• 제목/요약/키워드: Water stress indicator

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Infrared Estimation of Canopy Temperature as Crop Water Stress Indicator

  • Kim, Minyoung;Kim, Seounghee;Kim, Youngjin;Choi, Yonghun;Seo, Myungchul
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.499-504
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    • 2015
  • Decision making by farmers regarding irrigation is critical for crop production. Therefore, the precision irrigation technique is very important to improve crop quality and yield. Recently, much attention has been given to remote sensing of crop canopy temperature as a crop water-stress indicator, because it is a scientifically based and easily applicable method even at field scales. This study monitored a series of time-variant canopy temperature of cucumber under three different irrigation treatments: under-irrigation (control), optimal-irrigation, and over-irrigation. The difference between canopy temperature ($T_c$) and air temperature ($T_a$), $T_c-T_a$, was calculated as an indicator of cucumber water stress. Vapor pressure deficit (VPD) was evaluated to define water stress on the basis of the temperature difference between leaf and air. The values of $T_c-T_a$ was negatively related to VPD; further, cucumber growth in the under- and over-irrigated fields showed water stress, in contrast to that grown in the optimally irrigated field. Thus, thermal infrared measurements could be useful for evaluating crop water status and play an important role in irrigation scheduling of agricultural crops.

우리나라에 적합한 OECD 농업용수 사용지표의 설정 (Application of OECD Agricultural Water Use Indicator in Korea)

  • 허승오;정강호;하상건;송관철;엄기철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.321-327
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    • 2006
  • 농업환경지표가 OECD 회원국간의 농업환경 비교와 이를 통한 농업환경 개선과 농업정책 수립에 대한 권고의 수단으로만 작용을 하지만 이것이 향후 통상 무역과 연계될 것은 추측 가능한 사실이다. OECD 농업환경지표를 우리나라에 그대로 적용했을 때 얻어진 지표 값이 우리나라의 농업환경을 사실대로 반영하지 못한다면 우리가 받을 피해는 미래에도 작용할 것이므로 이에 대한 새로운 제안을 통해 우리나라에 적합한 지표를 설정해야 한다. OECD에 의해 제안된 농업용수 사용 강도 지표는 논이나 밭에서 이용되거나 배수 유출되는 물의 특성을 모두 반영한 방법이 아니므로 몬순 기후지대에 속하는 한국에 적당하지 않다. 특히, 여름철 집중호우시기에 년 강우량의 2/3가 내리는 강우 특성은 이를 담수해 저장하는 능력을 가진 농경지의 수자원 보유능과 기타의 농업적 특성을 고려한 계산방법으로 농업용수를 산정해야 한다. 논의 경우 강우가 내리거나 관개가 되었을 때 담수나 침투를 통해 물을 지하로 배수해 지하수를 형성하거나 지표의 배수로나 하천을 통해 강이나 저수지로 상당량의 물을 흘려보내 다시 이용할 수 있도록 해준다. 즉, 농업용수로 계산되어 있는 물의 상당량은 다른 농경지나 생활용수 또는 공업용수나 하천 유지용수로 다시 이용된다. 따라서, 물 사용강도에 이용되는 농업용수는 농경지에서 소모되지 않고 지하수로 흘러 들어가거나 하천으로 유입되는 배출수를 고려하여 계산하는 것이 합리적이다. 이렇게 계산하면 22.9%(2001년)로 OECD 계산방법으로 얻어진 47%보다 24.1%가 낮아진다. 합리적인 농업용수 스트레스 지표를 산출하기 위해서는 각 나라마다 다른 나라와 강을 공유하고 있는지의 여부와 농업을 위한 주 취수원이 무엇인지를 살펴보아 그 나라에 적합한 스트레스 지표를 산출하도록 유도하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 실제 물에 대한 스트레스는 강우량, 수계별 수자원 부존량, 사용가능량, 농업용수 총공급수량, 환경 유지용수를 위한 기준 갈수량 확보 가능성, 농업용수 관리현황 및 저수율 분석, 수계별 농업용수 사용 가능량 및 기상 등이 복잡하게 작용할 것이므로 이 모든 인자들을 포함한 지표를 만들기는 쉬운 일이 아니다. 따라서, 우리나라는 OECD의 스트레스 지표와는 달리 환경 위해성 판단이 필요 없고, 계산이 복잡하지 않으며 우리의 환경에 적합하도록 주 취수원인 농업용 저수지의 저수율로 농업용수 스트레스 지표를 산정 했다. 농업용수 사용 기술적 효율지표는 작물의 재배 생리특성 및 이용특성과 지역마다 차이가 나는 기후의 특성을 반영하지 않은 계산의 결과이다. 그러므로 이러한 특성들을 반영하는 기술적 물 이용효율 지표를 만들기 위해서는 각 지역 또는 나라마다 작물별로 기준이 되는 물 소요량을 산정한 후 그 소요량에 대한 공급된 양의 비율로 WUTE를 결정하는 것이 합리적이다. 지역별, 작물별 특성을 포함해야 하는 농업용수 사용 경제적 효율 지표는 소비된 물을 분모로 삼아 계산에 이용하는 대신에 농업용수 사용 기술적 효율에서 제안한 각 지역 또는 나라마다 작물별로 기준이 되는 물 소요량을 산정한 후 그 소요량에 대한 공급된 양의 비율을 계산식의 분모에 적용하고, 벼의 경우는 생산물의 가격 대신에 지하수가 되는 양과 하천수가 되는 양에 대한 경제적 평가에 더해 논에 많은 양의 물이 관개됨으로서 발생하는 수변 생태계에 의한 환경유지 기능과 온도와 습도가 높은 한국의 기후 특성에서 전체 에너지 밸런스를 유지하는데 기여하는 관개수의 가치에 대한 평가와 더불어 생산물의 가격을 포함하는 것이 합리적일 것이다.

Evaluation of Erythrocyte Morphometric Indices in Juvenile Red Spotted Grouper, Epinephelus akaara under Elevated Water Temperature

  • Rahman, Md Mofizur;Baek, Hea Ja
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제23권4호
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    • pp.345-353
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    • 2019
  • Higher thermal exposure can influence the blood cell morphology and count. Hence, based on the previous results (Rahman et al., 2019), the present study evaluated the morphometric indices of erythrocytes and their nucleus under different water temperatures (25℃, 28℃, 31℃, and 34℃) to investigate their use as an indicator of thermal stress in red spotted grouper, Epinephelus akaara. 180 healthy specimens of E. akaara were exposed to four temperature conditions (25℃ as control, 28℃, 31℃, and 34℃) for 42 days, following 2 weeks of acclimation at 25℃. Erythrocyte major axis (EL), erythrocyte minor axis (EW), nucleus major axis (NL), and nucleus minor axis (NW) were examined from the blood smears on each sampling day (i.e., 2, 7, and 42 days of thermal exposure). EL and NL were significantly decreased, whereas EW and NW were increased at higher water temperature (31℃ and 34℃). The major-minor axis proportions of erythrocytes and their nucleus (EL/EW; NL/NW) were decreased with increasing water temperature (31℃ and 34℃). The strong relationships were observed among the morphometric indices of erythrocytes and their nucleus, especially in EL vs. NL and EW vs. NW. This study reveals that elevated water temperature (31℃ and 34℃) can influence the major and minor axis morphometry of erythrocytes and their nucleus in red spotted grouper. These indices may be used as stress indicators to monitor the health status of E. akaara and probably for other fish species.

농업용수 사용지표 개발 (Development of agricultural water use indicator)

  • 이광야;임종완;홍대벽
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.33-36
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    • 2002
  • The purpose of this study is to develope a indicator for agricultural water use. Agricultural water is challenged by the increase of water use in the sectors of urbanization and industry and social pressure to use water in sustainable and environmentally sound way. The development of agricultural environment indicators is divided into 13 sectors, among which agricultural water use indicators include amount and intensity of agricultural water use, efficiency of agricultural water use, shortage or surplus of water use, water stress, etc.. Agricultural water use indicators provide basic data for sustainable and environmentally sound agricultural development, and also help policy decision makers to solve water shortage problems through water policy and water management measures by making the most of the total available water resources.

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양액농도와 Cu 스트레스가 양액재배 머스크멜론의 수분포텐셜, 침투포텐셜 및 팽압에 미치는 영향 (Effects of Concentrations of Nutrient Solution and Cu Stress on the Water Potential, Solute Potential and Turgor Pressure in Hydroponically Grown Muskmelon)

  • 장홍기;정순주
    • 생물환경조절학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.65-70
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    • 1996
  • 1. 배양액의 EC(mS/cm)와 배양액의 수분포텐셜은 직선적인 관계가 있고, EC의 증가는 배양액의 수분포텐셜 저하로 나타났으며 이에 따라 상위엽의 수분포텐셜이나 침투포텐셜이 변화하는 경향을 보였다. 2. 물리화학, 열역학적인 지표가 되는 수분포텐셜($\phi$w)은 배양액 뿐만 아니라 식물의 근, 경, 엽 및 과실에서의 수분 상태를 동일 단위로 나타내는 것으로 식물의 생장을 제어할 때 유일한 지표인 것으로 나타났다. 3. 배양액의 수분포텐셜 저하에 따라 상위엽의 수분포텐셜이나 침투포텐셜이 저하하는 경향을 보였다. 4. 배지내 Cu 농도가 5$\mu\textrm{m}$이상으로 되면 생육, 지상부의 생체중, 지하부의 건물중, 엽록소 함유율이 동시에 급격히 저하하는 경향을 보였다. 5. 배지내 Cu 농도의 증가에 따라서 생장율의 저하가 나타났으며 생장율의 저하에 따라 상위엽의 수분포텐셜이 저하하는 경향을 보였다. 팽압은 처리에 관계없이 거의 일정하게 나타나 팽압과 배지내 배양액의 Cu 농도 스트레스간에는 직접적으로 관계가 없는 것으로 나타났다. 수분포텐셜($\psi$w)은 식물신장, 세포신장을 수적으로 표현하는 것이 가능하다. 수원이 되는 용액이나 배지, 식물체를 동일 단위(㎫)로 관찰하는 것이 가능해 식물체의 수분생리적 비교 검사를 위한 유효한 방법으로 생각되었다.

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담수 및 염수 수송이 은연어의 스트레스 반응에 미치는 영향 (Stress responses of coho salmon, Oncorhpchus kisutch, to transport in fresh water or salt water)

  • 전중균;김병기;박용주;명정구;김종만
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.119-123
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    • 2000
  • 은연어가 운반과정 중에 어느 정도 스트레스를 받는지 조사하기 위하여 어류를 각각 담수와 염수 ($5{\%{\circ}}$)를 채운 수조차에 싫고 10 시간 운반하였다. 운반하기 전후에 혈청 중의 1차 스트레스 지표 물질인 코티졸을 비롯하여 2차 지표물질인 GLC, LAC, TG, CHOL, 전해질 ($Na^+, Cl^-$), 효소 (ALT, AST, LDH) 활성을 측정하여 두 운반구 간의 차이를 비교하였다. 그 결과, 운반작업은 은연어에게 상당한 스트레스를 주는 것으로 확인되었으나, 운반방법에 따라서는 스트레스 반응에 차이가 있었다. 즉, 담수운반구에 비해 염수운반구는 코티졸, GLC, LAC, TG, CHOL, AST 및 ALT가 유의적인 차이를 보이며 낮은 수준이었다. 이것으로 은연어의 운반시에는 담수보다 염수를 사용하는 것이 스트레스를 줄일 수 있다는 것을 알 수 있었다.

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토양 수분 Stress에 따른 상추의 엽중 상대수분 함량과 아스코브산 관련 효소 활성도 (Relationship Between Relative Water Content and Ascorbate Redox Enzymes Activity in Lettuce Leaves Subjected to Soil Water Stress)

  • 강상재;박만
    • 한국토양비료학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.32-39
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    • 2013
  • The relationship between relative water contents of lettuce leaves and biochemical activities in lettuce was examined in this study to explore an adaptation response of lettuce to water stress from soils. Soil water contents and relative water contents of leaves were positively related to show $R^2$=0.8728. Hydrogen peroxide contents of leaves rapidly increased with reduction of soil water content, whereas soluble protein contents and dry matters rapidly decreased. And chlorophyll a and b contents of leaves decreased with increase in carotenoid content. Furthermore, the activities of ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), and dehydroascorbate reductase (DHAR) increased dramatically, and mRNA transcript levels of APX, MDHAR and DHAR also increased. Relationship of relative water content of lettuce leaves to hydrogen peroxide, to ascorbate peroxidase activity, to dehydroascorbate reductase activity, and to monodehydroascorbate reductase activity was shown to be positively correlated. It is highly plausible from this study that these enzyme activities could be developed as an indicator of water states in soils.

SPECTRAL ANALYSIS OF WATER-STRESSED FOREST CANOPY USING EO-l HYPERION DATA

  • Kook Min-Jung;Shin Jung-Il;Lee Kyu-Sung
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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    • pp.7-10
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    • 2005
  • Plant water deficiency during drought season causes physiological stress and can be a critical indicator of forest fire vulnerability. In this study, we attempt to analyze the spectral characteristics of water stressed vegetation by using the laboratory measurement on leaf samples and the canopy reflectance spectra extracted from satellite hyperspectral image data. Leaf-level reflectance spectra were measured by varying moisture content using a portable spectro-radiometer. Canopy reflectance spectra of sample forest stands of two primary species (pine and oak) located in central part of the Korean peninsula were extracted from EO-l Hyperion imaging spectrometer data obtained during the drought season in 2001 and the normal precipitation year in 2002. The preliminary analysis on the reflectance spectra shows that the spectral characteristics of leaf samples are not compatible with the ones obtained from canopy level. Although moisture content of vegetation can be influential to the radiant flux reflected from leaf-level, it may not be very straightforward to obtain the spectral characteristics that are directly related to the level of canopy moisture content. Canopy spectra form forest stands can be varied by structural variables (such as LAt, percent coverage, and biomass) other than canopy moisture content.

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초분광 단파적외선 영상 기술을 이용한 고추의 수분스트레스 측정 기술 개발 (Development of Drought Stress Measurement Method for Red Pepper Leaves using Hyperspectral Short Wave Infrared Imaging Technique)

  • 박은수;조병관
    • 생물환경조절학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.50-55
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    • 2014
  • 본 연구에서는 고추의 수분스트레스 반응을 최적으로 계측할 수 있는 알고리즘을 개발하기 위해 초분광 단파 적외선 영상기술을 적용하였다. 수분스트레스에 노출된 고춧잎의 단파적외선 분광영상을 획득하고 ANOVA 분석을 이용하여 수분스트레스 반응을 가장 잘 반영하는 파장영역을 선정하였다. 고춧잎의 단파적외선 초분광 영상을 이용하여 ANOVA 분석을 수행한 결과 수분스트레스 판별을 위한 최적 파장은 1449nm으로 물분자의 광흡수 영역대와 거의 일치하였다. 최적 파장에서의 고춧잎 상대반사값을 가우시안 회귀분석을 통해 정상군과 토양흡착수압이 -20kPa과 -50kPa일 때의 스트레스군을 구분할 수 있는 임계값을 계산하고 이 값을 기준으로 단파적외선 영상을 이진화하여 수분스트레스 반응을 판단할 수 있는 최종영상을 구축하였다. 결과 영상에서 정상군과 스트레스군의 토양흡착수압이 -20kPa인 잎의 경우 스트레스 반응을 보인 픽셀이 72%이었고, -50kPa인 잎에서는 스트레스 반응을 보인 픽셀이 84%로 12%차이가 났다. 정상군과 스트레스 강도가 다른 시료의 경우 영상의 결과가 명확히 구분되는 것으로 나타나 단파적외선 영상기술이 고춧잎의 수분스트레스 상태를 정량적으로 나타낼 수 있는 기술임을 확인할 수 있었다.

알콜과 스트레스가 Cytochrome P450 발현에 미치는 영향에 관한 면역학적 연구 (Immunological Effect of the Cytochrome P450 to Alcohol and Stress in Guinea Pig)

  • Yang-Hyun Chun;Jung-Pyo Hong
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제20권2호
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    • pp.461-475
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    • 1995
  • The purpose of this study was to investigate the effect of alcohol and stress on liver and buccal mucosa in guinea pig by immunological methods. Especially, Cytochrome P450 (CYP) which in oxidase during alcohol metabolism and bioactivator to carcinogen was used as an indicator in this study. 48 guinea pigs were used in this study. The experimental guinea pig were divided into three groups: The first was a group with giving alcohol-15%(v/v) ethyl alcohol, the second group was a with giving stress in the $0^{\circ}C$ water and the third was a control group. Every 4 guinea pigs of each group were sacrificed weekly-first, second, third, fourth week after experiment and extracted liver tissues and buccal mucosa. The liver tissues were observed by using immunoblotting technique (Western blot) and buccal mucosa were observed by immunofluorescence technique. The results were as follows: 1. By the alcohol and stress, Cytochrome P450 was amplified positive in the liver tissues at third week. 2. By the alcohol and stress, Cytochrome P450 was not detected in the buccal mucosa at any period.

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