광학센서를 이용한 쌀 단백질 함량 추정

Estimation of the grain protein contents in rice canopy from the active optical sensors

본 연구에서는 광학센서를 이용한 벼 군락의 질소수준별 생육단계별 식생지수와 쌀 단백질함량과의 관계를 구명하여 쌀 단백질함량을 추정하는 것을 목적으로 하였다. 질소의 경우 0, 7, 10, 13kg/10a등 4수준으로 범위를 두고 처리하여 인공광원을 사용하는 2종의 능동형 광학(G)NDVI 센서를 이용하여 벼 군락의 반사특성을 측정하였고, 동시에 식물체의 생육량, 엽면적지수, 엽 질소함량 등을 분석하였다. 생육단계에 따른 식생지수 변화를 분석해 본 결과 (G)NDVI값은 이앙기 이후 급속히 증가하다가 수잉기 전후로 수확기에 이르기까지 감소하는 경향을 보였다. 질소 수준에 따른 식생지수 변화의 경우 무처리구를 제외하고는 처리수준별 G(NDVI)값이 큰 변이가 나타나지는 않았지만, 처리 수준에 따라 일정하게 식생지수 차이를 보였다. (G)NDVI값 과 엽질소 함량과의 시기별 상관분석 결과 유효분얼기, 유수형성기 보다는 출수기, 결실기에 엽 질소 함량과의 상관이 더 높게 나타났고, GNDVI값이 NDVI값보다 상관이 더 높게 나타났다. 출수 후 쌀 단백질 함량과 엽 질소 함량과의 관계를 조사해보았는데 높은 정의 상관관계($r=0.96^{**}$)를 보였다. 출수기에서 수확기까지 자료를 이용한 각 시기별 G(NDVI)값과 쌀 단백질 함량과의 상관분석 결과 수확기에 가까울수록 상관계수가 높게 나타났다. GNDVI값을 이용한 수확기 쌀 단백질 함량 추정식($R^2=0.92$)을 작성하였고, 쌀 단백질 함량 추정값과 실측값을 비교해보았더니 1:1선에 근접하게 분포하였다($R^2=0.90$).