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 2003 생물환경조절학회지 Vol.12 No.4

한국생물환경조절학회 회칙 외

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

자연 환기식 온실의 모델 기반 환기 제어를 위한 미기상 환경 예측 모형

홍세운,이인복 (사) 한국생물환경조절학회 2014 생물환경조절학회지 Vol.23 No.3

Modern commercial greenhouse requires the use of advanced climate control system to improve crop productionand to reduce energy consumption. As an alternative to classical sensor-based control method, this paperintroduces a model-based control method that consists of two models: the predictive model and the evaluation model. As a first step, this paper presents straightforward models to predict the effect of natural ventilation in a greenhouseaccording to meteorological factors, such as outdoor air temperature, soil temperature, solar radiation and mean windspeed, and structural factor, opening rate of roof ventilators. A multiple regression analysis was conducted to developthe predictive models on the basis of data obtained by computational fluid dynamics (CFD) simulations. The outputof the models are air temperature drops due to ventilation at 9 sub-volumes in the greenhouse and individual volumetricventilation rate through 6 roof ventilators, and showed a good agreement with the CFD-computed results. Theresulting predictive models have an advantage of ensuring quick and reasonable predictions and thereby can be usedas a part of a real-time model-based control system for a naturally ventilated greenhouse to predict the implicationsof alternative control operation. 본 연구에서는 모델 기반의 온실 환경 제어에 활용될수 있는 미기상 환경 예측 모형을 개발하고자 하였다. 전산유체역학 시뮬레이션을 활용하여 다양한 기상 조건과 온실의 환기 구조에 따른 온실 내부의 미기상 변화와 환기창에서의 환기량 변화를 모의하고, 다중회귀분석을 통해 수치 모형을 제시하였다. 비정상상태의 환기 작용을 모의한 결과, 환기창 개방후 환기 효과가 완전히 나타나기 까지는 3분 ~ 20분 정도의 시간이 소요될 수 있는 것으로 나타났다. 기존의센서 실측에 기반을 둔 대부분의 환경 조절 제어 시스템의 경우에는 측정값에 따른 피드백에 의해 환경 제어가 동작하므로 온실 내부의 기온이 상승한 이후에 환경제어를 시작하게 되지만, 모델 기반의 환경 조절 제어시스템을 도입하면 이러한 3분~20분 정도의 시간을 사전에 고려하여 적정 환경을 제어할 수 있도록 미리 환기창의 조작이 이루어지게 된다. 작은 규모의 온실에서는 이러한 영향이 미비할 수 있지만, 근래에 증가하고있는 대규모 온실들에 대해서는 온실 내부 작물 재배환경의 균일성과 적정성, 안정성을 확보하고 환경 조절의 경제성을 추구할 수 있는 모델 기반의 환경 조절 시스템이 필수적이다. 본 연구에서 제시된 수치 모형들은 외부의 기온과 풍속, 지면 온도, 일사량 등의 기상 환경과 온실의 천창개폐율에 따라 유도되는 자연 환기의 성능을 온실 내미기상 변화와 환기창을 통한 환기량 값으로 제시하고있으며, 전산유체역학 시뮬레이션 결과와 비교하여 각각58% ~ 92%, 76% ~ 93%의 예측력을 보였다. 미기상의변화는 온실을 9개의 세부 영역으로 구분하여 각 영역에서의 기온 하락 정도로 나타내며, 환기량은 지붕에 형성된 6개의 천창에서의 공기 유출입량을 각각 제시하여준다. 환기 작용에 의한 미기상의 변화는 반드시 환기창에서의 환기량에 의해 예측되지는 않으므로 환기량과 환기의 효과를 구분하여 적용하는 것이 중요할 것이다. 이러한 수치 모형들은 모델 기반 환경 제어 시스템에서가상의 환기창 동작에 따른 환기 성능을 예측하는데 활용될 수 있으며, 전산유체역학 시뮬레이션과 같은 매우복잡한 예측 모델이 비해 상당히 간단한 형태로 이루어져 있어 빠른 계산 시간을 보장한다. 이는 실시간 제어의 관점에서는 복잡한 예측 모델들에 비해 실시간 예측과 제어가 가능하다는 큰 장점을 가져다준다. 본 연구를 통해 개발되고 시도된 결과들은 모델 기반의 온실 복합 환경 제어 시스템을 위한 알고리즘을 개발하는데 활용될 것이다. 또한 이러한 활용은 농업에 IT기술을 접목하여 농가의 노동력 부족을 극복하고 생산성향상과 경쟁력 확보를 도모하는 농업 선진화에 기여할것으로 기대된다.

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

한국생물환경조절학회 회칙 외

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

유황 처리수준이 ‘싼타’ 딸기의 중탄산 피해 경감에 미치는 영향

이희수(Hee Su Lee),김윤섭(Yun-Seob Kim),박인숙(In Sook Park),정종도(Jong Do Cheung),최종명(Jong Myung Choi) (사)한국생물환경조절학회 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.2

코이어 더스트와 수피를 동일한 비율로 혼합한 상토로 ‘싼타’ 딸기를 수경재배할 때 기비로 혼합된 유황의 처리수준 차이가 토양용액의 중탄산 농도, pH, 식물체의 생육 및 무기원소 흡수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 혼합상토 조제시 유황분말을 0, 0.23, 0.45, 0.90 및 1.80g·L<SUP>-1</SUP>으로 조절하여 혼합하였고, 작물 재배 중에는 중탄산 농도를 240mg·L<SUP>-1</SUP>으로 조절한 Hoagland 용액을 관비하였다. 식물체의 생육조사 및 무기원소 함량 분석은 양액처리 140일 후에, 근권부의 화학성 분석은 매 2주 간격으로 수행하였다. 유황의 시비수준이 증가할수록 모주의 전반적인 생장이 우수하였다. 엽록소 함량을 제외한 모주의 생장조사 항목에서 무처리구가 가장 저조하였고, 0.45g·L<SUP>-1</SUP> 이상의 세 처리구 간에서 통계적인 차이가 인정되지 않았다. 유황 처리수준이 높아질수록 런너 발생 및 자묘의 생장 역시 우수해지는 경향을 보였다. 런너 길이, 모주당 발생한 자묘수 및 1번 자묘의 생체중은 0.45g·L<SUP>-1</SUP> 보다 낮은 유황처리구보다 0.90과 1.80g·L<SUP>-1</SUP> 처리구가 우수하였지만 두 처리 간에는 통계적인 차이가 없었다. 유황 0과 0.23g·L<SUP>-1 </SUP>처리구는 토양용액의 중탄산 농도와 pH가 지속적으로 상승한 반면 0.90g·L<SUP>-1</SUP> 이상 처리구에서 다소 낮아지는 경향이었다. 토양용액 내 K과 PO₄의 농도는 0.90과 1.80g·L<SUP>-1</SUP>가 다른 처리구보다 낮았으며, Ca과 Mg의 농도는 처리구 간에 차이가 없었다. 유황 무처리구에서 분석한 무기원소 함량이 가장 적었으며, 유황 처리수준이 높아질수록 증가하였다. 이상의 결과, 코이어 더스트와 수피 혼합상토(5:5, v/v)에서 ‘싼타’ 딸기를 수경재배할 때 양액의 중탄산 피해를 방지하고 식물 생육을 촉진시키기 위해서는 유황을 0.90g·L<SUP>-1</SUP> 이상 기비처리하는 것이 효과적이라 판단하였다. This research was conducted to determine the influence of incorporation levels of sulfur into a coir dust+pine bark medium (1:1, v/v) on the changes in the bicarbonate (HCO₃<SUP>-</SUP>) concentrations and pH of soil solution, crop growth, and nutrient uptake of ‘Ssanta’ strawberry. In the preparing of the mixed medium, sulfur powder was added with the rate of 0 (control), 0.23, 0.45, 0.90, and 1.80 g·L<SUP>-1</SUP> and Hoagland nutrient solution containing 240 mg·L<SUP>-1</SUP> HCO₃<SUP>-</SUP> was supplied during the crop cultivation. The growth measurements and tissue analysis for the determination of nutrient contents were carried out 140 days after solution application and the soil solution analysis was performed every two weeks. As the level of sulfur was elevated, the overall growth of mother plants became better showing that the growth indexes except chlorophyll contents were the lowest in control treatment but the statistical differences were not found among the three treatments of 0.45 g·L<SUP>-1</SUP> or higher sulfur. The higher the levels of sulfur incorporation, the higher the occurrence of runners and the growth of daughter plants. The length of the runners and the number of daughter plants occurred per mother plants were higher in the treatments of 0.90 and 1.80 g·L<SUP>-1</SUP> than the three treatments of 0, 0.23, and 0.45 g· L<SUP>-1</SUP>, but the statistical differences were not observed between the 0.90 and 1.80 g·L<SUP>-1</SUP> treatments. The rose of pH and HCO₃<SUP>-</SUP> concentrations in soil solution of root media continued all the cropping period, but those decreased slightly in the treatments of 0.90 g·L-1 or higher. The soil solution concentrations of K<SUP>+</SUP> and PO₄<SUP>3-</SUP> in the treatments of 0.90 and 1.80 g·L<SUP>-1</SUP> was lower than those in other treatments and the statistical differences in the Ca<SUP>2+</SUP> and Mg<SUP>2+</SUP> concentrations were not observed among all treatments. The nutrient contents in tissue analyzed in this experiment were the lowest in the control treatments and those increased as incorporation rates of sulfur were elevated. Above results indicated that when ‘Ssanta’ strawberry is grown hydroponically and the root medium is coir dust and the pine bark (5:5, v/v) mix, the sulfur incorporation rate as pre-planting fertilizer has to be higher than 0.9 g·L-1 root medium to reduce the HCO₃<SUP>-</SUP> injury.

스마트 온실의 현장조사 분석

이종구(Jong Goo Lee),정영균(Young Kyun Jeong),윤성욱(Sung Wook Yun),최만권(Man Kwon Choi),김현태(Hyeon Tae Kim),윤용철(Yong Cheol Yoon) (사)한국생물환경조절학회 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.2

본 연구에서는 우선, 농작물의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구에 앞서 현재 국내에 보급되어 있는 스마트 온실의 실태를 파악하기 위하여 7가지의 유형별 스마트 온실 농가를 대상으로 현장조사를 실시하였다. 그 결과 현장에서 전하는 유형별 스마트 팜 선도 사례의 주목적을 보면, 지능형이나 첨단형 정도가 스마트 팜에 가까운 것으로 판단되었다. 연령대를 보면, 상대적으로 40대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 21개 농가로서 전체의 약 70.0%정도를 차지하였고, 재배경력은 10년 이하가 가장 많았다. 온실의 형태로는 1-2W형이 전체의 50.0%정도이고, 연동형이 전체의 80.0%정도로서 24개 농가였다. 재배작물의 경우, 화훼류는 3개 농가뿐이고, 나머지 농가는 채소류 중에서도 과채류만 재배하는 것으로 나타났다. 과채류 중에서도 상대적으로 토마토와 파프리카가 전체 중에 약 63.6%를 차지하였다. 제어시스템은 약 77.4%정도인 24개 농가가 국산제품을 사용하고 있었다. 제어시스템의 제어방식의 경우, 3개 농가는 제어패널만을 사용하여 온습도 등을 조절하였고 나머지 농가는 패널과 컴퓨터에 의한 디지털 제어방식이었다. 디지털 제어의 경우, 휴대폰을 통한 애플리케이션으로 원격조절도 가능하게 설계되어 있고, 대부분 농가에 CCTV도 설치되어 있었다. 계측 및 조절 대상 환경인자는 온도를 포함하여 9개 정도이며, 온도는 전체 조사대상 농가가 계측하고 있었지만, 환기 및 공기유동 팬이나 탄산가스 농도 등의 경우는 다른 인자에 비해 상대적으로 낮았다. 난방시스템의 경우, 대상 농가 중에 46.7%가 전기보일러를 사용하는 것으로 조사되었다. 이 외에도 온수보일러, 히트펌프 및 등유보일러 등으로 나타났다. 제어시스템에 투자한 규모의 경우, 1,000만 원에서 1억원까지로 투자규모가 농가마다 다르게 나타났다. This study set out to conduct a field survey with smart greenhouse-based farms in seven types to figure out the actual state of smart greenhouses distributed across the nation before selecting a system to implement an optimal greenhouse environment and doing a research on higher productivity based on data related to crop growth, development, and environment. The findings show that the farms were close to an intelligent or advanced smart farm, given the main purposes of leading cases across the smart farm types found in the field. As for the age of farmers, those who were in their forties and sixties accounted for the biggest percentage, but those who were in their fifties or younger ran 21 farms that accounted for approximately 70.0%. The biggest number of farmers had a cultivation career of ten years or less. As for the greenhouse type, the 1-2W type accounted for 50.0%, and the multispan type accounted for 80.0% at 24 farms. As for crops they cultivated, only three farms cultivated flowers with the remaining farms growing only fruit vegetables, of which the tomato and paprika accounted for approximately 63.6%. As for control systems, approximately 77.4% (24 farms) used a domestic control system. As for the control method of a control system, three farms regulated temperature and humidity only with a control panel with the remaining farms adopting a digital control method to combine a panel with a computer. There were total nine environmental factors to measure and control including temperature. While all the surveyed farms measured temperature, the number of farms installing a ventilation or air flow fan or measuring the concentration of carbon dioxide was relatively small. As for a heating system, 46.7% of the farms used an electric boiler. In addition, hot water boilers, heat pumps, and lamp oil boilers were used. As for investment into a control system, there was a difference in the investment scale among the farms from 10 million won to 100 million won. As for difficulties with greenhouse management, the farmers complained about difficulties with using a smart phone and digital control system due to their old age and the utter absence of education and materials about smart greenhouse management. Those difficulties were followed by high fees paid to a consultant and system malfunction in the order.

가상현실 응용기술의 동향 분석을 통한 국내 시설농업의 교육용 가상현실 활용방안 고찰

김준규(Jun-Gyu Kim),이인복(In-bok Lee),윤광식(Kwang-Sik Yoon),하태환(Tae-hwan Ha),김락우(Rack-woo Kim),여욱현(Uk-hyeon Yeo),이상연(Sang-yeon Lee) (사)한국생물환경조절학회 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.2

4차 산업혁명과 함께 국내외로 최첨단융합기술이 농업분야에 적용되기 시작하면서, ICT, 스마트팜 등이 농촌에 보급되기 시작하였다. 그러나 국내 농촌인구수의 지속적인 감소, 고령화로 인하여 최신 기술들의 전파에 어려움이 많은 실정이다. 이에, 다양한 농민 교육 프로그램이 필요한 가운데, 최근 가상현실 기술이 떠오르면서, 농민교육용 프로그램 개발에 활용을 고려해 볼 수 있다. 현재 가상현실 기술은 교육, 의료, 오락 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 교육효과의 증진, 경제적인 교육, 위험성 감소 등의 장점을 바탕으로 농업 분야에 접목이 가능할 것으로 판단하였다. 특히, 스마트팜의 경우 내부의 환경 조절을 위하여 다양한 기술이 집약되어 운영이 되기 때문에, 농민들이 이러한 공기역학적 환경 분포를 이해하는데 가상현실 기술이 매우 효과적일 수 있다. 이를 위해서는 유동, 온도, 가스 등의 분석 및 측정 결과를 바탕으로 가시화하는 기술이 필요하다. 현장에서 직접 환경 요소를 측정하는 것에 한계가 있기 때문에, 최근 연구가 활발하게 이루어지고 있는 전산유체역학을 통한 농업시설 내의 환경 분포 및 에너지 부하를 분석결과를 융합하면 용이할 것으로 사료된다. 또한 농민이 대상이기 때문에 사용자 편의성을 고려한 인터페이스 구축이 병행되어야 할 것이다. With the rapid development of the 4th industrial revolution, the large-sized facilities of agriculture have been developed with high-technologies. However, it is difficult to maintain the optimum environment in large-sized facilities. Although it is essential to control micro-climate properly in large-sized facilities, there are a lot of problems to utilize high-technologies and equipment because of insufficient education for farmers. Most farms have limitations to access to their farm because of prevention of epidemics, exposure of management know-how, and so on. Especially, it is difficult to understand internal environmental factors (airflow, temperature, humidity, etc.) for farmers because these factors are invisible. Recently, Virtual reality technology which allows users to experience various phenomena directly is attracting attention. Virtual reality is very useful technology to visualize airflow and temperature distribution and so on. However, there is no cases applied this technology to agricultural facilities. In this study, research trends of virtual reality in various fields were investigated. In particular, the limitation and possibility of virtual reality technology were analyzed for educating farmers. Finally, the development of virtual reality contents for smart-farm facility were suggested.