저온기 딸기 고설 수경재배시 온실기온에 따른 배지내 온도강하 모델 개발 Modeling of Medium Temperature Drops of the Elevated-bench Hydroponics for Strawberry Cultivation during Low Temperature Season원문보기
본 연구는 저온기 딸기 고설 수경재배 방식의 배지 내 온도 관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여 베드 2종류(플랜트형, V형), 배지 4종류(왕겨, 펄라이트, 왕겨 80% + 피트모스20%, 휠라이트80% + 피트모스20%), 멀칭 2종류(멀칭무, 멀칭유)의 처리구별로 온실기온 4수준(1.5, 3.2, 5.0, $6.7^{\circ}C$)에 따른 배지 내 온도의 변화를 측정하였다. 그 결과, 베드의 온도강하는 V형 베드가 플랜트형 베드보다 평균 $1.2{\sim}20^{\circ}C$ 느리게 나타났으며, V형 베드의 보온 효과가 크게 나타났다. 배지의 종류별로는 왕겨 80%의 배지보다 펄라이트 80%의 배지에서 멀칭의 유무에 관계없이 배지온 강하가 약 $7^{\circ}C$ 느리게 나타났다. 멀칭유무별로는 멀칭한 경우에서 온도강하가 느리게 나타나 멀칭을 하는 것이 배지온 유지에 유리하였다. 보온효과가 큰 V형 베드, 펄라이트80% + 피트모스20% 배지, 멀칭한 경우의 배지온 강하 모텔은 f(x) = -0.2656 + 0.1345x로 나타났으며, 개발된 모델을 이용하면 저온기에서 야간의 온실 내 기온에 따른 배지내의 온도강하를 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.
본 연구는 저온기 딸기 고설 수경재배 방식의 배지 내 온도 관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여 베드 2종류(플랜트형, V형), 배지 4종류(왕겨, 펄라이트, 왕겨 80% + 피트모스20%, 휠라이트80% + 피트모스20%), 멀칭 2종류(멀칭무, 멀칭유)의 처리구별로 온실기온 4수준(1.5, 3.2, 5.0, $6.7^{\circ}C$)에 따른 배지 내 온도의 변화를 측정하였다. 그 결과, 베드의 온도강하는 V형 베드가 플랜트형 베드보다 평균 $1.2{\sim}20^{\circ}C$ 느리게 나타났으며, V형 베드의 보온 효과가 크게 나타났다. 배지의 종류별로는 왕겨 80%의 배지보다 펄라이트 80%의 배지에서 멀칭의 유무에 관계없이 배지온 강하가 약 $7^{\circ}C$ 느리게 나타났다. 멀칭유무별로는 멀칭한 경우에서 온도강하가 느리게 나타나 멀칭을 하는 것이 배지온 유지에 유리하였다. 보온효과가 큰 V형 베드, 펄라이트80% + 피트모스20% 배지, 멀칭한 경우의 배지온 강하 모텔은 f(x) = -0.2656 + 0.1345x로 나타났으며, 개발된 모델을 이용하면 저온기에서 야간의 온실 내 기온에 따른 배지내의 온도강하를 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.
A study on modeling of medium temperature drops of the elevated-bench hydroponic system for strawberry cultivation during low temperature season was conducted. Four different conditions were used for the experiment. These consisted of two kinds of bed types (plant, V), four kinds of medium (rice, pe...
A study on modeling of medium temperature drops of the elevated-bench hydroponic system for strawberry cultivation during low temperature season was conducted. Four different conditions were used for the experiment. These consisted of two kinds of bed types (plant, V), four kinds of medium (rice, perlite, rice hulls80% and peatmoss20%, perlite80% and peatmoss20%), two kinds of mulched bed (mulched, non mulched) and four kinds of greenhouse air temperature (l.5, 3.2, 5.0, $6.7^{\circ}C$), and the results were summarized as follows: Temperature drop of medium in the V-bed was slower than that in the plant bed, showing better insulation effect of V-bed. Temperature drop of medium with mulching on the top of the bed was slower than the case without mulching, as a result, the beneficial effect of temperature drop was appeared in mulched bed. Linear regression of the temperature descent rate and the temperature difference between medium and air showed significant correlation. The regression equation for the Pearlite80% and Peatmoss20% in the V-bed was f(x) = -0.2656 + 0.1345x at the $R^2$ of 0.9269. Using the model, the temperature drop during night can be predicted for the various media at the different depths.
A study on modeling of medium temperature drops of the elevated-bench hydroponic system for strawberry cultivation during low temperature season was conducted. Four different conditions were used for the experiment. These consisted of two kinds of bed types (plant, V), four kinds of medium (rice, perlite, rice hulls80% and peatmoss20%, perlite80% and peatmoss20%), two kinds of mulched bed (mulched, non mulched) and four kinds of greenhouse air temperature (l.5, 3.2, 5.0, $6.7^{\circ}C$), and the results were summarized as follows: Temperature drop of medium in the V-bed was slower than that in the plant bed, showing better insulation effect of V-bed. Temperature drop of medium with mulching on the top of the bed was slower than the case without mulching, as a result, the beneficial effect of temperature drop was appeared in mulched bed. Linear regression of the temperature descent rate and the temperature difference between medium and air showed significant correlation. The regression equation for the Pearlite80% and Peatmoss20% in the V-bed was f(x) = -0.2656 + 0.1345x at the $R^2$ of 0.9269. Using the model, the temperature drop during night can be predicted for the various media at the different depths.
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문제 정의
본 연구는 저온기 딸기 고설 수경재배 방식의 배지 내 온도 관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여 베드 2종류(플랜트형, V형), 배지 4종류(왕겨, 펄라이트, 왕겨80% + 피트모스20%, 펄라이트80% + 피트모스20%), 멀칭 2종류(멀칭무, 멀칭유)의 처리구별로 온실기온 4수준(1.5, 3.2, 5.0, 6.7℃)에 따른 배지 내 온도의 변화를 측정하였다. 그 결과, 베드의 온도강하는 V형 베드가 플랜트형 베드보다 평균 1.
본 연구는 저온기 딸기 고설 수경재배 방식의 배지내 온도 관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여 온실 내 기온에 따른 베드별, 배지별, 멀칭유무별로 배지 내 온도 변화 특성을 분석하고, 저온기에서 야간의 온실 내 기온에 따른 배지 내 온도강하 모델을 개발하고자 수행하였다.
제안 방법
2m인 쳄버 내에 냉방기를 설치하고 온도제어 장치로 설정온도에 따라 쳄버내 온도를 조절하여 배지온도 변화를 측정할 수 있도록 구성하였다. 배지온도의 측정은 온도센서(T type)와 데이터로거(HP 34970A, Agilent, U.S.A.)를 사용하여 5분 간격으로 연속 측정하였다.
5L 정도이다. 온도의 측정 위치는 베드 중앙부에 플랜트형 베드와 같이 상중하에 센서를 설치하고 좌우측에는 각각 중앙부와 같은 높이로 벽면을 따라 3개씩의 센서를 설치하였다.
10은 플랜트형 베드의 펄라이트80% + 피트모스 20%의 혼합배지에 대하여 배지온과 기온과의 차이에 따른 시간당 온도강하를 나타낸 것으로 멀칭한 경우의 온도예측 모델을 나타낸 것이다. 이것은 전술한 온도강하 특성에서 기온 1.5, 3.2, 5.0, 6.7℃에 대한 저온 노출에 대한 시간당 온도강하로 하고 이것을 배지온과 기온과의 차이와의 관계를 모델로 하여 실제로 겨울철 온실 내 기온의 변화 측정기록으로 이 모델을 이용하여 배지온을 예측하였다. 모델은 f(x) = −0.
이상과 같이 베드 2종류(플랜트형, V형), 배지 4종류(왕겨, 펄라이트, 왕겨80% + 피트모스20%, 펄라이트80% + 피트모스20%), 멀칭 2종류(멀칭무, 멀칭유)의 처리구별로 온실기온 4수준(1.5, 3.2, 5.0, 6.7℃)에 따른 배지 내 온도의 변화를 측정하였다.
폭 1.5m, 길이 2.4m, 높이 1.2m인 쳄버 내에 냉방기를 설치하고 온도제어 장치로 설정온도에 따라 쳄버내 온도를 조절하여 배지온도 변화를 측정할 수 있도록 구성하였다. 배지온도의 측정은 온도센서(T type)와 데이터로거(HP 34970A, Agilent, U.
대상 데이터
7L 정도이며, 밑바닥에는 16mm 크기의 배출구 5개가 설치되어 있다. 온도의 측정 위치는 베드 중앙부에 배지 깊이별로 상(20mm), 중(50mm), 하(80mm) 3개소, 중앙으로부터 80mm의 위치(딸기정식 위치)에 상중하 3개소에 온도센서를 설치하였다. 또한 Fig.
성능/효과
5℃로 하였을 때 시간경과별 온도분포를 나타낸 것이다. 5시간 경과 후에는 왕겨80% + 피트모스20%의 혼합 배지보다 펄라이트80% + 피트모스20% 혼합 배지의 온도분포가 4℃ 이상 높게 나타났다.
7℃)에 따른 배지 내 온도의 변화를 측정하였다. 그 결과, 베드의 온도강하는 V형 베드가 플랜트형 베드보다 평균 1.2~2℃ 느리게 나타났으며, V형 베드의 보온 효과가 크게 나타났다. 배지의 종류별로는 왕겨 80%의 배지보다 펄라이트 80%의 배지에서 멀칭의 유무에 관계없이 배지온 강하가 약 7℃ 느리게 나타났다.
2~2℃의 온도강하가 느리게 나타났다. 따라서 V형 베드가 플랜트형 베드에 비해 보온 효과가 우수하다고 판단되었다.
따라서 단독 배지와 혼합 배지의 온도분포를 비교한 결과, 펄라이트만 사용한 배지가 왕겨만 사용한 배지보다 배지온 측면에서는 유리하고, 혼합 배지에서는 펄라이트80% + 피트모스20%의 배지가 왕겨80% + 피트모스20% 배지보다 유리하다고 판단되었다.
플랜트형 베드는 최하부가 12℃이며, V형 베드는 최하부가 18℃로 V형 베드의 온도가 높게 나타났다. 따라서 배지온 측면에서는 V형 베드가 플랜트형 베드보다 유리하다고 판단되었다.
25℃의 작은 오차가 나타나 예측 모델로 이용 가능한 것으로 판단되었다. 또한 V형 모델의 경우에도 Fig. 13에서와 같이 오후 7시부터 다음날 오전 7시까지의 12시간 배지온 실측치와 예측치를 비교한 결과 최대값이1.0℃의 작은 오차가 나타나 예측 모델로 이용 가능한 것으로 판단되었다.
2~2℃ 느리게 나타났으며, V형 베드의 보온 효과가 크게 나타났다. 배지의 종류별로는 왕겨 80%의 배지보다 펄라이트 80%의 배지에서 멀칭의 유무에 관계없이 배지온 강하가 약 7℃ 느리게 나타났다. 멀칭유무별로는 멀칭한 경우에서 온도강하가 느리게 나타나 멀칭을 하는 것이 배지온 유지에 유리하였다.
보온효과가 큰 V형 베드, 펄라이트80% + 피트모스20% 배지, 멀칭한 경우의 배지온 강하 모델은 f(x) = −0.2656 + 0.1345x로 나타났으며, 개발된 모델을 이용하면 저온기에서 야간의 온실 내 기온에 따른 배지내의 온도강하를 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.
전술한 Fig. 10의 플랜트형 모델을 이용하여 1일 온실 내 기온 변화 패턴을 가지고, Fig. 12에서와 같이 오후 7시부터 다음날 오전 7시까지의 12시간 배지 온 실측치와 예측치를 비교한 결과, 최대값이 1.25℃의 작은 오차가 나타나 예측 모델로 이용 가능한 것으로 판단되었다. 또한 V형 모델의 경우에도 Fig.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라 저온기 딸기 재배는 최근 어떤 방법을 많이 사용하는가?
우리나라 저온기 딸기 재배는 최근 고설 수경재배 방법을 많이 사용하고 있다. 딸기의 수경재배에서 근부온도는 뿌리의 발달뿐만 아니라 지상부의 생육에도 직간접적인 영향을 미치기 때문에 딸기의 품질 및 수량을 증대시키기 위해서는 적절한 근부온도 관리가 필요하다(Jang 등, 1992; Jun 등, 2008; Park과 Oh, 2000;Udagawa 등, 1991).
딸기의 수경재배에서 근부온도 관리가 필요한 이유는 무엇인가?
우리나라 저온기 딸기 재배는 최근 고설 수경재배 방법을 많이 사용하고 있다. 딸기의 수경재배에서 근부온도는 뿌리의 발달뿐만 아니라 지상부의 생육에도 직간접적인 영향을 미치기 때문에 딸기의 품질 및 수량을 증대시키기 위해서는 적절한 근부온도 관리가 필요하다(Jang 등, 1992; Jun 등, 2008; Park과 Oh, 2000;Udagawa 등, 1991).
국내환경에 적합한 딸기 고설 수경재배 시스템 연구 수행의 연구 목적은 무엇인가?
본 연구는 저온기 딸기 고설 수경재배 방식의 배지내 온도 관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여 온실 내 기온에 따른 베드별, 배지별, 멀칭유무별로 배지 내 온도 변화 특성을 분석하고, 저온기에서 야간의 온실 내 기온에 따른 배지 내 온도강하 모델을 개발하고자 수행하였다.
참고문헌 (5)
Jang, B.C., Y.P. Hong, and J.C. Chun. 1992. Effect of root zone temperature in hydroponics on plant growth and nutrient uptake in vegetable crops. J. Kor. Soc. Soil Sci. Fert. 25:242-248 (in Korean).
Jun, H.J., J.G. Hwang, M.J. Son, and D.J. Choi. 2008. Effect of root zone temperature on root and shoot growth of strawberry. J. Bio-Env. Con. 17:14-19 (in Korean).
Park, J.M. and S.D. Oh. 2000. Effect of root zone temperature on growth of shoot and root, and physiological responses of apple trees (Malus domestica Borkh.). J. Kor. Soc. Hort. Sci. 41:177-181 (in Korean).
Park, J.W. 2005. A fundamental study on managing medium temperature of the elevated-bench hydroponic system for strawberry cultivation. PhD Diss., Kyungpook Na Univ., Daegu. pp. 10-11 (in Korean).
Udagawa, Y., T. Ito, and K. Gomi. 1991. Effects of root temperature on the absorption of water and mineral nutrients by strawberry plants 'Reiko' grown hydroponically. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 59:711-717 (in Japanese).
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