• 생물환경조절학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2023

시설 내 작물이 이용하는 수광특성의 이해와 지속적으로 변화하는 광환경의 추적은 광합성과 증산반응 연구에서 중요하다. 또한 재배기간 동안 작물이 생장함에 따라 광이용 형태가 지속적으로 변화한다. 따라서 본 연구에서는 작물의 생육을 반영한 흡광계수 추정 모델을 개발하였다. 흡광계수의 측정을 위하여 작물의 높이에 따라 수직으로 일사량계를 5개 설치하였으며, 작물의 전 생육기간(1-85DAT) 동안 1초 단위로 측정을 하였다. 초기, 중기, 후기 각각의 생육단계에 따라 최상단 광량과 최하단의 광량의 차이가 69%, 72%, 81%로 증가하는 경향을 보였다. LAI와 초장이 증가함에 따라 흡광계수는 감소하였으며, 지수적 감소 관계를 보였다. 두 생육지표를 모두 반영한 3차원 모델에서는 Paraboloid 식이 평균 제곱근 오차(RMSE)가 1.340으로 가장 낮았고, 결정계수(R²)는 0.968로 가장 높았다. 본 연구를 통하여 작물 재배기간 동안 보다 정확한 흡광계수를 예측할 수 있게 되었고, 이는 작물의 높이에 따른 광합성 및 증산량 예측과 분석 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제8권5호
• /
• pp.492-496
• /
• 1998

$eta$선투과율을 이용하여 식물잎의 수분함량을 측정하기 위하여 1/5000a 와그너 폿트에 생육시킨 벼와 콩및을 대상으로, 정상적으로 생육한 개체만을 선별하였다. $^{99}$Tc(100 $\mu$ci)과 G-M detector사이를 10cm로 두고 그 사이에 잎을 놓아 잎을 통과한 $eta$선량(I)과 잎을 제외시켰을 때의 $eta$선량(Io)을 각각 측정하여 $eta$선투과율(I/Io)를 구하였고, 잎의 생체중과 건물중, 비엽면적을 측정하여 잎의 함수량과 $\beta$선 투과율(I/Io)과의 관계를 구하였다. 1. 잎 절단후 시간이 경과함에 따라 $eta$선투과율(I/Io)은 증가하는 경향이었으며, 토양수분결핍후 수분공급에 의해 $eta$선투과율(I/Io)은 감소하는 경향이었다. 2. 잎의 함수량과 $eta$선투과율(I/Io)과의 직선회귀관계식은 고도의 유의성이 인정되어, 잎의 함수량이 감소할수록 $eta$선투과율(I/Io)은 증가하였다. 3. 잎의 함수량을 종속변수로, 비엽면적(SLA)과 $eta$선투과율(I/Io)을 각각 독립변수로하여 다중회귀를 분석한 결과, 편회귀계수가 SLA는 벼 0.007, 콩 0.004이었고, I/Io는 벼 -0.863, 콩 -0.904로 수분함량에는 $eta$선투과율(I/Io)의 영향이 지배적이어서, $\beta$선투과율(I/Io)에 의한 식물잎의 수분함량이 측정이 가능하였다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제45권5호
• /
• pp.676-682
• /
• 2012

본 연구에서는 생육초기 고추의 한발 스트레스 조건에서 작물 생육에 미치는 영향을 구명하기 위해 엽록소 이미지형 광분석을 이용하여 엽록소 형광 매개변수를 비교분석 하였다. 비록 통계적 유의성이 인정되지는 않았지만 전체 잎의 이미지에 나타나는 형광매개변수들의 평균값은 감소하는 경향이었다. 가변형광값에대한 최대형광값의 비는 변동이 없는 반면, 광계II의 정류상태에서의 양자수득율 및 형광감쇄율은 다소 감소하였다. 이러한 현상은 퀴논 A 단백질로부터 퀴논 B 단백질로의 전자전달의 감소를 의미하였다. 잎의 중앙부위와 엽병부근에서의 비광학적 소광 및 가변형광의 비광학적 소광 상수는 한발스트레스 4일 후 유의성있게 증가하였다. 즉 생리적 스트레스 매개변수로 활용이 가능하였다. 광계II에서의 정류상태 양자수득율의 감소는 고추잎의 모든 부위에서 공통적으로 유의성있게 측정되었다. 결론적으로 ${\Phi}PSII$ ($QY_{_-LSS}$), $NPQ_{_-LSS}$, qN 등의 엽록소형광 매개변수들은 고추의 한발스트레스를 판단할 수 있는 생리적 지표로 활용 가능한 것으로 유의성이 인정되었다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.903-910
• /
• 2011

본 연구는 기후변화에 따른 한반도 후박나무의 분포를 규정하는 기후요인과 현재기후와 미래기후에서의 잠재 생육지를 CT모델을 이용하여 예측하였다. 모델 구축을 위한 4개 독립변수로는 최한월최저기온(TMC), 온량지수(WI), 하계강수량(PRS), 동계강수량(PRW)을 사용하였다. CT분석을 통해 구축된 후박나무 분포 모델(Mth-model)에서 TMC(최한월최저기온)가 분포를 규정하는 주요요인으로 작용하였으며, TMC(최한월최저기온) $-3.3^{\circ}C$이상인 지역에서 후박나무의 높은 출현확률을 나타냈다. 현재기후에서 한반도 후박나무의 잠재 생육지(PH)는 $9,326km^2$로 예측되었으며, 3종류 미래기후 시나리오(CCCMA-A2, CSIRO-A2, HADCM3-A2)에서 $61,074{\sim}67,402km^2$(남한: $58,419{\sim}61,137km^2$, 북한:$2,655{\sim}6,542km^2$)로 예측되었다. 미래기후에서 잠재 생육지는 49~51%(남한: 49~51%, 북한: 2~5%) 증가된 면적이 예측되었다. 기후변화에 따라 한반도 후박나무의 잠재 생육지의 확대는 난온대 낙엽활엽수림과 경쟁이 예상된다. 후박나무는 한반도 기후변화 지표종으로 유효하다고 판단되며 잠재 생육지에 대한 지속적인 모니터링이 중요하다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.370-376
• /
• 1997

우리나라에서 가장 많이 소비되고 있는 채소중의 하나인 무를 실험종으로 선택하여 토양중 크롬의 농도, 토양 pH, 공존중금속 첨가, 복토, 유기물처리의 요인을 변수로 하여 무의 생육상태 및 무에 의한 크롬의 흡수이행량 차이를 조사하였다. 무종자의 발아율은 크롬농도 50mg/kg에서는 발아에 영향이 없었으나 100% 이상이었으며, 250mg/kg에서는 63% 정도의 발아율을 나타내었다. 토양중에 처리된 크롬농도가 증가할수록 무의 초장, 근장, 건물량이 감소하는 경향이었으며 크롬농도 100mg/kg 까지는 대조구와 비슷하게 생육하였으나 크롬농도 250mg/kg에서 건물량의 약 45%의 생육저해가 나타났다. 토양 pH가 증가함에 따라 무로 흡수이행되는 크롬의 함량이 감소하는 역의 상관을 나타내었으며(줄기: $r=-0.803^*$, 뿌리: $r=-0.840^*$) Fe, Zn, Cu와 같은 공존이온 첨가시 무의 생육 및 흡수이행되는 크롬함량간에 유의성이 인정되지 않았다(줄기, 뿌리 P>0.1). 복토, 유기물처리를 하였을 경우 대조구에 비하여 생육상태가 진전되었으며, 복토처리시 무로의 흡수이행량은 큰 차이를 나타내지 않은 반면에 유기물 처리시 무로 흡수이행되는 크롬의 함량이 감소하는 경향이었다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.253-263
• /
• 2016

단일식물인 국화의 생육은 온도, 일장, 일사량 등 기상 환경과 재배관리 조건에 영향을 받는다. 기상환경과 재배관리를 고려한 국화의 생육예측모델은 국화 재배 시 의사결정을 위한 도구로 이용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 국화 생육모델 구축을 위한 기초 작업으로 온도와 일장뿐만 아니라 에세폰 처리, 야간 전조처리리 등 재배관리 정보를 입력변수로 하여 국화 품종 백선의 출엽과 식물계절을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 모델은 국화의 생육시기를 유약기(Juvenile phase), 유약기 이후 발뢰기까지 기간, 발뢰기부터 개화기까지의 기간의 기간으로 구분하여 계산을 하도록 구성하였다. 유약기는 출엽속도의 온도 반응 곡선과 유약기의 종료를 결정하는 기준 엽수를 이용하여 추정하도록 구성 하였다. 한편 모주와 이식 후 식물체에 대한 에세폰 처리가 유약기 종료시점의 엽수를 증가시키는 것으로 가정하여 모델에 반영하였다. 유약기 이후에는 온도와 일장에 관한 함수를 이용하여 발육속도를 계산하여 발뢰기와 개화기를 예측하도록 하였는데 야간전조 처리는 임계일장 이상의 장일로 가정하여 모델에 반영하였다. 그리고 최종 엽수는 잎의 출엽이 발뢰 직전까지 진행되는 것으로 가정하여 예측하였다. 위와 같이 구성된 모델의 계수는 온도반응 실험과 정식시기 실험 등을 이용하여 추정하였고 프로그램 언어인 Java를 이용하여 구현하였다. 모델의 계수 추정에 이용한 자료(calibration 자료)뿐만 아니라 이와는 별개의 자료(validation 자료) 모두에 대하여 모델이 비교적 정확하게 발뢰기와 개화기를 예측할 뿐만 calibration에 비하여 validation의 정확도가 떨어지지 않았다. 한편 생육시기에 따른 출엽수와 최종엽수를 모델이 비교적 정확하게 예측하였으나 생육시기에 따라 다소 과소 또는 과대 예측을 하여는 경향을 보여, 온도 이외의 요인을 반영할 수 있는 실험을 통해 개선할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제17권3호
• /
• pp.241-249
• /
• 1994

참나무속 식물 6종류의 잎의 확산저항, 기공밀도, 공변세포의 길이 및 털의 밀도를 측정하여 건조스트레스에 대한 이 식물들의 전략을 주성분분석법으로 분석하였다. 상수리나무, 갈참나무 및 졸참나무의 잎의 확산저항은 다른 3종보다 높은 Ψleaf 또는 낮은 WSD에서 빠르게 상승함으로써 수분 스트레스를 회피하였다. 그러나, 신갈나무와 떡갈나무는 낮은 Ψleaf, 낮은 기공밀도, 작은 기공 크기 및 높은 털밀도로 수분스트레스를 회피하였다. 그러나 신갈나무와 떡갈나무는 낮은 Ψleaf에서 기공 확산저항의 상승을 보였다. 건조스트레스에 대한 조정능과 관련된 15변수의 주성분분석에서 참나무속 식물은 2그룹, 즉 건성생육지종인 굴참나무, 신갈나무 및 떡갈나무와 중성생육지종인 상수리 나무, 갈참나무 및 졸참나무로 구별되었고, 건성생육지종인 굴참나무는 높은 털밀도, 낮은 기공밀도 및 높은 LAR에서 신갈나무 및 떡갈나무와 다시 구별되었다. 이 결과는 자연생육지에서 참나무속 식물의 건조에 대한 전략을 잘 설명하고 있다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.249-254
• /
• 2023

최근 드론을 활용한 농약 살포 임무로 농민들의 작업 시간을 절약하고 농약 및 인체 유해성으로부터 보호되어 드론 보급이 활성화되고 있다. 기존 농약 살포 방식인 광역방제기와 헬기 방제에서 파생된 여러 단점 보완이 가능하다. 최근에는 스마트팜 확대 정책으로 IoT 기반의 다양한 작물의 생육 정보를 실시간 모니터링하고 핵심 변수에 대한 빅데이터 수집을 통해 최적의 생육 환경을 구축하여 수확 증대를 통한 농민의 수익 창출에 적극 활용되고 연관 드론 산업 기술도 발전되고 있다. 본 연구에서는 농업응용 분야의 다양성을 확보하기 위해서 비닐하우스 차광을 위한 작업에 드론을 적용하였고 차광막 살포와 관련된 기술 구현을 구체화하기 위하여 비닐하우스 환경에 대한 기초 연구를 실시하였다. 비닐하우스의 내부와 외부 환경을 고려하여 양질의 빛을 제공하기 위해 드론 노즐의 균일 살포를 위한 노즐설계, 비닐하우스의 투광률 분석, 차광제 도포 실험을 통하여 드론을 활용한 차광임무가 가능하도록 하는 기초연구를 수행하였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.268-275
• /
• 2017

광도와 온도 같은 환경 요인에 의해 광합성 속도가 변화하기도 하며, 생육 시기에 따른 광합성 효율의 변화가 수반되기도 한다. 본 연구에서는 흑로메인 상추(Lactuca sativa L., Asia Heuk romaine)를 이용하여 광도와 온도, 생육 시기에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 두 모델을 구축하고 비교하는 것을 목표로 하였다. 군락 광합성은 정식 후 4, 7, 14, 21, 28 일차 상추를 아크릴 챔버($1.0{\times}0.8{\times}0.5m$)에 넣어 측정하였으며, 이 때 챔버 내부의 온도는 $19^{\circ}C$에서 $28^{\circ}C$까지 변화시켰고 광원은 LED를 이용하여 50에서 $500{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$까지 변화시키며 실험하였다. 챔버 내부의 초기 이산화탄소 농도는 $2,000{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 설정하였으며, 시간에 따른 이산화탄소 농도의 변화율을 이용하여 군락 광합성 속도를 계산하였다. 각 환경요인을 표현하는 3개 식을 곱하여 만든 단순곱 모델을 구성하였다. 이와 동시에 온도와 생육 시기에 따라 변화하는 광화학 이용효율과 카르복실화 컨덕턴스, 호흡에 의한 이산화탄소 발생 속도를 포함하는 수정된 직각쌍곡선 모델을 구성하여 단순곱 모델과 비교하였다. 검증 결과 단순곱 모델은 0.849의 $R^2$ 값을 나타내었으며, 수정된 직각쌍곡선 모델은 0.861의 $R^2$ 값을 나타내었다. 수정된 직각쌍곡선 모델이 단순곱 모델에 비해 환경 요인(광도, 온도), 생육 요인(생육 시기)에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 데 더욱 적합한 모델인 것으로 판단하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제39권4호
• /
• pp.287-292
• /
• 1996

니켈 독성의 생물검정에 있어서 지표식물로서 무를 이용하였고 토양중 니켈의 농도, 토양 pH, 공존 이온의 첨가, 복토, 유기물, 석회처리의 요인을 변수로 하여 무의 생육 상태 및 니켈의 흡수축적량 차이를 비교하였다. 무종자의 발아율은 대조구에 비하여 니켈 처리농도 150 mg/kg에서 40%의 낮은 발아율을 나타내었다. 토양 중에 처리된 니켈 농도가 증가할수록 무의 초장, 근장, 건물량이 감소하는 경향이었으며, 니켈 처리농도 100 mg/kg에서 약 65%의 생육저해를 보였으며 150 mg/kg부터는 무의 정상적인 생육이 불가능하였다. 토양 pH가 증가함에 따라 무로 흡수 이행되는 니켈의 함량이 감소하는 역의 상관을 나타내었다. 토양에 니켈을 50 mg/kg으로 처리한 후 Fe의 농도를 10, 50, 100 mg/kg으로 증가시켰을 때 무로 이행되는 니켈의 흡수축적량간에 유의성이 인정되지 않았다(p>0.1). 토양에 니켈을 50mg/kg으로 처리한 후 Zn의 농도를 10, 50, 100mg/kg으로 증가시켰을 때 무로 흡수 이행되는 니켈의 흡수축적량간에 유의성이 인정되었다(줄기, 뿌리 p<0.05). 복토, 유기물과 석회처리시 모두 대조구에 비하여 니켈 흡수축적량이 감소하는 경향이었다(p<0.01). 각 처리구간의 니켈 흡수축적량 차이는 인정할 수 없었으나(줄기, 뿌리 p>0.5), 유기물>복토>석회처리의 순서대로 니켈 흡수량 감소의 효과가 나타났다.