1. 광량이 관엽식물의 생육에 미치는 영향 본 연구는 광량에 따른 접란(Chlorophytum comosum 'Picturatum'), 디펜바키아(Dieffenbachia amoena 'Marrianne'), 스킨답서스(Epipremnum aureum), 스파티필럼(Spathiphyllum spp.), 산호수(Ardisia pusilla), 크루시아(Clusia rosea), 팔손이(Fatsia japonica) 7종 관엽식물의 생장반응을 검토하였다. 120일 동안 15, 30, 60, 120µmol·m-2·s-1 PPFD에서 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 및 지하부의 생체중과 건조중, ...
1. 광량이 관엽식물의 생육에 미치는 영향 본 연구는 광량에 따른 접란(Chlorophytum comosum 'Picturatum'), 디펜바키아(Dieffenbachia amoena 'Marrianne'), 스킨답서스(Epipremnum aureum), 스파티필럼(Spathiphyllum spp.), 산호수(Ardisia pusilla), 크루시아(Clusia rosea), 팔손이(Fatsia japonica) 7종 관엽식물의 생장반응을 검토하였다. 120일 동안 15, 30, 60, 120µmol·m-2·s-1 PPFD에서 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 및 지하부의 생체중과 건조중, 엽록소형광Fv/Fm, SPAD 값, 엽색을 나타내는 Hunter(L, a, b)값을 측정하였다. 측정항목 중 초장과 엽색이 광량에 따른 가장 민감한 반응을 보였다. 특히 120µmol·m-2·s-1에서 초장은 실험 식물 7종 중 5종이 유의적인 차이를 보였으며, 이러한 차이는 지상부, 지하부의 생체중, 건조중에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 120µmol·m-2·s-1에서 디펜바키아, 스킨답서스, 산호수는 엽록소형광 Fv/Fm이 정상범위를 벗어나 낮은 값을 나타냈다. 엽색도 광량에 민감한 반응을 보여, 다양한 식물을 혼합하여 식재할 경우 색체표현에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 따라서 본 연구는 설정된 실내광량에 맞는 적절한 식물을 선정하고, 광량에 따른 식물별 다양한 색감으로 실내 조경 작품을 표현하고, 초기 조성한 실내조경의 원형을 유지하는 기초 데이터로 활용가능 할 것이다. 2. 관수주기가 관엽식물의 생육에 미치는 영향 본 연구는 관수주기에 따른 접란(Chlorophytum comosum), 디펜바키아(Dieffenbachia amoena 'Marianne'), 스킨답서스(Epipremnum aureum), 스파티필럼(Spathiphyllum spp.), 산호수(Ardisia pusilla), 크루시아(Clusia rosea), 팔손이(Fatsia japonica), 인도고무나무(Ficus elastica) 8종 관엽식물의 생장반응을 검토하였다. 120일 동안 관수주기는 2회/1주, 1회/1주, 1회/2주의 3수준으로 설정하였다. 측정항목은 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 및 지하부의 생체중과 건조중, 엽록소형광 Fv/Fm, SPAD 값, 엽색을 나타내는 Hunter(L, a, b)값을 측정하였으며, 관수주기에 따른 토양수분함량, 엽수분포텐셜, 생존율을 측정하였다. 관수주기는 접란과 디펜바키아의 생존율 영향을 주어 관수관리가 필요한 식물로 판단된다. 디펜바키아에서만 초장에서 유의적인 차이가 나타났다. 엽장에서는 팔손이와 인도고무나무에서만 유의적인 차이를 보였고, 엽폭에서는 접란, 디펜바키아, 팔손이에서 유의적인 차이를 보였다. 엽면적은 대부분의 식물에서 관수주기에 따른 유의적인 차이를 보였다. 엽록소함량은 접란과 팔손이에서 유의적인 차이를 나타냈으며, Fv/Fm은 접란 1회/2주, 산호수 2회/1주, 1회/2주에서 정상범위 밖에 있어 관수스트레스를 받는 것으로 나타났다. 엽수분포텐셜은 스킨답서스, 팔손이를 제외한 6종 식물 모두에서 유의적인 차이를 나타냈다. 접란은 관수주기에 따른 Fv/Fm이 정상 범위를 벗어났고, 생존율이 낮았으나, 산호수는 Fv/Fm이 정상 범위를 벗어났으나 생존율이 모두 100%로 나타나 장기간의 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 엽색은 관수주기에 따른 유의적인 차가 많이 났으며, 디펜바키아와 크루시아는 L, a, b값 모두에서 차이를 보였다. 적절한 수분 관리는 식물의 고사와 과습해 방지뿐만 아니라 실내 식물의 시각적 색감과 품질유지를 위해 매우 중요하다. 식물별로 관수주기에 따른 생육반응이 다르게 나타나고 있어, 관수주기에 따른 장기적인 모니터링과 함께 추후 더 많은 식물종에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 3. 광량에 따른 디펜바키아와 스파티필럼의 미세먼지 농도 변화 본 실험은 광도변화에 따른 디펜바키아와 스파티필럼의 미세먼지 제거와 이산화탄소 농도 변화를 구명하고자 수행하였다. 광도는 0, 30, 60µmol·m-2·s-1 PPFD의 3수준에서 실시하였다. PM10이 1μg이 될 때까지 걸리는 시간에 있어서 디펜바키아는 광의 유무에 따른 차이가 유의하게 나타났으며, 30과 60µmol·m-2·s-1 PPFD에서는 유의적인 차이가 없었다. 스파티필럼은 0과 30µmol·m-2·s-1 PPFD에서는 유의적인 차이가 없었으나, 60µmol·m-2·s-1 PPFD에서 유의적인 차이를 보였다. 90분 경과 후, 60µmol·m-2·s-1 PPFD에서 스파티필럼의 PM1, PM10 잔존량이 가장 적었으며, 이때 이산화탄소 잔존량도 가장 낮은 것으로 나타났다. 스파티필럼은 0µmol·m-2·s-1 PPFD에서도 PM1, PM10 잔존량이 디펜바키아 보다 낮은 것으로 나타났다. 두 식물 모두 광도가 높을수록 광합성율이 높게 나타났으며, 기공전도도는 유의적인 차이가 없었다. 스파티필럼은 디펜바키아보다 광합성율과 기공전도가 높았고, 기공수가 많았으며, 잎의 앞·뒷면 모두에서 기공이 관찰되었다. 이러한 식물적 특성으로 인하여 같은 광도에서 스파티필럼의 공기정화 효과가 디펜바키아보다 더 좋았던 것으로 판단된다. 따라서 효과적인 실내 미세먼지 제거를 위해서는 실내광도에 따른 식물의 광합성율과 기공수, 기공의 배치형태 등 식물 각각의 특성을 고려해야 할 것으로 판단된다. 4. 실내 벽면녹화 차이에 따른 미세먼지 제거 및 온‧습도 조절효과 본 연구는 벽면녹화 및 벽천시스템이 없을 때를 대조구로 하여, 벽면녹화시스템 1개(Case 1), 벽면녹화시스템 2개(Case 2), 벽면녹화시스템 2개와 벽천시스템(Case 3)의 4가지 조건별 실내 온·습도 조절 및 입자상 오염물질인 PM1와 PM10제거효과를 구명하고자 수행하였다. 실험은 충북대학교 내의 사무실에서 2015년 8월부터 9월까지 약 2개월 동안 대조구, Case 1, Case 2, Case 3 순으로 순차적으로 진행하였고, 실험기간 동안 외기온도가 비교적 일정했던 2015년 8월 17~20일(실험 1), 8월 31일~9월 3일(실험 2)의 데이터를 이용하여 분석하였다. 실내조경 설치에 따른 식물의 용적비는 대조구, Case 1, Case 2, Case 3이 각각 0, 0.6, 1.2, 1.4%였다. 대조구와 비교하여 Case 1, Case 2, Case 3의 평균온도는 각각 0.3-0.7, 0.7-0.9, 1.0℃가 감소되었으며, 평균상대습도는 각각 1.8-8.7, 9.2-14.6, 14.8-21.9%로 상승하는 경향을 보였다. 오염원 주입 후 300분이 경과하였을 때, 대조구, Case 1, Case 2, Case 3의 PM1 잔존비율은 실험 1의 경우에는 각각 25.0, 22.0, 21.2, 17.3%이었으며, 반복 실험 2에서는 42.3, 28.9, 23.1, 30.9%로 나타났다. PM10 잔존비율은 실험1에서는 각각 13.8, 10.8, 12.5, 9.2%이었으며, 실험 2에서는 각각 24.5, 15.3, 12.6, 14.8%로 나타났다. 실내녹화 면적이 증가함에 따라 실내 온도와 PM1, PM10의 저감효과는 컸으며, 습도는 온도와 음(-)의 상관관계를 보였다. PM1과 PM10은 상대습도가 높을수록 빨리 감소되는 경향을 보였다. 5. 실내식물의 식물전지 활용 가능성 본 연구는 실내 녹화용으로 많이 사용되고 있는 스파티필럼(Spathiphyllum spp.)을 이용하여 전압과 전류를 생산하는 식물-미생물전지(Plant-Microbial Fuel Cell, Plant-MFC)로의 활용 가능성과 single chamber Plant-MFC의 토양용적수분함량이 전압과 전류 발생량에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 식물을 식재한 Plant-MFC는 식물을 식재하지 않은 Soil-MFC보다 전압 및 전류 발생량이 높게 나타났다. Plant-MFC와 Soil-MFC의 10일 평균 전압은 각각 0.475V와 0.375V로 나타났고, 평균 전류는 각각 0.110mA와 0.030mA로 나타났다. 실외보다 주야간 온도 차가 크지 않은 실내에서 4개월의 실험기간 동안 스파티필럼을 이용한 Plant-MFC는 비교적 일정한 전압을 생산하였고, 0.027V의 편차를 나타냈다. 하루 동안의 최고전압과 최소전압의 차이도 0.015V로 작게 나타나 안정된 전원공급원으로의 활용 가능성이 기대된다. Plant-MFC로 사용한 식물(Used Plant-MFC)과 Plant-MFC로 사용하지 않은 식물(Not used Plant-MFC)의 토양수분, Fv/Fm, 광합성율, 엽면적, 생체중, 건조중을 측정하였으며, 모든 항목에서 유의적인 차이가 나타나지 않는 것으로 보아 식물이 Plant-MFC로 사용되더라도 토양수분과 식물의 생육에는 영향이 없는 것으로 판단된다. 토양용적수분함량이 Plant-MFC의 전압과 전류발생에 미치는 영향 연구에서는 토양수분함량이 약 19% 이상일 때는 토양용적수분함량과 관계없이 거의 일정한 전압과 전류가 발생하였으며, 토양용적수분함량이 약 10%이하일 때는 전압과 전류의 발생량이 급격히 감소하였다. 토양용적수분함량이 약 19% 이상의 상태에서 일정한 전압 전류가 발생했던 기간 동안 Plant-MFC의 평균 전압과 전류는 각각 0.406V와 327μA로 나타났고, 전압과 전류의 일일 편차는 10mV와 10μA로 낮았다. 비교적 온도차가 적은 실내에서 Plant-MFC의 작동은 안정된 전원공급원으로의 활용 가능할 것으로 판단된다. 10cm 포트식물과 12cm 포트식물의 Plant-MFC의 전압은 유사한 값으로 나타났으나, 전류의 발생량은 토양의 부피와 식물체가 클수록 높은 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 저탄소발생 친환경에너지원 Plant-MFC을 사용함으로써 화석에너지 소비와 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
1. 광량이 관엽식물의 생육에 미치는 영향 본 연구는 광량에 따른 접란(Chlorophytum comosum 'Picturatum'), 디펜바키아(Dieffenbachia amoena 'Marrianne'), 스킨답서스(Epipremnum aureum), 스파티필럼(Spathiphyllum spp.), 산호수(Ardisia pusilla), 크루시아(Clusia rosea), 팔손이(Fatsia japonica) 7종 관엽식물의 생장반응을 검토하였다. 120일 동안 15, 30, 60, 120µmol·m-2·s-1 PPFD에서 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 및 지하부의 생체중과 건조중, 엽록소형광 Fv/Fm, SPAD 값, 엽색을 나타내는 Hunter(L, a, b)값을 측정하였다. 측정항목 중 초장과 엽색이 광량에 따른 가장 민감한 반응을 보였다. 특히 120µmol·m-2·s-1에서 초장은 실험 식물 7종 중 5종이 유의적인 차이를 보였으며, 이러한 차이는 지상부, 지하부의 생체중, 건조중에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 120µmol·m-2·s-1에서 디펜바키아, 스킨답서스, 산호수는 엽록소형광 Fv/Fm이 정상범위를 벗어나 낮은 값을 나타냈다. 엽색도 광량에 민감한 반응을 보여, 다양한 식물을 혼합하여 식재할 경우 색체표현에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 따라서 본 연구는 설정된 실내광량에 맞는 적절한 식물을 선정하고, 광량에 따른 식물별 다양한 색감으로 실내 조경 작품을 표현하고, 초기 조성한 실내조경의 원형을 유지하는 기초 데이터로 활용가능 할 것이다. 2. 관수주기가 관엽식물의 생육에 미치는 영향 본 연구는 관수주기에 따른 접란(Chlorophytum comosum), 디펜바키아(Dieffenbachia amoena 'Marianne'), 스킨답서스(Epipremnum aureum), 스파티필럼(Spathiphyllum spp.), 산호수(Ardisia pusilla), 크루시아(Clusia rosea), 팔손이(Fatsia japonica), 인도고무나무(Ficus elastica) 8종 관엽식물의 생장반응을 검토하였다. 120일 동안 관수주기는 2회/1주, 1회/1주, 1회/2주의 3수준으로 설정하였다. 측정항목은 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 및 지하부의 생체중과 건조중, 엽록소형광 Fv/Fm, SPAD 값, 엽색을 나타내는 Hunter(L, a, b)값을 측정하였으며, 관수주기에 따른 토양수분함량, 엽수분포텐셜, 생존율을 측정하였다. 관수주기는 접란과 디펜바키아의 생존율 영향을 주어 관수관리가 필요한 식물로 판단된다. 디펜바키아에서만 초장에서 유의적인 차이가 나타났다. 엽장에서는 팔손이와 인도고무나무에서만 유의적인 차이를 보였고, 엽폭에서는 접란, 디펜바키아, 팔손이에서 유의적인 차이를 보였다. 엽면적은 대부분의 식물에서 관수주기에 따른 유의적인 차이를 보였다. 엽록소함량은 접란과 팔손이에서 유의적인 차이를 나타냈으며, Fv/Fm은 접란 1회/2주, 산호수 2회/1주, 1회/2주에서 정상범위 밖에 있어 관수스트레스를 받는 것으로 나타났다. 엽수분포텐셜은 스킨답서스, 팔손이를 제외한 6종 식물 모두에서 유의적인 차이를 나타냈다. 접란은 관수주기에 따른 Fv/Fm이 정상 범위를 벗어났고, 생존율이 낮았으나, 산호수는 Fv/Fm이 정상 범위를 벗어났으나 생존율이 모두 100%로 나타나 장기간의 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 엽색은 관수주기에 따른 유의적인 차가 많이 났으며, 디펜바키아와 크루시아는 L, a, b값 모두에서 차이를 보였다. 적절한 수분 관리는 식물의 고사와 과습해 방지뿐만 아니라 실내 식물의 시각적 색감과 품질유지를 위해 매우 중요하다. 식물별로 관수주기에 따른 생육반응이 다르게 나타나고 있어, 관수주기에 따른 장기적인 모니터링과 함께 추후 더 많은 식물종에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 3. 광량에 따른 디펜바키아와 스파티필럼의 미세먼지 농도 변화 본 실험은 광도변화에 따른 디펜바키아와 스파티필럼의 미세먼지 제거와 이산화탄소 농도 변화를 구명하고자 수행하였다. 광도는 0, 30, 60µmol·m-2·s-1 PPFD의 3수준에서 실시하였다. PM10이 1μg이 될 때까지 걸리는 시간에 있어서 디펜바키아는 광의 유무에 따른 차이가 유의하게 나타났으며, 30과 60µmol·m-2·s-1 PPFD에서는 유의적인 차이가 없었다. 스파티필럼은 0과 30µmol·m-2·s-1 PPFD에서는 유의적인 차이가 없었으나, 60µmol·m-2·s-1 PPFD에서 유의적인 차이를 보였다. 90분 경과 후, 60µmol·m-2·s-1 PPFD에서 스파티필럼의 PM1, PM10 잔존량이 가장 적었으며, 이때 이산화탄소 잔존량도 가장 낮은 것으로 나타났다. 스파티필럼은 0µmol·m-2·s-1 PPFD에서도 PM1, PM10 잔존량이 디펜바키아 보다 낮은 것으로 나타났다. 두 식물 모두 광도가 높을수록 광합성율이 높게 나타났으며, 기공전도도는 유의적인 차이가 없었다. 스파티필럼은 디펜바키아보다 광합성율과 기공전도가 높았고, 기공수가 많았으며, 잎의 앞·뒷면 모두에서 기공이 관찰되었다. 이러한 식물적 특성으로 인하여 같은 광도에서 스파티필럼의 공기정화 효과가 디펜바키아보다 더 좋았던 것으로 판단된다. 따라서 효과적인 실내 미세먼지 제거를 위해서는 실내광도에 따른 식물의 광합성율과 기공수, 기공의 배치형태 등 식물 각각의 특성을 고려해야 할 것으로 판단된다. 4. 실내 벽면녹화 차이에 따른 미세먼지 제거 및 온‧습도 조절효과 본 연구는 벽면녹화 및 벽천시스템이 없을 때를 대조구로 하여, 벽면녹화시스템 1개(Case 1), 벽면녹화시스템 2개(Case 2), 벽면녹화시스템 2개와 벽천시스템(Case 3)의 4가지 조건별 실내 온·습도 조절 및 입자상 오염물질인 PM1와 PM10제거효과를 구명하고자 수행하였다. 실험은 충북대학교 내의 사무실에서 2015년 8월부터 9월까지 약 2개월 동안 대조구, Case 1, Case 2, Case 3 순으로 순차적으로 진행하였고, 실험기간 동안 외기온도가 비교적 일정했던 2015년 8월 17~20일(실험 1), 8월 31일~9월 3일(실험 2)의 데이터를 이용하여 분석하였다. 실내조경 설치에 따른 식물의 용적비는 대조구, Case 1, Case 2, Case 3이 각각 0, 0.6, 1.2, 1.4%였다. 대조구와 비교하여 Case 1, Case 2, Case 3의 평균온도는 각각 0.3-0.7, 0.7-0.9, 1.0℃가 감소되었으며, 평균상대습도는 각각 1.8-8.7, 9.2-14.6, 14.8-21.9%로 상승하는 경향을 보였다. 오염원 주입 후 300분이 경과하였을 때, 대조구, Case 1, Case 2, Case 3의 PM1 잔존비율은 실험 1의 경우에는 각각 25.0, 22.0, 21.2, 17.3%이었으며, 반복 실험 2에서는 42.3, 28.9, 23.1, 30.9%로 나타났다. PM10 잔존비율은 실험1에서는 각각 13.8, 10.8, 12.5, 9.2%이었으며, 실험 2에서는 각각 24.5, 15.3, 12.6, 14.8%로 나타났다. 실내녹화 면적이 증가함에 따라 실내 온도와 PM1, PM10의 저감효과는 컸으며, 습도는 온도와 음(-)의 상관관계를 보였다. PM1과 PM10은 상대습도가 높을수록 빨리 감소되는 경향을 보였다. 5. 실내식물의 식물전지 활용 가능성 본 연구는 실내 녹화용으로 많이 사용되고 있는 스파티필럼(Spathiphyllum spp.)을 이용하여 전압과 전류를 생산하는 식물-미생물전지(Plant-Microbial Fuel Cell, Plant-MFC)로의 활용 가능성과 single chamber Plant-MFC의 토양용적수분함량이 전압과 전류 발생량에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 식물을 식재한 Plant-MFC는 식물을 식재하지 않은 Soil-MFC보다 전압 및 전류 발생량이 높게 나타났다. Plant-MFC와 Soil-MFC의 10일 평균 전압은 각각 0.475V와 0.375V로 나타났고, 평균 전류는 각각 0.110mA와 0.030mA로 나타났다. 실외보다 주야간 온도 차가 크지 않은 실내에서 4개월의 실험기간 동안 스파티필럼을 이용한 Plant-MFC는 비교적 일정한 전압을 생산하였고, 0.027V의 편차를 나타냈다. 하루 동안의 최고전압과 최소전압의 차이도 0.015V로 작게 나타나 안정된 전원공급원으로의 활용 가능성이 기대된다. Plant-MFC로 사용한 식물(Used Plant-MFC)과 Plant-MFC로 사용하지 않은 식물(Not used Plant-MFC)의 토양수분, Fv/Fm, 광합성율, 엽면적, 생체중, 건조중을 측정하였으며, 모든 항목에서 유의적인 차이가 나타나지 않는 것으로 보아 식물이 Plant-MFC로 사용되더라도 토양수분과 식물의 생육에는 영향이 없는 것으로 판단된다. 토양용적수분함량이 Plant-MFC의 전압과 전류발생에 미치는 영향 연구에서는 토양수분함량이 약 19% 이상일 때는 토양용적수분함량과 관계없이 거의 일정한 전압과 전류가 발생하였으며, 토양용적수분함량이 약 10%이하일 때는 전압과 전류의 발생량이 급격히 감소하였다. 토양용적수분함량이 약 19% 이상의 상태에서 일정한 전압 전류가 발생했던 기간 동안 Plant-MFC의 평균 전압과 전류는 각각 0.406V와 327μA로 나타났고, 전압과 전류의 일일 편차는 10mV와 10μA로 낮았다. 비교적 온도차가 적은 실내에서 Plant-MFC의 작동은 안정된 전원공급원으로의 활용 가능할 것으로 판단된다. 10cm 포트식물과 12cm 포트식물의 Plant-MFC의 전압은 유사한 값으로 나타났으나, 전류의 발생량은 토양의 부피와 식물체가 클수록 높은 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 저탄소발생 친환경에너지원 Plant-MFC을 사용함으로써 화석에너지 소비와 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
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