식물공장 재배환경에 따른 쑥(Artemisia spp.)의 생리적 반응

김미자 서울시립대학교 일반대학원 2023 국내박사

본 연구는 기후변화에 대한 대응 방안으로 쑥의 생산성 향상과 고품질화 그리고 연중 계획생산을 극대화할 수 있는 식물공장의 적정 재배환경을 탐구하였다. 이를 위해 식물공장의 환경 조건에 따라 쑥 종자의 발아, 생육 및 기능성 물질 함량에 대한 실험을 수행하였다. 쑥 종자는 전남 함평군 ‘함평참쑥’ 재배지에서 채종한 것을 2017년부터 2019년까지 분양받아 실험 과정 기간 동안 실온(25–27℃)과 저온(3℃)에서 보관하며, 한 처리구 당 200립씩 3 반복 처리구로 발아실험을 수행하였다. 쑥 종자는 수과로 길이 1–1.8 mm, 폭 0.5–0.7 mm이며, 천립중은 약 128.4 g의 미립종이다. 쑥 종자에 대한 온도 조건 20℃, 25℃, 30℃ 실험에서 파종 후 8일간의 발아율은 25–30℃에서 유사하였고, 3일간의 발아력은 20℃에서 0%, 25℃에서 33.4%, 30℃에서 93.7%로 나타나 30℃에서 발아 속도가 빠르고 균일한 것으로 나타났다. 또한 저장 종자의 수명은 1년차 97%, 2년차 88%, 3년차 1.4%의 발아율을 보여 3년 이상 저장 종자는 생명력을 잃는 것으로 보였다. 종자 저온처리(vernalization)와 광·암 발아율은 통계적으로 유의성이 없는 것으로 나타나 별도의 처리가 필요하지 않는 것으로 판단된다. 식물공장 재배환경에 따른 쑥의 생육환경은 세 온도 조건 20℃, 25℃, 30℃와 서로 다른 광질의 LED[Red, blue, white, and RB (Red+Blue, ratio 2:1)] 광원, 광합성유효광양자속(photosynthetic photon flux density, PPFD) 3단계로 PPFD(55±3), PPFD(85±3), 그리고 PPFD(140±3) μmol·m–2·s–1 가 되도록 고정하여 재배기간에 동일한 시간으로 조사하였다. 그 결과 쑥의 초장은 전반적으로 30℃에서 가장 높게 나타났으나 줄기가 가늘게 웃자랐으며, 20℃에서는 초장이 매우 낮아 30℃보다 2–3배 이상 차이가 났고, 25℃에서 전반적으로 균일한 생장을 보였다. 따라서, 파종 후 육묘기는 30℃, 본엽이 나오며 성장이 시작할 때부터 25℃가 적합한 온도 조건으로 판단된다. LED 광원에서는 R에서 초장이 가장 높았고 다음으로 B, RB 순서였으며, W에서 가장 낮은 수치를 보였다. 그러나 높은 생육을 보인 R에서잎이 뒤로 휘어지는 상편생장이 발생하여 쑥의 형태가 균일하지 않으므로, R 단독광은 재배에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 광량은 PPFD140 μmol·m–2·s–1에서 대부분 높은 결과를 보였으며, 쑥의 생육은 높은 광도에서 가장 좋은 것으로 나타났다. 광합성유효광(Photosynthetically active radiation, PAR) 범위 내에서 광도를 50에서 150 μmol·m–2·s–1까지 증가시켰을 때 쑥의 광합성률은 직선적으로 반응하였으나, 150에서 300 μmol·m–2·s–1까지 증가시켰을 때 광합성률은 1.4배 증가하였다. 반면, 광량 150–300 μmol·m–2·s–1 구간에서는 경제성 분석 결과 두 배의 전력이 소비되어 경제적 효율이 낮은 것으로 나타났다. 그러므로 적정한 광도의 설정은 재배 가능 주수와 재배 일수 감소, 경제성 등 여러 가지 측면에서 모색해야 할 필요가 있다. 쑥의 조직감은 온도처리 20℃에서 평균 201.6 gf로 가장 높았으며, 외부에서 채집한 자생쑥은 200.4 gf로 20℃의 결과와 유사한 차이를 보였다. 조직감은 평균 20–25℃, R의 PPFD140 μmol·m–2·s–1에서 가장 높은 것으로 나타났다. 기능성 물질 유파틸린과 자세오시딘 함량은 온도 25℃에서 높게 나타났으며, 20℃에서 가장 낮았다. 광원에 따라서는 두 물질에서 함량에 차이를 보여, 유파틸린 함량은 B, RB에서 높았으며, 자세오시딘은 유의성 검정을 통해 광원의 영향이 은 것을 확인하였다. DPPH 소거능은 온도 25℃에서 높았으며, 광원은 B에서 타 광원에 비해 약 2배 강한 항산화능이 관찰되었고, W이 가장 낮게 나타났다. 광도는 PPFD140 μmol·m–2·s–1 조건에서 높은 함량이 관찰되었다. 쑥의 잎에 함유된 아미노산 중 함량이 높은 GLUA는 온도와 광도 요인에 독립적으로 영향을 받았고, GLU은 온도와 광원의 상호작용 효과에 유의차를 보였다. 따라서 25℃, PPFD140, B 광원 조건이 GLUA와 GLU 함량 증가에 긍정적 효과를 준 것으로 판단되며, 전반적으로 25℃에서 높은 함량을 보였다. 본 실험의 결과들을 종합하여 볼 때 쑥은 식물공장에서 위에 제시된 적정 온도와 광원 및 경제성을 고려한 광도가 주어지면 실생 재배로 파종부터 수확기까지 30일 소요되어 연중 12회 수확할 수 있어서 대량 생산 재배가 가능할 것으로 판단된다. 또한 쑥을 활용한 소재 및 제품 개발 시 경제적인 바이오매스 원료 확보를 위해 밀폐형 식물공장 시스템은 환경 제어가 가능하여 지속 가능한 대량 생산을 위한 시스템으로 적합할 것으로 판단된다. In this study, as a climate change response measure, an appropriate cultivation environment for plant factories that can maximize productivity, quality, and the annual planned production of Artemisia spp. was explored. To this end, experiments were conducted on the germination, growth, and functional substance content of Artemisia spp. seeds according to the environmental conditions of the plant factory. Artemisia spp. seeds were gathered from the ‘Hampyeong Artemisia’ plantation in Hampyeong–gun, Jeollanam–do from 2017 to 2019, stored at room temperature (25–27℃) and low temperature (3℃) during the experiment period, and germination experiments were conducted with 3 repeated treatments of 200 grains per treatment. Artemisia spp. seeds are achenes with a length of 1–1.8 mm and a width of 0.5–0.7 mm, and are fine seeds with a seed weight of approximately 128.4 g. In the experiment of temperature conditions at 20℃, 25℃, and 30℃ for Artemisia spp. seeds, the germination rate for 8 days after sowing was similar at 25–30℃, and the germinabilities for 3 days was 0% at 20℃, 33.4% at 25℃, and 93.7% at 30℃, showing that the germination rate was fast and uniform at 30℃. In addition, the lifespan of stored seeds was 97% in the first year, 88% in the second year, and 1.4% in the third year, indicating that seeds stored for more than three years appear to lose viability. Seed vernalization and light/dark germination rates showed no statistical significance, so it was judged that separate treatment is not needed. The growth environment of Artemisia spp. according to the plant factory cultivation environment was fixed to be PPFD (55±3), PPFD (85±3), and PPFD (140±3) μmol·m–2·s–1 at three temperature conditions, 20℃, 25℃, and 30℃, LED light source of different light quality [Red, blue, white, and RB (Red+Blue, ratio 2:1)], and three stages of photosynthetic photon flux density (PPFD) and was irradiated at the same time during the cultivation period. As a result, the Artemisia spp. height was shown to be generally the highest at 30℃, but the stems overgrew thin. The plant height was very low at 20℃ with a difference was more than 2–3 times higher than that of 30℃, and overall growth was uniform at 25℃. Therefore, it is judged that 30℃ is a suitable temperature condition for the seedling nursery period after sowing, and 25℃ for the period when foliage leaf comes out and growth begins. In the LED light source, R had the highest plant height, followed by B and RB, showing the lowest value at W. However, in R, which showed high growth, the shape of Artemisia spp. was not uniform due to epiphytic growth in which leaves bend backward, so R light only was found to be unsuitable for cultivation. The light intensity showed high results mostly at PPFD140 μmol·m–2·s–1, and the Artemisia spp. growth was the best at high light intensity. The Artemisia spp. photosynthetic rate responded linearly when the light intensity was increased from 50 to 150 μmol·m–2·s–1 within the photosynthetically active radiation (PAR) range, but when it was increased from 50 to 150 μmol·m–2·s–1, the photosynthetic rate increased 1.4 times. On the other hand, in the light intensity range of 150–300 μmol·m–2·s–1, twice as much power was consumed as a result of economic feasibility analysis, indicating low economic efficiency. Therefore, it is necessary to seek the appropriate light intensity setting from various aspects, such as the number of growable weeks, reduction of the number of cultivation days, and economic feasibility. The texture of cultivated Artemesia spp. was the highest with an average of 201.6 gf at 20℃, and the wild ones showed a similar difference in texture at 20℃ with 200.4 gf. It is believed that the development of glandular trichomes on the leaves increased the texture. The texture was found to be the highest at an average of 20–25℃ and PPFD140 μmol·m–2·s–1 of R. In addition, the contents of functional substances, eupatilin, and jaceosidin, were shown to be high at 25℃ and lowest at 20℃. Depending on the light source, the content of the two substances showed a difference. Eupatilin content was high in B and RB, and jaceosidin was confirmed to be highly influenced by the light source through a significance test. The scavenging effect of DPPH was high at a temperature of 25℃, and approximately twice as strong antioxidant activity was observed at light source B compared to other light sources, and it was shown to be the lowest at W. A high light intensity was observed under the condition of PPFD140 μmol·m–2·s–1. GLUA, which has a high content among the amino acids contained in the leaves of Artemisia spp., was independently affected by temperature and light intensity factors, and GLU showed a significant difference in the interaction effect of temperature and light source. Therefore, it is judged that conditions of 25℃, PPFD140 μmol·m–2·s–1, and light source B had a positive effect on the GLUA and GLU content increase, and in general, had a high content at 25℃, considering the results from this experiment. Cultivation of Artemisia spp. appears possible from seed if provided with the appropriate temperature, light source, and light intensity. Considering the economic feasibility, it will take approximately 30 days from planting until harvest with a harvest cycle of 12 times a year. In order to secure economical biomass raw material when developing materials and products using Artemisia spp., it is judged that the closed–type plant factory system is suitable as a system for sustainable mass production as it can control the environment.

돌나물속 식물의 생태생리적 특성 및 LED 광조건에 따른 기능성물질 변화

오상임 단국대학교 일반대학원 2021 국내박사

자생식물은 번식력과 환경변화의 적응성이 좋고 기능성 생리활성물질을 가지고 있어 자원 식물로 활용도를 높이고자 관심이 증가하고 있다. 식물을 유용작물로 활용하기 위해서는 식물 고유의 특성과 재배 및 이용 등의 정보가 마련되어야 하나 우리나라 자생식물의 자원 식물에 대한 자생지의 환경, 생리 및 생태, 재배화를 위한 이용기술 등은 아직 미흡하다. 또한, 돌나물과(Crassulaceae)는 자생력이 강하여 생장이 빠르고 phenol성 화합물을 함유하는 것으로 알려져 있으나 속(genus)에 대한 세분화된 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구는 돌나물속(Sedum) 식물 중 자생식물인 가는기린초(S. aizoon), 기린초(S. kamtschaticum), 태백기린초(S. latiovalifolium), 애기기린초(S. middendorffianum), 섬기린초(S. takesimense), 땅채송화(S. oryzifolium), 바위채송화(S. polytrichoides), 돌나물(S. sarmentosum)의 자생지 환경을 알아보고 도입종 다화기린초(S. kamtschaticum var. floriderum ‘Weilhenstephaner Gold’), 푸른세덤(S. rupestre ‘Blue Spruce’), 안젤리나세덤(S. rupestre ‘Angelina’), 스푸리움세덤(S. spurium ‘Tricolor’)과 함께 식물의 형태적 특성에 따른 분류와 부위별 기능성물질의 함량과 활성을 알아보았다. 또한, 기능성 자원 식물인 섬기린초의 시설재배 시 인공광의 최적 조건을 알아보고자 LED 광질과 광도, 광주기에 따른 생육과 기능성 물질 함량 및 활성 변화를 분석하여 천연 기능성 물질로서의 활용 가능성을 알아보았다. 돌나물속 식물 자생종 8종, 도입종 4종의 형태적 특성은 뿌리의 형태가 주근과 부정근이며, 줄기는 직립형과 포복형이었다. 식물의 크기는 7.6±2~31.2±4cm로 땅채송화와 바위채송화가 가장 작고, 가는기린초가 가장 크며, 모두 줄기에 털이 없었다. 잎은 돌나물은 윤생이고 그 외 식물들은 호생으로 엽형은 장타원형, 도피침형, 광난형, 원통형, 선형을 가지고 엽두는 점첨두, 예두, 둔두, 원두의 형태, 엽연은 둔거치, 파상거치, 치아상거치와 전연으로 구분되었다. 잎은 가는기린초의 엽장이 가장 길고 태백기린초가 엽폭이 가장 길었으며, 돌나물과 태백기린초는 연한 녹색, 안젤리나세덤과 스푸리움세덤은 붉은색의 엽색을 가지는 것으로 조사되었다. 화서는 모두 취산화서로 화피는 모두 5장이며, 장타원형, 피침형 화피의 형태를 가지고 개화 시기는 5~8월이었다. 미세형질인 기공은 돌나물속 식물 12종 모두 부등형의 형태였다. 이에 따라 식물을 형태적 특성에 따라 분류하고자 PCA를 분석한 결과, 형태적 특성과 미세형질 특성이 비슷한 식물에 대하여 크게 3그룹으로 나뉘고, 제 1성분인 초장과 제 2성분인 엽장은 각각 25.6%와 21.7%로 제 1-2주성분 축 상에 분류 관계가 나타났으며, 자생종인 가는기린초, 기린초, 애기기린초, 섬기린초와 도입종인 다화기린초, 스푸리움세덤이 같은 집단으로 분류될 수 있을 것으로 판단되었다. 돌나물속 식물은 제주도부터 울릉도까지 우리나라의 전 지역에 분포하고 있으며, 가는기린초는 삼척, 기린초는 정선, 태백기린초와 애기기린초는 태백, 땅채송화는 제주도, 바위채송화는 영동, 돌나물은 영월, 섬기린초는 울릉도에서 분포도가 높았다. 자생지의 기후환경은 연평균 기온 9.2~16.3℃, 연최고 기온 14.8~19.9℃, 연최저 기온 4.3~13.6℃의 범위로 태백기린초와 애기기린초의 자생지 기온은 낮고 땅채송화는 높았으며, 연평균 상대습도는 59.3~70.5%, 강수량의 월 누적 평균은 92.8~129.65mm로 섬 지역에 자생하는 땅채송화와 섬기린초의 강수량이 많은 것으로 조사되었다. 자생지의 광도는 678.5~900.6μmol·m-2·s-1 PPFD로 상대조도는 90% 이상이었다. 토양은 모래와 사질양토의 토성이 대부분이었고 pH 5.1~6.8, EC 0.4~1.4 dS·m-1였다. 또한, 토양 유기물햠랑은 평균 29%, 전질소는 평균 0.3%, 유효인산는 평균 41.7mg·kg-1, 양이온 치환능은 평균 17.5cmol·kg-1였으며, 치환성 양이온 함량은 Ca2+>Mg2+>K+>Na+ 순이었다. 자생지 내 식생은 수목 14과 26종, 초본류 25과 39종이 돌나물속 식물과 함께 서식하고 있었다. 돌나물속 식물의 기능성물질 함량 및 활성은 뿌리, 줄기, 잎 부위별로 분석을 하였으며, 자생종 8종 및 도입종 4종 모두 기능성물질 함량은 다른 부위보다 잎에서 많고 활성 또한 잎에서 우수하였다. 총 안토시아닌 함량은 안젤리나세덤이 0.30mg CGE/g FW로 다른 식물보다 높았으나 태백기린초, 섬기린초, 스푸리움세덤과 차이가 없었으며, 총 플라보노이드 함량은 태백기린초와 섬기린초에서 각각 36.2mg CE/g FW와 36.7 mg CE/g FW로 함량이 높았다. 총 페놀 함량은 섬기린초에서 52.2mg GAE/g FW로 다른 식물보다 함량이 높은 것으로 나타났다. 기능성물질의 활성인 DPPH radical 소거 활성과 ABTS radical 소거 활성 또한 섬기린초가 각각 1.3mg VCE/g FW, 1.4mg VCE/g FW로 활성이 높은 것으로 조사되었다. 이에 따라, 돌나물속 식물은 총 플라보노이드가 관여한 총 페놀이 기능성물질의 활성에 기여하는 것으로 판단되며, 특히, 섬기린초의 잎은 다른 식물보다 천연화합물이 많고 활성이 높아 기능성 소재로서 가치가 클 것으로 판단되었다. 섬기린초를 챔버 내에서 생육 시 blue LED 단색광과 혼합광 처리는 엽수, 엽장 및 엽폭 등 엽생장에 우수하였으며, 섬기린초 잎의 기능성물질 함량과 활성은 LED 처리 전보다 후에 총 플라보노이드 및 총 페놀 함량, DPPH radical 소거 활성이 증가하는 경향을 보였다. 특히, blue LED 단색광 처리의 섬기린초 잎은 총 플라보노이드와 총 페놀 함량이 많았으며 DPPH radical 및 ABTS radical 소거 활성 또한 높은 것으로 조사되었다. 이에 따라 섬기린초는 blue LED 단색광 처리에서 생육과 기능성물질 합성에 효과적인 것으로 판단되었다. 섬기린초의 적정 광도는 blue LED 200μmol·m-2·s-1로 다른 처리보다 엽장 및 엽폭이 크고 엽수도 많아 엽생장에 효과적이었으며, 최대 광화학적 효율이 정상범위(0.78~0.84)에 속하여 새로운 환경에 대한 스트레스가 없이 적응을 잘하는 것으로 판단되었다. 기능성 생리활성물질의 변화는 총 안토시아닌 함량은 LED 처리 전·후의 차이가 없었으나 총 카로티노이드 함량, 총 플라보노이드 함량, 총 페놀 함량은 처리 전보다 각각 약 2배, 2.5배, 2배씩 증가하여 200μmol·m-2·s-1 처리구는 각각 0.66mg/g FW, 71.2mg CE/g FW, 75.8mg GAE/g FW로 기능성물질 함량이 많은 것으로 조사되었다. 기능성물질의 활성인 DPPH radical 소거 활성, ABTS radical 소거 활성은 처리 보다 약 7~8배 증가하여 200μmol·m-2·s-1 처리구가 각각 15.5mg VCE/g FW, 11.5mg VCE/g FW로 높았으며, 환원능인 FRAP value가 4.1mg TE/g FW로 다른 처리보다 높았다. 이를 통해 200μmol·m-2·s-1 하에서 자란 섬기린초의 잎은 free radical 및 금속 이온을 동시에 소거할 수 있는 기능성 식물 소재로 활용 가치가 높을 것으로 판단되었다. 섬기린초의 blue LED에 따른 최적 광주기는 엽장 및 엽폭, 엽수 등 엽생장과 생체중 및 건물중, 엽록소 함량이 높아 생육에 효과적인 16/8hr.가 적합한 것으로 조사되었으며, 처리 기간이 증가할수록 기능성물질 함량 및 활성이 증가하는 경향으로 나타났다. 9주 후의 기능성물질 함량은 총 안토시아닌 0.055mg CGE/g FW, 총 카로티노이드 0.68mg/g FW, 총 플라보노이드 71.2mg CE/g FW, 총 페놀 75.4mg GAE/g FW로 16/8hr.처리구가 가장 많이 함유하는 것으로 조사되었다. 기능성물질의 활성도 처리 기간에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 9주 후에는 16/8hr.처리구가 DPPH radical 소거 활성 14.5mg VCE/g FW, ABTS radical 소거 활성 11.5mg VCE/g FW로 가장 높았고 FRAP value도 4.0mg TE/g FW로 16/8hr.처리구가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, blue LED 200μmol·m-2·s-1, 16/8hr. 하에서 자란 섬기린초의 잎은 xanthin oxidase 저해 활성 28.5%, tyrosinase 저해 활성 38.2%, elastase 저해 활성 37.8%로 free radical, tyrosinase 변화 및 주름 생성 저해의 활성도 높아 기능성 소재로써 사용이 가능할 것으로 판단되었다. 따라서, 돌나물속 식물은 자생지 환경, 형태적 특성이 다르나 생리활성물질을 함유하고 있어 기능성 소재로서의 가치가 있으며, 특히, 섬기린초의 잎은 다른 식물보다 기능성물질 함량이 높고 활성이 우수하였다. 이에 따라, 섬기린초는 챔버 내에서 광질 blue LED, 광도 200μmol·m-2·s-1, 광주기 16/8hr.는 섬기린초의 엽생장에 효과적이며, 기능성 생리활성을 증진시켜 생육 및 재배에 적합한 광 조건으로 판단되었다. 또한, 최적의 광 조건에서 자란 섬기린초 잎의 유용물질은 항산화 및 항주름 등이 우수하여 천연 기능성 물질로서의 활용이 가능할 것으로 판단되었다. Sedum (Crassulacea) is a large genus of flowering plants that are native in South Korea and have been successfully adapted in various environmental conditions. The Sedum flowering plants have bio-functional physiological active substances and are often used as plant material resources for cosmetic, food and medical uses. With importances of the use of this genus, though, there were not many studies that evaluate morpholoical characteritics of this genus grown in South Korea. To successfully use the Sedum flowering plants as resources, information on chemical morphological and anatomical characteristics associated with geographic distribution and ecology are needed. In this study, physiological, morphological, and anatomical characteristics of eight Sedum flowering plants, including S. aizoon, S. kamtschaticum, S. latiovalifolium, S. middendorffianum, S. takesimense, S. oryzifolium, S. polytrichoides, S. sarmentosum were investigated. And four introduced species, including S. kamtschaticum var. floriderum ‘Weilhenstephaner Gold’, S. rupestre ‘Blue Spruce’, S. rupestre ‘Angelina’, S. spurium ‘Tricolor’ were investigated. This study conducted to determine optimal light-emitting diode (LED) quality of Sedum takesimense, a functional resource plant. In addition, the study examined the potential efficacy for use as a nature bio-functional substance, through analysis of changes of growth, phytochemical contents and activity according to the light intensity and the photoperiod of blue LED. The morphological characteristics of the eight species native plant and the four species introduced plant of Sedum were the main root and adventitious root, and the stems were erect type and decumbent type. The plants were 7.6±2–31.2±4 cm in size, with the smallest S. oryzifolium and S. polytrichoides, the largest S. aizoon, all plants were absence about presence of trichome. Concerning leaf morphological characteristics, the phyllotaxis was vericillate (S. oryzifolium) and arternate (other species), and the shape was oblong, oblanceolate, broad ovate, terete, and linear. The apex was acuminate, acute, obture, and rounded. The margin was divided into two types, serrate (crenate, repand and dentate) and entire. Leaf length was the largest for S. aizoon, and leaf width was the largest for S. latiovalifolium. S. sarmentosum and S. lativalifolium were found to have light green on leaf color, S. rupestre ‘Angelina’ and S. spurium ‘Tricolor’ had reddish leaf color. The type of stomata was anisocytic about all plants. Accordingly, the principal component analysis to classify plants, their morphological characteristics determined that plants are largely divided into three groups, with the length of the stem, which in the first component, showing a classification relationships on the axis of the first and second principal components, respectively, with 25.6% and 21.7%. And the Sedum species could be classified into gropus such as S. aizoon, S. kamtschaticum, S. middendorffianum, S. takesimense, S. kamtschaticum var. floriderum ‘Weilhenstephaner Gold’ and S. spurium ‘Tricolor’. Sedum plants were widely distributed from Jeju Island to Ulleung Island in Korea. S. aizoon was mostly found in Samcheok, while S. kamtschaticum was mostly found in Jeongseon. S. latiovalifolium and S. middendorffianum were mostly distributed in Taebaek, S. takesimense was found in Ulleung, S. oryzifolium was found in Jeju. S. polytrichoides was found in Yeongdong. S. sarmentosum was found in Yeongwol. The Sedum flowering plants used in this study include 14 family, 26 species of trees and shrub, and 24 family, 39 species of herbaceous plants. The climatic condition of these environments were in the range annual average temperature of 9.2 to 16.3℃, annual maximum temperature of 14.8 to 19.9℃, and annual minimum temperature of 4.3 to 13.6℃, with annual average relative humidity of 59.3-70.5% and average annual total precipitation of 92.8-129.65 mm. The light intensity of the native habitat was 678.5–900.6 μmol·m-2·s-1 PPFD with relative illumination of more than 90%. Soil environment was mostly soil with sand and cortical soil with a pH 5.1 to 6.9 and EC 0.4 to 1.4 dS·m-1. In addition, 29% of organic matter, 0.3% of total nitrogen, 41.7 mg·kg-1of P2O5, 17.5 cmol·kg-1, of cation exchange capacity, followed by Ca2+>Mg2+>K+>Na+. The functional substance contents and activities of Sedum were analyzed by root, stem and leaf. All the eight native species and the four introduced species were higher in the functional substance contents in the leaf than in other part and were also better active in the leaf. The total anthocyanins concentration was 0.30 mg CGE/g FW, higher than other plants, but no difference was made from S. latiovalifolium, S. takesimense and S. spurium ‘Tricolor’, and the total flavonoids concentration was higher at 36.2 mg CE/g FW and 36.7 mg CE/g FW respectively in S. latiovalifolium and S. takesimense. The phenolics concentration was found to be 52.2 mg GAE/g FW in S. takesimense, higher than other plants. The DPPH radical scavenging and ABTS radical scavenging, which are the functional substance activities, were also found to be active at 1.3 mg VCE/g FW and 1.4 mg VCE/g FW, respectively. Therefore, this study was judged to the Sedum plants contribute to the total phenolics, which involving the total flavonoids about antioxidant activity. In particular, the leaves of S. takesimense had more natural phytochemical than other plants, so they were judged to be of high value as bio-functional substance. After blue LED (B LED) treatment, there were more leaves than under other treatment, and leaf length and width increased. The functional substance contents of total flavonoids and total phenolics, and the activity of DPPH radical scavenging in S. takesimense leaves increased after light treatment. The contents of functional substance (total flavonoids and total phenolics) and the activities of DPPH radical scavenging and ABTS radical scavenging were hight after B LED treatment than other treatment. Therefore, it is suggested that B LED treatment affects the synthesis of functional substance during growth in chamber. The blue LED 200 μmol·m-2·s-1 light intensity was more effective for leaf growth other treatments and had more leaf length and width. In addition, the maximum quantum yield was considered to be within the normal range (0.78-0.84), making it well adapted without stress to the new environment. The total anthocyanins concentration was unchanged before and after the LED treatments, but the total carotenoids concentration, total flavonoids concentration and total phenolics concentration increased about twice, 2.5 times, and twice, respectively, to 200 μmol·m-2·s-1 treatment at 0.66 mg/g FW, 71.2 mg CE/g FW, 75.8 mg GAE/g FW, respectively. DPPH radical scavenging and ABTS radical scavenging, which is the functional substance activity, have increased by about 7 to 8 times over treatment, with 200 μmol·m-2·s-1 treatment also active at 15.5 mg VCE/g FW and 11.5 mg VCE/g FW respectively. The FRAP value was 4.1 mg TE/g FW higher than other treatments. Accordingly, the leaves of S. takesimense, which grew under 200 μmol·m-2·s-1, were judged to be highly valuable as functional plant materials capable of clearing free radical and metal ions. The optimal photoperiod according to blue LED of S. takesimense was 16/8hr. It was effective for growth due to its leaf growth, including leaf width and length, fresh weight and dry weight, and chlorophyll content. Also, it was shown that the functional substance contents and activities increased as 16/8hr. photoperiod increased. the functional substance contents after 0 weeks was found to contain the highest total antho- cyanins 0.55 mg CGE/g FW, total carotenoid 0.68 mg/g FW, total flavonoids 71.2 mg CE/g FW, total phenolics 75.4 mg GAE/g FW, with the highest content of 16/8hr.. Moreover, the leaves of S. takesimense, which grew under the blue LED 200 μmol·m-2·s-1, 16/8hr. were considered to be highly functional cosmetic, food and medicine ingredients, with 28.5% of xanthin oxidase inhibition activity, 38.2% of tyrosinase inhibition activity, and 37.8% elastase inhibitory activity. As a result, there were morphological variations associated with geographic distribution and ecology in Sedum plants, but all plants contain physiological active substances, which can be valuable as functional materials for cosmetic, food and medical uses. In particular, the leaves of S. takesimense were higher in the functional substance contents and more active than other plants. Furthermore, the useful material of S. takesimense leaf, which grow under optimal light conditions with blue LED, 200μmol·m-2·s-1, 16/8hr. (light/dark), was considered to be of high value as a natural functional substance as it was effective in antioxidant, whitening and wrinkle improvement.

국제 유기농 인증기관 운영제도를 통해 살펴본 한국 친환경농산물 인증기관의 운영제도 개선책

이경연 단국대학교 대학원 2021 국내석사

국제 유기농 인증기관 운영제도를 통해 살펴본 한국 친환경농산물 인증기관 운영제도 개선책 단국대학교 일반대학원 환경원예·조경학과 환경원예학 전공 이 경 연 지도교수: 손 상 목 한국의 친환경농산물 인증기관은 인증업무 수행과정에서 인증관련 규정을 위반하는 사례가 매년 10여 건 이상 발생하고, 인증취소 농가수도 연간 2,500호 수준으로 발생하고 있으며, 친환경농산물 인증제도에 대한 소비자 신뢰도는 2019년 68.1%로 낮은 수준을 보이고 있다. 이를 개선하기 위해 유기농 국제표준인 ISO 17065와 해외 인증기관 운영사례를 조사하였으며 우리나라 인증기관의 향후 운영제도의 개선책을 찾아보고자 목표하였다. 본 연구에서는 친환경인증기관의 인증 활동에 대한 공정성을 보장하고, 인증 심사원의 역량 강화 및 전문성 향상을 위해 다음과 같이 5가지 대안을 제시하였다. 첫째, 친환경인증기관 운영 방식이 대표자 1인 경영 형태가 아닌 다자간의 협의기구를 통한 경영형태로 전환되어야 한다. 이를 위해 이사회 등의 공식적인 의결기구와 감사기구가 상설 운영되어야 한다. 다자간의 협의와 토론에 의해 인증기관이 보다 합리적으로 운영될 것이다. 둘째, 인증기관의 인증 활동에 대한 신뢰 보장을 위해 다수의 외부 위원으로 구성되는 공정성위원회를 운영하여야 한다. 공정성위원회의 주요 임무는 인증기관의 인증정책과 인증 활동에 대하여 공정성 보장 여부를 검증하고 인증업무와 관련되는 쟁점 사항 등에 대한 의결 활동을 수행한다. 셋째, 인증의 적합성을 조사하고, 승인하는 현행의 2단계 인증 과정을 인증 적합성 검증이 충실하게 이행될 수 있도록 1)인증 적합성 조사, 2)인증조사보고서의 검토, 3)인증의 판정 등 3단계로 확대 개편하며, 각 단계별 임무 수행자는 서로 다른 사람에 의해 수행되어 공정성과 객관성을 보장하여야 한다. 넷째, 인증업무를 수행하는 인증조사관, IR검토관, 인증판정관에 대한 교육을 양성자 교육 및 경력 단계별 전문교육으로 구분하여 운영하고, 교과목을 유기농업에 대한 전문성이 강화되도록 운영하여야 한다. 다섯째, 인증조사관, IR검토관, 인증판정관의 인증 활동에 대한 성과 평가, 부정행위 이력 등을 중앙에서 통합 관리하여 인증기관 내부 승진과 강등 및 타 인증기관으로의 이직 시 인사자료에 활용하도록 한다. 여섯째, 역량이 충분한 인증기관의 인증 활동에 대한 공정성 메커니즘이 보장되고 구현된다면 친환경인증에 대한 소비자의 신뢰를 얻게 되어 한국의 친환경 농업과 인증산업이 한층 건실하게 발전될 수 있을 것으로 기대한다. 주제어: 유기농, 친환경, 인증기관, 공정성위원회, 인증조사관, IR검토관, 인증판정관, 인증 적합성

다양한 온도 환경에서 난지형 및 한지형 주요 잔디의 발아력, 발아특성, 발아패턴 및 유묘발생 비교

송기완 삼육대학교 일반대학원 2023 국내석사

본 연구는 다양한 온도 환경 조건에서 주요 난지형 및 한지형 잔디의 발아성능 및 생육특성을 파악하여 실제 시공환경에 알맞은 파종 적기와 설계치짐을 제공 하고자 실시되었다. 발아실험은 서로 다른 4종류의 변온 조건(Experiment Ⅰ: 5~15°C, Experiment Ⅱ: 10~20°C, Experiment Ⅲ: 15~25°C , Experiment Ⅳ: 20~35°C)과 실온 조건(26.2~38.1°C)에서 난지형 및 한지형 잔디 18종류를 대상으로 발아력, 발아세, 발아 피크 기간, 유묘의 형태적 특성을 조사하였다. 이때 변온 환경의 광조건은 8시간(오전 9시~오후 5시), 암조건은 16시간(오후 5시~오전 9시)였다. 본 실험 결과 Experiment Ⅰ~Ⅳ 사이의 변온 환경과, 26.2~38.1°C로 유지되는 실온 조건에서 발아력, 발아세 및 발아 피크 기간은 각 초종 및 품종별로 온도 환경에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 난지형 잔디는 20~35°C 사이로 유지되는 Experiment Ⅳ에서 발아력이 가장 우수하여 50.50%(Ber ‘Common’)~98.25%(Ber ‘Maya’)로 나타났다. 발아세는 기간이 짧을수록 잔디밭의 조기 피복에 유리한데, 종합적으로 발아율 70%에 도달하는 기간은 Experiment Ⅳ에서 Ber ‘Maya’ 품종이 5.77일로 가장 짧아 가장 느렸던 SP 초종과 비교하여 15.16일 더 빨랐고, 30%→70% 발아 피크 기간도 0.83일로 가장 우수하였다. 한지형 잔디는 15~25°C로 유지되는 Experiment Ⅲ에서 발아력이 가장 우수한 경향으로 초종간 우열 관계는 CB, PR > TF > KB로 나타났고, 이때 최종 발아율은 77.75%(KB ‘Endurance’)~98.00%(CB ‘Pure Select’)사이로 나타났다. CB 초종은 10~20°C 및 20~35°C 온도 범위에서도 모든 품종들의 발아력이 양호하여 10~35°C 범위의 실무 현장에서도 잔디밭 시공이 적합할 것으로 판단된다. 이 중 ‘Pure Select’ 품종은 타 품종과 비교하여 70% 발아세도 빠른 편에 속하였다. 이어서 발아속도가 느린 편에 속하였던 KB의 경우 품종별로 다양하였는데 이 중 ‘Jump Start’ 및 ‘Right-After Midnight’ 품종의 발아력, 발아세, 발아 피크 기간은 Experiment Ⅱ~Ⅳ 조건에서 대체적으로 양호하여 10~35°C 범위에서도 잔디밭 조성에 효과적일 것으로 판단되나, 나머지 ‘Endurance’ 및 ‘Moonlight SLT’ 품종은 70% 발아세가 위 두 품종들과 비교하여 다소 느려 종자 선택 시 유의하여야 할 것이다. 그리고 TF의 경우 KB와 마찬가지로 가장 낮은 온도인 Experiment Ⅰ(5~15°C)에 비해 생육상의 온도가 증가할수록 종합적으로 양호한 경향을 보였는데, ‘Carly’ 및 ‘Sungold RST’ 품종 모두 Experiment Ⅱ~Ⅲ(10~25°C) 에서 최종 발아율이 85%이상으로 나타나 양호하였다. PR의 경우 모든 온도조건에서 발아력, 발아세 및 발아 피크 기간이 짧았고 발아력 또한 85%이상으로 나타나 5°C 이상의 실무 현장에서 활용도가 가장 높을 것으로 예상된다. 이밖에도 ‘Carly’ 품종은 발아력이 모든 환경에서 90% 이상으로 나타나 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다. 이밖에도 온도환경에 따른 초종 및 품종별 유묘의 형태적 특성을 조사하였는데, 생육온도가 증가할수록 빠르게 기관이 형성되는 경향을 보였으나, 제2엽 관찰 결과를 통해 발아력과 기관 출현 속도는 비례하지 않는 것으로 나타났다. 종합적으로 본 실험에 사용한 18종류의 잔디는 다양한 온도 환경에서 발아력, 발아세, 발아 피크 기간 및 유묘의 형태와 발달이 초종 및 품종별로 다양하게 나타나 이러한 결과를 바탕으로 실무현장에 적용 시 유용하게 사용될 수 있을 것이다. 하지만 향후 연구에서는 실제 시공 현장을 고려하여 본 실험의 온도 조건보다 더 높은 고온에서 실시되거나, 토양에 파종하여 연간 생육능력 파악을 통한 국내 기후조건에 부합하는 다각적인 잔디 초종 및 품종별 연구가 시행되어야 할 것이다.

실내벽면녹화 식물 색채 유지를 위한 생육환경 관리방안 : 서울시청 에코프라자 벽면녹화를 중심으로

최스란 삼육대학교 대학원 2015 국내석사

본 연구는 도시녹화의 한 종류인 벽면녹화의 식물 생육 환경인 온도, 습도, 광 변화에 따른 식물 엽색의 변화를 분석하여 시간의 경과에 따른 식물 색채 변화를 예상하고 이에 적합한 관리방안을 구축하고자 하였다. 이에 서울시 신청사 에코프라자 벽면녹화를 중심으로 건물 내부의 온·습도, 벽면녹화 식재면에 근접한 온·습도를 높이에 따라 1층과 5층, 총 두 구역을 정하여 조사·분석하였다. 또한 이와 유사한 환경을 삼육대학교 제2과학관에 벽면녹화를 재현하여 설치 후 좀 더 세밀하게 온·습도에 따른 식물의 엽색 변화를 분석하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 서울시청 에코프라자 중앙통제실에서 조절하는 내부 온·습도와 벽면녹화 식재면에 근접한 온·습도와의 차이를 보면 내부 온도 22.4℃와 5층 식재면의 온도는 유사하고 1층과는 차이가 있었지만 관엽식물이 생육하기에 무리가 없는 온도라는 것을 확인할 수 있었다. 습도는 겨울(12-2월) 내부 습도 21.6%와 1층 식재면의 차이가 컸는데 내부, 1층 식재면 두 군데 모두 저습하고 여름(6-8월) 습도는 내부 습도 76%와 5층의 차이가 컸는데 내부, 1층, 5층 평균 습도가 67%로 고습한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 서울시청 에코프라자 벽면녹화는 열대·아열대 식물이 생육하기에 겨울(12-2월)엔 저습하고 여름(6-8월)엔 고습하여 식물 생육상태 및 엽색에 변화가 있을 것이라 예상할 수 있었다. 삼육대학교 제2과학관 제2과학관 벽면녹화 식재면 온·습도를 분석한 결과 서울시청 에코프라자에서 측정한 온·습도보다 연 평균 온도 22.9℃로 는 약 1℃ 높았다. 그러나 연 평균 습도는 46.2%로 에코프라자 내부보다 2.2% 낮았고 1층 식재면 보다 16.8% 낮았고 5층 식재면 보다 2.1% 높았다. 따라서 삼육대학교 제2과학관 제2과학관 벽면녹화 식재환경은 열대·아열대 식물이 생육하기에 적당한 환경인 것을 확인할 수 있었다. 삼육대학교 제2과학관 벽면녹화 생육환경에 따른 엽색을 분석한 결과, 테이블야자(Collinia elegans Liebm.)는 광도가 낮은 환경에서 엽색의 명도가 낮아졌고 평균 온도가 15℃이하가 되면 엽색의 선명도가 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 산호수(Ardisia pusilla)는 18℃ 환경에서 엽색의 선명도가 떨어지며 명도가 낮아졌고, 아이비(Hedera helix L)는 평균 온도 33℃가 넘는 고온 환경에서 일부 식물이 고사하고 생육이 불량해지고 선명도가 떨어졌다. 스킨답서스(Epipremnum aureum)는 광도가 낮은 환경에서 잎 무늬의 선명도가 떨어졌지만 전체적으로 생육상태가 좋았고, 아글라오네마(Aglaonema ‘Siam Aurora’)는 저온건조한 환경에서 식물 생육상태가 불량해지며 바탕색과 무늬색의 선명도가 떨어지는 것을 알 수 있었다. 피토니아(Fittonia albivenis ‘Pink Star')는 평균 온도 31℃, 습도 62%인 고온다습한 환경에서 생육상태가 불량해지며 엽색의 선명도가 떨어지고 프테리스(Pteris cretica ’Albolineata')는 온도가 23℃인 환경에서 엽색의 선명도가 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 마삭줄(Trachelospermum asiaticum var. Nakai)은 고온다습한 환경에서 생육상태가 불량해지고 일부 고사하며 무늬색의 선명도가 떨어졌다. 베고니아(Begonia rex)는 고온다습한 환경에서 100% 고사율을 보였고, 스킨답서스 라임(Epipremnum aureum ‘Lime')은 온도가 낮고 건조한 환경에서 엽색의 명도가 낮아졌고 전체적으로 엽색의 변화가 컸다. 서울시 신청사 에코플라자와 삼육대학교 제2과학관 벽면녹화 분석결과, 벽면녹화에 식재되어 있는 식물들은 미묘한 온도와 습도의 변화로 식물의 생육상태가 달라지는 것을 볼 수 있었다. 또한 엽색의 선명도가 떨어지거나 결실이 불량하고 개화가 되지 않아 기대한 식물 색채가 발현되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 같은 온도, 습도, 광도에서도 식물에 따라 생리적 반응이 다르고 엽색의 변화가 있는 것을 알 수 있었다. 그러나 엽색 변화에는 각각의 식물에 따른 다양한 요인이 작용하므로 좀 더 많은 식물을 대상으로 계속적인 연구가 이루어져야할 것으로 판단되었다.

서울市內 生態公園의 造成과 運營에 關한 問題點 및 改善方案 : 길동生態公園, 여의도샛강 生態公園을 事例로

백칠용 서울市立大學校 2007 국내석사

국문 요약 인류는 문명의 발달과 함께 산업의 발전을 거듭하면서 많은 자연환경을 훼손하였고, 이로인한 무분별한 국토개발과 도시팽창은 인류가 직면한 가장큰 환경 문제로 나타나고 있다. 최근 이러한 환경문제는 동ㆍ식물이 살아가는 생물서식환경을 악화시켜 다양한 생물종이 감소 또는 사라지고있으며, 지나친 인위적 환경의 조성에 대한 반발로 야생상태의 자연환경을 원하기 시작 하였다. 그 일환으로 공원이나 녹지를 확충하고, 생물 서식환경을 복원ㆍ보존하며 지속가능한 생태환경 개발을 시도하고 있다. 그러나 아직까지 우리나라의 경우에는 지속적인 자연 생태연구가 미흡하여 뚜렷한 방향제시나 지침등이 부재한 실정이다. 따라서 본 조사연구에서는 서울시를 중심으로 현재 조성되어 운영되고 있는 생태공원의 이용실태와 문제점 및 개선방향을 제시함으로서 앞으로 조성될 생태공원계획에 기초자료를 마련하는데 그 목적이 있다. 설문조사는 여의도 샛강 생태공원과 길동 자연생태공원을 대상으로 15개 문항으로 작성하여 이용자의 특성과 요구도, 관심사항등을 파악하여 활성화 방안을 모색하였고, 청문 및 관찰조사 분석은 생태공원 운영 및 관리자, 프로그램 운영자, 방문객을 대상으로 현상을 파악하였다. 생태공원 조성상의 문제점으로서 입지선정시 생태공원내로 유입될수있는 생활하수구 (55개)처리가 부적절 하였고, 배수로 토사유입으로 저습지에 지상화 현상이 초래 되었으며, 또한 공원내 운동시설과 대형주차장, 건축자재 보관소 등 불요시설이 설치되었다. 그밖에 자전거 및 산책로간 경계시설이 구분이 분명하지 않고, 주변 도로 차량소음 등은 생물서식환경에 악영향을 주는 동선상의 문제가 발생하였다. 관찰 시설면에서는 관찰 데크의 높이 부적절성, 용출수 제한공급등이 수환경에 영향을 주었고, 길동의 경우 소생물의 육상 이동 통로가 도로에 차단되어 생태환경을 저해하는 요인으로 작용하였다. 생태공원 운영 및 관리상 가장큰 문제점으로는 생태전문가 부재로 체계적인 공원관리가 되고 있지 않다는 점이 지적되었고, 공원을 관리하고 운영하는 방법에 따라서 생태공원에 대한 인식과 관찰학습 및 프로그램 운영방법이 확연히 다르게 차별이 되었다. 그밖에 기본 욕구 해소를 위한 편의 시설 부재로 주변 환경오염 현상이 발생되었고, 변화 하는 주변 환경과 다르게 안내표지판, 해설판이 교체 되지않아 활용도가 부적절 하였다. 이상의 조사 결과를 분석해 볼때, 향후 효율적인 생태공원을 조성하고 생태공원 조성목적에 적합하게 체계적인 유지 관리를 위해서는 일반공원과 다른 생태공원 관리기법이 요구되고 있다. 따라서 문제점 개선을 위한 분야별 구체적인 관리방안을 아래와 같이 제시 하였다. 첫째 : 생태공원 유지관리는 크게 자연자원관리(생물서식공간)와 시설물(자연관찰 및 체험공간, 지원시설공간) 관리로 구분하여 분야별 전문가에 의해 체계적으로 관리 유지 되어야 한다. 둘째 : 생태공원조성시 목표가 되는 생물종이 서식할수있는 서식기반 조성을 위하여 방해극상의 원리를 이용한 지속적인 식생관리 작업이 이루어져야 한다. 셋째 : 자연관찰 및 체험공간 관리유지는 시간의 흐름에 따라서 생태계 구조가 변하므로 이용자에게 정확한 정보와 자료를 제공하고 이해도를 높이기 위해서는 주변 생태구조와 적합한 생태시설과 해설 및 안내판을 변화시켜야 한다. 넷째 : 지원시설 공간관리는 탐방객 안내소의 시설과 각종효율적인 정보자료 전시실 등 이용객을 위한 정보자료 시설로 활용될수 있도록 지속적인 모니터링 자료를 최신화 시키는 장소로 이용되어야 한다. 다섯째 : 생태공원은 일반공원과 달리 자연관찰 및 체험위주로 제공되므로 이용 효율성을 높이기 위하여 다양한 프로그램(계절별, 생물종별, 연령별) 운용과 체계적인 관리유지를 위해 전문가와 자원봉사자 제도를 적극 활용해야 한다. 자원봉사자 제도는 지역주민, 지역시민단체, 관련전문가등을 모집하여 공원관리 및 프로그램운영자로 활용하는것이 좋다. 또한 생태공원의 합리적인 관리운영을 위해서는 생태공원의 운영직(생태전문가, 임업직, 시설관리직, 프로그램 운영자)이 필요하며, 그밖에 지역대학 및 관련연구기관 등 협력기관과 자원 봉사자 활동자치회를 운영하는것이 생태공원 운영을 활성화 시킬 수 있다. 여섯째 : 지속적인 체계적 모니터링 제도로서 생태공원에 있어서 모니터링은 매우 중요하며, 이를 통하여 서식생물종의 변화와 관찰을 유도하고 이용객들에게 최신화된 정보자료를 제공할수 있다. 따라서 모니터링 자료에 의해서 공원계획을 수립하여 추진하는 것이 매우 중요하다. 모니터링에 포함할 기본항목과 제시할 내용은 자연환경분야는 수질 및 수량변화와 강수량과 기상현황이 포함되어야 한다. 자연생태계 분야중 식물생태 분야는 식물상, 현존식생, 식물생육상태, 식물생태계구조를 조사하고, 동물생태분야는 곤충, 야생조류, 양서류, 어류상등을 포함하여야 한다. 또한 인문환경분야는 이용객의 현황, 인근 지역주민 여론수렴, 이용객 만족도등이 수렴되어야 한다. 이상에서 제시한 바와 같이 생태공원의 효율적 관리를 위해서는 목표가 되는 생물서식처를 유지하기 위한 방해극상관리와 지속적인 자료축적에 의한 전시내용 개선, 자원봉사자 제도의 도입과 전문가의 참여유도, 공원관리자가 함께하는 모니터링을 통하여 체계적인 생태공원 관리계획을 수립 하여야 하며, 이러한 관리내용은 다른 일반공원의 관리와 차별되는 내용으로서 생태공원의 지속적인 발전이 요구된다. ※ 주요용어 : 생태공원, 모니터링, 생물서식환경, 식물상, 생태구조, 방해극상, 여의도 샛강 생태공원, 길동 자연 생태공원

호접란 순환식 수경재배의 적정배지, 생산방식 및 재배환경 구명

이동수 서울市立大學校 2008 국내박사

길고양이 체험 험이 성인의 환경감수성 및 정서에 미치는 영향

박은수 삼육대학교 2021 국내석사

길고양이(feral cat) 체험 경험이 환경감수성 및 인간의 정서(자존감, 우울감)에 미치는 영향에 대해 조사하고 이들의 상관관계를 알아보았다. 2021년 9월부터 11월까지 전국의 성인을 대상으로 설문조사를 진행하여 413개의 유효한 데이터를 얻었으며, 모아진 자료는 t-test와 Pearson 상관관계, 분산분석을 실행하여 각 요인의 상관관계에 대해 알아보았다. 길고양이 체험 경험 여부와 더불어 길고양이 인식도에 대한 척도를 개발하여 길고양이 인식도의 점수를 수집하고, 환경감수성과 자존감, 우울감의 척도를 통해 각 요인의 점수를 수집하였다. 이에 따른 상관관계를 알아본 결과, 길고양이 인식도가 높은 사람이 길고양이 인식도가 낮은 사람보다 환경감수성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 길고양이 체험 경험이 인간의 불안정한 정서와 유의하지 않다는 결과가 나타났으며, 이외의 연령, 거주 지역, 성별, 반려동물 양육 경험 여부, 길고양이 케어테이커(caretaker) 경험 여부가 환경감수성, 길고양이 인식도, 정서(자존감, 우울감)에 주는 영향을 알아보았다. 20대의 길고양이 인식도와 우울감이 가장 높았으며, 30대의 환경감수성이 가장 높았다. 거주지역에 따른 환경감수성, 길고양이 인식도, 정서와는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 남성보다 여성이 높은 길고양이 인식도, 환경감수성, 우울감을 나타냈다. 반려동물 양육 경험이 있는 사람이 없는 사람보다 높은 길고양이 인식도를 나타냈다. 길고양이 돌봄 경험 여부가 있는 사람이 없는 사람보다 높은 길고양이 인식도와 환경감수성을 나타냈다. 본 논문에서 길고양이를 정의하고 환경생태학적인 관점에서 길고양이 돌봄의 필요성에 대해 논의하며, 길고양이를 주체적으로 돌보는 케어테이커의 개념을 정립하고 제안하였다. 본 연구 결과를 통해 얻을 수 있는 긍정적인 영향을 통해 사회가 전반적으로 윤택해질 수 있게 제언하는 점과 제도적 정착을 위한 기초자료를 제공할 수 있음에 연구 의의가 있다.

산양삼의 재배지역별 생리, 생태적 특성과 성분차이

서세명 서울시립대학교 2010 국내박사

본 연구는 산양삼을 재배하고 있는 총 21 지역(경북지역 13개소, 기타지역 8개소)을 대상으로 재배 지역별 생육과 재배환경을 조사하고, 재배지내에서 생육하는 산양삼의 생리적 특성을 분석하였다. 또한 산양삼의 종자발아특성, 재배특성 및 생태적 특성을 조사하였으며, 지역별 산양삼의 향기, ginsenoside 함량 및 잔류중금속 함량을 조사하였다. 산양삼의 생육특성과 환경과의 관계를 구명하기 위해서 생육환경과 물질생산을 요인으로 한 ordination 분석과 상관분석을 하였다. 이를 통하여 산양삼의 재배지의 환경 및 재배된 산양삼의 특성을 구명하고 산양삼의 재배관리에 대한 기초자료를 얻고자 하였다. 1. 산양삼 재배지의 재배 및 토양 환경 대다수의 재배지역은 북향에서 북서향으로 편향되어 있으며, 경사도는 9°~ 29° 정도로 다양하게 나타나고 있다. 하지만 토성은 사양토 및 양질사토로서 비슷한 경향을 보이고 있다. 산양삼은 대부분 활엽수림에서 재배하지만 일부는 침엽수림에서도 재배하고 있으며, 수고는 9m이상의 3령급 이상의 임분에서 재배하고 있는 것으로 나타났다. 재배지의 토양산도는 pH 4.5~6.0로 산성토양이며, 전질소함량은 0.15%~0.8%, 유효인산함량은 10~68mg/kg 유기물함량 은 2%-9% 범위로 나타났다. 치환성 양이온 함량 중 칼륨은 0.2~0.7 cmol(+)/kg, 마그네슘은 0.7~1.5cmol(+)/kg, 칼슘은 1.2~4.1cmol (+)/kg이며, 나트륨은 0.1~1.9 cmol(+)/kg정도로 다양하게 나타나고 있다. 산양삼 지상부 생육온도는 5℃~30℃범위였으며 근권 온도에 따른 지상부의 휴면 개시 온도는 18~20℃였다. 산양삼 재배지 식생의 종다양성지수는 전국적으로 0.349~0.619와 경북지역의 0.303~0.449로 산양삼 재배지는 인위적인 임지내 관리를 통하여 산림환경를 산양삼의 재배에 유리하도록 조절하였다는 것을 확인할 수 있었다. 2. 산양삼의 생리적 특성 산양삼은 광포화점이 280~700μmolm-2s-1로 재배인삼의 광포화점 인 600~800μmolm-2s-1와 비교할 때 낮은 광포화점을 나타났다. 종자 의 발아율을 높이기 위해서는 저온처리 100일 이상과 kinetin 500~1000mg/kg 처리가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 또한 임간 울폐율은 90%가 가장 유리하고, 활엽수림이 침엽수림에 비하여 종자파종재배시 재배에 용이한 것으로 나타났다. 산양삼의 형태에 있어서도 종자파종이 묘삼 식재에 비하여 생장이 빠르고 산양삼 뿌리의 형태 또한 양호한 것으로 나타났다. 3. 산양삼의 성분적 특성 산양삼의 정유성분에 대한 연구를 통해 β-panasinsene, β-selinene의 sesquiterpenes은 산양삼에 나타나는 독특한 정유성분 이었다. 국내 산양삼은 지역간, 연근간의 차이는 있으나 대개 ginsenoside중 Rg1은 949~3654μg/g, Re는 952~3244μg/g, Rb1은 972~2014μg/g, Rc는 1364~2815μg/g, Rb2는 1041~3674μg/g, Rd는 1043~2204μg/g을 나타냈다. 이들 성분함량은 중국 산양삼과 재배 인삼보다 높은 함량을 나타내고 있다. 이러한 연구 결과에 대한 ordination 분석 및 상관분석을 통하여 총생중량과 ginsenoside와는 음의 상관을 보였다. 이는 산양삼의 임지환경이 재배인삼의 생육환경에 비하여 산양삼의 생육을 제한하는 부정적인 면이 있지만 약리성을 높이는 긍적적인 효과도 있는 것으로 판단된다. 결론적으로, 산양삼의 재배환경은 인삼의 재배환경과 유사한 임지환경에서 재배되는 것으로 판단되며, 이러한 환경에서 재배된 산양삼의 생육은 인삼에 비하여 불량하지만 ginsenoside 등 약리 성분의 함량이 높고, 중국 산양삼에 비해서도 약리성분이 뛰어나며, 중금속에 대한 안전성도 높은 것으로 판단된다. 주요어: 산양삼, 재배환경, 산림토양, 종자발아특성, ginsenoside함량, ordination분석. Eight forest ginseng cultivation areas in overall Korea and 13 places in Kyungbuk province had been investigated to identify cultivation environmental conditions, eco-physiological and ingredient characteristics. In this study, germinations rates, cultivations environments, forest ginseng essential oils, ginsenoside and heavy metal contents had been analyzed to provide the basic information for forest ginseng management in Korea. Canonical Correspondence Analysis (CCA Ordination) has been conducted to identify the relationship between forest environments and forest ginseng characteristics. This study tried to analyze the best environments condition for the forest ginseng cultivation in Korea. 1. Cultivation environment and soil Most of forest ginseng cultivation was north or north-west facing. The best cultivation slope showed high variations between 9° and 29°. Cultivation soil texture was silt-clay or sandy clay. Dominant forest stand where forest ginseng has been cultivated was broadleaf forest. Mean tree height and age class were 9m and age group III, respectively. Soil pH ranged from 4.5 to 6.0 and total nitrogen was between 0.15 and 0.8%. Organic matter showed wide range from 2 to 9%. K, Mg, Ca, Na and P contents were 0.2~0.7 cmolc kg-1, 0.7~1.5 cmolc kg-1, 2~4.1 cmolc kg-1, 0.1~1.9 cmolc kg-1 and 10~68mg kg-1, respectively. Air and soil temperatures were 5℃~30℃ and 18~20℃, respectively. Diversity index in the forest ginseng cultivation forest ranged 0.349 from 0.619, overall Korea. In addition, diversity index showed 0.303~0.449 in Kyungbuk province. 2. Physiological characteristics of forest ginseng Agricultural ginseng showed significantly higher light saturation point than that of forest ginseng. Light saturation point of forest ginseng and agricultural ginseng were 280~700μmolm-2s-1 and 600-800μmolm-2s-1 respectively. The best germination rates showed in 100 days cold treatment and 500~1000mg kg-1 Kinetin concentration. The best crown coverage of the forest ginseng was 90% in this study. Broadleaf forest stand showed better direct seeding results than conifer forest. Direct seeding method was better than that of seedling method in terms of growth and root morphology. 3. Ingredient characteristics of forest ginseng This study extracted the β-Panasinsene and β-Selinene essential oils of forest ginseng samples. Even though the contents of ginsenoside showed somewhat variations, Rg1, Re, Rb1, Rc, Rb2 and Rd were 949~3654μg g-1, 952~3244μg g-1, 972~2014μg g-1, 1364~2815μg g-1, 1041~3674μg g-1 and 1043~2204μg g-1, respectively. These values were significantly higher than those of agricultural and Chinese ginseng. The CCA ordination result showed the negative relationship between forest ginseng fresh weight and ginsenoside. The heavy metal contents of forest ginseng were not serious for the consumption. Forest ginseng was safe in terms of the heavy metal contents. In conclusion, forest ginseng showed significantly lower fresh weight than agricultural ginseng. However, it showed higher ginsenoside and other pharmaceutical ingredients. Keywords: cultivation environment, forest ginseng, forest soil, physiological characteristics, ingredient

도시민 치유효과 제고를 위한 도시농업공원 조성계획요소 중요도

구자희 서울시립대학교 과학기술대학원 2023 국내석사

As the quality of life improves, people's standards of value in life are changing. In the era of the New Normal, where the attitude toward life and the standards of behavior have changed due to COVID-19, urban residents have increased their interest in the natural environment and parks. Urban agriculture has expanded across the country and entered a period of development, and it is time for healing agriculture to develop together with urban agriculture at the starting point. According to the Park Act, urban agricultural parks as theme parks provide a healing environment and are being created one by one across the country. Sarah L. Bell et al. (2022) studied the role of the healing landscape of parks and green spaces (nature and well-being) in the context of COVID-19 for the elderly in the United States, a natural environment that is equally accessible in terms of physical, mental, and community exchange Its role as an infrastructure was proved through questionnaires. Of course, individual conditions and social position become variables, which are related to mental health, and mention the limitation that comparison with the pre-COVID-19 period was impossible. Since it can support well-being, the necessity of a healing environment was emphasized. If beautiful natural scenery and place images can be healed with new stimulation of 'mystery of nature' that has not been experienced as 'escape' in daily life, a nearby urban neighborhood park that is easy to access in daily life can achieve continuous and effective results. In particular, urban agricultural parks, with the biggest difference from general parks, can naturally induce continuous visits through agricultural activities, so they become a good urban space that obtains a healing effect. Therefore, at the time when the healing effect of users in the function and service of the park is attracting attention, the elements of the urban agricultural park creation plan are analyzed in relative importance to derive the elements of the environment creation plan that meet the needs of urban residents, healing and wellness. Evaluation standards were set through valid thesis on urban agricultural parks and healing environments, and the components of urban agricultural parks were analyzed to gather expert opinions related to the program, creation process, and content. Based on the opinions of the panel in three fields, the elements of urban agricultural parks to improve the healing effect of urban residents were collected and their relative importance was evaluated. Based on the creation planning elements derived in this way, the basis derived from the currently established urban agricultural parks in Seoul, such as Gangdong-gu Urban Agricultural Park, Gwanak-gu Urban Agricultural Park, and Yangcheon-gu Urban Agricultural Park, was analyzed. As for the derived items, the first major item is the physical environment aspect, which includes sub-items of design, ecology, and function, and the weight is in the order of ecology, design, and function. The second major item includes the sub-items of sensation, healing, and placeness as a psycho-mental aspect, and the weight is exceptionally high for healing, followed by placeness and sense of place. The third major item is the aspect of physical health, with agricultural work having a higher weight than healing in the psychological and mental aspect, in order of safety and activity. Lastly, the fourth aspect is the social exchange aspect, which has weight in the order of community, information exchange, and privacy. When the weights of the 12 sub-items are listed in order, they are agricultural work, healing, safety, placeness, community, activity, information exchange and sense, privacy, ecology, design, and function. As a result of analysis by expert group, experts in the first group program aspect judged the importance in order of physical health aspect, psycho-emotional aspect, physical environment aspect, and social exchange aspect. The second group of experts in the aspect of creation process was social exchange, physical environment, psycho-emotional, and physical health in that order. It was possible to see different opinions for each group by judging the importance in order of the social aspect and social exchange aspect. As a result of interpretation through the AHP technique that digitizes subjective intention, Yangcheon-gu Urban Agricultural Park, Gwanak-gu Urban Agricultural Park, and Gangdong-gu Urban Agricultural Park were evaluated in the order. Since it was evaluated in terms of development planning factors, the healing effect of urban agricultural parks can be dealt with if the geographic and physical characteristics of each region and the usage behavior of urban residents are added. The landscape design of the park is consequently very important. In the designer's intention, a very important healing effect is introduced and planned in the previous stage of beautiful and rational design. However, it is necessary to reflect the importance analysis based on the research results of the healing environment aspect for the diversity of each park rather than the design guidelines of the uniform design aspect. In the process of prioritizing decision-making in various disciplines of urban agricultural parks, the direction of the creation plan for enhancing the healing effect of urban agricultural parks was presented. 삶의 질이 높아지면서 사람들은 삶의 가치 기준이 바뀌고 있다. 코로나19로 삶을 대하는 마음과 그에 따른 행동 기준이 바뀐 뉴노멀(New Normal)시대에 도시민은 자연환경과 공원에 관한 관심이 높아졌다. 도시농업이 전국적으로 확대되어 발전기에 들어섰고, 치유농업이 출발점에서 도시농업과 함께 발전할 수 있는 시기이다. 공원법에 따라 주제공원으로 도시농업공원이 치유환경을 제공하며 전국에 하나둘 조성되는 추세이다. 특히 도시농업공원은 일반 공원과 가장 큰 차이로 농작업 활동을 통한 지속적 방문을 자연스럽게 유도할 수 있으므로 치유 효과를 획득하는 도시의 좋은 공간의 구성이 된다. 본 연구에서는 공원의 기능과 서비스에 이용자의 치유 효과가 주목되고 있는 시점에 도시농업공원의 조성 계획 요소를 상대적 중요도 분석으로 도시민의 요구인 치유와 웰니스에 맞는 환경조성계획 요소를 도출하고자 한다. 도시농업공원과 치유환경에 유효한 논문을 통해 평가의 기준을 정하고, 도시농업공원의 구성 요소를 분석하여 프로그램과 조성과정 그리고 내용적 부분 관련된 전문가의 고견을 수렴하였다. 세 분야 패널의 의견으로 도시민의 치유효과 제고를 위한 도시농업공원의 요소를 수렴하여 상대적 중요도를 평가하였다. 이렇게 도출한 조성계획요소를 기준으로 하여 서울시에 현재 조성된 도시농업공원인 강동도시농업공원, 관악도시농업공원, 양천도시농업공원에 도출된 근거를 적용하여 분석하였다. 도출한 항목으로 첫 번째 대항목은 물리환경적측면으로 디자인, 생태, 기능의 소항목을 포함하며 가중치는 생태, 디자인, 기능 순서이다. 두 번째 대항목은 심리정신적측면으로 감각, 치유, 장소성의 소항목을 포함하며 가중치는 치유가 탁월하게 높고, 장소성, 감각 순이다. 세 번째 대항목은 신체건강적측면으로 농작업이 심리정신적측면의 치유보다 가중치가 높은 값으로 안전과 활동 순서이다. 마지막 네 번째는 사회교류적측면으로 커뮤니티, 정보교환, 프라이버시 순서의 가중치를 가진다. 12개 소항목의 가중치가 큰 순서대로 나열하면 농작업, 치유, 안전, 장소성, 커뮤니티, 활동, 정보교환과 감각, 프라이버시, 생태, 디자인, 기능의 순서이다. 전문가 그룹별로 분석한 결과 첫 번째 그룹 프로그램 측면의 전문가는 신체건강적측면, 심리정서적측면, 물리환경적측면, 사회교류적측면 순서로 중요도를 판단하였다. 두 번째 조성과정 측면의 전문가는 사회교류적측면, 물리환경적측면, 심리정서적측면, 신체건강적측면의 순서로, 세 번째 내용적 측면의 전문가 그룹은 심리정서적측면, 신체건강적측면, 물리환경적측면, 사회교류적측면 순서로 중요도를 판단하여 그룹마다 각기 다른 의견을 볼 수 있었다. 주관적 의사를 수치화하는 AHP 기법을 통하여 해석한 결과 양천도시농업공원, 관악도시농업공원, 강동도시농업공원 순으로 평가되었다. 조성계획요소의 측면에서 평가하였기 때문에 각 지역의 지리적, 물리적 특성과 도시민의 이용행태 등이 더해진다면 도시농업공원의 치유효과는 다룰 수 있을 것이다. 공원의 조경설계 디자인은 결과적으로 매우 중요하다. 디자이너의 의도에 아름답고 합리적인 설계의 이전단계에 매우 중요한 치유적 효과를 도입 기획하게 된다. 그러나 일률적인 디자인 측면의 설계지침보다 각 공원마다의 다양성을 위하여 치유환경 측면을 연구 결과를 기준으로 중요도 분석을 반영할 필요하다. 도시농업공원의 다양한 학제의 의사결정에 우선순위를 결정하는 과정에서 도시농업공원의 치유 효과 제고를 위한 조성 계획의 방향성을 제시하였다.