooting rate with energy efficiency, the 8-h day length and 2 or 4 leaflets were judged to be the most effective.


    장미의 단일 마디 삽목의 경우 온도, 상대 습도 및 광과 같은 환경 관리가 생산성에 영향을 미친다. 기온과 상대습도가 삽목 성공률과 묘 소질에 미치는 영향을 조사하기 위해 장미(Rosa hybrida) ‘Maisie’ 품종과 투명한 플라스틱 박스를 이용하였으며 인공조명(white LED, PPFD 104.0μmol·m-2·s-1)을 이용하여 전 기간 밀폐 조건에서 삽목 시 가장 효과적인 소엽수와 광주기 조건을 구명하고자 하였다. 첫 번째 실험은 밀폐 기간을 달리하여 총 6주 동안 진행되었다. 밀폐 기간이 길어질수록 뿌리수와 가장 긴 뿌리의 길이가 감소하였다. 그러나 밀폐 기간에 따른 생존율, 신초발생률, 발근율에 유의한 차이가 없었다. 두 번째 실험에서는 삽수 생존율과 신초발생률이 광주기(0/24, 2/22, 4/20, 8/16, 16/8h)와 삽수 소엽의 개수(0, 2, 4)에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 생존율은 명기 16시간, 소엽 4개 처리구에서 가장 높았다. 생존율과 신초발생률을 에너지 효율과 함께 고려한 결과, 소엽을 2개 또는 4개 붙인 삽수를 이용하여 하루 8시간 광을 조사하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단되었다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Analysis of Spatial and Vertical Variability of Environmental Parameters in a Greenhouse and Comparison of Carbon Dioxide Concentration in Two Different Types of Greenhouses

    온실 환경요인의 공간적 및 수직적 특성 분석과 온실 종류에 따른 이산화탄소 농도 비교

    Young Ae Jeong, Dong Cheol Jang, Jin Kyung Kwon, Dae Hyun Kim, and Eun Young Choi

    정영애, 장동철, 권진경, 김대현, 최은영

    This study was aimed to investigate spatial and vertical characteristics of greenhouse environments according to the location of the environmental sensors, and …

    본 연구는 환경측정용 센서 위치에 따른 온실 환경의 공간·수직적 특성을 조사하고 온실 종류에 따른 온도, 광도 및 CO2 농도 간의 상관관계를 …

    + READ MORE
    This study was aimed to investigate spatial and vertical characteristics of greenhouse environments according to the location of the environmental sensors, and to investigate the correlations between temperature, light intensity, and carbon dioxide (CO2) concentration according to the type of greenhouse. Temperature, relative humidity (RH), CO2, and light sensors were installed in the four-different vertical positions of the whole canopy as well as ground and roof space at the five spatial locations of the Venlo greenhouse. Also, correlations between temperature, light intensity, and CO2 concentration in Venlo and semi-closed greenhouses were analyzed using the Curve Expert Professional program. The deviations among the spatial locations were larger in the CO2 concentration than other environmental factors in the Venlo greenhouse. The average CO2 concentration ranged from 465 to 761 µmol·mol-1 with the highest value (646 µmol·mol-1) at the Middle End (4ME) close to the main pipe (50∅) of the liquefied CO2 gas supply and lowest (436 µmol·mol-1) at the Left Middle (5LM). The deviation among the vertical positions was greater in temperature and relative humidity than other environments. The time zone with the largest deviation in average temperature was 2 p.m. with the highest temperature (26.51°C) at the Upper Air (UA) and the lowest temperature (25.62°C) at the Lower Canopy (LC). The time zone with the largest deviation in average RH was 1 p.m. with the highest RH (76.90%) at the LC and the lowest RH (71.74%) at the UA. The highest average CO2 concentration at each hour was Roof Air (RF) and Ground (GD). The coefficient of correlations between temperature, light intensity, and CO2 concentration were 0.07 for semi-closed greenhouse and 0.66 for Venlo greenhouse. All the results indicate that while the CO2 concentration in the greenhouse needs to be analyzed in the spatial locations, temperature and humidity needs to be analyzed in the vertical positions of canopy. The target CO2 fertilization concentration for the semi-closed greenhouse with low ventilation rate should be different from that of general greenhouses.


    본 연구는 환경측정용 센서 위치에 따른 온실 환경의 공간·수직적 특성을 조사하고 온실 종류에 따른 온도, 광도 및 CO2 농도 간의 상관관계를 구명하고자 수행하였다. 벤로형 온실의 공간적인 5지점을 선정한 후 각 지점에서 대표적 작물의 수직적 높이 4지점과 지면부, 지붕 공간에 온도, 상대습도, CO2, 엽온 및 광센서를 설치하였다. 벤로형 온실과 반밀폐형 온실에서 온도, 광도 및 CO2 농도 변화의 관계성을 Curve Expert Professional 프로그램을 이용하여 비교하였다. 벤로형 온실의 공간적 위치에 따른 편차는 CO2 농도가 다른 요인보다 큰 것으로 나타났다. CO2 농도는 평균 465-761µmol·mol-1 범위였고, 편차가 가장 큰 시간대는 오후 5시였으며, 최고 농도는 액화 탄산가스 공급장치의 메인 배관(50∅)과 가까운 위치인 중앙 후부(Middle End, 4ME)에서 646µmol·mol-1, 최저 농도는 좌측 중앙(Left Middle, 5LM)에서 436µmol·mol-1이었다. 수직적 위치에 따른 편차는 온도와 상대습도가 다른 요인보다 큰 것으로 나타났다. 평균 기온의 편차가 가장 큰 시간대는 오후 2시대이며, 최고 기온은 작물 위 공기층(Upper Air, UA)에서 26.51℃, 최저 기온은 작물의 하단부(Lower Canopy, LC)에서 25.62℃였다. 평균 상대습도의 편차가 가장 큰 시간대는 오후 1시대로 나타났으며, 최고 습도는 LC에서 76.90%, 최저 습도는 UA에서 71.74%이다. 각 시간대에 평균 CO2 농도가 가장 높은 수직적 위치는 지붕 공간 공기층(Roof Air, RF)과 시설 내 지면(Ground, GD)이었다. 온실 내 온도, 광도 및 CO2 농도의 관계성은 반밀폐형 온실의 경우 결정계수(r2)가 0.07, 벤로형 온실은 0.66이었다. 결과를 종합하여 볼 때, 온실 내 CO2 농도는 공간적 분포, 온도와 습도는 작물의 수직적 분포 차이를 측정하여 분석할 필요가 있고 환기율이 낮은 반밀폐형 온실의 경우 목표 CO2 시비 농도가 일반 온실과 다르게 설정해야 할 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Quality and Fruit Productivity of the Second Truss Blooming Seedlings Depending on Concentration of Nutrient Solution in Cherry Tomato

    양액 농도에 따른 방울토마토 2화방 개화묘의 소질 및 과실 생산성

    Mun Haeng Lee

    이문행

    This study was carried out to produce two-flowered seedlings, harvest them early in a greenhouse, and extend the harvest period. This study …

    이번 연구는 효과적으로 2화방 개화묘를 생산하여 조기에 토마토를 수확하고 수확 기간을 연장하기 위하여 적절한 양액 농도 관리방법을 구명하기 위해 실시되었다. 처리는 양액 …

    + READ MORE
    This study was carried out to produce two-flowered seedlings, harvest them early in a greenhouse, and extend the harvest period. This study was carried out to effectively produce the second truss blooming seedlings to harvest tomatoes early and extend the harvest period. For production of the second truss blooming seedlings (one stem), the nutrient solution EC was supplied at 1.5, 2.0, 2.5 dS·m-1, and dynamic management (3.0 → 3.5 → 4.5 dS·m-1). The seedling period was 60 days, which was 20-40 days longer than conventional seedlings, and 10 days longer than the first truss blooming seedlings (cube seedlings). The plant height was 78 and 77 cm in EC 2.5 dS·m-1 and dynamic management respectively, which was shorter than EC 1.5 dS·m-1 with 88 cm. As for the EC in the cube before formulation, dynamic management had the highest EC 5.5 dS·m-1, and the cube supplied with EC 1.5 dS·m-1 had the lowest. The production yield by treatment did not a difference among in the second truss blooming seedlings, but the first truss blooming seedlings showed lower productivity than second truss blooming seedlings. The second truss blooming seedling were harvested 35 days after planting on June 4, the first harvest date, and the first truss blooming were harvested in 42 days on June 11th. There was no difference in plant height and root growth due to bending at frequency planting. In the study on the production of the second truss blooming seedlings (two stem), the nutrient solution EC was supplied under 2.0, 2.5, 3.0 dS·m-1, and dynamic management (3.0 → 3.5 → 4.5 dS·m-1). The seedling period was 90 days, which was 40-50 days longer than conventional seedlings and 10 days longer than the first truss blooming seedlings (cube seedlings). Plant height was 80 and 81 cm in EC 2.0 dS·m-1 and 2.5 dS·m-1 respectively, but was the shortest at 73 cm in dynamic management. EC in the medium increased as the seeding period increased in all treatments. The dynamic management was the highest with EC 5.1 dS·m-1. There was no difference in yield among EC treatments in the second truss blooming seedlings, which had a longer seeding period of about 10 days, produced 15% more than the first truss blooming seedlings. In order to shorten the plant height of the second truss blooming seedlings, it is judged that the most efficient method is increasing the concentration of nutrient solution.


    이번 연구는 효과적으로 2화방 개화묘를 생산하여 조기에 토마토를 수확하고 수확 기간을 연장하기 위하여 적절한 양액 농도 관리방법을 구명하기 위해 실시되었다. 처리는 양액 농도로 1줄기 2화방 개화묘 연구에서는 양액 EC를 1.5, 2.0, 2.5dS·m-1, 동적 관리(3.0 → 3.5 → 4.5dS·m-1)로 공급하였다. 육묘기간은 65일로 관행묘에 비해 20-40일, 1화방 개화묘(큐브 육묘)보다는 10일 정도 길었다. 초장은 EC 2.5dS·m-1와 동적 관리는 각각 78, 77cm로 EC 1.5dS·m-1처리 88cm보다 짧았다. 정식 전 큐브 내 EC는 동적 관리가 EC 5.5dS·m-1로 가장 높았으며, EC 1.5dS·m-1로 공급한 큐브는 3.0dS/m으로 가장 낮았다. 2화방 개화묘에서 EC 처리 간 생산량 차이는 나타나지 않았으나 1화방 개화묘는 2화방 개화묘보다 생산성이 떨어졌다. 2화방 개화묘는 첫 수확일이 6월 4일로 정식 후 35일만에 수확하였으며 1화방 개화묘는 6월 11일로 42일만에 수확하였다. 절곡에 의한 초장 및 뿌리 생육의 차이는 나타나지 않았다. 2줄기 2화방 개화묘 생산 연구에서는 공급 양액 EC를 2.0, 2.5, 3.0dS·m-1, 동적 관리(3.0 → 3.5 → 4.5dS·m-1)로 하여 공급하였다. 육묘 기간은 90일로 관행묘에 비해 40-50일, 1화방 2줄기 개화묘(큐브 육묘)보다는 10일 정도 길었다. 초장은 공급 양액 EC 2.0dS·m-1에서 80cm, 2.5dS·m-1에서는 81cm였으며 3.0dS·m-1 처리에서는 75cm, 동적 관리에서는 73cm로 가장 짧았다. 배지 내 EC는 모든 처리에서 육묘 기간이 길어질수록 높아졌으며 특히 공급 EC가 가장 높았던 동적 관리 처리에서 EC 5.1dS·m-1로 가장 높았다. EC 처리 간 생산량 차이는 나타나지 않았으나 육묘 기간이 10일 정도 길었던 2화방 개화묘가 1화방 개화묘보다 15% 정도 생산량이 많았다. 2화방 개화묘의 초장을 짧게 만들기 위해서는 가식 후 공급 양액 농도를 높이는 방법이 가장 효율적인 방법으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Monitoring of Dust Concentration Generated during Peach Sorting Operations

    복숭아 선별작업장의 미세먼지의 발생특성 모니터링

    Hyo-Jae Seo and Il-Hwan Seo

    서효재, 서일환

    Peach is a typical summer fruit which can be used for various food, processed food, and fragrance ingredients in Korea. Peach is …

    복숭아는 대표적인 여름 과일이자 알레르기를 유발하는 식품으로 밀폐되고 집약적인 생산환경으로 인해 시설 내 유기분진, 농약, 복숭아털이 발생하기 때문에, 열악한 작업환경으로 인한 작업자들이 …

    + READ MORE
    Peach is a typical summer fruit which can be used for various food, processed food, and fragrance ingredients in Korea. Peach is also known as one of serious allergens which make difficulty for farm workers during peach sorting operations. After peach harvesting, it moves to the sorting operations for removing cover material, removing fuzz on peach surface, sorting by size, and packing. The air-samplers and optical particle counters were used to analyze the characteristics of fine dust generation by location and operation characteristics in the experimental peach farms. During removing peach fuzz, the dust concentrations were increased by 6.89 times on total suspended particulate (TSP), 2.13 times on PM-10 (particulate matter), and 1.30 times on PM-2.5 compared to non-working periods, respectively. During removing peach covering materials, the dust concentrations were increased by 3.14 times on TSP, 1.91 times on PM-10, and 1.43 times on PM-2.5 compared to non-working periods, respectively. This represents peach fuzz can be affected to farm workers during peach sorting operations.


    복숭아는 대표적인 여름 과일이자 알레르기를 유발하는 식품으로 밀폐되고 집약적인 생산환경으로 인해 시설 내 유기분진, 농약, 복숭아털이 발생하기 때문에, 열악한 작업환경으로 인한 작업자들이 어려움을 많이 겪고 있다. 본 연구에서는 복숭아 선별작업장에서 발생하는 미세먼지를 위치별, 작업별, 입경별로 모니터링함으로써 저감 및 대책 마련을 위한 기초자료를 확보하고자 하였다. 미세먼지 모니터링 결과 지역별로는 선별과정에서 미세먼지의 발생이 높은 것으로 나타났으며, 주로 기계적인 과정을 통하여 발생하는 10μm 이상의 미세먼지로 나타났다. 본 연구를 바탕으로 향후 작업환경의 개선을 위해서 공정 중 미세먼지가 주로 발생하는 지역 및 미세먼지의 물리적 특성을 고려하여 저감시설 및 개인보호구의 착용이 요구된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Development of Summer Leaf Vegetable Crop Energy Model for Rooftop Greenhouse

    옥상온실에서의 여름철 엽채류 작물에너지 교환 모델 개발

    Jeong-Hwa Cho, In-Bok Lee, Sang-Yeon Lee, Jun-Gyu Kim, Cristina Decano, Young-Bae Choi, Min-Hyung Lee, Hyo-Hyeog Jeong, and Deuk-Young Jeong

    조정화, 이인복, 이상연, 김준규, 크리스티나, 최영배, 이민형, 정효혁, 정득영

    Domestic facility agriculture grows rapidly, such as modernization and large-scale. And the production scale increases significantly compared to the area, accounting for …

    본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀 …

    + READ MORE
    Domestic facility agriculture grows rapidly, such as modernization and large-scale. And the production scale increases significantly compared to the area, accounting for about 60% of the total agricultural production. Greenhouses require energy input to create an appropriate environment for stable mass production throughout the year, but the energy load per unit area is large because of low insulation properties. Through the rooftop greenhouse, one of the types of urban agriculture, energy that is not discarded or utilized in the building can be used in the rooftop greenhouse. And the cooling and heating load of the building can be reduced through optimal greenhouse operation. Dynamic energy analysis for various environmental conditions should be preceded for efficient operation of rooftop greenhouses, and about 40% of the solar energy introduced in the greenhouse is energy exchange for crops, so it should be considered essential. A major analysis is needed for each sensible heat and latent heat load by leaf surface temperature and evapotranspiration, dominant in energy flow. Therefore, an experiment was conducted in a rooftop greenhouse located at the Korea Institute of Machinery and Materials to analyze the energy exchange according to the growth stage of crops. A micro-meteorological and nutrient solution environment and growth survey were conducted around the crops. Finally, a regression model of leaf temperature and evapotranspiration according to the growth stage of leafy vegetables was developed, and using this, the dynamic energy model of the rooftop greenhouse considering heat transfer between crops and the surrounding air can be analyzed.


    본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀 모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022
  • Original Articles

    Strawberry Pests and Diseases Detection Technique Optimized for Symptoms Using Deep Learning Algorithm

    딥러닝을 이용한 병징에 최적화된 딸기 병충해 검출 기법

    Young-Woo Choi, Na-eun Kim, Bhola Paudel, and Hyeon-tae Kim

    최영우, 김나은, 볼라파우델, 김현태

    This study aimed to develop a service model that uses a deep learning algorithm for detecting diseases and pests in strawberries through …

    본 논문은 딥러닝 알고리즘을 이용하여 딸기 영상 데이터의 병충해 존재 여부를 자동으로 검출할 수 있는 서비스 모델을 제안한다. 또한 병징에 특화된 분할 …

    + READ MORE
    This study aimed to develop a service model that uses a deep learning algorithm for detecting diseases and pests in strawberries through image data. In addition, the pest detection performance of deep learning models was further improved by proposing segmented image data sets specialized in disease and pest symptoms. The CNN-based YOLO deep learning model was selected to enhance the existing R-CNN-based model's slow learning speed and inference speed. A general image data set and a proposed segmented image dataset was prepared to train the pest and disease detection model. When the deep learning model was trained with the general training data set, the pest detection rate was 81.35%, and the pest detection reliability was 73.35%. On the other hand, when the deep learning model was trained with the segmented image dataset, the pest detection rate increased to 91.93%, and detection reliability was increased to 83.41%. This study concludes with the possibility of improving the performance of the deep learning model by using a segmented image dataset instead of a general image dataset.


    본 논문은 딥러닝 알고리즘을 이용하여 딸기 영상 데이터의 병충해 존재 여부를 자동으로 검출할 수 있는 서비스 모델을 제안한다. 또한 병징에 특화된 분할 이미지 데이터 세트를 제안하여 딥러닝 모델의 병충해 검출 성능을 향상한다. 딥러닝 모델은 CNN 기반 YOLO를 선정하여 기존의 R-CNN 기반 모델의 느린 학습속도와 추론속도를 개선하였다. 병충해 검출 모델을 학습하기 위해 일반적인 데이터 세트와 제안하는 분할 이미지 데이터 세트를 구축하였다. 딥러닝 모델이 일반적인 학습 데이터 세트를 학습했을 때 병충해 검출률은 81.35%이며 병충해 검출 신뢰도는 73.35%이다. 반면 딥러닝 모델이 분할 이미지 학습 데이터 세트를 학습했을 때 병충해 검출률은 91.93%이며 병충해 검출 신뢰도는 83.41%이다. 따라서 분할 이미지 데이터를 학습한 딥러닝 모델의 성능이 우수하다는 것을 증명할 수 있었다.

    - COLLAPSE
    31 July 2022