제출문 농림축산식품부장관귀하 이보고서를 양액재배용친환경유기고형배지적용을통한작물생산실용화시스템개 발에관한연구 과제의보고서로제출합니다 년 10 월 15 일 주관연구기관명 : 동국대학교산학협력단 주관연구책임자 : 김대영 ( 바이오환경과학과교수 ) 세부연구책임자 :

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혜나 임
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2 제출문 농림축산식품부장관귀하 이보고서를 양액재배용친환경유기고형배지적용을통한작물생산실용화시스템개 발에관한연구 과제의보고서로제출합니다 년 10 월 15 일 주관연구기관명 : 동국대학교산학협력단 주관연구책임자 : 김대영 ( 바이오환경과학과교수 ) 세부연구책임자 : 윤화영 ( 바이오환경과학과교수 ) 성정석 ( 생명과학과교수 ) 조준형 ( 바이오환경과학과교수 ) 연 구 원 : 권구중 연 구 원 : 김동석 연 구 원 : 김은지 연 구 원 : 장현진 연 구 원 : 김 민 연 구 원 : 변지희 연 구 원 : 김명수 연 구 원 : 임종민 연 구 원 : 박효섭 연 구 원 : 김미선 연 구 원 : 정길화 - 1 -

3 요약문 Ⅰ. 양액재배용친환경유기고형배지적용을통한작물생산 실용화시스템개발 Ⅱ. 연구개발의목적및필요성 Ⅲ. 연구개발내용및범위 - 2 -

4 Ⅳ. 연구개발결과 Ⅴ. 연구성과및성과활용계획 - 3 -

5 SUMMARY ( 영문요약문 ) - 4 -

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7 CONTENTS ( 영문목차 ) - 6 -

8 목 차 - 7 -

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제 1 절 양액재배용 목재 유기 고형배지 개발 연구 1. 목재의 특성에 따른 유기 고형배지 개발 가.

이것을 국내 일반농가에 보급되어 있는 기존 양액재배 환경에 적용할 경우 친환경 양액배지 대체효과가 있어 배지교체비용을 절감할 수 있고, 경제 적

그러나 현재까지 폐목재자원이 양액 재배를 위한 고형배지로 활용된 예가 없어, 경제적 측면, 농업적 측면, 환경적 측면을 모두 고 려한 친환경

따라서 국내에서 버려지는 폐목재자원을 유기물 유래의 고형배지를 제조하여 이화학적 연구뿐만 아니라 목재고형배지가 작물생장발달 에 미치는 영향,

또한 목재고형배 지에 적합한 양액재배시스템 모델을 제시하고자 한다. 나.

13 제 1 절 양액재배용 목재 유기 고형배지 개발 연구 1. 목재의 특성에 따른 유기 고형배지 개발 가. 연구목적 폐목재자원은 유효수분함량이 높고, 수분보수력과 높은 공극률에 의한 통기성이 좋은 천연유 기물로 성형이 쉽고 가격이 저렴하다. 이것을 국내 일반농가에 보급되어 있는 기존 양액재배 환경에 적용할 경우 친환경 양액배지 대체효과가 있어 배지교체비용을 절감할 수 있고, 경제 적 측면과 환경적 측면에서 매우 큰 장점을 가지고 있다. 그러나 현재까지 폐목재자원이 양액 재배를 위한 고형배지로 활용된 예가 없어, 경제적 측면, 농업적 측면, 환경적 측면을 모두 고 려한 친환경 유기고형배지개발이 시급한 실정이다. 따라서 국내에서 버려지는 폐목재자원을 유기물 유래의 고형배지를 제조하여 이화학적 연구뿐만 아니라 목재고형배지가 작물생장발달 에 미치는 영향, 목재고형배지 실용화를 위한 양액조성 최적화에 대한 연구를 수행하여 기존 의 양액재배용 배지를 대체 할 수 있는 친환경 고형배지로 개발하고자 하며, 또한 목재고형배 지에 적합한 양액재배시스템 모델을 제시하고자 한다. 나. 실험재료 (1) 공시시료 일반적으로 숲가꾸기 사업으로 간벌되는 수종은 지역에 따라 차이는 있지만, 낙엽송, 잣나무, 소경 활엽수를 간벌하는 것으로 알려지고 있다. 본 연구에서는 경기도 가평군 산림조합에서 제공한 자료를 바탕으로 간벌 후 3년, 5년 방치된 잣나무(pinus koraiensis, 그림 1A)와 화천 군 사내면 광덕리에서 간벌 후 5년간 방치된 신갈나무(Quercus mongolica, 그림 1B)를 채취 하였다. (A) 간벌 후 5년간 방치된 잣나무 (B) 간벌 후 5년간 방치된 신갈나무

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25 ρ ρ

26 α θ θ

27 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 ph EC T-N OM P K Ca Mg Na (1:10) (ds m -1 ) (%) (mg kg -1 ) Decayed mixture 8.0 ± ± ± ± ± ± ± ± ±0.1 Decayed bark 7.1 ± ± ± ± ± ± ± ± ±0.1 Single wood chip 4.7 ± ±0.1 0± ± ± ± ± ±0.1 Mixed chip 5.1 ± ± ± ± ± ± ±

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32 SEM Images EDS spectrum X-ray mapping images (A) Before injection (B) After injection (C) After washing C O Ca Cl

원료는 탄소(C)와 산소(O)가 주요 성분으로 구성되어 있으며, 칼슘과 미량의

이것은 혼합칩은 여러 수종과 수피를 혼합한 것이기 때문에 이것에 존재하고 있는

33 그림 14와 표 7은 혼합칩을 이용하여 제조한 매트형 배지에 대한 SEM/EDS분석 결과를 나 타낸 것이다. 원료는 탄소(C)와 산소(O)가 주요 성분으로 구성되어 있으며, 칼슘과 미량의 불 소, 염소가 검출되었다. 이것은 혼합칩은 여러 수종과 수피를 혼합한 것이기 때문에 이것에 존재하고 있는 성분들이 검출된 것으로 사료된다. SEM Images EDS spectrum (A) Before injection X-ray mapping images (B) After injection (C) After washing 그림 14. 혼합칩을 이용하여 제조한 매트형 배지에 대한 SEM/EDS 분석 결과 표 7. SEM/EDS 분석에 의한 혼합칩 매트형 배지내의 성분분석결과 Component (%) Before injection After injection After washing C O F Ca Cl

34 SEM Images EDS spectrum X-ray mapping images (A) Before injection (B) After injection (C) After washing

35 θ

36 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 mg kg

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40 그림 1 세포생존율을통한원재료용출액의세포독성평가

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45 그림 5 세포생존율을통한슬라브폐수의세포독성평가

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48 ⁷

49 그림 8 Disk diffusion assay 를이용한항미생물평가

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55 1) 재배면적이급격히증가하고있는코코피트배지는전량수입에의존하고있어, 수입국의환율및사회적여건에따라가격안정성을담보할수없는문제점을안고있다

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60 * 이주성 (1998) 제조환경변화에따른간접비배부에관한연구 에서재인용 2)

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62 * 이용범 (2011) 배지종류및특성. 강원농업마이스터대학강의자료

63 * 3)

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65 순현재가치 내부수익율 편익비용비율 연도 의편익 연도 의비용 할인율 분석기간 log 회수기간법 log 회수기간 초기투자액 할인율 연간이익 4)

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74 단 이다 6) 쌍대비교법은 ➀ 언어에의한주관적평가를통해정량적평가가행해지므로평가자의부담감소 ➁ 구체적인대상간의비교에의한평가를통해정량적인평가를가능하게하므로평가의판단이편리 ➂ 개개의평가에흐트러짐이있어도다수의쌍대비교결과를바탕으로그흐트러짐을수정가능함 ➃ 쌍대비교가일관적인지아닌지를정합도 ( 일관성지수 ) 에의해판단할수있으며재평가가필요한지의유무가판단됨 ➄ 개개의평가의결과를쌍대비교라는형태로표현할수있으며, 그판단의근거에대해설명및기술이가능함에따라평가에관한정보를밝힐수있으므로판단에대한이해를구하기쉬움.( 키노시타에이조.2012)

75 max max max m ax 일관성지수 행렬의최대고유치 max 이며행의수 m ax 쌍대비교행렬의고유치중가장큰값 일관성비율 일관성지수 무작위지수

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130 Cytoprotective effects of hesperetin against oxidative damage induced Hyun-Jin Jang Jung-Suk Sung Yoo-Jung Lee, Se-Hui Toxicology in vitro by ultraviolet B Kang irradiation in human keratinocytes. 양액재배용 목재고형배지의이화학적특성과작물생육에 권구중 김대영 양지욱, 박효섭, 조준형 한국목재공 학회 미치는영향 LED. 광조건이엽채류식물생육에 박효섭조준형김대영 유기농업학회또는국제농업개발 미치는효과 학회지

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138 주 의 이보고서는농림축산식품부에서시행한첨단생산기술개발사업의연구보고 서입니다 이보고서내용을발표할때에는반드시농림축산식품부에서시행한첨단 생산기술개발사업의연구결과임을밝혀야합니다 국가과학기술기밀유지에필요한내용은대외적으로발표또는공개하여서는 아니됩니다

농림축산식품부장관귀하 본보고서를 미생물을활용한친환경작물보호제및비료의제형화와현장적용매뉴 얼개발 ( 개발기간 : ~ ) 과제의최종보고서로제출합니다 주관연구기관명 : 고려바이오주식회사 ( 대표자 ) 김영권 (

농림축산식품부장관귀하 본보고서를 미생물을활용한친환경작물보호제및비료의제형화와현장적용매뉴 얼개발 ( 개발기간 :2014. 7. 29 ~ 2016. 7. 28.) 과제의최종보고서로제출합니다. 2016. 7. 28. 주관연구기관명 : 고려바이오주식회사 ( 대표자 ) 김영권 ( 인 ) 협동연구기관명 : 목원대학교산학협력단 ( 대표자 ) 고대식 ( 인 ) 협동연구기관명