• 제목/요약/키워드: Study Stress

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풍속과 초기 토양수분에 따른 평면형 바이오필터 내 토양수분 안정화 및 식물 생육반응 평가 (Evaluation for Soil Moisture Stabilization and Plant Growth Response in Horizontal Biofiltration System Depending on Wind Speed and Initial Soil Moisture)

  • 최봄;천만영;이창희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.546-555
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    • 2014
  • 연구의 최종 목표는 실내의 공간과 특성에 따라 효율적으로 실내공기질을 향상시킬 수 있는 식물 녹화와 바이오필터를 통합한 시스템의 개발이다. 그러나 이러한 목표를 달성하기 위해서는 바이오필터 시스템의 적절한 공기정화량에 대한 용량 설계에 중요한 영향을 주는 일정한 압력손실량과 토양수분 함량과 같은 여러 가지 요구사항들이 충족되어야 한다. 따라서 본 기초 연구는 바이오필터의 토양 내 균일한 분포를 갖는 토양수분 함량과 압력손실량을 유지하고 정상적인 식물 생장 특히 바람에 의한 근권부 스트레스를 받지 않도록 풍속을 적절히 조절하고, 바이오필터 내 초기 토양수분 함량이 일정하게 유지되어 안정성을 확보하기 위해 수행되었다. 본 실험에서는 평면형 바이오필터 모델을 설계하여 제작하고 세 가지 풍속(1, 2, $3cm{\cdot}sec^{-1}$)에 따른 바이오필터의 공기정화량, 공기체류시간, 기액비를 산출하였다. 또한 세가지 풍속에 따라 바이오필터 내 토양층을 통과하여 배출된 가습공기의 상대습도, 압력손실량, 토양수분 함량을 측정하고, 이 바이오필터 내에서 자란 상추와 더 피고사리의 생육을 평가하였다. 풍속 실험의 결과, 풍속 $3cm{\cdot}sec^{-1}$가 상대습도, 토양수분 함량, 식물생육을 유지하기에 가장 적절하였다. 따라서 다음 실험에서는 풍속을 $3cm{\cdot}sec^{-1}$로 고정하고 두 가지 수준의 초기 토양수분 함량(저수준 18.5%, 고수준 28.7%) 조건에서 바이오필터를 가동한 처리구와 바이오필터를 가동하지 않은 대조구(초기 토양수분 함량 29.7%)를 설정하고, 바이오필터 내 토양층을 통과하여 배출된 가습공기의 상대습도, 압력손실량, 토양수분 함량과 바이오필터 내에서 자란 상록넉줄고사리의 생육을 평가하였다. 이 실험 결과는 첫 번째 실험 결과와 유사하였으며 상대습도, 토양수분 함량, 압력손실량이 일정한 수준을 유지하였다. 또한 세 가지 초기 토양수분 함량에 따른 상록넉줄고사리의 생육도 유의성 있는 차이를 나타내지 않았다. 그러나 두 가지의 바이오필터 처리구는 대조구에 비해 건물중이 다소 증가된 것을 알 수 있었다. 따라서 주요 물리적 요소인 토양수분 함량과 압력손실량을 유지할 수 있는 본 바이오필터 시스템의 안정성은 가까운 미래에 보다 발전된 일체형 바이오필터 모델 설계에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

Perspective of breaking stagnation of soybean yield under monsoon climate

  • Shiraiwa, Tatsuhiko
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.8-9
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    • 2017
  • Soybean yield has been low and unstable in Japan and other areas in East Asia, despite long history of cultivation. This is contrasting with consistent increase of yield in North and South America. This presentation tries to describe perspective of breaking stagnation of soybean yield in East Asia, considering the factors of the different yields between regions. Large amount of rainfall with occasional dry-spell in the summer is a nature of monsoon climate and as frequently stated excess water is the factor of low and unstable soybean yield. For example, there exists a great deal of field-to-field variation in yield of 'Tanbaguro' soybean, which is reputed for high market value and thus cultivated intensively and this results in low average yield. According to our field survey, a major portion of yield variation occurs in early growth period. Soybean production on drained paddy fields is also vulnerable to drought stress after flowering. An analysis at the above study site demonstrated a substantial field-to-field variation of canopy transpiration activity in the mid-summer, but the variation of pod-set was not as large as that of early growth. As frequently mentioned by the contest winners of good practice farming, avoidance of excess water problem in the early growth period is of greatest importance. A series of technological development took place in Japan in crop management for stable crop establishment and growth, that includes seed-bed preparation with ridge and/or chisel ploughing, adjustment of seed moisture content, seed treatment with mancozeb+metalaxyl and the water table control system, FOEAS. A unique success is seen in the tidal swamp area in South Sumatra with the Saturated Soil Culture (SSC), which is for managing acidity problem of pyrite soils. In 2016, an average yield of $2.4tha^{-1}$ was recorded for a 450 ha area with SSC (Ghulamahdi 2017, personal communication). This is a sort of raised bed culture and thus the moisture condition is kept markedly stable during growth period. For genetic control, too, many attempts are on-going for better emergence and plant growth after emergence under excess water. There seems to exist two aspects of excess water resistance, one related to phytophthora resistance and the other with better growth under excess water. The improvement for the latter is particularly challenging and genomic approach is expected to be effectively utilized. The crop model simulation would estimate/evaluate the impact of environmental and genetic factors. But comprehensive crop models for soybean are mainly for cultivations on upland fields and crop response to excess water is not fully accounted for. A soybean model for production on drained paddy fields under monsoon climate is demanded to coordinate technological development under changing climate. We recently recognized that the yield potential of recent US cultivars is greater than that of Japanese cultivars and this also may be responsible for different yield trends. Cultivar comparisons proved that higher yields are associated with greater biomass production specifically during early seed filling, in which high and well sustained activity of leaf gas exchange is related. In fact, the leaf stomatal conductance is considered to have been improved during last a couple of decades in the USA through selections for high yield in several crop species. It is suspected that priority to product quality of soybean as food crop, especially large seed size in Japan, did not allow efficient improvement of productivity. We also recently found a substantial variation of yielding performance under an environment of Indonesia among divergent cultivars from tropical and temperate regions through in a part biomass productivity. Gas exchange activity again seems to be involved. Unlike in North America where transpiration adjustment is considered necessary to avoid terminal drought, under the monsoon climate with wet summer plants with higher activity of gas exchange than current level might be advantageous. In order to explore higher or better-adjusted canopy function, the methodological development is demanded for canopy-level evaluation of transpiration activity. The stagnation of soybean yield would be broken through controlling variable water environment and breeding efforts to improve the quality-oriented cultivars for stable and high yield.

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감마선 완조사에 따른 국화 'ARTI-purple'과 'ARTI-queen'의 생육 및 항산화 효소 활성 비교 분석 (Comparative Analysis of Growth and Antioxidant Enzyme Activities from Two Chrysanthemum Varieties, 'ARTI-purple' and 'ARTI-queen' by Chronic Irradiation of Gamma-ray)

  • 성상엽;이유미;김상훈;하보근;강시용;김진백;김동섭
    • 원예과학기술지
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    • 제31권4호
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    • pp.490-495
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    • 2013
  • 국화 'ARTI-purple'과 'ARTI-queen' 두 품종의 발근된 어린 식물체를 감마파이토트론을 이용하여 4주간에 걸쳐 30, 50, 70, 100Gy로 장기간 완조사를 수행하고 감마선 완조사에 따른 생육, 항산화 효소(ascorbate peroxidase, APX; catalase, CAT; peroxidase, POD; superoxidase dismutase, SOD)의 반응 및 malondialdehyde(MDA) 함량의 변화를 조사하였다. 식물의 생육은 초장, 잎의 수, 절간장, 줄기 직경, 잎 두께 등 5개 요소를 4주간의 완조사 후 관찰하였고, 식물체 초장(p<0.001), 잎의 수(p<0.001), 절간장(p<0.01), 줄기 직경(p<0.05)에서 감마선 완조사에 따른 유의적인 감소가 확인되었다. 그리고 그 가운데 절간장은 약 65Gy에서 $RD_{50}$(Reduction Dose 50)을 보이며 가장 높은 감소를 보였다. 4주 회복 기간이 지난 시점에서 항산화 반응을 확인한 결과, APX(p<0.01), SOD(p<0.01), POD(p<0.001)의 활성이 유의적인 증가를 보였고, MDA 함량은 70과 100Gy 조사구에서 유의적인 증가를 보여 산화스트레스가 상당기간 지속됨을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 $RD_{50}$의 생육저하를 보이지 않으며, 항산화 효소의 반응 및 MDA 함량이 대조식물과 유의적이 차이를 보이지 않는 최대 선량은 50Gy이었고, 100Gy 수준에서 $RD_{50}$ 이하의 생육을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

어성초 추출물 및 분획물의 항균, 항산화 및 세포보호활성 (Antimicrobial, Antioxidant and Cellular Protective Effects of Houttuynia cordata Extract and Fraction)

  • 윤믿음;이예슬;이윤주;박영민;박수남
    • 공업화학
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    • 제29권4호
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    • pp.452-460
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    • 2018
  • 본 연구에서는 어성초(Houttuynia cordata)의 추출물 및 분획물을 제조하고 이들에 대한 생리활성과 성분분석을 하였다. 어성초는 50% 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물을 제조하여 실험에 사용하였다. 항균활성 측정결과, S. aureus, B. subtilis에 대한 에틸아세테이트 분획의 MIC 값은 각각 78, $312{\mu}g/mL$으로 나타나 그람 양성균에 대하여 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)에 대한 자유라디칼 소거활성($FSC_{50}$)은 50% 에탄올 추출물($27.15{\mu}g/mL$) 및 에틸아세테이트 분획($12.00{\mu}g/mL$)을 측정한 결과 에틸아세테이트 분획에서 활성이 더 크게 나타났다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 총항산화능($OSC_{50}$)은 50% 에탄올 추출물($2.91{\mu}g/mL$), 에틸아세테이트 분획($0.983{\mu}g/mL$) 측정 결과 DPPH에 대한 소거활성과 같은 경향성을 보였다. 어성초 추출물의 HaCaT 세포보호효과를 확인하기 위해 UVB 조사 후 세포 내 ROS 소거활성을 확인한 결과, 어성초 에틸아세테이트 분획은 $1.6{\mu}g/mL$부터 농도 의존적으로 ROS 소거활성을 나타내었으며, 최고 농도인 $12.5{\mu}g/mL$에서 54.3%의 감소율을 보였다. 과산화수소로 유도된 세포보호효과 또한, 어성초 에틸아세테이트 분획은 $0.8{\mu}g/mL$부터 세포생존율을 유의적으로 증가시켜 최대 86.9%까지 증가시켰다. 실험에 사용된 어성초 추출물의 에틸아세테이트 분획을 가지고 TLC와 HPLC를 이용한 성분분석을 수행하였다. 그 결과 quercitrin, isoquercitrin, hyperoside, chlorogenic acid, neochlorogenic acid, cryptochlorogenic acid, rutin 및 afzelin이 있음을 확인하였다. 이상의 결과들로부터, 어성초 추출물 및 분획물은 ROS를 소거하고 항균효과를 나타냄으로써 외부 환경으로부터 세포막을 보호할 수 있는 천연 항산화제 및 천연 방부제로서 화장품 분야에서 응용가능성이 있음을 시사하였다.

혹서기 사육 밀도가 육계의 생산성 및 혈액 성상에 미치는 영향 (Effects of Stocking Density on Performance and Blood Characteristics of Broiler in Summer)

  • 유동조;나재천;장병귀;이덕수;김상호;김지혁;강근호;강환구;서옥석;강희설
    • 한국가금학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.105-110
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    • 2007
  • 본 연구는 육계의 개방 계사에서 사육 밀도에 따라 고밀도(0.050$m^2$/수), 관행(0.066$m^2$/수), 저밀도(0.083$m^2$/수) 사육구로 구분하여 사육 밀도가 여름철 육계 생산성에 미치는 영향을 평가하고자 실시하였다. 공시계는 육계 초생추 Ross로서 684수를 이용하였으며, 5주간 사양 시험을 실시하였다. 기초 사료 영양소 함량은 사육 전기($0{\sim}3$주)에 ME 3,100 kcal/kg, CP 22.0%, 후기($4{\sim}5$주)에는 각각 3,100 kcal/kg, 20.0%로 하였다. 사육 밀도에 의한 육계의 체중은 5주령에 고밀도 처리구인 T1이 관행적인 T2와 저밀도구인 T3 처리구에 비해 유의적으로(P<0.05) 감소하였다. 사료 섭취량도 체중의 변화와 동일한 결과를 보였다. 사료 요구율은 관행적인 T2 처리구에서 유의적으로(P<0.05) 개선되었다. 음수 섭취량과 깔짚 수분 함수율은 시험 전 기간동안 처리구간에 통계적인 차이가 없었다. 혈청 성분의 분석결과에서는 total protein, cholesterol 및 albumin의 수치가 T3에서 낮은 경향이었으나 유의성은 인정되지 않았다. 본 연구 결과 육계의 사육 밀도 증가는 생산성을 감소시키며 개체에 스트레스를 증가시켜 폐사율의 증가와 도체 품질을 저하시킬 수 있는 가능성을 시사하였다.

섭취 문제가 있는 영유아 아동에 대한 부모설문조사 (Parental Survey for Children with Feeding Problems)

  • 김혜진;정경미;박미정;최연호
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제11권2호
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    • pp.179-186
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    • 2008
  • 목 적: 섭취문제는 정상발달 아동에게 흔한 문제이며, 아동의 신체, 행동 및 인지 발달에 영향을 미친다. 본 연구는 섭취문제와 관련된 요소들을 파악하고자 부모를 대상으로 섭취 관련 설문을 실시하였다. 방 법: 2006년 8월부터 2008년 4월까지 상계백병원, 삼성서울병원 소아과 외래를 방문한 아동의 부모 379명 및 서울 경기지역의 만 1~12세 지역사회 표집 아동의 부모 417명을 대상으로 저자들에 의하여 개발된 섭취관련 질문지 및 아동 섭취행동검사를 실시하였다. 섭취문제에 대한 부모의 주관적 보고에 따라 집단을 분류하고 이에 대한 신뢰성을 아동 섭취행동검사와 비교하여 확인하였으며, 아동이 보이는 섭취문제의 종류, 심각도, 식사 중 문제행동, 부모의 대처방안 및 치료적 필요성에 대하여 분석을 시행하였다. 결 과: 부모의 섭취문제에 대한 주관적 보고에 따른 문제집단과 그렇지 않은 집단 간에 아동섭취행동검사에서 유의미한 차이가 나타나(p<0.01) 부모의 보고에 따른 섭취문제 집단 선별이 신뢰할 만한 것이라는 것을 입증하였다. 나이가 어릴수록 섭취문제를 보고한 부모의 비율이 높았으며(p<0.01), 성별에 따른 차이는 없었다(p>0.05). 모든 연령대에서 가장 흔하고 심각하다고 평가된 섭취문제는 편식(81.7%) 및 지나치게 긴 식사시간이었으며(43.1%), 절반 이상의 아동은 식사 도중 문제행동을 나타냈다. 식사 중 부모는 역기능적인 방법을 주로 사용하는 것으로 나타났으며, 섭취문제로 부모의 40.0%가 스트레스를 경험하였고, 부모의 34.7%는 아동에게 이와 관련한 치료성을 느낀 것으로 조사되었다. 결 론: 영유아기 섭취문제는 우리나라에서도 매우 흔하며, 아동이 어릴수록 그 문제는 더욱 많은 것으로 나타났으며, 부모의 치료 요구도 높았다. 따라서 섭취문제에 대한 자세한 정보를 담은 부모를 위한 행동지침서 및 치료 매뉴얼의 개발이 필요하다.

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재조합 Bovine Somatotropin 250 mg 제제의 투여가 젖소의 산유량 및 건강에 미치는 영향 (Effects of Boostin-250 Supplementation on Milk Production and Health of Dairy Cows)

  • 김요한;김두
    • 한국임상수의학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.213-219
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    • 2012
  • 재조합 bST(recombinant bovine somatotropin; rbST)는 젖소에서 건강에 부작용을 초래하지 않으면서 유생산을 증가시키는 것으로 알려졌다. 본 연구는 250 mg의 rbST를 함유한 $Boostin^{(R)}$-250 제제와 rbST를 500 mg 함유하는 $Posilac^{(R)}$ 제제와 $Boostin^{(R)}$-S 제제의 투여시 유생산에 미치는 영향과 대상동물에 대한 rbST 투여의 안전성을 비교하기 위하여 실시하였다. 젖소는 1군에서 4군까지 각각 25마리씩 임의배치하였다. $Boostin^{(R)}$-250 제제와 부형제(대조군)를 매주 투여하였으며 $Boostin^{(R)}$-S 제제와 $Posilac^{(R)}$제제는 2주 간격으로 투여하였다. 젖소의 유량, 유성분, 체세포수, 건강상태, body condition score (BCS)를 측정하였다. $Posilac^{(R)}$제제, $Boostin^{(R)}$-S 제제, $Boostin^{(R)}$-250 제제의 투여에 따른 유생산 증가는 대조군과 비교하여 각각 2.9 kg/day (12.3%), 4.2 kg/day (17.9%), 4.1 kg/day (17.4%)이었으며 rbST를 투여한 군들과 대조군 사이에서 통계적 유의차가 확인되었다. rbST의 투여는 임상형 유방염발생과 우유의 체세포수를 증가시키지 않았으며 rbST의 투여는 유성분에도 큰 영향을 미치지 않았다. 최고유량 이후 rbST의 투여는 BCS에 부정적인 영향을 미치지 않았지만 비유 100일 이내의 일부 젖소들은 rbST의 투여 후 BCS가 감소하였다. 결론적으로 rbST 250 mg의 매주 투여는 rbST 500 mg의 2주 간격 투여와 유사한 우유 증산효과를 나타내었으며 젖소의 대사성 스트레스를 감소시키는 것으로 판단되었다.

체외순환 시 정상 산소분압과 고 산소분압의 염증반응 및 심근손상에 관한 비교연구 (Comparison of Inflammatory Response and Myocardial injury Between Normoxic and Hyperoxic Condition during Cardiopulmonary Bypass)

  • 김기봉;최석철;최국렬;정석목;최강주;김양원;김병훈;이양행;조광현
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권7호
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    • pp.524-533
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    • 2001
  • 배경: 체외순환 시 동맥혈액의 고 산소분압 유지는 오랫동안 안전한 기법으로 인식되어 임상에 이용하여 왔으나 고 산소분압은 정상 산소분압 보다 상대적으로 더 많은 독성 산소성분을 생성시켜 산화성 장기손상 및 재관류 손상의 원인이 된다. 저자들은 체외순환 시 동맥혈액을 고 산소분압 혹은 정상 산소분압 상태로 순환시켰을 때의 염증반응과 심근손상에 관해 비교검토하고, 정상 산소분압 체외순환의 임상적 유용성을 조사하기 위해 본 연구를 시행하게 되었다. 대상 및 방법: 성인 심장병 환자 30명을 고산소분압군(PaO2 400mmHg, 고산소군, n=15)과 정상산소분압군(Pa $O_{2}$ 120 mmHg, 정상산소군, n=15)으로 나눈 뒤 다음과 같은 변수들을 측정하여 두 그룹간에 비교하였다. 체외순환 전후의 관상정맥동 혈액을 채취하여 myeloperoxidase (MPO), malondialdehyde(MDA), troponin-T(TnT), adenosine monophosphate(AMP)를 분석하였고, 동맥혈액 내 총 백혈구 수 및 호중구 수를 측정하였다. 혼합 정맥혈액의 lactate 농도, 심장지수, 폐혈관저항도 체외순환 전, 중, 후 시기별로 함께 측정하여 두 그룹간에 비교하였다 결과: 체외순환 후 정상산소군이 고산소군에 비해 더 낮은 MDA농도 (4.79$\pm$0.7 vs 5.86$\pm$0.65 $\mu$mo1/L, p=0.04)와 보다 높은 AMP농도 (1.23$\pm$0.07 vs 1.00$\pm$0.04 nmol/L, p=0.05)를 보였으나 TnT농도 (0.50$\pm$0.08 vs 0.60$\pm$0.08 ng/mL, p>0.05)는 유의한 차가 없었다. 체외순환 후 MPO농도(5.38$\pm$1.01 vs 8.73$\pm$0.90 ng/mL, p=0.02)와 총 백혈구 수(10,484$\pm$836 vs 13,572$\pm$1,1671/㎥, p=0.04)는 정상산소군이 고산소군 보다 낮았다. 체외순환 후 lactate농도 (27.90$\pm$3.41 vs 31.49$\pm$4.87 mg/dL, p=0.55)와 심장지수(2.99$\pm$0.21 vs 2.75$\pm$0.18 L/$m^2$/min, p=0.39)는 양 군 간에 차이가 없었으나 폐혈관 저항(90.37$\pm$16.36 vs 118.12$\pm$12.21 dyne/sec/$cm^{5}$, p=0.04)은 정상산소군이 더 낮았다. 결론: 정상 산소분압 체외순환은 고 산소분압 체외순환에 비해 심근손상과 염증반응을 적게 유발하여 체외순환 후 심장 및 폐기능의 손상정도를 감소시킬 것으로 생각되며 이러한 결과는 정상 산소분압 체외순환이 심장수술에 유용하게 적용될 수 있음을 시사하고 있다.

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GIS 기법을 이용한 지형적 특성에 따른 월악산 소나무 연륜생장의 이질성 규명 (Analysis of Heterogeneous Tree-Ring Growths of Pinus densiflora with Various Topographical Characteristics in Mt. Worak Using GIS)

  • 서정욱;김재수;박원규
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제23권1호
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    • pp.25-32
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    • 2000
  • 소나무 직경생장과 기후인자(월 평균기온과 총강수량)와의 관계를 지형적 특성에 따라 분석하기 위하여 월악산국립공원에서 선정한 20개의 임분에서 각각 10여 본의 임목에 대한 연륜을 측정하였다. 각 연륜계열들은 크로스데이팅 한 후, 임령과 임분동태에 따른 임목생장 추세를 제거하기 위하여 표준화함으로써 임분별 연륜연대기를 작성하였다. 연륜의 생장경향을 이용한 집락분석의 결과 20개 임분을 4개의 집락으로 분류할 수 있었다. 집락 Ⅰ 의 사면 방향은 북쪽이었으나, 다른 집락들은 대부분 남족과 남서쪽이었다. 고도는 집락Ⅰ(1개 임분), 집락Ⅱ(10개 임분), 집락Ⅲ(2개 임분)이 305∼580 m이었으나, 집락Ⅳ(7개 임분)는 다른 집락들보다 높은 450~870 m이었다 이중 집락Ⅱ는 다른 집락보다 토심이 얕은 급경사의 암석지에 위치하였다. 지형에 따른 기후인자들과 연륜생장과의 관계를 분석하기 위해 반응함수를 집락별로 실시하였다. 집락Ⅰ은 북사면의 다소 중습한 지역에 위치하여 다른 집락보다 기후인자의 영향을 많이 받지 않았다. 집락 Ⅱ는 강수가 임목생장을 제한하는 주요인으로 나타났는데, 이는 집락 Ⅱ가 낮은 고도에 위치하면서 토심이 얕은 급경사의 암석지에 위치하여 수분에 대한 임목생장의 민감도가 증가한 것이라 생각된다. 집락Ⅲ과 집락Ⅳ는 집락Ⅱ에 비하여 임목생장 개시 이전의 겨울과 이른봄의 기온이 보다 중요한 인자로 나타났다. 이런 결과는 고도 상승에 따른 기온 감소(집락Ⅳ)나 계곡부의 미소지형적 특성에 따른 온도 저하(집락Ⅲ)로 발생되는 결과라 생각된다. 이상의 결과는 GIS를 이용하여 수치화 하여 연륜과 지형이 갖는 시-공간적 정보들을 동시에 분석한 결과이다.

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터널형 2급와동 충전재의 탄성계수와 전단결합강도 및 수복치의 변연융선 파절강도에 관한 연구 (ELASTIC CONSTANTS, SHEAR BOND STRENGTH OF TUNNEL RESTORATIVE MATERIALS AND MARGINAL RIDGE STRENGTH OF RESTORED TEETH)

  • 이가연;박영준;양규호
    • 대한소아치과학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.746-763
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    • 1996
  • An alternative design to conventional class II cavity preparation for proximal carious lesions is the tunnel preparation. It preserves the marginal ridge intact, thus making it possible to maintain the natural contact relationship with the adjacent tooth and minimize tooth reduction. This in vitro study was purposed to evaluate the effect of the materials' elastic constants and shear-bond strength on the marginal ridge fracture resistance of teeth restored by the tunnel technique, and to find the materials of choice for tunnel restorations. $Resinomer^{(R)}$, $Ketac-silver^{(R)}$, $Miracle-Mix^{(R)}$, and Tytin were used as restorative material. The elastic constants of each restorative material were evaluated by ultrasonic pulse measurement. Young's modulus and bulk modulus of the restorative materials were evaluated in three specimens for each material type. The shear-bond strength of the restorative materials to the dentin surface was measured after thermocycling 400 times between 6 and $60^{\circ}C$, using ten specimens for each material type. For measuring marginal ridge strength, 60 sound extracted molar teeth were distributed into six groups by size. Sound molar teeth were used as a Control group and unfilled prepared teeth were grouped as Unrestored. Another four groups were named Resinomer group, Ketac-Silver group, Miracle Mix group, and Tytin group by type of restorative material. Tunnel cavity preparation was done with ' 1/2, 2, and 4 round burs in sequence. Initial access to proximal surface was made through an occlusal access preparation started at least 2mm from the marginal ridge, and the proximal opening was formed about 2.5mm below the marginal ridge. After restoration and thermocycling, marginal ridge strength was measured using a universal testing machine. The results were as follows: 1. The Young's modulus of $Tytin^{(R)}$ was 63.95 GPa, followed by $Ketac-Silver^{(R)}$ 27.60 GPa, $Miracle-mix^{(R)}$ 18.48 GPa, and $Resinomer^{(R)}$ 10.74 GPa showing significant differences between the groups(P<0.05). The bulk modulus of the materials showed the same order as Young's modulus. The value of $Tytin^{(R)}$ showed 59.57 GPa indicating that it will deform less than other materials under the same stress. It was followed by $Ketac-Silver^{(R)}$ 23.57 GPa, Miracle $Mix^{(R)}$ 12.50 GPa, and $Resinomer^{(R)}$ 11.60 GPa. 2. The Resinomer group had a shear-bond strength of 7.41 MPa which was significantly higher than those of the Ketac-Silver group (1.80 MPa) and the Miracle Mix group (2.84 MPa) (P<0.01). All the specimens of Tytin group detatched from the dentin surface during thermocycling. 3. The mean marginal ridge strength of the Unrestored group(46.14 kgf) was significantly lower than that of the Control group (84.24 kgf) (P<0.01). The marginal ridge strength of teeth restored by the tunnel technique was, in order, Ketac-Silver group 74.06 kgf, Miracle Mix group 73.36 kgf, Resinomer group 63.47 kgf, and Tytin group 58.76 kgf. The Ketac-Silver, Miracle Mix, and Resinomer groups showed no significant difference with the Control group (P>0.05), but the Tytin group showed significantly lower strength compared to the Control group(P<0.05). The results showed that the marginal ridge strength of the teeth restored by the tunnel technique was not significantly lower than that of sound teeth. They also demonstrated that the bonding strength of the restorative material to the tooth surface should be high and the modulus of elasticity should not be lower than that of the tooth in order to restore the marginal ridge strength to its natural condition.

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