• Original Articles

    Effects of Water Microspraying, Foliar Application of Calcium Carbonate and Kaolin Solution on Sunburn and Quality of Fruits in Satusma Mandarin

    미세살수와 탄산칼슘 및 카올린 엽면살포가 온주밀감의 일소 발생과 과실 품질에 미치는 영향

    Jae-Ho Joa, Seok-Beom Kang, Yo-Sup Park, Mi-Sun Kim, Ha-Neul Kim, and Bok-Shim Oh

    좌재호, 강석범, 박요섭, 김미선, 김하늘, 오복심

    This study was carried out to predict fruit surface temperature (FST) causing sunburn symptoms and assess the correlation between solar radiation and …

    본 연구는 ‘암기조생’ 감귤 과실의 표면온도와 일사량 간의 상관관계를 분석하여 일소가 유발되는 과실 표면온도를 예측하고 일소 발생을 경감시키고자 수행하였다. 이를 위해 기온이 …

    + READ MORE
    This study was carried out to predict fruit surface temperature (FST) causing sunburn symptoms and assess the correlation between solar radiation and FST in satusma mandarin (Citrus unshiu Marc. ‘Iwasaki’). And to reduce sunburn when ambient temperature was at 31°C, sprinkler system was repeated spraying every at 5 minutes of 30 minutes intervals and 1% calcium carbonate and 4% kaolin solution applied on citrus tree three times to investigate quality and sunburn of fruits. It showed highly significant positive correlation between FST and solar radiation (R = 0.788, p < 0.01), The FST increased up to 16°C than ambient temperature at daytime. To estimate FST, a linear model y = 0.099 × (air temperature) + 0.018 × (solar radiation) + 20.779 (R = 0.687, p < 0.01) was derived. The canopy temperature of citrus trees was 5.1°C lower in sprinkler system than in control. The incidence of sunburn showed at 2.1% in sprinkler system twice lower than in control and there was different significance. Fruit quality was similar between treatments. In conclusion, sunburn can be reduced by reflecting sunlight or downing of FST through sprinkler system.


    본 연구는 ‘암기조생’ 감귤 과실의 표면온도와 일사량 간의 상관관계를 분석하여 일소가 유발되는 과실 표면온도를 예측하고 일소 발생을 경감시키고자 수행하였다. 이를 위해 기온이 31℃일 때 30분 간격으로 5분 미세살수와 1% 탄산칼슘, 4% 카올린 용액을 10일 간격으로 3회 엽면살포하여 일소과 발생과 과실 품질을 조사하였다. 과실 표면온도는 일사량과 R = 0.788(p < 0.01)로 유의한 정의 상관관계를 나타냈으며 한낮에는 기온보다 최고 16℃가 높았다. 과실 표면온도를 추정하는 회귀식 y = 0.099 × (대기온도) + 0.018 × (일사량) + 20.779(R = 0.687, p < 0.01)을 도출하였다. 30분 간격으로 5분 미세살수시 수관 내부 온도가 무처리보다 5.1℃ 낮았다. 일소과 발생률은 미세살수구가 2.1%로 무처리구보다 2배 이상 낮았고 통계적으로 유의성을 나타냈으나, 과실 품질은 처리 간에 비슷하였다. 햇빛을 반사하거나 미세살수를 실시하여 과실 표면온도를 낮추면 일소 발생을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Grading of Harvested ‘Mihwang’ Peach Maturity with Convolutional Neural Network

    합성곱 신경망을 이용한 ‘미황’ 복숭아 과실의 성숙도 분류

    Mi Hee Shin, Kyeong Eun Jang, Seul Ki Lee, Jung Gun Cho, Sang Jun Song, and Jin Gook Kim

    신미희, 장경은, 이슬기, 조정건, 송상준, 김진국

    This study was conducted using deep learning technology to classify for ‘Mihwang’ peach maturity with RGB images and fruit quality attributes during …

    본 연구는 무대재배 복숭아 ‘미황’을 대상으로 성숙기간 중 RGB 영상을 취득한 후 다양한 품질 지표를 측정하고 이를 딥러닝 기술에 적용하여 복숭아 과실 …

    + READ MORE
    This study was conducted using deep learning technology to classify for ‘Mihwang’ peach maturity with RGB images and fruit quality attributes during fruit development and maturation periods. The 730 images of peach were used in the training data set and validation data set at a ratio of 8:2. The remains of 170 images were used to test the deep learning models. In this study, among the fruit quality attributes, firmness, Hue value, and a* value were adapted to the index with maturity classification, such as immature, mature, and over mature fruit. This study used the CNN (Convolutional Neural Networks) models for image classification; VGG16 and InceptionV3 of GoogLeNet. The performance results show 87.1% and 83.6% with Hue left value in VGG16 and InceptionV3, respectively. In contrast, the performance results show 72.2% and 76.9% with firmness in VGG16 and InceptionV3, respectively. The loss rate shows 54.3% and 62.1% with firmness in VGG16 and InceptionV3, respectively. It considers increasing for adapting a field utilization with firmness index in peach.


    본 연구는 무대재배 복숭아 ‘미황’을 대상으로 성숙기간 중 RGB 영상을 취득한 후 다양한 품질 지표를 측정하고 이를 딥러닝 기술에 적용하여 복숭아 과실 숙도 분류의 가능성을 탐색하고자 실시하였다. 취득 영상 730개의 데이터를 training과 validation에 사용하였고, 170개는 최종 테스트 이미지로 사용하였다. 본 연구에서는 딥러닝을 활용한 성숙도 자동 분류를 위하여 조사된 품질 지표 중 경도, Hue 값, a*값을 최종 선발하여 이미지를 수동으로 미성숙(immature), 성숙(mature), 과숙(over mature)으로 분류하였다. 이미지 자동 분류는 CNN (Convolutional Neural Networks, 컨볼루션 신경망) 모델 중에서 이미지 분류 및 탐지에서 우수한 성능을 보이고 있는 VGG16, GoogLeNet의 InceptionV3 두 종류의 모델을 사용하여 복숭아 품질 지표 값의 분류 이미지별 성능을 측정하였다. 딥러닝을 통한 성숙도 이미지 분석 결과, VGG16과 InceptionV3 모델에서 Hue_left 특성이 각각 87.1%, 83.6%의 성능(F1 기준)을 나타냈고, 그에 비해 Firmness 특성이 각각 72.2%, 76.9%를 나타냈고, Loss율이 각각 54.3%, 62.1%로 Firmness를 기준으로 한 성숙도 분류는 적용성이 낮음을 확인하였다. 추후에 더 많은 종류의 이미지와 다양한 품질 지표를 가지고 학습이 진행된다면 이전 연구보다 향상된 정확도와 세밀한 성숙도 판별이 가능할 것으로 판단되었다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Comparison of Growth Characteristics of Strawberry according to Integrated Solar Radiation Control by Growth Stages

    딸기 생육단계별 일사비례제어 급액 방법에 따른 딸기 생육 비교

    So Hui Kim, Mi Young Roh, Gyeong Lee Choi, and Mi Young Lim

    김소희, 노미영, 최경이, 임미영

    This study was carried out to establish proper irrigation standards by growth stages using integrated solar radiation (ISR) for strawberry hydroponics cultivation. …

    딸기 수경재배 시 일사비례제어를 이용하여 생육단계별 적정 누적일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 일정 누적 일사량에 도달하면 급액 하였고 …

    + READ MORE
    This study was carried out to establish proper irrigation standards by growth stages using integrated solar radiation (ISR) for strawberry hydroponics cultivation. The irrigation methods were automatically controlled when it reached ISR values based on the external solar irradiance. The ISR standards were set at 150 J·cm-2 and 200 J·cm-2, and as the last treatment, ISR value was changed from 200 J·cm-2 to 150 J·cm-2 according to growth stage. The timer-automated irrigation system was applied as a control. The monthly average irrigation frequency of 150 J·cm-2, growth stages (150 J·cm-2) treatment in March were 5.6 times, that of 200 J·cm-2, growth stages (200 J·cm-2) treatment in December were 2.7 times, and that of timer system was 3.6-3.8 times. The water use efficiency (WUE) of timer was 19.8 g·L-1 lower than ISR. There was no significant difference in growth and fruit characteristics between ISR and timer. The total yield and rate of marketable fruit of treatments by growth stages was the highest 328 g/10 a and 85.3 %, respectively. Therefore, in case of strawberry hydroponic cultivation, controlling ISR by growth stages was more helpful to improve yield rather than applying same ISR standard during cultivation.


    딸기 수경재배 시 일사비례제어를 이용하여 생육단계별 적정 누적일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 일정 누적 일사량에 도달하면 급액 하였고 누적 일사량 기준은 150, 200J·cm-2과 생육단계에 따라 200J·cm-2에서 150J·cm-2로 변경하는 처리를 두었다. 타이머 제어는 대조구로 설정하였다. 월별 평균 급액 횟수는 누적일사량이 많은 3월에 150 J·cm-2과 생육단계별(150J·cm-2) 처리구가 5.6회, 누적일사량이 적은 12월에 200J·cm-2과 생육단계별(200J·cm-2) 처리구가 2.7회, 타이머는 3.6-3.8회였다. 수분이용효율은 주당 총 급액량이 적었던 타이머 처리구가 19.8g·L-1로 일사제어 처리구에 비해 낮았다. 일사제어에 따른 생육 및 과실 특성은 차이가 없었다. 생육단계별 처리구가 총 상품과 수량은 주당 328g, 상품과율 85.3%로 가장 높았다. 딸기 수경재배 시 일사비례 급액제어 방식은 재배기간 동안 동일한 누적일사량 기준보다 생육단계별로 누적일사량을 조절하는 것이 과실의 수량 향상에 도움이 되었다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Effect of Root-zone Local Cooling on Seedling Growth of Tomato

    근권부 국부 냉방이 토마토 묘 생육에 미치는 영향

    Eun Ji Kim, Hyunseung Hwang, Se Hun Ju, and Haeyoung Na

    김은지, 황현승, 주세훈, 나해영

    The effect of root-zone local cooling on seedling growth of tomato was investigated. Lower pipe cooling was used for local cooling of …

    본 연구는 근권부 냉방이 토마토 육묘 시 묘 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 생장상 하부 파이프 냉방을 이용하여 근권부 온도를 20°C와 25°C로 …

    + READ MORE
    The effect of root-zone local cooling on seedling growth of tomato was investigated. Lower pipe cooling was used for local cooling of the root zone, and the root zone temperature was set at 20 and 25°C. There was no difference in plant height, root length, and leaf number according to local cooling temperature. Leaf area, fresh weight, dry weight, and chlorophyll content of the shoot and root was higher in the 25°C than those of 20°C at 28 DAS. These results showed that cooling for seedling growth of tomato 25°C is sufficient considering energy efficiency. This study will be helpful in the development of local cooling technology that can reduce the energy required for cooling during the production of tomato seedlings in the high temperature season.


    본 연구는 근권부 냉방이 토마토 육묘 시 묘 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 생장상 하부 파이프 냉방을 이용하여 근권부 온도를 20°C와 25°C로 설정하여 실험을 수행하였다. 전 생육기간동안 초장, 근장, 엽수는 두 온도 처리구 간 차이를 보이지 않았다. 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중, 엽록소 함량은 파종 28일 경과 시 25°C 처리구가 더 높았으며, 실험 종료 시 두 처리구 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 근권부 온도 20°C와 25°C에서 토마토 생육 차이를 확인하지 못했다. 따라서, 본 연구는 고온기 토마토 묘 생산 시 온실 냉방 효율을 높이기 위한 국부 냉방 기술 확립에 도움을 줄 수 있을 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Growth and Yield Response of Perilla Plants Grown under Different Substrates in Hydroponic System

    잎들깨 수경재배에서 배지 종류에 따른 식물 생육 및 수량의 반응

    Minju Shin, Ho Jeong Jeong, Mi Young Roh, Jin Hyun Kim, and Kwan Jeong Song

    신민주, 정호정, 노미영, 김진현, 송관정

    This study was conducted to analyze physical and chemical properties of horticultural substrates and response of hydroponically grown two cultivars of 'Namcheon' …

    잎들깨 수경재배 시 적합한 고형배지를 선발하기 위하여 본 연구를 수행하였다. ‘남천’과 ‘소미랑’ 2품종에 대해 코이어(chip:dust = 5:5), 펄라이트, 입상 암면, 원예용 상토(cocopeat:peatmoss:vermiculite:perlite:zeolite …

    + READ MORE
    This study was conducted to analyze physical and chemical properties of horticultural substrates and response of hydroponically grown two cultivars of 'Namcheon' and 'Somirang' perilla by four different substrates: coir (chip:dust = 5:5), perlite, granular rockwool, and commercial mixed substrate (cocopeat:peatmoss:vermiculite:perlite: zeolite = 50:25:10:10:5). There were no significant differences in EC and pH according to substrates. Container capacity was the greatest in granular rockwool, and it showed appropriate levels in mixed substrate and coir. Air space was higher in coir and perlite than the other treatments. Bulky density reached a proper standard in all substrates excepting coir. The leaf length and width of ‘Namcheon’ indicated the most in mixed substrate, though the value of ‘Somirang’was greatest in coir substrate. The leaf weight of both cultivars was highest in mixed substrate, and relatively low in coir and perlite. The total yield of leaves was separated by two groups: higher group, which are mixed substrate and granular rockwool, and lower group, which are coir and perlite. There was a large gap by 28% between these two groups. Therefore, this study suggests that substrates with high water holding capacity such as mixed substrate or granular rockwool are most suitable for the hydroponic cultivation of perilla, which require sufficient moisture supply to the root zone.


    잎들깨 수경재배 시 적합한 고형배지를 선발하기 위하여 본 연구를 수행하였다. ‘남천’과 ‘소미랑’ 2품종에 대해 코이어(chip:dust = 5:5), 펄라이트, 입상 암면, 원예용 상토(cocopeat:peatmoss:vermiculite:perlite:zeolite = 50:25:10:10:5) 등 4종의 배지에 따른 배지의 물리화학적 특성 및 생육반응을 분석하였다. 배지 간의 EC와 pH의 차이는 보이지 않았으나, 용기용수량 측정 결과 입상 암면이 가장 높고 원예용 상토와 코이어가 적절한 수준을 유지하였다. 배지의 기상률은 코이어와 펄라이트가 30% 이상으로 높은 경향을 보였으며 가비중은 코이어 배지를 제외한 모든 배지가 기준을 충족하였다. 잎의 크기는 품종 간에 배지에 따른 반응이 다르게 나타났는데 ‘남천’ 품종은 원예용 상토에서 엽장, 엽폭이 가장 컸고 ‘소미랑’의 경우 코이어에서 재배하였을 때 가장 컸다. 엽중은 두 품종 모두 원예용 상토에서 재배한 것이 가장 높았고, 코이어와 펄라이트에서 재배한 것이 상대적으로 낮았다. 총 생산량을 조사한 결과 수량이 높은 원예용 상토 및 입상 암면과 수량이 낮은 코이어, 펄라이트로 두 그룹으로 구분되는 형태를 보였으며 그룹 간에 최대 28% 차이를 보였다. 따라서 근권에 충분한 수분 공급이 필요한 잎들깨를 수경재배하기 위해서는 보수력이 좋은 원예용 상토와 입상 암면을 이용하는 것이 적합할 것으로 판단한다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Effects of Drip Irrigation Volumes on Plant Growth and Yield of Tomato Grown in Perlite

    펄라이트 재배에서 급액량이 토마토의 생육과 수량에 미치는 영향

    Doo Han Kim, Md Rayhan Ahmed Shawon, Jin Hee An, Hyoun Jin Lee, Yun-Jae Lee, Minkyung Kim, Yong-Beom Lee, and Ki Young Choi

    김두한, 샤원라이한, 안진희, 이현진, 이윤재, 김민경, 이용범, 최기영

    The objective of this experiment was to investigate the effect of drip irrigation volume on tomatoes (Solanum lycopersicum L.) grown in …

    본 실험은 펄라이트 수경재배에서 급액량이 토마토(Solanum lycopersicum L.)의 생육과 수량에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 급액 처리는 대조구인 I0와 …

    + READ MORE
    The objective of this experiment was to investigate the effect of drip irrigation volume on tomatoes (Solanum lycopersicum L.) grown in a greenhouse using perlite medium. Plants were treated by three different irrigation treatment I0, I25, and I50 (where irrigation volume of I25 and I50 was 25% and 50% higher than I0, having limited or no leaching). Growth characteristics of plants, yield and water use efficiency were measured. The result showed that plant height, leaf length and leaf width were lowest in the I0 treated plants. However, these parameters were not statistically significant differences between the plants that were grown in the I25 and I50 treatment. Soluble solids content, acidity and dry matter of 111th, 132nd, and 143rd days harvested tomato were higher in the plants irrigated with lowest volume (I0) than the higher volume (I25 or I50). In addition, water content was lower in the 111th and 132nd days of harvested tomatoes from the I0 treatment. The number of big-size tomatoes (>180 g) was significantly higher in the I25 irrigated plants. There was no significant difference in the total number of harvested fruits among the treatments. The average fruit weight and total yield of harvested tomatoes were lowest in the I0 treated plants. The water consumption of tomato was not significantly different amongst the treatments but water use efficiency was lowest in the I0 treatment. Principal component analysis revealed that total soluble solid and acidity of tomato showed a positive correlation between each other. These results suggest that I25 was the optimum irrigation treatment for tomato based on its measured growth characteristics, yield and water use efficiency.


    본 실험은 펄라이트 수경재배에서 급액량이 토마토(Solanum lycopersicum L.)의 생육과 수량에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 급액 처리는 대조구인 I0와 대조구보다 급액량이 각 25%, 50% 많은 I25와 I50로 세 수준 처리하였다. 처리기간 중 대조구 I0 처리구는 배액이 없었다. 조사항목으로 토마토 생육특성, 수량 및 수분이용효율을 측정하였다 토마토의 초장, 엽장 및 엽폭이. I0 처리 가장 짧았고 I25와 I50 처리에서는 통계적으로 차이가 없었다. 처리 후 111일, 132일 및 143일째에 측정한 토마토 과실의 당도, 산도 및 건물율은 관수량이 가장 적은 I0가 관수량이 많은 I25와 I50 보다 높았다. 그러나 처리 후 111일과 132일째 과실 내 수분함량은 I0 처리에서 가장 낮았다. 대과(>180g)의 수는 I25에서 유의하게 더 많았으나 총 수확과 수는 처리 간 유의한 차이가 없었다. 과실의 평균 과중(g·plant-1)과 총 수확량(g·plant-1)은 I0 처리된 토마토에서 가장 낮았다. 수분 소비량은 처리 간 유의한 차이가 없었으나 수분이용효율은 I0 처리에서 가장 낮았다. 주성분 분석 결과 과실의 당도와 산도는 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 본 실험에서 토마토 생육, 과실 특성 및 수분이용효율을 토대로 얻은 결과는 I25가 토마토 펄라이트 수경재배에서 다른 처리 보다 적절한 급액량임을 보여준다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Enhancement of Photosynthetic Characteristics and Antioxidant Enzyme Activities on Chili Pepper Plants by Salicylic Acid Foliar Application under High Temperature and Drought Stress Conditions

    고온 및 건조 스트레스 조건 하에서 살리실산 경엽처리에 의한 고추의 광합성 특성 및 항산화효소 활성 증대

    Jinhyoung Lee, Heeju Lee, Seunghwan Wi, Hyejin Lee, Haksoon Choi, Chunwoo Nam, and Seonghoe Jang

    이진형, 이희주, 위승환, 이혜진, 최학순, 남춘우, 장성회

    Salicylic acid (SA), a phenolic compound, plays a pivotal role in regulating a wide range of physiological and metabolic processes in plants …

    살리실산은 식물의 생장 및 발달, 항산화 방어기작, 광합성 작용 그리고 생물적 및 비생물적 스트레스 조건에서 다양한 생리적 기능을 조절하는 물질로 알려져 있다. …

    + READ MORE
    Salicylic acid (SA), a phenolic compound, plays a pivotal role in regulating a wide range of physiological and metabolic processes in plants such as antioxidant cellular defense, photosynthesis, and biotic and abiotic stress responses during the growth and development. We examined the effect of exogenous SA application (100 mg·L-1) on the growth, yield, photosynthetic characteristics, lipid peroxidation, and antioxidant enzyme activity of chili pepper plants under high temperature and drought stress conditions. SA treatment induced increases of net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs) and transpiration rate (Tr) under the stress condition with the highest level after the third treatment. The contents of malondialdehyde and H2O2 were significantly lower in the third treatment of SA compared to the control. The activity of ascorbate peroxidase, catalase, peroxidase and superoxide dismutase, increased in treated plants by up to 247, 318, 55 and 54%, respectively compared to the nontreated control. There was no significant difference in the growth characteristics between SA-treated and nontreated plants, while the SA treatment increased marketable yield (kg/10a) by about 15% compared to the nontreated control. Taken together, these results suggest that foliar application of SA alleviates physiological damages caused by the combination of drought and heat stress, and enhances the photosynthetic capacity and antioxidant enzyme activities, thereby improving tolerance to a combination of water deficit and heat stress in chili pepper plants.


    살리실산은 식물의 생장 및 발달, 항산화 방어기작, 광합성 작용 그리고 생물적 및 비생물적 스트레스 조건에서 다양한 생리적 기능을 조절하는 물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 고온・건조 스트레스 조건에서 살리실산 경엽처리가 고추의 생육, 광합성 특성 및 항산화효소 활성에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 광합성 특성 측정결과 광합성 속도, 기공전도도 및 증산 속도가 증가하였고, 3회차 처리에서 가장 높았다. 세포내 MDA와 H2O2 함량은 살리실산 3회차 처리에서 현저하게 감소하는 경향을 보였다. APX, CAT, POD 및 SOD 활성이 현저하게 증가하였으며, 무처리 대비 최대 247, 318, 55 및 54% 증가하였다. 고추의 생육 특성은 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나, 상품 수량은 15% 정도 증가하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 살리실산의 경엽처리는 고추의 광합성 특성과 항산화효소 활성을 증진시켜 고온・건조 스트레스에 의한 피해 경감에 긍정적 효과를 유발함을 확인하였다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Increased Antioxidants of Agastache rugosa by the Night Interruption Time

    야파(night interruption)처리에 의한 배초향의 항산화 물질 증가

    Sungjin Kim, Seungwon Noh, and Jongseok Park

    김성진, 노승원, 박종석

    The objective of this study was to determine the proper night interruption of photoperiods and dark periods for accumulating bioactive compounds of …

    본 연구는 식물 공장에서 배초향(Agastache rugosa Kuntze) 재배 시, 야파시간에 따른 생육과 항산화 물질 함량에 미치는 영향에 대하여 살펴보고자 수행하였다. 본엽 …

    + READ MORE
    The objective of this study was to determine the proper night interruption of photoperiods and dark periods for accumulating bioactive compounds of Agastache rugosa without decreasing plant growth. Five-week-old seedlings were transplanted in a DFT system with white LEDs. A. rugosa was treated with night interruption time treatments of 18:1:2:3, 18:2:2:2, 18:3:2:1 (light:dark:light:dark), and 20:4 (control) for 4 weeks. There were no significant differences except for leaf length, leaf width, and the number of flowers. The content of antioxidants in the shoot of A. rugosa was high in tilianin and acacetin, and the content of rosmarinic acid (RA) was significantly higher in the underground part. The RA content per dry weight of A. rugosa was 47.92 and 51.46% higher than that of the control in 18:1:2:3 and 18:2:2:2, and tilianin and acactin per dry weight were significantly higher in 18:3:2:1. There was no significant difference in growth due to the same day light integral, but 18:2:2:2 showed high total polyphenol contents. Therefore, it is thought that the effect of increasing secondary metabolites of A. rugosa without degradation of growth can be expected through night interruption treatment in plant factory cultivation systems using artificial light.


    본 연구는 식물 공장에서 배초향(Agastache rugosa Kuntze) 재배 시, 야파시간에 따른 생육과 항산화 물질 함량에 미치는 영향에 대하여 살펴보고자 수행하였다. 본엽 4매인 배초향 묘를 백색 LEDs를 이용한 수경재배 시스템에 정식하였다. 야파처리 효과를 알아보기 위해 06시부터 광도 200μmol·m-2·s-1 조건으로 시간을 24시간 주기에서 18:1:2:3, 18:2:2:2, 18:3:2:1 (명기:암기:명기:암기) 비율로 처리하였으며 대조구는 20:4(명기:암기)로 설정하여 4주간 재배하였다. 엽장과 엽폭, 화아수를 제외하고는 유의적 차이가 발생하지 않았다. 배초향 지상부의 항산화물질 함량은 tilianin과 acacetin이 높았고, 지하부에서는 rosmarinic acid(RA)의 함량이 유의하게 높았다. 배초향의 건물중당 RA함량은 18:1:2:3과 18:2:2:2에서 대조구보다 47.92, 51.46% 높았고, 건물중당 tilianin과 acactin은 18:3:2:1에서 유의적으로 높게 나타났다. 야파처리를 하였을 때 동일한 누적 광량으로 인해 생육 차이를 보이지 않았지만, 18:2:2:2의 야파처리가 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났다. 따라서 인공광을 이용한 배초향 재배 시스템에서 야파처리를 통하여 생육 저하 없이 배초향의 항산화 물질 증대 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Estimation of Leaf Area Using Leaf Length, Leaf width, and Lamina Length in Tomato

    엽장, 엽폭, 엽신장을 이용한 토마토의 엽면적 추정

    Jae Myun Lee, Jae Yeon Jeong, and Hyo Gil Choi

    이재면, 정재연, 최효길

    One of the most important factors in predicting tomato growth and yield is the leaf area. Estimating leaf area accurately is the …

    토마토의 생육과 수확량을 예측하기 위한 중요한 요소 중의 하나는 엽면적이다. 이러한 엽면적을 정확하게 예측하는 것은 토마토 식물 생장 평가 모델의 시작이라고 할 …

    + READ MORE
    One of the most important factors in predicting tomato growth and yield is the leaf area. Estimating leaf area accurately is the beginning of an effective tomato plant growth assessment model. To this end, this study was conducted to identify the most effective model for estimating plant leaf area through the measurement of tomato plant leaves. Leaf area (LA), leaf length (L), leaf width (W), and lamina length (La) were measured for all leaves of 5 plants at two-week intervals. The correlation between LA and tomato-leaf-independent variables showed a strong positive relationship with the formulas La × W, L × W, La + W, and L + W. For LA estimation, a linear model using the formula LA = a + b (La2 + W2) gave the most accurate estimation (R2 = 0.867, RMSE = 88.76). After examining the positions of upper, middle, and lower leaves from September to December, the coefficient of determination (R2) values for each model were 0.878, 0.726, and 0.794 respectively. The most accurate estimation came from the model that used the upper leaves of the plants. The high accuracy of the upper-leaf-based model is judged by the 50% defoliation performed by farmers after October.


    토마토의 생육과 수확량을 예측하기 위한 중요한 요소 중의 하나는 엽면적이다. 이러한 엽면적을 정확하게 예측하는 것은 토마토 식물 생장 평가 모델의 시작이라고 할 수 있다. 이를 위해 본 연구는 토마토 잎의 측정을 통해 엽면적(LA)을 추정하는 효과적인 모델을 확인하기 위해 수행하였다. 토마토 식물 잎 조사를 위해 2주 간격으로 5개체의 토마토 식물체의 전개된 모든 잎에 대해 엽면적(LA), 엽장(L), 엽폭(W), 엽신장(La)를 측정하였다. LA와 토마토 잎 독립변수의 상관관계는 La × W, L × W, La + W, L + W의 식이 강한 양의 관계를 나타냈다. LA 추정은 LA = a + b(La2 + W2) 을 사용하는 선형 모델이 가장 정확한 추정치를 나타내었다(R2 = 0.867, RMSE = 88.76). 9월부터 12월까지 토마토 잎의 위치에 따른 상, 중, 하엽의 모델을 살펴본 결과, 상, 중, 하로 잎 위치에 따른 모델별 결정계수(R2) 값은 각각 0.878, 0.726, 0.794였다. 상위엽을 바탕으로 추정된 모델의 정확도가 가장 높았는데, 이는 10월 이후 토마토 재배 농가에서 중위엽과 하위엽에 실시한 반적엽의 영향으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Glucosinolate Content Varies and Transcriptome Analysis in Different Kale Cultivars (Brassica oleracea var. acephala) Grown in a Vertical Farm

    수직농장에서 자란 케일(Brassica oleracea var. acephala) 품종에 따른 글루코시놀레이트 함량의 변화 및 전사체 분석

    Thi Kim Loan Nguyen, Ga Oun Lee, Jung Su Jo, Jun Gu Lee, Shin-Woo Lee, and Ki-Ho Son

    응웬티김로안, 이가운, 조정수, 이준구, 이신우, 손기호

    Kale (Brassica oleracea var. acephala) is one of the most frequently consumed leafy vegetables globally, as it contains numerous nutrients; …

    케일(Brassica oleracea var. acephala)은 필수 아미노산, 비타민, 미네랄과 같은 수많은 영양소를 함유하고 특히 글루코시놀레이트가 풍부하기 때문에 전 세계적으로 가장 많이 …

    + READ MORE
    Kale (Brassica oleracea var. acephala) is one of the most frequently consumed leafy vegetables globally, as it contains numerous nutrients; essential amino acids, phenolics, vitamins, and minerals, and is particularly rich in glucosinolates. However, the differences in the biosynthesis of glucosinolates and related gene expression among kale cultivars has been poorly reported. In this study, we investigated glucosinolates profile and content in three different kale cultivars, including green (‘Man-Choo’ and ‘Mat-Jjang’) and red kale (‘Red-Curled’) cultivars grown in a vertical farm, using transcriptomic and metabolomic analyses. The growth and development of the green kale cultivars were higher than those of the red kale cultivar at 6 weeks after cultivation. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis revealed five glucosinolates in the ‘Man-Choo’ cultivar, and four glucosinolates in the ‘Mat-Jjang’ and ‘Red-Curled’ cultivars. Glucobrassicin was the most predominant glucosinolate followed by gluconastrutiin in all the cultivars. In contrast, other glucosinolates were highly dependent to the genotypes. The highest total glucosinolates was found in the ‘Red-Curled’ cultivar, which followed by ‘Man-Choo’ and ‘Mat-Jjang’. Based on transcriptome analysis, eight genes were involved in glucosinolate biosynthesis. The overall results suggest that the glucosinolate content and accumulation patterns differ according to the kale cultivar and differential expression of glucosinolate biosynthetic genes.


    케일(Brassica oleracea var. acephala)은 필수 아미노산, 비타민, 미네랄과 같은 수많은 영양소를 함유하고 특히 글루코시놀레이트가 풍부하기 때문에 전 세계적으로 가장 많이 소비되는 잎 채소 중 하나이다. 그러나 케일 품종 간의 글루코시놀레이트 합성과 관련된 유전자 발현에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 전사체 및 대사체 분석을 사용하여 식물공장에서 재배된 녹색(만추 및 맛짱) 및 적색 케일 품종(적곱슬)을 포함한 3 가지 케일 품종에서 글루코시놀레이트를 조사하였다. 재배 후 6주된 녹색 케일 품종의 생육 및 발달이 적색 케일 품종에 비해 높았다. High-performance liquid chromatography (HPLC) 분석에서 7가지 글루코시놀레이트를 분석하였다; 만추 품종에서는 5종의 글루코시놀레이트가, 맛짱과 적곱슬 품종에서는 4종의 글루코시놀레이트가 분류되었다. Glucobrassicin은 3가지 케일 품종에서 가장 높은 글루코시놀레이트 였다. 총 글루코시놀레이트 함량은 적곱슬 품종에서 가장 높았다. 전사체 분석에서는 8개의 유전자가 글루코시놀레이트 합성에 관여됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 케일 품종에 따라 글루코시놀레이트 함량과 축적 패턴이 다르다는 것을 시사한다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Preference and Loyalty Evaluation Using Sentiment Analysis for Promotion and Consumption Expansion of Paprika

    감성분석을 이용한 파프리카 소비 확대와 홍보를 위한 선호도와 충성도 평가

    Hye Sook Jang, Jung Sup Lee, Ji Wong Bang, and Jae Han Lee

    장혜숙, 이중섭, 방지웅, 이재한

    This study investigated the consumption tendency and awareness of paprika in order to expand and promote the consumption of Capsicum annuum L. …

    본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L)의 소비증가 및 홍보를 위해 응답자 소비성향과 파프리카의 인지도를 분석하였다. 의미분별법에 따른 파프리카에 대한 감성반응을 바탕으로 선호도 …

    + READ MORE
    This study investigated the consumption tendency and awareness of paprika in order to expand and promote the consumption of Capsicum annuum L. The research investigated the relationship of preference and loyalty based on emotional response of paprika according to the semantic differential scale. The survey was conducted from January to February 2022 using a random sampling method targeting 155 general people, and a total of 142 questionnaires were analyzed excluding 13 wrong answers. The nine items on the awareness of paprika showed to be consisted of three factors such as ‘Food taste’, ‘Usability’, and ‘Economics’ by factor analysis. Regarding to the awareness of paprika the positive answer that ‘I think paprika is good for health’ among the nine questions was the highest at 92.3%. In the preference aspect of shape, blocky type had the highest preference for the shape of paprika, followed by mini and conical types in order of preference (p < 0.001). As for color preference, yellow paprika was the most preferred, followed by orange, red, and green, showing statistical significance. The emotional response of paprika by paprika image showed a statistically significant difference in the four colors. The words such as ‘bright’, ‘clean’, and ‘spirited’ appeared as representative emotional vocabulary for paprika. Multiple regression analysis was performed to examine the effect of paprika on the three factors of awareness, preference, and loyalty due to the quality of life. As a result, the higher the paprika preference and quality of life, and the higher the taste and availability factors, the higher the paprika awareness and loyalty. As the variable that has the most influence on the loyalty of the survey respondents, preference was found to have the highest explanatory power at 43%. From these results, it was judged as a very important factor in the survey on the shape and color preference of paprika. Therefore, the recent increase in awareness that paprika is good for health is thought to act as a positive factor in revitalizing the domestic market and increasing consumption of paprika in the future. Also, among the three types of paprika, the yellow blunt type showed the highest preference. Therefore, in order to produce and promote this type of paprika, it is also important to increase the cultivation to suit the purchasing propensity of consumers.


    본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L)의 소비증가 및 홍보를 위해 응답자 소비성향과 파프리카의 인지도를 분석하였다. 의미분별법에 따른 파프리카에 대한 감성반응을 바탕으로 선호도 및 충성도와의 상관관계를 분석하였다. 설문조사는 2022년 1월부터 2월까지 일반인 155명을 대상으로 임의추출법을 통하여 조사하였으며, 잘못된 답변을 한 13건을 제외하고 총 142명의 설문지를 분석하였다. 파프리카의 인지도 9개의 문항을 요인분석을 통하여 재구성한 결과 ‘식미성’, ‘이용성’, ‘경제성’의 3요인으로 구성되었다. 9가지 문항 중에서 파프리카에 대한 인지도를 문항별로 알아본 결과로‘파프리카가 건강에 좋을 것 같다’는 문항의 긍정적 답변이 92.3%의 가장 높은 비율을 나타냈다. 파프리카의 형태 선호도는 뭉툭한 유형이 가장 높았고, 그 다음은 소형(Mini) ˃ 원뿔형(Conical) 순으로 선호하는 것으로 나타났다(p < 0.001). 색채 선호도는 노란색 파프리카를 가장 선호하는 것으로 나타났고, 그 다음은 오렌지색 ˃ 적색 ˃ 녹색 순으로 선호하는 것으로 나타났으며 통계적으로 유의하였다. 파프리카의 이미지를 보고 느끼는 감성 반응은 3가지 형태간, 그리고 4가지 색채간 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, ‘밝은’, ‘맑은’, ‘활기찬’이 대표 이미지 감성어휘로 나타났다. 파프리카 이미지에 대한 감성 2요인(평가적인 요인, 정서적인 요인)과 통제변수인 인구통계학적 변수가 선호도에 미치는 영향을 알아보기 위해, 더미변수를 포함한 다중회귀분석을 실시한 결과, 파프리카 이미지에 대한 평가적인 요인이 높을수록, 그리고 주부의 경우 선호도는 높은 것으로 나타났다. 또한 파프리카의 인지도 3요인(식미성, 이용성, 경제성), 선호도, 한국판 삶의 질과 통제변수인 인구통계학적 변수가 충성도에 미치는 영향을 알아보기 위해, 더미변수를 포함한 다중회귀분석을 실시하였다. 그 결과, 파프리카 선호도와 삶의 질이 높을수록, 파프리카 인지도 중에서 식미성 요인, 이용성 요인이 높을수록 충성도는 높은 것으로 나타났다. 또한 경제성 요인 즉 가격이 높을수록, 그리고 응답자의 월평균 소득이 낮고, 농림수산업 종사자의 경우 충성도는 낮은 것으로 나타났다. 설문 응답자들의 충청도에 영향을 미치는 변수들 중에서 파프리카 선호도는 43%로 가장 높은 설명력을 지니며 가장 영향력 있는 변수로 나타났다. 이러한 결과에서 파프리카의 형태와 색채 선호도에 대해 구명하는 것은 매우 중요한 것으로 판단되었으며, 최근 파프리카가 건강에 좋을 것이라는 인식이 높아지고 있다는 것은 앞으로 내수 증가에 긍정적 요인이 될 것으로 생각되었다. 또한 3가지 형태의 파프리카 중에서 선호도가 가장 높게 나타났던 뭉툭한 유형의 노란색 파프리카를 생산, 홍보를 지향하여 소비자의 구매 성향에 적합한 파프리카의 재배를 늘리는 것도 중요할 것으로 판단되었다. 추후 파프리카의 소비 촉진을 위하여 소비자를 대상으로 한 지속적인 연구와 홍보 지원 활동 등을 통하여 파프리카에 대한 소비자 인지도를 높일 필요가 있다고 생각된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Grapevine Growth and Berry Development under the Agrivoltaic Solar Panels in the Vineyards

    영농형 태양광 시설 설치에 따른 포도나무 생육 및 과실 특성 변화 비교

    Soon Young Ahn, Dan Bi Lee, Hae In Lee, Zar Le Myint, Sang Yoon Min, Bo Myung Kim, Wook Oh, Jae Hak Jung, and Hae Keun Yun

    안순영, 이단비, 이해인, 자리민, 민상윤, 김보명, 오욱, 정재학, 윤해근

    Agrivoltaic systems, also called solar sharing, stated from an idea that utilizes sunlight above the light saturation point of crops for power …

    영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도원에 …

    + READ MORE
    Agrivoltaic systems, also called solar sharing, stated from an idea that utilizes sunlight above the light saturation point of crops for power generation using solar panels. The agrivoltaic systems are expected to reduce the incident solar radiation, the consequent surface cooling effect, and evapotranspiration, and bring additional income to farms through solar power generation by combining crops with solar photovoltaics. In this study, to evaluate if agrivoltaic systems are suitable for viticulture, we investigated the microclimatic change, the growth of vines and the characteristics of grape grown under solar panels set by planting lines compared with ones in open vineyards. There was high reduction of wind speed during over-wintering season, and low soil temperature under solar panel compared to those in the open field. There was not significant difference in total carbohydrates and bud burst in bearing mother branches between plots. Despite high content of chlorophyll in vines grown under panels, there is no significant difference in shoot growth of vines, berry weight, cluster weight, total soluble solid content and acidity of berries, and anthocyanin content of berry skins in harvested grapes in vineyards under panels and open vineyards. It was observed that harvesting season was delayed by 7-10 days due to late skin coloration in grapes grown in vineyards under panels compared to ones grown in open vineyards. The results from this study would be used as data required in development of viticulture system under panel in the future and further study for evaluating the influence of agrivoltaic system on production of crops including grapes.


    영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도원에 태양광 패널을 설치하고 수체의 생육과 과실 발육 특성을 평가하여 영농형 태양광의 활용성을 탐색하고 향후 재배기술을 개발하는 데 필요한 정보를 제공하고자 연구를 진행하였다. 152 × 68 × 3.5cm 크기의 구조물에 영농형 150Wp (36cell)모듈을 포도나무 재식열에 따라 배치하고, 과원의 환경과 식물생육을 분석하였다. 무처리에는 겨울철 풍속이 0.4-0.6m·s-1에 도달하였으나, 시설 설치구에서는 0.01-0.02m·s-1에 머물렀다. 삽수 수피의 탄수화물함량은 시설 설치구에서 183-184m·g-1으로 무처리구(181-198mg·g-1)에 비해 큰 차이가 없으며 삽수의 발아율도 큰 차이가 없었다. 잎의 엽록소의 함량은 처리구에서 높게 나타났다. 수확후 과실의 특성으로는 과립중, 과방중, 당도, 과피색의 차이는 없었다. 다만 시설구에서 숙기가 5-7일정도 늦어졌으며, 변색기의 착색에는 약간 차이가 있었다. 영농형 태양광 패널을 설치한 과원에서 포도나무와 과실의 발육은 유의차가 없었고, 설치구에서 착색이 지연되었다. 이러한 결과는 향후 포도원에서 영농형 태양광 시설을 설치하여 포도를 생산하는 기술 개발에 필요한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    A Web-based Monitoring of Electrical Energy Consumption and Data Analysis of Smart Farm Facilities

    스마트팜 전기 사용에 대한 웹기반 실시간 모니터링 시스템 운영 및 전력사용량 분석

    Mu Yeol Lee, Sojeong Sim, Eun-jeong Kim, and Young-Soo Han

    이무열, 심소정, 김은정, 한영수

    The monitoring of electricity consumption using Internet of Things (IoT) technology is attracting attention as a technology to reduce operation costs of …

    사물인터넷(IoT) 기술을 활용한 전력 사용량 모니터링은 스마트팜 운영비 절감 기술 개발을 위한 기초자료로 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 멜론 생산 스마트팜 운영 …

    + READ MORE
    The monitoring of electricity consumption using Internet of Things (IoT) technology is attracting attention as a technology to reduce operation costs of smart farms. In this study, we propose a method to apply a real-time electrical consumption monitoring system (the e-Gauge system) and utilization of the collected data real-time while a melon-producing smart farm is in operation. For this purpose, the electrical consumption data for the individual smart-farm facilities such as boilers, nutrient distribution systems, automatic controllers, circulation fans, boiler controllers, and other IoT-related utilities were collected during three months of melon cultivation period. By using the monitoring results, the electrical energy consumption pattern was analyzed as an example, and necessary considerations needed to optimally utilize the measurement data were suggested. This paper will be useful in lowering the technological implementation barriers for new researchers to build a electrical consumption monitoring system and reducing trial and errors in the usage of the generated data.


    사물인터넷(IoT) 기술을 활용한 전력 사용량 모니터링은 스마트팜 운영비 절감 기술 개발을 위한 기초자료로 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 멜론 생산 스마트팜 운영 중 실시간 전력사용량 모니터링 시스템을 설치한 예를 소개하고 이를 이용하여 수집된 데이터를 실시간으로 활용하는 방법을 제안한다. 전력사용량 모니터링 시스템의 실증을 위하여 멜론 스마트팜에서 3개월의 멜론 재배기간 동안 보일러, 양분분배시스템, 자동제어기, 순환팬, 보일러제어기, 기타 IoT 관련 유틸리티 등 스마트팜 시설에서 사용하는 개별 전원 기구들의 전력사용량 데이터를 수집하였다. 모니터링 결과를 이용하여 전기에너지 소비패턴의 예시를 분석하고, 측정 데이터를 최적으로 활용하기 위해 필요한 고려사항을 제시하였다. 본 논문은 전력사용량 모니터링 시스템을 새로이 구축하고자 하는 유저들에게 기술적 진입장벽을 낮추고 생성된 데이터 활용 시 시행착오를 줄이는 데 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Forecasting Leaf Mold and Gray Leaf Spot Incidence in Tomato and Fungicide Spray Scheduling

    토마토 재배에서 점무늬병 및 잎곰팡이병 발생 예측 및 방제력 연구

    Mun Haeng Lee

    이문행

    The current study, which consisted of two independent studies (laboratory and greenhouse), was carried out to project the hypothesis fungi-spray scheduling for …

    이번 연구는 토마토잎곰팡이병 및 점무늬병에 대한 방제력을 개발하고, 온도와 잎의 결로시간에 따른 발생 정도를 평가하기 위해 수행되었습니다. 첫 번째 병발생 예측 실험에서는 …

    + READ MORE
    The current study, which consisted of two independent studies (laboratory and greenhouse), was carried out to project the hypothesis fungi-spray scheduling for leaf mold and gray leaf spot in tomato, as well as to evaluate the effect of temperature and leaf wet duration on the effectiveness of different fungicides against these diseases. In the first experiment, tomato leaves were infected with 1 × 104 conidia·mL-1 and put in a dew chamber for 0 to 18 hours at 10 to 25°C (Fulvia fulva) and 10 to 30°C (Stemphylium lycopersici). In farm study, tomato plants were treated for 240 hours with diluted (1,000 times) 30% trimidazole, 50% polyoxin B, and 40% iminoctadine tris (Belkut) for protection of leaf mold, and 10% etridiazole + 55% thiophanate-methyl (Gajiran), and 15% tribasic copper sulfate (Sebinna) for protection of gray leaf spot. In laboratory test, leaf condensation on the leaves of tomato plants were emerged after 9 hrs. of incubation. In conclusion, the incidence degree of leaf mold and gray leaf spot disease on tomato plants shows that it is very closely related to formation of leaf condensation, therefore the incidence of leaf mold was greater at 20 and 15°C, while 25 and 20°C enhanced the incidence of gray leaf spot. The incidence of leaf mold and gray leaf spot developed 20 days after inoculation, and the latency period was estimated to be 14‒15 days. Trihumin fungicide had the maximum effectiveness up to 168 hours of fungicides at 12 hours of wet duration in leaf mold, whereas Gajiran fungicide had the highest control (93%) against gray leaf spot up to 144 hours. All the chemicals showed an around 30‒50% decrease in effectiveness after 240 hours of treatment. The model predictions in present study could be help in timely, effective and ecofriendly management of leaf mold disease in tomato.


    이번 연구는 토마토잎곰팡이병 및 점무늬병에 대한 방제력을 개발하고, 온도와 잎의 결로시간에 따른 발생 정도를 평가하기 위해 수행되었습니다. 첫 번째 병발생 예측 실험에서는 토마토묘에 Fulvia fulva, Stemphylium lycopersici 분생포자를 각각 1 × 104conidia·mL-1로 접종시키고 10-25°C(F. fulva) 및 10-30°C(S. lycopersici)에서 0-18시간 동안 이슬생육상에 두었다. 살균제를 이용한 방제 연구에서는 잎곰팡이병 방제를 위하여 트리미다졸, 폴리옥신 B, 이미녹타딘 트리스(Belkut)를 처리하였으며 점무늬병 방제를 위하여서는 에트리디아졸 + 티오파네이트(가지란)과 삼염기 황산구리(세빈나)를 처리하였다. 엽결로시간이 9시간 이상에서 잎곰팡이와 점무니병이 발생하였으며 결로시간이 길어질수록 병발생률이 높았다. 잎곰팡이병의 발생률은 20°C와 15°C에서 더 높았고, 점무늬병은 25°C와 20°C에서 발병률이 증가하였다. 포자 접종 14일 후에 잎곰팡이병 및 점무늬병이 발생하였으며 잠복기는 14-15일로 추정되었다. 잎곰팡이 및 점무늬병 포자가 처리된 식물체에 접종 후 0시간부터 240시까지 살균제 처리를 한 결과 살균제 종류와 상관없이 일찍 약제를 처리한 식물체에서 방제가가 높았으며 150시간이 지난 처리에서는 방제가가 급격히 떨어졌다. 이번연구에서 개발된 병예측모델과 방제력은 토마토의 잎곰팡이병과 점무늬병을 적기에 방제하고 효과적으로 관리하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Diagnosis of Nitrogen Content in the Leaves of Apple Tree Using Spectral Imagery

    분광 영상을 이용한 사과나무 잎의 질소 영양 상태 진단

    Si Hyeong Jang, Jung Gun Cho, Jeom Hwa Han, Jae Hoon Jeong, Seul Ki Lee, Dong Yong Lee, and Kwang Sik Lee

    장시형, 조정건, 한점화, 정재훈, 이슬기, 이동용, 이광식

    The objective of this study was to estimated nitrogen content and chlorophyll using RGB, Hyperspectral sensors to diagnose of nitrogen nutrition in …

    본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 …

    + READ MORE
    The objective of this study was to estimated nitrogen content and chlorophyll using RGB, Hyperspectral sensors to diagnose of nitrogen nutrition in apple tree leaves. Spectral data were acquired through image processing after shooting with high resolution RGB and hyperspectral sensor for two-year-old ‘Hongro/M.9’ apple. Growth data measured chlorophyll and leaf nitrogen content (LNC) immediately after shooting. The growth model was developed by using regression analysis (simple, multi, partial least squared) with growth data (chlorophyll, LNC) and spectral data (SPAD meter, color vegetation index, wavelength). As a result, chlorophyll and LNC showed a statistically significant difference according to nitrogen fertilizer level regardless of date. Leaf color became pale as the nutrients in the leaf were transferred to the fruit as over time. RGB sensor showed a statistically significant difference at the red wavelength regardless of the date. Also hyperspectral sensor showed a spectral difference depend on nitrogen fertilizer level for non-visible wavelength than visible wavelength at June 10th and July 14th. The estimation model performance of chlorophyll, LNC showed Partial least squared regression using hyperspectral data better than Simple and multiple linear regression using RGB data (Chlorophyll R2: 81%, LNC: 81%). The reason is that hyperspectral sensor has a narrow Full Half at Width Maximum (FWHM) and broad wavelength range (400-1,000 nm), so it is thought that the spectral analysis of crop was possible due to stress cause by nitrogen deficiency. In future study, it is thought that it will contribute to development of high quality and stable fruit production technology by diagnosis model of physiology and pest for all growth stage of tree using hyperspectral imagery.


    본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 데이터는 사과나무 ‘홍로/M.9’ 2년생을 대상으로 고해상도 RGB와 초분광 센서로 촬영 후 영상처리를 통해 취득하였다. 식물체 데이터는 촬영이 끝난 직후 엽록소와 잎 질소 함량을 측정하였다. 엽록소 측정기의 SPAD meter, RGB 센서의 개별 파장, 컬러 식생지수 및 초분광 센서의 214개의 파장과 식물체 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 엽록소와 잎 질소 함량 데이터는 시기와 상관없이 질소 시비량에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 잎은 시기가 지나면서 잎에 있던 영양분이 과실로 전이되어 색이 옅어졌으며 RGB센서의 경우 Red파장에서 시기와 상관없이 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 초분광 센서의 경우 두 시기 모두 질소 시비 수준에 따라 가시광 영역보다 비가시광 영역에서 차이가 크게 나타났다. 반사값를 이용하여 식물체 특성의 예측 모델 결과 엽록소, 잎 질소함량 모두 초분광 데이터를 이용한 부분최소제곱 회귀분석을 이용하였을 때 성능이 가장 높게 나타났다(chlorophyll: 81% / 63%, leaf nitrogen content: 81% / 67%). 이러한 원인은 RGB 센서에 비해 초분광 센서는 좁은 FWHM과 400-1,000nm의 넓은 파장 범위를 가지고 있어 질소 결핍에 의한 스트레스로 인해 작물의 분광학적 해석이 가능했을 것으로 판단된다. 추후 분광학적 특성을 이용하여 전 생육 시기의 수체 생리, 생태 모델 개발 및 검증 그리고 병해충 진단 등 연구를 통해 고품질, 안정적인 과실 생산 기술 개발에 기여될 것으로 사료된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Comparison of Antioxidant Activities and Carotenoid Contents Between Marketable and Unmarketable Sweet Pepper Fruits

    파프리카 상품과 및 비상품과의 항산화 활성 및 카로티노이드 함량 비교

    Seungri Yoon, Jin Hyun Kim, Minju Shin, and Ho Jeong Jeong

    윤승리, 김진현, 신민주, 정호정

    Postharvest quality of sweet pepper fruits was mainly defined as external appearance, i.e., shape, fruit weight and surface color. These quality traits …

    파프리카는 최근 카로티노이드, 비타민C, E, 페놀화합물과 같은 다양한 식물 유래 생리활성물질 등의 효능이 보고되면서 영양성이 풍부한 식품으로서 각광받고 있다. 수확 후 파프리카 …

    + READ MORE
    Postharvest quality of sweet pepper fruits was mainly defined as external appearance, i.e., shape, fruit weight and surface color. These quality traits tend to involve esthetic appeal, it disregards gustatory properties and nutritional value. However, comparative studies according to the marketability of sweet pepper fruits are insufficient. This study was carried out to compare the physicochemical components, antioxidant activity and carotenoid contents of marketable and unmarketable sweet pepper fruits (Capsicum annuum L.). Physicochemical components (proximate composition, minerals and total phenolic contents) and antioxidant activities using various methods were investigated. The proximate composition values (%) of marketable and unmarketable fruits were: moisture (90.28 and 90.29), ash (0.74 and 0.26), crude protein (0.67 and 0.72), crude lipid (0.38 and 0.32). There were no significant differences in antioxidant activity, while total phenolic content was higher in marketable fruit. Carotenoids contents were 29.3 ± 2.6 and 31.9 ± 2.9 µg·g-1 in marketable and unmarketable fruits respectively, and identified β-carotene, violaxanthin, neoxanthin, and zeaxanthin. Lutein and capsaicin were not detected. In this study, potential value of unmarketable sweet pepper fruit could be identified to be applied as a food ingredient and functional food material.


    파프리카는 최근 카로티노이드, 비타민C, E, 페놀화합물과 같은 다양한 식물 유래 생리활성물질 등의 효능이 보고되면서 영양성이 풍부한 식품으로서 각광받고 있다. 수확 후 파프리카 과실의 품질은 모양, 과중, 과피의 색상, 꼭지의 형태 등의 외관상 특징에 의해 주로 결정된다. 이러한 점에서 파프리카 비상품과는 미각적 특성과 영양학적 가치가 고려되지 않은 채 상품과의 50-70% 가격을 받거나 폐기된다. 본 연구는 파프리카 상품과 및 비상품과의 외적 품질, 일반 성분, 무기물, 항산화능 및 카로티노이드의 조성을 비교하기 위하여 수행되었다. 상품성에 따른 과실의 외적 품질 및 일반 성분은 평균 과중을 제외하고 유의한 차이가 없었다. 무기물 함량과 총페놀은 상품과에서 유의하게 높게 나타났다. 항산화능의 경우, DPPH 라디칼 소거활성은 시료 간에 유의적인 차이는 보이지 않았다. ABTS 라디칼 소거활성은 더욱이 100과 1,000μg·mL-1농도에서, 환원력은 500과 1,000μg·mL-1에서 상품과가 비상품과에 비해 높은 활성을 보였으나 그 외 농도에서는 유의적인 차이가 없었다. β-카로틴을 포함한 주요 활성성분이라 예상되는 카로티노이드의 함량은 상품과와 비상품과에서 각각 29.3 ± 2.6과 31.9 ± 2.9μg·g-1이었으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 실험 결과, 파프리카 과실은 외관상 품질에 따른 영양성, 항산화능 및 카로티노이드 조성 차이가 미미하거나 없는 것으로 확인된 바, 파프리카 비상품과 과실은 건강 가공식품의 소재로서 상품과 못지 않은 가치를 지닌 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Comparisons of Soil Water Retention Characteristics and FDR Sensor Calibration of Field Soils in Korean Orchards

    노지 과수원 토성별 수분보유 특성 및 FDR 센서 보정계수 비교

    Kiram Lee, Jongkyun Kim, Jaebeom Lee, and Jongyun Kim

    이기람, 김종균, 이재범, 김종윤

    As research on a controlled environment system based on crop growth environment sensing for sustainable production of horticultural crops and its industrial …

    최근 원예작물의 지속가능한 생산을 위한 작물 생육환경 센싱 기반 복합환경제어시스템 연구와 산업적 이용이 부각되면서, 노지재배에 적용하기 적합한 토양센서 활용 방안 연구가 활발히 …

    + READ MORE
    As research on a controlled environment system based on crop growth environment sensing for sustainable production of horticultural crops and its industrial use has been important, research on how to properly utilize soil moisture sensors for outdoor cultivation is being actively conducted. This experiment was conducted to suggest the proper method of utilizing the TEROS 12, an FDR (frequency domain reflectometry) sensor, which is frequently used in industry and research fields, for each orchard soil in three regions in Korea. We collected soils from each orchard where fruit trees were grown, investigated the soil characteristics and soil water retention curve, and compared TEROS 12 sensor calibration equations to correlate the sensor output to the corresponding soil volumetric water content through linear and cubic regressions for each soil sample. The estimated value from the calibration equation provided by the manufacturer was also compared. The soil collected from all three orchards showed different soil characteristics and volumetric water content values by each soil water retention level across the soil samples. In addition, the cubic calibration equation for TEROS 12 sensor showed the highest coefficient of determination higher than 0.95, and the lowest RMSE for all soil samples. When estimating volumetric water contents from TEROS 12 sensor output using the calibration equation provided by the manufacturer, their calculated volumetric water contents were lower than the actual volumetric water contents, with the difference up to 0.09-0.17 m3·m-3 depending on the soil samples, indicating an appropriate calibration for each soil should be preceded before FDR sensor utilization. Also, there was a difference in the range of soil volumetric water content corresponding to the soil water retention levels across the soil samples, suggesting that the soil water retention information should be required to properly interpret the volumetric water content value of the soil. Moreover, soil with a high content of sand had a relatively narrow range of volumetric water contents for irrigation, thus reducing the accuracy of an FDR sensor measurement. In conclusion, analyzing soil water retention characteristics of the target soil and the soil-specific calibration would be necessary to properly quantify the soil water status and determine their adequate irrigation point using an FDR sensor.


    최근 원예작물의 지속가능한 생산을 위한 작물 생육환경 센싱 기반 복합환경제어시스템 연구와 산업적 이용이 부각되면서, 노지재배에 적용하기 적합한 토양센서 활용 방안 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 산업 및 연구 현장에서 많이 사용되고 있는 TEROS 12 FDR 센서(frequency domain reflectometry sensor)를 노지 과수원의 토양에 알맞게 활용하기 위하여 국내 세 지역 과수원 토양의 토성별 FDR 센서 활용 방법을 제시하고자 수행하였다. 실제 과수가 재배되고 있는 각 과수원에서 토양을 채취하여, 토성 및 토양수분보유곡선을 조사하였으며, 토양별 TEROS 12 센서 Raw 값과 이에 대응하는 용적수분함량 값을 선형 회귀 분석, 3차 회귀 분석을 통해 보정식을 얻은 뒤 제조사에서 제공하는 광질 토양 보정식과 비교 분석하였다. 채취한 세 과수원의 토양은 모두 토성이 달랐으며, 토성에 따라 각 보수력에 따른 용적수분함량 수치에 차이가 있었다. 또한, TEROS 12 센서 보정식에서는 모든 토양에서 3차 회귀 분석 보정식이 결정계수 0.95 이상으로 가장 높게 나타났으며, RMSE도 가장 낮게 나타났다. 제조사에서 제공하는 보정식을 사용하여 TEROS 12 센서의 용적수분함량을 보정할 경우 토양에 따라 실제 수치에 비해 최대 0.09-0.17m3·m-3가량 낮게 나타나, FDR 센서 사용시 적용 토양에 알맞은 보정이 반드시 선행되어야 함을 확인하였다. 또한 토성에 따라 토양의 보수력 구간에 따른 용적수분함량 범위의 차이가 있었으며, 토양 용적수분함량의 수치 해석에 보수력 정보가 수반되어야 할 것으로 나타났다. 또한, 사질이 많은 토양에서는 관수 개시점 측정을 위해 FDR 센서를 활용하는 데 있어 용적수분함량 측정 범위가 상대적으로 좁아 정밀도가 떨어질 것으로 판단되었다. 결론적으로 토양에서 FDR 센서를 통해 토양수분의 변화를 알맞게 해석하고 노지에서 알맞은 관수 시점을 선정하기 위해서는, 적용 토양의 수분보유특성을 파악하고 FDR 센서 보정을 선행하여 올바른 토양 수분 정보 제공이 필요할 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Development of Continuous Monitoring Method of Root-zone Electrical Conductivity using FDR Sensor in Greenhouse Hydroponics Cultivation

    시설 수경재배에서 FDR 센서를 활용한 근권 내 농도의 연속적 모니터링 방법

    Jae Seong Lee and Jong Hwa Shin

    이재성, 신종화

    Plant growth and development are also affected by root-zone environment. Therefore, it is important to consider the variables of the root-zone environment …

    식물의 생장과 발달은 지하부 환경에도 영향을 받으므로 근권 환경의 변수들을 관수전략의 수립에 고려하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 수분이동 특성이 다른 …

    + READ MORE
    Plant growth and development are also affected by root-zone environment. Therefore, it is important to consider the variables of the root-zone environment when establishing an irrigation strategy. The purpose of this study is to analyze the relationship between the volumetric moisture content (VWC), Bulk EC (ECb), and Pore EC (ECp) used by plant roots using FDR sensors in two types of rockwool media with different water transmission characteristics, using the method above this was used to establish a method for collecting and correcting available root-zone environmental data. For the experiment, two types of rockwool medium (RW1, RW2) with different physical characteristics were used. The moisture content (MC) and ECb were measured using an FDR sensor, ECp was measured after extracting the residual nutrient solution from the medium using a disposable syringe in the center of the medium at a volumetric moisture content (VWC) of 10-100%. Then, ECb and ECp are measured by supplying nutrient solution having different concentration (distilled water, 0.5-5.0) to two types of media (RW1, RW2) in each volume water content range (0 to 100%). The relationship between ECb and ECp in RW1 and RW2 media is best suited for cubic polynomial. The relationship between ECb and ECp according to volume moisture content (VWC) range showed a large error rate in the low volume moisture content (VWC) range of 10-60%. The correlation between the sensor measured value (ECb) and the ECp used by plant roots according to the volumetric water content (VWC) range was the most suitable for the Paraboloid equation in both media (RW1, RW2). The coefficient of determination the calibration equation for RW1 and RW2 media were 0.936, 0.947, respectively.


    식물의 생장과 발달은 지하부 환경에도 영향을 받으므로 근권 환경의 변수들을 관수전략의 수립에 고려하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 수분이동 특성이 다른 2종류의 암면배지에서 FDR센서를 활용하여 체적함수율(VWC)과 Bulk EC(ECb) 그리고 식물의 뿌리가 이용하는 Pore EC(ECp)에 대한 관계를 분석하고, 이를 활용하여 이용가능한 근권 환경 데이터 수집과 보정 방법을 확립하고자 진행되었다. 실험은 물리적 특성이 다른 2종류의 암면배지(RW1, RW2)를 사용하였다. FDR 센서를 활용하여 함수율(MC)과 ECb를 측정하였으며, ECp는 체적함수율(VWC) 10-100%에서 배지 중앙부위에 일회용 주사기를 이용하여 배지 잔류 양액을 추출 후 측정하였다. 이후 2종류 배지(RW1, RW2)에 서로 다른 농도(증류수, 0.5-5.0)의 배양액을 각 체적함수율 범위(0-100%)로 공급하여 ECb와 ECp를 측정하였다. RW1, RW2 배지에서 ECb와 ECp의 관계는 3차 다항식에 가장 적합하였다. 체적함수율(VWC) 범위 3차 다항식에 따른 ECb와 ECp의 관계는 낮은 체적함수율(VWC) 10-60% 구간에서 큰 오차율을 보였다. 체적함수율(VWC)범위에 따른 센서 측정값(ECb) 및 식물 뿌리가 이용하는(ECp)의 상관관계는 2종류 배지(RW1, RW2) 모두 Paraboloid 식에서 결정계수(R2)값이 각각 0.936, 0.947로 가장 높았다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Effects of Photoperiod and Light Intensity on the Growth and Glucosinolates Content of Three Brassicaceae Species in a Plant Factory

    식물공장에서 광주기 및 광강도가 십자화과 3종의 생육과 글루코시놀레이트 함량에 미치는 영향

    Sunwoo Kim, Gwonjeong Bok, Juhyung Shin, and Jongseok Park

    김선우, 복권정, 신주형, 박종석

    This study was conducted to investigate the effect of each light intensity and photoperiod combination on the growth and glucosinolates (GSLs) content …

    본 연구는 같은 일적산광량(DLI) 조건에서 각각의 광강도와 광주기 조합이 십자화과 식물 3종의 생육 및 글루코시놀레이트(GSLs) 함량에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 갓(Brassica …

    + READ MORE
    This study was conducted to investigate the effect of each light intensity and photoperiod combination on the growth and glucosinolates (GSLs) content of three species of Brassicaceae plants under the same daily light integral (DLI) conditions. Seeds of leaf mustard (Brassica juncea (L.) Czern.), red mustard(Brassica juncea L.) and kale (Brassica oleracea L. var. acephala (DC.) Alef.) were sown in a rockwool cubes and grown for three weeks. DLI was set to 10 mol·m-2·d-1 and treated with 10h-280, 14h-200, 18h-155, 22h-127 µmol·m-2·s-1 for three weeks. As a result at 14h-200 µmol·m-2·s-1 treatment, shoot fresh/dry weight, the number of leaves, and leaf area were increased in leaf mustard and kale but there was no significant difference in other treatments. In the total GSLs content, the treatment of 14h-200 µmol·m-2·s-1 increased significantly 139.95, 135.87, 154.03% compared to 10h-280, 18h-155, 22h-127 µmol·m-2·s-1 treatment in red mustard, and 14h-200 µmol·m-2·s-1 treatment increased significantly 132.96, 132.96, 134.03% compared to other treatments in kale. In red mustard, the treatment of 18h-155 µmol·m-2·s-1 showed an increase in shoot fresh/dry weight and the total GSLs contents than other photoperiods and 14h-200 µmol·m-2·s-1 treatment, the number of leaves significantly 15.62, 12.12, and 32.14% higher than other photoperiods. Since the DLI response is different depending on species even for similar Brassicaceae crops, it is necessary to get more detailed results by conducting optical light quality studies and deriving optimal DLI conditions to achieve minimum power consumption and maximum efficiency.


    본 연구는 같은 일적산광량(DLI) 조건에서 각각의 광강도와 광주기 조합이 십자화과 식물 3종의 생육 및 글루코시놀레이트(GSLs) 함량에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 갓(Brassica juncea (L.) Czern.), 적겨자(Brassica juncea L.), 케일(Brassica oleracea L. var. acephala (DC.) Alef.) 종자를 암면 배지에 파종하여 3주간 육묘하였다. 육묘 후 DLI를 10mol·m-2·d-1로 설정하여 10h-280, 14h-200, 18h-155, 22h-127μmol·m-2·s-1 처리 조합으로 3주간 처리하였다. 14h- 200μmol·m-2·s-1 처리한 결과, 적갓과 케일은 지상부 생체중/건물중, 엽수, 엽면적이 증가하였지만, 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 적갓의 GSLs 함량에서 14h-200μmol·m-2·s-1 처리가 10h-280, 18h-155, 22h-127μmol·m-2·s-1 처리보다 각각 유의적으로 139.95, 135.87, 154.03% 증가하였으며, 케일의 경우 14h-200μmol·m-2·s-1 처리가 다른 처리구보다 각각 132.96, 122.06, 131.78% 유의하게 증가하였다. 적겨자는 18h-155μmol·m-2·s-1 처리에서 지상부 생체중/건물중, GSLs 함량이 증가하였으며, 14h-200μmol·m-2·s-1 처리에서 엽수가 10h-280, 18h-155, 22h-127μmol·m-2·s-1 처리보다 각각 15.62, 12.12, 32.14% 유의적으로 증가하였다. 유사한 십자화과 작물이라도 종에 따라 DLI 반응이 다르기 때문에 최적의 DLI 조건 구명과 최소의 전력 소비량 및 최대 효율을 내기 위한 광질 연구를 병행하여 더 세밀한 결과를 도출해야 할 것으로 사료된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Assessment of CO2 Fertilization Captured in Thermoelectric Power Plant on Leafy Vegetables Grown in Greenhouse

    화력발전소 포집 CO2를 이용한 시설 엽채류 시비효과 평가

    Hyeon Woo Jeong, Hee Sung Hwang, Jeong Park, Seong Ju Yoon, and Seung Jae Hwang

    정현우, 황희성, 박정, 윤성주, 황승재

    Due to increase of interest in ‘carbon neutrality’, attempts at agricultural use of CO2 are increasing. In this study, we used …

    ‘탄소중립’에 대한 관심이 높아짐에 따라 CO2를 농업적으로 이용하기 위한 시도가 증가하고 있다. 본 실험은 발전소에서 부산물로 배출되는 CO2를 …

    + READ MORE
    Due to increase of interest in ‘carbon neutrality’, attempts at agricultural use of CO2 are increasing. In this study, we used the dry-ice made by CO2 as by-product in thermoelectric power plant on CO2 fertilization for production of leafy vegetable in greenhouses. The dry-ice was supplied on three leafy vegetable farms (Allium tuberosum Rottl. ex Spreng, Aster scaber, and Oenanthe stolonifera DC.) located in Hadong, Gyeongsangnamdo. Two greenhouses were used in each leaf vegetable crops, one greenhouse used as the control (non-treatment), other greenhouse used as supplied CO2. For CO2 fertilization, a gas sublimated from dry ice was supplied to the greenhouse using a specially designed prototype supply machine. A. tuberosum greenhouse has no difference of CO2 concentration between the control, and CO2 fertilization and shown high CO2 concentration both greenhouses. However, the CO2 concentrations in A. scaber and O. stolonifera greenhouses were increased in CO2 fertilization treatment. The growth of A. scaber and O. stolonifera were increased in CO2 fertilization, and the yield also increased to 36% and 25% than the control, respectively. As a result of economic analysis, the A. scaber has increase of income rate, however A. tuberosum and O. stolonifera has decreased income rate. Thus, the use of the dry-ice made by CO2 as by-product in thermoelectric power plant has possibility to increase productivity of the leafy vegetable in greenhouse and have agricultural use value.


    ‘탄소중립’에 대한 관심이 높아짐에 따라 CO2를 농업적으로 이용하기 위한 시도가 증가하고 있다. 본 실험은 발전소에서 부산물로 배출되는 CO2를 포집하여 액화·정제 후 시설 엽채류의 생육 및 생산성 증대를 위한 시비용 CO2로의 활용 가능성을 평가하기 위해 수행되었다. 경상남도 하동지역의 부추, 취나물, 미나리 농장에 드라이아이스가 공급되었고 각 농장의 온실 중 하나의 온실은 대조군, 하나의 온실은 CO2 처리구로 사용되었다. CO2의 시비는 자체 제작한 장치를 사용하여 드라이아이스에서 승화된 가스를 온실에 공급했다. 부추 온실은 대조군과 CO2 처리에서 온실 내 CO2 농도의 차이가 없었고 두 온실 모두 높은 CO2 농도를 보였다. 반면에 취나물과 미나리 온실에서는 CO2 시비 처리에서 높은 CO2 농도가 측정되었다. 취나물 및 미나리의 생육은 CO2 시비 처리구에서 유의성 있게 증가하였으며 수확량도 각각 36%와 25%로 증가하였다. 경제성 분석 결과, 취나물 농가에서는 소득률이 증가하였지만, 부추와 미나리 농가는 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 화력발전소에서 부산물로 발생한 드라이아이스의 이용은 시설 엽채류의 생산성을 높일 수 있었다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Effect of External Light Environment and Growing Degree Days on Strawberry Production

    외부 광환경 및 생육도일온도가 딸기 생산량에 미치는 영향

    Taeseok Lee, Jingu Kim, Seokho Park, Jaehan Lee, Kilsu Han, and Jongpil Moon

    이태석, 김진구, 박석호, 이재한, 한길수, 문종필

    In this study, strawberries were grown during the two cultivation periods (first: 2020-2021, second: 2021-2022) to analyze the effect of the external …

    본 연구에서는 ‘설향’ 딸기를 두 작기(2020-2021년, 2021-2022년)에 걸쳐 재배하면서 외부 광환경과 생육도일온도가 작물 생산량에 미치는 영향을 분석하였다. 2년 동안 온실 내 환경 …

    + READ MORE
    In this study, strawberries were grown during the two cultivation periods (first: 2020-2021, second: 2021-2022) to analyze the effect of the external light environment and growing degree days (GDD) on crop production. The temperature and humidity during day in a greenhouse in each cultivation period were similarly managed. At night, there was a statistical difference in temperature and humidity in the greenhouse between two periods. The accumulated solar radiation during the first cultivation period was high in September and October. Since January, the accumulated solar radiation during the second cultivation period was high. In the second cultivation period, the initial yield was small because the accumulated solar radiation and GDD was small. But accumulated yields and potential maximum yields in second cultivation period were larger than yields in the first cultivation period as the accumulated solar radiation and GDD increased. The sugar contents of strawberry decreased as GDD increased.


    본 연구에서는 ‘설향’ 딸기를 두 작기(2020-2021년, 2021-2022년)에 걸쳐 재배하면서 외부 광환경과 생육도일온도가 작물 생산량에 미치는 영향을 분석하였다. 2년 동안 온실 내 환경 관리, 양액 관리 등은 동일하게 하였다. 재배기간 중 주간의 온실 온습도는 두 작기에서 유사하게 관리되었고, 야간의 온습도는 통계적으로 차이가 있었으나 작물 생육 범위를 벗어나지 않았다. 일사량은 9월과 10월에 첫 번째 작기의 일평균 일사량이 많아 누적일사량도 많았으며, 11월부터는 2월까지는 두 번째 작기의 일사량, 3월에는 다시 첫 번째 작기의 일사량이 많은 것으로 나타나 1월부터의 누적일사량은 두 번째 작기에서 많은 것으로 나타났다. 딸기의 최적 일장 조건인 8시간 이상의 일장이 나타난 일은 두 작기 간 큰 차이가 없었고, 변화 양상은 누적일사량의 변화와 유사하게 나타났다. 누적일사량과 생육도일온도는 상관관계가 커 생육도일온도가 딸기의 생산량과 당도에 미치는 영향을 조사해 본 결과의 초기의 누적일사량과 생육도일온도가 적었던 두 번째 작기에서 초기 수확량은 적었으나 누적일사량 및 생육도일온도가 증가함에 따라 후기에 수확량이 첫 번째 작기보다 많았으며 잠재적 최대 생산량도 큰 것으로 나타났다. 당도는 생육도일온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 이는 촉성딸기의 특성으로 판단된다. 추후 연구를 통해 단순 수확량뿐만 아니라 작물 생육, 꽃눈분화 및 출뢰시기를 조사, 분석하여 생육도일온도가 작물 생육에 미치는 영향을 다각도로 분석하는 연구도 필요하다고 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Structural Performance Evaluation of a Multi-span Greenhouse with Venlo-type Roof According to Bracing Installation

    가새 설치에 따른 벤로형 지붕 연동온실의 구조성능 평가

    Hyun Ho Shin, Man Kwon Choi, Myeong Whan Cho, Jin Hyun Kim, Tae Cheol Seo, Choung Kuen Lee, and Seung Yu Kim

    신현호, 최만권, 조명환, 김진현, 서태철, 이충근, 김승유

    In this study, the lateral loading test was performed to analyze structural performance of multi-span plastic greenhouse through full-scale experiment and numerical …

    본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통해서 현장에서 사용되는 가새 시스템을 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 횡하중 가력시험을 수행하고 성능을 분석하였다. 횡강성과 응력을 …

    + READ MORE
    In this study, the lateral loading test was performed to analyze structural performance of multi-span plastic greenhouse through full-scale experiment and numerical analysis. In order to analyze the lateral stiffness and stress, we installed 9 displacement sensors and 19 strain gauge sensors on the specimen, respectively, and load of l mm per minute was applied until the specimen failure. In the comparison between the full-scale experiment and the structural analysis results of a multi-span greenhouse with venlo-type roof according to bracing installation, there was a large difference in the lateral stiffness of the structure. By installing a brace system, the lateral stiffness measured near the side elevation of the specimen increased by up 44%. As the bracing joint used in the field did not secure sufficient rigidity, the external force could not be transmitted to the entire structure properly. Therefore, it is necessary to establish a bracing construction method and design standards in order for a greenhouse to which bracing applied to have sufficient performance.


    본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통해서 현장에서 사용되는 가새 시스템을 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 횡하중 가력시험을 수행하고 성능을 분석하였다. 횡강성과 응력을 분석하기 위해 실험체에 변위와 변형률계를 각각 9개소 및 16개소 설치하였으며 가새의 설치 유무에 따른 성능을 비교하기 위해 구조해석을 수행하였다. 실대형 실험과 가새의 설치 유무에 따른 구조해석 결과 비교에서 구조물의 횡강성이 많은 차이를 보였다. 실험체의 측고 부근에서 측정한 횡강성은 가새 시스템을 설치함으로 강성을 최대 44%까지 증가시켰다. 현장에서 사용하는 가새의 접합부가 충분한 강성을 확보하지 못함으로써 외력을 전체 구조물에 적절히 전달하지 못하여 횡강성이 구조해석 결과보다 많이 저하되는 현상이 나타났다. 따라서 온실 설계 시 구조성능의 신뢰성을 높이기 위해서 가새 시스템의 연결방법, 설치위치, 부재의 최대길이 등 온실의 접합부에 대한 명확한 시공방법과 설계기준이 정립되어 온실 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Effect of Difference in Irrigation Amount on Growth and Yield of Tomato Plant in Long-term Cultivation of Hydroponics

    장기 수경재배에서 급액량의 차이가 토마토 생육과 수량 특성에 미치는 영향

    Gyeong Lee Choi, Mi Young Lim, So Hui Kim, and Mi Young Rho

    최경이, 임미영, 김소희, 노미영

    Recently, long-term cultivation is becoming more common with the increase in tomato hydroponics. In hydroponics, it is very important to supply an …

    최근 토마토 수경재배가 증가하며 장기 재배가 일반화 되고 있다. 수경재배에서는 작물의 양분과 수분 요구도를 고려하여 적정 양액을 공급하는 것이 생산성, 자원의 이용, …

    + READ MORE
    Recently, long-term cultivation is becoming more common with the increase in tomato hydroponics. In hydroponics, it is very important to supply an appropriate nutrient solution considering the nutrient and moisture requirements of crops, in terms of productivity, resource use, and environmental conservation. Since seasonal environmental changes appear severely in long-term cultivation, it is so critical to manage irrigation control considering these changes. Therefore, this study was carried out to investigate the effect of irrigation volume on growth and yield in tomato long-term cultivation using coir substrate. The irrigation volume was adjusted at 4 levels (high, medium high, medium low and low) by different irrigation frequency. Irrigation scheduling (frequency) was controlled based on solar radiation which measured by radiation sensor installed outside the greenhouse and performed whenever accumulated solar radiation energy reached set value. Set value of integrated solar radiation was changed by the growing season. The results revealed that the higher irrigation volume caused the higher drainage rate, which could prevent the EC of drainage from rising excessively. As the cultivation period elapsed, the EC of the drainage increased. And the lower irrigation volume supplied, the more the increase in EC of the drainage. Plant length was shorter in the low irrigation volume treatment compared to the other treatments. But irrigation volume did not affect the number of nodes and fruit clusters. The number of fruit settings was not significantly affected by the irrigation volume in general, but high irrigation volume significantly decreased fruit setting and yield of the 12-15th cluster developed during low temperature period. Blossom-end rot occurred early with a high incidence rate in the low irrigation volume treatment group. The highest weight fruits was obtained from the high irrigation treatment group, while the medium high treatment group had the highest total yield. As a result of the experiment, it could be confirmed the effect of irrigation amount on the nutrient and moisture stabilization in the root zone and yield, in addition to the importance of proper irrigation control when cultivating tomato plants hydroponically using coir substrate. Therefore, it is necessary to continue the research on this topic, as it is judged that the precise irrigation control algorithm based on root zone-information applied to the integrated environmental control system, will contribute to the improvement of crop productivity as well as the development of hydroponics control techniques.


    최근 토마토 수경재배가 증가하며 장기 재배가 일반화 되고 있다. 수경재배에서는 작물의 양분과 수분 요구도를 고려하여 적정 양액을 공급하는 것이 생산성, 자원의 이용, 환경보전 측면에서도 매우 중요한데 장기재배에서는 계절적인 환경변화가 심하므로 이것을 고려한 급액 관리가 매우 중요하다. 따라서 코이어 배지를 이용한 토마토 장기재배에서 급액량이 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 온실 외부에 설치된 일사 센서로 적산일사를 기준으로 급액 횟수를 조절하였으며, 생육시기별로 급액 기준을 변경하며 4수준(High, Medium high, Meidum low, Low)으로 급액량을 달리 처리하였다. 급액량이 많을수록 배액률이 높았으며 배액의 EC가 지나치게 높아지는 것을 방지 할 수 있었다. 재배기간이 경과하면서 배액 EC가 높아졌는데 급액량이 적은 처리일수록 상승 폭이 컸다. 초장은 급액량이 가장 적은 처리구가 다른 처리구에 비하여 작았고 마디수와 화방의 발생 수는 급액량에 영향을 받지 않았다. 착과수는 전체적으로는 급액량의 영향을 크게 받지 않았으나 저온기에 발생한, 12-15화방에서는 급액량이 가장 많았던 처리구가 착과수가 적었다. 배꼽썩음과는 급액량이 가장 적은 처리구가 많았고 발생 시기도 빨랐다. 과실의 크기는 High 처리구가 컸으나 전체 수량은 Medium high 처리가 가장 많았다. 시험의 결과로 코이어를 이용한 토마토 수경재배에서 급액량이 근권의 양·수분 안정화와 생산성에 미치는 영향과 적정한 급액 관리의 중요성을 확인할 수 있었다. 따라서 최근에 보급되고 있는 복합환경제어시스템에 근권의 정보를 기준으로 정밀급액제어 알고리즘을 적용한다면 수경재배 제어기술 발전과 더불어 작물의 생산성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 판단되므로 이에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Design of a Greenhouse Monitoring System using Arduino and Wireless Communication

    아두이노와 무선통신을 이용한 온실 환경 계측 시스템 설계

    Bo Hyun Sung and Young-Yeol Cho

    성보현, 조영열

    One of the important factors among the smart farm factors is environmental measurement. This study tried to design an environmental measurement monitoring …

    스마트팜 요소들 중에서 중요한 요인 중 하나는 환경 계측이다. 본 연구에서는 오픈 소스 프로그램인 아두이노, 앱 인벤터와 노드 레드를 이용하여 로라와 블루투스 …

    + READ MORE
    One of the important factors among the smart farm factors is environmental measurement. This study tried to design an environmental measurement monitoring system through Bluetooth wireless communication with LoRa using the open source programs Arduino, App Inventor, and Node Red. This system consists of Arduino, LoRa shield, temperature and humidity sensor (SHT10), and carbon dioxide sensor (K30). The environmental measurement system is configured as a system that allows the sensor to collect environmental data and transmit it to the user through wireless communication to conveniently monitor the farm environment. As libraries used in the Arduino program, LoRa.h, Sensirion.h, LiquidCrystal_I2C.h and K30_I2C.h were used. When receiving environmental data from the sensor at regular intervals, coding using average value was used for data stabilization. An Android-based app was developed using Node Red and App Inventor program as the user interface. It can be seen that the environmental data for the sensor is well collected with the screen output to the serial screen of Arduino, the screen of the smartphone, and the user interface of Node Red. Through these open source-based platforms and programs will be applied to various agricultural applications.


    스마트팜 요소들 중에서 중요한 요인 중 하나는 환경 계측이다. 본 연구에서는 오픈 소스 프로그램인 아두이노, 앱 인벤터와 노드 레드를 이용하여 로라와 블루투스 무선 통신을 통한 환경 계측 모니터링 시스템을 설계하였다. 이 시스템은 아두이노, 로라 쉴드, 온습도 센서(SHT10), 이산화탄소 센서(K30)로 구성되었다. 아두이노(Arduino) 프로그램에서 사용된 라이브러리로는 LoRa.h, Sensirion.h, LiquidCrystal_I2C.h와 K30_I2C.h를 사용하였다. 일정한 주기로 센서에서 환경 데이터를 받을 때, 데이터의 안정화를 위해 평균값을 사용한 코딩을 사용하였다. 사용자 인터페이스로 노드 레드와 앱 인벤터 프로그램을 이용하여 안드로이드 기반의 앱을 개발하였다. 아두이노의 시리얼 화면과 스마트 폰의 화면 및 노드 레드의 사용자 인터페이스에 출력되는 화면으로 센서에 위한 환경 자료가 잘 수집되어 디스플레이되는 것을 볼 수 있었다. 이러한 오픈소스 기반의 플랫폼과 프로그램들은 다양한 농업 응용 분야에 적용될 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Fertilizer Effect of Waste Nutrient Solution in Greenhouses for Young Radish Cultivation

    열무 재배를 위한 시설하우스 폐양액의 비료 효과

    Youngsin Hong, Jongpil Moon, Minjung Park, Jinkwan Son, and Sungwook Yun

    홍영신, 문종필, 박민정, 손진관, 윤성욱

    The purpose of this study is to enhance utilization of the waste nutrient solution (WNS) disposed at the hydroponic greenhouse. Several sets …

    본 연구에서는 양액재배 시 발생되는 폐양액의 적절한 농업적 이용방안을 강구하기 위해 폐양액의 비료 효과시험, 토양컬럼 시험, 그리고 작물 재배시험을 수행하였다. 폐양액의 비료 …

    + READ MORE
    The purpose of this study is to enhance utilization of the waste nutrient solution (WNS) disposed at the hydroponic greenhouse. Several sets of testing were conducted to examine the effects of WNS: (a) a fertilizer effect, (b) soil column leaching, and (c) crop cultivation. The fertilizer effect test was applied in young radish cultivation by examining the growth characteristics of young radish and soil based on inorganic nitrogen according to the soil treatment of the nitrogen fertilizer (NF) and the WNS. The fertilizer effects and crop cultivation test were conducted with five treatments (A-E): A, non-treatment (water); B, 100% of NF; C, 70% of NF + 30% of WNS; D, 50% of NF + 50% of WNS; and E, 30% of NF + 70% of WNS. The soil column leaching test was conducted with three treatments: non-treatment (water), 100% of NF, 50% of WNS + 50% of NF. As a result, the chemical properties of the WNS were pH 6.0, EC 2.4dS·m-1, total phosphorus (T-P) 28mg·L-1, ammonium nitrogen (NH4-N) 5.0mg·L-1, and nitrate nitrogen (NO3-N) 301mg·L-1. The chemical properties of the soil were pH 5.51, EC 0.31dS/m, organic matter 2.08g·kg-1, NO3-N 9.64mg·kg-1, and NH4-N 3.20mg·kg-1. The results of fertilizer effects showed that the ratio of 50% or less of NF and 50% or more of WNS was high in young radish growth. There was no statistically significant difference between the soil chemistry in the C-E treatments where WNS was mixed with NF and the B treatment where only NF was applied. As a result of the soil column leaching test, there was no significant difference in the concentrations of NO3 and NH4 in the treatment of 100% of NF and 50% of NF + 50% of WNS. The study indicates, if the mixed fertilizer of WNS and NF is applied in the soil cultivation of young radish, it will reduce the use of NF and environmental pollution. This also helps reduce production costs on farmers and increase the yield of young radish.


    본 연구에서는 양액재배 시 발생되는 폐양액의 적절한 농업적 이용방안을 강구하기 위해 폐양액의 비료 효과시험, 토양컬럼 시험, 그리고 작물 재배시험을 수행하였다. 폐양액의 비료 효과시험은 무기질소를 기준으로 질소비료와 폐양액의 토양 처리에 따른 열무의 생육특성과 토양의 화학적 특성을 조사하였다. 폐양액 비료 효과시험과 작물 재배시험을 위한 토양에 대한 폐양액의 처리는 무처리; A, 질소비료 100%; B, 질소비료 70%+폐양액 30%; C, 질소비료 50%+폐양액 50%; D, 질소비료 30%+폐양액 70%; E 총 5개 처리구로 하였다. 토양컬럼 시험을 위한 토양에 대한 폐양액의 처리는 무처리, 질소비료 100%, 폐양액 50%+질소비료 50% 3개 처리구로 하였다. 폐양액의 화학성은 pH 6.0, EC 2.4dS·m-1, 총인(T-P) 28mg·L-1, 암모늄태 질소(NH4-N) 5.0mg·L-1, 질산태 질소(NO3-N) 301mg·L-1로 나타났다. 토양의 화학성은 pH 5.51, EC 0.31dS·m-1, 유기물 2.08g·kg-1, 질산태 질소 9.64mg·kg-1, 암모늄태 질소 3.20mg·kg-1으로 나타났다. 질소비료 50% 이하와 폐양액 50% 이상의 비율이 열무 생육에 효과가 높은 것으로 나타났다. 폐양액을 질소비료와 함께 혼합하여 적용한 C-E 처리구에서 토양의 이화학성은 질소비료만을 적용한 B 처리구와 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 토양컬럼 시험 결과 질소비료 100%와 폐양액 50%+질산비료 50% 처리구의 NO3와 NH4의 농도는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 폐양액을 화학비료의 표준시비량을 기준으로 이용하여 토양에 처리하면 토양 내 질소 성분의 이동과 주변의 영향은 일반 화학비료와 유사하게 나타나는 것으로 판단된다. 열무 토경재배에 폐양액과 질소비료를 혼합하여 사용하면 폐양액의 재이용으로 환경적 부담도 줄일 수 있고, 질소비료의 사용량도 줄일 수 있어 농가에 경제적 부담 감소와 열무 생산량 증대 효과도 기대할 수 있다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Effects of Heating Initiative Temperature and CO2 Fertilizing Concentration on the Growth and Yield of Summer Squash in a Greenhouse

    온실 난방 개시온도와 CO2 시비 농도가 애호박의 생육과 수량에 미치는 영향

    Hei Woong Goo, Eun Ji Kim, Hae Yeong Na, and Kyoung Sub Park

    구희웅, 김은지, 나해영, 박경섭

    This study was conducted to find out the efficiency of heating initiative temperature and carbon dioxide fertilization in summer squash (Cucurbita …

    본 연구는 난방 개시 온도와 CO2 시비의 효율을 알아보기 위해 수행되었다. 난방 개시 온도 실험은 9℃, 12℃, 15℃로 구분하여 목표 온도보다 …

    + READ MORE
    This study was conducted to find out the efficiency of heating initiative temperature and carbon dioxide fertilization in summer squash (Cucurbita moschata D.). The heating start temperature experiment was performed at 9°C, 12°C, and 15°C using an electric heater and operated when the temperature was lower than the target temperature. The CO2 fertilization concentration experiment was performed from 7 to 12 with the control, 500 µmol·mol-1, and 800 µmol·mol-1 using liquefied carbon dioxide. Investigation items were plant height, stem diameter, number of leaves, leaf area, fresh weight, dry weight, also economic analysis was conducted by surveying only fruits exceeding 100 g. Photosynthesis was measured for the upper leaf position to calculate the saturation point according to the control. The photo saturation point was 587 µmol·m-2·s-1, and the CO2 saturation point was 702 µmol·mol-1. Amax values by carbon dioxide were 13.4, 17.8, 17.2, 19.6, and 17.5 µmolCO2·m-2·s-1 in the order of 9°C, 12°C, 15°C, 500 µmol·mol-1, and 800 µmol·mol-1. In the temperature experiment, 9°C in growth did not grow normally and no fruiting was performed. 12°C and 15°C were higher than 9°C, but there was no significant difference in growth and production. The CO2 fertilization experiment showed no significant difference between the treatment in growth, but the productivity of 800 µmol·mol-1 was the best. Comprehensively, the heating initiative temperature of 15°C was good for crop growth and production, but there is no significant difference from 12°C, so it is good to set the heating start temperature to 12°C economically, and maintaining of 800 µmol·mol-1 is effective in increasing production.


    본 연구는 난방 개시 온도와 CO2 시비의 효율을 알아보기 위해 수행되었다. 난방 개시 온도 실험은 9℃, 12℃, 15℃로 구분하여 목표 온도보다 낮아지면 전기 온열기구가 작동하게 하였다. CO2 시비 농도 실험은 액화탄산가스를 이용하여 무처리, 500µmol·mol-1, 800µmol·mol-1으로 7시부터 12시까지 처리하였다. 생육 특성으로 초장, 경경, 엽수, 엽면적, 생체중, 건물중을 조사하였고, 200g 넘는 과실만을 대상으로 수량을 조사하여 경제성 분석을 하였다. 상위엽에 대한 광합성 측정을 하여 처리에 따른 포화점을 산출하였다. 애호박의 광포화점은 587µmol·m-2·s-1이였고 CO2 포화점은 702µmol·mol-1 이였다. CO2에 의한 Amax값은 9℃, 12℃, 15℃, 500µmol·mol-1, 800µmol·mol-1 순으로 13.4, 17.8, 17.2, 19.6, 17.5µmol CO2·m-2·s-1이었다. 온도 실험에서 9℃는 생육과 착과가 정상적으로 이루어지지 않았다. 12℃와 15℃는 9℃보다 높았지만 생육과 생산에서 유의미한 차이를 보이지 않았다. CO₂ 농도 실험은 생육에서 처리구간 유의한 차이를 보이지 않았지만 800µmol·mol-1의 생산성이 가장 좋았다. 이상의 결과를 종합적으로 보면 난방 개시 온도는 15℃인 것은 작물 생육과 생산에는 좋았지만 12℃와 유의적인 차이가 없어 경제적 측면에서 난방 개시 온도를 12℃로 설정하는 것이 좋은 것으로 보이며, CO2 시비 농도 800µmol·mol-1를 유지하는 것이 생산량 증가에 효과적이었다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Changes of Plant Growth and Nutrient Concentrations of the Drainage According to Drainage Reuse and Substrate Type in Sweet Pepper Hydroponics

    파프리카 수경재배 시 배액 재사용과 배지 종류에 따른 생육 및 배액 내 이온 농도 변화

    Mi Young Lim, Eun Seol Jeong, Mi Young Roh, Gyeong Lee Choi, So Hui Kim, and Choung Keun Lee

    임미영, 정은설, 노미영, 최경이, 김소희, 이충근

    This study was conducted to investigate the effect of closed cultivation and open cultivation method and substrate type on the nutrient ion …

    본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L.) ‘Scirocco’ 품종 수경재배 시 배액 재사용 여부에 따른 순환식 재배와 비순환식 재배 및 배지 종류가 배액의 …

    + READ MORE
    This study was conducted to investigate the effect of closed cultivation and open cultivation method and substrate type on the nutrient ion change pattern and growth of sweet pepper (Capsicum annuum L.) ‘Scirocco’ according to the reuse of drainage in hydroponics. The sowing, transplanting, and application of the closed and open cultivation method were carried out on August 19 and September 16, and October 21, 2021, respectively. As a result of the analysis of nutrients in the drainage, Na+ and Cl are representative ions that crops do not absorb properly, and as the growth progresses, they are accumulated in the closed method. In addition, since the content of NH4-N in the drainage is significantly lower than that of NO3-N, it is thought that NH4-N is preferentially absorbed rather than NO3-N due to the ion selectivity of sweet pepper. The growth and fruit characteristics of sweet pepper did not differ significantly between treatments according to the drainage reuse and the type of substrate. In conclusion, if you take care of poor fruiting due to the weakening of power after the middle period in hydroponic cultivation of sweet pepper according to the cultivation method of closed and open, and the substrate type of coir and rock wool, the difference between treatments is not large, so the sweet pepper can be produced by selecting the cultivation methods and substrate types suitable for the conditions of grower. However, as interest in environmental pollution has recently increased, it is judged that there is no need to worry about a decrease in quantity or quality, even if a closed cultivation method is adopted under the assumption that pathogen infection due to drainage reuse is well managed. It is expected that if coir is applied instead of rock wool, which causes a problem of disposal, it will further contribute to the reduction of environmental pollution.


    본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L.) ‘Scirocco’ 품종 수경재배 시 배액 재사용 여부에 따른 순환식 재배와 비순환식 재배 및 배지 종류가 배액의 양분 이온 변화 양상과 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 파프리카의 파종은 2021년 8월 19일에, 정식은 2021년 9월 16일, 순환식 및 비순환식의 재배 방식 적용은 2021년 10월 21일에 시행하였다. 배액 내 양분 분석 결과, Na+와 Cl은 작물이 제대로 흡수하지 않는 대표적은 이온으로써 생육이 진전될수록 순환식 재배방식에서 집적되었다. 또한 배액 내 NH4-N의 함량이 NO3-N의 함량에 비해 현저히 낮으므로 파프리카의 이온 선택성으로 인해 NO3-N보다 NH4-N이 우선 흡수되는 것으로 생각된다. 파프리카의 생육 및 과실 특성은 배액 재사용 여부와 배지의 종류에 따른 처리 간의 차이가 크지 않았다. 결론적으로 순환식과 비순환식의 수경재배 방식, 코이어와 암면의 배지 종류에 따른 파프리카 수경 재배 시 중기 이후의 세력 약화로 인한 착과 불량을 유의하여 관리한다면 처리 간의 차이가 크지 않으므로 농가의 실정에 맞는 재배 방식과 배지를 선택하여 파프리카를 생산할 수 있을 것으로 생각된다. 다만 최근 환경오염에 대한 관심이 높아진 만큼 배액 재사용에 따른 병원균 감염 등을 잘 관리한다는 가정 하에서 순환식 재배 방식을 채택해도 수량 감소나 품질 저하 등은 우려하지 않아도 될 것이라 판단되며, 폐기 문제가 발생하는 암면 대신 코이어 배지를 선택한다면 더욱 환경오염 감소에 기여할 수 있으리라 기대된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Application of Greenhouse Climate Management Model for Educational Simulation Design

    교육용 시뮬레이션 설계를 위한 온실 환경 제어 모델의 활용

    Seungri Yoon, Dongpil Kim, Inha Hwang, Jin Hyun Kim, Minju Shin, Ji Wong Bang, and Ho Jeong Jeong

    윤승리, 김동필, 황인하, 김진현, 신민주, 방지웅, 정호정

    Modern agriculture is being transformed into smart agriculture to maximize production efficiency along with changes in the 4th industrial revolution. However, rural …

    국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, …

    + READ MORE
    Modern agriculture is being transformed into smart agriculture to maximize production efficiency along with changes in the 4th industrial revolution. However, rural areas in Korea are facing challenges of aging, low fertility, and population outflow, making it difficult to transition to smart agriculture. Among ICT technologies, simulation allows users to observe or experience the results of their choices through imitation or reproduction of reality. The combination of the three-dimension (3D) model and the greenhouse simulator enable a 3D experience by virtual greenhouse for fruits and vegetable cultivation. At the same time, it is possible to visualize the greenhouse under various cultivation or climate conditions. The objective of this study is to apply the greenhouse climate management model for simulation development that can visually see the state of the greenhouse environment under various micrometeorological properties. The numerical solution with the mathematical model provided a dynamic change in the greenhouse environment for a particular greenhouse design. Light intensity, crop transpiration, heating load, ventilation rate, the optimal amount of CO2 enrichment, and daily light integral were calculated with the simulation. The results of this study are being built so that users can be linked through a web page, and software will be designed to reflect the characteristics of cladding materials and greenhouses, cultivation types, and the condition of environmental control facilities for customized environmental control. In addition, environmental information obtained from external meteorological data, as well as recommended standards and set points for each growth stage based on experiments and research, will be provided as optimal environmental factors. This simulation can help growers, students, and researchers to understand the ICT technologies and the changes in the greenhouse microclimate according to the growing conditions.


    국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어 시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱 타당한 결과를 보일 것이다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Growth Characteristics of Strawberry Runner Plants according to Mixing Ratio of Reused Rockwool, Decomposed Granite, and Horticultural Media

    재사용 암면, 마사토 및 원예용 상토의 혼합비율에 따른 딸기 자묘의 생육 특성

    Ji-Hee Jeong, Hyo Jun Bae, Baul Ko, Yang Gyu Ku, Ho Cheol Kim, and Jong Hyang Bae

    정지희, 배효준, 고바울, 구양규, 김호철, 배종향

    This study was conducted to investigate the horticultural media + decomposed granite + reused rock wool in the following mixing ratio: Control …

    본 연구는 원예용 상토:마사토:재사용 암면을 100:0:0(대조구), 80:0:20(M1), 60:30:10(M2), 40:30:30(M3), 30:40:30 (M4) 및 0:50:50(M5)의 비율(v:v:v)로 혼합한 후 상토의 물리∙화학성과 ‘설향’ 딸기 자묘의 생육에 …

    + READ MORE
    This study was conducted to investigate the horticultural media + decomposed granite + reused rock wool in the following mixing ratio: Control = 100:0, M1 = 80:0:20, M2 = 60:30:10, M3 = 40:30:30, M4 = 30:40:30, M5 = 0:50:50 (reused rockwool : decomposed granite : horticultural media) and develop the physicochemical properties and the growth of 'Sulhyang' strawberry runner plant. In the physical aspect of the horticultural media, statistical differences were recognized that the bulk density and particle density were lower in the control and M1. But the bulk density and particle density were high in the M3, M4, and M5, because it had high mixing ratio between recycled rock wool and decomposed granite. EAW and WBC showed a similar tendency. The air porosity and total porosity were higher in control and M1 than M3, M4, M5. Exchangeable cation (K+, Ca2+, Na+, Mg2+) and base replacement capacity (CEC) were higher in control and M1, than M2, M3, M4, and M5. As a result of the cultivation of 'Sulhyang' runner plant, the plant length was long in M2, 32.1 cm and smaller than M5 to 28.4 cm. However, if the crown diameter, which is the growth indicator of the runner plant, all 6 treatments were formed 11.23 mm-12.03 mm, which is considered to be suitable for the growth of the runner plant. There wasn‘t a statistical difference between the weight and dry weight of the root. As a result, the growth difference of the seedlings by the horticulture media was similar. Therefore, considering the physical properties of the horticultural media, it was judged that the air porosity and total porosity would be improved when the recycled rock wool and the decomposed granite were properly mixed rather than the use of the horticultural media as a single medium, which would be advantageous for irrigation management.


    본 연구는 원예용 상토:마사토:재사용 암면을 100:0:0(대조구), 80:0:20(M1), 60:30:10(M2), 40:30:30(M3), 30:40:30 (M4) 및 0:50:50(M5)의 비율(v:v:v)로 혼합한 후 상토의 물리∙화학성과 ‘설향’ 딸기 자묘의 생육에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 상토의 물리적 측면에서는 통계적 차이가 인정되었으며 용적밀도 및 입자밀도는 원예용 상토가 대부분인 대조구와 M1에서 낮았으나, 재활용 암면과 마사토의 혼합비율이 높았던 M3, M4, M5에서 용적밀도와 입자밀도가 높았다. 유효수분과 완충수분에서도 비슷한 경향을 보였다. 반면 공극률과 기상률은 대조구와 M1에서 높았고 M3, M4, M5에서 낮았다. 치환성 양이온(K, Ca, Na, Mg)과 염기치환용량(CEC)은 대조구와 M1에서 높았으며 M1, M3, M4, M5에서 낮았다. ‘설향’ 자묘를 재배한 결과, 초장은 M2에서 32.1cm로 길었고 M4에서 28.4cm로 작았으나 자묘의 생육지표인 크라운 직경으로 판단한다면 모든 배지에서 11.23-12.03mm로 형성되어 자묘의 생육에 적합하다고 생각된다. 지상부, 지하부의 생체중과 건물중은 유의한 차이가 없었다. 생육 결과를 종합하였을 때, 일정 비율의 재사용 암면과 마사토를 혼합하여도 원예용 상토만을 사용한 것과 동일한 수준의 생육을 나타내었으나, 재활용 암면과 마사토를 적정 비율로 혼합하였을 때, 공극률, 기상률 등 물리성이 개선되어 관수관리에 유리할 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022
  • Original Articles

    Comparison of Tomato Growth and Yield according to Solar Radiation by Location in Multi-span Greenhouses

    연동온실 내 위치별 일사량에 따른 토마토의 생육 및 수량 비교

    Hyun Ho Shin, Man Kwon Choi, Hee Ryong Ryu, Myeong Whan Cho, Jin Hyun Kim, Tae Cheol Seo, In Ho Yu, Seung Yu Kim, and Choung Kuen Lee

    신현호, 최만권, 류희룡, 조명환, 김진현, 서태철, 유인호, 김승유, 이충근

    To examine the distribution of internal solar radiation within various locations in multi-span greenhouses, the solar radiation, light transmittance, and accumulated radiation …

    본 연구에서는 연동온실의 골조로 인한 내부 광 분포를 검토하기 위하여 위치별(중앙부 및 측면부) 일사량을 실측하고, 오전(08:30-12:30)과 오후(12:35-16:30)로 시간대를 구분하여 일사량, 광 투과율 …

    + READ MORE
    To examine the distribution of internal solar radiation within various locations in multi-span greenhouses, the solar radiation, light transmittance, and accumulated radiation at the central and lateral sections were analyzed by dividing 8:30 to 12:30 in the morning and 12:35 to 16:30 in the afternoon. The growth and yield of tomatoes within these sections were also compared. In the morning, the solar radiation of the central section and the side section was 275.2 W·m-2 and 314.9 W·m-2, while in the afternoon, it was 314.9 W·m-2 and 313.9 W·m-2, respectively. The light transmittance and accumulated radiation were also low, confirming the low distribution of solar radiation in the central (connecting) section of the multi-span greenhouses. The growth survey revealed no significant difference. The final yield of tomatoes per plant was 4,828 g in the central section and 4,851 g in the lateral section, but there was no significant difference in the central section compared to the lateral section by 0.5%. However, the amount of solar radiation as per time in the central section is higher than the light compensation point, 60 W·m-2, and slightly lower than the light saturation point of tomatoes, i.e., 281 W·m-2. The results of this study can help in greenhouse design based on the insolation environment.


    본 연구에서는 연동온실의 골조로 인한 내부 광 분포를 검토하기 위하여 위치별(중앙부 및 측면부) 일사량을 실측하고, 오전(08:30-12:30)과 오후(12:35-16:30)로 시간대를 구분하여 일사량, 광 투과율 및 일 적산일사량을 분석하였다. 또한 토마토의 생육 및 수확량을 위치별로 비교하였다. 오전일 때 중앙부와 측면부의 일사량은 각각 275.2W·m-2, 314.9W·m-2이고, 오후일 때는 각각 278.1W·m-2, 313.9W·m-2로 측면부보다 중앙부가 오전은 12.6%, 오후는 11.4% 낮았고, 광 투과율과 일 적산일사량도 중앙부가 낮게 나타났다. 생육 특성에 있어서는 첫 번째 조사의 엽장과 엽폭을 제외하고는 조사 종료일까지 유의미한 차이가 없었다. 토마토의 최종 주당 평균 수확량은 재배 위치에 따라 중앙부 4,828g, 측면부 4,851g으로 유의미한 차이는 없었고, 중앙부가 0.5% 적게 나타났다. 토마토의 광보상점은 60W·m-2이고 광포화점은 281W·m-2로 중앙부의 시간대별 일사량은 광보상점보다는 높고, 광포화점보다는 낮으나 그 차이가 크지 않아 온실 내 위치에 따른 생육 및 수확량의 차이가 미미한 것으로 판단하였다. 향후 이 검토 결과를 포함하여 온실을 설계할 때 광 환경을 고려한 설계를 위해 온실의 설치 방향, 위치 및 지붕 경사도 등에 따른 온실 내 광 분포 분석이 필요하다.

    - COLLAPSE
    31 October 2022