Analysis of Literatures Related to Crop Growth and Yield of Onion and Garlic Using Text-mining Approaches for Develop Productivity Prediction Models

양파·마늘 생산성 예측 모델 개발을 위한 텍스트마이닝 기법 활용 생육 및 수량 관련 문헌 분석

Growth and yield of field vegetable crops would be affected by climate conditions, which cause a relatively large fluctuation in crop production and consumer price over years. The yield prediction system for these crops would support decision-making on policies to manage supply and demands. The objectives of this study were to compile literatures related to onion and garlic and to perform data-mining analysis, which would shed lights on the development of crop models for these major field vegetable crops in Korea. The literatures on crop growth and yield were collected from the databases operated by Research Information Sharing Service, National Science & Technology Information Service and SCOPUS. The keywords were chosen to retrieve research outcomes related to crop growth and yield of onion and garlic. These literatures were analyzed using text mining approaches including word cloud and semantic networks. It was found that the number of publications was considerably less for the field vegetable crops compared with rice. Still, specific patterns between previous research outcomes were identified using the text mining methods. For example, climate change and remote sensing were major topics of interest for growth and yield of onion and garlic. The impact of temperature and irrigation on crop growth was also assessed in the previous studies. It was also found that yield of onion and garlic would be affected by both environment and crop management conditions including sowing time, variety, seed treatment method, irrigation interval, fertilization amount and fertilizer composition. For meteorological conditions, temperature, precipitation, solar radiation and humidity were found to be the major factors in the literatures. These indicate that crop models need to take into account both environmental and crop management practices for reliable prediction of crop yield.

농산물 중에서도 노지채소는 생육특성상 기상요건의 변화에 민감하게 반응한다. 온난화로 인한 노지 채소류의 급격한 재배적지 및 생산성 변동의 대응 방안으로 작물모형을 활용한 연구가 활발히 진행되어 왔으며 신뢰도 높은 생산성 예측을 위해 관련된 다양한 요인에 대한 분석이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 정밀한 작물 생육 모형의 개발에 앞서 대표적인 노지 채소 작물인 마늘과 양파를 대상으로 문헌 조사를 수행하여 생육 및 생산성과 관련된 모형 개발 연구 동향을 분석하였다. 또한, 작물의 생육 또는 생산성을 예측하는 모형에 관한 문헌들을 분류하여 모형 개발을 위한 시사점을 파악하고자 하였다. 이를 위해 문헌이 수록된 데이터베이스를 이용하여 키워드 조합으로 검색하여 얻어진 관련 문헌들을 수집하였으며, 텍스트마이닝 기법 중 워드클라우드와 의미연결망을 활용하여 수집된 논문들에서 나타난 연구 동향을 분석하였다. 또한 각각의 문헌들을 분석하여 양파와 마늘의 생육 및 수량에 영향을 미치는 요소를 탐색하였다. 그 결과 국내외 모두 식량작물인 벼에 비해 노지채소는 문헌 건수가 월등히 적었다. 또한 텍스트마이닝을 통한 분석결과 연구동향의 경우 기후변화와 원격탐사 등이 주로 검색되었으며, 작물생육 관련인자로는 기온, 관수 등이 많은 것으로 조사되었다. 문헌 분석을 통해 확인된 마늘과 양파의 생산성에 영향을 미치는 조건들은 환경 및 재배요인에 따라 다양하게 나타났는데, 토양 조건의 경우 토양 무기 성분, pH 농도 및 토양 수분 등이, 생산성과 관련된 재배관리 조건으로는 파종 시기, 품종, 종자처리 방식, 관수간격, 시비량 및 비료 성분 등이 주요 인자로 분류되었다. 기상 조건의 경우, 기온, 강수량, 일사량 및 습도 등이 다수의 문헌에서 주요 인자로 사용되었다. 본 연구의 결과들은 차후 추가적인 작물모형 개발에 활용할 수 있는 핵심적인 입력 요소를 파악하기 위해 사용될 수 있을 것으로 기대된다.