• 제목/요약/키워드: Crop Yield Prediction

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수도 수량구성요소에 미치는 기상영향의 해석적 연구 (Analysis of the Effects of Some Meteorological Factors on the Yield Components of Rice)

  • 박석홍
    • 한국작물학회지
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    • 제18권
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    • pp.54-87
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    • 1975
  • 수도 수량구성요소에 미치는 몇가지 기상요인의 기여율과 수량 구성요소의 지역내 년차 변이 및 년차내 지역 변이를 검토하여 수도 재배법 개선 및 작황 예측의 참고 자료를 얻고서 1966년부터 1973년까지 8개년간 3개 작물시험장 및 각 도 농촌진흥원포장에서 실시한 수도 작황 시험성적을 재료로 하여 표준 편회귀분석법을 적용 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수도 수량에 미치는 수량 구성요소의 기여율은 보통기 재배에서는 수수가 가장 크고, 적파 만식재배 및 북부 지방에서의 보통기재배에서는 등숙비율이 가장 크게 나타났다. 2. 수량 구성요소의 년차 기여율은 수수가 가장 크고, 해에 따라서는 등숙비율과 현미 1,000립중이 컸으며 통일은 단위 면적당 경화수가 수량성립에 크게 영향하였다. 3. 수량 구성요소의 기여율을 적용하여 지역별 수량성립 유형을 1) 영양생장 의존형(V), 2) 편영양생장 의존형(P.V), 3) 중간형(M), 4) 편등숙 의존형 (P.R) 5) 등숙 의존형(R)으로 분류하였다. 대체로 남부지방에서는 단위 면적당 경화수 의존도가 크고 중북부에서는 등숙요소의 의존도가 컸다. 4. 수량에 대한 수량구성 4요소의 회귀식을 상승적인 식에서 대수변환하여 가산적인 식으로 작성하였던바 보통기 재배나 적파 만식재배에서 다같이 가산적인 식으로 계산하였을 때 정도높은 수량측정을 할 수 있었다. 5. 분약 각기의 경수와 수수와의 관계는 보통기재배에서나 만식 재배에서 이앙후 20일부터 유의적인 정의 상관을 인정할 수 있었다. 6. 수수는 이앙후 21∼30일의 기상요인과 가장 밀접한 관계가 있었다. 7. 각기상 요인들의 최고분약수에 미치는 기여율은 이앙후 31∼40일의 평균기온의 기여율이 가장 크고 일조시간의 기여율은 11∼30일의 컸으며 수온의 기영율은 대체로 적었다. 8. 수수의 조기 측정은 경수만의 단요인이나 기상 요인만을 조합한 것보다는 이앙후 20일경수와 이앙후 20∼40일의 최고기온, 기온교차 및 일조시간 등 복합 요인을 조합하므로서 정도 높은 추정식을 작성할 수 있었다. 9. 수당 경화수와 기상 요인과는 출수전 25∼34일에 가장 밀접한 관계가 있었는데 중북부에서는 최고기온과 일조시간의 기여율이 컸고, 남부에서는 최저기온과 일조시간의 기여율이 컸으며 최저기온은 부치를 나타냈다. 10. 각 기상 요인들의 등숙비율에 미치는 기여율은 최고기온이 가장 크고 최저기온은 출수전이나 등숙 초기에 부치를 나타냈다. 11. 현미 1,000립중에 미치는 기상요인의 기여율은 최고기온이 등숙초기나 중기에 높고 최저기온은 등숙기간에 대체로 부치를 나타냈다.

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정식시기와 질소시비 수준에 따른 봄배추의 생육량 추정 (Prediction of Chinese Cabbage Yield as Affected by Planting Date and Nitrogen Fertilization for Spring Production)

  • 이상규;서태철;장윤아;이준구;남춘우;최장선;여경환;엄영철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.271-275
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    • 2012
  • 최근 지구온난화에 따른 이상기상 발생 빈도가 증가하고 있으며 배추 등 일부 채소작물의 저온 및 고온 등으로 인하여 생산량에 문제가 발생하고 있다. 이러한 이상기상 조건 발생시 사전에 생산량을 예측하면 수급을 조절하는데 효과적이라 판단된다. 따라서 본 실험은 기상이변에 따른 봄배추의 생육량을 추정하기 위하여 정식시기와 질소시비량을 달리하여 생육인자간 상관계수를 도출하였다. 그 결과, 정식시기별 최종 생육은 4월 15일과 4월 22일 정식 처리에서 건물중이 각각 168g과 139g으로 타 시기에 비해 높았으며, 질소처리에 따른 차이는 없었다. 기후인자 온도, 일사량, GDD, 그리고 생육인자 엽수, 지상부생체중, 지상부건물중 등의 편상관분석 결과, 유의성이 높은 것으로 나타났다. GDD와 엽수, GDD와 지상부 건물중의 분포를 측정한 결과, 질소시비 수준에 따른 차이는 없었으며, 3차함수로 다항회귀식을 구한 결과, 엽수$(y)=-0.0000004x^3+0.0004x^2+0.0225x+5.4045$($R^2$=0.9818), 지상부건물중$(y)=-0.0000008x^3+0.001x^2-0.0958x+0.3426$($R^2$=0.9584)로 나타났다. 따라서 봄배추 생육기간중에 GDD 측정만으로도 봄배추의 지상부 생산량을 추정할 수 있을 것으로 판단되었다.

담수직파논 올챙이고랭이 발생밀도에 따른 경합 및 쌀 수량예측 (Competitiveness and Yield Loss Prediction of Water-seeded Rice by Densities of Scirpus juncoides Roxb)

  • 원종건;안덕종;김세종;권오도;문병철;박재읍
    • 한국잡초학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.43-49
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    • 2010
  • 본 시험은 2008년에 경상북도 농업기술원 벼 재배포장에서 최근 담수직파답에서 제초제 저항성 잡초로 가장 문제시 되고 있는 잡초 중 올챙이고랭이를 대상으로 잡초 밀도별 벼와의 경합력을 구명하고 Rectangular hyperbola 모델을 기초로 잡초의 밀도에 따른 쌀 수량 감소를 예측하여 경제적인 방제 필요수준을 구명하고자 실시하였다. 잡초를 완전 방제 했을 경우를 가상한 벼 수량은 올챙이고랭이에서 10a당 466kg으로 피의 457kg보다 다소 높았으며, 벼와 잡초의 경합력은 올챙이고랭이에서 0.00188로 피의 0.02402 보다 낮았고, 수량 예측식은 올챙이고랭이가 y = 466/(1+0.00188x), $R^2$ = 0.933, 피가 y = 458/(1+0.02402x), $R^2$ = 0.973로 나타났다. 제초제 구입 비용을 10a당 12,492원, 제초제 살포 인건비를 9,936원, 쌀의 가격을 kg당 2,000원, 제초제 방제가 95%로 적용하여 구한 경제적 피해 한계 밀도는 잡초 완전 방제시 수량이 10a당 466kg이고 잡초 1본당 수량 감수정도가 0.001884인 올챙이고랭이는 평방미터당 13.4본, 잡초 완전 방제시 수량이 458kg이고 잡초 1본당 수량 감수 정도가 0.02402인 피는 평방미터당 1.07본이었다.

벼 기계이앙 재배에서 벼와 잡초 경합에 따른 벼 수량 및 요방제수준 예측 (Prediction of Rice Yield and Economic Thresholds by Some Weeds-Rice Competition in Transplanted Rice Cultivation)

  • 문병철;원종건;김영림;김성우;이인용;박재읍;김도순
    • 한국잡초학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.289-293
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    • 2011
  • 본 연구는 벼에 대한 피, 자귀풀과 미국가막사리의 경합에 따른 수량피해 예측과 경제적인 잡초관리를 위한 방제필요 밀도를 구명하고자 하였다. 수원과 대구지역에서 얻어진 성적을 종합한 예측모델식에 따르면 논에서 피, 자귀풀, 미국가막사리가 완전히 방제되었을 때의 쌀수량은 각각 5.5t, 5.5t, 5.4t 으로 예측되었다. 초종별 평방미터당 요방제 필요밀도는 자귀풀은 제초제 종류별로 0.5~0.7본, 피는 1.2~1.4본, 미국가막사리는 1.6~1.9본인 것으로 예측되었다.

전 지구 농업가뭄 발생특성 및 곡물가격과의 상관성 분석 (A global-scale assessment of agricultural droughts and their relation to global crop prices)

  • 김대하;이현주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권12호
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    • pp.883-893
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    • 2023
  • 2020년 기준 한국의 곡물자급률은 20.2%에 불과하지만 곡물수출국에서 발생하는 가뭄이 국내에 미치는 영향은 아직 면밀히 분석되지 않았다. 본 연구에서는 증발산 기반 가뭄지수인 Evaporative Stress Index (ESI)를 이용해 세계 주요 곡물생산지역의 농업가뭄의 발생빈도, 장기추세, 자연진동과의 상관성을 분석하였다. 또한 국제 곡물거래가격과 작물생산지역의 가뭄면적을 비교하여 해외에서 발생한 가뭄이 한국 경제에 미치는 영향을 정성적으로 평가하였다. ERA5 기후재분석자료로 산정된 ESI는 전지구적으로 토양수분과 강한 상관성을 보였으며 특히 작물재배 지역에서의 둘의 상관성이 매우 강하게 나타났다. 작물재배지역에서의 높은 상관성은 강한 지면-대기결합을 의미하며, 이 때문에 작은 토양수분 부족이 상대적으로 큰 수확량 손실로 연결될 가능성이 크다. 1991-2022 기간 작물재배지역에서 ESI는 뚜렷한 감소추세를 보였으며 지구온난화와 함께 가뭄면적이 증가할 가능성이 있다. 2012년과 2022년에 급격히 상승한 국제곡물가격은 수출국에서 발생한 대규모 가뭄과 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었으며 한국의 생산자물가지수를 상승시킨 주요 원인 중 하나로 판단된다. 본 연구는 해외지역에서 일어나는 가뭄의 영향을 줄이기 위해 감시와 위험관리 전략이 필요함을 시사한다.

대맥의 파종진식별 생력화 구조 비교연구 (Comparative Study of Labor-Saving Structure in Various Sowing Methods of Winter Barley)

  • 민경수;구자옥;김인권
    • 한국작물학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.311-317
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    • 1981
  • 우리나라 맥류재배의 감퇴원인이 노동생산성의 저조에 있다는 전제하에서 많은 연구자들에 의하여 시도되고 있는 수종의 파종(재배)양식들을 동특에 공시하여 양식자체가 보유하고 있는 수량생산성과 또한 이들 양식이 요구하는 투하노동의 크기를 파악하고저 하였다. 또한 기계화가 가능한 상태에서의 노동투하요구도를 양식별로 추정함으로써 생력화 단계를 설정키 위하여 일연의 시험을 수행하였던 바 다음과 같은 몇가지 결론을 얻었다. 1. 부정지 파종보다는 정지파종이 월동전의 수수확보에 유리하고, 산파보다는 조파가 월동후의 생육에 유리하었으며, 다조파는 이들 모든 유리성을 겸비함으로써 높은 수량성을 나타내는 경향이었다. 2. 파종(재배)양식 자체의 투하노동 요구도는 대부분의 양식들에 있어서 표준의 관행정지파 양식보다 생력화되는 경향이 없었으며, 다만 기계화에 의한 인력의 대치를 목적으로 발위된 것으로 판단되었다. 3. 작업의 기계화가 가능하다는 전제하에서의 재배양식별 노동투부요구도는 다주용파와 부정지산파를 제외한 대부분의 재배양식에서 표준의 관행정지파보다 생력화 효과를 인정할 수 있었다. 4. 다주용파는 수량향상에 의하여, 그리고 부정지산파는 작업의 조방화에 의한 생력효과 때문에 시도된 것으로 보이며, 5. 노동투하시간에 대한 수량생산성의 비율, 즉 노동생산성을 산출한 결과 현재와 같은 인축 및 소형경운기 위주의 노동으로는 관행정지파나 광파정지파가 유리하고, 일관된 기계영농이 가능할 경우에는 다양파나 전면전층파가 유리한 양식인 것으로 인정되었다.

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Functional characterization of gibberellin signaling-related genes in Panax ginseng

  • Kim, Jinsoo;Shin, Woo-Ri;Kim, Yang-Hoon;Shim, Donghwan;Ryu, Hojin
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제48권3호
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    • pp.148-155
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    • 2021
  • Gibberellins (GAs) are essential phytohormones for plant growth that influence developmental processes and crop yields. Recent functional genomic analyses of model plants have yielded good characterizations of the canonical GA signaling pathways and related genes. Although Panax ginseng has long been considered to have economic and medicinal importance, functional genomic studies of the GA signaling pathways in this crucial perennial herb plant have been rarely conducted. Here, we identified and performed functional analysis of the GA signaling-related genes, including PgGID1s, PgSLY1s, and PgRGAs. We confirmed that the physiological role of GA signaling components in P. ginseng was evolutionarily conserved. In addition, the important functional domains and amino acid residues for protein interactions among active GA, GID1, SCFSLY1, and RGA were also functionally conserved. Prediction and comparison of crystallographic structural similarities between PgGID1s and AtGID1a supported their function as GA receptors. Moreover, the subcellular localization and GA-dependent promotion of DELLA degradation in P. ginseng was similar to the canonical GA signaling pathways in other plants. Finally, we found that overexpression of PgRGA2 and PgSLY1-1 was sufficient to complement the GA-related phenotypes of atgid1a/c double- and rga quintuple-mutants, respectively. This critical information for these GA signaling genes has the potential to facilitate future genetic engineering and breeding of P. ginseng for increased crop yield and production of useful substances.

전지구 기후 재분석자료 및 인공지능을 활용한 남한의 마늘 생산량 장기예측 (Long Range Forecast of Garlic Productivity over S. Korea Based on Genetic Algorithm and Global Climate Reanalysis Data)

  • 조세라;이준리;심교문;김용석;허지나;강민구;최원준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.391-404
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    • 2021
  • 본 연구에서는 최신의 연구 트렌드인 빅데이터와 인공지능을 농업분야에 접목하여 유전자 알고리즘(GA)과 전지구 기후 재분석 자료를 활용한 마늘 생산량의 장기 예측 모형을 개발하고 그 예측성능을 평가해 보았다. 해당 모형은 마늘의 파종량을 수정할 수 있는 11월에 예측 자료를 생산하므로, 마늘의 생산 시기와 시간공간적으로 떨어진 전지구 기후 재분석 자료로부터 마늘생산량의 예측 인자로 활용할 수 있는 시그널을 찾아 장기적 마늘 생산량 예측에 활용하였다. 그 결과 결정론적 예측과 확률론적 예측 모두 마늘 생산량의 경년변동성을 통계적으로 99% 신뢰수준에서 관측과 유사하게 모의하였으며, 범주형 예측에서도 이분위 예측에서 93.3%, 삼분위 예측에서 73.3%의 적중률을 보이며 우수한 예측 성능을 나타내었다. 또한, 예측인자들 사이의 선형 및 비선형적 관계를 모두 고려하는 GA방법을 사용하였을 때, 선형적 앙상블 방법을 적용하였을 때 보다 높은 예측성능과 안정적인 예측결과를 보이는 것을 알 수 있다. 본 연구에서 개발된 마늘 생산량 예측 모형은 기존의 단기예측 위주의 농산물 생산량 예측의 한계를 극복하고 한 해의 농사가 시작되기 전 잠재 생산량을 전망 정보를 생산하여 농산물의 수요·공급 및 가격안정화를 위한 장기적 계획을 수립하는 것에 도움이 될 것으로 생각된다.

사일리지용 옥수수의 건물수량에 영향을 미치는 기후요인 탐색 (Detecting the Climate Factors related to Dry Matter Yield of Whole Crop Maize)

  • 팽경룬;김문주;김영주;조무환;자릴 가세미 네자드;이배훈;지도현;김지융;오승민;김병완;김경대;소민정;박형수;성경일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.261-269
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    • 2015
  • 본 연구는 탐색적 자료분석을 이용하여 사일리지용 옥수수(whole crop maize, WCM) 연도별 건물수량 변동의 유의성과 이와 관련 있는 기후요인의 유의성을 확인 하는데 목적이 있다. WCM의 원자료는 30년간의 농협중앙회 수입적응시험 심의결과(7개도 124품종 1,027점)였으며, 이 중 미비하거나 중복된 자료는 삭제 또는 수정하여 최종적으로 7개 도에서 124품종 993점을 이용하였다. WCM의 상대숙도와 출사일수를 기준으로 분류하면 조생종(25품종 200점), 중생종(40품종 409점), 만생종(27품종 234점)및 기타(32품종 150점)였다. 기상자료를 이용하여 기후요인을 측정하기 위한 6개의 기상변수를 생성하였다. 건물수량 및 기후요인을 탐색하기 위해서 기술통계량 및 정규성검정을 실시하였으며, 통계분석은 SPSS 21.0을 이용하였다. 연도별 평균 건물수량을 상위와 하위집단으로 분류하여 비교한 결과 상위와 하위집단 간에는 건물수량의 유의적 차이가 있었다(p<0.05). 두 집단간 차이의 원인을 구명하기 위하여 기후관련 요인들을 분석한 결과 파종수확적산생육온도일수(파종~수확 생육온도일수의 합), 파종수확일조시간(파종일부터 수확일까지의 일조시간의 합) 및 파종수확강수량(파종일부터 수확일까지 일강수량의 합)에서 집단간 유의적 차이가 나타났다(p<0.05). 반면 파종수확강수일수(파종에서 수확까지 강수일수)는 건물수량에 영향을 미치지 않았다(p>0.05). 이상의 결과에서 여러 기상변수 중 파종에서 수확까지의 적산온도, 일조시간 및 강수량이 WCM의 건물수량과 연관이 있는 것으로 나타났다. 그러나 세 변수 간의 기여도($R^2$)는 비교할 수가 없어 추후 회귀분석을 이용하여 WCM의 건물수량에 미치는 각 변수의 기여도 및 건물수량 예측모형을 구축할 필요가 있다.

고랭지배추 생산성 관련요인 평가 및 생육량과 생육도일에 의한 수량예측 (Evaluation of Factors Related to Productivity and Yield Estimation Based on Growth Characteristics and Growing Degree Days in Highland Kimchi Cabbage)

  • 김기덕;서종택;이종남;유동림;권민;홍순춘
    • 원예과학기술지
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    • 제33권6호
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    • pp.911-922
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    • 2015
  • 본 연구는 고랭지배추의 생산성에 관여하는 주요 요인을 분석하고, 실시간 계측한 생육 및 기상자료를 기반으로 고랭지배추의 수량을 예측하기 위한 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. 먼저 수확 시의 전생육량변수에 의한 구중 추정식과 비파괴 측정 생육량 변수에 의한 추정식에 의한 설명력의 차이를 비교한 다음, 이를 보완하기 위하여 비파괴측정 생육량 변수에 생육도일(growing degree days, GDD)을 포함한 구중추정 회귀모형을 작성하고, 이 구중추정식을 GDD에 의한 엽생장량과 실측 생장량의 비, 토양수분에 따른 생육속도, 그리고 생장단계 및 기간에 따른 상대생장률을 적용하여 보정하였다. 비파괴 생육량과 GDD에 의한 구중 추정식은 y = 6897.5 - 3.57 ${\times}$ GDD - 136 ${\times}$ 엽폭 + 116 ${\times}$ 초고 + 155 ${\times}$ 구고 - 423 ${\times}$ 구폭 + 0.28 ${\times}$ 구고 ${\times}$ 구폭${\times}$ 구폭($r^2=0.989$)로 나타났다. 수량 산정을 위한 엑셀스프레드시트모형을 작성하였으며, 이 모형은 고랭지배추 실시간 생육data 시트, GDD 계산을 위한 일별 온도data 시트, 재배지 토양수분data 시트, 그리고 도출된 모형방정식에 병해충 및 재배관리에 의한 수시변동 변량과 보정값을 입력하여 단수를 산정하는 시트로 구성되어 있다. 작성된 엑셀스프레드시트 모형을 이용하여 재배면적 ${\times}$ 단위당 재식주수 ${\times}$ GDD와 비파괴 생육량에 근거한 예측구중 ${\times}$ GDD도입 보정값 ${\times}$ 토양수분 및 건조기간에 따른 보정값 ${\times}$ 상품률을 적용하여 권역별 수량을 산정하고 이들을 합산하여 고랭지배추의 총 생산량을 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.