• 식품과학과 산업
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• 제51권3호
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• pp.238-244
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• 2018

한국 육우의 거의 90%를 차지하는 한우의 역사, 산업 특성 및 소고기 생산을 중심으로 한우의 현안과 미래를 논의했다. 한우산업에 많은 변화가 있었지만 여전히 한우는 한국 소비자에게 최고의 쇠고기 공급원으로서 프리미엄의 위치를 가지고 있다. 다른 농업 기반경제와 비교할 때, 한우 농민의 수는 최근 수십 년 동안 급격히 감소했으며 농장의 규모가 커지고 시스템이 보편화되었다. 수입 소고기와의 차별화, 사료비 증가, 송아지 가격의 증가, 토지 비용의 증가 등 한우산업이 직면 한 어려움을 해쳐나가기 위해서는 보다 젊고 똑똑한 농부들이 필요하다. 기존의 축적된 노하우와 새로운 기술을 잘 접목시켜 한우를 잘 기르는 사람들이 많이 생겨나야 하고 소득을 창출하여야 한다. 우리나라의 발전된 ICT기술과 농민들의 근면함이 잘 융합되어 고급데이터 들이 꾸준히 축적된다면 여러 가지 어려운 상황에서도 새로운 고급육 생산 프로그램을 개발할 수 있고 이를 활용한 원천기술 개발로 지속가능한 한우산업을 유지할 수 있을 것이다. 아울러 기존의 방식과 다르게 변화하고 있는 4차 산업혁명시대에 한국형 정밀축산을 개발하여 축산선진국으로 나아갈 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권3호
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• pp.53-61
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• 2022

This study evaluated the impacts of subsurface drainage design, i.e., spacing and depth, on agricultural productivity and environmental sustainability in two tile-drained fields (Sites A and E) under a corn-soybean rotation in the Midwestern United States. A calibrated and validated Root Zone Water Quality Model (RZWQM) was used to simulate Nitrate-N (nitrogen) losses to tile drainage and crop yields of 30 tile spacing and depth scenarios over 24 years (1992-2015). Our results presented that the narrower and deeper the tile drains are placed, the greater corn yield and Nitrate-N losses, indicating that the subsurface drainage design may cause a trade-off between agricultural productivity and environmental sustainability. The simulation results also presented that up to about 255.7% and 628.0% increase in Nitrate-N losses in Sites A and E, respectively, far outweigh the rate of increase in corn yield up to about 1.1% and 1.6% from the adjustment of tile spacing and depth. Meanwhile, the crop yield and Nitrate-N losses according to the tile configuration differed depending on the field, and the soybean yield presented inconsistent simulation results, unlike the corn yield, which together demonstrate the heterogeneous characteristic of agro-environmental systems to a subsurface drainage practice. This study demonstrates the applicability of agricultural systems models in exploring agro-environmental responses to subsurface drainage practices, which can help guide the introduction and installation of tile systems into farmlands, e.g., orchards and paddy fields, in our country.

• 산업과 과학
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• 제1권2호
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• pp.24-29
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• 2022

최근 농업 경랭력 향상 및 비용 절감을 최소화하기 위해서 IoT 기술을 다양한 농장에 적용하는 스마트 팜 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, IoT 장치를 통해 스마트 팜 주변의 환경정보 데이터를 원격 제어할 수 있는 방법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 스마트 팜에서 수집된 환경정보 데이터를 머신러닝 기반으로 실시간 모니터링하여 최적의 생육환경을 유지할 수 있는 모델을 제안한다. 제안 모델은 머신러닝 기술을 사용하기 때문에 풍부한 빅데이터 확보 방안을 통해 지속적인 데이터 수집이 가능하도록 다중 블록체인으로 환경 정보를 묶는다. 또한, 제안 모델은 수집된 환경 정보 데이터를 가중치와 상관관계 지수를 이용하여 우선 순위에 따라 선택(또는 바인딩)적으로 지정한다. 마지막으로, 제안 모델은 실시간으로 환경 정보를 처리할 수 있도록 환경 정보 처리 비용을 최소한으로 n-계층으로 확장할 수 있도록 한다.

• 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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• 제17권2호
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• pp.117-124
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• 2021

가축의 행동 분석은 가축 건강관리와 농업 생산성 증대에 큰 영향을 미치는 요소이다. 그러나 가축의 행동 분석을 위해 도입되는 대부분의 디지털 기기들은 원시 데이터를 제공하지 않으며 분석 결과 또한 제한적으로 제공한다. 이러한 폐쇄적인 시스템은 첨단 IT 기술의 도입에 필수불가결한 데이터 통합과 빅데이터 구축을 더욱 어렵게 한다. 이에 저비용으로 손쉽게 사용할 수 있는 농장 규모의 데이터 수집 장치 보급이 필요하다. 본 연구는 가축의 행동 분석을 위한 데이터 수집 시스템을 제시한다. 이 시스템은 무선으로 동작하는 다수의 초소형 컴퓨팅 유닛으로 구성되어 있으며 이를 통해 가축의 체온과 가속도 데이터, 위치 정보, 축사 환경 데이터를 수집한다. 또한 본 연구에서는 수집된 가속도 데이터를 바탕으로 가축의 행동을 추정하는 알고리즘을 제시한다. 실험을 위해 경기도 이천의 한우 농가에 시스템을 구축하고 20두의 한우에 대해 데이터를 수집하였으며 이를 토대로 실증 및 분석 결과를 제시하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.553-559
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• 2022

필름의 멀칭 기술은 토양 표면을 덮어 토양 온도와 수분을 조절하고, 잡초를 억제하는 기능에 사용된다. 본 연구에서는 생분해성 멀칭필름의 내가수분해성 및 기계적 물성을 향상시키기 위하여 PBAT(Poly Butylene Adipate-co-Terephthalate)와 PLA(Poly Lactic Acid)를 이축 압출기를 사용하여 개질한 후, 필름의 물성과 생분해 특성을 조사하였다. 멀칭필름을 토양에 매립 후 기간별 필름의 중량감소를 확인하였고, 건답에서 벼농사용 멀칭 후 식물의 성장을 관찰하였다. 내가수분해성이 향상된 멀칭 필름은 작물의 성장에 우수한 특성을 나타냈으며, 생분해되는 멀칭 필름은 환경 친화적이고 효율적이며, 지속가능한 농업관행을 위한 새로운 대안으로써의 가능성을 제공 할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.84-84
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• 2020

새만금은 농업용지 확보 등 다양한 용도의 토지이용을 목적으로 방조제 공사를 수행하였으며, 새만금 종합개발계획(Master Plan, OPC, 2011)에 의하여 호내의 준설을 계획하고 있다. 그러나 방조제 준공 후 새만금 호내의 수질오염 문제가 지속적으로 발생되어 왔다. 수질오염의 문제를 해결하기위해서 강변저류지 설치, 하수종말 처리장 등 다양한 구조적 대책이 수립되고 시행되었지만, 수질개선 효과는 상대적으로 미비하였다(Kim et al, 2016; KRCC, 2016). 본 연구에서는 새만금 호내의 수질개선을 위하여, 다양한 배수갑문 운영에 따른 수질인자의 잔존률 및 하상의 변화를 SCHISM-CoSiNE(Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model and Carbon, Silicate, Nitrogen Ecosystem model) 모형을 통하여 검토하고자 한다. 수치모형의 하상변동 및 수질변화에 대한 정확한 수치계산 여부를 판단하기 위하여 van Rijn(1987) 실험 및 새만금호내의 수질 관측자료(DO, T-N, T-P, 온도, 염도, 새만금유역 통합환경관리시스템)를 이용하여 수치모형 검증을 수행하였고 10% 이내의 오차를 나타내었다. 배수갑문 운영기록(Jeong et al., 2018)을 참조하여 배수갑문 운영을 재현하였으며, 지형은 기 수립된 MP 내 새만금 종합개발계획이 완료된 시점인 2030년을 기준으로 하였다. 수치모의를 통하여, 배수갑문 운영 및 계절의 변화에 따른 최심 하상변동고 변화 및 하상변동량을 확인하여 침식 퇴적 구간을 구분하였고, 호내의 잔존하는 수질인자의 농도를 통하여 수질개선 효과를 평가하여 수질측면에서 최적의 배수갑문 운영방안을 제시하였다. 본 연구는 배수갑문 운영이 새만금 호내의 수질 및 지형에 미치는 영향에 대한 기초적인 연구이지만 향후에는 다양한 수질인자 및 시나리오를 고려한다면 보다 근본적인 수질오염 해결방안으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국가금학회지
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• 제51권2호
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• pp.39-45
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• 2024

본 연구를 통해 닭고기를 활용한 반려견 간식 제품에서 동애등에 유충 분말의 유용한 고단백, 저지방 기능성 식품소재로의 활용 가능성을 확인하였다. 조단백질의 함량은 동애등에 유충 분말을 더 많이 첨가할수록 증가하였으며, 조지방의 경우 대조구(control)에 비해 처리구에서 낮은 조지방 함량을 나타냈다. pH의 경우, 동애등에 유충 분말을 첨가한 모든 처리구가 대조구에 비해 높은 값을 나타내었다. 육색 측정 결과, 동애등에 유충 분말 첨가량이 증가할수록 명도는 감소하였고, 적색도는 증가하였다. 이는 동애등에 유충 분말이 지속 가능할 뿐만 아니라 단백질 공급원의 역할을 하는 새로운 식품 소재로써의 가능성을 고려할 때 중요한 의의를 가지며, 경제적 이점을 위해 닭고기 부산물을 활용했을 때 낮아지는 단백질 함량을 개선하는 데 효과적으로 이용될 수 있음을 보였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-46
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• 2020

이 연구의 목표는 관개된 옥수수 밭에서의 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 평가하고 문서화하는 것이다. 열역학적 관점에서, 우리는 이 농업생태계를 태양 복사로 인해 시스템 내부와 외부 사이에 큰 경도(gradient)가 부여되는 열린 열역학적 시스템으로 간주하였다. 따라서 시스템이 평형에서 멀어질 때, 열역학적 원칙에 따라 비평형 소산 과정(nonequilibrium dissipative process)인 이 생태-사회시스템이 모든 생물, 물리, 화학 및 인위적 구성 요소를 사용하여 태양으로부터 주어진 경도에 저항하여 이를 감소시키도록 움직인다고 가정하였다. 이 가설을 검증하기 위한 첫 단계로서 미국 네브라스카의 옥수수 밭에 위치한 AmeriFlux의 NE1 사이트에서 2003년부터 2014년까지 관측된 플럭스 및 미기상 자료를 사용하여 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 정량화하였다. 12년 평균한 생장기간의 결과에 따르면, 시스템의 에너지 포획(순복사와 하향단파복사의 비, R_n/R_s↓)은 옥수수의 생장과 함께 증가하였고, 생장기간이 비생장기간보다 약 80% 높았다. 생장기간 동안 시스템 내의 엔트로피 생성(σ)은 평균 9.56 MJ m^-2 K^-1이었고, 주로 하향단파 복사에 의해 결정되었다. 엔트로피 수송(J)은 잠열플럭스, 순장파복사, 현열플럭스의 순으로 기여하였고, 시스템 외부 환경으로 퍼낸 양은 σ의 ~84%에 해당하는 -7.99 MJ m^-2 K^-1이었다. 따라서 매년 생장 기간동안 시스템 내에 순 축적된 엔트로피(dS/dt)는 1.57 MJ m^-2 K^-1이었다. 탄소 흡수 효율(CUE)은 1.25~1.62, 물 사용 효율(WUE)은 1.98~2.92 g C (kg H₂O)^-1이었고 모두 옥수수의 성장과 함께 증가하였다. 극심한 가뭄으로 관개가 더 빈번하게 행해진 2012년의 경우, σ와 J가 모두 평년보다 10% 많은 최대값을 보였고, 그 결과 서로 대부분 상쇄되어 dS/dt는 평년보다 조금 높은 수준에 머물렀다. 가뭄 중에도 빈번한 관개로 인해 엔트로피 수송의 주된 경로가 현열플럭스에서 잠열플럭스로 바뀌면서 생산량과 CUE는 평년 값을 웃돌았으나 물과 빛의 사용 효율은 오히려 낮아졌다. 이러한 결과에 근거하여 관개된 옥수수 생태-사회시스템의 지속가능성의 변화를 평가하기에는 아직 여러가지 문제가 남아있다. 자기-조직화 과정은 시스템과 주변 간의 경도를 효과적으로 감소시키는 역할을 한다. 따라서 엔트로피 자료와 함께, 지속가능성의 척도가 되는 자기-조직화 역량을 나타내는 스펙트랄 엔트로피, 또는 하부시스템의 구조 및 에너지·물질의 흐름의 강도와 방향의 변화를 가늠할 수 있는 역학적 과정망(dynamic process network) 분석 등의 추가 연구가 병행되어야 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권2호
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• pp.153-159
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• 2010

우리나라 농민들은 저투입 지속가능한 농업 보다 화학비료에 더욱 의존하고 있다. 딸기 시설 재배지에서 친환경 농업을 추진하기 위해서 토양 양분 불균형을 개선하도록 충남지역 56개소의 양분관리 조건과 토양 화학성과의 관계를 구명하였다. 퇴비 시용량은 40대가 40 Mg $ha^{-1}$로 표준시비량 보다 2배 높았고 50대는 밑비료 시용량으로 질소 105.2, 인산 58.3, 칼륨 68.1 Mg $ha^{-1}$로 표준시비량 보다 각각 질소는 3배, 인산과 칼륨은 1.2배 였다. 딸기 재배 경력은 10년 이하가 42.8%로 비율이 높았고 재배면적은 400 $m^2$ 이하인 농가가 75.0%의 높은 비율을 나타냈다. 돈분 퇴비를 시용하는 농가는 48.2%로 가장 높았으며 밑비료 질소 평균 시비량은 92.3 Mg $ha^{-1}$로 표준시비량의 2.6배 였다. 또한, 퇴비 시용량이 30 Mg $ha^{-1}$를 초과하는 경우 적정수준에 비해 토양 EC 값은 1.8배, 유효인산 함량은 3.0배, 치환성 칼륨 함량은 2.6배, 칼슘 함량은 1.7배, 마그네슘 함량은 1.6배 높았으며 토양의 유효인산 평균 함량은 986 mg $kg^{-1}$으로 적정수준 보다 2.2배 높았다. 주성분 분석결과 PC 1은 토양 유효인산 (0.342), 토양 치환성 칼슘 (0.327), 토양 EC (0.310), 토양 유기물 (0.289) 순으로 정의 기여를 보였으며 PC 1은 39.6%, PC 2는 17.3%, PC 3은 13.6%로서 전체 70.5%의 자료를 설명할 수 있었다. 퇴비 시용량이 증가할수록 토양의 유효인산 함량 (r=0.370, $p{\leq}0.01$), 치환성 칼륨 (r=0.429, $p{\leq}0.01$), 칼슘 (r=0.404, $p{\leq}0.01$), 마그네슘 (r=0.453, $p{\leq}0.01$) 및 나트륨 (r=0.369, $p{\leq}0.01$)과 고도의 유의성 있는 정의상관을 보여 퇴비 시용량을 적정수준으로 조절하는 것이 매우 중요할 것으로 판단되었다. 본 연구결과 딸기 시설 재배지는 연령, 재배경력, 재배면적, 축분 퇴비 종류, 퇴비 시용량에 따라 많은 차이가 있어 지속농업을 위한 근본적인 토양 양분 관리방안은 농가별 토양검정에 의한 최적 시비라고 제안한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.485-496
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• 2022

국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.