• 환경생물
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• 제40권2호
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• pp.164-171
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• 2022

꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)는 500종 이상의 기주를 가지고 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus; TSWV)를 매개하는 해충이다. 전 세계적으로 방제를 위해 노력하고 있지만 살충제를 이용한 방제는 저항성 그리고 환경 및 경제적 부담으로 인한 한계를 보였기 때문에 고정 정확도를 설정한 표본조사법(Fixed-precision level sampling plan)을 개발하였다. 고추(Capsicum annuum)의 꽃노랑총채벌레 성충 방제를 위한 표본 조사법은 공간분포분석, 표본추출 정지선 그리고 의사결정법으로 구성되었다. 표본추출은 식물체를 상단(지상에서 180 cm 이상), 중단(지상에서 120~160 cm 이상), 하단(지상에서 70~110 cm 이상)으로 나누어 각 높이별로 꽃 3개에서 나오는 꽃노랑총채벌레의 성충의 마리 수를 조사하였다. 표본 추출을 통해 꽃노랑총채벌레 성충의 밀도는 다른 식물체 위치(중단, 하단)보다 상단에서 높은 것으로 나왔다. 공간분포분석에서는 Taylor's power law (TPL)를 통해 도출한 각 위치별 계수를 공분산분석(ANCOVA)하여 차이를 비교하였다. ANCOVA 결과에서 도출된 절편과 기울기의 P 값이 각각 0.94, 0.87인 것을 통해 식물체 내 위치별로 차이가 없음을 확인한 후, 자료를 통합(pooling)하여 계산된 TPL 계수를 이용하여 표본추출 정지선을 구하였다. 꽃노랑총채벌레의 방제의사결정을 위한 방제밀도 수준(m₀)은 문헌을 참조하여 3과 18로 설정하였으며 설정값(m₀)을 이용해 최대표본수(N_max)도 조사하였다. 조사 결과, m₀=3, 18일 때 N_max값은 각각 약 97개, 1149개로 계산되었다. 개발된 모델의 적합성 검정을 위해 분석에 사용하지 않은 독립자료를 이용해 Resampling Validation for Sampling Program (RVSP) 프로그램으로 개발된 표본추출법의 적합성 평가를 실시하였고 적합한 정확도를 보이는 것으로 조사되었다.

• 환경생물
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• 제40권3호
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• pp.316-324
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• 2022

본 연구는 비닐하우스로 대표되는 시설농업에서의 효과적이고 효율적인 해충방제를 위해 수입 농산물의 검역단계에서 사용되고 있는 훈증물질 중 하나인 에틸포메이트를 적용하여 박과작물인 수박, 멜론, 애호박에 훈증처리 후 작물 및 토양에의 잔류양상을 연구하였다. 이전 연구를 통하여 해충방제에 효과적인 에틸포메이트의 농업적 방제농도를 설정하였으며, 밀폐된 비닐하우스에서 농업적 방제농도의 에틸포메이트를 2시간 동안 훈증처리하였으며 훈증처리 이후 하우스를 완전개방하여 환기를 실시하였다. 훈증처리 30분 후 하우스 내의 에틸포메이트 농도는 4.1~4.3 g m^-3로 균일한 농도로 훈증처리가 잘 되었다. 박과작물 및 하우스 내 토양의 잔류분석을 위한 분석법 작성을 위해 표준품을 이용하여 검량선을 작성한 결과 헤드스페이스 샘플러-가스크로마토그래피 기기의 LOD는 100 ng g^-1 수준이었으며, LOQ는 300 ng g^-1 수준이었다. 각 작물별 및 토양의 검량선의 R² 값은 0.991~0.997의 수준으로 양호하였다. 환기 후 바로 채취한 시료에서는 모두 검출되지 않았거나 LOQ 이하의 수준으로 검출되었으며, 환기 후 3시간 이후의 시료에서는 개화기의 멜론에서만 1,068.9 ng g^-1의 에틸포메이트가 검출되었다. 검출된 잔류량의 양상을 종합하여 보았을 때, 환기 직후의 시료에서 검출된 양이 환기 후 3시간 경과된 시료보다 낮은 잔류양상을 보였다. 이는 분석과정에 걸리는 시간차에 의한 실험적 한계에 의한 결과라 할 수 있다. 따라서 이후의 에틸포메이트의 잔류량 분석 연구에 있어 빠른 분해양상을 주된 변화요인으로 고려하여 연구를 진행할 필요성이 요구된다. 위 연구결과를 토대로 하여 검역분야에서 사용중인 에틸포메이트를 농업분야에 적용하여 잔류에 대한 걱정이 없으며, 해충방제에 효과적인 훈증제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제53권2호
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• pp.135-142
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• 2015

본 연구는 미국바퀴(Periplaneta americana)의 식의약용 소재로의 활용을 위하여 미국바퀴의 사육 특성을 조사하여 사육의 편의를 제공하고, 유용물질의 분리 및 분석을 통하여 식의약용 소재로의 가능성을 제시하고자 하였으며, 그 결과로 미국바퀴는 한 개의 난포가 평균 25개의 알을 포란하고 있고, 14.5개의 알이 부화하여 약 67%의 부화율을 보였으며, $28^{\circ}C$에서 사육하는 것이 가장 효율적인 사육온도로 확인하였다. 미국바퀴(P. americana) 성충의 일반성분 및 유용성분 분석 결과, 일반성분 중 수분이 60% 이상을 차지하고 있으며, 조지방이 1%, 조단백질은 33.49 %로써 조단백질 함량이 높게 측정되었다. 필수아미노산이 2.37%를 차지하고 있으며, 지방산은 항암작용을 가지고 있는 oleic acid (C18 : 1n9c)가 28.91%, palmitic acid(C16 : 0)가 19.06%로 가장 많은 량을 차지하고 있어 미국바퀴의 식용화 가능성을 확인하였다. 미국바퀴(P. americana)는 성충을 멸균증류수(DW) 및 각종 유기용매(ethyl acetate, hexan, ethyl ether, EtOH, MeOH))로 추출하여 각각의 조추출물이 가지고 있는 항균 활성을 측정하기 위하여 그램 음성균인 P. aeruginosa, E. coli와 그램 양성균인 B. subtilis, S. auricularis와 진균인 C. abbicans을 대상으로 실시한 disc diffusion test의 결과, ethyl ether를 이용하여 추출한 조추출물이 시험에 사용된 각각의 공시균주에 대하여 B. subtilis $1.88{\pm}0.40mm$, S. auricularis $7.78{\pm}0.76mm$, P. aeruginosa $6.44{\pm}1.03mm$, E. coli $7.55{\pm}0.74mm$, C. abbicans $5.61{\pm}0.57mm$의 clear zone을 형성하면서 각각의 균주 생장을 저해하는 것을 확인하였으며, 온도 스트레스에 대한 항산화 물질인 GST 발현량을 Real Time PCR을 이용하여 정량분석 한 결과, 항산화 단백질인 GST는 $37^{\circ}C$에서 한 시간 단위로 점차 발현량이 증가하고, $4^{\circ}C$ 처리를 한 경우에는 1시간 경과 후 급격하게 증가하였으며, 2시간 경과한 후에 가장 많은 발현량을 보였다. 본 연구결과에 따라서, 미국바퀴(P. americana)는 각종 유용성분을 함유하고 있으며, 항균 활성도 우수한 것으로 확인하였고, 온도처리와 같은 사육조건 조절시 고품질의 원료생산을 통한 농가소득 증대에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제39권3호
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• pp.157-163
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• 2000

청동방아벌레((Selatosomus puncticollis Motschulsky) 유충에 의한 50종 감자(Solanum tuberosum L.) 품종의 피해정도를 검정한 전보의 결과를 바탕으로, 10개 품종(수미, 조풍, 남작, 대서, 대지, 세풍, 남서, Anco, Bintje, Denali)의 괴경피해율과 피해도를 포장과 실내에서 검정하였다. 또한 품종별 피해도 차이에 대한 원인을 구명하고자 괴경에 함유된 여러 가지 성분들(glycoalkaloids, 당, 전분, 전질소, Ca, K, Mg)의 함량을 측정하였다. 청동방아벌레 유충에 대한 10개 품종의 포장 피해괴경율은 19~72%로 높았다. 실내검정 결과 청동방아벌레 유충에 의한 피해구멍수는 남서 품종에서 많았으나, 수미, 대서, Anco, Bintje, Denali 품종은 상대적으로 적었다. 또한 방아벌레 유충에 대한 $\alpha$-chaconine, $\alpha$-solanine, $\alpha$-tomatine의 활성을 실내에서 검정한 결과, 2,500 ppm 농도에서 어떠한 활성도 관찰되지 않았다. 괴경의 glycoalkaloids 함량은 품종별로 차이가 많았는데, 수미품종은 18.83 mg%로 가장 많이 함유하였으나, 남작 품종은 6.39%로 가장 적었다. 괴경중 화원당과 총당 함량은 남서 품종에서 각각 0.71%와 2.95%였으나, 대지 품종은 0.26%와 1.77%였다. 전분 함량은 대지, 남작, Bintje 품종이 많았던 반면 조풍과 세풍 품종에서는 적었다. 괴경중 전질소, K를 가장 많이 함유한 품종은 Anco 품종이었고, Ca는 대서 품종에 Mg는 조풍 품종에 가장 많았다. 이러한 결과를 바탕으로 품종별 해충의 피해도와 저항성 관련 요인들간의 상관성을 분석한 결과, 청동방아벌레 유충에 의한 피해는 괴경중 전질소 함량과는 부의 상과(r=-0.71435*)이었으나, 괴경중 총당 함량과는 정의 상관(r=0.78018*)을 보였다. 이러한 결과는 해충종합방제 프로그램을 확립하고 또한 새로운 내충성 품종의 육성에 기초자료가 될 것으로 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권1호
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• pp.57-72
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• 2018

기후스마트농업(Climate-Smart Agriculture, CSA)이 성취되고 있는지에 대한 정량적인 평가방법을 구축하기 위해 타워 기반의 플럭스 관측 시계열 자료를 활용할 수 있다. 이 연구에서는 벼농사가 지배적인 전형적인 비균질 농경지를 대상으로 CSA의 첫 번째 목표와 관련된 생산성과 효율성 평가를 시도하였다. 이를 위해 해남 농경지에 위치한 KoFlux 사이트(HFK)에서 2003년부터 2015년까지 벼의 생장기간 동안에 관측된 탄소, 물 및 에너지 플럭스의 시계열 자료를 분석하여 일련의 정량적인 지표들을 평가하였다. 이 연구기간 동안에 HFK에서는 네 가지의 다른 품종(동진 1호; 2003-2008, 남평; 2009, 온누리; 2010-2011, 새누리; 2012-2015)의 벼가 경작되었다. 전반적으로 품종을 구분하지 않을 경우, 연구기간 동안의 HFK의 총일차생산(GPP)은 800 - 944 g C m-2, 물사용효율(WUE)은 1.91 - 2.80 g C kg H2O-1, 탄소사용효율(CUE)은 1.06 - 1.34, 그리고 광사용효율(LUE)은 0.99 - 1.55 g C MJ-1이었다. 벼 이외의 다른 식생이 포함된 HFK의 비균질성을 고려하여 어림 잡아 비교해 보면, 네 품종 중에서 동진1호를 재배했을 때에 HFK의 생산성이 아시아의 단일 벼논의 생산성과 비슷했고 WUE도 높았던 반면에 CUE는 상대적으로 낮았다. 또한, 새누리를 재배했을 때에도 HFK가 비슷하게 높은 생산성을 보였으나 동진1호보다 생장기간이 상대적으로 길었다. 따라서 동진1호가 지배적인 HFK가 CSA의 관점에서 더 좋은 특성을 보여 준다. 그러나 현실적으로는 농부들이 해충 저항성이 동진1호보다 높은 새 누리를 재배하고 있다. 이는 CSA의 나머지 두 목표의 하나인 탄력(resilience) 향상을 통한 적응력 강화와 관련된 것으로 온실가스 방출 저감을 포함한 총체적인 평가가 이루어져야 함을 시사하며, 이에 대한 평가와 분석이 현재 진행 중에 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제33권4호
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• pp.395-402
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• 2014

님추출물은 유효성분(active ingredient)으로 azadirachtin을 함유하여 전세계적으로 충해방제용 유기농업자재로 널리 사용되고 있다. 그러나, 님추출물은 님 원료부위 및 추출용매에 따라 종류가 매우 다양하고 안전성에 크게 차이가 난다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 우리나라에서 유기농업자재 제품의 원제로 사용되는 수용성 님추출물이 주요 독성기관인간에 미치는 영향에 대해서 살펴보고자 SD 랫드를 이용하여 4주 반복경구독성시험을 수행하였다. 시험결과, 님추출물 시험물질의 투여 농도가 증가함에 따라 간의 상대중량이 증가하였다(p <0.05). 혈액 생화학분석 결과, 수컷에서 대조군에 비해 시험물질 처리시 혈중 LDH는 감소하였으나 GOT와 GPT가 증가하였으며(p <0.05), 특히 GPT가 시험물질에 농도 의존적으로 증가함에 따라 수컷에서 간 손상의 가능성을 나타내었다. 또한, 고농도로 님추출물 시료를 처리한 경우 수컷의 혈중 GGT가 급격히 증가하였으며 혈중 GLU도 유의적으로 증가하였으나(p <0.05), 뇨 중 GLU는 님추출물의 처리농도증가에 따른 변화가 나타나지 않았다. 간의 조직병리학적 변화를 살펴본 결과 님추출물 시료 처리에 따른 간의 병변도 확인되지 않았다. 따라서 본 시험에 사용된 수용성 님추출물 시료는 혈액 생화학적 분석 결과 수컷에서 간손상의 가능성은 있었으나 조직병리학적 변화는 관찰되지 않았다. 따라서, 수용성 님추출물 2.0 g/Kg 을 4주간 랫드에 경구투여한 결과 간에 독성을 미치지 않고 안전한 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제109권3호
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• pp.259-270
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• 2020

최근 20년 동안 고온, 건조 등 이상기상 현상이 빈발해지면서 병해충으로 인한 피해가 아닌 생리적 스트레스로 인한 소나무 피해 사례가 지속적으로 보고되고 있다. 2014년도에는 울진 소광리 산림유전자원보호구역 내에 금강소나무(Pinus densiflora for. erecta Uyeki)의 집단고사가 발견되어 이에 대한 원인 구명과 산림관리방안 마련이 요구되었다. 이에 본 연구는 2008~2015년 항공사진에서 발견된 울진 소광리 금강소나무 고사 피해 발생 지역의 지형 및 임분 특성을 파악하여 고사 발생의 영향 요인을 도출하고 이를 기반으로 전체 지역의 고사피해 발생 위험지역을 예측하는 것을 목표로 하였다. 소나무 고사발생 지점 정보와 해발고도, 경사 등의 지형정보, 영급, 경급 등의 임분 정보 등 총 14개의 설명변수를 이용하여 고사발생 예측모델을 구축하였다. 모형 개발에는 Decision Tree, Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM) 등 기계학습 기법을 적용하였으며, RF와 SVM가 정확도 93% 이상으로 좋은 성능을 보였다. 소나무 고사와 관련된 주요 변수 분석 결과, 소나무 고사의 지형적인 취약지역은 해발고도가 높은 동시에 일사량이 높으며 수분 조건이 불리한 지역이었으며, 임분 특성 중에서는 특히 5~15m 높이의 수직적 임분밀도가 높은 소나무림, 그리고 영급이 높은 소나무림에서 고사 위험성이 높다고 평가되었다. RF와 SVM 모형 예측에 따라, 소나무 고사위험도가 높은 지역의 면적은 연구대상지 전체 소나무림 면적의 약 9.5%, 115ha로 평가되었다. 본 연구의 고사위험도 평가 결과는 금강소나무 취약지역의 현황을 조사하고 아직 피해가 발생하지 않은 취약지역에 대한 적극적인 기후변화 적응 산림관리를 수행하기 위한 기반자료로 활용될 수 있다.

• 한국자원식물학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2014

본 연구에서는 잣나무 정유를 대상으로 GC-MS를 이용한 성분분석, 악취물질에 대한 소취효과 및 구강균에 대한 항균활성을 평가하였다. 잣나무 정유를 GC-MS를 이용하여 정성분석한 결과 ${\alpha}$-pinene이 19.38%로 가장 높은 구성을 차지하였고, 다음으로 3-carene (11.16%), camphene (10.57%), limonene (9.79%) 등의 terpene hydrocarbon류가 대부분을 차지하고 있었으며 이들 특유의 향취 조합으로 인해 잣나무 정유 고유의 향취를 나타내는 것으로 사료된다. 악취물질 4종에 대한 소취력 평가에서는 잣나무 정유를 주입한 1시간 후 75.17%의 ammonia 소취능을 나타내어 4종의 정유 중 가장 높은 활성을 나타냈다. Formaldehyde에 대한 소취력 평가에서는 편백나무와 소나무 정유가 61.67%로 가장 높은 활성을 보였고 잣나무 정유는 23.33%를 나타내었다. Trimethylamine에 대해서는 정유 주입 10분 후 편백나무, 전나무, 소나무 정유가 평균 6.70%로 낮은 활성을 나타낸 반면, 잣나무 정유를 주입함으로서 41.58%의 매우 높은 소취력을 나타내었다. Methylmercaptan에 대해서는 정유 주입 1시간 후 소나무(82.22%), 잣나무(70.56%), 전나무(62.22%), 편백나무(59.44%) 정유 순으로 소취력을 나타냈다. 구강균에 대한 정유 별 항균력 평가에서는 잣나무 정유($2.90{\pm}0.15mm$)는 L. paracasei에 대하여 전나무($1.83{\pm}0.18mm$)와 소나무($1.54{\pm}0.09mm$) 정유보다 강한 항균력을 나타내었으며, S. aureus에 대한 잣나무 정유($2.86{\pm}0.08mm$)의 항균활성 또한 전나무($1.15{\pm}0.20mm$)와 소나무($1.85{\pm}0.08mm$) 정유 보다 높게 나타났다. 특히 S. sobrinus에 대한 항균활성은 편백나무($1.42{\pm}0.01mm$)와 잣나무($1.40{\pm}0.01mm$) 정유를 처리함으로써 강하게 나타났으며 S. mutans에 대한 항균력은 편백나무>전나무>잣나무>소나무 정유 순으로 활성이 나타났다. E. faecalis에 대해서는 소나무($0.79{\pm}0.05mm$)정유만 항균활성을 나타내었다. 이상의 결과로 천연물 유래 잣나무 정유는 악취물질에 대한 소취효과 및 구강균에 대한 항균활성을 가지고 있다는 것으로 판단되며, 이를 활용한 구강탈취제, 구강청결제 등의 개발이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제58권2호
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• pp.133-142
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• 2019

본 연구는 국내 금지급 과실파리인 오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)에 대한 유전적 변이를 분석하였다. 이를 위해 오리엔탈과실파리가 자생하는 대만 지역을 대상으로 2019년 동일한 시기(3일간: 7월 30일~8월 1일)에 서로 다른 세 지역(타이페이, 타이중, 카오슝)에서 과실파리류를 채집하여 나이 변이 및 미토콘드리아 서열 변이를 각각 비교하였다. 세 지역에서 채집된 오리엔탈과실파리는 1,085마리로서 메틸유제놀 유인제에 모두 유인되었으며, 큐루어 유인제에는 30마리의 오이과실파리(Zeugodacus cucurbitae) 및 1마리의 타우과실파리(Bactrocera tau)만 채집되었다. 단백질먹이 유인제에는 총 6마리가 포획되었으며 이 가운데 오리엔탈과실파리는 1마리가 포함되었으며 나머지는 오이과실파리였다. 오리엔탈과실파리 수컷의 머리에는 테린이 포함되었으며 나이가 증가함에 따라 각 머리에는 $32{\mu}g$에서 $59{\mu}g$까지 테린 함량이 증가하였다. 대만 세 지역의 수컷 집단들은 테린 양에 차이를 나타냈으며, 카오슝 집단이 타이페이와 타이중 집단에 비해 적은 테린 양을 보유하였다. 이들 세 지역 사이에 유전적 거리가 RAPD (random amplified polymorphic DNA)를 이용하여 분석되었으며 타이페이 집단이 타이중 및 카오슝 집단들과 차이를 나타내는 것으로 나타났다. 유전적 변이는 미토콘드리아의 cytochrome oxidase I (CO-I)과 NADH dehydrogenase I (ND-I)을 각각 비교하였다. CO-I 영역 가운데 360개 염기서열을 비교한 결과 7.8%의 염기서열 변이를 나타냈다. ND-I 영역을 비교한 결과 213개 염기서열 가운데 6.6%의 염기서열 변이를 보였다. 이들 변이 서열을 대만 지역에 발생하는 오리엔탈과실파리의 특이적 SNP (single nucleotide polymorphism) 마커로 개발하는 데 추천한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.384-392
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• 2022

본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 데이터는 사과나무 '홍로/M.9' 2년생을 대상으로 고해상도 RGB와 초분광 센서로 촬영 후 영상처리를 통해 취득하였다. 식물체 데이터는 촬영이 끝난직후 엽록소와 잎 질소 함량을 측정하였다. 엽록소 측정기의 SPAD meter, RGB 센서의 개별 파장, 컬러 식생지수 및 초분광 센서의 214개의 파장과 식물체 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 엽록소와 잎 질소 함량 데이터는 시기와 상관없이 질소 시비량에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 잎은 시기가 지나면서 잎에 있던 영양분이 과실로 전이되어 색이 옅어졌으며 RGB센서의 경우 Red파장에서 시기와 상관없이 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 초분광 센서의 경우 두 시기 모두 질소 시비 수준에 따라 가시광 영역보다 비가시광 영역에서 차이가 크게 나타났다. 반사값를 이용하여 식물체 특성의 예측 모델 결과 엽록소, 잎 질소함량 모두 초분광 데이터를 이용한 부분최소제곱회귀분석을 이용하였을 때 성능이 가장 높게 나타났다(chlorophyll: 81% / 63%, leaf nitrogen content: 81% / 67%). 이러한 원인은 RGB 센서에 비해 초분광 센서는 좁은 FWHM과 400-1,000nm의 넓은 파장 범위를 가지고 있어 질소 결핍에 의한 스트레스로 인해 작물의 분광학적 해석이 가능했을 것으로 판단된다. 추후 분광학적 특성을 이용하여 전 생육 시기의 수체 생리, 생태 모델 개발 및 검증 그리고 병해충 진단 등 연구를 통해 고품질, 안정적인 과실 생산 기술 개발에 기여될 것으로 사료된다.