• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.132-132
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• 2017

고품질 농산물을 대량 생산하기 위한 가장 중요한 것은 적절한 관개관리이다. 생육시기별 작물 재배에 있어서 꼭 필요한 만큼의 물을 필요한 때에 준다면, 농업용수를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 작물의 한발 및 습해에 따른 피해를 최소화 할 수 있을 것이다. 기존의 토양 및 증발산량 기반의 자동 물관리 기술의 경우 직접적으로 작물의 상태변화를 실시간으로 확인할 수 없으며, 측정오차가 크고 작물수량이 많을 경우 측정시간 및 소요비용이 크다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 최근 작물의 수분 스트레스를 비파괴적으로 측정하여 관개계획에 활용하는 연구가 해외에서 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 열영상 기술을 활용한 적정 관개계획 수립과 관련된 국내외 연구 사례를 소개하고, 오이를 대상으로 토양수분함량 변화에 따른 엽온 변화를 측정하고, 실시간으로 작물의 수분스트레스 여부를 분석하기 위한 예비실험을 실시하였다. 엽온 측정을 위해 적외선 센서(CT-300-232, DiWell, Korea)를 사용하였으며, 관개조건에 따른 엽온 및 FDR센서를 이용하여 토양수분변화를 모니터링 하였다. 세 가지 토양수분조건, 즉 200% $ET_c$(과다관개), 100% $ET_c$(적정관개), 30% $ET_c$(과소관개),을 시험구에 조성하고, 각각의 처리구에 따른 엽온변화를 측정하였다. 동일한 대기온도하에서 엽온의 변화를 살펴본 결과, 과소관개한 시험구에서의 엽온변화 폭이 가장 컸으며, 적정관개의 엽온 변화폭이 가장 작게 나타났다. 이는 물관리 조건에 따라 많이 줘도, 적게 줘도 스트레스 요인으로 작용함을 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 실시간 엽온자료와 더불어 기상자료를 활용하여 작물 수분스트레스 지수(Crop Water Stress Index, CWSI)을 산정하고, 이를 관개시설 운영 및 제어에 활용하기 위한 모듈 개발을 수행할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.131-131
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• 2017

작물의 체온인 엽온은 작물의 증발산량 또는 작물의 스트레스와 관련이 있으며, 일반적으로 일사, 풍속, 습도 등 기상조건과 잎의 크기, 형태 등 생리작용 등에 의해 지배된다. 엽온을 작물의 수분스트레스지수, 증발산량 등을 산정하기 위한 인자로 많이 활용되고 있으며, 최근 ICT 기술의 발달로 인해 열영상 카메라, 적외선 센서 등을 활용해서 실시간 측정을 하고, 정보를 작물 생육환경 제어에 활용하는 연구들이 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 시설오이를 대상으로 캐노피 온도(Canopy temperature, $T_c$)와 대기온도(Air temperature, $T_a$)간의 상관관계, 또 ($T_c-T_a$)와 포화수증기압차(Vapor pressure deficit, VPD)와의 관계를 분석하였다. 대기온도와 상대습도를 이용하여 산정된 VPD가 엽온에 미치는 영향을 분석한 결과, 엽온 증가에 따라 VPD가 증가하였으며, 캐노피와 대기온도간의 차이 또한 VPD간에 음의 상관관계($R^2=0.82{\sim}0.89$)가 나타났는데, 이는 대기온도에 따른 엽온과 포화수증기압의 상승이 원인인 것으로 나타났다. ($T_c-T_a$)와 VPD값을 이용하면 작물 수분스트레스(Crop Water Stress Index, CWSI)를 산정할 수 있는 데, 결과값을 분석한 결과 $T_c$와 $T_a$의 차가 적은 경우 CWSI값이 증가함을 알 수 있었다. 향후 연구에서는 추가적으로 다양한 재배환경에서의 캐노피 온도, 포화수증기압차, 그리고 CWSI를 산정하여, 적정 생육 환경조성을 위한 지표로 활용할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2021.10a
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• pp.76-76
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• 2021

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2017.10a
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• pp.117-117
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• 2017

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2019.09a
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• pp.117-117
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• 2019

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 1999.12a
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• pp.244-249
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• 1999

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.362-365
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• 2011

단위면적당 증발산량 중 일부가 식생의 물질 생산에 이용될 수 있는지를 나타내는 지표인 수분 이용효율 (Water Use Efficiency, WUE)은 총 일차생산성(Gross Primary Productivity, GPP)과 단위면적당 증발산량(Evapotranspiration, ET)의 비로 산출된다. 이전 연구들에서의 수분 이용효율의 적용은 수분 스트레스에 대한 작물의 생산성 차이 분석과 같은 작물학과 농림학 분야의 연구들이 대부분이었지만. 기후 변화가 생태계 생산성 또는 에너지 수지에 영향을 미치는 등의 전 지구적 규모의 수문학적 연구에도 적용할 수 있다. 본 연구에서는, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 영상자료에서 1km 해상도로 8일 단위의 총 일차생산성과 증발산량을 산정함으로써 수분 이용효율을 구하였다. 향후에는 산정된 이 지표를 남한지역에 적용하여 수분 이용효율에 대한 지도를 작성하고, 실측된 총 일차생산량과 증발산 값을 이용하여 검증한 후 알고리즘을 개선해 나갈 계획이다.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 1999.11a
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• pp.233-236
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• 1999

생물학적 또는 비생물학적 이유에 의해 성장에 나쁜 영향을 받아 식물이 스트레스를 받게 되면 여러 가지 증상이 나타날 수 있다. 예를 들면, 수분 공급이 부족하거나 잎 표면의 수분 함량의 평형이 깨어지면 광합성과 증산이 줄거나, 기공이 닫혀 잎 표면의 온도가 증가한다. 또한 잎이나 식물 군락으로부터 방사되는 에너지의 양이나 질이 변할 수도 있다. (중략)

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.17 no.4
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• pp.273-282
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• 2008

The relationship between water deficit stress and monodehydroascorbate reductase (MDHAR) activity was determined in lettuce (Lactuca sativa L.) leaves under water stress condition imposed by with-holding water for 72 hrs. Relative water content determined in water deficit stressed lettuce leaves gradually reduced from 91.29% to 74.58%, and water content of medium drastically decreased 4.73% after quitting of irrigation. Hydrogen peroxide content in leaves subjected to water deficit stress rapidly increased, but soluble protein content rapidly decreased when those were compared to control plant. The relationship between relative water content and hydrogen peroxide content in stressed leaves positively correlated with $R^2$=0.8851, but soluble protein content reversely correlated with $R^2$=0.9826. Total chlorophyll content in stressed plant leaves was higher than that of control plant, and increased rapidly in early stage of treatment of both stressed and control plants. Carotenoid content was higher than that of control plant, and the ratio of carotenoid to total chlorophyll in stressed plant was higher as compared to control plant. As water deficit stress continued progressively, total ascorbate content in stressed plant leaves was a little higher than that of control plant. But dehydroascorbate (DHA) content within 6 hr of water deficit stress was higher than that of control plant, and then, content of control plant in 12 hr of stress treatment higher than that of stressed leaves. The activity of monodehydroascorbate reductase of cytosolic and chloroplastic tractions increased dramatically, and mRNA of MDHAR was highly detected by probing $^{32}P$-labeled single stranded MDHAR RNA of lettuce plant leaves subjected to water deficit stress. Relationship between MDHAR activity and relative water content and hydrogen peroxide highly correlated with $R^2$=0.9937 and 0.8645, respectively.

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2021.10a
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• pp.71-71
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• 2021