Kim, Kwang Seop;Park, Ki Do;Kim, Suk-Jin;Choi, Jong-Seo;Lee, Yong Bok;Kim, Min-Tae
한국토양비료학회지
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제48권4호
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pp.285-294
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2015
Ordination has been recognized useful method to analyze the effects of multiple environmental factors on dozens of species in vegetation ecology because of summarizing community data by producing a low-dimensional graphics. Main objective of this study was the application of ordination method, especially principal components analysis (PCA), to analyze the soil characterization on paddy treated by different green manure crops and tillage methods. Treatments included the three tillage treatments and two green manure crops as the following; (i) moldrotary + rotary tillage without green manure crop (Con), with (ii) hairy vetch (ConHv), and (iii) hairy vetch + green barely (ConHvGb), (iv) rotary tillage without green manure crop (Rot), with (v) hairy vetch (RotHv), and (vi) hairy vetch + green barly (RotHvGb), and (vii) no-tillage (Notill). Vectorial distance result from PCA of soil properties including physical, chemical, and microbial properties showed the two main difference. Firstly, soil properties among plots without green manure were strongly affected by tillage strength [Vectorial distance: Con-Notil (5.88) > Rot-Notill (4.58)] at PC1 (35.0%) axis. But it was difficult to find the fixed trend among plots when green manure crop was added in plot. Nevertheless, two groups were separated by adding green manure crop at PC2 (29.2%) axis. These results show that PCA ordination methods could be used the research for change of soil characterization.
본 연구에서는 비정상상태 운전을 기본으로 하는 CNG 충전소를 대상으로 다변량 통계분석방법 중의 하나인 다차원의 대용량 데이터 처리에 적합한 주성분분석(PCA) 기법을 사용하여 실시간 이상감지 및 진단이 가능한 모니터링 시스템을 제안하였다. CNG 충전소로부터 매초 간격으로 수집되는 7개의 압력센서 데이터와 5개의 온도센서 데이터의 주요 경향을 나타내는 변수들의 조합으로 주성분이라 불리는 새로운 특성변수들을 산출하고, 분산의 분포를 통해 특성변수의 계산으로부터 모델을 구축하였다. 모니터링은 구축된 모델을 통해 운전 중의 실시간 데이터를 반영하여 진행된다. 시스템 검증 및 정확성을 개선하기 위해 모니터링 테스트를 수행한 결과, 정상상태의 모든 데이터를 정상으로 판단하였고, 이상 데이터의 성공적인 검출 시 관련 변수를 추적하여 비정상 원인을 찾아낼 수 있었다.
In order to distinguish the cultivation area of Panax ginseng, principal component analysis (PCA) using quantitative and qualitative data acquired from HPLC was carried out. A new HPLC method coupled with evaporative light scattering detection (HPLC-ELSD) was developed for the simultaneous quantification of ten major ginsenosides, namely $Rh_1$, $Rg_2$, $Rg_3$, $Rg_1$, Rf, Re, Rd, $Rb_2$, Rc, and $Rb_1$ in the root of P. ginseng C. A. Meyer. Simultaneous separations of these ten ginsenosides were achieved on a carbohydrate analytical column. The mobile phase consisted of acetonitrile-water-isopropanol, and acetonitrile-water-isopropanol using a gradient elution. Distinct differences in qualitative and quantitative characteristics for ginsenosides were found between the ginseng roots produced in two different Korean cultivation areas, Ganghwa and Punggi. The ginsenoside profiles obtained via HPLC analysis were subjected to PCA. PCA score plots using two principal components (PCs) showed good separation for the ginseng roots cultivated in Ganghwa and Punggi. PC1 influenced the separation, capturing 43.6% of the variance, while PC2 affected differentiation, explaining 18.0% of the variance. The highest contribution components were ginsenoside $Rg_3$ for PC1 and ginsenoside Rf for PC2. Particularly, the PCA score plot for the small ginseng roots of six-year old, each of which was light than 147 g fresh weight, showed more distinct discrimination. PC1 influenced the separation between different sample sets, capturing 51.8% of the variance, while PC2 affected differentiation, also explaining 28.0% of the variance. The highest contribution component was ginsenoside Rf for PC1 and ginsenoside $Rg_2$ for PC2. In conclusion, the HPLC-ELSD method using a carbohydrate column allowed for the simultaneous quantification of ten major ginsenosides, and PCA analysis of the ginsenoside peaks shown on the HPLC chromatogram would be a very acceptable strategy for discrimination of the cultivation area of ginseng roots.
미국산 땅콩의 지용성 성분의 연구를 위해 일반 품종과 hioleic 품종이 가지는 지방산과 지용성 vitamin 중 하나인 tocopherol의 구성과 그에 대한 상관관계를 살펴보았다. 두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 ${\beta}$-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다. 또한 correlation을 통해서 ${\gamma}$-T와 ${\delta}$-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다. 다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다. 그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다. 또한 연구에서는 선행 연구들에서 발견한 fatty acid와 tocopherol 함량의 유의적인(P<0.05) 상호관계가 나타나지는 않았으나 향후 땅콩을 포함한 식품소재의 성분 분석에 대한 연구 과정에서 잠재적으로 발생 가능한 영양 및 기능성 성분에 대한 상호관계를 탐색 연구하는 연구가 계속적으로 시도되어야 할 것이다.
본 연구는 삽교천 수계의 삽교천, 무한천, 곡교천의 이화학적 수질, 물리적 서식지 건강성, 생물학적 건강성을 평가하였고, 이를 바탕으로 종합적인 수생태계 건강성을 평가하였다. 3가지 건강성 평가 항목은 3개 하천에서 모두 악화된 상태이거나 보통 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났고, 곡교천에서 가장 악화되어 있는 것으로 나타났다. 또한 상류에서 하류로 갈수록 건강성이 더 악화되는 경향을 보였다. 6개 항목의 화학적 수질 중 Chl-$\alpha$를 제외한 5개 수질 항목은 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였고, 곡교천에서 가장 높은 값을보였다. 물리적 서식지 건강성은 Good에서 Fair 범위를 보였고, 곡교천의 서식지 건강성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 생물학적 건강성은 이화학적 수질과 물리적 서식지 건강도를 잘 반영하였으며, 3개 하천의 생물학적 건강도는 상류지점에서 Fair 상태로 나타났고, 하류 지점에서 Poor 상태를 보였다. 이러한 생물학적 건강성에 영향을 주는 요인을 PCA를 통하여 분석한 결과 상류 지점에서는 물리적 서식지 건강성이 좀더 영향을 주는 것으로 나타났고, 하류지점에서는 화학적수질의 영향이 좀 더 큰 젓으로 판단되었다. 화학적 수질, 물리적 서식지 건강성, 생물학적 건강성 평가 항목을 바탕으로 종합적인 수생태계 건강성을 평가한 결과 무한천의 M1 지점이 통합적인 건강성이 가장 높은 것으로 나타났으며, 곡교천의 G2와 G3 지점이 가장 건강성이 악화된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 수생태계의 건강성을 통합적으로 나타내어 취약한 부분을 쉽게 확인할 수 있는 방법으로써 향후 수생태계 복원 및 장기 모니터링에 중요한 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
The physicochemical and sensory qualities of pumpkin jams replaced sucrose with sugar alcohols were investigated during storage at 2$0^{\circ}C$. Pumpkin jam was prepared with steamed ground pumpkin, mixed with sucrose only(50%), sorbitol (sucrose 30%+sorbitol 20%) or maltitol (sucrose 30%+maltitol 20%). Final sweetness of each pumpkin jam was 64$^{\circ}$ Brix. During 60 days of storage there were no differences in acidity and pH among treatments. Reducing sugar content was higher in sucrose, compared to maltitol or sorbitol. During storage, Hunter L, a and b values increased; L and b values were the highest in maltitol and a value were the highest in sucrose compared to the other sugars. Adhesiveness and hardness of textural properties were the highest in sugar and the lowest in maltitol. Sensory evaluation results showed that the mean scores of color, clarity, flavor and overall acceptability were the highest in maltitol, compared to sucrose or sorbitol. Physicochemical and sensory characteristics of pumpkin jams during storage in a PCA plot comprised of first principal component (58.79%) and second principal component (20.94%).
율무밭에 발생하는 잡초발생양상과 잡초로 인한 피해정도를 파악하여 율무밭 잡초방제의 기초자료로 활용하기 위하여 2013년 5월부터 9월까지 3회 조사하였다. 율무밭에 발생하는 잡초는 33과 98종으로 일년생잡초가 58종(59.2%), 월년생잡초 21종(21.4%) 그리고 다년생잡초가 19종(19.4%)이었다. 이 중 외래잡초는 31종이나 덩굴성 외래잡초인 둥근잎유홍초, 미국나팔꽃, 둥근잎나팔꽃 등의 발생이 많았다. 우점도가 높은 잡초로는 바랭이, 깨풀, 돌피, 쇠비름, 미국가막사리 등이었으며, PCA 분석한 결과, 3개 그룹(미국개기장 군락, 돌피-털진득찰 군락, 깨풀 군락)으로 나눌 수 있었다. 잡초방임구에서 율무의 수량감소는 잡초관리구에 비하여 60% 감소하였다.
더덕(Codonopsis lanceolata)은 주로 한국, 중국 등 동아시아 지역에 재배되고 있으며, 더덕의 뿌리는 기침, 기관지염, 천식, 결핵, 소화 불량의 증상을 치료하기 위한 기능성 식품 및 전통 의학으로 사용되어져 왔다. 보고된 바에 의하면 phenylpropanoids, polyacetylenes, saponins, flavonoids와 같은 다양한 식물 천연물 성분들이 항비만, 항염, 항암, 항산화, 항미생물 활성과 같은 약리학적 작용에 관여한다고 보고되어 있다. MS기반 대사체학 분석을 이용한 주산지의 마커 성분을 선정하는 것은 다른 지역에서 재배된 약용 식물의 안전성뿐만 아니라 화학적 조성과 생물학적 효능의 변화와도 관련이 있기 때문에 부작용 없이 더덕의 유익한 효과만을 보장하는데 중요하다. 본 연구에서는 국내산 더덕의 주산지 특성을 구별하기 위해 UPLC-QTOF-MS를 기반으로 하는 대사체 프로파일링과 다변량 통계분석 기법인 PCA 분석을 수행하여 판별모델을 확립하였다. 그 결과 인제(강원도), 횡성(강원도), 무주(전라북도)의 3개 그룹이 PCA와 loading plot 분석결과 tangshenoside I, lancemaside A, lancemaside G는 더덕 주산지를 구별하기 위한 잠재적 대사체 마커들로 제안하였다.
Rauf, Muhammad;Choi, Yu-Mi;Lee, Sukyeung;Lee, Myung-Chul;Oh, Sejong;Hyun, Do Yoon
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.71-71
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2017
Stable stand establishment is pre-requisite in direct rice seeding system for obtaining optimal yield of rice crop in rain-fed and waterlogged areas. Anaerobic condition on waterlogged soil causes low germination which significantly reduces crop yield. Due to low availability of tolerant genetic material for anaerobic germination, there is urgent need to evaluate rice germplasm for better germinability under anaerobic conditions. Seeds of the 185 rice accessions were evaluated for germination vigor and coleoptile length under anaerobic conditions. The variation among germplasm was tested for significance using analysis of variance and various multivariate components. Significant level of variation was observed among all accessions for germination vigor and coleoptiles length. Although highest mean values for coleoptiles length (2.1cm) and germination rate (60%) were observed in japonica accessions but maximum coleoptile length (4.68cm) and germination rate (96%) was found in indica genotype CO18. A highly significant and positive correlation was also observed between germination vigor and coleoptiles length, which signify the importance of elongated coleoptile under anaerobic conditions. The PCA analysis illustrated that 97.24% variation was accounted by PC1 while PC2 and PC3 explained 2.54% and 0.24% variation for germination vigor and coleoptile length. PCA scattered plot divided the accessions in four various groups. All AG tolerant accessions were included in group I. Likewise in the case of cluster analysis, two major clades (I and II) were formed. All accessions showing >40% germination rate were included in clade I, whereas all other accessions with <40% germination rate were grouped in clade II. Further more highly tolerant accessions (>80% germination) were grouped in sub-cluster IA.
Many small-scale ponds that serve as ecological habitat, recreation and irrigation are faced to eutrophication problem, which causes aesthetic nuisance and ultimately loss of their functions. Thus accurate evaluation of the trophic state of these ponds is essential to provide rational information to the stakeholders so that they can develop effective management actions. In this study, the trophic state of a small pond (Wonheung) that experiencing water quality degradation due to vicinity land development was assessed using various Trophic State Indexes (TSIs) and statistical analysis including Principal Components Analysis (PCA) based on the field monitoring data obtained from May to December, 2007. The results showed that the pond is under eutrophic state with average total nitrogen (T-N) and total phosphorus (T-P) concentrations of $708.1{\mu}g/L$ and $59.3{\mu}g/L$, respectively. The factor loading plot obtained from PCA showed distinct two influencing factors, PC 1 and PC 2. PC 1 was grouped by T-P, Chlorophyll a (Chl-a), suspended solids (SS), TN/TP ratio, and transparency that all strongly related to the eutrophication state, while PC 2 by temperature, conductivity, dissolved oxygen (DO) and turbidity that explains the seasonal water quality variations. The limiting factor was identified as light rather than phosphorus by both T-N/T-P ratio and TSI indexes analysis. The results and methodology adopted in this study can be used for water quality assessment for other small ponds and lakes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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