온도에 따른 난지형 마늘 ‘남도’의 생육과 수확기 구생체중 모델 개발

한국생물환경조절학회 한국생물환경조절학회 2017 생물환경조절학회지 Vol.26 No.1

본 연구는 난지형 마늘 ‘남도’의 적정 생육 온도 구명과 일 평균온도를 이용한 구중 예측을 위하여 수행되었다. 온도처리는 주간 16시간 야간 8시간 처리로 11/7oC, 14/10oC, 17/12oC, 20/15oC, 23/18oC, 28/23oC 로 설정하였다. 구의 생체중과 건물중은 20oC/15oC 처리구에서 가장 높았으며 고온이나 저온으로 갈수록 감소하였다. 엽수와 총엽면적은 저온인 처리구가 고온처리구보다 생장이 느렸으나, 최종적으로는 최고온도인28/23oC을 제외하고 유사한 경향을 보였다. 구의 생체중으로 6종의 함수를 개발하였으며 이를 통해 ‘남도’ 마늘의 적정 생육온도와 한계온도, 온도에 따른 구생장량을 확인할 수 있었다. 분석 결과 ‘남도’ 마늘의 적정 생육온도는 18~20oC 이며 GDD 기본온도와 한계온도는 7.1oC와 31.7oC로 추정할 수 있었다. 일 평균온도를 이용한 수확기 기준 구 생체중 모델을 검증하기 위하여 온도구배터널의 기상자료를 이용하여 예측하였다. 선형함수를 이용한 예측은 79.0~95.0%, 2차 함수를 이용한 예측은 77.2~92.3%, 로 지스틱분포 함수를 이용한 예측은 80.0~95.8% 예측도를 보였다. 이중 가장 예측력이 좋은 함수는 로지스틱분포 함수이며 생육적정온도와 한계온도도 잘 표현하였다. This study was conducted to investigate optimal temperature of garlic and develop bulb weight model in harvest time. Day and night temperature in chambers was set to 11/7oC, 14/10oC, 17/12oC, 20/15oC, 23/18oC, 28/ 23oC(16/8h). Bulb fresh and dry weight was heaviest on 20/15oC. In 11/7oC and 14/10oC, leaf number and total leaf area increased slowly. But in the harvest, leaf number and total leaf area were not significant, except 28/23oC. Models were developed with fresh bulb weight. As a result of analyzing the model, 18~20oC certified optimal mean temperature. And the growing degree day base temperature estimated 7.1oC, upper temperature threshold estimated 31.7oC. To verify the model, mean temperature on temperature gradient tunnel applied to the growth rate model. Lineal function model, quadric model, and logistic distribution model showed 79.0~95.0%, 77.2~92.3% and 85.0~95.8% accuracy, respectively. Logistic distribution model has the highest accuracy and good for explaining moderate temperature, growing degree day base temperature and upper temperature threshold.

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2003 생물환경조절학회지 Vol.12 No.4

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2004 생물환경조절학회지 Vol.13 No.4

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2002 생물환경조절학회지 Vol.11 No.4

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2001 생물환경조절학회지 Vol.10 No.4

포그분사 및 공기유동에 의한 온실재배 토마토의 엽온 변화

남상운,김영식,서동욱 (사) 한국생물환경조절학회 2014 생물환경조절학회지 Vol.23 No.1

To investigate the influence of surrounding environment on the plant temperature and examine the effectof plant temperature control by fogging and airflow, plant temperature of tomato, inside and outside air temperatureand relative humidity, solar radiation and wind speed were measured and analyzed under various experimental conditionsin plastic greenhouse with two-fluid fogging systems and air circulation fans. According to the analysis of planttemperature and the change of inside and outside air temperature in each condition, inside air temperature and planttemperature were significantly higher than outside air temperature in the control and shading condition. However, inthe fogging condition, inside air temperature was lower or slightly higher than outside air temperature. It showed thatplant temperature could be kept with the temperature similar to or lower than inside air temperature in fogging andairflow condition. To derive the relationship between surrounding environmental factor and plant temperature, we didmultiple regression analysis. The optimum regression equation for the temperature difference between plant and airincluded solar radiation, wind speed and vapor pressure deficit and RMS error was 0.8oC. To investigate whether thefogging and airflow contribute to reduce high temperature stress of plant, photosynthetic rate of tomato leaf wasmeasured under the experimental conditions. Photosynthetic rate was the highest when using both fogging and airflow,and then fogging, airflow and lastly the control. So, we could assume that fogging and airflow can make bettereffect of plant temperature control to reduce high temperature stress of plant which can increase photosynthetic rate. It showed that the temperature difference between plant and air was highly affected by surrounding environment. Also, we could estimate plant temperature by measuring the surrounding environment, and use it for environmentcontrol to reduce the high temperature stress of plant. In addition, by using fogging and airflow, we can decreasetemperature difference between plant and air, increase photosynthetic rate, and make proper environment for plants. We could conclude that both fogging and airflow are effective to reduce the high temperature stress of plant. 주변 환경이 작물의 엽온에 미치는 영향을 규명하고,포그분사 및 공기유동에 의한 엽온조절의 효과를 검토하기 위하여 이류체 포그시스템 및 공기유동 장치를 설치한 토마토 재배온실에서 다양한 실험조건하에 작물의 엽온과 실내외 온습도, 일사량, 풍속 등의 환경을 계측하여 분석하였다. 처리조건별 엽온 및 실내외 기온의 변화를 분석한 결과, 무처리와 차광조건에서는 실내기온과엽온 모두 외기온보다 상당히 높았으나, 포그분사 조건에서는 실내온도가 외기온보다 낮거나 약간 높은 정도를유지하는 것으로 나타났고, 포그분사와 공기유동 조건에서는 엽온을 실내온도와 비슷하거나 더 낮게 유지할 수있는 것으로 나타났다. 일사량, 풍속 및 포차에 따른 엽기온차의 변화를 분석하였으며, 주변 환경요인과 엽온과의 관계를 도출하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다. 엽기온차에 대한 최적의 회귀방정식은 일사량, 풍속, 포차를 모두 고려한 것으로써 RMS 오차는 0.8oC였다. 본회귀방적식을 이용하여 온실의 온습도, 일사량, 풍속을측정하면 엽온을 추정할 수 있으며, 토마토 재배온실의고온기 작물 스트레스 경감을 위한 환경조절에 활용할수 있을 것으로 판단된다. 처리조건별 광합성 속도는 포그분사와 공기유동의 병행 처리에서 가장 컸고, 포그분사, 공기유동, 무처리 순으로 나타났다. 포그분사에 공기유동까지 병행하면 체온조절 효과가 증대하여 작물의 고온 스트레스를 경감할 수 있으며 결국 광합성을 증대시킬 수 있는 것으로 판단된다. 이상을 종합해보면 엽온과기온의 차이는 주변 환경에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 주변 환경을 계측함으로써 엽온을 추정할 수있고, 그것을 고온 스트레스 경감을 위한 환경조절에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 포그분사 및 공기유동을 통해 엽기온차를 줄이고 광합성 속도를 증가시켜작물생장에 유리한 환경을 조성할 수 있으며, 고온 스트레스를 경감시키는데 효과적일 것으로 판단된다.

친환경 육묘시 세 가지 박과채소의 흰가루병에 대한친환경 제제의 방제효과

여경환,장윤아,김수,엄영철,이상규,이한철 (사) 한국생물환경조절학회 2013 생물환경조절학회지 Vol.22 No.4

The purpose of this study was to evaluate the control efficacy of major environment-friendly control agents against powdery mildew, as affected by the application condition such as disease-developing stage and microclimate,as compared with the efficacy of pesticides in plug seedling of three Cucurbitaceae vegetables, including cucumber, melon, and oriental melon. Single or combined application of major six environment-friendly control agents was used in the experiment: two biofungicide (Ampelomyces quisqualis 94013 and Bacillus subtilis Y1336),two plant extracts (neem oil and extracts of Rheum undulatum), and two mineral materials (wettable sulfur powder and lime bordeaux mixture). These control agents were treated to the plug seedlings for preventing powdery mildew and curative applications for managing powdery mildew. In all treatments, the disease incidence declined as daily average temperatures increased to 30oC for consecutive 6~8 days with maximum temperature over 40oC. In preventative application, the control efficacy against powdery mildew was the highest in the treatment of wettable sulfur powder, and lowest in the B. subtilis Y1336, with values of 20~40%. In cucumber seedlings, the preventive single application of neem oil or wettable sulfur powder was more effective than curative application of fungicides, while the control efficacy of these agents was similar to those of fungicides in melon seedlings. The single application of R. undulatum extracts was also effective in preventing the disease for both cucumber and melon seedlings, showing a higher control efficacy than those of biofungicides during seedling stage. The treatment of water spray was not effective and showed a higher disease incidence than the untreated control plot in the oriental melon and melon seedlings. The curative application with environment friendly control agents, after powdery mildew was first detected, could not successfully controlled the disease at the middle stage (5~10% of disease incidence) of disease development. The curative combined application of [R. undulatum extracts (1st application) + wettable sulfur powder (2nd) + neem oil (3rd)] showed the highest control efficacy among the other treatments, with control value over 80% at the early stage (less than 1% of disease incidence) of disease development. 본 실험은 박과류(오이, 참외, 멜론)를 공시작물로 하여친환경 육묘시 친환경 제제와 시용조건에 따른 흰가루병의 방제효과를 구명하고 기존 등록된 농약과 대조하여그 효과를 검정하기 위해 수행되었다. 친환경제제는 유효미생물로서 Ampelomyces quisqualis 94013(AQ94013)과Bacillus subtilis Y1336(BS Y1336), 식물추출물로서 님오일(Neem oil)과 대황(Rheum undulatum)추출물, 미네랄제제는 황수화제와 석회보르도액(Lime Bordeaux mixture)을 단용 또는 혼용처리하여 병 발생시기(발생전, 초기,중기)에 따라 처리하였다. 모든 처리구에서 시설내 일평균온도 30oC 이상, 하루 중 최고기온이 40oC 이상의조건이 일주일 이상 지속되는 기간 동안 유묘의 흰가루병의 발병도는 감소하였고, 대조구인 무처리구에서의 발병도도 크게 감소되어 10% 미만으로 나타났다. 발생 전처리시 방제효과는 모든 작물에서 황수화제가 가장 높았고, BS Y1336는 방제가가 20~40%로서 가장 낮게 나타났다. 오이의 경우 발생전 처리시 님오일과 황수화제 처리는 살균제보다 높은 방제효과를 보였으며, 멜론에서는농약과 비슷한 방제가를 보였다. 대황추출물은 전 생육기간 동안 미생물제제보다 높은 방제가를 나타내었고,오이와 멜론작물에서 발생초기 처리시 효과가 우수하였다. 물살포구는 무처리구와 비슷한 발병도를 보여 방제효과가 없었고, 참외와 멜론에서 물살포 처리는 무처리보다 더 높은 발병도를 보였다. 병발생후 친환경제제 처리시 방제효과는 처리하는 시기가 늦어질수록 감소하였다. 친환경제제의 혼용처리에 의한 방제효과를 조사하였을 때, 대황추출물(1주차) + 황수화제(2주차) + 님오일(3주차)의 조합으로 한 가지의 친환경제제를 주당 1회씩총 3주 동안 혼용처리 했을 때, 전 육묘기간 동안 오이에서는 90% 이상, 모든 작물에서 평균 80% 이상의 방제가를 나타내어 다른 조합의 처리에 비해 높은 방제효과를 보였다. 본 실험결과를 통해 박과채소의 친환경 육묘시 흰가루병에 대한 친환경제제의 방제효과는 단용처리 했을 때, 병발생 전후 처리에 상관없이 모든 작물에서 황수화제 처리가 가장 높게 나타났으며, 혼용처리시에는 대황추출물(1주차) + 황수화제(2주차) + 님오일(3주차)의 조합이 가장 효과가 높은 것으로 나타났다.

저일조 조건에서 몇 가지 친환경농자재가 고추와 토마토의 유묘 생육에 미치는 영향

엄영철(Yeong-Cheol Um),서태철(Tae-Cheol Seo),장윤아(Yoon-Ah Jang),이상규(Sang-Gyu Lee),이준구(Jun-Gu Lee),최장선(Chang-Sun Choi),오상석(Sang-Seok Oh) (사)한국생물환경조절학회 2011 생물환경조절학회지 Vol.20 No.4

저일조 조건에서 고추와 토마토 유묘의 생육에 미치는 몇 가지 친환경농자재의 이용효과를 검토하고자 하였다. 친환경농자재는 미생물제재, 효소제, 아미노산제 3종을 이용하였고 30% 차광조건에서 토마토와 고추를 육묘하였으며, 육묘용 상토 종류에 따른 차이를 보기 위해 일반 원예용(유비)상토와 무비상토를 비교하였다. 토마토와 고추 모두 무비상토에서는 효소제와 아미노산제 처리에 의해 묘의 생육이 양호하였으나, 미생물제재 처리는 대조구와 차이가 없었다. 유비상토에서는 친환경농자재 처리에 의한 생장촉진효과가 나타나지 않았다. 차광처리에 의하여 묘의 건물중은 감소하고, 엽면적은 다소 증가하는 경향을 보였으나, 친환경농자재의 처리에 의한 생육촉진효과는 없었다. 정식 후 토마토 1화방의 개화소요일수 및 착과절위를 조사한 결과, 무비상토의 경우 효소제 및 아미노산제 처리구에서 개화소요일수가 3~4일 적었으나, 착과절위는 차이가 없었다. 다만 차광조건에서 착과절위가 낮아지는 경향을 보였다. 유비상토의 경우는 친환경농자재 처리나 차광유무에 따른 개화소요일수나 착과절위의 차이가 없었다. 고추는 무비상토에서 차광에 관계없이 효소제 및 아미노산제 처리구에서 건물중이 증가하였으나 미생물 제재 처리구에서는 효과가 없었다. 유비상토는 친환경 농자재의 처리효과가 없었다. 따라서 시판되고 있는 효소제와 아미노산제는 무비상토에서 생육촉진효과가 있었으나, 미생물제재 처리는 처리효과가 없었고, 양분이 함유된 상토에서는 친환경농자재의 처리효과가 없었다. 또 차광에 의한 저일조 조건에서 친환경농자재의 혼용처리에 의한 토마토와 고추 유묘의 생육촉진효과는 없었다. The aim of this study was to evaluate the effect of 3 environment- friendly farming materials on the growth of pepper and tomato seedlings under low level of solar radiation. The pepper and tomato seedlings were separately grown on commercial substrate and non-fertilizer substrate under 30% shading condition, respectively. The microbe-, enzyme-, and amino acid-supplements were used for the foliar application to the seedlings. The application of enzyme- and amino acid-supplements significantly enhanced the growth of tomato and pepper seedlings grown on non-fertilizer substrate, while there was no significant effect on the seedlings grown on commercial substrate. The foliar application of enzyme- and amino acid-supplements reduced the days to flowering by 3 to 4 days and lowered the node order of fruit set in tomato plants grown on non-fertilizer substrate. The results showed that the enzyme- and amino acid-supplements could enhance the seedling growth and lower the node order of fruit set under limited nutritional conditions.

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2000 생물환경조절학회지 Vol.9 No.4

플라스틱온실 내부 환경 인자 다중센서 설치 위치 최적화 전략

이정규(JungKyu Lee),강동현(DongHyun Kang),오상훈(SangHoon Oh),이동훈(DongHoon Lee) (사)한국생물환경조절학회 2020 생물환경조절학회지 Vol.29 No.2

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO₂, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정 구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO₂의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다. There is systematic spatial variations in environmental properties due to sensitive reaction to external conditions at plastic greenhouse occupied 99.2% of domestic agricultural facilities. In order to construct 3 dimensional distribution of temperature, relative humidity, CO₂ and illuminance, measurement matrix as 3 by 3 by 5 in direction of width, height and length, respectively, dividing indoor space of greenhouse was designed and tested at experimental site. Linear regression analysis was conducted to evaluate optimal estimation method in terms with horizontal and vertical variations. Even though sole measurement point for temperature and relative humidity could be feasible to assess indoor condition, multiple measurement matrix is inevitably required to improve spatial precision at certain time domain such as period of sunrise and sunset. In case with CO₂, multiple measurement matrix could not successfully improve the spatial predictability during a whole experimental period. In case with illuminance, prediction performance was getting smaller after a time period of sunrise due to systematic interference such as indoor structure. Thus, multiple sensing methodology was proposed in direction of length at higher height than growing bed, which could compensate estimation error in spatial domain. Appropriate measurement matrix could be constructed considering the transition of stability in indoor environmental properties due to external variations. As a result, optimal measurement matrix should be carefully designed considering flexibility of construction relevant with the type of property, indoor structure, the purpose of crop and the period of growth. For an instance, partial cooling and heating system to save a consumption of energy supplement could be successfully accomplished by the deployment of multiple measurement matrix.