• 한국수자원학회논문집
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• 제54권8호
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• pp.577-587
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• 2021

가뭄은 수개월, 수년 이상에 걸쳐 서서히 발생 및 지속되며, 식생에 대한 피해가 발생할 때까지 확실한 인식이 어렵다. 최근에는 기후변화에 따른 기상이변 및 기온상승 등으로 인하여 가뭄의 발생빈도가 증가하고 있으며, 기상 이상으로 몇 주 또는 몇 달 이내 빠르게 발전하는 가뭄을 확인할 수 있다. '돌발가뭄(Flash Drought)은 일반적인 가뭄과 달리 비교적 짧은 기간 동안 표면온도의 상승과 비정상적으로 낮고 빠르게 감소하는 토양수분으로 인하여 식생에 대한 극심한 스트레스를 유발하면서 광범위한 작물 손실 및 용수공급 감소 등에 대한 피해를 야기하는 가뭄으로 정의된다. 짧은 기간의 급속하게 발생하는 (rapid-onset) 돌발가뭄은 발생원인인 토양수분함량의 감소와 강수의 부족, 낮은 습도, 고온 및 강풍 등으로 인한 증발 수요의 증가 등과 유사한 관계가 있기 때문에 농업 및 자연 생태계에 미치는 영향이 크며, 발생원인 또한 농업가뭄의 범주에 속하기 때문에 이에 대한 모니터링이 필수적이다. 본 연구에서는 증발산량을 활용한 위성영상 기반 가뭄지수인 증발스트레스지수(Evaporative Stress Index, ESI)를 활용하여 국내의 돌발가뭄 감지 조건을 제시하였으며, 표준강수지수, 토양수분, 최고기온, 상대습도, 풍속, 강수량 등과 비교를 통하여 돌발가뭄사상의 수문기상학적 특성에 대하여 분석하였다. 돌발가뭄 발생 이전 8주간을 기준으로 상관분석하였으며, ESI와 표준강수지수, 토양수분, 최고기온에 대하여 0.8(-0.8) 이상의 높은 상관관계를 보였다. 본 연구를 통하여 아직 명확하게 정의되지 않은 돌발가뭄에 대한 유형별 분석 및 국내 돌발가뭄의 수문기상학적 특성을 파악하였으며, 위성영상 기반 가뭄지수인 증발스트레스지수는 돌발가뭄사상의 모니터링에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-9
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• 2017

최근 논에서 밭으로 개원하는 포도농가가 증가하고 있으며, 토양 배수성이 극히 불량한 이러한 토양은 여름철의 집중호우기(장마기)때 과습 또는 침수해를 받을 우려가 매우 높다. 따라서 본 연구는 배수방법(무처리, 명거배수, 암거배수)을 달리하여 토양의 수분변화를 측정하고, 이에 따른 포도 '진옥'(Vitis spp.)과 '캠벨얼리'(V. labruscana)의 생육반응을 비교하고자 수행하였다. 집중 호우 이후 토양과습에 해당하는 -15kpa 이상의 토양수분포텐셜 유지시간은 무처리, 명거배수구, 암거배수구에서 각각 352, 348, 180시간으로 조사되었으며, 상대적으로 암거배수의 점토함량은 다른 배수처리구보다 약 8~12% 낮았다. 집중 호우 이후 작물수분스트레스지수는 암거배수가 가장 낮고 무처리가 가장 높았으며, 광합성속도는 반대의 결과를 보여 처리간 차이는 유의하였으나 품종간에는 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 엽면적과 주간부단면적의 생장량 역시 암거배수가 무처리와 명거배수보다 효과적이었다.

• 한국작물학회지
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• 제42권3호
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• pp.263-269
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• 1997

보리는 생식생장기에 수분 스트레스에 민감하게 반응하여 수량에 크게 영향을 준다. 보리 5품종 (겉보리 : 밀양 1002, 올보리, 두루보리, 쌀보리: 백동, 맥주보리: 향맥)을 공시하여 생식생장기에 해당되는 출수전 20일, 출수전 10일 및 출수기에 각각 10일간씩 단수처리를 하여 한발을 유발하였으며 처리 후에는 관수를 하여 정상적으로 재배하였다. 보리 품종들을 10월에 포장에 파종하여 익년 2월에 대형 폿트에 이식하여 재배하였으며, 건물중, 유효경비을, 간장, 수량 및 수량 구성요소를 조사하였고, 유리 proline함량과 상대팽압도를 측정하였다. 1. 한발에 의한 피해는 출수전 10일>출수기>출수전 20일 처리의 순으로 나타났으며, 출수전 10일 처리구의 경우 대조구에 비하여 간장은 85∼98%, 주당수수는 52∼83%, 일수립수는 71∼86%, 천립중은 80∼84%, 그리고 10주당 수량은 60∼94%를 나타내었다. 2. 출수 10일전 단수처理에서 수량 및 수량구성 요소들의 감소율이 가장 컸고, 수량구성요소 중에 주당수수와 일수립수가 비교적 한해에 민감하게 반응하였다. 3. 올보리>밀양 1002ㆍ두루보리>향맥>백동의 순으로 내한성이 약하였다. 4. 한발처리를 끝낸 후에 다시 관수하여 지엽의 유리 proline함량의 감소율과 상대팽압도의 회복율을 품종별로 보면 피맥 3품종이 높고 백동과 향맥이 매우 낮았다.

• 한국작물학회지
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• 제37권2호
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• pp.141-148
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• 1992

화본과 청예작물의 예취후 재생시 식물호르몬의 반응을 구명하기 위하여 수수와 진주조에서 각각 생육 특성이 다른 두 품종씩을 선택하여 줄기신장기와 개화기에서 예취한 후 식물생장조절제 IAA, GA, Kinetin을 처리하여 나타난 재생반응을 조사 하였다. 1. Kinetin 처리는 품종과 예취시기에 관계없이 모두 분얼수을 증가시켰으나 재생건물중은 처리에 따른 재생 생육의 저조로 감소되었다. 그러나 수수에서 지하부가 수분 과다스트레스를 받아 분얼의 재싱이 나쁠 때 Kinetin의 처리는 분얼수 및 엽신장을 증가시켰고 이에 따라 수수의 재생건물중도 증가되었다. 반면 IAA의 처리는 무처리와 차이가 현저하지 않았다. 2. GA 처리는 모두 재생분얼의 생성을 억제하였다. 수수에서 재생력이 약한 P931의 GA에 의해 분얼을 확보하지 못해 거의 고사하였고 재생력이 좋은 Jxu-sue은 분얼은 확보하였으나 GA에 의해 도장하는 2차적 효과를 나타내었다. 진주조에서도 GA 처리에 의해 신생분얼의 발생은 억제되었는데 특히 GA는 상대적으로 기존분얼의 발생은 억제되었는데 특히 GA는 상대적으로 기존분얼의 신장을 증가시켜 신생분얼의 발생을 더 억제하였다. 3. 수수와 진주조의 예취후 저장탄수화물 함량 변화를 보면 줄기신장기 예취에서는 재생 초기 재생분얼의 생성으로 감소하였다가 재생분얼의 광합성이 재개됨에 따라 예취 후 7일 째부터 증가 하였다. 그에 반해 개화기는 재생원기의 노화에 의해 분얼의 생성과 신장이 느려 저장탄수화물이 소모되는 기간이 예취 후 14일까지 연장되었고 저장탄수화물 함량이 증가속도도 낮았다. 4. 예취 후 수수의 재생에서 GA 처리가 다른 PGR 처리에 비해 저장탄수화물을 많이 감소시켰으며 따라서 수수의 재생 후기의 저장탄수화물 함량의 회복도 불량하였다. 그 반면 진주조에서는 GA 처리에 의해 기존분얼의 신장이 촉진되어 동화작용을 할 수 있는 엽이 초기에 확보됨으로서 재생후기 진주조의 저장탄수화물 함량은 양호하게 증가되었다. 5 수수와 진주조 모두 재생건물중은 재생초기 탄수화물의 소모량과는 상관관계가 없었고 재생건물중이 분얼수와 예취후 7일간의 초장과 높은 상관관계를 가져 예취 후 재생은 예취시 저장탄수화물 함량보다 그 재생원기의 활력이 중요하였다. 특히 진주조에서는 개화기가 줄기신장기보다 재생분얼원기가 심하게 노화되어 재생분얼수 및 엽신장이 현저히 감소되었고 따라서 예취후 재생건물중도 현저히 감소되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.299-311
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• 2006

본 논문은 비산출률을 모르는 관측정에서 지하수함양량을 산정하기 위해 물수지분석법의 매개변수를 지하수위상 승량으로 추정하는 방법을 제시하고, 제주도 북부지역의 2개 관측정에 적용하였다. 식생근계의 토양에 대한 물수지가 일단위로 분석되었다. 직접유출랑은 SCS방법으로 계산하고, 실제증발산량은 Penman-Monteith식으로 산정한 잠재증발산량에 작물계수와 수분스트레스계수를 곱하여 산정하였다. 강수량과 이전 토양수분량에서 직접유출량과 잠재증발산량을 제하였으며 토양수분보유능을 초과하는 수량을 지하수함양으로 보았다. SCS 유출곡선지수, 토양수분 보유능, 작물계수 등의 매개변수는 강우사상 동안의 함양량과 지하수위상승량의 선형관계를 이용하여 추정하였다. 관측정이 위치한 지점에서 출현가능한 비산출률의 최대한계값($n_m$)을 강수량과 지하수위상승량 관계로부터 유도하였다. 관측된 지하수위상승량과 함양량 계산값의 선형관계로부터 비산출률과 결정계수($R^2$)를 산정하고, 계산된 비산출률이 최대한계값($n_m$)이내에 위치하며 $R^2$이 가장 큰 매개변수값을 모의를 통하여 선정하였다. 사례지역에 적용한 결과 추정된 매개변수로 산정한 함양량이 지하수위상승량의 변동을 81%이상 설명하는 것으로 나타나 지하수위 자료는 지하수함양량 산정을 위한 물수지분석법의 매개변수 추정에 유용한 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권5호
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• pp.85-91
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• 2020

In order to calculate the Crop Water Stress Index (CWSI), it is necessary to collect weather data (air temperature, humidity, wind speed and solar radiation) and canopy temperature. However, it is not always available to have necessary data sets for CWSI calculation. Therefore, this study was aimed to develop an easy and simple CWSI equation (CWSI_EE) using only two data, air and canopy temperatures. Infrared sensors and weather sensors were installed on apple and peach trees and nearby a study area and every ten-minute data were collected from June to October in 2018 and 2019, respectively. A relationship between air-canopy temperature difference and CWSI was statistically analyzed and used to develop CWSI_EE using the three dimensional Gaussian model. The performance of CWSI_EE against original CWSI showed R² and NSE to 0.780 and 0.710 for apple trees and R² and NSE to 0.884 and 0.866 for peach trees. This study found that the level of crop water stress could be easily calculated using CWSI_EE with only air and canopy temperature data.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권6호
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• pp.73-79
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• 2019

Continuous and tremendous data (canopy temperature and meteorological variables) are necessary to determine Crop Water Stress Index (CWSI). This study investigated the optimal monitoring time and interval of canopy temperature and meteorological variables (air temperature, relative humidity, solar radiation and wind speed) to determine CWSIs. The Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient (NSE) was used to quantitatively describe the accuracy of sampling method depending upon various time intervals (t=5, 10, 15, 20, 30 and 60 minutes) and CWSIs per every minute were used as a reference. The NSE coefficient of wind speed was 0.516 at the sampling time of 60 minutes, while the ones of other meteorological variables and canopy temperature were greater than 0.8. The pattern of daily CWSIs increased from 8:00 am, reached the maximum value at 12:00 pm, then decreased after 2:00 pm. The statistical analysis showed that the data collection at 11:40 am produced the closest CWSI value to the daily average of CWSI, which indicates that just one time of measurement could be representative throughout the day. Overall, the findings of this study contributes to the economical and convenient method of quantifying CWSIs and irrigation management.

• 한국환경농학회지
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• 제40권4호
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• pp.290-294
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• 2021

BACKGROUND: Barley sprouts contain a large number of secondary metabolites such as polyphenols, saponarin, and policosanols. The synthesis of such secondary metabolites occurs as a defense mechanism against external environmental stresses. In particular, it has been widely known that drought stress (DS) increases the content of flavonoids in plants. The objective of this study was to investigate the effects of drought stress treatment on the saponarin content in barley sprouts during the growing period. METHODS AND RESULTS: In this study, changes in saponarin content with different DS exposure periods and times were evaluated under the hydroponic system. For establishing different DS treatment periods, water supply was stopped for 1, 2, and 3 days, once leaf length was at 10 cm. To control different DS treatment times, water supply was stopped for 2 days, once leaf lengths were 5, 10, and 15 cm. As a result, the water potential of barley sprouts decreased from -0.8 MPa (before DS treatment) to -1.2, -2.4, and -3.2 MPa (after DS treatment), and reversely recovered to -0.8 MPa after re-irrigation. When 10 cm leaves were subjected to DS for 1 and 2 days, the saponarin content increased by 12 and 10%, respectively, while it increased by 19% when DS was applied to the 5 cm leaves. CONCLUSION(S): The results of this study suggest that drought stress at the early stage of growth (5 cm) is most helpful to increase the saponarin content of barley sprouts.

• 한국유기농업학회지
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• 제26권2호
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• pp.217-232
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• 2018

전 세계적인 지구 온난화로 인한 가뭄은 농작물의 생산성을 저해하는 주요 원인 중 하나이며, 고온과 건조가 복합적으로 작용하여 식물 생장을 감소시킨다. 본 연구에서는 Bacillus velezensis YP2 균주의 식물 생육촉진 및 건조 스트레스 내성 증진 효과를 온실과 시설하우스 포장에서 조사하였다. 또한 B. velezensis YP2 균주의 처리 전과 후 케일 근권과 뿌리에서 배양법에 의한 상대 정량 방법으로 B. velezensis YP2 균주의 근권 및 뿌리 정착능을 분석하였다. 온실 검정 결과 YP2 균주 처리구에서는 무처리구와 비교하여 케일 유묘의 초장 26.7% 및 지상부 생체중 142.2% 증가시키는 효과가 있었다. 또한 B. velezensis YP2 처리구에서는 무처리구와 비교하여 39.4%의 건조 피해 경감 효과가 있었다. 시설하우스 포장 검정 결과에서도 B. velezensis YP2 균주 처리에 의한 케일의 생장촉진 효과와 건조 스트레스 내성 증진 효과가 있었으며, B. velezensis YP2 처리구에서 케일 잎의 상대수분함량이 무처리구와 비교하여 7, 10, 14일에 모두 높은 것으로 나타났다. B. velezensis YP2 균주의 뿌리 정착능 분석 결과, 균주 처리 21일까지 케일 근권 및 뿌리 균밀도가 무처리구와 비교하여 B. velezensis YP2 처리구에서 유의하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 균주 처리 후 최소한 21일이 경과할 때까지 B. velezensis YP2 균주가 케일 근권과 뿌리에 정착하여 식물과 상호작용함으로서 생육을 촉진하고 식물의 물 이용률을 증가시켜 건조 스트레스 내성을 증진하는 데 관련이 있을 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 통하여 B. velezensis YP2 균주는 가뭄으로 인한 건조한 토양 조건에서 작물 생산성을 향상시키는 가능성이 있는 유용한 미생물로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제63권3호
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• pp.239-247
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• 2018

콩 발아기간 동안 이소플라본 함량 증가를 위하여 생장조절제(GA, NAA, BA) 및 쿠마르산 처리를 하였다. 공시재료는 2016년에 재배된 대풍2호, 우람콩, 풍산나물콩 등 3품종을 사용하였다. 공시품종의 이소플라본 함량을 분석한 결과 우람 > 대풍 2호 > 풍산나물콩의 순으로 이소플라본 함량이 높았다. 이소플라본 종류별로는 malonylglucosides가 81.5~90.0%로 나타나 콩 이소플라본의 주된 성분임을 알 수 있었으며, 다음으로는 glucosides, acetylglucosides 순이었고 aglycone은 분석되지 않았다. 배당체로는 daidzin과 genistin이 분석된 반면 glycitin은 분석되지 않았고 acetylglucosides에서는 acetylglycitin만 분석되었다. 발아시간이 경과함에 따라 이소플라본 함량은 증가하였으며 식물생장조절제와 쿠마르산을 첨가한 경우도 마찬가지였다. 그런데 생장조절제와 쿠마르산 처리는 단순한 수분공급처리와 비교할 때 총 이소플라본 함량에서 처리 간 유의성은 없었으나 대체로 이소플라본 함량이 높게 분석되어졌다. 발아 5일차 배축에 이소플라본이 상당량 축적됨을 확인할 수 있었으며, 풍산나물콩의 경우 쿠마르산 처리 시 10,240 ug/g의 함량을 보여 다른 품종 및 처리에 비해 월등히 높았다. 발아 3일차 시료에서 이소플라본 종류별 함량을 분석한 결과 발아에 사용된 원료 콩 종자에서와 같이 malonylglucosides가 전체의 83.7~86.6%를 차지하여 가장 높았다. 또한 $60^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 콩이 열처리하지 않은 콩보다 이소플라본 함량이 높아짐을 확인하였으며, 따라서 다양한 스트레스를 통하여 이소플라본 함량을 높일 수 있을 것으로 사료된다.