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Original Articles
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Growth of Cucumber and Tomato Seedlings by Different Light Intensities and CO2 Concentrations in Closed-type Plant Production System
밀폐형 식물생산시스템 내 CO2와 광도에 따른 오이 및 토마토 묘의 생육
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Ji Hye Yun, Hyeon Woo Jeong, So Yeong Hwang, Jin Yu, Hee Sung Hwang, Seung Jae Hwang
윤지혜, 정현우, 황소영, 유진, 황희성, 황승재
- This study was conducted to investigate the growth characteristics of cucumber (Cucumis sativus L. ‘Joeunbaekdadagi’) and tomato (Solanum lycopersicum L. …
본 연구는 밀폐형 식물생산 시스템(CPPS)에서 광도와 CO2 농도에 따른 오이와 토마토 묘의 생육을 조사하기 위해 수행되었다. 오이(Cucumis sativus L. ‘Joeunbaekdadagi’)와 토마토( …
- This study was conducted to investigate the growth characteristics of cucumber (Cucumis sativus L. ‘Joeunbaekdadagi’) and tomato (Solanum lycopersicum L. ‘Dotaerang Dia’) seedlings by light intensities and CO2 concentrations in a closed-type plant production system (CPPS). Cucumber and tomato seeds were sown in 50-cell trays and germinated in CPPS at air temperature 25 ± 1°C and relative humidity 50 ± 10% for 4 days. After germination, the CO2 concentrations and light intensity treatment were treated at 500 (ambient), 1,000, and 1,500 µmol·mol-1 and 100, 200, and 300 µmol·m-2·s-1 photosynthetic photon flux density (PPFD), respectively. The leaf area of cucumber showed the highest value in CO2 1,500 μmol·mol-1. However, the leaf area of the tomato had no significant difference in CO2 concentrations and light intensities treatments. In cucumber and tomato both seedlings, the growth and quality such as compactness and leaf area rate were increased with the increase of light intensity, and there were highest in 300 µmol·m-2·s-1. The root surface and number of root tips of cucumber and tomato seedlings were significantly increased with the increase in light intensity. In conclusion, the regulation of the CO2 concentrations and light intensity can control the growth and quality of cucumber and tomato seedlings in CPPS, especially, increasing the light intensity can improve more significantly the growth and quality of seedlings.
- COLLAPSE
본 연구는 밀폐형 식물생산 시스템(CPPS)에서 광도와 CO2 농도에 따른 오이와 토마토 묘의 생육을 조사하기 위해 수행되었다. 오이(Cucumis sativus L. ‘Joeunbaekdadagi’)와 토마토(Solanum lycopersicum L. ‘Dotaerang Dia’)를 50구 트레이에 파종하여 CPPS에서 25℃, 50% 상대습도에서 4일 동안 발아시켰다. 발아 후 CO2 농도 처리 및 광도는 각각 500(무처리구), 1,000, 그리고 1,500µmol·mol-1 와 100, 200, 그리고 300µmol·m-2·s-1로 재배하였다. 오이의 엽면적은 광도보다 CO2 농도 변화에 영향을 받으며 1,500µmol·mol-1 CO2 농도 조건에서 엽면적이 가장 넓었다. 반면에 토마토의 엽면적은 CO2 농도와 광도 변화에 따른 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 광도가 증가함에 따라, 오이와 토마토의 생육과 묘소질(충실도와 엽면적비)이 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈고, 광도 300µmol·m-2·s-1에서 가장 높았다. 오이와 토마토 묘의 근권 표면적, 근단 수는 광도의 증가에 따라 유의적으로 증가하였다. 결론적으로 CO2 농도와 광도의 조절은 오이와 토마토 묘의 생육과 묘소질을 조절할 수 있으나, CO2 농도보다 광도의 영향을 크게 받았으며, 광도가 증가함에 따라 생육, 묘소질, 그리고 뿌리가 발달하는 경향이 나타났다.
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Growth of Cucumber and Tomato Seedlings by Different Light Intensities and CO2 Concentrations in Closed-type Plant Production System
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Original Articles
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Effect of 1-Methylcyclopropene (1-MCP) Treatment and MAP on Quality Changes of Peach ‘Daehong’ during Cold Storage
1-Methylcyclopropene(1-MCP)와 MAP 처리가 저온 저장 중 복숭아 ‘대홍’의 품질 변화에 미치는 영향
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Yoo Han Roh, Joo Hwan Lee, Yong Beom Kwon, In-Lee Choi, Haet-nim Jeong, Ho-Min Kang
노유한, 이주환, 권용범, 최인이, 정햇님, 강호민
- This study is in order to the effect of 1-methlycyclopropene (1-MCP) treatment and film package as modified atmosphere packaging (MAP) on the …
본 연구는 ‘대홍’ 복숭아를 대상으로 수확 후 1-MCP 처리와 MAP가 저온 저장 중 복숭아 ‘대홍’의 품질 변화에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 1-MCP는 …
- This study is in order to the effect of 1-methlycyclopropene (1-MCP) treatment and film package as modified atmosphere packaging (MAP) on the changes in fruit quality factors of 'Daehong' peaches during cold storage. The concentrations of 1-MCP were treated at 1µL·L-1 and 2µL·L-1, and peaches in film package were stored for 28 days in cold storage at 5±1°C and 85±5% RH. The fruits stored carton box were used as a control of MAP, and 1-MCP free fruits were used as the control of both packages. Rate of fresh weight loss during storage was not significantly different between groups with and without 1-MCP treatment, but was higher in the box package than in the MAP. The control group had a higher incidence of both gases with the 1-MCP treatment group showing statistically significantly low. Carbon dioxide in the package was lowered by about 12% compared to the non-treated group, and the ethylene concentration was maintained at 1µL·L-1, showing a significance low compared to other treated groups. As the storage period elapsed, the firmness of 1-MCP and MAP treated fruits remained significant at 5-9% compared to the control group. Regardless of the packaging method Hunter a* values of exocarp and mesocarp were significantly higher in fruit treated with 1-MCP 1µL·L-1 treatment than in the control group, and anthocyanin was significantly higher in the fruit during the storage period, especially high in MAP. In summary, fruits of MAP group with 1-MCP 1µL·L-1 had rate of lower respiration and ethylene production, and little changes in firmness, Hunter a* values of exo-carp and meso-carp, and anthocyanin, which is considered the most suitable method for preserving postharvest quality of the peach cultivar during the storage.
- COLLAPSE
본 연구는 ‘대홍’ 복숭아를 대상으로 수확 후 1-MCP 처리와 MAP가 저온 저장 중 복숭아 ‘대홍’의 품질 변화에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 1-MCP는 1μL·L-1과 2μL·L-1 농도로 처리하여, MAP 포장 후 온도 5±1℃, 습도 85±5%의 저온 저장고에서 28일 저장하였고, 포장 대조구로 골판지 상자를 설정하여 품질변화를 비교하였으며, 각각의 포장 처리구에는 1-MCP를 처리하지 않은 대조구로 두었다. 저장 중 생체중 감소율은 MAP 포장구에서 1-MCP 처리구와 무처리구 과실 간에 유의한 차이가 없었으며 MAP보다 골판지 상자 포장구의 과실에서 감소율이 높았다. 호흡률과 에틸렌 발생률은 1μL·L-1 처리구와 2μL·L-1 처리구에서 유사한 경향을 나타내었고, 대조구는 1-MCP 처리구와 통계적 유의성을 보이며 높게 발생하였다. 포장 내 이산화탄소는 1-MCP 처리구에서 12% 내외로 무처리구에 비해 낮았고, 에틸렌은 1μL·L-1 처리구의 과실에서 다른 처리구와 유의성을 보이며 가장 낮게 유지되었다. 저장 기간이 경과할수록 경도는 대조구보다 1-MCP와 MAP를 처리한 과실에서는 9%(1μL·L-1 MAP)와 5%(2μL·L-1 MAP)로 유의하게 연화가 억제되었다. 과피와 과육의 Hunter a* 값은 1μL·L-1 처리구에서 대조구보다 유의하게 높았고, 안토시아닌도 1μL·L-1 처리구에서 다른 처리구에 비해 저장 중 높은 값을 나타내었으며, 특히 MAP 포장한 과실에서 높았다. 위의 결과를 종합해 보면, 1μL·L-1를 처리한 MAP 포장구에서 ‘대홍’ 복숭아의 저장 중 호흡률 및 에틸렌 발생량이 낮았고 경도, 과피와 과육의 Hunter a* 및 안토시아닌 함량 변화가 적은 것으로 조사되어 ‘대홍’ 복숭아의 저장 중 품질 유지에 가장 적합하다고 판단된다.
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Effect of 1-Methylcyclopropene (1-MCP) Treatment and MAP on Quality Changes of Peach ‘Daehong’ during Cold Storage
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Original Articles
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Annual Energy Demand Analysis of a Lettuce Growing Plant Factory according to the Environmental Changes
상추 재배 식물공장의 환경변화에 따른 연중 에너지 요구량 분석
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Eun Jung Choi, Jaehyun Kim, Sang Min Lee
최은정, 김재현, 이상민
- Recently, a closed-type plant factory has been receiving attention as a advanced agricultural method. It has diverse advantages such as climate-independence, high …
본 연구에서는 식물공장 내 ‧ 외부 환경 변화에 따라 연간 총 에너지 요구량의 변화를 분석하기기 위해, 컨테이너형 식물공장을 대상으로 해석적 연구를 진행하였다. …
- Recently, a closed-type plant factory has been receiving attention as a advanced agricultural method. It has diverse advantages such as climate-independence, high productivity and stable year-round production. However, high energy cost caused by environmental control system is considered as a challenges of a closed-type plant factory. In order to reduce the energy cost, investigation about energy load which is directly connected to energy consumption needs to be conducted. In this study, energy load changes of a plant factory have been analytically analyzed according to the environmental changes. The target plant factory was a lettuce growing container farm. Firstly, the impact of photoperiod, set temperature and relative humidity change were examined. Under the climate condition of Daejeon in South Korea, increase of photoperiod and set temperature rose a yearly energy demand of a container farm. However, increase of set relative humidity decreased a yearly energy demand. Secondly, the climate environment effect was compared by investigating the energy demand under 9 different climate conditions. As a result, the difference between maximum and minimum value of the yearly energy demand showed 21.7%. Lastly, sensitivity analysis of each parameter (photoperiod, set temperature and relative humidity) has been suggested under 3 different climate conditions. The ratio of heating and cooling demand was varied depending on the climate, so the effect of each parameter became different.
- COLLAPSE
본 연구에서는 식물공장 내 ‧ 외부 환경 변화에 따라 연간 총 에너지 요구량의 변화를 분석하기기 위해, 컨테이너형 식물공장을 대상으로 해석적 연구를 진행하였다. 내부 환경 변수로는 일장, 설정 온도 및 습도를 선정하였으며, 외부 환경은 ASHRAE에서 제시한 세계 기후 ZONE에 따라 9가지 기후 조건에서 연간 총 에너지 요구량의 변화를 살펴보았다. 내부 환경 조건 변화에 있어서는 대전지역에서의 일장의 증가는 연간 총에너지 요구량을 증가시키고, 설정 습도의 증가는 연간 총 에너지 요구량을 감소시켰다. 설정 온도의 증가는 냉 ‧ 난방 및 제습 부하의 증감량에 따라 에너지 요구량 최적점이 있었다. 외부 기후 환경의 변화에 따른 차이를 살펴보면, 식물공장의 연간 총 에너지 요구량이 최대 713.0kWh·m-2·yr-1(타이페이, 타이완, 고온 ‧ 건조)이고 최저 585.7kWh·m-2·yr-1(모스크바, 러시아, 저온 ‧ 다습)로, 동일한 작물 재배에 최대 21.7%의 에너지 요구량 차이가 났다. 또한 각 내부 환경 변수가 기후에 따라 미치는 영향의 정도를 분석하기 위해 민감도 분석을 진행하였다. 그 결과 연간 총 에너지 요구량 중 냉방부하의 비율이 높은 더운 지역의 경우 일장 변화에 의한 에너지 요구량 변화가 컸고, 반면에 난방 부하가 큰 추운 지역의 경우 설정 습도 변화에 따른 에너지 요구량 변화가 상대적으로 더 컸다. 설정 온도의 변화는 난방 부하 및 냉방 부하의 상충된 영향을 미치기 때문에, 기후에 따른 냉 ‧ 난방 부하 비율에 따라 최적점이 나타났다. 본 연구의 개발 모델 및 결과는 작물에 따른 최적 지역 선정 또는 지역에 따른 적정 생육환경 작물을 선정하는 데 활용될 수 있으며, 또한 작물의 생육뿐만 아니라 에너지 사용량 절감을 고려한 식물공장 재배 환경 조건 도출에 활용될 수 있다.
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Annual Energy Demand Analysis of a Lettuce Growing Plant Factory according to the Environmental Changes
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Original Articles
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Analysis of Fine Dust Reduction according to Road Planting Arrangement Type Using Computational Fluid Dynamics
전산유체역학을 이용한 도로 식재 배치 유형에 따른 미세먼지 저감 분석
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Seung-Hun Lee, Chan-Min Kim, Rack-Woo Kim
이승헌, 김찬민, 김락우
- The importance of urban green space creation is increasingly recognized as the most realistic and efficient approach for fine dust mitigation in …
미세먼지 저감을 위한 가장 현실적이고 효율적인 방법은 도시 지역의 녹지 조성으로 이에 대한 관심이 증가하고 있다. 국내 도시 특성상 도로변에 녹지를 조성할 …
- The importance of urban green space creation is increasingly recognized as the most realistic and efficient approach for fine dust mitigation in urban areas. Particularly considering the characteristics of domestic cities, the application of buffer green spaces along roads can maximize the efficiency of fine dust reduction without the need for separate green space creation. Accordingly, this study analyzed the fine dust mitigation effects based on the types of plantings in the central dividers and roadside trees in Jeonju City, Jeollabuk-do. To do this, we controlled various external variables of urban space and considered the planting arrangement types in the central dividers, carrying out the analysis using a CFD simulation. The simulation results confirmed that the central dividers with plantings demonstrated more effective ultrafine dust reduction than those without. Moreover, the arrangement of roadside trees showed a greater ultrafine dust reduction effect when adopting a multilayered structure compared to a single layer. Based on these findings, we concluded that installing both trees and shrubs simultaneously in the central dividers and along roads was effective for ultrafine dust mitigation. On this basis, we quantified the dust reduction effects of plants in urban street environments and proposed planting guidelines for roadside green spaces to improve air quality.
- COLLAPSE
미세먼지 저감을 위한 가장 현실적이고 효율적인 방법은 도시 지역의 녹지 조성으로 이에 대한 관심이 증가하고 있다. 국내 도시 특성상 도로변에 녹지를 조성할 경우 별도의 녹지 조성없이 대기 중에 떠다니는 미세먼지나 차량에서 발생한 미세먼지가 도로변 가로수에 흡착돼 미세먼지 저감에 효과적이다. 하지만, 미세먼지는 대기 중에 부유하며 존재하고 지역별 미세먼지 농도 차이와 식재 배치 차이로 인해 때문에 미세먼지 농도 현장 측정 및 대기 중 이동 경로에 대해 예측과 도로 식재 배치 유형별 미세먼지 저감효과에 대한 규명이 어려운 실정이다.이에 본 연구에서는 CFD 시뮬레이션을 이용하여 도로 중앙분리대와 가로수의 식재 유형별로 미세먼지 농도변화 및 미세먼지 저감효과를 분석하였다. 분석 결과 미세먼지 저감을 위해서는 중앙분리대에 식재가 있는 것이 미세먼지 저감 효과가 탁월할 것으로 보이며 가로수에 교목과 관목을 동시에 설치하는 것이 바람직하다고 판단된다. 본 결과를 바탕으로 도시 대기환경 개선을 위한 가로녹지 식재 기준(가이드라인) 마련에 효과적으로 이용될 것으로 판단되며 향후 도시 도로변 미세먼지 저감 연구 진행에 선행연구의 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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Analysis of Fine Dust Reduction according to Road Planting Arrangement Type Using Computational Fluid Dynamics
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Promotion of Growth and Development of ‘Seolhyang’ Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) Runner Plant by Gibberellin Treatment
지베렐린 처리에 의한 ‘설향’ 딸기 러너플랜트의 생장과 발육 촉진
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Eun Ji Kim, Chi Seon Kim, Hyun Soo Jung, Jun Gu Lee
김은지, 김치선, 정현수, 이준구
- This study was conducted to determine the optimal dipping time and concentration of gibberellin for improving the growth and quality of domestic …
본 연구는 국내 ‘설향’ 딸기의 러너플랜트 활용 시 생육 및 품질을 향상시키기 위한 적정 지베렐린 침지시간과 농도 구명을 위하여 수행되었다. 딸기 러너플랜트는 …
- This study was conducted to determine the optimal dipping time and concentration of gibberellin for improving the growth and quality of domestic cultivar 'Seolhyang' strawberry when using runner plants. Strawberry runner plants were collected on November 10th and soaked in GA3 concentrations of 50, 100, and 150 mg·L-1 for 30 and 60 minutes, respectively. After 75 days of planting, the growth results showed that in the 30-minute, 50 mg·L-1 treatment, the crown diameter was thicker and the T/R ratio was lower, indicating better plant vitality. Runner length increased with lower gibberellin concentrations, particularly promoting vegetative growth. Photosynthetic efficiency was more influenced by gibberellin concentration than dipping time, and using concentrations above a certain threshold acted as a stress factor for runner plants, leading to decreased photosynthetic efficiency. For enhancing seedling growth, soaking with 50 mg·L-1 of gibberellin for 30 minutes was found to be optimal. This study verified the effects of gibberellin treatment on strawberry runner plants to improve plant growth and quality, providing useful basic data for using gibberellin.
- COLLAPSE
본 연구는 국내 ‘설향’ 딸기의 러너플랜트 활용 시 생육 및 품질을 향상시키기 위한 적정 지베렐린 침지시간과 농도 구명을 위하여 수행되었다. 딸기 러너플랜트는 11월 10일에 채취했으며, 50, 100, 150mg·L-1 농도의 GA3에 각각 30, 60분 침지 처리하였다. 삽목 75일 후 생육은 30분, 50mg·L-1 처리에서 관부직경이 굵고 T/R율이 작아 식물체 활력이 우수했다. 러너 길이는 지베렐린 농도가 낮을수록 길어져 영양생장으로의 유도가 많이 이루어졌다. 광합성 효율은 침지시간보다 지베렐린 농도의 영향이 더 컸으며, 일정 농도 이상으로 사용하게 되면 딸기 러너플랜트의 스트레스 요인으로 작용하여 광합성 효율이 감소하였다. 묘 생육을 증진시키기 위해서는 50mg·L-1 농도의 지베렐린에 30분 침지하는 것이 적정함을 확인하였다. 본 연구는 딸기 러너플랜트의 생육과 품질 향상을 위한 지베렐린 처리 효과를 확인함으로써 지베렐린을 이용하기 위한 유용한 기초 자료를 제공하였다.
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Promotion of Growth and Development of ‘Seolhyang’ Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) Runner Plant by Gibberellin Treatment
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Changes in Bioactive Compounds Throughout Ripening Stages of Green Pepper (Capsicum annuum L.) Exhibiting Varied Fruit Skin Colors
과피색이 다양한 풋고추 과실의 성숙단계에 따른 생리활성물질 변화
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Hyo Gil Choi, Jae Yeon Jeong, Jae Myun Lee, Nam Jun Kang
최효길, 정재연, 이재면, 강남준
- This study aimed to investigate the changes in bioactive compounds across the ripening stages of three pepper cultivars, each characterized by unique …
본 연구는 각기 고유한 과피색을 갖는 3가지 고추 품종의 성숙 단계에 따른 생리활성 화합물의 변화를 조사하기 위한 목적으로 수행되었다. 연구에 사용된 시료는 …
- This study aimed to investigate the changes in bioactive compounds across the ripening stages of three pepper cultivars, each characterized by unique skin colors. The samples used in this study consisted of three pepper cultivars distinguished by their skin colors as green, purple, and yellow green at breaker ripening stage. Samples were harvested at each of the four ripening stages, including premature, breaker, turning, and mature, and subjected to analysis for various bioactive compounds, including capsaicin, ascorbic acid, kaempferol, quercetin, and sugars. In all cultivars with varying skin colors, the capsaicin content within green pepper fruits consistently increased as the ripening stages advanced. Ascorbic acid was most abundant during the premature stage of development in purple and green cultivars, subsequently declining as maturation progressed. In the case of the purple cultivar, kaempferol content decreased by approximately 30% at the mature stage, while the green cultivar exhibited a gradual increase in kaempferol content with maturation. Conversely, the kaempferol content of the yellow green cultivar rapidly declined as maturation progressed. Regarding quercetin content, the purple and green cultivars tended to decrease with maturity, while the yellow green cultivar displayed an increasing trend. Furthermore, the accumulation patterns of glucose, fructose, and sucrose, the predominant free sugars in green pepper fruit, demonstrated an inclination to increase as the maturation stage advanced in both purple and green cultivars. In contrast, the yellow green cultivar initially showed an elevation in free sugar content during the immature stage, followed by a minor reduction during maturation and a subsequent rise during the mature stage. Each pepper cultivar, distinguished by its unique skin color, exhibits varying levels of bioactive substances at different ripening stages. Therefore, optimal harvesting and utilization should align with periods when the desired substance content is at its peak.
- COLLAPSE
본 연구는 각기 고유한 과피색을 갖는 3가지 고추 품종의 성숙 단계에 따른 생리활성 화합물의 변화를 조사하기 위한 목적으로 수행되었다. 연구에 사용된 시료는 변색기에 과피색이 보라색, 녹색, 연두색인 3가지 고추 품종이며, 미숙기, 변색기, 최색기, 완숙기로 구분된 성숙 4단계별로 각각의 고추를 수확하여 캡사이신, 아스코르브산, 캠페롤, 퀘르세틴 및 당성분 등의 생리활성 화합물을 분석하였다. 고추 과실의 캡사이신 함량은 다양한 과피색을 가진 모든 품종에서 성숙 단계가 진행됨에 따라 일관되게 증가하였다. 아스코르브산의 함량은 보라색 및 연두색 품종의 발달 초기에 가장 풍부하였고, 성숙이 진행될수록 감소하였다. 캠페롤 함량은 보라색 품종의 경우 변색기에 비하여 완숙기에 약 30% 감소한 반면에, 녹색 품종에서는 미숙기에서 완숙기까지 점차 증가하였다. 하지만, 연두색 품종의 캠페롤 함량은 성숙이 진행되면서 급격히 감소하였다. 퀘르세틴 함량의 경우 보라색과 녹색 품종에서는 성숙할수록 감소하였지만 연두색 품종은 증가하였다. 풋고추 과실의 주요 유리당인 포도당, 과당, 자당의 축적 양상은 보라색과 녹색 품종에서는 성숙이 진행됨에 따라 증가하는 경향을 보였다. 반면에 연두색 품종에서는 미숙기에서 이미 유리당 함량이 높은 상태였다. 그러나 성숙하는 동안 약간 감소하였다가 성숙기에 다시 증가하였다. 이처럼 고추는 과피색에 따라 성숙 단계별로 축적되어지는 생리활성 화합물의 함량 차이가 크다. 따라서 생리활성 물질을 효율적으로 이용하기 위해서는 목적으로 하는 생리활성 물질 함량이 최고조에 달하는 성숙 단계에서 수확하여 이용해야한다.
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Changes in Bioactive Compounds Throughout Ripening Stages of Green Pepper (Capsicum annuum L.) Exhibiting Varied Fruit Skin Colors
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Changes in Light Transmittance of Greenhouse Covering Materials and Cucumber Growth as Affected by Particulate Matter
미세먼지 발생에 의한 온실 피복재의 광투과율 감소 및 오이 생육 변화
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Inseo Hong, Yoomin Ha, Yurina Kwack
홍인서, 하유민, 곽유리나
- In recent years, fine and yellow dust pollution has become serious in Korea and has negatively affected crop production. Particulate matter (PM) …
시설 재배 시, 미세먼지의 잦은 발생은 피복재의 광투과율을 감소시키고 이는 작물의 생육에 간접적인 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 미세먼지 발생에 따른 …
- In recent years, fine and yellow dust pollution has become serious in Korea and has negatively affected crop production. Particulate matter (PM) adheres to greenhouse coverings, and it reduces the amount of solar radiation transmitted into a greenhouse. A reduction in light transmittance can have a direct effect on crop photosynthesis and an indirect effect on air temperature in a greenhouse, which can lead to differences in crop yield. The objectives of this study were to investigate the changes in light transmittance of different cover materials by PM and to determine the changes in cucumber growth in a greenhouse due to reduced light transmittance. We measured the changes in light transmittance of polyethylene (PE) and polyolefin (PO) films in the PM generation chambers. Also, cucumber plants were cultivated in a greenhouse with four different light reduction treatments (0, 10, 20, and 30% reduction of light transmittance). The initial light transmittance of PO film was higher than that of PE film and the decrease in light transmittance of PO film due to PM was less than that of PE film. The vegetative growth of cucumber was promoted under the reduced light transmittance treatments; however, the yield of cucumber was highest in the control (0% reduction of light transmittance). From the results, we confirmed that PO film was less PM adhesion and that cucumber yield during the spring season can be reduced by the reduction in light transmittance due to PM.
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시설 재배 시, 미세먼지의 잦은 발생은 피복재의 광투과율을 감소시키고 이는 작물의 생육에 간접적인 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 미세먼지 발생에 따른 폴리에틸렌(PE)과 폴리올레핀(PO) 필름의 광투과율 변화를 조사하고, 피복재의 광투과율 감소에 따른 봄철 재배 오이의 생육 변화를 확인하였다. 미세먼지 발생 챔버를 이용하여 PE와 PO 필름을 지속적으로 미세먼지에 노출시켰을 때, PE 필름에서 미세먼지 발생에 의한 광투과율 감소가 PO 필름보다 크게 나타났다. PE 필름에 인위적으로 먼지를 부착시켜서 대조구 대비 10, 20 및 30% 광투과율 감소 처리구를 설정한 후 오이를 재배하였을 때, 3월 말 이후 재배 후반기에서의 오이 생육은 광투과율 감소 처리구에서 증가하였으나, 누적 수확량은 대조구에서 가장 높았다. 봄철 오이 재배에서 미세먼지 발생에 의한 광투과율 감소는 3월 말 이후 시설 내 고온 노출에 의한 생육 지연을 줄일 수 있었으나, 전 생육 기간 동안의 광투과율 감소는 입사광량의 감소 및 광합성의 저하로 오이의 총 수확량을 감소시켰다.
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Changes in Light Transmittance of Greenhouse Covering Materials and Cucumber Growth as Affected by Particulate Matter
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Growth and Seedling Quality of Grafted Cucumber Seedlings by Different Cultivars and Supplemental Light Sources of Low Radiation Period and Early Yield of Cucumber after Transplanting
보광 광원 종류에 따른 약광기 품종별 오이 접목묘의 생육과 묘소질 및 정식 후 초기 과실 수량
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Hyeong Eun Choi, So Yeong Hwang, Ji Hye Yun, Jin Yu, Jeong Hun Hwang, Eun Won Park, Jeong Kil Koo, Hee Sung Hwang, Seung Jae Hwang
최형은, 황소영, 윤지혜, 유진, 황정훈, 박은원, 구정길, 황희성, 황승재
- To harvest marketable cucumbers, high quality seedlings must be used. Producing seedlings in the greenhouse during the low radiation period decreases marketability …
상품성 있는 오이를 수확하기 위해서는 고품질의 묘를 사용해야 한다. 약광기 온실에서 묘를 생산하는 것은 묘의 생육에 필요한 광이 불충분하여 상품성이 저하될 수 …
- To harvest marketable cucumbers, high quality seedlings must be used. Producing seedlings in the greenhouse during the low radiation period decreases marketability due to insufficient light for growth. Supplemental lighting with artificial light of different quality can be used to improve low light conditions and produce high quality seedlings. Therefore, this study was conducted to select the appropriate supplemental light sources on the growth and seedling quality of grafted cucumber seedlings during the low radiation period. Three cultivars of cucumber were used as scions for grafting; ‘NakWonSeongcheongjang’, ‘Sinsedae’, and ‘Goodmorning baekdadagi’. Figleaf gourd (Cucurbita ficifolia) ‘Heukjong’ was used as the rootstock. The seeds were sown on January 26, 2023, and grafted on February 9, 2023. After graft-taking, cucumbers in plug trays were treated with RB light-emitting diodes (LED, red and blue LED, red:blue = 8:2), W LED (white LED, R:G:B = 5:3:2), and HPS (high-pressure sodium lamp), respectively. Non-treatment was used as the control. Supplemental lighting was applied 2 hours before sunrise and 2 hours after sunset for 19 days. The stem diameter and fresh and dry weights of roots did not differ significantly by supplemental light sources. The plant height and hypocotyl length were decreased in W LED. However, the leaf length, leaf width, leaf area, and fresh and dry weights of shoots were the highest in the RB LED. Seedling qualities such as crop growth rate, net assimilation rate, and compactness were also increased in RB LED and W LED. After transplanting, most of the growth was not significant, but early yield of cucumber was higher in LED than non-treatment. In conclusion, using RB LED, W LED for supplemental light source during low radiation period in grafted cucumber seedlings improved growth, seedling quality, and early yield of cucumber.
- COLLAPSE
상품성 있는 오이를 수확하기 위해서는 고품질의 묘를 사용해야 한다. 약광기 온실에서 묘를 생산하는 것은 묘의 생육에 필요한 광이 불충분하여 상품성이 저하될 수 있다. 이는 광질이 다른 인공광을 사용한 보광을 통해 약광 조건을 해결하여 고품질의 묘를 생산할 수 있다. 본 연구는 약광기에 오이 접목묘의 생육과 묘소질에 적절한 보광 광원을 구명하고자 진행되었다. 오이는 ‘낙원성청장’, ‘신세대’, ‘굿모닝백다다기’ 3가지 품종을 접수로 사용하였다. ‘흑종’ 호박을 대목으로 사용하였다. 종자는 2023년 1월 26일 파종하였고, 2023년 2월 9일에 접목하였다. 접목 활착 후 오이묘를 RB LED(red and blue LED, red:blue = 8:2), W LED(white LED, R:G:B = 5:3:2), 그리고 HPS를 광원으로 이용하여 처리하였다. 무처리구를 대조구로 사용하였다. 보광은 일출 전 2시간, 일몰 후 2시간 동안 19일간 처리하였다. 경경과 지하부의 생체중과 지하부는 보광 광원 처리별 유의적인 차이가 없었다. W LED에서 초장과 하배축장이 짧아졌다. 하지만, 엽장, 엽폭, 엽면적 그리고 지상부의 생체중과 건물중은 RB LED에서 가장 높은 값을 나타냈다. 충실도, 순동화율, 그리고 작물생장률과 같은 묘소질은 RB LED와 W LED에서 증가하는 경향을 보였다. 정식 후, 대부분의 생장은 유의적인 차이가 없었지만, 초기 과실 수량은 전체적으로 대조구보다 실험구에서 많았고, RB LED와 W LED에서 과실 수량이 가장 많았다. 결론적으로 약광기 오이 접목묘에 RB LED와 W LED를 보광 광원으로 사용하는 것은 묘의 생육, 묘소질, 그리고 초기 과실 수량을 증가시킬 수 있다.
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Growth and Seedling Quality of Grafted Cucumber Seedlings by Different Cultivars and Supplemental Light Sources of Low Radiation Period and Early Yield of Cucumber after Transplanting
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Original Articles
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Evaluation of Plant Available Nutrient Levels Using EC Monitored by Sensor in Pepper and Broccoli Soil
고추와 브로콜리 토양의 센서 전기전도도 값과 유효태 양분 함량의 관계 평가
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Su Kyeong Sin, Jeong Yeon Kim, Jin Hee Park
신수경, 김정연, 박진희
- For appropriate nutrient management and enhanced plant growth, soil sensors which reflect soil nutrient levels are required. Because there is no available …
적절한 양분 관리와 식물 생육 증진을 위해 토양의 양분 수준을 반영하는 토양 센서가 요구된다. 토양의 양분을 모니터링할 수 있는 센서가 없으므로 전기전도도(EC) …
- For appropriate nutrient management and enhanced plant growth, soil sensors which reflect soil nutrient levels are required. Because there is no available sensor for nutrient monitoring, electrical conductivity (EC) sensor can be used to evaluate soil nutrient levels. Soil nutrient management using EC sensors would be possible by understanding the relationship between sensor EC values and soil temperature, moisture, and nutrient content. However, the relationship between soil sensor EC values and plant available nutrients was not investigated. Therefore, the objectives of the study were to evaluate effect of different amount of urea on soil EC monitored by sensors during pepper and broccoli cultivation and to predict the plant available nutrient contents in soil. During the cultivation period, soil was collected periodically for analyzing pH and EC, and the available nutrient contents. The sensor EC value increased as the moisture content increased, and low fertilizer treated soil showed the lowest EC value. Principal component analysis was performed to determine the relationship between sensor EC and available nutrients in soil. Sensor EC showed a strong positive correlation with nitrate nitrogen and available Ca. In addition, sum of available nutrients such as Ca, Mg, K, P, S and N was positively related to the sensor EC values. Therefore, EC sensors in open field can be used to predict plant available nutrient levels for proper management of the soil.
- COLLAPSE
적절한 양분 관리와 식물 생육 증진을 위해 토양의 양분 수준을 반영하는 토양 센서가 요구된다. 토양의 양분을 모니터링할 수 있는 센서가 없으므로 전기전도도(EC) 센서를 토양의 양분 수준을 평가 하는데 사용할 수 있다. 센서 EC 값과 토양 온도, 수분 함량과 양분 함량과의 관계를 파악하면 EC 센서를 활용한 토양 양분 관리가 가능할 것이다. 그러나 센서 EC 값과 식물이 이용할 수 있는 양분의 관계는 구명되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 고추와 브로콜리의 생육 기간동안 요소 비료 처리가 토양 센서 EC 값에 미치는 영향을 평가하고 토양에 존재하는 식물 유효태 양분 함량을 예측하는 것이다. 재배기간동안 주기적으로 토양을 채취하여 pH, EC를 측정하고 유효태 양분 함량을 분석하였다. 센서 EC 값은 수분 함량이 높아질수록 증가하였고 비료부족 처리구의 EC 값이 가장 낮게 나타났다. 센서 EC와 실제 토양 양분 함량과의 상관관계를 파악하기 위해 주성분 분석을 실시하였다. 센서 EC는 질산태 질소와 유효태 칼슘과 강한 양의 상관관계를 보였다. 또한, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 인, 황, 질소와 같은 유효태 양분을 합한 값은 센서 EC 값과 관련이 있었다. 따라서 노지에서 EC 센서를 이용하여 양분 함량을 예측함으로써 적절한 양분 관리를 할 수 있을 것이다.
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Evaluation of Plant Available Nutrient Levels Using EC Monitored by Sensor in Pepper and Broccoli Soil
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Original Articles
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Fruit Characteristics of the Secondary Bearing Shoots of Blueberry ‘Scintilla’ Grown in a Heated Greenhouse
가온 하우스 재배 블루베리 ‘신틸라’에 있어서 2차 결과지의 과실 특성
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Mi Geon Cheon, Kyung Mi Park, Sang Woo Choi, Seong-Tae Choi, Hye Suk Yoon, Weong Gwang Kim, Jin Gook Kim
천미건, 박경미, 최상우, 최성태, 윤혜숙, 김영광, 김진국
- This study examines the characteristics of berries from secondary bearing shoots of ‘Scintilla’ southern highbush blueberry, grown hydroponically in the Jinju, Gimhae, …
본 연구는 경상남도 진주, 김해, 의령에 위치한 가온시설하우스에서 양액재배로 관리되는 ‘신틸라’ 남부하이부시 블루베리의 2차 결과지의 과실 특성을 분석하였다. 일반적으로 ‘신틸라’는 전년도에 자란 …
- This study examines the characteristics of berries from secondary bearing shoots of ‘Scintilla’ southern highbush blueberry, grown hydroponically in the Jinju, Gimhae, and Uiryeong regions of Gyeongnam Province. Typically, ‘Scintilla’ forms flower buds at the tips of regular bearing shoots during the previous season, yielding berries in the current season. However, under heated cultivation, we observed a proliferation of secondary bearing shoots that produce berries in the same growing season. Flowering and harvesting on secondary bearing shoots were delayed by 52 and 36 days, respectively, compared to regular bearing shoots. However, these shoots exhibited a 54% increase in diameter and a 10% increase in length. We found no significant difference in berry size and soluble solid content between the two types of shoots. Notably, berries from the secondary bearing shoots had higher potassium and lower calcium and magnesium concentrations. We conclude that berries from secondary bearing shoots could be marketable, provided the bushes are healthy. These findings provide valuable insights for optimizing cultural practices to improve the yield and quality of blueberries under specific environmental conditions.
- COLLAPSE
본 연구는 경상남도 진주, 김해, 의령에 위치한 가온시설하우스에서 양액재배로 관리되는 ‘신틸라’ 남부하이부시 블루베리의 2차 결과지의 과실 특성을 분석하였다. 일반적으로 ‘신틸라’는 전년도에 자란 가지의 선단에서 착과가 이루어지지만, 가온재배 환경에서는 당해년도에 자라난 가지의 선단에서도 꽃이 피고 열매를 맺는 현상이 발견되었다. 연구 결과, 2차 결과지에서의 개화와 수확은 정상 결과지에 비해 각각 52일, 36일 지연되었으나, 6월 중순 기준으로 2차 결과지의 신초 경과 신초장은 정상 결과지보다 각각 54%, 10% 증가하는 것으로 나타났다. 두 결과지 유형 간에 과실 크기와 가용성 고형물 함량에서는 유의미한 차이를 보이지 않았다. 그러나 2차 결과지의 과실은 칼륨 농도가 더 높고, 칼슘과 마그네슘 농도는 더 낮게 조사되었다. 이러한 결과로 수세가 양호한 나무에서는 2차 결과지의 과실 상품화가 가능할 것으로 판단되었다.
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Fruit Characteristics of the Secondary Bearing Shoots of Blueberry ‘Scintilla’ Grown in a Heated Greenhouse
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Original Articles
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Changes in Growth and Antioxidant Phenolic Contents of Kale according to CO2 Concentration before UV-A Light Treatment
UV-A 조사 전 CO2 농도에 따른 케일의 생육과 항산화적 페놀릭 함량 변화
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Jin-Hui Lee, Myung-Min Oh
이진희, 오명민
- Ultra-violet (UV) light is one of abiotic stress factors and causes oxidative stress in plants, but a suitable level of UV radiation …
Ultra-violet(UV)는 비생물학적 스트레스 요인 중 하나로 식물체 내 산화적인 스트레스를 유발하지만 적정한 수준의 UV조사는 식물체 내 항산화 파이토케미컬 함량을 증진시키는 도구가 될 …
- Ultra-violet (UV) light is one of abiotic stress factors and causes oxidative stress in plants, but a suitable level of UV radiation can be used to enhance the phytochemical content of plants. The accumulation of antioxidant phenolic compounds in UV-exposed plants may vary depending on the conditions of plant (species, cultivar, age, etc.) and UV (wavelength, energy, irradiation period, etc.). To date, however, little research has been conducted on how leaf thickness affects the pattern of phytochemical accumulation. In this study, we conducted an experiment to find out how the antioxidant phenolic content of kale (Brassica oleracea var. acephala) leaves with different thicknesses react to UV-A light. Kale seedlings were grown in a controlled growth chamber for four weeks under the following conditions: 20°C temperature, 60% relative humidity, 12-hour photoperiod, light source (fluorescent lamp), and photosynthetic photon flux density of 121±10 µmol m-2 s-1. The kale plants were then transferred to two chambers with different CO2 concentrations (382±3.2 and 1,027±11.7µmol mol-1), and grown for 10 days. After then, each group of kale plants were subjected to UV-A LED (275+285 nm at peak wavelength) light of 25.4 W m-2 for 5 days. As a result, when kale plants with thickened leaves from treatment with high CO2 were exposed to UV-A, they had lower UV sensitivity than thinner leaves. The Fv/Fm (maximum quantum yield on photosystem II) in the leaves of kale exposed to UV-A in a low-concentration CO2 environment decreased abruptly and significantly immediately after UV treatment, but not in kale leaves exposed to UV-A in a high-concentration CO2 environment. The accumulation pattern of total phenolic content, antioxidant capacity and individual phenolic compounds varied according to leaf thickness. In conclusion, this experiment suggests that the UV intensity should vary based on the leaf thickness (age etc.) during UV treatment for phytochemical enhancement.
- COLLAPSE
Ultra-violet(UV)는 비생물학적 스트레스 요인 중 하나로 식물체 내 산화적인 스트레스를 유발하지만 적정한 수준의 UV조사는 식물체 내 항산화 파이토케미컬 함량을 증진시키는 도구가 될 수 있다. UV에 노출된 식물의 항산화적 페놀릭 물질 축적의 반응은 식물(종, 품종, 연령 등), UV(파장, 에너지, 조사 기간 등) 등에 따라 달라질 수 있다. 하지만 지금까지 잎 두께가 식물 생리활성 화합물의 축적 패턴에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 따라서, 본 실험에서는 잎 두께가 다른 케일(Brassica oleracea var. acephala)에 UV-A를 조사하였을 때, 항산화적 페놀릭 화합물의 축적 패턴이 어떻게 변화되는지 확인하고자 실험을 수행하였다. 케일 묘는 온도 20℃, 상대습도 60%, 광주기 12시간, 광원(fluorescent lamp), 광합성 유효 광량자속 밀도 PPFD 121 ±10µmol m-2 s-1 의 조건으로 제어되는 식물 생장상에서 4주간 재배되었다. 이후 CO2 농도가 서로 다룬 두 조건의 챔버(382±3.2 및 1027±11.7µmol mol-1)로 케일을 옮겨 10일간 재배하였고, 그 후 5일간 25.4W m-2의 UV-A LED(피크파장 275+285nm)를 광 주기 동안 보광 처리해 주었다. CO2 농도와 UV조사에 따른 식물의 생리 화학적인 변화를 확인하기 위해 생육 특성, 비엽중, 엽록소 형광, 총 페놀 함량과 항산화도, 그리고 개별적인 페놀 성분을 분석하였다. 결과적으로 고농도의 CO2 가 처리된 케일 잎의 두께가 유의적으로 증가했으며, 잎이 두꺼울수록 UV-A LED에 대한 스트레스의 정도가 낮았다. 저농도의 CO2 환경에서 UV-A에 노출된 케일의 잎의 Fv/Fm(제II광계 최대 광량자 수율)은 UV-A 처리 직후 급격히 감소되었지만, 고농도의 CO2환경에서 UV-A 처리는 큰 감소가 관찰되지 않았다. 또한, 총 페놀 함량, 항산화도 그리고 개별적인 페놀릭 화합물이 저농도 CO2 잎에서는 UV-A 처리 1일째, 고농도 CO2잎에서는 처리 3일째 증대되어 잎의 두께에 따라 화합물 축적 패턴이 다르게 나타남을 확인하였다. 결론적으로, 항산화적 페놀릭 화합물 축적을 위한 UV처리 시, 잎의 두께(잎의 발달 단계 등)를 고려해야하며 잎의 구조 형태적 특성에 따라 UV강도를 달리해야 함을 시사한다.
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Changes in Growth and Antioxidant Phenolic Contents of Kale according to CO2 Concentration before UV-A Light Treatment
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Original Articles
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Influence of Light Intensity and Photoperiod on the Growth and Phenol Contents of Hydroponic Basil in Vertical Farms
수직농장에서 광도와 광주기가 수경재배 바질의 생육 및 페놀 함량에 미치는 영향
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Sunwoo Kim, Jongseok Park
김선우, 박종석
- This study aimed to investigate the growth and phenol content changes of basil (Ocimum basilicum L.) under five different light intensities …
본 연구는 식물 공장에서 바질(Ocimum basilicum L.)을 동일한 일적산광량(DLI) 조건에서 5개의 광도와 광주기의 처리구를 설정하여 생육과 페놀 함량의 변화를 살펴보고자 수행되었다. …
- This study aimed to investigate the growth and phenol content changes of basil (Ocimum basilicum L.) under five different light intensities and photoperiods, maintaining the same Daily Light Integral (DLI) conditions in a plant factory. Basil seeds were sown on a rockwool medium for four weeks and then transplanted. To maintain a DLI 17mol·m-2·d-1, light intensity and photoperiod were set at 16h-295, 18h-260, 20h-235, 22h-215, and 24h-200μmol·m-2·s-1 and cultivated for four weeks. The harvested results showed that basil plant height, number of lateral branches, and leaf number tended to decrease from the 16h-295 treatment to the 24h-200 treatment. Shoot fresh weight, dry weight, leaf area, leaf width, and leaf length were significantly higher in the 18 h-260 treatment. The total phenolic contents in the 18h-260 treatment was significantly higher by 51.3%, 172.7%, 111%, and 119.7% compared to the 16h-295, 20h-235, 22h-215, and 24h-200 treatments, respectively. Therefore, it is anticipated that cultivating basil under the condition of 18h-260 treatment could yield enhanced growth quality and an increase in total phenolic contents.
- COLLAPSE
본 연구는 식물 공장에서 바질(Ocimum basilicum L.)을 동일한 일적산광량(DLI) 조건에서 5개의 광도와 광주기의 처리구를 설정하여 생육과 페놀 함량의 변화를 살펴보고자 수행되었다. 바질 종자를 4주간 암면 배지에 파종한 후 육묘하였다. 육묘 후 DLI 17mol·m-2·d-1로 유지하기 위해 광주기와 광도를 16h-295, 18h-260, 20h-235, 22h-215, 24h-200μmol·m-2·s-1 처리로 설정한 후 4주간 재배하였다. 수확 후 결과 바질의 초장, 측지 개수, 엽수는 16h-295 처리에서 24h-200 처리로 갈수록 낮아지는 경향을 보였다. 지상부 생체중과 건물중, 엽면적, 엽폭, 엽장은 18h-260 처리가 유의적으로 높았으며, 총 페놀 함량은 18h-260 처리가 16h-295, 20h-235, 22h-215, 24h-200 처리에 비해 각각 51.32, 172.71, 110.95, 119.71%로 유의하게 높았다. 따라서 인공광을 광주기가 짧고 높은 광도 조건인 18h-260 처리에서 바질을 재배하면 생육 품질과 총 페놀 함량 증대 효과를 기대할 수 있을 것이라고 사료된다.
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Influence of Light Intensity and Photoperiod on the Growth and Phenol Contents of Hydroponic Basil in Vertical Farms
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Original Articles
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Seed and Germination Characteristics of Allium koreanum H.J. Choi & B.U. Oh for Effective Propagation
효과적인 번식을 위한 돌부추의 종자 및 발아 특성
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Hee Sung Hwang, Jeong Hun Hwang, Ji Hye Yun, So Yeong Hwang, Ji Eun Park, Hyeon Eui Oh, Sang Jun Lee, Jeong Mi Park, Seung Jae Hwang
황희성, 황정훈, 윤지혜, 황소영, 박지은, 오현의, 이상준, 박정미, 황승재
- Native plants are unique genetic resources that have the potential to be used as ornamental, medical, and food resources. Allium koreanum H.J. …
자생식물은 관상용, 약용, 식량자원으로 활용될 수 있는 잠재력을 지닌 고유 유전자원이다. 돌부추(Allium koreanum H.J. Choi & B.U. Oh)는 우리나라 해안 암반지대에 …
- Native plants are unique genetic resources that have the potential to be used as ornamental, medical, and food resources. Allium koreanum H.J. Choi & B.U. Oh is one of the native plants distributed in the coastal rocky land of Korea, which has high conservation value due to climate change and reduction of its habitat. This study was conducted to investigate the effects of temperature and hydrogen peroxide on the germination of A. koreanum. The seeds were prepared as untreated (control) or those treated with 1% hydrogen peroxide for 90 minutes (H2O2), and the treatments were placed in plant growth chambers set at 15, 20, and 25°C. Regardless of the H2O2 treatment, the germination percentage at 15°C, which was 42%, was more than two times higher than that at 20°C and 25°C, which were 18% and 0%, respectively, 23 days after sowing. The number of days to attain 50% of the final germination percentage (T50) was the shortest at 20°C, but the mean daily germination (MDG) was the highest at 15°C. Therefore, 1% of H2O2 treatment did not have a significant effect on the germination percentage of A. koreanum, and a temperature of 15°C was considered to be optimum to increase the germination percentage of A. koreanum. The results of this study can be used as basic research data for the germination of A. koreanum.
- COLLAPSE
자생식물은 관상용, 약용, 식량자원으로 활용될 수 있는 잠재력을 지닌 고유 유전자원이다. 돌부추(Allium koreanum H.J. Choi & B.U. Oh)는 우리나라 해안 암반지대에 분포하는 자생식물 중 하나로, 기후변화와 서식지 감소로 인해 보전 가치가 높은 식물이다. 이번 연구는 온도와 과산화수소가 돌부추의 발아에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 종자를 무처리(대조군) 또는 1% 과산화수소(H2O2)로 90분간 처리한 종자를 준비해 15, 20, 25°C로 설정된 식물 생장 챔버에 배치하였다. 그 결과, 파종 23일 후 15°C에서 42%인 발아율이 20°C와 25°C에서 각각 18%와 0%인 발아율보다 2배 이상 높았으며, H2O2 처리 여부와 관계없이 15°C에서 발아율이 42%로 가장 높았다. H2O2 처리와 관계없이 최종 발아율 50%(T50)에 도달하는 일수는 20°C에서 가장 짧았지만, 일평균 발아율(MDG)은 15°C에서 가장 높았다. 따라서 1%의 H2O2 처리는 돌부추의 발아율에 큰 영향을 미치지 않았으며, 15°C의 온도가 돌부추의 발아율을 높이는 데 최적인 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 돌부추의 발아를 위한 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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Seed and Germination Characteristics of Allium koreanum H.J. Choi & B.U. Oh for Effective Propagation
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Original Articles
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Development of Kimchi Cabbage Growth Prediction Models Based on Image and Temperature Data
영상 및 기온 데이터 기반 배추 생육예측 모형 개발
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Min-Seo Kang, Jae-Sang Shim, Hye-Jin Lee, Hee-Ju Lee, Yoon-Ah Jang, Woo-Moon Lee, Sang-Gyu Lee, Seung-Hwan Wi
강민서, 심재상, 이혜진, 이희주, 장윤아, 이우문, 이상규, 위승환
- This study was conducted to develop a model for predicting the growth of kimchi cabbage using image data and environmental data. Kimchi …
본 연구는 영상데이터와 환경데이터를 활용하여 배추의 생육을 예측할 수 있는 모형을 개발하기 위하여 수행되었다. 강원도 평창군에 소재한 시험포에 ‘청명가을’ 배추를 7월 11일, …
- This study was conducted to develop a model for predicting the growth of kimchi cabbage using image data and environmental data. Kimchi cabbages of the ‘Cheongmyeong Gaual’ variety were planted three times on July 11th, July 19th, and July 27th at a test field located at Pyeongchang-gun, Gangwon-do (37°37′ N 128°32′ E, 510 elevation), and data on growth, images, and environmental conditions were collected until September 12th. To select key factors for the kimchi cabbage growth prediction model, a correlation analysis was conducted using the collected growth data and meteorological data. The correlation coefficient between fresh weight and growth degree days (GDD) and between fresh weight and integrated solar radiation showed a high correlation coefficient of 0.88. Additionally, fresh weight had significant correlations with height and leaf area of kimchi cabbages, with correlation coefficients of 0.78 and 0.79, respectively. Canopy coverage was selected from the image data and GDD was selected from the environmental data based on references from previous researches. A prediction model for kimchi cabbage of biomass, leaf count, and leaf area was developed by combining GDD, canopy coverage and growth data. Single-factor models, including quadratic, sigmoid, and logistic models, were created and the sigmoid prediction model showed the best explanatory power according to the evaluation results. Developing a multi-factor growth prediction model by combining GDD and canopy coverage resulted in improved determination coefficients of 0.9, 0.95, and 0.89 for biomass, leaf count, and leaf area, respectively, compared to single-factor prediction models. To validate the developed model, validation was conducted and the determination coefficient between measured and predicted fresh weight was 0.91, with an RMSE of 134.2 g, indicating high prediction accuracy. In the past, kimchi cabbage growth prediction was often based on meteorological or image data, which resulted in low predictive accuracy due to the inability to reflect on-site conditions or the heading up of kimchi cabbage. Combining these two prediction methods is expected to enhance the accuracy of crop yield predictions by compensating for the weaknesses of each observation method.
- COLLAPSE
본 연구는 영상데이터와 환경데이터를 활용하여 배추의 생육을 예측할 수 있는 모형을 개발하기 위하여 수행되었다. 강원도 평창군에 소재한 시험포에 ‘청명가을’ 배추를 7월 11일, 7월 19일, 7월 27일 3차례 정식하여 9월 12일까지 생육, 영상, 환경데이터를 수집하였다. 배추 생육예측 모형에 활용할 핵심인자를 선발하기 위하여 수집한 생육데이터와 기상데이터를 활용해 요소간 상관분석을 수행한 결과 생체중과 GDD, 생체중과 누적일사량의 상관계수가 0.88로 높은 상관계수를 보였으며, 생체중과 초장, 생체중과 피복면적이 각각 0.78, 0.79로 유의미한 상관 관계를 보였다. 높은 상관관계를 보인 요소들 중에서 선행문헌을 참고하여 모형개발에 활용할 핵심요소로 영상에서는 피복면적을 환경데이터에서는 생육도일(GDD)을 선정하였다. GDD, 피복면적, 생육데이터를 조합하여 배추의 생체중, 엽수, 엽면적 예측 모형을 개발하였다. 단요인 모형으로 2차함수, 시그모이드, 로지스틱 모형을 제작하였으며 평가 결과 시그모이드 형태의 예측 모형이 가장 설명력이 좋았다. GDD와 피복면적을 조합한 다요인 생육예측 모형을 개발한 결과 생체중, 엽수, 엽면적의 결정계수가 0.9, 0.95, 0.89으로 단요인 예측모형보다 예측정확도가 개선된 것을 확인할 수 있었다. 개발한 모형을 검증하기 위하여 검증시험포의 조사결과로 검증한 결과 관측 값과 예측 값의 결정계수는 0.91이며 RMSE가 134.2g으로 높은 예측 정확도를 보였다. 기존의 생육 관측의 경우 기상데이터로만 예측을 하거나 영상데이터로만 예측하는 경우가 많았는데 이는 현장의 상태를 반영하지 못하거나 배추가 결구 되는 특성을 반영하지 못해 예측 정확도가 낮았다. 두 예측방법을 혼합해 각 관측방법의 약점을 보완해 줌으로써 대한민국에서 수행되고 있는 기간채소 작황예측의 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
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Development of Kimchi Cabbage Growth Prediction Models Based on Image and Temperature Data
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Original Articles
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Effect of Exogenous Application of Sodium Nitroprusside on Alleviation of Low Temperature Stress in Kimchi Cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis)
Sodium Nitroprusside 처리가 배추의 저온 스트레스 경감에 미치는 영향
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Jinhyoung Lee, Seunghwan Wi, Hyejin Lee, Sanggyu Lee, Minseo Kang, Taeyang Kim, Seonghoe Jang, Heeju Lee
이진형, 위승환, 이혜진, 이상규, 강민서, 김태양, 장성회, 이희주
- The effects of exogenous sodium nitroprusside (SNP, nitric oxide donor) on the growth, yield, photosynthetic characteristics, and antioxidant enzyme activity of kimchi …
본 연구에서는 저온 스트레스 조건에서 sodium nitroprusside (SNP, 산화질소 donor)의 경엽처리가 배추의 생장, 광합성 특성 및 생리활성 반응에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. …
- The effects of exogenous sodium nitroprusside (SNP, nitric oxide donor) on the growth, yield, photosynthetic characteristics, and antioxidant enzyme activity of kimchi cabbage (Brassica rapa L. subsp. pekinensis (Lour.) Hanelt) was studied under the low temperature conditions. Kimchi cabbages were treated with SNP of three concentrations (7.5, 15, 30 mg·L-1) for three times at four-day intervals and exposed to low temperature (16/7°C) stress for seven days. SNP treatment induced increases of net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), intracellular CO2 concentration (Ci) and transpiration rate (Tr) under the stress condition with the highest level after the third treatment. The contents of malondialdehyde (MDA) and H2O2 were significantly lower in the treatment of SNP compared to the non-treated control. The activity of ascorbate peroxidase(APX), catalase (CAT), peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD), increased in treated plants by up to 38, 187, 24 and 175%, respectively compared to the non-treated control. SNP-treated and untreated plants had similar growth characteristics. Compared to the control group, SNP-treatment increased fresh weight and leaf area by 5%. Overall, our findings suggest that the application of sodium nitroprusside to the leaves contributes to reducing physiological damage and enhancing the activities of antioxidant enzymes, thereby improving low temperature stress tolerance in kimchi cabbage.
- COLLAPSE
본 연구에서는 저온 스트레스 조건에서 sodium nitroprusside (SNP, 산화질소 donor)의 경엽처리가 배추의 생장, 광합성 특성 및 생리활성 반응에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. SNP를 각각 7.5, 15, 및 30mg·L-1 농도로 주당 100mL을 4일 간격으로 3회 엽면 살포하였고, 7일간 저온 스트레스를 처리하였다. SNP 처리 시 광합성 속도, 기공전도도, 세포 내 CO2 농도 및 증산 속도는 무처리 대비 증가하였고, 3회차 처리 후 가장 높았다. MDA와 H2O2 함량은 무처리 대비 현저하게 감소하였다. APX, CAT, POD 및 SOD 활성은 무처리 대비 현저하게 증가하였으며, 각각 최대 38, 187, 24 및 175% 증가하였다. 배추의 생육 특성은 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나, 생체중과 엽면적은 5% 정도 증가하였다. 따라서 SNP의 경엽처리는 배추의 생육, 광합성 특성 및 항산화효소 활성을 증대시키고 저온 스트레스에 의한 피해 경감에 긍정적인 효과를 유발함을 확인하였다.
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Effect of Exogenous Application of Sodium Nitroprusside on Alleviation of Low Temperature Stress in Kimchi Cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis)
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Original Articles
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Estimation of Greenhouse Tomato Transpiration through Mathematical and Deep Neural Network Models Learned from Lysimeter Data
라이시미터 데이터로 학습한 수학적 및 심층 신경망 모델을 통한 온실 토마토 증산량 추정
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Meanne P. Andes, Mi-young Roh, Mi Young Lim, Gyeong-Lee Choi, Jung Su Jung, Dongpil Kim
메안 P 안데스, 노미영, 임미영, 최경이, 정정수, 김동필
- Since transpiration plays a key role in optimal irrigation management, knowledge of the irrigation demand of crops like tomatoes, which are highly …
증산은 적정 관수 관리에 중요한 역할을 하므로 수분 스트레스에 취약한 토마토와 같은 작물의 관개 수요에 대한 지식이 필요하다. 관수량을 결정하는 한 가지 …
- Since transpiration plays a key role in optimal irrigation management, knowledge of the irrigation demand of crops like tomatoes, which are highly susceptible to water stress, is necessary. One way to determine irrigation demand is to measure transpiration, which is affected by environmental factor or growth stage. This study aimed to estimate the transpiration amount of tomatoes and find a suitable model using mathematical and deep learning models using minute-by-minute data. Pearson correlation revealed that observed environmental variables significantly correlate with crop transpiration. Inside air temperature and outside radiation positively correlated with transpiration, while humidity showed a negative correlation. Multiple Linear Regression (MLR), Polynomial Regression model, Artificial Neural Network (ANN), Long short-term Memory (LSTM), and Gated Recurrent Unit (GRU) models were built and compared their accuracies. All models showed potential in estimating transpiration with R2 values ranging from 0.770 to 0.948 and RMSE of 0.495 mm/min to 1.038 mm/min in the test dataset. Deep learning models outperformed the mathematical models; the GRU demonstrated the best performance in the test data with 0.948 R2 and 0.495 mm/min RMSE. The LSTM and ANN closely followed with R2 values of 0.946 and 0.944, respectively, and RMSE of 0.504 m/min and 0.511, respectively. The GRU model exhibited superior performance in short-term forecasts while LSTM for long-term but requires verification using a large dataset. Compared to the FAO56 Penman-Monteith (PM) equation, PM has a lower RMSE of 0.598 mm/min than MLR and Polynomial models degrees 2 and 3 but performed least among all models in capturing variability in transpiration. Therefore, this study recommended GRU and LSTM models for short-term estimation of tomato transpiration in greenhouses.
- COLLAPSE
증산은 적정 관수 관리에 중요한 역할을 하므로 수분 스트레스에 취약한 토마토와 같은 작물의 관개 수요에 대한 지식이 필요하다. 관수량을 결정하는 한 가지 방법은 증산량을 측정하는 것인데, 이는 환경이나 생육 수준의 영향을 받는다. 본 연구는 분단위 데이터를 통해 수학적 모델과 딥러닝 모델을 활용하여 토마토의 증발량을 추정하고 적합한 모델을 찾는 것을 목표로 한다. 라이시미터 데이터는 1분 간격으로 배지무게 변화를 측정함으로써 증산량을 직접 측정했다. 피어슨 상관관계는 관찰된 환경 변수가 작물 증산과 유의미한 상관관계가 있음을 보여주었다. 온실온도와 태양복사는 증산량과 양의 상관관계를 보인 반면, 상대습도는 음의 상관관계를 보였다. 다중 선형 회귀(MLR), 다항 회귀 모델, 인공 신경망(ANN), Long short-term memory(LSTM), Gated Recurrent Unit(GRU) 모델을 구축하고 정확도를 비교했다. 모든 모델은 테스트 데이터 세트에서 0.770-0.948 범위의 R2 값과 0.495mm/min-1.038mm/min의 RMSE로 증산을 잠재적으로 추정하였다. 딥러닝 모델은 수학적 모델보다 성능이 뛰어났다. GRU는 0.948의 R2 및 0.495mm/min의 RMSE로 테스트 데이터에서 최고의 성능을 보여주었다. LSTM과 ANN은 R2 값이 각각 0.946과 0.944, RMSE가 각각 0.504m/min과 0.511로 그 뒤를 이었다. GRU 모델은 단기 예측에서 우수한 성능을 보였고 LSTM은 장기 예측에서 우수한 성능을 보였지만 대규모 데이터 셋을 사용한 추가 검증이 필요하다. FAO56 Penman-Monteith(PM) 방정식과 비교하여 PM은 MLR 및 다항식 모델 2차 및 3차보다 RMSE가 0.598mm/min으로 낮지만 분단위 증산의 변동성을 포착하는 데 있어 모든 모델 중에서 가장 성능이 낮다. 따라서 본 연구 결과는 온실 내 토마토 증산을 단기적으로 추정하기 위해 GRU 및 LSTM 모델을 권장한다.
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Estimation of Greenhouse Tomato Transpiration through Mathematical and Deep Neural Network Models Learned from Lysimeter Data
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Original Articles
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The Estimation of Pressure Drop according to Blockage Rate of Agricultural Nets
농업용 네트의 폐쇄율에 따른 압력 강하 예측
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Sung-Hyun Yum, Seung-Hee Kang, Hee-Ryong Ryu, Hong-Ki Yoon, U-Su Lee, Yeongji Yu
염성현, 강승희, 류희룡, 윤홍기, 이우수, 유영지
- The blockage rate for three kinds of nets commonly used in agricultural facilities was assessed by using the image acquisition and its …
영상 이미지 처리 기법을 활용하여 농업시설에 이용되는 네트 3종의 폐쇄율을 산정하였다. 산정된 네트의 폐쇄율로부터 Idel’chik과 Richards와 Robinson이 제안한 관계식을 이용하여 압력 강하를 …
- The blockage rate for three kinds of nets commonly used in agricultural facilities was assessed by using the image acquisition and its relevant processing. By using both empirical relations presented by Idel’chik and Richards and Robinson, and the blockage rate obtained from the image processing, the pressure drop through the nets was predicted and also compared with wind tunnel experiment results. The results of the study showed that the blockage rate of the net was discriminated according to such factors as the magnitude of nets, the existence of inside threads, the thickness and number of threads. In addition, the blockage rate for the incident angle of 0° when the wind blew at the front had the range of 0.22-0.29 (0.22-0.32 when considering whole incident angles from 0° to 45° by 15°). For the nets with the blockage rate of about 30% or below, the prediction by the empirical relations of by Idel’chik and Richards and Robinson showed a little higher pressure drop overall than that of the wind tunnel test, but the use of the empirical relations and the blockage rate could be thought of as providing effectively meaningful guidelines for the safe design of agricultural facilities including nets because the wind tunnel test has been tedious and expensive. Further research and potential application on the prediction technique of the pressure drop, regarding both a subtle deformation by the wind and manufacturing methods with regard to the level of knots and the existence of inside threads, needs to be done for the nets with higher blockage rate.
- COLLAPSE
영상 이미지 처리 기법을 활용하여 농업시설에 이용되는 네트 3종의 폐쇄율을 산정하였다. 산정된 네트의 폐쇄율로부터 Idel’chik과 Richards와 Robinson이 제안한 관계식을 이용하여 압력 강하를 산정하였으며 풍동시험 결과와 비교하였다. 폐쇄율은 네트 셀의 크기, 내부 끈의 유무 그리고 끈의 두께와 개수에 따라 상이하였으며 정면으로 바람이 부는 조건(회전각도 즉, 풍향각도 0°)에서 폐쇄율은 0.22-0.29(전체 회전각도 고려 시 0.22-0.32) 수준으로 나타났다. 약 30%의 폐쇄율(Br ≤ 0.30)을 갖는 네트에 대하여 Idel’chik과 Richards와 Robinson의 관계식에 의한 압력 강하가 풍동시험 결과보다 다소 높게 예측되었으나 안전한 네트 구조물의 설계를 위해서는 유의미할 것으로 판단되었다. 높은 폐쇄율을 갖는 네트에 대한 압력 강하를 예측하기 위해서는 향후 네트 제조 기법(꼬임 정도와 내부 끈의 유무 등)과 바람으로 인한 네트의 변형을 고려한 압력 강하 예측 기법에 관한 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
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The Estimation of Pressure Drop according to Blockage Rate of Agricultural Nets
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Original Articles
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Effects of Cutting Condition on Quality of Nursery Plant and Fruit Yield in ‘Sulhyang’ Strawberry
삽목 조건이 ‘설향’ 딸기의 묘소질 및 과실 수량에 미치는 영향
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Sang Woo Lee, Yong Hyuk Lee, Jeum Kyu Hong, Sung Hwan Choi, Soo Jeong Park
이상우, 이용혁, 홍점규, 최성환, 박수정
- This study was conducted to investigate optimal conditions for cutting propagation of the strawberry cultivar “Sulhyang” through the collection methods of cuttings …
딸기 ‘설향’ 품종에 대해 삽목 육묘의 조건을 확립하고자 삽수 채취용 모주 선택, 삽수의 적정 엽수 및 삽목 시기를 구명하였다. 삽수 채취는 육묘장 …
- This study was conducted to investigate optimal conditions for cutting propagation of the strawberry cultivar “Sulhyang” through the collection methods of cuttings (runners tips), leaf number of cuttings, and cutting time. Cuttings were collected from the mother plant in the nursery bed (MP) and plants after fruit harvest (HP); the leaf number of cuttings was 0, 1, and 2, and the cutting time was at one-week intervals from June 4 to July 9. The survival rates for MP and HP cuttings were notably high, reaching 99.5% and 98.7%, respectively, but no significant difference was found. The number of roots were higher in MP cuttings, and there was no significant difference in crown and leaf growth. The fruit yields were 419.2 and 428.4 g, for MP and HP cuttings, respectively. The survival rates according to leaf number of cuttings were 98.1% and 98.3% for 1 and 2 remaining leaves, respectively, and remarkably lower at 25.3% for no remaining leaves. The root numbers were 26.0 and 26.3 for 1 and 2 remaining leaves, respectively, compared with 23.5 for no remaining leaves, with no significant differences in crown and leaf growth. The fruit yields were 424.4 and 421.5 g for 1 and 2 remaining leaves, respectively, and 396.7 g for no remaining leaves. The survival rates according to cutting time was over 97.2% in all cutting time without any difference in each treatment. The root, shoot, and crown of the nursery plant before planting showed the best growth in the cuttings on June 4 and 11, resulting in the highest fruit yields of 433.3 and 426.4 g, respectively, with the lowest yields at 384.5 g for cutting time on July 9. Both MP and HP materials proved suitable for strawberry cuttings. The optimal leaf number for cuttings was at least 1, and the optimal cutting time in Gyeongnam area was evaluated as around June 4-11.
- COLLAPSE
딸기 ‘설향’ 품종에 대해 삽목 육묘의 조건을 확립하고자 삽수 채취용 모주 선택, 삽수의 적정 엽수 및 삽목 시기를 구명하였다. 삽수 채취는 육묘장 모주와 과실 수확 후 재배 식물체에서 채취하였고, 삽수의 엽수는 0, 1, 2장 그리고 삽목 시기는 6월 4일부터 7월 9일까지 1주일 간격으로 하였다. 육묘장 삽수와 재배 식물체 삽수의 최종 생존율은 각각 99.5%, 98.7%로 높았으며, 유의적인 차이는 없었다. 근수는 육묘장 삽수에서 3.1개 많았고, 관부와 잎의 생육은 차이가 없었다. 과실 수량은 육묘장 삽수와 재배 식물체 삽수에서 각각 419.2g, 428.4g 이었지만 유의적인 차이는 없었다. 삽수의 엽수별 생존율은 엽수 1, 2장에서 각각 98.1%, 98.3%로 높았고, 0장은 25.3%로 현저히 낮았다. 근수는 엽수 1, 2장에서 각각 26.0개, 26.3개로 엽수 0장의 23.5개에 비해 많았다. 관부와 엽의 생육에서는 엽수에 따른 유의적인 차이가 없었다. 과실 수량은 엽수 1, 2장에서 각각 424.4g, 421.5g으로, 0장 396.7g 보다 많았다. 삽목 시기에 따른 삽목 후 생존율은 97.2% 이상으로 높았으며, 처리 간의 유의적인 차이는 없었다. 묘의 지하부와 지상부 그리고 관부의 생육은 6월 4일과 11일 삽목에서 가장 좋았다. 과실 수량은 6월 4일, 6월 11일 삽목에서 각각 433.3g, 426.4g으로 가장 많았으며, 삽목 시기가 가장 늦었던 7월 9일 삽목에서는 384.5g으로 적었다. 딸기 삽목용 삽수 재료는 육묘장 삽수와 과실 수확을 마친 재배 식물체 삽수 모두 가능하였고, 삽수의 적정 엽수는 최소 1장 이상 그리고 경남 지역의 삽목 시기는 6월 4일-11일이 적합하였다.
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Effects of Cutting Condition on Quality of Nursery Plant and Fruit Yield in ‘Sulhyang’ Strawberry
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Original Articles
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Determination of Carbon Dioxide Concentration in CO2 Supplemental Greenhouse for Tomato Cultivation during Winter and Spring Seasons
겨울과 봄철의 CO2 시비 토마토 온실에서 온도에 따른 CO2 농도 구명
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Su-Hyun Choi, Young-Hoe Woo, Dong-Cheol Jang, Young-Ae Jeong, Seo-A Yoon, Dae-Hyun Kim, Ho-Seok Seo, Eun-Young Choi
최수현, 우영회, 장동철, 정영애, 윤서아, 김대현, 서호석, 최은영
- This study was aimed to determine the changes in CO2 concentration according to the temperatures of daytime and nighttime in the …
본 연구는 겨울과 봄철의 CO2 시비 토마토 온실에서 낮과 밤의 온도 변화에 따른 CO2 농도 변화를 구명하고 계산된 CO2 …
- This study was aimed to determine the changes in CO2 concentration according to the temperatures of daytime and nighttime in the CO2 supplemental greenhouse, and to compare calculated supplementary CO2 concentration during winter and spring cultivation seasons. CO2 concentrations in experimental greenhouses were analyzed by selecting representative days with different average temperatures due to differences in integrated solar radiation at the growth stage of leaf area index (LAI) 2.0 during the winter season of 2022 and 2023 years. The CO2 concentration was 459, 299, 275, and 239 µmol·mol-1, respectively at 1, 2, 3, and 4 p.m. after the CO2 supplementary time (10:00-13:00) under the higher temperature (HT, > 18°C daytime temp. avg. 31.7, 26.8, 23.8, and 22.4°C, respectively), while it was 500, 368, 366, 364 µmol·mol-1, respectively under the lower temperature (LT, < 18°C daytime temp. avg. 22.0, 18.9, 15.0, and 13.7°C, respectively), indicating the CO2 reduction was significantly higher in the HT than that of LT. During the nighttime, the concentration of CO2 gradually increased from 6 p.m. (346 µmol·mol-1) to 3 a.m. (454 µmol·mol-1) in the HT with a rate of 11 µmol·mol-1 per hour (240 tomatoes, leaf area 330m2), while the increase was very lesser under the LT. During the spring season, the CO2 concentration measured just before the start of CO2 fertilization (7:30 a.m.) in the CO2 enrichment greenhouse was 3-4 times higher in the HT (>15°C nighttime temperature avg.) than that of LT (< 15°C nighttime temperature avg.), and the calculated amount of CO2 fertilization on the day was also lower in HT. All the integrated results indicate that CO2 concentrations during the nighttime varies depending on the temperature, and the increased CO2 is a major source of CO2 for photosynthesis after sunrise, and it is necessary to develop a model formula for CO2 supplement considering the nighttime CO2 concentration.
- COLLAPSE
본 연구는 겨울과 봄철의 CO2 시비 토마토 온실에서 낮과 밤의 온도 변화에 따른 CO2 농도 변화를 구명하고 계산된 CO2 공급량을 비교하고자 수행하였다. 온실 내 CO2 농도는 2022년과 2023년의 겨울철 실험 온실에서 생육단계가 LAI 2.0인 대표적인 날들 중 누적광량 차이로 인한 평균 온도가 다른 날을 선정하여 분석하였다. 평균 온도 18°C 이상의 경우(고온, HT), CO2 공급 시간대(10:00-13:00) 이후 13, 14, 15, 16시에 각각 31.7, 26.8, 23.8, 22.4°C일 때 CO2 농도는 459, 299, 275, 239µmol·mol-1이었고 평균 온도 18°C 이하의 경우(저온, LT), 22.0, 18.9, 15.0, 13.7°C일 때 각각 500, 368, 366, 364µmol·mol-1으로 HT에서 CO2 감소량이 LT보다 유의적으로 높았다. 야간 CO2 농도는 HT의 경우 오후 6시(346µmol·mol-1) 부터 서서히 증가되어 오전 3시(454µmol·mol-1)에 가장 높았으며 9시간 동안 약 100µmol·mol-1이 증가되어 시간당 약 11µmol·mol-1이 증가되었고(토마토 240개체, 엽면적 330m2), LT에서는 그 증가폭이 낮았다. 봄철 CO2 시비 온실에서 CO2 시비 개시 직전(오전 7:30)에 측정된 CO2 농도는 야간온도가 15°C 이상의 경우(HT)는 15°C 이하의 경우(LT)보다 3-4배 높은 것으로 나타났으며 그날의 계산된 공급 CO2 시비량도 HT에서 적었다. 본 연구결과에서 야간 CO2 농도는 재배 시기에 따른 온도의 영향을 받으며, 야간에 증가된 CO2는 광합성 작용의 주요 공급원이 된다는 것을 알 수 있었다. 이를 고려한 CO2 공급 모델식 개발이 필요한 것으로 판단된다.
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Determination of Carbon Dioxide Concentration in CO2 Supplemental Greenhouse for Tomato Cultivation during Winter and Spring Seasons
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Original Articles
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Establishing and Operating a Test Bench for Assessment of Pesticide Drift by Aerial Application
항공 살포에 의한 농약 비산 측정 및 평가를 위한 시험 농경지 구축 및 운영
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Jinseon Park, Se-Yeon Lee, Lak-Yeong Choi, Daniel Kenidh Favour, Se-woon Hong
박진선, 이세연, 최락영, Daniel Kenidh Favour, 홍세운
- As aerial application increasing, with social concerning in pesticide drift rises, so this study attempts to establish a test bench that can …
본 연구에서는 무인 항공 방제기에 의한 농약 비산을 모의하기 위한 시험 농경지 구축과 정량 평가를 위한 실험법을 정립하고자 하였다. 이를 위해 농약 …
- As aerial application increasing, with social concerning in pesticide drift rises, so this study attempts to establish a test bench that can repeatedly and continuously evaluate this. To this end, this study first analyze ISO 22866 and ASABE S561.1 among the international standard test methods related to pesticide fugitive evaluation. A test bench was established at the Naju practice field of Chonnam National University in accordance with international standards, and field tests were carried out (ISO 22866, ASABE S561.1) to verify effectiveness. A test bench that established in this study and a pesticide drift recovery protocol by aerial application can improve the experimental environment where field experiments were complex and it was difficult to achieve the same conditions. In addition, it will be possible to construct a database of pesticide drift that takes into account various factors that affect pesticide drift substances, which is expected to improve the reliability of the data, as well as quantitative evaluation of pesticide drift in the air.
- COLLAPSE
본 연구에서는 무인 항공 방제기에 의한 농약 비산을 모의하기 위한 시험 농경지 구축과 정량 평가를 위한 실험법을 정립하고자 하였다. 이를 위해 농약 비산 평가에 대한 ISO 22866과 ASABE S561.1과 같은 국제 표준을 분석 및 고찰하였고, 이를 기반으로 국내 실정에 부합하는 시험 농경지를 구축하고, 그 실효성을 평가하였다. 이로써 현장 실험이 복잡하고, 동일 조건을 구현하기 어려웠던 실험 환경 개선 방안을 마련할 수 있었으며, 이를 통해 항공 살포에 의한 농약 비산 데이터베이스 구축이 가능할 것으로 판단되고, 공기 중 농약 비산을 정량 평가하고, 저감 방안을 마련하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
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Establishing and Operating a Test Bench for Assessment of Pesticide Drift by Aerial Application
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Original Articles
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Comparison of Convolutional Neural Network (CNN) Models for Lettuce Leaf Width and Length Prediction
상추잎 너비와 길이 예측을 위한 합성곱 신경망 모델 비교
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Ji Su Song, Dong Suk Kim, Hyo Sung Kim, Eun Ji Jung, Hyun Jung Hwang, Jaesung Park
송지수, 김동석, 김효성, 정은지, 황현정, 박재성
- Determining the size or area of a plant's leaves is an important factor in predicting plant growth and improving the productivity of …
식물의 잎의 크기나 면적을 아는 것은 생장을 예측하고 실내농장의 생산성의 향상에 중요한 요소이다. 본 연구에서는 상추 잎 사진을 이용해 엽장과 엽폭을 예측할 …
- Determining the size or area of a plant's leaves is an important factor in predicting plant growth and improving the productivity of indoor farms. In this study, we developed a convolutional neural network (CNN)-based model to accurately predict the length and width of lettuce leaves using photographs of the leaves. A callback function was applied to overcome data limitations and overfitting problems, and K-fold cross-validation was used to improve the generalization ability of the model. In addition, ImageDataGenerator function was used to increase the diversity of training data through data augmentation. To compare model performance, we evaluated pre-trained models such as VGG16, Resnet152, and NASNetMobile. As a result, NASNetMobile showed the highest performance, especially in width prediction, with an R_squared value of 0.9436, and RMSE of 0.5659. In length prediction, the R_squared value was 0.9537, and RMSE of 0.8713. The optimized model adopted the NASNetMobile architecture, the RMSprop optimization tool, the MSE loss functions, and the ELU activation functions. The training time of the model averaged 73 minutes per Epoch, and it took the model an average of 0.29 seconds to process a single lettuce leaf photo. In this study, we developed a CNN-based model to predict the leaf length and leaf width of plants in indoor farms, which is expected to enable rapid and accurate assessment of plant growth status by simply taking images. It is also expected to contribute to increasing the productivity and resource efficiency of farms by taking appropriate agricultural measures such as adjusting nutrient solution in real time.
- COLLAPSE
식물의 잎의 크기나 면적을 아는 것은 생장을 예측하고 실내농장의 생산성의 향상에 중요한 요소이다. 본 연구에서는 상추 잎 사진을 이용해 엽장과 엽폭을 예측할 수 있는 CNN기반 모델을 연구하였다. 데이터의 한계와 과적합 문제를 극복하기 위해 콜백 함수를 적용하고, 모델의 일반화 능력을 향상시키기 위해 K겹 교차 검증을 사용했다. 또한 데이터 증강을 통한 학습데이터의 다양성을 높이기 위해 image generator를 사용하였다. 모델 성능을 비교하기 위해 VGG16, Resnet152, NASNetMobile 등 사전학습된 모델을 이용하였다. 그 결과 너비 예측에서 R2 값 0.9436, RMSE 0.5659를 기록한 NASNetMobile이 가장 높은 성능을 보였으며 길이 예측에서는 R2 값이 0.9537, RMSE가 0.8713로 나타났다. 최종 모델에는 NASNetMobile 아키텍처, RMSprop 옵티마이저, MSE 손실 함수, ELU 활성화함수가 사용되었다. 모델의 학습 시간은 Epoch당 평균 73분이 소요되었으며, 상추 잎 사진 한 장을 처리하는 데 평균 0.29초가 걸렸다. 본 연구는 실내 농장에서 식물의 엽장과 엽폭을 예측하는 CNN 기반 모델을 개발하였고 이를 통해 단순한 이미지 촬영만으로도 식물의 생장 상태를 신속하고 정확하게 평가할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 그 결과는 실시간 양액 조절 등의 적절한 농작업 조치를 하는데 활용됨으로써 농장의 생산성 향상과 자원 효율성을 향상시키는데 기여할 것이다.
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Comparison of Convolutional Neural Network (CNN) Models for Lettuce Leaf Width and Length Prediction
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Original Articles
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The Development of Wide-span Plastic Film Greenhouse for Strawberry Seedling Cultivation
딸기 육묘용 광폭 플라스틱 필름 온실 개발
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Man Kwon Choi, Myeong Whan Cho, Hyun Ho Shin, Ki Bum Kweon
최만권, 조명환, 신현호, 권기범
- This study aimed to develop an optimal greenhouse model for strawberry seedling during the summer high-temperature period based on the results of …
본 연구에서는 딸기 육묘용 온실의 개발을 통해 딸기 육묘에 적합한 규격과 생육환경을 조성하는 데 초점을 맞췄다. 이를 위해 전국의 46개 딸기 육묘 …
- This study aimed to develop an optimal greenhouse model for strawberry seedling during the summer high-temperature period based on the results of field surveys. We conducted a survey on the structure types of 46 strawberry seedling farms nationwide, including width, ridge height, eaves height, ventilation method, seedling bed width, and spacing. Based on the survey results, we derived the optimal greenhouse model by considering various factors. The greenhouse width was set at 14 meters to maximize the efficiency of seedling beds and overall space. The height was determined at 2 meters, taking into account ventilation during the summer season. To reduce stress on the supporting structure due to snow loads, we established a reinforcement installation angle of 50 degrees. We analyzed two different models that use support beams with dimensions of φ48.1×2.1t and φ59.9×3.2t, respectively, to ensure structural safety against meteorological disasters, considering regional design wind speeds and snow accumulation. We utilized these developed greenhouse model to conduct strawberry seedling experiments, resulting in a high survival rate of average 93.2%. These findings confirm the usefulness of the strawberry seedling greenhouse in improving the seedling environment and enhancing overall efficiency.
- COLLAPSE
본 연구에서는 딸기 육묘용 온실의 개발을 통해 딸기 육묘에 적합한 규격과 생육환경을 조성하는 데 초점을 맞췄다. 이를 위해 전국의 46개 딸기 육묘 농가를 대상으로 구조실태 및 구조개선에 대한 조사를 실시하였다. 조사 결과를 토대로 다양한 요소를 고려하여 최적의 온실 모델을 도출하였다. 온실의 폭은 육묘 베드와 면적의 효율성을 고려하여 14.0m로 설정하였으며, 측고는 여름철 환기를 고려하여 2.0m로 결정하였다. 적설하중에 의한 서까래의 응력을 감소시키기 위해 보강재 설치 각도는 50°로 설정하였다. 지역별 설계 풍속과 적설심을 고려하여 안전성을 고려한 모델을 두 가지로 분석하였고, 결과적으로 φ48.1×2.1t와 φ59.9×2.3t의 서까래 부재를 사용한 온실 모델 모두 안전성을 확보하였다. 이렇게 개발한 온실 모델을 활용하여 딸기 육묘 실험을 진행하였고, 생존율이 평균 93.2%로 높게 나타났다. 이러한 결과로써 개발한 딸기 육묘용 온실이 딸기 육묘 환경을 개선하고 효율적인 생육을 도모할 수 있는 유용한 시설임을 확인하였다.
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The Development of Wide-span Plastic Film Greenhouse for Strawberry Seedling Cultivation
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Original Articles
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Comparative Analysis of the Cultivation Environment Changes, the Emerging Budding, Flowering and Yields in High Bed Strawberry due to the Application of Crown Heating System
관부 난방 시스템 적용으로 인한 고설 딸기의 재배 환경 변화와 그에 따른 출뢰, 개화 및 수확량 비교 분석
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Taeseok Lee, Jingu Kim, Kilsu Han
이태석, 김진구, 한길수
- In this study, the effect of crown heating on the cultivation environment, budding, flowering and yields of strawberry was analyzed. In December, …
본 연구에서는 한 온실 내에서 딸기 재배 베드를 관부 난방 적용 베드, 관행 베드 2처리로 나누고 동일 환경에서 관부 난방이 딸기 재배 …
- In this study, the effect of crown heating on the cultivation environment, budding, flowering and yields of strawberry was analyzed. In December, January, and February, when the outside temperature was low, the average strawberry crown temperature at daytime in the test zone was 1.3°C higher than that in the control zone, and the average strawberry crown temperature at nighttime in the test zone was 2.7°C higher than that in the control zone. The average bed temperature at daytime in test zone was 1.7°C higher than that in the control zone, and the average bed temperature at nighttime in test zone was 2.4°C higher than that in the control zone. As a result of performing correlation analysis and regression analysis on strawberry crown temperature and budding period, the correlation coefficient was -0.86, which tended to be shorter as the crown temperature was higher, and the determination coefficient was 0.74. The total yields of strawberry during test period were 392.6 g/plant for test greenhouse and 346.0 g/plant for control greenhouse respectively. As for the quality of strawberries, the ratio of 2L (very large) grades and L (large) grades was 62.4% in the test greenhouse and 58.5% in the control greenhouse, indicating that the proportion of high quality strawberries was higher in the test greenhouse.
- COLLAPSE
본 연구에서는 한 온실 내에서 딸기 재배 베드를 관부 난방 적용 베드, 관행 베드 2처리로 나누고 동일 환경에서 관부 난방이 딸기 재배 환경, 출뢰, 개화 및 수확량에 미치는 영향을 분석하였다. 관부 난방 전 두 처리에서 딸기 관부 온도 및 배지 온도는 큰 차이 없었으며, 외기온이 낮은 12월, 1월, 2월에는 시험구의 주간 평균 딸기 관부 온도는 대조구에 비해 1.3℃ 높았으며, 야간 평균 딸기 관부 온도는 대조구에 비해 2.7℃ 높게 나타났다. 주간 배지 온도는 시험구가 대조구보다 평균 1.7℃ 높았으며, 야간 배지 온도는 시험구가 대조구보다 평균 2.4℃ 높게 나타났다. 딸기 관부 온도와 출뢰 기간에 대한 상관분석 및 회귀분석을 수행한 결과 상관계수는 –0.86으로 높은 음의 상관관계를 보여 관부 온도가 높을수록 출뢰 기간이 짧아지는 경향이 있었으며, 결정계수는 0.74로 높은 설명력을 보였다. 딸기 화아분화는 10-20℃에서 촉진되고, 5-10℃, 25-30℃에서는 효과가 없으며, 5℃ 이하 및 30℃ 이상일 때는 저해되는데, 대조구 온실이 외기온이 낮은 12월, 1월, 2월에, 특히 야간의 딸기 관부 온도가 월별로 각각 7.3℃, 7.6℃, 8.8℃로 나타나 10℃ 이하로 유지되면서 화아분화가 촉진되지 않았고, 시험구에 비해 출뢰, 개화가 늦은 것으로 판단된다. 3월 말까지의 딸기 수확량은 시험구 392.6g/plant, 대조구 346.0g/plant로 관부 온돡 높았던 시험구에서 약 13.5% 높게 나타났으며, 딸기의 품질은 2L 등급과 L 등급의 비율이 시험구 62.4%, 대조구 58.5%로 시험구에서 높은 등급의 딸기 비율이 더 많은 것으로 나타났다. 딸기의 화아분화의 주요인은 온도이고, 2차적 요인은 일장이므로 추후 연구를 통해 관부 온도뿐만 아니라 일장 등 다양한 요소를 고려하여 딸기 생육, 수확량의 변화를 분석해보는 연구도 필요하다고 판단된다.
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Comparative Analysis of the Cultivation Environment Changes, the Emerging Budding, Flowering and Yields in High Bed Strawberry due to the Application of Crown Heating System
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Original Articles
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Analysis of the Relationship between Melon Fruit Growth and Net Quality Using Computer Vision and Fruit Modeling
컴퓨터 비전과 과실 모델링을 이용한 멜론 과실 생장과 네트 품질의 관계 분석
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Seungri Yoon, Minju Shin, Jin Hyun Kim, Ji Wong Bang, Ho Jeong Jeong, Tae In Ahn
윤승리, 신민주, 김진현, 방지웅, 정호정, 안태인
- Melon fruits exhibit a wide range of morphological variations in fruit shape, sugar content, net quality, diameter and weight, which are largely …
멜론 과실은 품종에 따라 과형, 당도, 네트 품질, 직경 및 무게 등에서 다양한 형태적 변이를 보이며, 이러한 특성이 시장성을 결정하는 주요 요인이다. …
- Melon fruits exhibit a wide range of morphological variations in fruit shape, sugar content, net quality, diameter and weight, which are largely dependent on the variety. These characteristics significantly affect marketability. For netted varieties, the uniformity and pattern of the net serve as key factors in determining the external quality of the melon and act as indicators of its internal quality. In this study, we evaluated the effect of fruit morphology and growth on netting by analyzing the changes in melon fruit quality under LED light treatment and monitoring fruit growth. Computer vision analysis was used for quantitative evaluation of fruit net quality, and a three-variable logistic model was applied to simulate fruit growth. The results showed that melons grown under LED conditions exhibited more uniform fruit shape and improvements in both net quality and sugar content compared to the control group. The results of the logistic model showed minimal error values and consistent curve slopes across treatments, confirming its ability to accurately predict fruit growth patterns under varying light conditions. This study provides an understanding of the effects of fruit shape and growth on net quality.
- COLLAPSE
멜론 과실은 품종에 따라 과형, 당도, 네트 품질, 직경 및 무게 등에서 다양한 형태적 변이를 보이며, 이러한 특성이 시장성을 결정하는 주요 요인이다. 네트 품종의 경우, 네트의 균일성과 패턴은 멜론의 외적 품질을 결정하는 중요한 요소로 작용하며, 멜론의 내부 품질을 보장하는 지표로 활용된다. 본 연구는 LED 보광 처리를 통한 멜론 과실의 품질 변화 및 과실 생장 모델링을 통해 과실 형태와 생장이 네트에 미치는 영향을 분석하였다. 컴퓨터 비전 분석을 사용하여 과실의 네트 품질을 정량적으로 평가하였으며, 3변수 로지스틱 모델을 활용하여 과실의 생장을 모델링하였다. 실험 결과 LED 하에서 재배된 멜론은 대조구에 비해 더 균일한 과형을 가지며, 네트의 품질과 당도 모두에서 향상된 것으로 나타났다. 또한, 로지스틱 모델을 통한 결과에서는 낮은 오차값과 처리 간에 일관된 곡선의 기울기를 확인할 수 있었으며, 다양한 광조건 하에서의 과실 생장 패턴을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다. 이 연구는 과실의 형태와 생장이 네트 품질에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 이해를 제공한다.
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Analysis of the Relationship between Melon Fruit Growth and Net Quality Using Computer Vision and Fruit Modeling
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Original Articles
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Enhancement of the Growth and Quality of Soybeans Using Wasted Coir Substrates on Multi-purpose Utilization Land
범용 농지에서 코이어 폐배지를 이용한 콩의 생육 및 품질 증대
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Xin Wang, Jiwoo Park, Yong Jae Lee, Gwang Ya Lee, Jongseok Park
왕신, 박지우, 이용재, 이광야, 박종석
- In recent years, the government has strongly promoted multi-purpose utilization of paddy field. However, poor drainage causes waterlogging stress in upland crops, …
우리나라 정부는 논·밭 범용화 사업을 적극적으로 추진하고 있다. 그러나 범용 농지의 배수 불량을 해결하기 위한 암거배수 등의 기술이 필요하여 설치 및 관리 …
- In recent years, the government has strongly promoted multi-purpose utilization of paddy field. However, poor drainage causes waterlogging stress in upland crops, requiring subsurface drainage technology, resulting in high installation and management costs. To address this issue, a low-cost and high-efficiency technique was developed that utilizes wasted coir substrates which have characteristics of high porosity and good drainage, for upland crop cultivation in paddy fields. Soybeans were grown in both paddy soil and wasted coir slab with two planting densities (80×20 cm and 60×20 cm). The results showed that the coir substrates had better performance than the paddy soil in terms of soil physical and chemical properties and the growth and yield of upland crops are improved. The treatments using wasted coir substrate showed a 41.4% increase in yield and a 21.3% increase in protein content compared to PS treatment. Our findings demonstrate that recycling waste coir substrates to grow upland crops is a positive cultivation strategy to solve some drainage problems in paddy fields. This approach offers a sustainable solution for upland crop production while also addressing the issue of waste management in agriculture.
- COLLAPSE
우리나라 정부는 논·밭 범용화 사업을 적극적으로 추진하고 있다. 그러나 범용 농지의 배수 불량을 해결하기 위한 암거배수 등의 기술이 필요하여 설치 및 관리 비용이 높아진다. 본 연구는 논 배수 불량과 관련된 문제를 해결하기 위한 코이어 폐배지를 활용하여 유망하고 지속 가능한 접근 방식을 제시할 수 있다. 콩을 논 토양 및 코이어 폐배지에서 두 재식 간격(80×20cm 및 60×20cm)으로 재배하였다. 공극률과 우수한 배수성을 특징으로 하는 코이어 배지를 재활용함으로써, 토양의 물리적 특성과 작물 생산성 및 품질을 모두 향상시키는 데 우수한 결과를 도출했다. PS 처리구와 비교하여 CS 처리구에서 수확량이 41.4% 증가하였고, 단백질 함량은 21.3% 증가하였다. 기존의 논의 범용 농지 전환을 위한 높은 초기투자비용 및 유지비용을 줄일 수 있는 해당 기술은 국내외 농가에게 높은 경제성과 환경 친화적인 범용 농지 재배 기술을 제공하고 범용 농지가 가지고 있는 배수 불량 문제를 해결하며 농업 폐기물 관리에 기여함으로써 다양한 사회적 솔루션을 제공할 수 있다. 이는 현대 농업에서 지속 가능한 농업과 진화하는 농업에 의거한 경종적 방법을 제시한다.문초록
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Enhancement of the Growth and Quality of Soybeans Using Wasted Coir Substrates on Multi-purpose Utilization Land
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Original Articles
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Analysis of Fruit Quality and Productivity of ‘Kawanakajima Hakuto’ Peach according to the Different Irrigation Starting Point
관수 개시점에 따른 복숭아 ‘천중도백도’의 과실 품질 및 생산성 변화 분석
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Seul Ki Lee, Jung Gun Cho, Jae Hoon Jeong, Dongyong Lee, Jeom Hwa Han, Si Hyeong Jang, Suhyun Ryu, Heetae Kim, Sang-Hyeon Kang
이슬기, 조정건, 정재훈, 이동용, 한점화, 장시형, 류수현, 김희태, 강상현
- This study was conducted to determine the optimal irrigation starting point by analyzing tree growth, physiological responses, fruit quality, and productivity in …
본 연구는 노지 복숭아 과원에서 관수 개시점에 따른 복숭아 ‘천중도백도’의 수체 생육, 생리 반응 및 과실 품질과 생산성 변화를 분석하여 적정 관수 …
- This study was conducted to determine the optimal irrigation starting point by analyzing tree growth, physiological responses, fruit quality, and productivity in peach orchards. Seven-year-old ‘Kawanakajima Hakuto’ peach trees were used in an experimental field (35°49′30.4″N, 127°01′33.2″E) located within the National Institute of Horticultural and Herbal Science located in Wanju-gun, Jeollabuk-do. The irrigation starting point was set with four levels of –20, –40, –60, and –80 kPa from June to September 2022. While there were no significant differences in increase of trunk cross-section area and leaf area among treatments, shoot length and diameter decreased in the –80 kPa and –20 kPa treatments. The photosynthetic rate measured in August was highest for –60 kPa (17.7 μmol·m-2·s-1), followed by –40 kPa (15.6 μmol·m-2·s-1), –20 kPa (14.5 μmol·m-2·s-1) and –80 kPa (14.0 μmol·m-2·s-1). SPAD value measured in May and August was lower in the –80 kPa and –20 kPa treatments than in the –60 kPa and –40 kPa treatments. The harvest date reached three days earlier in the –20 kPa treatment compared to other treatments. The fruit weight was highest in the –60 kPa (379.1 g), followed by –40 kPa (344.0 g), –80 kPa (321.0 g) and –20 kPa (274.9 g). Firmness was the lowest in the –20 kPa treatment. The soluble solid content was highest in the –60 kPa treatment (13.3°Bx).The ratio of marketable fruits was highest in the –60 kPa treatment (50.7%) and lowest in the –80 kPa treatment (23.4%). In conclusion, we suggest that setting the irrigation starting point at –60 kPa could improve the fruit quality and yield in peach orchards.
- COLLAPSE
본 연구는 노지 복숭아 과원에서 관수 개시점에 따른 복숭아 ‘천중도백도’의 수체 생육, 생리 반응 및 과실 품질과 생산성 변화를 분석하여 적정 관수 개시점을 구명하고자 수행하였다. 시험 재료는 전라북도 완주군에 위치한 국립원예특작과학원 내의 노지 복숭아 시험포(35°49′30.4″N, 127°01′33.2″E)에 재식된 7년생 ‘천중도백도’ [Prunus persica (L.) ‘Kawanakajima Hakuto’]를 사용하였으며, 2022년 6월부터 9월까지 관수 개시점을 –20, –40, –60, –80kPa로 설정하였다. 주간부 단면적 증가량과 엽면적은 처리 간 통계적 유의차가 없었으나, 신초 길이와 두께는 –80kPa 및 –20kPa 처리구에서 감소하였다. 8월에 측정한 광합성률은 –60kPa(17.7μmol·m-2·s-1), –40kPa(15.6μmol·m-2·s-1), –20kPa(14.5μmol·m-2·s-1), –80kPa(14.0μmol·m-2·s-1) 순으로 높았다. 5월과 8월에 측정한 SPAD 값은 –60kPa 및 –40kPa 처리구보다 –80kPa 및 –20kPa 처리구에서 낮았다. 수확기는 –20kPa 처리구가 다른 처리구와 비교하여 3일 빠르게 도달하였다. 과중은 –60kPa(379.1g), –40kPa(344.0g), –80kPa(321.0g), –20kPa(274.9g) 순으로 높았다. 경도는 –20kPa 처리구에서 가장 낮았다. 가용성 고형물 함량은 –60kPa 처리구에서 13.3°Bx로 가장 높았다. 상품과 비율은 –60kPa 처리구에서 50.7%로 가장 높았고, –80kPa 처리구에서 23.4%로 가장 낮았다. 따라서 노지 복숭아 과원에서 관수 개시점을 –60kPa로 설정하는 것이 생산량 및 과실 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
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Analysis of Fruit Quality and Productivity of ‘Kawanakajima Hakuto’ Peach according to the Different Irrigation Starting Point
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Original Articles
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Analysis of Relationship between Tomato Growth, Vital Response, and Plant-induced Electrical Signal in a Plastic Greenhouse due to Carbon Dioxide Enrichment Treatment
플라스틱 온실 내 이산화탄소 시비에 따른 토마토 생육과 생체 반응 및 Plant-induced Electrical Signal 간 관계 분석
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Hee Woong Goo, Gyu Won Lee, Wook Jin Song, Do Hyeon Kim, Hyun Jun Park, Kyoung Sub Park
구희웅, 이규원, 송욱진, 김도현, 박현준, 박경섭
- Tomatoes in greenhouse are a widely cultivated horticultural crop worldwide, accounting for high production and production value. When greenhouse ventilation is minimized …
토마토는 전세계적으로 많이 재배되는 시설 원예작물로 높은 생산량과 생산액을 차지하고 있다. 저온기 온실 환기를 최소화하는 상황에서 CO2 시비는 토마토 광합성 속도와 …
- Tomatoes in greenhouse are a widely cultivated horticultural crop worldwide, accounting for high production and production value. When greenhouse ventilation is minimized during low temperature periods, CO2 enrichment is often used to increase tomato photosynthetic rate and yield. Plant-induced electrical signal (PIES) can be used as a technology to monitor changes in the biological response of crops due to environmental changes by using the principle of measuring the resistance value, or impedance, within the crop. This study was conducted to investigate the relationship between tomato growth data, vital response, and PIES resulting from CO2 enrichment in greenhouse tomatoes. The growth of tomato treated with CO2 enrichment in the morning was significantly better in all items except stem diameter compared to the control, and PIES values were also higher. The growth of tomato continuously applied with CO2 was better in the treatment groups than control, and there was no significant difference in chlorophyll fluorescence and photosynthesis. However, PIES and SPAD values were higher in the CO2 treatment group than control. CO2 enrichment have a direct relationship with PIES, growth increased, and transpiration increased due to the increased leaf area, resulting in increased water absorption, which appears to be reflected in PIES, which measures vascular impedance. Through this, this study suggests that PIES can be used to monitor crops due to environmental changes, and that PIES is a useful method for non-destructively and continuously monitoring changes of crops.
- COLLAPSE
토마토는 전세계적으로 많이 재배되는 시설 원예작물로 높은 생산량과 생산액을 차지하고 있다. 저온기 온실 환기를 최소화하는 상황에서 CO2 시비는 토마토 광합성 속도와 수확량을 높이기 위해 많이 사용한다. PIES는 작물 내 저항값 즉 임피던스값을 측정하는 원리를 원용하여 환경 변화에 따른 작물의 생체 반응 변화를 모니터링하는 기술로 활용이 가능하다. 본 연구는 온실 토마토에서 CO2 시비에 따른 토마토의 생육 데이터와 생체정보 및 PIES 간의 연관성을 구명하기 위해 수행되었다. 오전에 CO2 처리한 작물의 생육은 무처리 구에 비해 경직경을 제외한 모든 항목에서 유의적으로 좋았고, PIES도 높게 나왔다. 연속적으로 CO2 시비한 작물의 생육도 처리구에서 좋았고 생체 반응 중 엽록소 형광과 광합성은 유의한 차이는 없었다. 하지만 PIES와 엽록소지수는 CO2 처리구에서 높은 수치를 보였다. CO2 시비가 PIES와 직접적인 관계가 있기보다는 시비를 통해 작물의 생육량이 상승하였고, 높아진 엽면적으로 인해 증산량이 증가되어 수분흡수가 많아졌고, 유관속 임피던스를 측정하는 PIES에 반영된 것으로 보인다. 이를 통해 본 연구는 PIES가 환경 변화에 따른 작물 모니터링에 활용할 수 있음을 시사하며, PIES가 작물의 변화를 비파괴적으로 연속적으로 모니터링할 수 있는 유용한 방법이다.
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Analysis of Relationship between Tomato Growth, Vital Response, and Plant-induced Electrical Signal in a Plastic Greenhouse due to Carbon Dioxide Enrichment Treatment
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Original Articles
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Evaluation of Fruit Yield and Quality of Netted Melon, Water and Nutrient Use Efficiency in a Closed Hydroponic System
순환식 수경재배 멜론의 수량과 품질, 관개수 및 양분 이용 효율성 평가
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Minju Shin, Seungri Yoon, Jin Hyun Kim, Ho Jeong Jeong, Sung Kyeom Kim
신민주, 윤승리, 김진현, 정호정, 김성겸
- The spectrum of this study was research on the closed hydroponic cultivation of netted melons (Cucumis melo L.) using coir substrate, …
본 연구는 코이어 배지를 활용한 멜론(Cucumis melo L.)의 순환식 수경재배에 관한 연구로, 이 재배 방식이 멜론의 수량, 과실 품질, 물과 양분 …
- The spectrum of this study was research on the closed hydroponic cultivation of netted melons (Cucumis melo L.) using coir substrate, analyzing the impact of this cultivation method on melon yield, fruit quality, and the efficiency of water and nutrient usage. The experimental results showed that the average fruit weight of the melons grown in a closed system was 71.4 g higher than that of the open system, and the fruit width was on average 0.2 cm larger, showing a statistically significant difference. However, there was no difference in the average sugar content of the fruit flesh and height. Although there is no substantial commercial difference, it is conjectured that the change in the macronutrients ratio in the irrigation has played a role in the statistically significant increase in fruit weight, which is attributed to changes in the crops' nutrient uptake concentrations. This necessitates further research for a more comprehensive understanding. In terms of the productivity of irrigation required to produce the fruit, applying the closed system resulted in an increase of 7.6 kg/ton compared to the open system, saving 31.6% of water resources. Additionally, in terms of nutrients, cultivating in a closed system allowed for savings of approximately 59, 25, 55, 83, 76, and 87% of N, P, K, Ca, Mg, and S, respectively, throughout the entire cultivation period. As the drainage was reused, the ratios of NO3- and Ca2+ increased up to a maximum of 9.6 and 9.1%, respectively, while the ratios of other ions gradually decreased. In summary, these results suggest that closed hydroponic cultivation can effectively optimize the use of water and fertilizer while maintaining excellent fruit quality in melon cultivation.
- COLLAPSE
본 연구는 코이어 배지를 활용한 멜론(Cucumis melo L.)의 순환식 수경재배에 관한 연구로, 이 재배 방식이 멜론의 수량, 과실 품질, 물과 양분 사용 효율에 어떤 영향을 미치는지를 분석하였다. 실험 결과, 순환식으로 키운 과실의 평균 과중은 비순환식에 비하여 71.4g 높았고, 과폭은 평균 0.2cm 더 크게 측정되어 통계적으로 유의한 차이를 보였으나 과고와 과육의 평균 당도는 차이가 없었다. 상업적으로는 큰 차이는 없으나 통계적으로 과중이 증가한 데에는 급액 내 다량원소 비율 변화에 따른 작물 흡수 농도 변화가 관여하였을 것으로 판단되며 이는 추가적인 연구가 필요하다. 과실을 생산하는 데에 필요한 관개수의 생산성을 분석한 결과 비순환식보다 순환식을 적용했을 때 7.6kg/ton 상승하여 수자원을 31.6% 절약할 수 있었다. 또한, 양분의 경우 순환식으로 재배하였을 때 전 재배기간 동안 N, P, K, Ca, Mg, S를 각각 약 59, 25, 55, 83, 76, 87%만큼 절약할 수 있으며, 배액을 재사용할수록 NO3–와 Ca2+의 비율은 각각 최대 9.6, 9.1%까지 증가하고 두 이온을 제외한 다른 이온들은 그 비율이 점차 감소하는 양상을 보였다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 순환식 수경재배를 통해 멜론 재배 시 과실의 우수한 품질을 유지하면서도 물과 비료의 사용을 효과적으로 최적화할 수 있을 것으로 판단된다.
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Evaluation of Fruit Yield and Quality of Netted Melon, Water and Nutrient Use Efficiency in a Closed Hydroponic System
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Original Articles
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Model Evaluation for Predicting the Full Bloom Date of Apples Based on Air Temperature Variations in South Korea’s Major Production Regions
기온 변화에 따른 우리나라 사과 주산지 만개일 예측을 위한 모델 평가
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Jae Hoon Jeong, Jeom Hwa Han, Jung Gun Cho, Dong Yong Lee, Seul Ki Lee, Si Hyeong Jang, Suhyun Ryu
정재훈, 한점화, 조정건, 이동용, 이슬기, 장시형, 류수현
- This study aimed to assess and determine the optimal model for predicting the full bloom date of ‘Fuji’ apples across South Korea. …
사과 ‘후지’ 만개일의 예측을 위해 전국적으로 활용이 가능한 모델을 선발하기 위해 우리나라에서 사용된 사례가 있는 대표적인 모델 4종을 평가하였다. 이를 위해 우리나라 …
- This study aimed to assess and determine the optimal model for predicting the full bloom date of ‘Fuji’ apples across South Korea. We evaluated the performance of four distinct models: the Development Rate Model (DVR)1, DVR2, the Chill Days (CD) model, and a sequentially integrated approach that combined the Dynamic model (DM) and the Growing Degree Hours (GDH) model. The full bloom dates and air temperatures were collected over a three-year period from six orchards located in the major apple production regions of South Korea: Pocheon, Hwaseong, Geochang, Cheongsong, Gunwi, and Chungju. Among these models, the one that combined DM for calculating chilling accumulation and the GDH model for estimating heat accumulation in sequence demonstrated the most accurate predictive performance, in contrast to the CD model that exhibited the lowest predictive precision. Furthermore, the DVR1 model exhibited an underestimation error at orchard located in Hwaseong. It projected a faster progression of the full bloom dates than the actual observations. This area is characterized by minimal diurnal temperature ranges, where the daily minimum temperature is high and the daily maximum temperature is relatively low. Therefore, to achieve a comprehensive prediction of the blooming date of ‘Fuji’ apples across South Korea, it is recommended to integrate a DM model for calculating the necessary chilling accumulation to break dormancy with a GDH model for estimating the requisite heat accumulation for flowering after dormancy release. This results in a combined DM+GDH model recognized as the most effective approach. However, further data collection and evaluation from different regions are needed to further refine its accuracy and applicability.
- COLLAPSE
사과 ‘후지’ 만개일의 예측을 위해 전국적으로 활용이 가능한 모델을 선발하기 위해 우리나라에서 사용된 사례가 있는 대표적인 모델 4종을 평가하였다. 이를 위해 우리나라 사과 주산지 6곳(포천, 화성, 거창, 청송, 군위, 충주)의 사과원에서 3년간 관측된 기온과 만개일을 수집하여 각 모델에 적용하고 모델의 예측력을 평가 하였다. 냉각량 추정을 위한 Dynamic(DM) 모델과 가온량 추정을 위한 Growing Degree Days(GDH) 모델을 순차적으로 결합한 모델이 예측력이 가장 좋았으며, Chill Days(CD) 모델의 예측력이 가장 낮았다. Development Rate Model 1(DVR1)은 화성 지역과 같이 일최저기온이 높고 상대적으로 일 최고기온이 낮아 일교차가 작은 지역에서는 실측일보다 빠르게 예측되는 과소추정오차를 보였다. 따라서 단일 모델로 우리나라 전국적인 사과 ‘후지’ 만개일 예측을 위해서는 휴면타파에 필요한 냉각량 산정을 위한 DM 모델과 휴면타파 이후 개화에 필요한 고온량 산정을 위한 GDH 모델이 결합된 DM+GDH 모델이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 그러나 보다 광범위한 지역의 장기간의 자료 수집과 이를 이용한 평가가 필요하다.
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Model Evaluation for Predicting the Full Bloom Date of Apples Based on Air Temperature Variations in South Korea’s Major Production Regions
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Original Articles
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Effects of Growth and Quantity according to Form of High Bed in Cultivation of Korean Melon
고설베드 형태가 참외 생육과 수량에 미치는 영향
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Do Yeon Won, Ji Hye Choi, Chang Hyeon Baek, Na Yun Park, Min Gu Kang, Young Jin Seo
원도연, 최지혜, 백창현, 박나윤, 강민구, 서영진
- Korean melon (Cucumis melo L.) is an environment in which most farming work can affect the increase in musculoskeletal diseases, and …
참외는 무가온 재배를 위해 줄기는 지면에 포복형으로 유인하는데 대부분의 농작업이 근골격계 질환 증가에 영향을 줄 수 있는 환경이다. 본 연구에서는 참외 고설베드 …
- Korean melon (Cucumis melo L.) is an environment in which most farming work can affect the increase in musculoskeletal diseases, and the stems are attracted to the ground in order to grow no-heating cultivation. In this study, growth and productivity were compared according to the type of high-bed. The narrower the surface area at the bottom of the high-bed, the faster the initial growth, which was advantageous. The bed is which the height if 70 cm, the surface temperature has risen due to the increase in direct solar radiation inflow since April, requiring side light blocking to block the inflow of solar radiation. In terms of fruit quality, the 200 cm width treatment had higher fruit sugar content and better hardness than the 160 cm treatment. From April to September, the total yield was 6.8 kg/plant of treatment A, 8.7 kg/plant of treatment B, 5.8 kg/plant of treatment C, treatment B mainly 50% higher than treatment C, and 27% higher than treatment A. Therefore, the bed form suitable for Korean melon high bed is 200 cm wide, 40 cm high between the surface and the bed, and the surface of the passage between the beds is 30cm high from the ground to the bed.
- COLLAPSE
참외는 무가온 재배를 위해 줄기는 지면에 포복형으로 유인하는데 대부분의 농작업이 근골격계 질환 증가에 영향을 줄 수 있는 환경이다. 본 연구에서는 참외 고설베드 형태에 따른 생육과 생산성을 비교하였다. 고설베드 하단부 지표면적이 좁을수록 초기 생육이 빨라 저온기 관리에 유리하였다. 베드의 높이는 70cm일 경우 4월 이후 직달 태양복사량 유입증가로 지표면 온도가 상승하여 태양복사 유입 차단을 위한 측면부 차광이 필요하였다. 과실 품질은 폭이 200cm인 처리구가 160cm 처리구보다 과실당도가 높고, 경도도 우수하였다. 4월에서 9월까지 총 수확량은 A 처리구 6.8kg/주, B 처리구 8.7kg/주, C 처리구 5.8kg/주로 B 처리구가 C 처리구보다 50% A 처리구보다 27% 높았다. 따라서 참외 고설베드에 적합한 베드의 형태는 베드 폭 200cm, 지표면과 베드사이 높이는 40cm 하고 베드사이 통로쪽 지표면을 30cm 파서 작업자가 작업을 할 때 지면에서 베드까지 높이를 70cm로 제작한 구조가 참외 생육을 위한 엽면적을 확보에 유리하고 농작업 환경도 개선에 가장 적합한 것으로 확인되었다.
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Effects of Growth and Quantity according to Form of High Bed in Cultivation of Korean Melon