• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.49-49
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• 2021

The roots of reed (Phragmites australis) were used in traditional medicine to treat respiratory problems, including symptoms such as high fever and cough. In this study, we identified the active ingredient from 70% EtOH reed root extract, and evaluated the whitening, wrinkle improvement and moisturizing effects. The content of p-coumaric acid, the active ingredient of the roots of P. australis, was slightly lower in 70% EtOH extract than in 100% EtOH extract. However, 70% EtOH reed root extract showed similar or higher effect in reducing power, DPPH, hydrogen peroxide scavenging, and nitric oxide scavenging activity compared to 100% EtOH extract. Moreover, 70% EtOH reed root extract markedly inhibited melanogenesis in B16F10 cells treated with α-melanocyte-stimulating hormone. 70% EtOH reed root extract significantly inhibited the mRNA expression of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) and reduced elastase activity in HDF human dermal fibroblasts. In addition, 70% EtOH reed root extract ameliorated hyaluronic acid synthase-2 (HAS-2) expression induced by ultraviolet B (UVB) stimulation in HaCaT keratinocytes. The results of this study suggest that 70% EtOH reed root extract has potential as a functional cosmetic material related to whitening, wrinkle improvement, and moisturizing.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.47-53
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• 2023

현재 4차 산업혁명 시대에 오면서 다양하고 많은 데이터가 쌓여왔다. 농업사회도 스마트팜이나 노지에서 작물의 성장에 영향을 주는 환경 데이터를 센서로 수집해왔다. 환경 데이터는 측정하는 지역에 따라 특징을 가지고, 측정하는 시기에 따라서도 특징을 보이는 데이터이다. 수집된 농업 데이터를 활용해 통계, 인공지능을 사용하여 성장을 예측하거나 수확량을 예측하는 연구가 진행되어왔다. 이러한 연구는 기반이 되는 데이터에 따라 결과가 크게 차이난다. 이에 성능 향상을 위해서 데이터의 품질을 개선하기 위한 연구 또한 지속해서 진행되어왔다. 높은 성능을 위하여 많은 양의 데이터가 필요하고, 양이 충분하여도 데이터의 이상치나 결측치가 있을 경우 결과에 큰 영향을 미친다. 따라서 이상치와 결측치 값의 보정은 데이터 전처리 과정에서 필수이다. 이에 본 논문에서는 실제 농가에서 수집된 데이터를 통합하고 이를 기반으로 이상치와 결측치 보정 시스템을 제안한다.

• BMB Reports
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• 제57권2호
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• pp.79-85
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• 2024

Pre-harvest sprouting is a critical phenomenon involving germination of seeds in the mother plant before harvest under relative humid conditions and reduced dormancy. In this paper, we generated HDR mutant lines with one region SNP (C/T) and an insertion of 6 bp (GGT/GGTGGCGGC) in OsERF1 genes for pre-harvest sprouting (PHS) resistance using CRISPR/Cas9 and a geminiviral replicon system. The incidence of HDR was 2.6% in transformed calli. T₁ seeds were harvested from 12 HDR-induced calli and named ERF1-hdr line. Molecular stability, key agronomic properties, physiological properties, and biochemical properties of target genes in the ERF1-hdr line were investigated for three years. The ERF1-hdr line showed significantly enhanced seed dormancy and pre-harvest sprouting resistance. qRT-PCR analysis suggested that enhanced ABA signaling resulted in a stronger phenotype of PHS resistance. These results indicate that efficient HDR can be achieved through SNP/InDel replacement using a single and modular configuration applicable to different rice targets and other crops. This work demonstrates the potential to replace all genes with elite alleles within one generation and greatly expands our ability to improve agriculturally important traits.

• 농약과학회지
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• 제11권2호
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• pp.95-105
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• 2007

본 연구는 국내 지역별 농작물과 농업환경 중 16종의 PAHs 잔류 양상을 파악하고자 수행하였다. 국내 PAHs 오염 우려지역인 공업단지 및 화력발전소 주변에서 주요 농작물(26점), 농작물 재배 토양(46점) 및 농작물 재배 주변 물(15점) 시료를 채취하여 GC/MSD로 PAHs 잔류량을 분석하였다. 농작물의 경우 최대 5종의 PAHs가 $4.5{\sim}52.2{\mu}g\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었으며, 토양에서는 최대 13종의 PAHs가 $4.3{\sim}662.9{\mu}g\;kg^{-1}$ 범위로 검출되었다. 이 중 발암성이 강한 물질로 알려진 benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)-anthracene 등 총 6가지 성분이 $14.2{\sim}167.8{\mu}g\;kg^{-1}$ 범위로 검출되었다. 특히 토양 중 PAHs 잔류함량과 검출빈도는 제철, 중공업단지가 밀집되어있고 교통량이 많은 지역이 다른 지역보다 최대 3배 이상 높게 나타났으며, 산불이 발생했던 지역에서는 최대 6종의 PAHs가 $73{\sim}36.0{\mu}g\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었다. 자동차 배기가스 및 주거난방 시설에서 주로 발생하는 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene 등의 검출빈도가 다른 성분에 비해 높게 나타났다. 채취한 모든 물 시료에서는 PAHs가 검출되지 않았다. 이는 PAHs의 수용해도가 비교적 낮고, 친유성의 특성을 가지고 있어 물보다는 유기화합물이 풍부한 저니토에 잔류할 가능성이 크기 때문인 것으로 판단되었다. 본 연구 결과 국내농작물과 농업환경 중 일부 PAHs가 분포되어 있는 것을 확인하였으며, 향후 환경 중 PAHs의 농작물 오염경로 및 잔류 특성 등을 규명하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.139-147
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• 2021

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.411-417
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• 2017

농업부문의 에너지 관련 정책의 합리적인 수립을 위해서 농업부문의 에너지 수급을 예측하고, 농가 에너지 소비현황을 파악해야 한다. 특히 에너지원별 및 작물별 소비량을 파악하는 것이 중요하다. 또한 최근 기후 온난화에 대응하여 세계는 온실가스를 의무적으로 감축하고자 하며, 우리나라도 2020년 까지 온실가스 배출 전망치의 30%를 감축하기로 하고, 관련법을 제정하였다. 국가 온실가스 감축목표 달성을 위해 농림어업부문은 5.2%의 감축목표를 설정하였다. 농업부문 온실가스 배출은 에너지 소비와 관련되어 있어 감축목표 이행을 위한 합리적인 정책 수립을 위해서 작물별 및 에너지원별 온실가스 배출량 수준을 파악하는 것이 필요하다. 이 연구는 농업부문 탄소배출량 및 에너지 소비량 수준을 파악하기 위해 기반이 되는 표본설계에 중점을 두고, 조사 및 추정 오차를 줄이고, 신뢰도를 높일 수 있는 설계 방안을 제안하고 있다. 농업부문 에너지 소비실태 조사를 위한 모집단을 농업총조사 자료를 기준으로 설정하였고, 왜도(Skewness)가 높은 품목과 전국적으로 재배가 분산된 품목들에 대해서는 주산지를 대상으로 표본 추출틀을 설정하는 등 통계적으로 유의한 범위에서 규모를 절사하였다. 표본의 수는 품목별 각 층의 경계를 결정한 이후 95% 신뢰수준을 활용하여 네이만 할당방식에 의해 설정되었다. 또한 이 연구는 품목별로 추출된 표본을 이용하여 도출된 추정결과와 모수를 비교 검정하고, 오차를 관리하는 방법을 제안하고 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권10호
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• pp.347-352
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• 2016

최근 IoT 기술을 다양한 분야에 적용하는 사례가 늘어나고 있는 추세이다. 특히 각종 환경 센서를 통해 수집되는 대량의 데이터를 분석하여 적절한 정보를 제공하는 기술에 대해 연구되고 있다. 이러한 기술은 각 산업분야 중 농산업분야에서도 연구가 활발히 진행되고 있다. 농산업 분야에서 생장환경의 조성을 위한 모니터링 및 제어에 대한 연구가 많이 진행되고 있으나 병해충 및 기상재해 정보는 우리나라 평균 기상환경에 맞추어 방제 매뉴얼을 작성하여 제공됨으로 인해 실제 지역별 환경에 매우 힘든 실정이다. 특히, 특용과수는 전남지역에 생산량이 매우 높은편으로 지역 실정에 맞는 정보를 효율적으로 제공하기 위해서는 지역별 정보에 대한 수집에서 전문가 정보 제공에 이르는 다양한 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 미세기상 기후 수집 및 영상 정보를 통한 이미지 분석, 예찰 모형 등을 통해 병해충 및 기상 재해에 대한 피해를 최소화하기 위한 통합지원 플랫폼을 제안한다. 특용과수의 병해충에 대한 피해를 줄이기 위해 다양한 IoT 기술들을 활용하여 이를 통해 병해충에 대한 방제시기를 적절하게 알려주고, 생장환경을 적절하게 유지함으로써 특용과수 농가의 피해를 최소화하고 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권5호
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• pp.343-349
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• 2010

Rapid on-site sensing of nitrate-nitrogen and potassium ions in hydroponic solution would increase the efficiency of nutrient use for greenhouse crops cultivated in closed hydroponic systems while reducing the potential for environmental pollution in water and soil. Ion-selective electrodes (ISEs) are a promising approach because of their small size, rapid response, and the ability to directly measure the analyte. The capabilities of the ISEs for sensing nitrate and potassium in hydroponic solution can be affected by the presence of other ions such as calcium, magnesium, sulfate, sodium, and chloride in the solution itself. This study was conducted to investigate the applicability of two ISEs consisting of TDDA-NPOE and valinomycin-DOS PVC membranes for quantitative determinations of $NO_3$-N and K in hydroponic solution. Nine hydroponic solutions were prepared by diluting highly concentrated paprika hydroponic solution to provide a concentration range of 3 to 400 mg/L for $NO_3$-N and K. Two of the calibration curves relating membrane response and nutrient concentration provided coefficients of determination ($R^2$) > 0.98 and standard errors of calibration (SEC) of < 3.79 mV. The use of the direct potentiometry method, in conjunction with an one-point EMF compensation technique, was feasible for measuring $NO_3$-N and K in paprika hydroponic solution due to almost 1:1 relationships and high coefficients of determination ($R^2$ > 0.97) between the levels of $NO_3$-N and K obtained with the ion-selective electrodes and standard instruments. However, even though there were strong linear relationships ($R^2$ > 0.94) between the $NO_3$-N and K concentrations determined by the Gran's plot-based multiple standard addition method and by standard instruments, hydroponic $NO_3$-N concentrations measured with the ISEs, on average, were about 10% higher than those obtained with the automated analyzer whereas the K ISE predicted about 59% lower K than did the ICP spectrometer, probably due to no compensation for a difference between actual and expected concentrations of standard solutions directly prepared.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.182-188
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• 2020

최근에 딸기, 파프리카 등 시설과채류 재배에서 수확량 증대를 위하여 탄산가스를 시비하는 추세로 변화하고 있다. 본 연구에서는 석유화학, 주정공장 등에서 부산물로 발생되는 이산화탄소를 포집하여 정제한 후 작물재배온실에 이용하는 것이 목표이다. 이 목표를 달성하기 위한 방법으로는 드라이아이스 저장 및 탄산가스 공급이 주요하게 적용되고 있다. 드라이아이스 특성은 삼중점 이하의 온도와 압력에서 CO₂는 고체나 기체가 되며 고체는 -78.5℃와 대기압에서는 액체 상태를 거치지 않고 바로 기체로 승화되며 강력한 냉각효과를 볼 수 있다. 온도에 따른 드라이아이스의 소비량은 온도가 5℃, 10℃, 15℃, 20℃일 때 각각 0.983kg/일, 2.358kg/일, 5.102kg/일, 7.035kg/일 소비가 되었고 CO2의 농도는 1,102ppm, 1,481ppm, 1,677ppm, 1,855ppm으로 나타났다. 시험온실에서의 드라이아이스 소모량은 시간당 약 0.9kg이 감소하는 것으로 나타났고 드라이아이스를 공급하기 전 9시에 온실내부의 CO₂농도는 517ppm이었으며, 공급 후 10시 1,519ppm, 11시 1,651ppm, 12시 1,690ppm으로 증가한 후 일정한 수준을 유지하였다. 향후, 본 연구결과를 기반으로 작물에 필요한 탄산가스 공급 영역을 확장하여 공급조건을 도출하여 농가소득을 높이는데 기여하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.577-586
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• 2018

본 연구에서는 국내 지역 비도심 지역의 교통사고 저감을 위해 충청권을 대상으로 관련 문헌 검토와 TAAS(Traffic Accident Analysis System)자료를 활용하여 비도심 지역의 인구특성 및 사고유형을 통하여 지역특성에 맞는 교통안전기술을 개발하였다. 비도심 지역의 교통인구의 보행자 특성에 맞게 개발된 노견용 인식등은 지역특성사 인도가 아닌 길가장자리로 통행이 많은 지역주민들의 교통안전 향상을 위한 교통안전시설물로써 야간 또는 새벽에 통행시 운전자에게 보행자의 시인성을 향상시켜주며 교통안전시설물이며, 보행자 건널목 인식등은 야간 횡단보도 횡단시 운전자에게 횡단중이란 앞서 인지시켜 주어 횡단보도 통해시 보행자의 안정감을 향상시키는 교통안전시설물이다 또한, 기존 시설물인 신호등 및 가로등과 같은 빛 공해에 의한 농작물 피해를 최소화하며, 차량, 농기계와 같은 충돌파손의 문제점을 보완하였다. 기존 시설물인 가로등과 신호등의 사례와 타기술을 비교하여 절감비용을 공사비 및 유지관리비용으로 분석하여, 본 연구에서 개발한 기술의 비용적인 측면에서 효율성을 입증하였다. 현재 본 연구에서 개발한 교통 안전시설물의 적용성과 효과성을 위해 비도심 지역을 기반으로 테스트베드를 구축하여 현재 평가 중에 있으며, 향후 연구를 통해 지속적인 자료의 수집과 분석을 통해 개발된 경제성 분석 및 환경 영향에 맞춤형 적정기술로 개선 될 수 있을 것으로 기대되며, 본 연구에서 개발된 교통안전시설물을 통해 우리나라 교통안전수준의 향상과 비도심 지역의 교통안전이 향상되기를 기대한다.