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    Greenhouse Gases in Compound Fertilizer and Livestock Manure Compost for Crops Cultivation

    작물재배용 복합비료 및 축산분뇨 퇴비에 함유된 온실가스

    Man Kwon Choi, Sung Wook Yun, and Yong Cheol Yoon

    최만권, 윤성욱, 윤용철

    An experiment was conducted for this survey to approximate the amounts of CO2 and CH4 contained in composite fertilizers and ...

    본 조사는 국내에서 작물재배용으로 생산 및 시판되는 복합비료와 축산분뇨 퇴비에 함유된 CO2와 CH4의 양을 개략적으로 알아보고자 실험적으로 검토하였다 ...

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    An experiment was conducted for this survey to approximate the amounts of CO2 and CH4 contained in composite fertilizers and livestock manure compost produced and commercialized for crop cultivation in South Korea. The results are summarized as follows. The average CO2 concentration in one sack of a composite fertilizer was estimated at approximately 1,733.3 ppm, regardless of the date of measurement. Approximately 0.067 kg of the fertilizer was contained per sack, and the unit weight of the fertilizer was approximately 3.35×10-3 kg·kg-1. An average of 885,750 t·yr-1 of the composite fertilizer was shipped for agricultural use in South Korea. Approximately 2.9 million t·yr-1 of CO2 was estimated to be contained in the composite fertilizer itself based on this amount. In the case of CH4, it was no longer measured after 76.8 ppm (2.949×10-3 kg per sack, 0.15×10-3 kg·kg-1 per unit weight) was indicated in one sack on the start date of measurement. The measurement could not be accurate since the amount of CO2 contained in the compost exceeded 10,000 ppm, which is the maximum measurement range of the measuring instrument, regardless of the closure or opening of the hole or the measurement date. Therefore, the amount contained per sack was approximately 0.506 kg when it was examined by assuming that it is 10,000 ppm, which is the maximum. It was found that the concentration of CH4 varied depending on the closure and opening of the compost hole. Approximately 2.53 kg of CH4 was contained in one sack of the compost. It was estimated to be over 4.7 million t·yr-1 when this amount was compared to the average production of solid compost in South Korea. Approximately 8,040 ppm of CO2 was discharged from the red pepper cultivation package on average until the end of the measurement. In the case of bare soil, the concentration of CH4 gradually decreased over time, and it took approximately 50 days for it to reach almost zero from a maximum of 1,700 ppm.


    본 조사는 국내에서 작물재배용으로 생산 및 시판되는 복합비료와 축산분뇨 퇴비에 함유된 CO2와 CH4의 양을 개략적으로 알아보고자 실험적으로 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 복합비료의 한 포대에서 계측된 CO2의 농도는 계측한 날짜와 관계없이 평균 약 1,733.3ppm 정도로 일정하게 나타났다. 비료 한 포대당 함유된 양은 0.067kg 정도였고, 비료의 단위 무게는 3.35×10-3kg·kg-1 정도였다. 국내에서 농업용으로 출하된 복합비료는 평균 885,750t·yr-1 이었다. 이 양을 기준으로 복합비료 자체에 함유된 CO2의 양은 약 2.9백만 t·yr-1 정도로 추정할 수 있었다. CH4의 경우, 측정 개시일에 한 포대에 76.8ppm(포대당 2.949×10-3kg, 단위 무게당 0.15×10-3kg·kg-1) 정도 나타낸 후, 그 이후에는 측정되지 않았다. 퇴비에 함유된 CO2의 양은 구멍의 폐쇄 및 개방 여부에 관계없이 측정 일이나 측정구에 따라 계측기의 최대 측정범위인 10,000ppm을 초과하는 경우도 있었지만, 최대인 10,000ppm이라고 가정하고 검토하였다. 따라서 최대인 10,000ppm이라고 가정하고 검토한 결과 한 포대당 함유된 양은 0.506kg 정도였다. 퇴비 구멍의 폐쇄 및 개방 여부에 따라 CH4의 농도가 증감하는 것으로 나타났다. 퇴비 한 포대에 함유된 CH4의 양은 약 2.53kg 정도였다. 이 양을 국내에서 생산된 고형퇴비의 평균 생산량과 비교하면, 약 4.7백만 t·yr-1 이상이 될 것으로 추정할 수 있었다. 고추재배 포장에서 배출되는 CO2의 양은 측정 종료 때까지 평균적으로 8,040ppm 정도였다. 나지의 경우, 시간의 경과와 함께 CH4의 농도는 점차 감소하였고, 최대 1,700ppm에서 거의 제로 상태까지 약 50일이 소요되었다.

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    April 2021
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    Growth and Bioactive Compound Contents of Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miquel as Affected by Different NaCl Concentrations and Treatment Timing on Nutrient Solution of Hydroponic System

    수경재배 시스템에서 양액의 NaCl 농도 및 처리시기에 따른 갯방풍의 생육 및 생리활성화합물의 함량

    Su Min Kwon, Hyeon Woo Jeong, Hye Ri Lee, Hyeon Gyu Jo, Hee Sung Hwang, and Seung Jae Hwang

    권수민, 정현우, 이혜리, 조현규, 황희성, 황승재

    This study was conducted to investigate the effect of different NaCl concentrations and treatment timing on growth and bioactive compound content in ...

    본 연구는 갯방풍의 생장 및 생리활성화합물 함량에 대한 NaCl 농도 및 처리 시기의 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 첫 번째 실험에서 갯방풍 묘는 ...

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    This study was conducted to investigate the effect of different NaCl concentrations and treatment timing on growth and bioactive compound content in Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miquel. In the first experiment, seedlings were transplanted and grown during 30 days into a deep floating technique system (DFT system) on Hoagland solution (EC 1.5 dS·m-1 and pH 6.5) with 40, 80, 120, 160, and 200 mM NaCl in a greenhouse. In the second experiment, G. littoralis was grown during 50 days into DFT system, and treated 50, 100, 150, and 200 mM NaCl at 5 and 10 days before harvest (DBH), respectively. In both experiments, non-treatment was set as the control. Plant growth and photosynthetic characteristic, total phenolic contents, total flavonoid contents, and antioxidant activity were measured. When NaCl concentration was higher than 80 mM, growth of G. littoralis Fr. Schmidt ex Miquel was decreased. In the second experiment, growth characteristics, such as number of leaves, leaf area, dry weights of shoot and root were the highest in the 50 mM NaCl with 10 DBH. The photosynthetic rate was observed the highest in the control and 50 mM treatments, and significantly decreased in the NaCl concentration of more than 100 mM regardless of NaCl treatment timing. In addition, visible leaf injury was observed in the NaCl concentrations of more than 100 mM. The total phenolic and flavonoid concentrations were the highest in the 200 mM with 5 DBH treatment. However, antioxidant activity was the highest in the control and 50 mM with 10 DBH treatment. In conclusion, these results suggest that the application of 50 mM NaCl with 10 DBH on nutrient solution will be effective for cultivation of high quality and bioactive compound content of G. littoralis in a hydroponic system.


    본 연구는 갯방풍의 생장 및 생리활성화합물 함량에 대한 NaCl 농도 및 처리 시기의 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 첫 번째 실험에서 갯방풍 묘는 온실에서 호글랜드(EC 1.5dS·m-1, pH 6.5) 배양액에 NaCl 40, 80, 120, 160, 200mM을 첨가하여 담액식 수경재배 시스템에 정식 후 30일 동안 재배되었다. 두 번째 실험에서 갯방풍은 수확 10일 전, 5일 전에 양액에 NaCl 50, 100, 150, 200mM을 첨가하여 담액식 수경재배 시스템에서 50일 동안 재배되었다. 두 실험 모두 NaCl 처리를 하지 않은 것을 대조군으로 사용했다. 식물 생장과 광합성 특성, 총 페놀함량, 총 플라보노이드 함량, 항산화 활성이 조사되었다. NaCl 농도가 80mM 이상일 때 갯방풍의 생육이 유의적으로 감소하였다. 두 번째 실험에서 엽수, 엽면적, 지상부와 지하부 건물중 같은 생육 특성은 수확 10일 전 50mM NaCl에서 유의적으로 우수했다. 광합성률은 대조구와 50mM NaCl 처리에서 가장 높게 나타났으며, 처리 시기와 관계없이 NaCl 농도가 100mM 이상일 때 유의적으로 감소하였다. 또한, 100mM 이상의 NaCl 농도에서 잎의 가시적 피해가 관찰되었다. 총 페놀함량 및 플라보노이드 함량은 수확 5일 전 200mM 처리에서 가장 높았다. 그러나, 항산화 활성은 대조구와 수확 10일 전 50mM 처리에서 가장 높았다. 결론적으로, 수경재배 시 양액에 수확 10일 전 50mM의 NaCl을 처리하는 것이 고품질 갯방풍 생산에 효과적이었다.

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    April 2021
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    Seedling Quality and Photosynthetic Characteristic of Vegetables Grown Under a Spectrum Conversion Film

    광전환 필름 피복에 따른 채소류의 묘소질 및 광합성 특성

    Hyo In Yoon, Jun Hyeun Kang, Doyeon Kim, and Jung Eek Son

    윤효인, 강준현, 김도연, 손정익

    This study aims to investigate the effect of spectrum conversion film on seedling quality and photosynthetic traits of leaf and fruit vegetables ...

    본 연구는 광전환필름에 의해 변형된 태양광 하에서 채소류의 묘소질과 광합성 특성에 미치는 영향을 구명하기위해 수행되었다. 상추와 배추, 오이 종자를 원예용 상토로 충진된 ...

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    This study aims to investigate the effect of spectrum conversion film on seedling quality and photosynthetic traits of leaf and fruit vegetables. Lettuce, Chinese cabbage, and cucumber seeds were sown in 50-cell plug trays filled with commercial seedling media and grown under a spectrum conversion film (SCF) and a poly-ethylene film as a control. The SCF decreased blue-green light and increased red light, and thereby increased the R/FR ratio and R/B ratio of solar spectrum, which was sufficient to affect the photosynthesis, growth, and morphogenesis of the seedlings. The photosynthetic rates of Chinese cabbage and cucumber were significantly increased under the SCF, and their maximum photosynthetic rates were 23% and 19%, respectively. However, the growth of lettuce was decreased under the SCF, and the plant height and leaf length became longer, resulting in a decrease in seedling quality. Although the morphology of Chinese cabbage grown under the SCF was not changed compared to the control, the leaf dry weight increased and its dwarf rate was 10%. The growth of cucumber under the SCF was similar to that of the control, but the plant height and petiole were significantly reduced, resulting in a high dwarf rate of 24%. It was concluded that the solar spectrum modified by the SCF increased the photosynthetic efficiency and improved the seedling quality of Chinese cabbage and cucumber.


    본 연구는 광전환필름에 의해 변형된 태양광 하에서 채소류의 묘소질과 광합성 특성에 미치는 영향을 구명하기위해 수행되었다. 상추와 배추, 오이 종자를 원예용 상토로 충진된 50구 플러그 트레이에 파종하고, 광전환 필름(SCF)과 상업용 폴리에틸렌 필름(대조군) 하에서 재배하였다. 대조군 대비 SCF에 투과된 태양광 스펙트럼은 청-녹색광은 감소하고, 적색광은 증가했으며 R/FR 비와 R/B 비가 증가하여 묘의 광합성과 생육, 형태형성 측면에서 영향을 미치기에 충분한 수준이었다. 광합성속도는 SCF 하에서 자란 배추와 오이 묘에서 유의적으로 증가했으며, 최대 광합성속도는 각각 23%, 19% 높게 나타났다. 상추의 경우, SCF 처리구에서 생육이 유의적으로 감소하였으며 도장하였다. SCF 필름 하에서 자란 배추의 경우, 형태적인 차이는 없었으나 잎의 건물중이 증가하여 묘의 충실도가 유의적으로 증가했고 왜화율은 10%로 나타났다. SCF 처리구의 오이 묘는 생육에 차이는 없었으나 엽병 및 초장이 유의적으로 감소하여 왜화율이 24%로 높게 나타났다. 결론적으로 SCF에 의해 변형된 태양광 스펙트럼은 배추와 오이 묘의 광합성 효율을 증가시키고 묘소질을 향상시켰다고 판단되었다.

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    April 2021
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    Changes in the Growth and Bioactive Compounds Content of Lettuce Soaked in Plasma Activated Water and Hydrogen Peroxide Dillution Water

    플라즈마 처리수와 과산화수소 희석수 침지에 따른 상추의 생육 및 바이오 활성 물질 함량 변화

    Young Hwi Ahn, Seung Won Noh, Jong Won Do, and Jong Seok Park

    안영휘, 노승원, 도종원, 박종석

    In this study, a plasma generating device was combined with a hydroponics system to grow lettuce. After harvest, we compared contents of ...

    본 연구는 플라즈마 발생 장치를 수경재배 시스템과 결합하여 상추를 재배하고 수확 후 플라즈마 활성수와 과산화수소 0, 3, 6% 농도에 침지 처리를 하여 ...

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    In this study, a plasma generating device was combined with a hydroponics system to grow lettuce. After harvest, we compared contents of bioactive compounds in lettuce by soaking in plasma-activated water and 0, 3, 6% of hydrogen peroxide. High concentrations of hydrogen peroxide resulted in inhibition of root fresh weight, and no significant difference occurred except for leaf length and root fresh weight. Shoot chlorogenic acid content and shoot 4-hydroxy3-benzoic acid content, shoot 4-hydroxy benzoic acid content and shoot total phenolic content were significantly higher in 6% hydrogen peroxide, and root quercetin content and root total phenolic content were significantly higher in plasma activated water. Root zone was necrosis due to hydrogen peroxide, while shoot phenol contents in 6% hydrogen peroxide were highly increased. Plasma-activated water had no physiological disturbances, has an effect of increasing bioactive compounds material as 6% hydrogen peroxide. It was considered effective in increasing the bioactive contents of the crops when plasma technique is applied to hydroponic cultivation of root and leaf vegetables.


    본 연구는 플라즈마 발생 장치를 수경재배 시스템과 결합하여 상추를 재배하고 수확 후 플라즈마 활성수와 과산화수소 0, 3, 6% 농도에 침지 처리를 하여 생육량 및 바이오 활성 물질 함량을 비교하였다. 고농도의 과산화수소로 인하여 근권부 생체중이 저해되는 결과를 나타냈으며, 엽장과 근권부 생체중을 제외하고는 유의적 차이가 발생하지 않았다. 상추 지상부의 chlorogenic acid와 4-hydroxy3-benzoic acid, 4-hydroxy benzoic acid 그리고 지상부 총 페놀 함량은 과산화수소 6%에서 유의적으로 가장 높았다. 하지만 근권부에서 측정된 이차대사산물인 quercetin 및 근권부 총 페놀 함량은 과산화수소 처리구보다 플라즈마 활성수에서 유의하게 높았다. 과산화수소 처리 기간 동안 상추의 뿌리는 직접적인 피해를 받으며 괴사하였으나, 잎에서는 과산화수소 6% 처리에서 바이오 활성 물질이 증가하는 결과를 나타내었다. 플라즈마 활성수 처리 상추는 생리 장해가 발생하지 않았으며, 과산화수소 6% 처리와 유사한 양의 이차대사산물 증대 효과를 나타내었다. 또한, 뿌리의 바이오 활성 물질 함량이 가장 높았던 결과 등을 고려할 때 근채류 및 엽채류의 수경재배에 플라즈마 기술을 적용할 시 작물의 바이오 활성 물질 함량을 증대시키는 데 효과적일 것으로 판단된다.

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    April 2021
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    Profiles of Environmental Parameters in a Plant Factory with Artificial Lighting and Evaluation on Growth of Cucumber Seedlings

    인공광 이용 식물공장형 육묘시스템의 환경 프로파일 및 오이 생장 평가

    Sewoong An, Hye Jin Lee, Ha Seon Sim, Su Ran Ahn, Sung Tae Kim, and Sung Kyeom Kim

    안세웅, 이혜진, 심하선, 안수란, 김성태, 김성겸

    Due to the climate change such as high temperature in summer and low sunlight in winter, vegetable seedling growers have been facing ...

    기후변화로 인하여 이상 기상이 잦은 빈도로 발생하고 있어 사계절 균일한 규격의 채소 접목묘를 생산하기 위한 새로운 시스템이 필요하다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템은 ...

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    Due to the climate change such as high temperature in summer and low sunlight in winter, vegetable seedling growers have been facing difficulties to produce uniform seedlings in all four seasons. A plant factory with an artificial lighting (PFAL) would be considered as an effective alternative tool in that it can control environment conditions and produce uniform seedlings without outside weather conditions. Therefore, this study investigated changes of environment parameters, such as light uniformity, temperature and the relative humidity and uniformity of seedlings cultivated in a PFAL to evaluate plant factory transplant production system with an artificial lighting. Cucumber seedlings were grown in a PFAL at the light intensity 250 µmol·m-2·s-1, the photoperiod 16/8h, the temperature 25/20℃ and the relative humidity 70/85%. In the light intensity uniformity, as closer to the light source from 255 to 105mm, the amount of light increased by 11 and 23%, respectively, but the standard deviation increased by 1.8 times. For the temperature and the relative humidity by four different height positions (615, 980, 1,345, 1,710 mm distance from the floor), temperature did not show much difference at each location, 24.7/19.5, 24.6/19.5, 24.7/19.4 and 24.7/19.6°C, respectively. Also, the relative did not differ by locations (71/84%). Additionally, cucumber seedling characteristics of plant height, leaf area, fresh weight and dry weight of cucumber seedlings 8 days after sowing showed highly uniform quality, 4.1 ± 0.1 cm, 24.1 ± 3.7 cm2, 0.7 ± 0.13 g and 0.05 ± 0.008 g, respectively. Considering the results of environment parameter profiling and cucumber seedling uniformity, vegetable seedling production in a PFAL can be a promise tool in the era of climate change.


    기후변화로 인하여 이상 기상이 잦은 빈도로 발생하고 있어 사계절 균일한 규격의 채소 접목묘를 생산하기 위한 새로운 시스템이 필요하다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템은 사계절 외부 기상의 영향을 받지 않고 균일한 모종을 생산할 수 있어 공정육묘장에서 도입을 검토하고 있다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템의 환경 프로파일을 위하여 광량(수직 분포; 광원으로부터의 거리 255, 205 및 105mm, 수평 분포; 150 × 150mm 간격으로 총 45점), 광질, 기온 및 상대습도(수직 분포; 지면으로부터 615, 980, 1,345 및 1,710mm, 총 12개 지점)에 대하여 프로파일을 하였다. 오이 육묘 및 환경 프로파일 기간 육묘 모듈의 광량은 150μmol·m-2·s-1, 일장은 16/8h, 기온은 25/20℃ 및 상대습도는 70/85%로 설정하였다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템이 균일한 모종을 생산하는지 평가하기 위하여 ‘조은백다다기’ 오이를 파종 후 8일에 생장을 조사하였다(n=20). 육묘 모듈의 광량은 광원으로부터 거리가 255mm였을 때 167.2 ± 35.7였으며 설정치와 유사하였다. 광원으로부터 거리가 가까워진 곳에서 광량은 각각 11과 23% 증가하였으나, 표준편차가 1.8배 증가하였다. 인공 광원의 적색광/근적색광의 비율은 3.6이었다. 지면으로부터 615, 980, 1345 및 1710mm 떨어진 곳에서 육묘 모듈의 주/야 기온은 각각 24.7/19.5, 24.6/19.5, 24.7/19.4 및 24.7/19.6℃였다. 육묘 모듈의 높이에 의한 위치별 기온의 차이는 없었으나, 주/야 기온의 설정 값과는 각각 0.3 및 0.5℃의 차이는 있었다. 육묘 모듈의 상대습도도 위치별로 차이가 없었으며(71/84%), 상대습도의 설정값과 비교해도 1%의 차이로 매우 정밀하게 제어되었다. 파종 8일 후 오이 모종의 초장, 엽면적, 생체중 및 건물중은 각각 4.1 ± 0.1cm, 24.1 ± 3.7cm2, 0.7 ± 0.13g 및 0.05 ± 0.008g이었으며, 초장의 변이 계수가 약 2.4%이하로 매우 균일한 오이 모종을 생산하였다. 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템에서 모종 생산에 큰 영향을 미치는 환경요인들을 수직· 수평으로 프로파일하여 분석하였을 때 기온 및 상대습도는 매우 정밀하고 정확하게 제어되었으며, 광량 및 광질도 오이 모종을 생산하기에 충분히 적절 하였다. 본 인공광 이용 식물공장형 육묘시스템을 보급한다면, 연중 균일한 우량 접목묘 생산을 위한 접수· 대목을 육묘 할 수 있을 것으로 기대된다.

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    April 2021
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    Changes in Growth of Watermelon Scions and Rootstocks Grown under Different Air Temperature and Light Intensity Conditions in a Plant Factory with Artificial Lighting

    식물공장형육묘시스템 내 주야간온도차 및 광량에 따른 수박 접수 및 대목의 생육 변화

    Yurina Kwack and Sewoong An

    곽유리나, 안세웅

    The climate change has made it difficult to produce sturdy and uniform vegetable seedlings throughout the year. Vegetable seedling production in a ...

    본 연구는 고품질 수박 접수 및 대목의 효율적인 생산을 위한 식물공장형 육묘시스템 내 적정 기온 및 광 환경을 구명하고자 수행되었다. 서로 다른 ...

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    The climate change has made it difficult to produce sturdy and uniform vegetable seedlings throughout the year. Vegetable seedling production in a plant factory using artificial lighting (PFAL) is considered as an attracting alternative that can produce vegetable seedlings without outside weather conditions. This research was conducted to investigate the optimal air temperature and light intensity in a PFAL to produce sturdy and uniform watermelon scions and rootstocks efficiently. Watermelon scions and rootstocks were cultivated for six days in a PFAL under total 15 air temperature and light intensity conditions, combination of 3 air temperatures (25/20, 26/18, 27/16°C) and 5 light intensities (50, 100, 150, 200, 250 µmol·m-2·s-1 Photosynthetic Photon Flux). In spite of the short seedling production period, it was confirmed that the morphological characteristics of watermelon scions and rootstocks were varied according to the temperature and light intensity conditions. Hypocotyl length of watermelon scions and rootstocks was significantly affected by the light intensity than the air temperature conditions. Hypocotyl length was not elongated by the higher light intensity, however, the leaf area of ​​watermelon scions and rootstocks were also tended to increase as the light intensity increased. This tendency was slowed down when the light intensity was above the appropriate level. Dry weight and compactness were increased as the light intensity increased, however, light use efficiency (LUE) was decreased. In the responses of watermelon scions and rootstocks for the air temperatures, the seedling quality of scions and rootstocks became poor as the difference of temperature between day and night increased. Rapid changes of air temperature in a PFAL would be a stress to the scions and rootstocks. By considering seedlings quality with energy efficiency, those results suggested that the optimal air temperature and light intensity conditions were 25/20°C and 150 µmol·m-2·s-1 to produce watermelon scions and rootstocks efficiently in a PFAL.


    본 연구는 고품질 수박 접수 및 대목의 효율적인 생산을 위한 식물공장형 육묘시스템 내 적정 기온 및 광 환경을 구명하고자 수행되었다. 서로 다른 주야간온도차를 가진 3개의 기온 처리구(25/20, 26/18, 27/16°C)와 5개의 광량 처리구(50, 100, 150, 200, 250µmol·m-2·s-1)를 조합하여 총 15개의 처리구를 설정하여 수박 접수와 대목을 식물공장형 육묘시스템에서 6일간 육묘하였다. 수박의 접수 및 대목의 묘 소질은 주야간온도차와 광량의 개별적 영향뿐만 아니라 교호작용도 매우 크게 받았다. 수박 접수 및 대목의 하배축장은 증가되는 광량에 의해 억제되었다. 수박 접수 및 대목의 엽면적은 150µmol·m-2·s-1 광 조건까지는 증가하였으나, 이 이상의 광조건에서는 증가하지 않았다. 수박 접수와 대목의 건물중 및 충실도는 증가하는 광량에 의해 높아졌으나 광이용효율은 감소하였다. 전체적으로 수박의 접수 및 대목 소질은 큰 주야간온도차 처리에서 불량해졌고, 주야간의 급격한 온도변화는 작물에게 스트레스로 작용한 것으로 판단된다. 따라서 수박 접수 및 대목의 형태, 생육, 에너지효율 등을 고려하였을 때, 식물공장형 육묘시스템 내 수박 접수 및 대목 효율적인 생산을 위한 적정 기온 및 광량 조건은 25/20°C 및 150µmol·m-2·s-1인 것으로 확인되었다.

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    April 2021
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    Carbon Dioxide Emission Modeling of King Oyster Mushroom before and after Thinning Processes According to Temperature and Growth Stage

    생육 시기와 온도에 따른 솎아내기 전후의 새송이버섯의 이산화탄소 발생 속도 모델링

    Dae Ho Jung and Jung Eek Son

    정대호, 손정익

    Temperature and CO2 concentration affect the yield and quality of mushrooms. In particular, high CO2 concentration due to mushroom respiration ...

    온도와 CO2 농도는 버섯의 생육과 품질에 영향을 미친다. 특히, 버섯의 호흡에 의한 고농도 CO2는 버섯의 생리 장해를 발생시킨다. 본 ...

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    Temperature and CO2 concentration affect the yield and quality of mushrooms. In particular, high CO2 concentration due to mushroom respiration induces specific physiological disorders of mushrooms. The objective of this study was to quantify the CO2 emission rate of King Oyster mushrooms (Pleurotus eryngii (DC.) Quél) as a function of temperature and growth stage during the cultivation including thinning processes. CO2 emission rates of the substrate including mycelium before and after thinning were significantly different. In the respiration model, the maintenance and CO2 production coefficients of fruit bodies were expressed as quadratic equations according to temperature. The total CO2 emission rate of a bottle of mushroom estimated by the model were validated with measured ones (R2 = 0.71). The CO2 emission rates of the mushroom showed exponential and quadratical increases with growth stage and temperature at 16 to 25℃, respectively. The CO2 emission rate models developed for King Oyster mushroom can be utilized to control the CO2 concentration and temperature in mushroom cultivation facilities.


    온도와 CO2 농도는 버섯의 생육과 품질에 영향을 미친다. 특히, 버섯의 호흡에 의한 고농도 CO2는 버섯의 생리 장해를 발생시킨다. 본 연구에서는 생육 시기와 솎아내기 여부에 따른 새송이 버섯(Pleurotus eryngii (DC.) Quél)의 CO2 발생 속도를 정량화 하였다. 버섯의 자실체를 포함하는 배지의 CO2 발생 속도는 솎아내기 전에 비해 후에 통계적으로 유의미한 상승을 보였다. 호흡 모델에서 자실체의 유지 계수와 CO2 발생 계수는 온도에 따른 이차식으로 표현되었다. 버섯 1병의 CO2 발생 속도 모델에 의한 추정치는 실측치와 검증을 통해 R2 = 0.71의 결과를 나타내었다. 이로부터 버섯의 CO2 발생 속도는 생육 시기에 따라 지수적으로, 16℃에서 25℃ 범위에서 이차함수 형태로 증가함을 확인하였다. 본 연구에서 정립한 새송이 버섯의 CO2 발생 속도 모델은 새송이버섯을 재배사의 CO2와 온도 관리를 위해 사용될 수 있다.

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    April 2021
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    Enhancement of Crepidiastrum denticulatum Production Using Supplemental Far-red Radiation under Various White LED Lights

    다양한 백색 LED 광과 원적색광 보광에 의한 이고들빼기의 생산성 향상

    Song-Yi Park and Myung-Min Oh

    박송이, 오명민

    The electric energy consumption of artificial lighting sources is a major factor to increase the production cost in plant factories with artificial ...

    인공광 이용형 식물공장에서 인공광원의 전력 소모는 작물 생산 비용을 증가시키는 주요한 요인이다. 따라서 인공광원의 광 이용효율을 향상시키는 것은 식물공장의 경제성 확보에 중요한 ...

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    The electric energy consumption of artificial lighting sources is a major factor to increase the production cost in plant factories with artificial lighting (PFALs). Therefore, improving the light use efficiency of lighting sources is an important task in securing the economic feasibility of PFALs. The purpose of this study was to compare the productivity of Crepidiastrum denticulatum (Houtt.) Pak & Kawano and the light use efficiency of various white LEDs with or without far-red light. Three-week-old seedlings were transplanted in wick culture systems and grown under 20.9 ± 0.1°C air temperature, 60.8 ± 0.1% relative humidity, 938.2 ± 5.8 µmol·mol-1 CO2 concentration, 250.6 ± 0.6 µmol·m-2·s-1 PPFD, and 16 h light period in PFAL. Light treatments used were as followed; 3 types of commercial white LEDs (CL 1, CL 2, CL 3) as controls, white LEDs [Warm W (WW), Neutral W (NW), Neutral W+Red LEDs (NWR), Cool W (CW)], and white LEDs with far-red LEDs (WWFR, NWFR, NWRFR, CWFR). Supplemental far-red radiation to white LEDs increased the shoot growth characteristics (shoot fresh weight, leaf length, and leaf area), and the shoot growth of plants in WWFR was the highest. On the other hand, supplemental far-red light decreased the chlorophyll index and did not affect the flavonoid index. Total electric power consumption was the lowest in CL 1 and was the highest in WWFR. The light use efficiency of WW and WWFR was high, and supplemental far-red light to white LEDs increased the light use efficiency by 3–15%. Therefore, supplemental far-red radiation to various white LEDs could reduce the plant production cost by improving the productivity and the light use efficiency of crops in PFALs.


    인공광 이용형 식물공장에서 인공광원의 전력 소모는 작물 생산 비용을 증가시키는 주요한 요인이다. 따라서 인공광원의 광 이용효율을 향상시키는 것은 식물공장의 경제성 확보에 중요한 사안이다. 본 연구의 목적은 다양한 스펙트럼을 갖는 백색 LED와 원적색광을 추가한 다양한 백색 LED에서 재배된 이고들빼기의 생산성과 광 이용효율을 비교하는 것이다. 파종 후 3주된 이고들빼기 묘는 심지 이용 수경재배 시스템에 정식되었고, 기온 20 ± 0.1°C, 상대습도 60 ± 0.1%, 이산화탄소 938.2 ± 5.8µmol·mol-1, 광도 PPFD 250.6 ± 0.6µmol·m-2·s-1, 광주기 16시간으로 설정된 인공광 이용형 식물공장에서 5주 재배되었다. 광질 처리조건은 대조구로 식물재배용 3가지 백색 LED(CL 1, CL 2, CL 3), 백색 LED 그룹[Warm W(WW), Neutral W(NW), Neutral W + Red(NWR), Cool W(CW)], 원적색광이 추가된 백색 LED 그룹(WWFR, NWFR, NWRFR, CWFR)이 사용되었다. 백색 LED에 원적색광의 추가는 지상부 생육특성 항목(생체중, 엽장, 엽면적)을 증대시켰고 WWFR의 지상부 생장이 유의적으로 가장 높았다. 반면에 원적색광의 보광은 엽록소 함량을 감소시켰고 플라보노이드 지수에는 영향을 주지 않았다. 재배기간 동안의 총 소비전력은 CL 1에서 가장 낮았고 WWFR의 총 소비전력이 가장 높았다. WW와 WWFR의 광 이용효율이 높았으며 백색 LED에 원적색광의 추가는 광 이용효율을 3–15% 증대시켰다. 따라서, 백색 LED에 원적색광의 보광은 작물의 생산성과 광 이용효율을 향상시켜 작물의 생산비용을 감소시킬 수 있었다.

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    April 2021
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    Validation on Performance of Soil Moisture Sensor using Weighing Porous Ceramic Cone Filled with Soil

    다공질 세라믹 추를 이용한 중량 토양수분함량 측정 센서의 성능 검증

    Ki-Deog Kim, Jong-Taek Suh, Dong-Lim Yoo, Chang-Seok Kim, Sam-Nyu Jee, Soon-Choon Hong, and Sung Kyeom Kim

    김기덕, 서종택, 유동림, 김창석, 지삼녀, 홍순춘, 김성겸

    A simple soil moisture measurement method based on the weight of soil cone was developed. Soil cone is a conical porous ceramic ...

    토양 콘의 무게를 기반으로 한 간단한 토양 수분 측정 방법이 개발되었다. 토양 콘은 토양으로 채워진 원추형 다공성 세라믹 컵이다. 세 가지 토양 ...

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    A simple soil moisture measurement method based on the weight of soil cone was developed. Soil cone is a conical porous ceramic cup filled with soil. In the three soil samples (fine sandy soil, silt loam, and sandy loam), the soil moisture content by core method and FDR (Frequency domain reflectometry) method showed a linear relationship with the regression coefficients of 0.92 - 0.98 and 0.97 - 0.99, respectively. The volumetric moisture content of the soil inside the soil cone to the soil cone water weight and the FDR sensor value showed a relationship with regression coefficient of 0.96 and 0.97, respectively. The relationship between the soil cone weight and the FDR sensor value (r2 = 0.99, p < 0.001) was highly significant. Therefore, it was possible to measure soil moisture content by weighing of soil cone.


    토양 콘의 무게를 기반으로 한 간단한 토양 수분 측정 방법이 개발되었다. 토양 콘은 토양으로 채워진 원추형 다공성 세라믹 컵이다. 세 가지 토양 샘플에서 코어 방법과 FDR (Frequency Domain reflectometry) 방법에 의한 토양 수분 함량은 직선 회귀식의 결정계수가 각각 0.92-0.98 및 0.97-0.99였으며, 선형 관계였다. 토양 세라믹 콘 내부 토양의 체적 수분 함량과 콘 내부 토양 수분 중량 및 FDR의 센서 값의 회귀결과 결정계수가 각각 0.96 및 0.97였다. 토양 콘 중량과 FDR 센서 값(r2 = 0.99, p < 0.001) 사이는 높은 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 토양 콘의 무게를 측정하여 토양 수분 함량을 측정할 수 있었다.

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    April 2021
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    Application of Chlorophyll Fluorescence Parameters to Diagnose Salinity Tolerance in the Seedling of Tomato Genetic Resources

    엽록소형광 매개변수를 이용한 토마토 유전자원의 유묘 단계 염류 스트레스 수준 평가

    Yu Kyeong Shin, Jung Su Jo, Myeong-Cheoul Cho, Eun-Young Yang, Yul Kyun Ahn, In deok Hwang, and Jun Gu Lee

    신유경, 조정수, 조명철, 양은영, 안율균, 황인덕, 이준구

    To evaluate the possibility of a non-destructive diagnosis of salinity stress in the tomato genetic resources using chlorophyll fluorescence (CF) imaging technique ...

    본 연구에서는 토마토 유전자원 49점을 대상으로 엽록소형광 측정 프로토콜인 Quenching act 2를 이용하여 염류 스트레스 수준을 구분할 수 있는 엽록소형광 매개변수를 선발하기 ...

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    To evaluate the possibility of a non-destructive diagnosis of salinity stress in the tomato genetic resources using chlorophyll fluorescence (CF) imaging technique, 49 tomato genetic resources at 3-leaf stages were used in this study. The seedlings were irrigated once a day with tap water and 400 mM NaCl for control and salinity stress treatment, respectively and the CF parameters were assessed during four days of the experimental period. The shoots were collected and used for the measurement of growth parameters, chlorophyll and proline contents at the end of the treatment. The chlorophyll content (a and b) and fresh weight showed differential changes (%) among the susceptible, moderately resistant, and resistant genetic resources, while changes in the proline content were similar in all the genetic resources. All the CF parameters showed a positive or negative response to the salinity stress in which the quantum yield of non-regulated energy dissipation in PSII [Y(NO)] continuously increased regardless of the treatment time in the resistant, moderately resistant and susceptible genetic resources. Y(NO) was used for the screening of the 49 genetic resources and the result showed that the clear differences in Y(NO) among the susceptible, moderately resistant, and resistant genetic resources. It is concluded that the Y(NO) can be used as a CF parameter index for the screening of salinity stress tolerance in tomato genetic resources.


    본 연구에서는 토마토 유전자원 49점을 대상으로 엽록소형광 측정 프로토콜인 Quenching act 2를 이용하여 염류 스트레스 수준을 구분할 수 있는 엽록소형광 매개변수를 선발하기 위해 수행되었다. 염류 스트레스 평가는 3엽기 유묘 단계의 토마토 유전자원 49점을 대상으로, 1일 1회 NaCl 400mM로 저면관수를 처리하였다. 염류 스트레스 처리 4일차에 토마토 유묘의 지상부 생체중, 엽록소 및 프롤린 함량 분석을 실시하였다. 토마토 유전자원 49점의 지상부 생체중 및 엽록소 함량은 대부분 감소하였으며, 프롤린 함량 증가율은 유전자원 별로 유사하였다. 대표적인 12개의 엽록소형광 매개변수는 염류 스트레스에 노출되는 기간이 길어질수록 증감하는 경향을 보였으며, 염류 스트레스에 노출될수록 Y(NO)는 증가하였다. 본 연구결과에서 유전자원 49점의 광계Ⅱ의 비조절 에너지 소산의 양자 수율[Y(NO)]은 염류 스트레스 하에 차이를 보였으며, 염류 스트레스에 저항성을 지닌 염류 저항성 유전자원과 염류 스트레스에 감수성 유전자원 간의 차이를 확인할 수 있는 엽록소형광 매개변수로 판단되며, 토마토 유전자원에 대해 염류 스트레스 수준을 평가할 수 있는 보완적인 도구로 활용 가능하다고 판단된다.

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    April 2021