KR20190034004A - 복합 작물 재배 시스템 - Google Patents

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하태문
박주현
서명훈
박인태
김순재
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경기도
농업회사법인 레드엠㈜
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Abstract

본 발명은 복합 작물 재배 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 버섯을 재배하는 버섯재배사; 딸기를 재배하는 딸기재배사; 및 상기 버섯재배사와 상기 딸기재배사를 연결하는 제1 공기전달부;를 포함하고, 상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기를 상기 제1 공기전달부를 통해 상기 딸기재배사 내부로 전달하는, 복합 작물 재배 시스템에 관한 것이다.

Description

복합 작물 재배 시스템{Complex crop plantation system}
본 발명은 복합 작물 재배 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 버섯재배사에서 방출되는 에너지를 통해 딸기를 연중 재배할 수 있는 복합 작물 재배 시스템에 관한 것이다.
딸기는 과채류 중 전체 생산액(1조 3천억)이 가장 높은 고소득 작물이며, 체험농을 중심으로 재배면적이 급격히 증가추세이다. 하지만, 기존의 딸기 육묘시스템들은 외부 기상환경에 영향을 많이 받아서, 1년 중 증식 가능한 시기가 약 3~4개월로 제한되며 그 기간 중 외부온도 등의 기상환경이 안 좋을 경우 병해충의 발생, 묘 발육 저하 등의 문제점 등이 있다. 
딸기 생육에 적절한 온도는 15 ℃ 내지 25 ℃이다. 즉, 여름철에는 고온으로 인해 화아분화가 어려워 열매를 생산하기 어려우며, 겨울에는 별도의 난방으로 하우스 내부 온도유지가 필요하다.
한편, 버섯은 1990년 초 재배기술 향상과 자동화 장비의 개발보급으로 획기적 발전을 이루었으며, 에너지 소비가 높은 작목이다. 버섯은 균배양 및 생육 시 산소를 흡수하고 탄산가스를 배출함에 따라 환기가 필요하다. 따라서, 버섯 재배시 방출되는 에너지 소비를 줄이고, 딸기를 연중으로 재배할 수 있는 새로운 복합 작물 재배 시스템이 요구된다 할 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 버섯재배사에서 방출되는 에너지를 통해 딸기를 연중 재배할 수 있는 복합 작물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 해당 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 버섯을 재배하는 버섯재배사; 딸기를 재배하는 딸기재배사; 및 상기 버섯재배사와 상기 딸기재배사를 연결하는 제1 공기전달부;를 포함하고, 상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기를 상기 제1 공기전달부를 통해 상기 딸기재배사 내부로 전달하는, 복합 작물 재배 시스템을 제공한다.
상기 버섯재배사는, 재배하는 버섯의 상태에 따라 구분된 복수의 독립 공간; 및 상기 복수의 독립 공간의 공기를 포집하여 상기 제1 공기전달부로 전달하는, 포집부;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 복수의 독립 공간으로부터 전달되는 공기 각각의 유량을 제어하여 혼합 공기를 형성한 후, 상기 딸기재배사에 공급하는 것일 수 있다.
상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기의 온도는, 15 내지 25 인 것일 수 있다.
상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기에 포함되는 이산화탄소의 농도는, 800 ppm 내지 2000 ppm인 것일 수 있다.
상기 제1 공기전달부는 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 딸기재배사는, 딸기재배베드; 및 상기 제1 공기전달부로부터 상기 딸기재배베드로 버섯 재배시 방출되는 공기를 전달하는 제2 공기전달부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 딸기재배베드는 열커튼에 의하여 단열되는 것일 수 있다.
상기 제2 공기전달부는, 진행방향에 따라 형성된 다수의 배기구를 포함하는 것일 수 있다.
상기 딸기재배베드는, 양액배관; 및 양액분무노즐;을 포함하는 것일 수 있다.
상기 복합 작물 재배 시스템은, 버섯재배사 센서부; 딸기재배사 센서부; 및 제어부;를 더 포함하고, 상기 버섯재배사 센서부는, 상기 버섯재배사의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하는 것이고, 상기 딸기재배사 센서부는, 상기 딸기재배사의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하는 것이고, 상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 버섯재배사는, 재배하는 버섯의 상태에 따라 구분된 복수의 독립 공간; 및 상기 복수의 독립 공간의 공기를 포집하여 상기 제1 공기전달부로 전달하는, 포집부;를 포함하고, 상기 버섯재배사 센서부는 상기 복수의 독립 공간의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하고, 상기 제어부는, 버섯재배사 센서부의 측정 데이터에 따라, 상기 복수의 독립 공간으로부터 상기 포집부로 유입되는 공기 유량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 제1 공기전달부는, 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 상기 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 유량 제어부의 작동, 멈춤 또는 회전속도를 제어하는 것일 수 있다.
상기 유량 제어부는 펜모터인 것일 수 있다.
상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 온도 데이터 범위를 벗어날 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시키는 것일 수 있다.
상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 온도 데이터 범위인 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 유지 또는 차단하는 것일 수 있다.
상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 이산화탄소 농도 데이터 범위 미만인 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시키는 것일 수 있다.
상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 이산화탄소 농도 데이터 범위를 초과한 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 차단하는 것일 수 있다.
상기 딸기재배사는, 딸기재배베드; 및 상기 제1 공기전달부로부터 상기 딸기재배베드로 버섯 재배시 방출되는 공기를 전달하는 제2 공기전달부;를 포함하고, 상기 딸기재배베드는, 양액배관; 및 양액분무노즐;을 포함하며,상기 딸기재배사 센서부는 양액의 농도를 측정하고, 상기 제어부는 상기 딸기재배사 센서부의 양액의 농도 데이터에 따라 상기 양액배관에 유입되는 양액의 농도 및 양을 제어하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템은, 버섯 재배시 버려지는 에너지를 딸기 재배에 재활용함으로써, 신규 소득을 창출할 수 있다. 구체적으로, 딸기 재배시 필요한 난방비를 절감할 수 있으며, 딸기의 연중 재배로 인한 수입을 창출할 수 있다.
또한, 딸기 재배시 탄산가스를 공급해줌으로써, 딸기의 생육촉진과 수확량 증가 효과가 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템에서, 버섯재배사를 보다 자세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 딸기재배사 내부의 모습을 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 딸기재배베드의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예를 통해 딸기를 재배할 때, 딸기재배베드의 온도 및 고설베드의 온도를 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예를 통해 딸기를 재배할 때, 딸기재배베드 및 고설베드를 열화상 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예를 통해 딸기를 재배할 때, 이산화탄소 농도를 측정한 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 복합 작물 재배 시스템에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 버섯을 재배하는 버섯재배사; 딸기를 재배하는 딸기재배사; 및 상기 버섯재배사와 상기 딸기재배사를 연결하는 제1 공기전달부;를 포함하고, 상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기를 상기 제1 공기전달부를 통해 상기 딸기재배사 내부로 전달하는, 복합 작물 재배 시스템을 제공한다.
더욱 상세하게, 버섯재배사에서 방출되는 공기를 포집, 제어한 후, 제어된 온도, 이산화탄소 및 습도를 가지는 버섯재배사 방출 공기를 제1 공기전달부를 통해, 딸기재배사로 전달하면, 딸기하우스 내에 설치된 제2 공기전달부를 통해 딸기의 관부(크라운)까지 전달되는 기술이며, 이는 후술하는 내용을 통해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템은, 버섯을 재배하는 버섯재배사(100), 딸기를 재배하는 딸기재배사(200), 및 상기 버섯재배사와 상기 딸기재배사를 연결하는 제1 공기전달부(300)를 포함하고, 상기 버섯재배사(100)에서 버섯 재배시 방출되는 공기를 상기 제1 공기전달부(300)를 통해 상기 딸기재배사(200) 내부로 전달하도록 하는 시스템이다.
일 측에 따르면, 상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기의 온도는, 15 내지 25 인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기에 포함되는 이산화탄소의 농도는, 800 ppm 내지 2000 ppm인 것일 수 있다.
버섯재배사(100) 내부는 버섯균의 배양과 생육에 필요한 온도를 유지하기 위해 일반적으로 냉난방을 통해 15 ℃ 내지 25 ℃온도를 유지시켜 주어야 한다. 또한, 버섯이 이산화탄소 장해를 입지 않기 위해서는, 버섯균이 호흡을 통해 발생시키는 이산화탄소를 버섯재배사 외부로 배출해야 하기 때문에 주기적으로 환기를 실시하여야 한다.
즉, 15 ℃ 내지 25 ℃의 온도와 800 ppm 내지 2000 ppm의 이산화탄소 농도를 유지하는 내부 공기가 버섯재배사 외부로 배출되는데, 이때 배출되는 공기는 상기 제1 공기전달부(300)를 통해 상기 딸기재배사(200) 내부로 전달된다.
딸기재배사(200)에서 재배되는 딸기의 생육 적온은 15 ℃ 내지 25 ℃이며, 탄산가스 공급시 생육촉진과 수확량 증가 효과가 있어, 상술한 바와 같이 버섯재배 시 방출되는 공기를 활용하여 딸기를 재배할 경우 에너지를 재활용함은 물론, 냉/난방 비용을 절감할 수 있으며, 여름철 고온기에도 안정적으로 딸기를 생산 할 수 있는 효과가 있다.
상기 제1 공기전달부는, 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 상기 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 유량 제어부의 작동, 멈춤 또는 회전속도를 제어하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제1 공기전달부(300)는 상기 딸기재배사(200) 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 딸기재배사 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 등에 따라 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절할 수 있다.
일 예로, 상기 유량 제어부는 팬모터 일 수 있다. 이 경우, 상기 딸기재배사 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 등에 따라 상기 팬모터의 회전속도 또는 작동과 멈춤을 조절하여 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절할 수 있다. 다만, 유량을 제어할 수 있는 장치라면 적용가능하며 상기 팬모터에 한정되는 것은 아니다.
일 측에 따르면, 더욱 효율적인 에너지 사용을 위해, 상기 딸기재배사(200)는, 딸기재배베드(500); 및 상기 제1 공기전달부(300)로부터 상기 딸기재배베드(200)로 버섯 재배시 방출되는 공기를 전달하는 제2 공기전달부(400);를 포함하는 것일 수 있다.
즉, 제2 공기전달부(400)는 버섯재배사(100)로 부터 방출되는 공기를 딸기가 실제로 생육되는 딸기재배베드(500)로 직접 전달하는 중간 매개체 역할을 수행한다. 따라서, 실제로 딸기가 생육되는 곳의 온도를 15 ℃ 내지 25 ℃로 유지시키고, 생육되는 딸기에게 탄산가스를 공급할 수 있다.
딸기재배베드(500)는 상술한 바와 같이, 딸기가 실제로 생육되는 곳이며, 딸기재배사(200)의 내부 높이에 따라 1단 또는 다단으로 설치할 수 있다.
일 예로, 딸기재배베드(500)는 플라스틱 소재의 원통(지름 200 mm 내지 300 mm) 파이프를 철제 프레임 또는 철제 줄로 상호 일직선으로 연결하여 고정하여 다단으로 설치할 수 있으며, 원통 내부 단열을 위해 스티로폼 소재로 원통외부를 감싸서 마감할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템에서, 버섯재배사를 보다 자세하게 도시한 도면이다.
일측에 따르면, 상기 버섯재배사(100)는, 재배하는 버섯의 상태에 따라 구분된 복수의 독립 공간; 및 상기 복수의 독립 공간의 공기를 포집하여 상기 제1 공기전달부로 전달하는, 포집부(130);를 포함하는 것일 수 있다.
일 예로, 상기 복수의 독립 공간은 버섯이 배양되는 배양실(110) 및 버섯이 생육되는 생육실(120)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 버섯재배사는 3개 이상의 독립공간을 형성할 수 있다. 예를들어, 버섯재배사는 제1 배양실, 제2 배양실, 제1 생육실 및 제2 생육실을 포함할 수 있다.
또한, 배섯재배사 자체를 복수로 형성할 수도 있다. 일 예로, 제1 버섯재배사를 생육실로 사용하고, 제2 버섯재배사를 배양실로 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은, 각각의 독립 공간은 버섯재배시 조건에 따라 서로 다른 환경조건(온도, 이산화탄소 농도, 습도 등)을 가진다.
일측에 따르면, 상기 복수의 독립 공간으로부터 전달되는 공기 각각의 유량을 제어하여 혼합 공기를 형성한 후, 상기 딸기재배사에 공급하는 것일 수 있다.
상술한 바와 같이 각각의 독립 공간은 버섯재배시 조건에 따라 서로 다른 환경조건(온도, 이산화탄소 농도, 습도 등)을 가지기 때문에, 15 ℃ 내지 25 ℃의 온도와 800 ppm 내지 2000 ppm의 이산화탄소 농도를 유지하는 공기를 딸기재배사로 전달하기 위해서는 상기 복수의 독립 공간으로부터 전달되는 공기 각각의 유량을 제어하여, 최적 조건을 가지는 혼합 공기를 형성해야 한다.
예를 들어, 15 ℃의 생육실 공기와 25 ℃의 배양실 공기가 1대 1로 포집될 수 있도록 유량을 조절하여, 20 ℃의 온도 조건을 가지는 혼합 공기를 포집부(130)에 포집할 수 있다. 또한, 제1 공기전달부(300)를 통해 상기 혼합 공기를 딸기재배사로 전달할 수 있다.
이러한 과정은, 후술하는 버섯재배사 센서부의 측정 데이터 값에 따라 자동으로 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 딸기재배사 내부의 모습을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 딸기재배베드(500)에는 복수의 딸기포트(510)가 배치될 수 있다.
일 예로, 딸기포트(510)를 딸기재배베드(500)에 배치하기 위해, 딸기재배베드(500) 상단부에 베드 구멍을 형성할 수 있으며, 형성된 베드 구멍에 딸기포트(510)를 삽입하여, 딸기를 재배할 수 있다. 한편, 상기 딸기포트(510)는 망포트가 적합하며, 상기 망포트 내부에 배지재료를 넣기 전 부직포를 적당한 크기로 잘라 감싸 주면 배지유실을 막을 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 딸기재배베드는, 양액배관; 및 양액분무노즐;을 포함하는 것일 수 있다.
딸기에 양액을 공급하기 위한 방법으로, 딸기재배베드(500) 내부에 양액배관(520) 및 양액분무노즐(530)을 설치하여, 딸기재배베드 내부에 있는 딸기 뿌리부위에 양액을 공급할 수 있다. 또한, 점적호스 등을 이용하여, 딸기포트(510) 상단부로부터 점적 관수를 실시할 수도 있다.
일 예로, 양액공급은 자동양액공급기를 활용해 자동공급하고, 분무방식의 경우 양액공급 배관의 압력을 높여주기 위해 모터펌프를 설치하고 딸기재배베드 내부에 양액배관(520)과 양액분무노즐(530)을 설치하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 딸기재배베드의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 딸기재배베드(500)는 열커튼(540)에 의하여 단열되는 것일 수 있다. 또한, 제2 공기전달부(400)는, 진행방향에 따라 형성된 다수의 배기구(410)를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 버섯재배사에서 방출되는 공기를 더욱 효과적으로 활용하기 위해, 딸기재배베드(500)는 열커튼(540)에 의하여 단열되며, 제 2 공기전달부(400)는 상기 열커튼(540) 내부에 형성되어, 버섯재배사(100)로 부터 방출되는 공기를 열커튼(540) 내부로 전달할 수 있다. 즉, 열커튼 내부의 온도가 15 ℃ 내지 25 ℃로 조절되는 국부냉난방 방식이 적용될 수 있다.
일 예로, 상기 열커튼(540)은 투명비닐과 프레임으로 제작될 수 있으며, 버섯재배사(100)에서 배출된 공기가 제 2 공기전달부의 진행방향에 따라 형성된 다수의 배기구(410)를 통해 밖으로 배출되면, 버섯재배사 공기가 열커튼(540) 내부에 갇히게 되어 딸기 관부와 화방부위의 온도가 효과적으로 유지될 수 있다.
한편, 버섯재배사 공기를 딸기재배사로 전달함에 있어, 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서 등에 의해 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 제어할 수 있다. 또한, 버섯재배사 내부의 온도 및 이산화탄소 농도, 딸기재배사 내부의 온도 및 이산화탄소, 양액 EC 등 환경조건이 실시간으로 감시 및 제어가 가능하여 효율적으로 관리 및 운영이 가능하다.
일 측에 따르면, 상기 복합 작물 재배 시스템은, 버섯재배사 센서부; 딸기재배사 센서부; 및 제어부;를 더 포함하고, 상기 버섯재배사 센서부는, 상기 버섯재배사의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하는 것이고, 상기 딸기재배사 센서부는, 상기 딸기재배사의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하는 것이고, 상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 제어하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 버섯재배사는, 재배하는 버섯의 상태에 따라 구분된 복수의 독립 공간; 및 상기 복수의 독립 공간의 공기를 포집하여 상기 제1 공기전달부로 전달하는, 포집부;를 포함하고, 상기 버섯재배사 센서부는 상기 복수의 독립 공간의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하고, 상기 제어부는, 버섯재배사 센서부의 측정 데이터에 따라, 상기 복수의 독립 공간으로부터 상기 포집부로 유입되는 공기 유량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 도 2의 설명부에서 서술한 바와 같이, 각각의 독립 공간은 버섯재배시 조건에 따라 서로 다른 환경조건(온도, 이산화탄소 농도, 습도 등)을 가지기 때문에, 15 ℃ 내지 25 ℃의 온도와 800 ppm 내지 2000 ppm의 이산화탄소 농도를 유지하는 공기를 딸기재배사로 전달하기 위해서는 상기 복수의 독립 공간으로부터 전달되는 공기 각각의 유량을 제어하여, 최적 조건을 가지는 혼합 공기를 형성해야 하며, 이러한 과정은, 상기 버섯재배사 센서부의 측정 데이터 값에 따라 자동으로 수행될 수 있다.예를 들어, 포집부의 온도 데이터가 25 ℃를 초과할 경우, 상기 독립 공간 중 온도가 낮은 독립 공간으로부터 전달되는 공기 유량을 증가시켜, 포집부의 온도를 25 ℃ 이하로 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 공기전달부는, 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 상기 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 유량 제어부의 작동, 멈춤 또는 회전속도를 제어하는 것일 수 있다. 예를 들어, 딸기재배사 센서부의 온도 데이터가 15 ℃ 미만인 경우, 유량 제어부를 통해 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시킬 수 있다.
일측에 따르면, 상기 유량 제어부는 펜모터인 것일 수 있다. 유량 제어부가 펜모터인 경우, 펜모터의 회전속도를 조절하여 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 조절할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 온도 데이터 범위를 벗어날 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시킬 수 있다.
상기 딸기재배사 센서부는, 딸기재배사 내부에 복수로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 딸기재배베드가 열커튼에 의해 단열된 경우, 열커튼 내부에 딸기재배사 센서부를 추가로 형성하여, 더욱 효과적으로 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 제어할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 온도 데이터 범위인 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 유지 또는 차단할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 이산화탄소 농도 데이터 범위 미만인 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 이산화탄소 농도 데이터 범위를 초과한 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 차단할 수 있다.
상술한 바와 같이 딸기재배사에서 재배되는 딸기의 생육 적온은 15 ℃ 내지 25 ℃이며, 탄산가스 공급시 생육촉진과 수확량 증가 효과가 있다. 즉, 원하는 온도와 이산화탄소 농도 데이터를 설정하여, 센서부의 데이터에 따라, 제어부를 통해 더욱 효과적으로 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 제어할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 딸기재배사 센서부는 양액의 농도를 더 측정하고, 상기 제어부는 상기 딸기재배사 센서부의 양액의 농도 데이터에 따라 상기 양액배관에 유입되는 양액의 농도 및 양을 더 제어할 수 있다.
더 나아가, 버섯재배사 센서부 및 딸기재배사 센서부는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 양액 농도뿐만 아니라, 버섯재배사 및 딸기재배사 내부에서 측정할 수 있는 각종 환경요소들을 측정할 수 있다. 또한, 측정된 데이터를 원격으로 모니터링 할 수 있으며, 설정된 데이터 범위 내에서 환경요소들을 제어할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 복합 작물 재배 시스템에 따라, 버섯재배사와 딸기재배사를 설치하였고, 딸기재배베드는 3단으로 설치하여 열커튼에 의해 단열시켰다. (이하에서는 1단의 딸기재배베드를 "실시예(1단)"으로, 2단의 딸기재배베드를 "실시예(2단)"으로, 3단의 딸기재배베드를 "실시예(3단)"으로 표기한다.)
여름 기간(6월 20일 ~ 7월 15일) 동안 실제로 딸기를 양육시키며, 딸기재배베드의 온도 및 이산화탄소 농도를 측정하였다.
비교예
여름 기간(6월 20일 ~ 7월 15일) 동안 기존의 고설베드 방식으로 딸기를 양육시키며, 고설베드의 온도 및 이산화탄소 농도를 측정하였다.
도 5는 실시예 및 비교예를 통해 딸기를 재배할 때, 딸기재배베드의 온도 및 고설베드의 온도를 측정한 그래프이다.
더욱 자세하게, 도 5 (a)는 PM 2:00(주간) 에 딸기재배베드의 온도 및 고설베드의 온도를 측정한 그래프이며, 도 5 (b)는 AM 2:00(야간) 에 딸기재배베드의 온도 및 고설베드의 온도를 측정한 그래프이다.
도 5 (a) 및 (b)를 참조하면, 실시예에 따른 1단 내지 3단의 딸기재배베드에서 생육되는 딸기는, 주/야간 모두 딸기근권부 온도가 15 ℃ 내지 25 ℃로 유지되는 반면 비교예의 고설베드에서 생육되는 딸기는, 주/야간 모두 딸기근권부온도가 25 ℃ 내지 31 ℃로 유지되는 것을 알 수 있다.
도 6은 실시예 및 비교예를 통해 딸기를 재배할 때, 딸기재배베드 및 고설베드를 열화상 카메라로 촬영한 이미지이다.
더욱 자세하게, 도 6 (a)는 딸기재배베드 1단을 열화상 카메라로 촬영한 이미지이며, 도 6 (b)는 딸기재배베드 2단을 열화상 카메라로 촬영한 이미지이고, 도 6 (c)는 딸기재배베드 3단을 열화상 카메라로 촬영한 이미지이며, 도 6 (d)는 고설베드를 열화상 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 6 (a) 및 (d)를 참조하면, 실시예에 따른 1단 내지 3단의 딸기재배베드에서 생육되는 딸기는, 딸기재배베드 내부의 온도가 15 ℃ 내지 25 ℃로 유지되는 반면 비교예의 고설베드에서 생육되는 딸기는, 고설베드 내부의 온도가 25 ℃ 내지 31 ℃로 유지되는 것을 알 수 있다.
도 7은 실시예를 통해 딸기를 재배할 때, 이산화탄소 농도를 측정한 그래프이다.
더욱 자세하게, 버섯재배사 내부의 이산화탄소 농도, 딸기재배사 내부의 이산화탄소 농도 및 딸기재배베드의 이산화탄소 농도를 측정하였다.
도 7을 참고하면, 실제로 버섯재배사 내부의 800 ppm 내지 2000 ppm의 이산화탄소 농도를 가지는 공기가 딸기재배사 내부로 공급되어, 딸기재배베드의 이산화탄소 농도가 증가하는 것을 알 수 있다.
아래의 표 1은 실시예 및 비교예를 통해 딸기를 재배할 때, 딸기 생육 특성을 나타낸 표이다.
초장
(cm)
엽병장
(cm)
엽폭
(cm)
엽수
(개)
관부직경
(mm)
SPAD
실시예 26.6±4.3 17.3±3.1 16.7±3.0 19.3±5.1 10.5±1.5 37.2±3.8
비교예 22.1±3.4 13.5±2.6 14.7±2.0 24.6±8.6 10.2±1.7 36.4±1.8
상기 표 1을 참조하면, 비교예를 통해 제배된 딸기는 실시예를 통해 제배된 딸기보다 모든 요소에서 생육특성이 우수한 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 작물 재배 시스템은, 버섯 재배시 버려지는 에너지를 딸기 재배에 재활용함으로써, 딸기 재배시 필요한 냉/난방비를 절감할 수 있으며, 여름철 고온기에도 안정적으로 딸기를 생산 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 딸기 재배시 탄산가스를 공급해줌으로써, 딸기의 생육촉진과 수확량 증가 효과가 있다.
100: 버섯재배사
110: 배양실
120: 생육실
130: 포집부
200: 딸기재배사
300: 제1 공기전달부
400: 제2 공기전달부
410: 배기구
500: 딸기재배베드
510: 딸기포트
520: 양액배관
530: 양액분무노즐
540: 열커튼

Claims (19)

  1. 버섯을 재배하는 버섯재배사;
    딸기를 재배하는 딸기재배사; 및
    상기 버섯재배사와 상기 딸기재배사를 연결하는 제1 공기전달부;를 포함하고,
    상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기를 상기 제1 공기전달부를 통해 상기 딸기재배사 내부로 전달하는, 복합 작물 재배 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버섯재배사는,
    재배하는 버섯의 상태에 따라 구분된 복수의 독립 공간; 및
    상기 복수의 독립 공간의 공기를 포집하여 상기 제1 공기전달부로 전달하는, 포집부;를 포함하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 독립 공간으로부터 전달되는 공기 각각의 유량을 제어하여 혼합 공기를 형성한 후, 상기 딸기재배사에 공급하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기의 온도는, 15 내지 25 인 것인, 복합 작물 재배 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버섯재배사에서 버섯 재배시 방출되는 공기에 포함되는 이산화탄소의 농도는, 800 ppm 내지 2000 ppm인 것인, 복합 작물 재배 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공기전달부는 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부를 포함하는,
    복합 작물 재배 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 딸기재배사는,
    딸기재배베드; 및
    상기 제1 공기전달부로부터 상기 딸기재배베드로 버섯 재배시 방출되는 공기를 전달하는 제2 공기전달부;를 포함하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 딸기재배베드는 열커튼에 의하여 단열되는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 공기전달부는, 진행방향에 따라 형성된 다수의 배기구를 포함하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 딸기재배베드는,
    양액배관; 및
    양액분무노즐;을 포함하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    버섯재배사 센서부;
    딸기재배사 센서부; 및
    제어부;를 더 포함하고,
    상기 버섯재배사 센서부는, 상기 버섯재배사의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하는 것이고,
    상기 딸기재배사 센서부는, 상기 딸기재배사의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하는 것이고,
    상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 제어하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
     
  12. 제11항에 있어서,
    상기 버섯재배사는,
    재배하는 버섯의 상태에 따라 구분된 복수의 독립 공간; 및
    상기 복수의 독립 공간의 공기를 포집하여 상기 제1 공기전달부로 전달하는, 포집부;를 포함하고,
    상기 버섯재배사 센서부는 상기 복수의 독립 공간의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 측정하고,
    상기 제어부는, 버섯재배사 센서부의 측정 데이터에 따라,
    상기 복수의 독립 공간으로부터 상기 포집부로 유입되는 공기 유량을 제어하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 공기전달부는, 상기 딸기재배사 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 버섯재배사 센서부 및 상기 딸기재배사 센서부의 데이터에 따라 상기 유량 제어부의 작동, 멈춤 또는 회전속도를 제어하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 유량 제어부는 펜모터인 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 온도 데이터 범위를 벗어날 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시키는,
    복합 작물 재배 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 온도 데이터 범위인 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 유지 또는 차단하는,
    복합 작물 재배 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 이산화탄소 농도 데이터 범위 미만인 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 증가시키는,
    복합 작물 재배 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 딸기재배사 센서부의 데이터가 미리 지정된 이산화탄소 농도 데이터 범위를 초과한 경우, 상기 제어부는 상기 버섯재배사로부터 상기 딸기재배사로 유입되는 공기 유량을 차단하는,
    복합 작물 재배 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 딸기재배사는,
    딸기재배베드; 및
    상기 제1 공기전달부로부터 상기 딸기재배베드로 버섯 재배시 방출되는 공기를 전달하는 제2 공기전달부;를 포함하고,
    상기 딸기재배베드는,
    양액배관; 및
    양액분무노즐;을 포함하며,
    상기 딸기재배사 센서부는 양액의 농도를 측정하고,
    상기 제어부는 상기 딸기재배사 센서부의 양액의 농도 데이터에 따라 상기 양액배관에 유입되는 양액의 농도 및 양을 제어하는 것인,
    복합 작물 재배 시스템.
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GB2604333A (en) * 2021-02-24 2022-09-07 Biohm Ltd Mycelium-based materials including high-performance insulation and related methods
KR102571092B1 (ko) * 2023-02-13 2023-08-30 주식회사 에이팩 하이브리드 스마트 팜 시스템

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