• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.410-410
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• 2018

Evaporative Demand Drought Index (EDDI)는 미국해양대기관리처 (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)에서 2016년에 개발한 가뭄지표로, 기존의 가뭄지표가 주로 강수량과 기온에 초점을 두고 가뭄을 판단하는 반면 토양의 수분 스트레스의 신호를 바탕으로 증발산수요의 상대적인 변화를 계산하여 가뭄지표에 대한 조기 경보를 제공한다. EDDI는 강수량을 이용한 기존의 가뭄지수와 달리 증발/산 요구량 (evaporative demand)에 초점을 맞춰 보다 짧은 시간의 척도와 공간 분포 및 시계열 결과의 도출로 잠재적 가뭄 예보에 활용할 수 있어 가뭄의 조기 경보 및 가뭄 모니터링 도구로 사용할 수 있다. 현재 NOAA에서는 EDDI Map Archive(https://www.esrl.noaa.gov/psd/eddi/)를 활용하여 1980년부터 현재까지 1-week부터 12-months 시간척도의 미국 전역의 EDDI 지도를 제공하고 있으며, 짧은 기간의 급속하게 발생하는(rapid-onset) Flash drought의 조기경보지표로 활용되고 있다. 본 연구에서는 최근 3년간 우리나라에 발생한 극심한 가뭄 사상을 대상으로 EDDI의 적용함으로서 시공간적 가뭄 특성을 파악하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.225-225
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• 2018

우리나라의 밭의 용수공급시설을 갖춘 면적은 140천ha로 전국 밭면적의 18.5% 수준('15.7월 행정조사)에 그쳐 논에 비해 열악한 수준이다. 밭작물은 작물의 생육시기와 기수, 농업환경에 민감하고 토양수분 부족 및 가뭄에 직접적인 영향을 받는다. 가뭄이 지속되면 토양수분 결핍이 발생하고 식생 수분 스트레스가 증가하여 밭작물의 생산성에 많은 영향을 미치고 있다. 따라서 가뭄시 밭작물의 생산성 저하, 농작물 수급 불안 등 직접적 영향 및 손실을 줄일 수 있는 방안 대책이 시급하다. 밭관개 용수 지역은 대부분 지하수를 개발 이용하고 있는 실정이고, 논에서의 이모작 지역은 부분적으로 지하수를 이용하고 있으나 대부분 강우에 의존하고 있는 상태이다. 시설하우스 지역도 대부분 지하수를 이용하고 있으며 부분적으로 용수로에서 취수하여 사용하고 있다. 밭농업용수확보는 거의 대부분 지하수를 이용하고 있으며 개인관정 이용시 가뭄에 용수부족으로 인한 집단화가 필요하다. 가뭄 상습 밭 지역의 안정적 밭용수 공급을 위해 기존 논농업 위주의 수리시설물을 활용하여 농업용수를 절약하고 아울러 기존의 개별 용수공급 방식 대비 집단화된 관개방법을 통한 농업용수 절약 방안을 연구하고자 한다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제31권3호
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• pp.277-284
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• 2011

가뭄 스트레스 조건에서 마이코라이자의 접종이 질소의 흡수와 동화에 미치는 영향을 구명하기 위해 마이코라이자를 접종한 처리구와 접종하지 않은 처리구에서 수분처리 7일간 총 $^{15}N$, 흡수된 $NO_3^-$로부터 아미노산과 단백질로 합성된 15N 함량을 각각 분석하였다. 정상 관수구에서는 전 조사항목에서 마이코라이자 접종에 대한 유의적인 효과가 나타나지 않았다. 총 $^{15}N$ 함량은 가뭄 스트레스에 의해 마이코라이자 접종구 및 비접종구에서 각각 13.8%, 28.5% 감소하였다. $^{15}N-NO_3^-$ 함량은 비접종구에서 유의적으로 증가하였다. 아미노산으로 합성된 $^{15}N$ 함량은 마이코라이자 비접종구에 비해 접종구의 잎과 뿌리에서 각각 1.26 및 1.33배 증가하였다. 가뭄 스트레스 조건의 잎에서 단백질로 합성된 $^{15}N$ 함량은 접종구보다 비접종구에서 더 높은 비율로 감소하였다. 이러한 결과는 가뭄 스트레스하에서 감소되는 질소흡수, 아미노산 및 단백질 합성을 마이코라이자 접종에 의해 효율적으로 경감시킬 수 있음을 잘 보여준다.

• Spatial Information Research
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• 제17권1호
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• pp.117-129
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• 2009

2000년 이후 빈번하게 발생하고 있는 봄 가뭄을 모니터링하기 위한 방법의 하나로 위성영상을 이용하여 제작한 식생지수의 변화를 통해 가뭄을 간접적으로 추정하는 연구가 수행되고 있다. 식생지수 기반의 가뭄 모니터링은 가뭄의 변화를 시 공간적으로 효과적으로 파악할 수 있다는 장점을 갖고 있으며 MODIS 영상과 같이 주기 해상도가 뛰어난 저해상도 위성영상의 활용 기반이 조성됨에 따라 가뭄모니터링을 위한 식생지수의 활용성은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 식생지수를 이용한 가뭄평가는 식생 활력에 영향을 주는 요소를 기상학적 요인으로 제한하고 있으나 실제 식생 스트레스를 초래하는 직 간접적인 원인은 매우 다양하며 이로 인해 식생지수를 이용한 가뭄평가는 다수의 불확실성이 내포되어 있다고 할 수 있다. 따라서 식생지수를 이용한 가뭄분석의 객관성을 확보하고 이를 활용한 가뭄모니터링 체계를 구축하기 위해서는 가뭄관리를 위해 활용되고 있는 대표적인 가뭄분석 도구와의 비교가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 대표적인 식생지수인 NDVI를 기상학적 가뭄지수인 PDSI, SPI와 비교하고 이들의 상관성을 제시함으로써 가뭄평가를 위한 식생지수의 활용성을 제시하고자 하였다. 연구결과 다중시기를 대상으로 NDVI와 지속기간 6개월의 SPI변화패턴은 유사하게 나타났으며 NDVI는 식생피복을 갖는 내륙지역에서 가뭄지수와 가장 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제26권3호
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• pp.143-150
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• 2003

한국은 양적으로 강수량이 풍부하지만 강우현상이 편중되어 매년 일정기간의 가뭄기를 겪는다. 더구나 그 토양은 대부분 화강암에서 유래한 거친 입자의 것으로서 보수력이 낮다. 수 종의 참나무류와 소나무의 수분스트레스에 대한 반응 결과는 수분수지가 식생의 분포를 결정하는 주 요인임을 보여주었다. 뿐만 아니라 몇몇 상록식물의 월동기간 중 내한성 기작에 기인한 탈수 정도는 자연상태에서 그들의 분포와 밀접하게 관계되었다. 수분스트레스 처리 실험 결과 소나무는 건조에 대해 강한 내성을 보였지만 그 유식물은 가뭄기에 높은 고사율을 나타내었다. 그 고사율은 지소의 토양수분함량에 비례하는 경향이었다. 가뭄이 심한 6월 중 삼림토양의 수분함량과 수분스트레스 처리 실험에서 소나무 유식물이 영구위조점에 도달한 시점에서 배지토양의 수분함량을 비교한 결과는 가뭄기에 소나무 유식물의 높은 고사율이 수분부족에 기인함을 입증하였다. 대기오염물질 폭로실험 중 측정된 시료식물의 수분포텐셜은 시료식물에서 가시피해의 발생과 그 내성에 수분요인이 관계될 가능성을 보여주었다. 야외 현장 조사와 실내실험 결과 둘 다에서 심한 대기오염에 노출된 식물은 그렇지 않은 것과 비교하여 수분소실이 빠르게 일어나는데, 그것은 오염물질에 의한 잎 표면의 손상 정도와 관계되었다. 산성 토양에서 높은 함유량을 보이는 알루미늄은 식물의 뿌리생장을 억 제하거나 비정상적 분포를 가져와 수분스트레스를 유발하였다. 대기오염과 토양 산성화에 기인한 이러한 수분스트레스 효과는 한국의 기후와 토양이 가지는 기존의 수분결핍효과에 덧붙여져 삼림쇠퇴를 유발하는 주 요인으로 작용할 가능성이 있다. 토양의 유기물 함량을 높여 포장용수량 증가에 기여할 수 있는 sludge는 산성토양을 개량하는데 기존의 개량제 못지않은 효과를 보였고, 낙엽 추출물 또한 알루미늄에 의한 수분스트레스 효과를 완화시키는데 기여하였다. 이러한 결과를 종합하여 한국에서 삼림쇠퇴를 유발할 수 있는 스트레스요인들의 잠재적 상호작용을 모식화하였다. 나아가 그것을 완화할 수 있는 복원방안을 토양개량과 식생복원의 측면에서 제시하였다.

• 한국초지학회:학술대회논문집
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• 한국초지조사료학회 2002년도 제27회 정기총회, 제40회 학술발표회
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• pp.22.1-22
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• 2002

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.376-387
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• 2018

식물이 접하는 다양한 환경 스트레스(고온, 저온, 냉해, 고염, 가뭄 등) 중에서 물부족(가뭄) 스트레스는 식물의 생장 및 생산성을 저해하는 가장 주요한 요인으로 보고되어 왔다. 그러므로, 물부족 스트레스에 대한 식물의 반응 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스 저항성이 증가된 유용 작물 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 그 결과 작물 재배 가능 지역의 확대에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 식물의 물부족 스트레스 신호 과정은 크게 식물 호르몬인 앱시스산 의존적인 과정과 비의존적인 과정으로 분류되며, 각각 AREB/ABF, DREB2 전사 조절 인자가 주요한 전사 조절 인자로 참여하여 하위 단계 반응 유전자의 발현 조절에 참여한다. 이러한 AREB/ABF, DREB2 의존적인 regulon에 대한 연구를 통해 물부족 스트레스 신호 과정 중 전사 수준의 조절에 대한 규명이 활발히 이루어지고 있다. 해당 신호 과정에는 전사 수준의 조절뿐만 아니라 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정 및 염색질 변형에 의해 매개되는 후성유전학적 조절도 연관되어 있다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 물부족 스트레스 신호 전달 과정을, 이와 관련되어 보고된 다양한 신호 전달 단백질들의 기능과 연계시켜 알아보고자 한다. 이러한 물부족 스트레스 신호 전달 과정에 대한 명확한 이해는 향후 유용 내건성 작물 개발을 위한 이론적 기반 구축에 도움이 될 수 있을 것이라 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.326-326
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• 2019

급격한 기후변화가 지속되면서 농업환경은 다양한 환경적 변화를 직면하고 있다. 기후변화로 일어난 이상기후 중 지구온난화와 이상 강수는 농업활동에 큰 영향을 끼치는 요소로 분석되었다. 특히 이상 강수로 인한 가뭄현상은 작물의 수분 공급을 저해하고 이로 인한 생산량 감소는 영농활동과 식량안보에 부정적 영향을 끼칠 것으로 분석되었다. 현재에도 발생하고 있는 가뭄현상으로 인하여 다양한 관개 방법이 진행 중이나 적절한 필요수량이 아닌 관습적 방법으로 관개를 진행하고 있는 실정이다. 우리나라의 1인당 강수량은 세계 1인당 평균 강수량의 1/6 정도이며, 따라서 수자원 절약이 가능한 효율적인 관개수량의 산정이 시급한 실정이다. 이에 본 연구는 미국 농무성(U.S. Department of Agriculture, USDA)와 텍사스 농업생명연구소(Texas A&M Agrilife Research Center)가 개발한 APEX 모델을 활용하여 1) 강수와 작물의 수분스트레스의 관계 및 특성을 평가하고, 2) 대표작물 세가지(고추, 배추, 콩)에 대하여 고정관개 조건에서 생산량과 관개수량의 관계를 분석한다. 그리고 3) 고정관개 조건을 바탕으로 과거 실측자료, 가뭄 시나리오, 그리고 풍수 시나리오에 대한 자동관개 모의를 진행하였다. 이 결과 현재 다양한 지역에서 행해지는 관행적 관개수량과 차이를 보였다. 따라서 본 연구는 향후 수자원 보존을 위한 밭, 논의 적정 관개수량 연구를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.46-50
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• 2013

일부 근권세균은 ACC deaminase를 생성하여 식물의 생장을 저해하고 노화를 촉진시키는 식물호르몬 에틸렌의 수준을 낮춤으로써 스트레스 조건 하의 식물의 생장을 지속시킨다. 본 연구에서는 모래사장에서 자라는 식물의 근권에서 ACC deaminase를 생성하는 세균 균주들을 분리하여 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiaem-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26, and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35로 동정하였다. BD3-35 균주는 이들 중 가장 높은 ACC deaminase 활성, 20.26 ${\alpha}$-ketobutyrate ${\mu}M/mg$ protein/h을 나타내었다. 균주 BD3-35와 BD2-26는 식물호르몬 시토키닌, m-4는 옥신 IAA와 IBA, 그리고 균주 m-2는 ABA 생성능을 가졌다. 이 균주들은 모두 토마토종자 발아 시 유묘의 뿌리신장을 유의성 있게 촉진하였다. 또한 7일간 자란 토마토 식물에 처리하고 가뭄 스트레스 하에서 7일간 재배하였을 때 비접종 대조군에 비해 균주 BD3-35, m-2와 m-4는 토마토 뿌리의 길이를 각각 14, 15와 35% 증가시켰으며, m-2, BD2-26와 BD3-35는 토마토 식물의 건조중량을 각각 22, 33과 68% 증가시켰다. 따라서 이 균주들은 가뭄 스트레스 하의식물을 위한 미생물 비료로 사용될 수 있는 가능성을 보였다.

• 한국작물학회지
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• 제67권2호
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• pp.77-84
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• 2022

일품등 9품종을 대상으로 경북 남부 평야지역 봄 가뭄 대응 벼 품종별 재배안정성을 평가하기 위해 분얼초기 인위적으로 수분 부족 스트레스를 유도한 결과는 다음과 같다. 1. 일품등 9품종 대상으로 수분 부족 스트레스에 따른 결과는 평균적으로 관행대비 출수기는 약10일 빠르고 쌀수량은 약 18.6% 감소, 담백질 함량은 20.2% 증가, 식미치는 8.3% 감소하였다. 2. 본 연구에서 수량에 가장 영향을 미치는 인자는 2차 지경 분화기에 가장 영향을 받는 영화수와 천립중으로 나타났다. 3. 잎마름이 50%에 도달할때까지 소요일수가 가장 긴 품종은 새누리, 가장 짧은 품종은 대보였다. 4. 재관개 후에도 대보와 삼광은 수량감소가 가장 컸을뿐 아니라 F_V/F_M 관행 초기값으로 회복하지 못하여 가뭄의 광생리학적 지표의 가능성을 확인하였다. 따라서 경북 남부 평야지역에서는 봄 가뭄 대응 내건성 벼 품종은 새누리와 하이아미가 가장 적합하고 내건성이 약한 품종들은 재관개 후에도 광합성 효율이 낮아 수량감소로 이어져 이러한 결과에 따라 관행대비 쌀 수량감소율과 단백질 함량이 낮고 식미치가 높은 품종으로 새누리, 하이아미가 내건성 적합품종으로 선발되었다.