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사료용 맥류 품종의 예취 시기별 청예 및 건물수량과 영양가 비교 (Forage and TDN Yield of Several Winter Crops at Different Clipping Date)

  • 황종진;성병열;연규복;안완식;이종호;정규용;김영상
    • 한국작물학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.301-309
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    • 1985
  • 본 시험은 사료용 맥류의 예취시기별 청예 및 건물수량, TDN%, TDN 수량 등의 품종간 차이를 구명하기 위하여 호밀, 트리티케일, 밀, 보리 등 7개 품종을 공시하여 1983년 10월부터 1984년 5월까지 맥류연구소에서 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 10a당 청예수량은 4월 20일 채취시. 호밀2호가 929kg로 가장 많았으며 부농(보리), 수원229호(밀), 수원 8호, 수원 9호(트리티케일)의 2배 이상이었다. 4월 30일 예취시에도 호밀 2 호가 2,195 kg으로 가장 많아 타 작물의 2배 이상을 보였고 5월 10일 예취시도 3,506kg으로 가장 많았다. 5월20일 예취시에는 수원8호가 가장 많았다. 2. 10a당 건물수량은 시기가 경과할수록 증가하였으며 4월 20일, 4월 30일, 5월 10일 예취했을 때 호밀2호가 각각 119kg, 305kg, 539kg으로 가장 많았으며 5월 20일에는 호밀 1호가 790kg으로 가장 많았다. 3. 초장은 팔당호밀, 호밀 1호, 호밀2호의 경우 출수 이후까지 계속 증가하였으며 수원229호, 부농, 수원 8호, 수원 9호보다 월등히 컸다. 4. 건물률(건물중/생체중 $\times$ 100)은 시기가 경과할수록 증가하였으며 $m^2$당 경수는 팔당호밀이 많았고 수원9호가 적었다. 엽중비율은 수원8호, 수원9호가 높았는데 시기가 경과할수록 감소하였다. 5. 조단백질, 조지방, 조회분 함량은 생육이 진전됨에 따라 감소하였으며 가용무질소물, 조섬유 함량은 증가하였다. 또한 NDF, ADF, Lignin, Cellulose, Hemicellulose 등의 세포벽 구성물질도 증가하였는데 수원 8호와 부농이 비교적 양질로 나타났다. 6. TDN%는 생육이 진전됨에 따라 감소하였고 TDN 수량(건물수량$\times$TDN%)은 증가를 나타냈는데 전시기를 통하여 볼 때 호밀2호, 호밀 1호, 팔당호밀 등 호밀 품종이 월등히 높았다. 7. TDN 수량과는 청예수량, 건물수량. 초장, 조섬유, Cellulose 등이 정상관을, TDN%, 엽중비율, 조단백 등과는 부상관을 보였다. 8. 수원지방에서 청예용 맥류의 예취시기는 5월10일~5월20일이 적합하며 5월10일 이전은 호밀 2호등 호밀이 5월20일 경은 수원8호 등 트리티케일이 적합한 것으로 생각된다.

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비료의 장기연용이 벼의 생육ㆍ수량 및 미립발달에 미치는 영향 (Effects of Long Term Fertilizations on Growth, Yield and Grain Development of Rice)

  • 한희석;이문희;심재성
    • 한국작물학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.41-51
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    • 1991
  • 동일포장에서 동일시비조건으로 무비구, PK구, NK구, NP구, NPK구, NPK+웅비구, NPK+생고구, NPK+석탄구를 20년간 연용하였을 때 토괴의 이화학적 성질변화, 수도의 생육, 수량구성요소, 수량 및 미입발달에 미치는 영향을 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 토양의 화학적 성분은 3 요업 무처리 시용구에서 성분간 함유율이 낮았으며, 3요소+웅비, 생고시용구에서 유기물, 유효인산, CEC가 높았다. 석회시용구는 토양산도 및 SiO$_2$가 증가되었다. 2. 토양의 공극율은 3요소구에서 49.8% 인데 비하여 3요소+웅비, 생고구에서는 51.4~53.1 % 였다. 토양경도는 3요소구가 가장 높은 반면 3요소+석회구가 가장 낮았다. 입단구조는 3요소구가 7.1%인데 비하여 3요소+생고구가 19.6%로 가장 잘 발달되었다. 3. 생육상황은 유기물 시용구에서 초장, rud수, 근수, LAI, TDW는 높았지만 3요소 무처리구에서는 공히 낮았다. CGR은 영화분화기 때에 전처리간에 생산량이 가장 많았으며 3요소+웅비, 3요소+생고, 무칼륨구가 가장 높았지만 3요소, 3요소+석회, 무인산구는 출수기에 무비, 무실소구는 성숙기에 각각 가장 높으면서 전생육기간동안 증가하는 경향이였다. 그러나 3요소+웅비, 생고구가 영화분화기 때부터 CGR의 증가율이 빨리 감소하는 경향이었다. 4. 현미수량에서 20년간의 수량평균치는 무비, 무실소 45~55%, 무인산 15%, 무칼륨 5%의 수량감소를 나타내었지만 3요소+웅비 11 %, 3요소+생고 14 %의 증수를 나타내었다. 1988년간의 수량과 비교해 보면 20년간 평균치보다 3요소구에서 36%의 증수를 나타내었다. 5. 이삭의 일, 이차지경의 분화수는 3요소+웅비, 생고, 석회처리구에서 17~21개로 많이 분화되었지만 3요소 무처리구에서는 13~15개로 낮았으며 퇴화지경수는 반대로 3요소+웅비, 생고, 석회처리구가 적었다. 6. 입중분포에 있어서 비중 1.15 이상의 미립 분포비율은 무비, 무실소, 3요소+웅비, 3요소+석회구가 60%정도 높았지만 무인산, 3요소+생고구는 약 45%로 낮았다. 7. 미립형태에서 완전미 비율과 입중분포는 밀접한 관계이며 완전미 비율이 높은 무비, 3요소+웅비, 생고, 석회구는 입중이 무겁고 반대로 심백미, 복백미 등이 적었으며 무칼륨구에서 심/복백 정도가 5/3으로 가장 높았다. 특히 동할미는 무인산, 무칼륨구에서 현저히 높았다. 8. 등숙속도에서 완전등숙율은 무칼륨 3요소구에서 30 DAH, 무인산 3요소+석회구에서 35 DAH, 3요소+웅비, 생고구에서 40 DAH, 무비구에서 45 DAH로 동화산물의 전류축적이 빨랐는데 이는 등숙속도가 빠를수록 미립형태에서 심백미, 복백미, 동할미가 많아졌다.

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등숙기간중 온도와 벼 이삭 지경간 곡립의 형태 형성차이 (Effect of Temperatures during Ripening Period on Morpological Characteristics of Rachis-Grain in Rice)

  • 이정일;신진철;김제규;김이훈;조동하
    • 한국작물학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.662-669
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    • 1995
  • 벼 등숙기 온도 차이가 쌀의 등열특성에 미치는 영향을 구명하고자 1993년 작물시험장 인공기상실에서 숙기가 다른 3개 품종(오대벼, 화성벼, 동진벼)과 등숙온도(22/16$^{\circ}C$, 26/18$^{\circ}C$, 22/22$^{\circ}C$, 30/22$^{\circ}C$, 자연상태 등숙)를 달리하여 천립중, 수량, 비중별 입중 및 입수 분포비율, 현미의 외관형태 등의 등숙특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 등숙온도에 따른 천립중은 고온(30/22$^{\circ}C$)보다는 저온(22/16$^{\circ}C$)에서, 적온의 경우에는 항온(22/22$^{\circ}C$) 보다 변온(26/18$^{\circ}C$)에서 무거웠고, 지경별로는 1차 지경이 2차 지경에서 보다 무거웠다. 따라서, 천립중 및 현미 수량으로 본 벼 등숙적온은 평균온도로 22 였고, 변온등숙(26/18$^{\circ}C$)이 항온등숙(22/22$^{\circ}C$) 보다 등숙에 유리하였다. 2. 비중 1.20이상 되는 입중분포는 오대벼의 경우 22/16 에서 약 62%, 22/22 에서 49%, 26/18 에서 약 8% 정도로 주간 등숙온도가 22 보다 높을수록 그 비율이 급격히 감소되는 경향이었다. 화성벼와 동진벼는 비중 1.20이상의 입중분포비율이 22/22$^{\circ}C$> 26/18$^{\circ}C$> 22/16$^{\circ}C$> 30/22$^{\circ}C$의 순으로 높았으며, 1차 지경보다 2차 지경에서 충실립 분보비율이 낮았다. 3. 공시품종 모두 22/16$^{\circ}C$~22/22$^{\circ}C$의 저온 및 적온등숙시에는 비중 1.15이상에 분포하는 입수비율의 차이가 없었으나, 30/22$^{\circ}C$의 고온등숙에서는 충실립 분포비율이 현저하게 낮아지는 경향이었다. 4. 부피로 본 곡립의 크기는 공시품종 모두 항온(22/22$^{\circ}C$)에서 등숙된 곡립이 변온(26/18$^{\circ}C$)에서 등숙된 곡립보다 작았으며, 저온에서 등숙된 것일수록 큰 경향이었다.

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백로번식지 주변 개발사업의 환경영향평가시 중점평가항목 선정 및 평가방안 연구 (A Study on the Determination of Major Evaluation Items and the Preparation of Report when Evaluating the Environmental Impact of Development Projects around Ardeidae Breeding Habitats)

  • 임혜령;김선구
    • 환경영향평가
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    • 제32권1호
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    • pp.1-14
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    • 2023
  • 백로번식지 주변 개발사업을 진행할 때 환경영향평가 단계에서 갈등을 사전에 예방할 수 있도록 중점평가항목 선정과 저감방안을 제시하여 지속가능한 공존의 방안을 강구하고자 한다. 중점평가항목으로 백로번식지 보전을 위한 동·식물상 항목, 백로번식지로 인한 악취와 소음의 영향을 평가할 수 있는 악취와 소음 항목을 선정한다. 평가항목의 평가방안은 첫째, 동·식물상 항목에서 조사범위는 법정보호종 위주로 국한하지 말고 주요 종 번식지와 철새도래지에 해당하는 백로번식지와 취식지까지 포함하여 조사하고, 번식지와 취식지 면적감소에 따른 보전방안을 세운다. 둘째, 악취 항목에서 조사시기는 6월말에서 7월말까지 악취발생량이 최고인 시점을 포함한다. 악취 평가기준은 농도규제인 복합악취 배출허용기준과 사람이 느끼는 악취농도는 2~5OU/m3, 빈도는 2% 이하로 한다. 셋째, 소음 항목에서 조사시기는 백로류와 어린 새들의 소리가 합해져서 소음 발생이 최대가 되는 시점을 포함하여 5월부터 8월까지 매달 소음을 측정한다. 여름철새인 백로류의 소음은 일정 기간에만 발생하기 때문에 방음벽 설치 등 인공적인 구조물 설치로 소음을 저감하기 보다는 이격거리확보, 완충녹지, 마운딩 조성 등의 방법으로 저감대책을 세운다. 기존 백로번식지가 개체군의 적정한 밀도를 유지하면서 개체군이 다른 곳으로 이동하지 않기 위해서는 영소목 관리와 취식지의 양과 질을 안정적으로 유지해주는 것이 선행되어야 한다.

고압나트륨등 보광 온실의 열적 거동 및 엽온 분석 (Thermal Behavior and Leaf Temperature in a High Pressure Sodium Lamp Supplemented Greenhouse)

  • 윤승리;김진현;신민주;김동필;방지웅;정호정;안태인
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.48-56
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    • 2023
  • 고압나트륨등(high-pressure sodium, HPS 램프)은 작물 생육 발달에 필요한 충분한 양의 광합성유효방사를 제공하는 동시에 복사열을 통해 온실 난방 부하를 절감할 수 있어 겨울철 시설원예 보광 조명으로 널리 이용되고 있다. 그러나 겨울철에 생육 중기를 맞이하는 시설 과채류의 경우, 작물의 정단부가 복사열에 영향을 많이 받고, 캐노피 위치에 따라 엽온 차이가 증가될 수 있다. 또한 온실 기온 역시 보광등에서 발생한 열이 상부로 상승 및 정체되면서 불필요한 에너지 낭비 및 온도 불균일성 역시 심화될 수 있다. 따라서 본 연구의 목표는 CFD 열전달 해석을 통해 HPS 램프에 의한 열적 특성 및 생육 단계별 수평적 엽온 변화를 분석하고, 온실 내 수직적 기온 및 작물의 캐노피별 엽온을 측정하여, 온실 내 환경 균일성 제고 및 효과적 에너지 활용 방안을 모색하는 것이었다. 생육 초기, 중기, 및 후기를 대변하는 초장(1.0, 1.6, 2.2m)에서의 정단부 수평적 엽온을 CFD 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 또한 HPS 램프 작동 이후 수직적 기온과 캐노피 높이별 엽온을 측정하였다. 실험 결과, 보광 시 엽온과 기온 간의 차이가 커지고, 수직적 기온 역시 불균일해짐을 알 수 있었다. 생육 단계가 진전될수록, 고온의 복사열이 중심부에 집중되며, 상단부 수평적 엽온 편차가 커지고, 균일성 역시 떨어지는 것을 알 수 있었다. 열획득 모델을 통한 수치해석 결과, 보광등이 2022년12월 기간 난방부하에 약 50.1% 기여하는 것을 알 수 있었다. 평균절대오차 및 평균제곱근 오차는 생육 초기 및 생육 중기 모두0.5 이하로, 실측값과 예측값에 높은 일치도를 보였다. 수직적 기온 및 엽온 분포와 생육 단계별 수평적 엽온 분포에 관한 본 연구의 결과는 효율적 에너지 관리 및 작물 생육 발달에 관한 의사결정에 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

철도 유휴부지 활용방안: 군집분석을 활용한 태양광발전 입지 제안 (Utilizing the Idle Railway Sites: A Proposal for the Location of Solar Power Plants Using Cluster Analysis)

  • 강은경;양선욱;권지윤;양성병
    • 지능정보연구
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    • 제29권1호
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    • pp.79-105
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    • 2023
  • 지구온난화와 기후변화 등의 유례없는 기상이변으로 전 세계 곳곳이 극심한 몸살을 앓고 있으며, 경제적 손실 또한 눈덩이처럼 불어나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2016년 '파리기후변화협정(The Paris Agreement)'이 체결되어 지구의 평균온도 상승을 1.5℃ 아래로 유지하기 위한 정부간 협의체가 결성되었으며, 우리나라도 2050년 탄소중립을 선언함으로써 기후재앙을 막기 위한 노력을 진행하고 있다. 특히, 온실가스 배출로 인한 기온상승은 수출 의존도가 높은 우리나라 경제는 물론 환경과 사회 전반에 부정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 또한, 교통수단의 다변화가 가속화되면서 수단선택의 변화도 크게 증가하고 있는 가운데 저성장 시대의 개발 패러다임이 도시재생으로 변화함에 따라, 노선의 수요 감소, 선형 개량, 도심 철도의 외곽 이설 등에 영향을 받아 증가하고 있는 철도 유휴부지 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 한편, 철도 유휴부지를 활용한 태양광발전은 '재생에너지 3020'의 태양광발전 목표를 일부 달성하면서도, 입지를 둘러싼 환경훼손과 주민 수용성 문제에서 자유로워질 수 있는 장점에도 불구하고, 설비실태나 설비계획에 있어 미진한 상황이다. 이에, 본 연구에서는 국가철도공단과 재생에너지클라우드플랫폼에서 제공하는 데이터를 활용하여 태양광발전 설비 설치가 가능한 적합 유휴지를 발굴 및 분석하는 알고리즘을 개발하고, 사용자가 원하는 조건을 고려한 잠재적인 적합 지역을 탐색 및 도출함으로써, 개발 초기 설비나 확충 등에 소요되는 막대한 비용을 절약할 수 있는 방안을 마련하고자 하였다. 본 연구는 다양한 군집분석을 활용하여 철도 유휴부지에 태양광발전 설치입지를 도출할 수 있는 최적의 알고리즘을 개발하고, 면적, 설치용량, 발전량, 예상수익 등이 모두 높은 '태양광발전 설치 적극권장 지역' 202곳을 도출하였다. 이를 바탕으로 경제와 환경을 동시에 고려한 관점에서 의사결정자의 합리적인 판단을 도울 수 있을 것으로 기대한다.

우리나라 콩 생육초기 바이러스병 발생 양상 (Occurrence of Viral Diseases in the Early Growth Stage of Soybean in Korea)

  • 박상민;권민아;강동현;이홍규;윤영남;백인열;이영규;문제선;이수헌
    • 한국작물학회지
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    • 제67권4호
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    • pp.253-264
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    • 2022
  • 본 연구는 콩 바이러스병 관리대책 수립을 위하여 생육 초기에 발생하는 바이러스병의 감염실태를 조사하였다. 국립식량과학원 육종포장에서 파종 후 약 3-4주 된 콩 이상증상 시료 83점을 채집하였다. 채집한 시료의 감염 바이러스 진단은 12종 바이러스의 RT-PCR 진단과 전체 시료에 대한 메타전사체 분석을 통하여 수행하였다. 1. 포장에서 바이러스병 발병율은 전체적으로 1% 미만으로 조사되었으며 일부 품종 및 라인에서는 최대 50%까지 나타내었다. 2. RT-PCR 진단과 메타전사체 분석 결과 SYMMV, SMV, SYCMV, PSV, SGVA가 검출되었다. 3. 검출된 바이러스 중에서 SYMMV와 SMV는 각각 검출율이 53.7%, 42.6%로 나타내어 콩 생육초기에 발생하는 주요 바이러스로 확인되었다. 4. SYMMV에 감염된 콩은 전형적인 모자이크 증상을 나타내었으며, SMV에 감염된 콩은 모자이크, 얼룩, 위축, 퇴록반점과 같이 다양한 증상을 나타내었다. 5. 바이러스 전염 특성을 고려할 때 SMV는 주로 종자전염을 통하여 발생한 것으로 판단되며, SYMMV는 종자전염과 함께 충매전염 및 토양전염의 가능성이 복합적으로 고려되어야 할 것으로 판단된다. 6. SGVA는 본 연구를 통하여 콩 생육초기 포장에서 검출되었으며, 생육초기 이후 발생실태 및 콩에 미치는 영향에 관한 연구가 신속히 수행되어야 할 것이다.

참깨 개화순서 및 착삭부위에 따른 수량형질의 변이 (Flowering Order and Variation of Yield Characteristics by Capsule Position in Sesame)

  • 이동우;박경열
    • 한국작물학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.69-75
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    • 1985
  • 참깨의 개화순서를 밝히기 위하여 3과성인$\ulcorner$수원9호$\lrcorner$$\ulcorner$풍년깨$\lrcorner$를 공시하여 개화시부터 개화일과 개삭수를 절위 및 부위별로 조사하였으며, 개체별 착삭절위간 및 착삭부위간의 수량형질 분포와 수량 변이 그리고 개체간, 절위간의 수량형질 변이를 구명하기 위하여 풍년깨를 공시품종으로 하여 수확기에 각 개체의 절위, 부위를 명시하여 삭별로 수확 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 개화순서는 양품종 공히 최하부 최초 착화절위로부터 상단부로 3~4절위까지는 다소 불규칙하나 그 이상의 절위로부터는 매일 1절위씩 상승하면서 개화되었으며 동일 절위에서 중앙화와 측화의 개화시기는 착삭 제8 절위 이하는 3일, 제9 절위에서 제16 절위까지는 2일, 그 이상의 절위에서는 2~3 일 간격으로 측화가 중앙화보다 늦게 개화하였다. 2. 착삭절위별 개화수는 착삭 제 1~2 절위까지는 1 절위당 2~3개, 제 4 절위에서 제 18 절위까지에서는 6개 이상이 개화되었으며 그 이상의 절위에서는 3~5개 밖에 개화되지 않았다. 3. 착삭수는 착삭 제 1~3 절위에서 개화된 것은 대부분 결삭되어 착삭율이 90% 이상, 제 4~9 절위는 개화수에 관계없이 5개 정도 결삭이 되어 60% 이상 착삭이 되었으며 평균 착삭율은 42% 정도였다. 4. 착삭부위별 수량 및 수량구성요소는 동일절위에서 중앙삭이 측삭보다 컸으며, 동일 개체내 동일 개화일의 중앙삭과 측삭에서도 같은 경향이었다. 5. 1 주당 각 절위별 수량은 착삭 제5 절위의 736mg을 중심으로 하부나 상부로 갈수록 감소되는 경향이었다. 6. 수량구성요소의 절위별 누적분포비율을 주당삭수, 총입수 공히 착삭 제 16 절위까지 전체의 97% 정도, 성숙입수는 제 13 절위까지가 전체의 99%였 다. 7. 천립중은 동일 절위내에서는 어느 절위를 막론하고 중앙삭이 측삭보다 무거웠고 평균 천립중은 중앙삭 2.44g, 측삭 2.08g으로 중앙삭, 측삭 공히 하부 절위일수록 무거웠다. 8. 각 절위별 수량지수의 누적비율은 착삭 제 1절위에서 제 9 절위까지는 전체 수량의 82%, 제11절위까지는 92.0%, 제 13 절위까지는 98.9% 이었으며, 수량결정의 한계절위는 착삭 제 14 절위로 나타났다. 9. 수량형질의 변이를 CV로 비교하여 보면, 개체간 CV는 성숙입중>총입수>삭수>성숙입수>천립중의 순이었고, 절위간 CV는 삭당성숙입중>삭당성숙입수>천립중>절위별삭수>삭당총입수의 순으로 각 형질 공히 개체간 CV 보다 절위간 CV가 현저히 높았다. 10. 착삭절위별 수량형질의 개체간 변이는 하부로부터 착삭 제6 절위가 가장 낮았다.

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화학비료와 발효 돈분 액비 혼용 시용이 호밀(Secale cereale L.)의 생육특성 및 영양성분에 미치는 영향 (Effects of Mixed Application of Chemical Fertilizer and Liquid Swine Manure on Agronomic Characteristics, Yield and Feed Value of Rye (Secale cereale L.))

  • 이상무
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.215-221
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    • 2022
  • 본 실험은 논 토양에서 호밀 재배시 화학비료와 발효 돈분 액비 혼용 시용이 생육특성 및 영양성분에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 실험설계는 화학비료 100% 처리구(C), 화학비료 70% +돈분액비 30% 처리구(T1), 화학비료 50% +돈분액비 50% 처리구(T2), 화학비료 30% +돈분액비 70% 처리구(T3) 그리고 돈분액비 100% 처리구(T4)로 한, 5처리 3반복 난괴법으로 배치하였다. 이때 돈분 액비 시용은 질소량만을 기준으로 하였다. 초장은 처리구들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이삭길이, 엽장 및 엽폭은 각각 C, T3 및 T2구에서 각각 높게 나타났다(p<0.05). 경의 굵기는 T4 > T3 > T2 > T1 > C구 순으로 돈분액비 시용량이 높을수록 높게 나타났다(p<0.05). 건물수량 및 TDN 수량은 T4구가 가장 높게 나타난 반면 C구가 가장 낮게 나타났다(p<0.05). 조단백질, NDF, ADF 및 조섬유 함량에서는 처리구들 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 그러나 조지방 및 조회분 함량에 있어서는 각각 T2 및 T3구에서 높게 나타났다(p<0.05). 총무기물 함량은 돈분액비 시용 비율이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 그러나 총 유리당 함량은 돈분액비 시용 비율이 높았던 T3 및 T4구가 높게 나타난 반면 화학비료 처리구(C) 및 돈분액비 시용 비율이 낮은 구(T1)에서는 낮게 나타났다(p<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때, 수량성(건물수량, TDN수량)과 사일리지 품질에 영향을 미치는 유리당을 고려한다면 화학비료와 돈분액비 혼용하거나 돈분액비를 시용하는 것도 효과적이라고 사료된다.

참느릅나무에서 추출된 catechin 유도체 화합물의 멜라닌 생성 억제 효과 (Tyrosinase Inhibition-mediated Anti-melanogenic Effects by Catechin Derivatives Extracted from Ulmus parvifolia)

  • 황태혁;이효정;강동민;문경미;유재철;안미정;문동규;우동균
    • 생명과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.169-175
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    • 2023
  • 자외선으로 야기되는 피부조직의 손상에 대한 방어기전으로 멜라닌세포는 멜라닌 색소를 생산한다. 이러한 멜라닌 생성에는 tyrosinase 효소가 중추적인 역할을 수행한다. 그러나 과다한 멜라닌 생성은 피부조직에 주근깨와 검버섯 등의 과다 색소침착 병변을 일으킨다. 따라서 tyrosinase 발현이나 활성을 조절함으로써, 과도한 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 발굴하는 것은 임상적인 의미가 있다. Catechin은 tyrosinase 발현을 저해함으로써 멜라닌 생성을 억제하는 화합물로 알려져 있다. 본 연구에서는 B16F10 마우스 흑색종 세포주와 버섯에서 추출된 tyrosinase를 사용하여, 참느릅나무의 줄기 껍질에서 추출 및 동정된 catechin 유도체 화합물(C5A, C7A, C7G, 및 C7X)의 멜라닌 생성 억제 효능을 검증하였다. 먼저, B16F10 세포주에서, 세포독성을 나타내지 않는 농도의 catechin 유도체 화합물 처리는, 모두α-MSH로 촉진된 멜라닌 생합성을 억제하는 효능을 보였다. Catechin 유도체 화합물의 이러한 효능은 멜라닌 생합성 저해제로 잘 알려진 kojic acid와 비슷한 수준이였다. 또한, C5A와 C7A는 버섯에서 추출된 tyrosinase의 효소 활성을 통계적으로 유의하게 억제하였다. 또한, 컴퓨터 분석을 통해 C5A와 C7A는 kojic acid와 유사한 수준으로 tyrosinase의 active site에 결합할 것으로 예측되었다. 이에 더하여, 4종류의 catechin 유도체 화합물 모두가 α-MSH 처리된 B16F10 세포주에서 tyrosinase 단백질 발현을 감소시켰다. 본 연구결과를 종합하면, 참느릅나무에서 추출/동정된 catechin 유도체 화합물은 멜라닌세포의 멜라닌 생성을 효과적으로 억제하였다. 따라서, 본 연구결과는 이러한 catechin 유도체 화합물이 피부의 과다 색소침착 질환 제어를 위한 새로운 조절 물질로 응용될 수 있음을 제시한다.