Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제28권3호
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pp.617-624
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2017
주로 노지에서 재배되는 배추는 기상 여건에 따라 생산량의 변화가 크고, 대체 작물의 존대로 인해 가격 변동이 크게 나타난다. 기존의 연구에서는 실제 기상정보를 활용해 배추의 생산량을 예측하였으나, 본 연구에서는 실제 기상정보가 아닌 웹상의 비정형 농업기상 정보를 활용하여 도매가격을 예측하였다. 2009년 1월부터 2016년 10월까지 포털사이트에서 배추를 포함한 문서를 수집하여, 수집된 문서 내에 나타난 기상 관련 키워드를 추출하였다. 도매가격만을 이용해 자기회귀 (autoregressive; AR)모형으로 작형별 출하시기인 1, 5, 8, 11월을 예측한 단순모형과 비정형 농업기상 정보를 추가적으로 활용해 AR모형으로 예측한 농업기상모형을 비교하였다. 그 결과 비정형 농업기상 정보를 활용한 농업기상모형의 성능이 더 우수하고 예측력에 도움이 되는 것으로 나타났다.
신나밀계 화합물은 다양한 생물에 넓게 분포하는 생물 2차대사산물로 잘 알려져 있으며, 여러 생리활성이 규명되었다. 하지만, 작물의 생장조절기능성 연구결과는 잘 알려져 있지 않아, 본 연구에서는 신나밀기를 갖는 acid, amide, alcohol, aldehyde, ester등 46종의 유도체를 대상으로 발아와 유근생장억제능을 비교평가 하였다. 시험 결과, cinnamyl group을 기본 골격으로 하는 화합물의 경우 carboxylic acid group보다는 ester, amide, aldehyde와 같은 functional group에서 유근생장 억제능이 쉽게 관찰되는 것으로 확인되었다. 또한, EWG는 meta-position에 위치할 때 가장 효과가 높은 것으로 확인되었으며, cinnamamide, 3-chlorocinnamic acid와 4-methoxycinnamaldehyde는 100 mg/L 미만의 처리농도에서 배추에 대한 발아억제를 일으키지 않으며, 유근생장 생장억제기능성이 높아 작물 생장억제제로 사용가능한 cinnamyl 유도체임을 확인하였다.
작물의 수량과 품질은 저온 및 고온 스트레스에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 배추에서의 스트레스 저항성과 연관된 분자마커를 개발하기 위하여 저온에서의 스트레스 저항성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 alternative oxidase (AOX) 합성 유전자 관련 분자 마커를 개발하였다. 총 15개의 AOX 합성 유전자와 관련된 Brassica rapa ESTs를 arabidopsis AOX 합성 유전자 염기서열을 이용하여 찾을 수 있었다. 이를 이용하여 고온에서 상대적으로 약한 '지부'품종과 상대적으로 강한 '권심' 사이에서 DNA 염기서열을 조사하여 4개의 ESTs에서 insertion 또는 deletion을 찾았고 PCR로 확인 가능한 4개의 공동우성 마커를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 분자마커는 배추 작물에서 환경스트레스 저항성과 유전적 연관성을 확인하는데 유용하게 사용될 수 있다고 기대된다.
유기재배 밭에서 가묘상과 헛묘상을 이용한 잡초관리 가능성을 탐색하기 위하여 봄, 가을 노지작물 재배시험을 수행하였다. 가묘상은 작물재배 2-4주 전에 설치한 후 갈퀴를 이용하여 천경하거나 화염처리로 제초하였다. 배추, 콩, 고추, 옥수수를 재배한 봄작기 시험에서 가묘상처리에 따른 잡초억제율은 각각 65-73%, 50-55%, 9-55%, 8-33%로 많은 차이를 나타내었다. 작물의 생육과 수량을 고려할 때 배추, 콩, 옥수수 등은 가묘상을 이용한 잡초관리 가능성이 있다고 판단된다. 헛묘상을 이용한 가을작기 시험은 배추, 시금치, 당근을 재배하였는데 잡초억제율은 각각 18?39%, 40?77%, 37?38%로 가묘상을 이용한 봄작기보다 낮았고 생육과 수량도 좋지 않아 적용 가능성이 적었다.
해충방제에 있어서 곤충병원성 곰팡이는 화학농약을 대체할 수 있는 생물학적 방제인자로써 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 나비목의 파밤나방과 배추좀나방 유충은 다양한 작물에 피해를 주는 주요 해충이지만 다양한 살충제에 대한 높은 저항성으로 인해 효과적인 방제가 이루어지지 않고 있다. 안동에 위치한 파재배지에서 채집한 파밤나방 유충에서 곰팡이 균주를 분리하였고, 이 균주의 형태적 특성과 분자생물학적 특성에 관하여 동정하였다. 그 결과, 기존의 Beauveria bassiana와 동일함을 확인하였고, B. bassiana ANU1으로 명명하였다. B. bassiana ANU1의 병원성 조사는 파밤나방과 배추좀나방 2령 유충을 대상으로 수행하였다. 파밤나방과 배추좀나방에 대한 반수치사농도는 각각 $2.7{\times}10^3$과 $0.9{\times}10^3conidia/ml$이었으며, 반수치사시간은 각각 65.6과 60.8시간으로 조사되었다. 또한 B. bassiana ANU1는 상대습도 50% 조건에서 일정온도 ($20^{\circ}C-30^{\circ}C$)와 $25^{\circ}C$의 온도에서 40%-70%의 습도조건에 노출되었을 때 $10^7conidia/ml$의 농도에서 파밤나방과 배추좀나방 유충을 대상으로 높은 병원성을 나타내었다.
인산(燐酸)과 가리(加里)가 다량(多量) 축적(蓄積)된 시설재배지(施設栽培地) 토양(土壤)에서 토양검정(土壤檢定)에 의한 시비효과를 검토(檢討)하여 시비관리(施肥管理) 기술(技術)을 확립(確立)코자 토양(土壤)에서 배추와 시금치를 공시작물(供試作物)로 하여 재배(栽培) 시험(試驗)을 한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 배추 및 시금치 모두 토양검정구(土壤檢定區)는 관행구(慣行區)에 비하여 Av. $P_2O_5$, Ex. K, EC, $NO_3-N$의 함량(含量)이 낮아지는 경향(傾向)이었다. 2. 배추수량(收量)은 관행구(慣行區)와 토양검정구간(土壤檢定區間)에 큰 차이(差異)가 없이 대등(對等)하였으나 시금치 수량(收量)은 오히려 토양검정구(土壤檢定區)에서 더 많았다. 3. 배추와 시금치 잎의 무기성분(無機成分) 함량(含量)은 무비구(無肥區)에서만 약간 낮아졌을 뿐 시비량(施肥量)의 다소(多少)에 따라 큰 차이(差異)가 없었다. 4. 배추의 부패율(腐敗率)은 상온(常溫) 저장(貯藏)의 경우 PE(Polyethylene Film) 포장(包裝)에서는 관행구(慣行區)에 비(比)해 감비구(減肥區)가 빨랐으나 무포장(無包裝)에서는 처리(處理)간에 차이(差異)가 없었으며, 저온저장시(低溫貯藏時)에는 PE 포장(包裝) 및 무포장(無包裝) 공히 감비구(減肥區)에서 약간 높은 경향(傾向)이었다. 5. 시설채소(施設菜蔬) 연작지(連作地)에서 토양검정(土壤檢定)에 따른 시비절감량(施肥節減量)을 보면 배추는 관행대비(慣行對比) 인산(燐酸)은 19kg, 가리(加里)는 7kg/10a, 시금치의 경우는 인산(燐酸)과 가리(加里) 공히 22kg/10a를 절감(節減)할 수 있었다.
본 연구는 가을 배추 산지로 알려진 지역의 토양내 P. brassicae 의 오염 조사를 통하여 배추 뿌리혹병 방제의 기초 기술을 확립하고자 수행하였다. 배추과 작물에 뿌리혹을 유발하는 P. brassicae를 검출하기 위한 PCR primer를 개발하였다. PbbtgF761과 PbbtgR961의 primer 세트는 P. brassicae에 특이적인 245 bp 크기의 밴드를 증폭하였다. 가을 배추 재배지로 알려진 해남군은 33곳 중 10곳, 영암군 및 영광군은 13곳 중 5곳, 고창군은 6곳 중 1곳, 홍성군은 12곳 중 2곳, 당진시는 17곳 중 5곳이 P. brassicae에 오염된 것으로 나타났다. 토양내 P. brassicae에 의한 오염률 조사에서 해남군 30.3%, 영암군 및 영광군 38.5%, 고창군 16.7%, 홍성군 16.7%, 당진시 29.4%로 나타났다. 배추 뿌리혹이 육안으로 확인된 6곳은 PCR 검정에서 토양내 P. brassicae를 100% 확인할 수 있었다. 따라서 토양내 P. brassicae의 오염을 PCR 진단을 통해 화학적 방제여부를 결정하는 지표로 활용할 수 있을 것이다.
본 논문에서는 1981년 이후 중간 강도 이상의 엘니뇨가 발생한 해의 노지 봄배추의 단위면적당 생산량의 변화를 분석하였다. 엘니뇨가 발생한 해(n=16)의 전국 평균 노지 봄배추의 생산량은 $4,016{\pm}342kg\;10a^{-1}$으로 미발생한 해(n=20)의 전국 평균 노지 봄배추의 생산량($3,800{\pm}370kg\;10a^{-1}$)보다 단위면적당 216kg 적었지만, 통계적으로는 유의하지 않았다(t=1,812, p=0.078). 또한, 엘니뇨가 종료한 해의 전국 평균 노지 봄배추의 생산량이 엘니뇨가 시작한 해와 엘니뇨가 미발생한 해보다 낮은 경향을 보였지만, 이 또한 통계적으로 유의하지 않은 것으로 분석되었다(df=2, f=2.195, p=0.127). 하지만, 강원도와 경상북도에서는 엘니뇨가 종료한 해의 노지 봄배추의 단위면적당 생산량은 통계적으로 유의하게 엘니뇨가 시작한 해와 엘니뇨가 미발생한 해보다 줄어드는 것으로 분석되었다. 이러한 원인으로 노지 봄배추 재배기간의 일조부족 현상이 1차적으로 조사되었으나, 앞으로 작물기상환경 측면에서 엘니뇨 발생이 작물생산성에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 필요할 것이다.
식물체가 건조 스트레스를 받으면 각 기관 물질 생산의 변이, 분화 및 발달 억제를 통해서 식물의 생산활동을 현저히 저하시켜, 식물의 생장, 형태, 개체발생 및 대사생리에 영향을 미치는 것으로 연구되어 왔다. 최근 기후 온난화로 인해 온도가 점진적으로 상승하고 가뭄과 같은 이상기상이 빈번하게 발생함에 따라 많은 노지 작물의 농업 생산성이 약화되고 있다. 배추는 우리나라의 대표적인 식품 중 하나인 김치의 주재료로 연중 안정적인 생산과 공급이 필요시 되지만, 배추의 경우 건조 조건에서 엽육조직의 붕괴와 같은 생리장해가 발생되기 때문에 최근 발생되고 있는 이상 기후의 영향으로 안정적인 생산이 어려워지고 있는 실정이다. 하지만, 배추에서는 이상 기후에 대응이 가능한 내건성 품종의 육성을 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 내건성이 높은 배추 개발을 위한 기초소재를 찾는 것을 목적으로 농촌진흥청 유전자원센터에서 보존하고 있는 재래종 배추 30계통을 분양받아 강릉원주대학교 생명과학대학 내의 조직배양실을 이용하여 연구를 수행하였다. 배지는 Tissue Culture Square Dish(125×125×20mm)에 Agar를 녹여 40ml씩 분주하여 고체배지를 조성한 후, 건조 처리구 Polyrthylene glycol 6000(PEG) 0%(Control), 20%(Mild Stress), 30%(Severe Stress)를 설정하여 60ml씩 추가 분주하여 배양기 28℃에서 15시간 처리를 하였다. 분양받은 각 계통의 종자는 1% 차아염소산 나트륨으로 10분간 종자표면을 살균한 후, 5번 정도 멸균수로 헹군 후, 표면 살균한 재래종 종자를 고체배지 시험관에 6립씩 치상하였다. 식물체 생육은 각 처리구별 3반복으로 하였으며 주간 12시간 주기, 광도 2,400Lux, 온도 20℃의 조직배양실에서 치상 후 7일간 생육하였다. 치상 후 7일간 생육시킨 식물체를 채취하여 지상부생체중, 지하부 생체중, 뿌리 길이를 측정하였으며, 지상부와 지하부로 나누어 50℃에서 72시간 건조시킨 후, 건물 생산량을 조사하였다. 본 실험 결과 건조 처리(PEG-6000)는 배추의 생장을 저해하였지만, 생육 저해 정도는 계통간의 차이가 있는 것을 관찰할 수 있었으며 무처리구와 스트레스 처리구간의 생장량 변화 정도를 기반으로 군집분석을 수행한 결과 'IT110483'과 'IT104903' 계통이 실험에 공시된 계통들 중 상대적으로 강한 건조 내성을 가진 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 재래종 배추 계통 중 일부는 건조내성이 강한 새로운 배추 품종을 육성하는데 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
시설재배지 토양의 잔류농약 모니터링 결과 검출빈도가 높게 나타난 endosulfan과 procymidone을 대상으로 열무, 배추, 무, 당근에 대하여 흡수 이행 정도를 구명하여 수확농산물의 농약안전성을 확보할 수 있는 토양 중 잔류 한계농도를 설정하고자 실내시험을 수행하였다. 양액에 농약을 처리하여 배추를 재배하였을 때 침투이행성인 procymidone은 쉽게 이행되어 endosulfan보다 약 3.8배 높은 농도로 존재하였으며, 양액 중 농약의 농도가 높아질수록 식물체의 생육이 위축됨을 보였다. Endosulfan은 토양처리 최고농도인 10 mg/kg 수준까지 배추, 열무, 무에 대해서는 농약잔류허용량(MRL) 미만으로 이행되었으나 당근의 경우 MRL인 0.2 mg/kg을 초과하지 않는 토양 중 농도는 1 mg/kg으로 조사되었다. Procymidone은 토양처리 최고농도인 10 mg/kg 수준까지 열무에 대해서는 MRL 미만으로 이행되었으나 배추는 적용되는 MRL인 5.0 mg/kg, 무, 당근의 0.2 mg/kg을 초과하지 않는 토양 중 농도는 각각 10, 2, 1 mg/kg이하로 조사되었다. 농약의 작물체내로의 흡수이행정도는 살포 후 시간이 경과되어 농약이 숙성된 토양으로부터가 살포 직후 토양에서보다 낮은 것으로 나타났으며, 두 약제 모두 열무보다는 배추가, 당근보다는 무가 흡수 이행이 잘 되는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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