한국생물환경조절학회 회칙 외

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

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2002 생물환경조절학회지 Vol.11 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 2001 생물환경조절학회지 Vol.10 No.4

한국생물환경조절학회 회칙 외

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

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.

상이한 피음조건에서 자라는 3개 활엽수의 생리적 반응

김길남(Gil Nam Kim),조민석(Min Seok Cho),이수원(Soo Won Lee) (사)한국생물환경조절학회 2010 생물환경조절학회지 Vol.19 No.1

본 연구에서는 자작나무, 개벚나무, 함박꽃나무를 대상으로 피음수준을 전광 처리구(상대투광율; 100%), 약피음 처리구(상대투광율; 64~73%), 보통피음 처리구(상대투광율; 35~42%), 강피음 처리구(상대투광율; 9~16%)로 달리하여 이들의 내음성 및 광 요구도에 관한 광합성 특성과 엽록소 형광 반응, 엽록소 함량을 조사ㆍ분석하였다. 세 수종의 생육시기별 광합성 능력은 7월과 9월에 가장 높은 값을 나타냈으며, 자작나무와 개벚나무에 비해 함박꽃나무의 광합성 능력이 매우 낮았다. 순양자수율 또한 광합성 능력과 같은 경향을 나타냈다. 수목의 내음성 수준을 판단할 수 있는 광보상점은 함박꽃나무가 자작나무와 개벚나무에 비해 강한 내음성을 나타냈다. 피음 처리별 광합성 능력에서는 자작나무는 전광 처리구에서 가장 우수하였으며, 개벚나무는 시기별 차이는 있지만 강피음 처리구를 제외한 나머지 세 처리구에서 비슷한 광합성 능력을 보였다. 함박꽃나무는 보통피음 처리구에서 가장 좋은 광합성 능력을 나타냈다. 피음 처리별 엽록소 형광 반응 특성에서 광화학 반응에 대한 순양자수율의 최대치인 광화학효율(Fv/Fm)은 자작나무의 경우 전광 처리구에서 가장 우수하였으며 피음 수준이 증가할수록 감소하였다. 개벚나무는 약피음 처리구에서 가장 우수한 광화학효율을 보였으며, 함박꽃나무는 보통피음 처리구에서 가장 양호한 광화학효율을 나타냈다. 특히 함박꽃나무는 다른 두 수종과는 달리 전광 처리구에서 가장 낮은 값을 나타냈다. 이 결과는 세 수종의 피음 수준별 광합성 능력과 같은 결과를 보였다. 실험대상 수종들의 총 엽록소 함량은 세 수종 모두 피음 수준이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 특히 전광 처리구에 비해서 강피음 처리구에서 총 엽록소 함량이 유의적 차이를 보이면서 가장 높게 나타났다. 엽록소 a와 b 각각의 함량 변화도 총 엽록소 함량과 같은 경향이었다. 피음 수준이 높아지면서 엽록소 b의 함량 증가가 엽록소 a의 함량에 비해 상대적으로 더 크게 증가하였는데 이 때문에 피음 강도가 강해지면서 엽록소 a/b율이 감소하는 경향을 나타냈다. 위의 결과를 종합해 볼 때 세 수종의 적정 생육 광도는 자작나무는 전광 처리구(상대투광율; 100%), 개벚나무는 약피음 처리구(상대투광율; 64~73%), 함박꽃나무는 보통피음 처리구(상대투광율; 35~42%)가 적합하다고 판단된다. 그러나 수목의 생육에 있어서 광도뿐만 아니라 온도, 습도, 토양환경, 경쟁식생 등 여러 가지 다양한 환경인자가 관여하기 때문에 광도 변화와 연계한 보다 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다. This present study was conducted to investigate photosynthetic characteristics, chlorophyll fluorescence, chlorophyll contents of Betula platyphylla var. japonica, Prunus leveilleana, Magnolia sieboldii, growing under four different light intensity regimes (full sun, and 64~73%, 35~42%, 9~16% of full sun). As result, Betula platyphylla var. japonica showed outstanding photosynthetic capacity and apparent quantum yield in full sun and showed low shade tolerance. Prunus leveilleana showed good photosynthetic capacity and apparent quantum yield in 64~73% or 35~42% of full sun and showed common shade tolerance. However, Magnolia sieboldii showed good photosynthetic capacity and apparent quantum yield in 35~42% of full sun, while the lowest in full sun. Magnolia sieboldii showed the highest shade tolerance compared to the other species. As the shading level increased, the total chlorophyll contents of all species increased with significant difference.

느타리버섯 균상재배사의 환경균일성 향상을 위한 기술 개발

이성현(Lee Sunghyoun),유병기(Yu Byeongkee),김혁주(Kim Hyuckjoo),윤남규(Yun Namkyu),정종천(Jung Jongcheon) (사)한국생물환경조절학회 2015 생물환경조절학회지 Vol.24 No.2

버섯은 생육에 적합한 온도 및 수분이 유지되면 자연상태에서도 원활하게 발생할 수 있지만 이러한 기간은 1년중 극히 일부에 지나지 않는다. 따라서 오늘날 시장에 유통되는 버섯은 대부분 인공적으로 조절된 환경에서 생산된 것으로 볼 수 있다. 기존 연구자들의 보고에 의하면 버섯재배사 내부의 온도 및 습도에 대한 불균일성이 큰 것으로 알려져 있고, 이를 극복하기 위한 다양한 기술 들이 개발되고 있다. 본 연구에서는 느타리버섯 균상재배사 내부에 공기를 위로 토출 할 수 있는 대류팬을 설치하고, 이에 따른 느타리버섯 균상재배사 내부의 위치에 따른 온도 및 습도 균일성을 향상하기 위하여 수행하였다. 시험기간 동안의 외기온도는 5.2~20.4℃까지 변화하였고, 외기 상대습도는 40~100%까지 변화하였다. 외기온도의 변화에 영향을 받아 버섯재배사 내부의 온도도 13.3~18.4℃ 변화하였지만 동일한 기록 시간의 균상 위치에 따른 온도 차이는 0.2~1.3℃로 매우 균일하게 유지되는 것으로 나타났다. 버섯재배사 내부의 상대습도도 외기 상대습도 변화에 영향을 받아 82~96%로 변화하였지만 동일한 기록시간의 균상 위치에 따른 상대습도 변화의 차이는 2~7%로 나타났고, CO₂ 농도 변화는 약 575~731ppm으로 목표로 하는 1,000ppm 이하로 유지되는 것으로 나타나 내부 대류팬의 설치로 버섯재배사 내부의 균일한 환경관리가 가능한 것으로 나타났다. Mushrooms can grow in nature when adequate temperature and humidity are maintained, but such condition can be satisfied for only a short period of time on an annual continuum. Therefore, it can be deemed that a majority of the distributed mushrooms in the current market are produced in an artificially manipulated environment. This study was conducted to resolve the problem of the Oyster mushroom cultivation house’s internal temperature and humidity imbalance, where the Oyster mushrooms are cultivated in a multi-layered shelves. The air circulation fans were installed to improve the air uniformity of the Oyster mushroom cultivation house by using multi-layered shelves. During the experiment, the ambient temperature and the ambient relative humidity ranged from 5.2℃ to 20.4℃ and 40% to 100% respectively. Due to the change of the outdoor temperature, the internal temperature of the Oyster mushroom cultivation house also changed, ranging from 13.3℃ to 18.4℃, but the temperature gap between the different internal location of the facility during the conforming recorded time only ranged from 0.2℃ to 1.3℃, being significantly stable. The internal relative humidity, ranging from 82% to 96%, also changed due to the change of the outdoor temperature. Nevertheless, the relative humidity gap between the different internal location during the conforming recorded time only ranged from 2% to 7%. Furthermore, the research staff were able to maintain the concentration of CO2 from 575ppm to 731ppm(below 1,000ppm was the goal) indicating the possibility of an even management of the internal environment by installing the air circulation fan.

베란다 재배에 적합한 채소작품 및 관비방법 선발

문지혜(Ji-Hye Moon),이상규(Sang-Gyu Lee),장윤아(Yoon-Ah Jang),이우문(Woo-Moon Lee),이지원(Ji-Weon Lee),김승유(Seung-Yu Kim),박현준(Hyun-Jun Park) (사)한국생물환경조절학회 2007 생물환경조절학회지 Vol.16 No.4

도시농업에 대한 관심과 수요가 증가하고 있으나 실내 채소재배에 대한 연구는 매우 미진한 상황이다. 따라서 본 연구는 아파트 베란다에서 이용하기에 좋은 관비방법 및 재배가 적합한 채소작목을 선발하고자 수행되었다. 가정용 채소 관비방법을 선발하기 위하여 담액수경, 심지관수(양액 또는 완효성비료), 두상관수 등 4가지 방법을 비교해 본 결과 심지관수법에서 상추, 겨자채, 적근대 모두 관행대비 생육과 수량이 높았다. 뿐만 아니라 심지관수 방법은 양수분관리에 필요한 노력과 시간을 대폭 줄일 수 있고(주)애그로액티브와 공동 개발한 완효성비료를 이용하면 별도의 양분관리 없이 채소를 생산할 수 있다. 한편, 물이 바닥으로 흘러나오지 않기 때문에 실내에서 사용도 가능하다. 한편, 가을의 베란다 환경을 조사한 결과 온ㆍ습도 환경은 채소 재배에 적절하였으나 광환경은 최고 광량이 남향베란다에서는 온실의 48%, 남동향 베란다에서는 35%에 불과하여 생육에 가장 큰 제한요인으로 나타났다. 따라서 베란다의 약광 조건에서도 생육이 우수한 작물을 선발하고자 0%, 50%, 70%, 90% 차광조건에서 로메인상추, 청치마상추, 생채, 엔다이브, 청경채, 겨자채, 쑥갓, 적근대, 부추 등 9종의 엽채류를 재배하였다. 부추가 광이 부족한 환경에서도 가장 생육이 우수하였고 엔다이브도 약광에서 생육이 좋았으며 상추, 쑥갓, 청경채가 뒤를 이었다. 이 연구결과를 토대로 각 베란다의 방향이나 위치, 계절에 따라 달라지는 광환경에 적합한 채소작물 선발에 도움이 될 것으로 생각된다. This study was conducted to select leaf vegetables suitable for cultivation in apartment verandas and simple and easy fertigation method for home gardening. In order to develop the convenient fertigation method, hydroponics, wick irrigation, and overhead irrigation methods were compared. For the wick irrigation, two types of nutrient sources were used; one was slow release fertilizers mixed with medium and the other one was nutrient solution filled in container located under pots. The growth of leafy lettuce, leaf mustard, and leaf beet was better in both of the wick irrigation methods rather than in overhead irrigation and hydroponics. The wick irrigation method is very easy, so that it is expected to bring a good result from the cultivating and managing point of view, if it brings with commercialized system along with slow release fertilizer. As a result of investigation of environment such as temperature, relative humidity, and irradiance level in apartment verandas in autumn, the highest irradiance level during a day was just 48% and 35% in verandas facing south and facing southeast, respectively, comparing to that in greenhouse. The light environment was investigated as a limiting factor for vegetable growing in verandas. Therefore, to select the vegetables showing good growth under low irradiance environment, nine leaf vegetables such as romaine lettuce, leafy lettuce, head lettuce, endive, pak-choi, leaf mustard, garland chrysanthemum, leaf beet, and Chinese chive were grown under 0%, 50%, 70%, 90% shading. Among them, Chinese chive showed the best growth under low irradiance levels. Endive showed linear growth reduction according to shading degree, however, even under 90% shading condition, it showed good growth. And then leafy lettuce, garland chrysanthemum, and pak-choi followed. Therefore, these results will be of help in selecting vegetables for veranda gardening with different light levels.