표고 속성재배용 신품종 육성과 ICT 기반 스마트 시스템을 이용한 재배환경 조절에 관한 연구 :Studies on Breeding New Lentinula edodes Cultivars for Rapid Production and the Controlling Cultivation Environment Using ICT-based Smart System

김인엽,  Kim, In Yeop

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김인엽, Kim, In Yeop (충북대학교, 충북대학교 대학원)

지도교수: 구창덕

발행연도: 2019

저작권: 충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수26

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

표고 속성재배용 신품종 육성과 ICT 기반 스마트 시스템을 이용한 재배환경 조절에 관한 연구

김인엽 ; Kim , In Yeop 산림학과 2019.01 학위논문

2018

ICT 기반 스마트 재배시스템을 이용한 고온기 표고재배 환경변화 조사

김인엽 , 권형일 , 황인호 외 5명 한국버섯학회지 2018.01 학술저널

ICT 기반 표고버섯 스마트 재배시설 모델개발

김인엽 , 권형일 , 황인호 외 5명 한국버섯학회지 2018.01 학술저널

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본 연구에서는 수입산 품종에 대응하고 재배임가의 여름철 재배소득을 향상시킬 수 있는 고온성 또는 중고온성의 버섯생산이 빠르고 재배회전율이 높은 속성재배용 품종개발을 위해 연구를 진행하였으며 고품질 표고버섯 생산을 위한 재배환경 분석을 통하여 첨단 ICT 기술을 융합한 표고 스마트 재배시설 모델을 개발하고자 하였다. 신품종을 육성하기 위하여 모균주로부터 분리 및 선발된 일핵균주를 이용하여 교배를 실시하였다. 육성된 교배균주는 버섯생산성 및 자실체 특성조사를 진행하여 5A03균주를 선발하였다. 5A03균주는 배양기간이 100-110일로 매우 빠르며, 갈변배양 상태가 우수하며 배양완성 후 배지강도가 단단하고 배양안정성이 높게 평가되었다. 또한 버섯발생까지 배양 및 후숙기간이 140-150일로 속성재배가 가능한 특성으로 평가되었으며, 버섯발생 온도형은 중고온성으로 봄부터 가을까지 재배하기에 적합한 것으로 평가되었다. 버섯발생온도는 14-18℃, 생육온도는 18-24℃ 범위이며, 자실체 특성조사에서 갓은 중대엽형이며, 육질과 갓말림이 우수하였다. 재배시험 및 임가실증을 통해 속성재배용으로 검증된 5A03균주를 2018년 품종보호출원하였으며, 품종명은 산조718호로 명명하였다. 고품질 표고 재배환경을 조사하기 위하여 생육온도에 따른 버섯 품질을 조사한 결과 생육온도가 낮아질수록 갓두께와 대굵기의 수치가 증가하였으며, 생육습도 40-50% 에서 갓부분이 갈라지는 화고형태와 색택이 밝은 갈색으로 버섯품질이 우수한 것으로 조사되었다. 표고 측면버섯발생은 배양온도 조건의 항온과 무충격 처리가 효과적이었으며, 버섯파리 발생량은 재배사 환경관리와 포획기 가동으로 효과적으로 경감할 수 있었다. ICT 스마트 재배시설을 활용하여 사계절 시험재배한 결과 후숙, 발이, 생육 및 휴양관리 기간 재배환경 변화는 외부환경과 관계없이 안정적인 범위로 유지되었다. 발이관리 기간 저온 자극은 여러번 처리하여 버섯을 발생시킨 결과 우수한 버섯발생량을 나타내었다. 생육관리 기간 일사량이 높은 환경에서 재배사 피복개폐를 조절하여 내부의 습도를 낮게 유지한 결과 버섯은 화고형태로 좋은 품질을 나타내었다. 반면 버섯 생육기간 일사량이 낮고 습도가 높은 경우 외부의 재배환경의 영향으로 화고형태의 버섯은 발생되지 않았으며, 다소 짙은 색깔의 버섯이 수확되었다. ICT 기반 스마트 재배시설을 이용한 고온기 시험재배에서 경제성 분석한 결과 버섯판매단가 기준 4,572원/kg 에서 소득율이 0%로 분석되었으며, 중품, 상품, 특상품으로 버섯품질이 높아질수록 소득율이 23.8%, 42.9%, 54.3%로 증가하였다. 저온기 시험재배에서 경제성 분석한 결과 난방비 부담으로 버섯판매단가 기준 5,292원/kg에서 소득율이 0%로 분석되었으며, 중품, 상품, 특상품으로 버섯품질이 높아질수록 소득율이 11.8%, 33.9%, 47.1%로 증가하였다. 스마트 재배시설의 경우 외부환경 변화에 영향을 받지만 평균적으로 상품 수준의 버섯생산이 가능하였으며, 재배임가 소득향상에 기여할 것으로 판단되었다.

The research was carried out to develope a new Lentinula edodes Cultivar which can cope imported varieties and improve summer cultivation income of cultivated mushrooms, and to develop a model of smart cultivation facility based on ICT through the analysis of the cultivation environment for the production of high-quality Lentinula edodes. To breed new varieties for high-quality Lentinula edodes of sawdust cultivation, strains were fostered by crossbreeding mononuclear strain. Hybrid strains produced mushrooms for evaluation of fruiting body characteristic and selected superior strains as 5A03. Main characteristics of 5A03 strains were rapid development of mushrooms, bright color of cap and short stem. As a result, the strain 5A03 was applied for variety protection in 2018, and the product was named as Sanjo718ho. In the survey on the condition of the cultivation facility, it was surveyed that the green house was composed of two or three layers, and 97% of them were cultivated with a safe cultivation structure. According to the survey of seasonal changes in temperature environment of facility without environmental control system, it was found that April is suitable for low-temperature varieties and June-August is not suitable for growing all varieties. The September-November period was found to be suitable for high-temperature in September, middle-temperature in October and low temperature growing in November, and December-February months were below zero, making them unfit for mushroom cultivation. In order to investigate the high quality elevation cultivation environment, the mushroom quality was investigated according to the growth temperature. As the growth temperature was lowered, the thickness of the mushroom cap increased and the quality of the mushroom increased at the growth temperature of 10-15℃. As a result of investigating the fruiting body characteristics according to the growth humidity, the shape and color of the cap cracked about 40-50% and they were bright brown color and the quality of mushroom was excellent. The smart cultivation facility is equipped with a sensor module that collects environmental change data inside and outside the cultivated area, and a control panel for monitoring environment change change and automatic setting control function, and an integrated operation management system And smart phone circumference monitoring function. Result of test cultivation using ICT smart cultivation facility in summer, The temperature outside facility was maintained at 10-35 ℃ and the inside temperature was maintained at 23 ℃. The humidity outside facility was maintained in the range of 40-95% and the inside was 60-80%. As a result of mushroom production with four low temperature treatment during the germination control period, mushroom production was excellent. As a result of the opening and closing of the covering according to the solar radiation setting, the shape of the mushroom showed a lot of cracks. when the solar radiation was low and the humidity was high during mushroom growing, mushrooms grew dark brown due to the external environment. In the investigation of fruiting body characteristics, thickness of the cap was superior in Sanjo707ho, and length of stipe was short in Sanjo 701ho. Individual weight was high in Sanjo715ho. In the mushroom productivity survey, Sanjo701ho was the highest. Result of test cultivation using ICT smart cultivation facility in winter, The temperature outside cultivar was maintained at ?10 - 15 ℃ and the inside temperature was maintained at 20 ℃. The humidity outside the cultivator was maintained in the range of 20-95% and the inside was 70-85%. As a result of the opening and closing of the covering according to the solar radiation setting, the shape of the mushroom showed a lot of cracks. The temperature was kept 13-17 ℃ and the quality of good mushroom was maintained. In the investigation of fruiting body characteristics, thickness of the cap was superior in Sanjo716ho. Length of stipe was short in Chamaram and individual weight was high in Sanjo715ho. In the mushroom productivity survey, Sanjo708ho was the highest. As a result of economical analysis of Sanjo701ho, which has the highest production rate in high temperature experimental cultivation using ICT - based smart cultivation facility, the income rate was 0% at mushroom selling unit price of 4,572 won / kg, the income ratios increased to 23.8%, 42.9% and 54.3% according to improvement of mushroom quality.
As a result of economical analysis on Sanjo708ho, which has the highest production rate in the low temperature experimental cultivation, it was analyzed that the income rate was 0% at the mushroom selling price of 5,292 won / kg as the heating cost burden. The income ratios increased to 11.8%, 33.9% and 47.1% according to improvement of mushroom quality. In the case of smart cultivation facilities, mushroom production at the level of commodity is expected to be possible, though it is affected by changes in the external environment.

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제 1 장 서론 1
Ⅰ. 서론 2
Ⅱ. 연구사 4
1. 새로운 표고품종 개발에 관한 연구 4
2. 표고 재배환경 및 버섯파리에 관한 연구 6
3. 스마트 재배기술에 관한 연구 8
Ⅲ. 인용문헌 11
제 2 장 표고 속성재배용 신품종 육성 16
Ⅰ. 서론 17
Ⅱ. 재료 및 방법 19
1. 모균주 선발 및 일핵균주 분리 19
2. 교배균주 육성 및 배양 특성조사 19
3. 육성 교배균주 자실체 특성조사 20
4. 우수균주 재배 특성조사 22
5. 임가실증시험 23
Ⅲ. 결과 24
1. 모균주 선발 24
2. 표고 교배균주 육성 및 배양특성 25
3. 육성 교배균주 자실체 특성 35
4. 우수균주 재배특성 54
5. 임가실증시험 및 품종보호출원 66
Ⅳ. 고찰 71
Ⅴ. 결론 73
Ⅵ. 인용문헌 74
제 3 장 고품질 표고 재배환경 분석 및 재배기술 개선 76
Ⅰ. 서론 77
Ⅱ. 재료 및 방법 78
1. 표고 톱밥재배 실태조사 78
2. 계절별 재배환경 변화분석 및 시험재배 78
3. 고품질 표고버섯 생산을 위한 재배환경 조사 80
4. 표고 측면버섯발생 경감기술 81
5. 표고 톱밥재배 버섯파리 경감기술 82
Ⅲ. 결과 84
1. 표고 톱밥재배 실태 84
2. 계절별 재배환경 변화 및 시험재배 88
3. 고품질 표고버섯 생산을 위한 재배환경 98
4. 표고 측면버섯발생 경감기술 104
5. 표고 톱밥재배 버섯파리 경감기술 106
Ⅳ. 고찰 109
Ⅴ. 결론 111
Ⅵ. 인용문헌 112
제 4 장 ICT 기반 표고 스마트 재배시설을 이용한 재배환경관리 114
Ⅰ. 서론 115
Ⅱ. 재료 및 방법 116
1. ICT 적용 자동화 재배시설 구축 116
2. ICT 스마트 재배시설 구성 116
(1) 환경변화 정보수집 센서장치 116
(2) 재배환경 모니터링 및 제어장치 117
(3) 재배과정별 관리모듈 개발 119
(4) 원격 모니터링 및 제어장치 120
3. ICT 스마트 재배시설을 활용한 재배시험 123
(1) ICT 스마트 재배시설을 활용한 고온기 시험재배 123
(2) ICT 스마트 재배시설을 활용한 저온기 시험재배 139
4. ICT 스마트 재배시설을 이용한 표고재배 경제성 분석 140
Ⅲ 결과 142
1. ICT 적용 자동화 재배시설 142
2. ICT 스마트 재배시설을 활용한 재배 144
(1) ICT 스마트 재배시설을 활용한 고온기 시험재배 144
① 후숙관리 144
② 발이관리 150
③ 생육관리 157
④ 휴양관리 164
(2) ICT 스마트 재배시설을 활용한 저온기 시험재배 168
① 후숙관리 168
② 발이관리 171
③ 생육관리 175
3. ICT 스마트 재배시설을 이용한 표고재배 경제성 분석 180
Ⅳ. 고찰 183
Ⅴ. 결론 185
Ⅵ. 인용문헌 187
제 5 장 종합결론 189

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