• 제목/요약/키워드: leaf biomass

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대기 중 온도 및 CO2 농도 조절에 따른 건조 스트레스와 질소 시비가 소나무의 생장 및 생리적 특성에 미치는 영향 (Effects of Drought Stress and Nitrogen Fertilization on Growth and Physiological Characteristics of Pinus densiflora Seedlings Under Elevated Temperature and CO2 Concentration)

  • 송우경;이보라;조낭현;정성철;김은숙;임종환
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.57-67
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    • 2020
  • 본 연구는 최근 기후변화로 인해 피해가 증가하고 있는 소나무를 대상으로 고온 및 고농도 CO2 환경에 인위적으로 건조 스트레스를 주어 질소 시비에 따른 생리적 반응과 생물량 변화 특성을 구명하고자 수행되었다. 토양수분은 고온처리에서 가장 빨리 감소하여 수목의 건조 스트레스를 제공하는 것으로 나타났다. 결과적으로 토양수분이 가장 빨리 감소한 고온처리에서 순광합성율과 기공전도도 모두 감소하였다. 생리적 반응의 경우, 무관수 초기에는 질소가 시비되는 모든 처리구에서 대조구 보다 높은 경향을 보였으나 건조 스트레스 기간이 길어짐에 따라 질소 시비 효과는 나타나지 않았다. 고사율은 고온처리에서 빠르게 진행되었으며 고농도 CO2 농도 환경에서는 평균적으로 21.5% 오래 생존하였다. 생물량의 경우 질소 시비와 CO2 시비효과가 뿌리에서 무관수로 인한 건조 스트레스가 주는 억제 효과를 완화시켜 부위별·총 생물량 증가에 영향을 준 것으로 판단된다. 본 연구결과를 통해 기후변화가 산림생태계에 끼칠 수 있는 영향을 정량적으로 구명함으로서 기후변화에 대응하여 산림을 효율적으로 관리하는데 필수적인 자료를 활용하고, 향후 미기상 조건에 다른 산림생태 예측모델 활용에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

L, C, X-밴드 다편파 레이더 산란계를 이용한 논 벼 생육인자 추정 (Estimation of Paddy Rice Growth Parameters Using L, C, X-bands Polarimetric Scatterometer)

  • 김이현;홍석영;이훈열
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.31-44
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    • 2009
  • 본 연구에서는 다편파 산란계 시스템을 이용하여 얻어진 후방산란계수의 연중 변화를 편파와 입사각에 따라 알아보고 벼 생육인자와의 관계를 통하여 생육인자를 추정하고자 하였다. 2007년도 국립농업과학원 시험포장에 다편파산란계 시스템(L, C, X-band 안테나, 네트워크분석기, RF cable, 입사각 $20^{\circ}{\sim}60^{\circ}$)을 제작 구축하고 벼 이앙기에서 수확기까지 산란특성을 주기적으로 관측하였으며 레이더 방정식을 이용하여 후방산란계수를 계산하여 자료 분석에 사용하였다. 모든 안테나 밴드에서 벼 생육초기(5월말$\sim$6월초)에는 VV-편파가 HH-, HV-편파보다 후방산란계수가 높게 나타났다. C-band의 경우 모든 입사각에서 벼가 자라면서 HH-편파 후방산란계수가 증가하다가 출수기(8월중순경)에 가장 높았고 그 이후 감소하는 경향이었다. X-band는 모든 편파의 후방산란계수가 벼 유수형성기(7월말경)까지 증가하다가 그 후 감소하였으며 등숙기인 9월 중순 이후 다시 증가하는 dual-peak 현상을 보였는데, 특히 VV-편파의 경우 9월 초순부터 후방산란계수 종가가 다른 편파에 비해 크게 나타났다. 파장별 밴드, 편파, 입사각도별 후방산란계수와 작물 생육과의 관계를 분석한 결과 L-band는 바이오매스와의 상관이 높게 나타났고 C-band에서는 엽면적지수와 초장과의 상관이 높게 나타났으며 X-band는 이삭 건물중과 상관이 높게 나타났다 후방산란계수를 이용하여 생육을 추정할 수 있는 회귀식을 작성하고 실측값과의 비교를 통하여 작물 생육 추정을 위한 최적 조건을 구명하였다.

지상 원격측정 센서를 활용한 벼의 생체량과 질소 흡수량 추정 (Estimation of Nitrogen Uptake and Biomass of Rice (Oryza sativa L.) Using Ground-based Remote Sensing Techniques)

  • 공효영;강성수;홍순달
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.779-787
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    • 2011
  • 본 연구에서는 여러 가지 지상원격측정센서의 반사율 지표와 생산량과의 관계를 평가하여 벼 생육중의 질소시비량 결정을 위한 원격측정센서의 활용가능성 및 최종수량과 의 상관성을 평가하고자 하였다. 벼 품종은 동진 1호였으며 이앙은 2006년 5월 30일에, 수확은 10월 9일에 하였다. 엽록소 측정을 위해 SPAD502를 이용하였고, AccuPAR model LP-80을 이용하여 엽면적지수를 측정하였다. 반사율지표 측정을 위해 태양광을 이용하는 passive 센서를 이용하였고, 변조된 광을 발산하는 자체광원을 가지고 있는 4종류의 active 센서를 이용하였다. 센서측정은 이앙 후 29일째부터 87일째까지 측정하였으며 생육조사는 3차례 하였고 수확기에 수량을 조사하였다. 세 차례의 생육조사 시기의 센서 측정치와 벼 생육특성치간에는 매우 높은 유의적 상관성을 나타냈으며 생육특성치의 상관계수 크기는 전반적으로 생체중 > 질소흡수량 > 건물중 > 키 > 분얼수 > 지상부질소농도의 순이었다. Chlorophyll meter (SPAD 502)는 상대적으로 다른 생육특성 변수 들에 비해 지상부질소농도와 높은 상관 (r=$0.743^{**}$)을 보였지만 원격측정센서보다 낮은 수준이었고, 엽면적측정기(LP-80)는 상대적으로 건물중과 높은 상관 (r=$0.931^{**}$)을 보였으며 지상부 질소농도와의 상관계수 (r=$0.505^*$)는 상대적으로 낮았다. CC-passive센서의 경우 근적외선광의 부의 상관관계를 보였으며 단일파장의 반사율로 평가하는 것보다는 NDVI 등의 반사율 식생지수로 평가하였을 때 상관계수가 증가하였다. Passive 센서와 active 센서 모두 대등하게 고도로 유의성 있는 상관을 보였다. 따라서 지상원격 측정센서의 반사율 지표들을 이용하여 벼 생육특성들을 정량화 하는 것은 벼 생육중의 질소시비량 결정을 위한 비파괴적이고 실시간 도구로 활용 가능할 것으로 판단하였다.

잎마늘 생산을 위한 마늘 주아의 무게 및 형태가 발아와 생장에 미치는 영향 (Effects of Morphological Characteristics and Biomass on Germination and Growth of Bulbil for Production of Leaf Garlic)

  • 전윤아;차미경;조영열
    • 생물환경조절학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.221-226
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    • 2017
  • 본 연구는 잎마늘 생산을 위한 마늘 주아의 최적 주아 크기와 재식밀도를 알아보기 위함이다. 첫번째 실험에서 0.2g 이상의 주아를 대주아로, 이하를 소주아로 나눈 후 대주아는 $13,680bulbils/m^2$$18,240bulbils/m^2$, 소주아는 $18,240bulbils/m^2$$22,800bulbils/m^2$의 재식밀도로 치상하였다. 발아율, 초장과 총 수확량을 측정하였다. 두번채 실험에서, 200립의 박피된 주아의 길이, 폭, 생체중과 건물중는 발아시, 발아기와 발아율의 상관를 분석하기 위해 측정되었다. 첫번째 실험에서, 발아율은 대주아에서 가장 높았다. 잎마늘 재배를 위해 재식밀도$18,240bulbils/m^2$가 가장 높은 발아율 때문에 가장 적당한 재식밀도였다. 수확량의 경우 생체중과 건물중 모두 대주아가 소주아에 비해 2.8배 가량 높은 것을 알 수 있었다. 주아의 형태적 특성과 생체중과 건물중 및 폭 간은 정의 상관을 보였다. 또한 발아율은 생체중과 폭간의 정의 상관을 보였다. 그리고 발아시와 발아기는 생체중과 폭 간의 부의 상관을 보였다. 그럼으로, 결론적으로, 적정 재식밀도는 $18,240bulbils/m^2$의 재식 밀도와 0.2g 이상의 주아 크기였다. 그러나, 더 두껍고 두 무거운 주아가 더 높은 더 빠른 발아율을 이끌 수 있다.

층층나무 자엽단계(子葉段階) 유묘(幼苗)의 생장(生長)과 한계광도(限界光度)에 관(關)한 연구(硏究) (Growth and Critical Light Intensity at Cotyledon Stage of Cornus controversa Hemsl. Seedling)

  • 조재형;홍성각;김종진
    • 한국산림과학회지
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    • 제87권3호
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    • pp.493-500
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    • 1998
  • 본 연구는 광도가 층층나무 자엽단계 유묘의 생장에 미치는 영향과 생장에 필요로 하는 한계광도를 구명하기 위하여 자엽단계의 유묘를 대상으로 385, 32, 17, 8 및 $5{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$의 광도로 설계된 growth chamber내에서 자엽하축의 길이생장, 자엽의 팽창, 본엽의 발생시기, 부위별 건중량 등을 측정하였다. 자엽은 유묘의 초기생장에 영향을 미쳐 자엽의 크기가 증가할수록 유묘의 생장도 좋았다. 자엽하축의 길이 생장은 $385{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 광도에서 보다 상대적으로 낮은 광도인 32, 17, 8, $5{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 증가되었으나 건중량은 광도가 낮아질수록 감소되었다. 광도가 낮아짐에 따라 본엽의 발생시기가 늦어졌으며 발생수도 감소되었고, $8{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$$5{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 광도에서는 본엽이 발생 조차 되지 않았다. 자엽은 $385{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 광도에서 보다 $32{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$$17{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 광도에서 더 많이 팽창하였지만 건중량은 적었다. 광도가 낮아짐에 따라 자엽, 자엽하축, 뿌리, 본엽의 건중량이 감소되었으며 자엽의 건중량 감소율용보다 뿌리의 감소율이 더 높아 T/R율은 급격히 증가되었다. $8{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$$5{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 광도에서는 뿌리가 거의 발달하지 못하였다. 본 실험을 통해 볼 때 층층나무 발아유묘의 생육가능 최저광도는 $17{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 이상인 것으로 사료된다.

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상승된 이산화탄소와 온도 그리고 한발 영향에 따른 감자의 군락 형태와 무기영양 변화 (Impact of Elevated Carbon Dioxide, Temperature, and Drought on Potato Canopy Architecture and Change in Macronutrients)

  • 이윤호;조현숙;김준환;상완규;신평;백재경;서명철
    • 한국작물학회지
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    • 제63권2호
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    • pp.164-173
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    • 2018
  • 본 연구는 옥외환경조절 시설인 SPAR챔버에서 향후 기후변화가 지속 될 경우 상승된 이산화탄소와 온도 그리고 한발에 따른 감자의 군락 형태와 무기영양 변화에 대한 결과는 다음과 같다. 1. AT+2.8C700는 상승된 $CO_2$와 고온에 의하여 초장과 엽면적 그리고 건물중이 상당히 증가 하였고, AT+2.8C700DS는 한발의 영향으로 상당히 감소하였다. 2. 수확기에서 잎은 AT+2.8C700은 ATC450에 비하여 질소와 인산이 감소한 반면 칼륨, 칼슘 그리고 마그네슘 농도가 증가하였다. 괴경은 질소, 인산 그리고 칼륨이 감소하였으며, 칼슘과 마그네슘은 변화가 없었다. 반면, AT+2.8C700DS는 한발의 영향으로 무기영양 농도가 상대적으로 다른 처리비하여 낮았지만, 마그네슘 농도만 증가하였다. 3. $CO_2$와 온도 상승을 보면 AT+2.8C700는 ATC450에 비하여 질소 농도의 감소로 26% 단백질 함량이 감소를 하였다. 한발을 받은 AT+2.8C700DS보다 AT+2.8C700는 단백질 함량이 20%가 감소 하였다. 4. 따라서 상승된 $CO_2$ 농도와 한발은 무기영양의 변화뿐만 아니라 광합성 관련된 당과 아미노산 같은 2차 대사물질도 변화와 인간의 단백질 섭취에도 영향을 줄 것이다.

만생종 총체사료용 벼 신품종 '목우' (A Late-Maturing and Whole Crop Silage Rice Cultivar 'Mogwoo')

  • 이상복;양창인;이점호;김명기;신영섭;이규성;최용환;정오영;전용희;홍하철;김연규;정국현;정지웅;김준환;손지영
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.81-86
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    • 2013
  • '목우'는 총체사료용 벼 품종을 육성할 목적으로 1999년 하계에 다산벼를 모본으로 하고 수원 431호와 IR71190-45-2-1을 교배한 $F_1$을 부본으로 삼원교배하여 계통육종법으로 전개 후 2009년 총체사료용 벼로 육성하였다. 주요 농업적 특성은 중부와 영남평야지 보통기 재배에서 출수기가 평균 9월 2일로 녹양보다 17일 늦은 만생종이고 벼 키 (간장)는 92 cm로 장간이며, 주당수수는 11개, 천립중은 21.7 g으로 녹양보다 가볍다. 만생종 품종으로 숙기가 늦기 때문에 생육후기 기상이 불량할 경우 출수가 지연될 수 있는 산간지, 냉수용출답 및 만식재배는 피하는 것이 좋으며 충분한 생육일수를 확보하는 것이 총체수량성을 높이고 충실한 종자를 생산하는데 유리하다. 또한 주당수수가 적기 때문에 $m^2$당 27주 이상 밀식재배가 필요하며 내비성이 있으므로 질소 시비량을 180 kg/ha 수준으로 유지하는 것이 유리하다. 재해저항성은 잎도열병, 흰잎마름병, 바이러스병에 복합저항성이나 목도열병과 벼멸구에는 약하다. 총체벼 품종으로서 사료가치는 조단백질 5.4%, 가소화양분총량 61.6%으로 양호한 편이나 녹양보다 낮은 경향이며 총체수량성은 건물기준으로 10 a당 평균 1,956 kg으로 녹양보다 38% 증수되는 경향을 보였다. 이 품종의 재배에 알맞은 지역은 중부평야, 영남평야지가 적합하며 후기 기상이 좋은 지역이 안전하다.

상부 개방형 온실을 이용한 대기 중 이산화탄소 농도 증가가 우리나라 자생 수종에 미치는 형태적, 생리적 영향 (Responses of Native Trees Species in Korea under Elevated Carbon Dioxide Condition - Open Top Chamber Experiment)

  • 류다운;배진호;박주한;조성식;문민규;오창영;김현석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.199-212
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    • 2014
  • 상부 개방형 온실을 이용하여 현재 대기의 이산화탄소 농도(ambient), 현재 농도의 1.4배(~550 ppm) 및 1.8배(~700 ppm)로 증가된 미래 대기 환경에서 약 4년간 생장한 소나무, 물푸레나무, 팥배나무를 대상으로 하여 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 대한 수목의 반응을 알아보고자 하였다. 이를 위해 2013년 4월~9월의 연구기간 동안 각 수종의 기공 크기 밀도 면적, 최대 광합성 속도, 최대 카르복실화 속도, 최대 전자전달 속도 및 직경생장을 측정하였다. 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 물푸레나무의 기공 크기가 유의하게 증가하였고 팥배나무의 기공 밀도가 증가하였다. 기공 면적의 경우 소나무는 감소한 반면 팥배나무는 증가하는 등 수종에 따라 다양한 반응을 보였다. 하지만 최대 광합성 속도는 모든 수종에서 대기 중 이산화탄소 농도에 따라 대체로 증가하는 경향을 나타냈는데 팥배나무에서는 계절이 지남에 따라 그 차이가 더 커져 최대 43.5%까지 증가하였다. 그러나 4년에 걸친 비교적 장기간의 폭로에도 불구하고 이산화탄소 시비에 의한 최대 카르복실화 속도와 최대 전자전달 속도의 저감효과는 모든 수종에서 나타나지 않았다. 특히 팥배나무의 경우 잎의 질소 농도가 높아지는 개엽 시기에는 높은 이산화탄소 농도하에서 일시적으로 최대 카르복실화 속도와 최대 전자전달 속도가 향상되어 저감과는 반대의 양상을 나타냈다. 모든 수종에서 개체목간의 변이로 인해 연구 기간 중 이산화탄소 농도에 따른 직경 생장량은 유의한 차이를 보이지 않았으나 약 4년간 누적된 직경의 크기와 생체량에서는 모든 수종에서 유의한 차이를 보였으며 팥배나무 직경의 경우 대조구에 비해 1.8배에서 최대 59.0%까지 높게 나타났다.

지상광학센서를 이용한 쌀 단백질함량 예측 (Estimation of Rice Grain Protein Contents Using Ground Optical Remote Sensors)

  • 김이현;홍석영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.551-558
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    • 2008
  • 본 연구에서는 광학 센서를 이용한 벼 생육단계 별 식생지수와 쌀 단백질함량의 관계를 구명하여 수확기 쌀 단백질함량을 추정하고자 하였다. 인공광원을 사용하는 능동형 광학센서인 GreenSeeker(NTech Inc., USA) GNDVI(green normalized difference vegetation index=$({\rho}0.80{\mu}m-{\rho}0.55{\mu}m)/({\rho}0.80{\mu}m+{\rho}0.55{\mu}m)$)와 NDVI(normalized difference vegetation index=$({\rho}0.80{\mu}m-{\rho}0.68{\mu}m)/({\rho}0.80{\mu}m+{\rho}0.68{\mu}m)$) 2종의 센서를 이용하여 벼 군락의 반사특성을 측정하고 동시에 식물체 샘플링을 통한 쌀 단백질함량을 분석하였다. 3년 동안(2005-2007년) 벼 출수 후 식생지수와 쌀 단백질함량의 관계를 조사해 본 결과 모든 시기에 걸쳐 GNDVI가 NDVI보다 상관이 높았고. 벼 수확기가 가까울수록 상관계수가 높게 나타났다. 수확기 쌀 단백질함량 예측 가능성을 알아보기 위해 벼 유수형성기와 출수기 두 시기의 GNDVI값과 수확기 쌀 단백질함량과의 관계를 분석해본 결과, 결정계수가 각각 0.91, 0.81로 특히 이삭거름 주기 전에 측정한 GNDVI를 통하여 수확기 쌀 단백질함량을 예측 할 수 있다는 결론을 얻었다. 이 결과를 바탕으로 유수형성기 GNDVI를 이용한 수확기 쌀 단백질함량 경험 모델식을 구하고 경험 모델식에서 얻어진 추정값과 실측값의 관계를 통해 검증하였다. 2005년과 2006년에서 구한 경험모델식의 쌀 단백질함량 추정값과 2007년도 쌀 단백질함량 실측값을 1:1 line에서 비교해본결과 결정계수가 높게 나타났다($R^2=0.96^{***}$).

조생 다수성 조사료용 4배체 호밀 '대곡그린' (An Early-Maturing and High-Biomass Tetraploid Rye (Secale cereale L.) Variety 'Daegokgreen' for Forage Use)

  • 구자환;한옥규;오영진;박태일;김대욱;김병주;박명렬;라경윤
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.209-215
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    • 2020
  • 국립식량과학원에서 국내 환경에 적합한 조사료용 4배체 호밀품종을 개발하기 위하여 2010년에 백체가 출현한 곡우호밀 최아종자와 2엽기에 도달한 유식물체에 콜히친을 처리하여 4배체로 검정된 계통 중 초형, 숙기 및 수량성 등에서 우수한 'CG11003-8-B'을 3년에 걸쳐 선발하였다. 2013년에 생산력검정시험을 실시한 결과 조숙성이고 조사료 생산성이 높아 '호밀59호'로 계통명을 부여하고, 2014년부터 3년간 전국 4개 지역에서 지역적응성을 검정한 결과 조사료 수량 뿐만 아니라 내도복 등 내재해성이 높은 것으로 나타나 2016년 직무육성신품종 선정위원회에서 신품종으로 선정되어 '대곡그린'으로 명명되었다. 출수가 완료된 시기의 '대곡그린'의 초형은 직립이고, 엽색은 진녹색이며, 잎 길이는 길고, 엽폭은 넓은 편이다. 성숙한 시기의 줄기는 황갈색으로 중간 정도의 굵기이며, 종실은 연갈색이고, 크기가 대립이다. '대곡그린'의 출수기는 4월 17일로 표준품종인 '곡우' 보다 2일 늦다. 출수 후 10일경 초장은 138cm로 '곡우'와 비슷하였다. 내한성은 '곡우'와 같은 수준이며, 도복은 '곡우' 보다 강하였고 습해와 병해는 발생하지 않았다. '대곡그린'의 생초수량은 ha당 37.0톤(곡우 38.4톤), 건물수량은 평균 7.7톤(곡우 8.0톤)으로 '곡우' 보다 약간 적었으나 통계적 유의성은 없었다. '대곡그린'의 조단백질 함량은 8.9%로서 '곡우' 보다 1.0%포인트 높았으며, TDN은 56.9%로 '곡우'(57.1%)와 비슷한 수준이었다.