• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.6_1
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• pp.1225-1234
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• 2023

The intensity of crop water stress caused by moisture deficit is affected by growth and heat conditions. For more accurate detection of crop water stress state using remote sensing techniques, it is necessary to select vegetation indices sensitive to crop response and to understand their changes considering not only soil moisture deficit but also heat conditions. In this study, we measured the MERIS terrestrial chlorophyll index (MTCI) and chlorophyll/carotenoid index (CCI) under drought and heat wave conditions. The MTCI, sensitive to chlorophyll concentration, sensitively decreased on non-irrigation conditions and the degree was larger with heat waves. On the other hand, the CCI, correlated with photosynthesis efficiency, showed less sensitivity to water deficit but had decreased significantly with heat waves. After re-irrigation, the MTCI was increased than before damage and CCI became more sensitive to heat stress. These results are expected to contribute to evaluating the intensity of crop water stress through remote sensing techniques.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.36 no.5_1
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• pp.667-677
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• 2020

Crop water stress can be detected based on soil moisture content, crop physiological characteristics and remote-sensing technology. The detection of crop water stress is an important issue for the accurate assessment of yield decline. The crop water stress index (CWSI) has been introduced based on the difference between leaf and air temperature. In this paper, drone-based thermal infrared image was used to map of crop water stress in water control plot (WCP) and water deficit plot (WDP) over spring chinese cabbage fields. The spatial distribution map of CWSI was in strong agreement with the abnormal growth response factors (plant height, plant diameter, and measured value by chlorophyll meter). From these results, CWSI can be used as a good method for evaluation of crop abnormal growth monitoring.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.225-225
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• 2018

우리나라의 밭의 용수공급시설을 갖춘 면적은 140천ha로 전국 밭면적의 18.5% 수준('15.7월 행정조사)에 그쳐 논에 비해 열악한 수준이다. 밭작물은 작물의 생육시기와 기수, 농업환경에 민감하고 토양수분 부족 및 가뭄에 직접적인 영향을 받는다. 가뭄이 지속되면 토양수분 결핍이 발생하고 식생 수분 스트레스가 증가하여 밭작물의 생산성에 많은 영향을 미치고 있다. 따라서 가뭄시 밭작물의 생산성 저하, 농작물 수급 불안 등 직접적 영향 및 손실을 줄일 수 있는 방안 대책이 시급하다. 밭관개 용수 지역은 대부분 지하수를 개발 이용하고 있는 실정이고, 논에서의 이모작 지역은 부분적으로 지하수를 이용하고 있으나 대부분 강우에 의존하고 있는 상태이다. 시설하우스 지역도 대부분 지하수를 이용하고 있으며 부분적으로 용수로에서 취수하여 사용하고 있다. 밭농업용수확보는 거의 대부분 지하수를 이용하고 있으며 개인관정 이용시 가뭄에 용수부족으로 인한 집단화가 필요하다. 가뭄 상습 밭 지역의 안정적 밭용수 공급을 위해 기존 논농업 위주의 수리시설물을 활용하여 농업용수를 절약하고 아울러 기존의 개별 용수공급 방식 대비 집단화된 관개방법을 통한 농업용수 절약 방안을 연구하고자 한다.

• KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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• v.67 no.2
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• pp.77-84
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• 2022

This study aimed to evaluate the growth, yield, and grain quality characteristics of rice varieties that were subjected to water stress during the tillering stage. We also sought to identify whether water stress could be indicated via the plants' response to chlorophyll fluorescence. In this study, we induced water stress by intentionally cutting off water for 30 days, starting 15 days after transplanting the rice varieties to a greenhouse. We analyzed nine rice varieties, including Ilpum, which is the most frequently cultivated variety in Gyeongsangbuk-do, South Korea. The control group was planted in a paddy field where irrigation was entirely dependent on rainfall. Our results revealed that the heading stage of the nine studied varieties occurred approximately ten days earlier in the rain shelter than in the field. Moreover, the rice yield, head rice rate, and palatability score decreased by 18.6%, 17.1%, and 8.3%, respectively, while protein content increased by 20.2% compared with the control group. The Saenuri and Haimi varieties showed the lowest reduction in yield under the water stress conditions, while the Daebo and Samkwang varieties showed the highest reduction in yield. The chlorophyll fluorescence response after re-irrigation was measured between July 30^th and August 17^th. The ratio of variable fluorescence to maximum chlorophyll fluorescence (F_V/F_M) values failed to recover to their baseline values, resulting in either no change or a reduction in fluorescent response, even after re-irrigation of Daebo and Samkwang varieties. These results can be utilized as empirical data for drought-affected farms to select resistant varieties that can respond to spring drought in the southern plains of Gyeongsangbuk-do.

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2006.04a
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• pp.342-343
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• 2006

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 1997.10a
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• pp.62-63
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• 1997

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.326-326
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• 2019

급격한 기후변화가 지속되면서 농업환경은 다양한 환경적 변화를 직면하고 있다. 기후변화로 일어난 이상기후 중 지구온난화와 이상 강수는 농업활동에 큰 영향을 끼치는 요소로 분석되었다. 특히 이상 강수로 인한 가뭄현상은 작물의 수분 공급을 저해하고 이로 인한 생산량 감소는 영농활동과 식량안보에 부정적 영향을 끼칠 것으로 분석되었다. 현재에도 발생하고 있는 가뭄현상으로 인하여 다양한 관개 방법이 진행 중이나 적절한 필요수량이 아닌 관습적 방법으로 관개를 진행하고 있는 실정이다. 우리나라의 1인당 강수량은 세계 1인당 평균 강수량의 1/6 정도이며, 따라서 수자원 절약이 가능한 효율적인 관개수량의 산정이 시급한 실정이다. 이에 본 연구는 미국 농무성(U.S. Department of Agriculture, USDA)와 텍사스 농업생명연구소(Texas A&M Agrilife Research Center)가 개발한 APEX 모델을 활용하여 1) 강수와 작물의 수분스트레스의 관계 및 특성을 평가하고, 2) 대표작물 세가지(고추, 배추, 콩)에 대하여 고정관개 조건에서 생산량과 관개수량의 관계를 분석한다. 그리고 3) 고정관개 조건을 바탕으로 과거 실측자료, 가뭄 시나리오, 그리고 풍수 시나리오에 대한 자동관개 모의를 진행하였다. 이 결과 현재 다양한 지역에서 행해지는 관행적 관개수량과 차이를 보였다. 따라서 본 연구는 향후 수자원 보존을 위한 밭, 논의 적정 관개수량 연구를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.72-72
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• 2021

가뭄은 수개월, 수년 이상에 걸쳐 서서히 발생 및 지속되며, 식생에 대한 피해가 발생할 때까지 확실한 인식이 어렵다. 최근에는 기후변화로 인하여 가뭄의 발생빈도가 증가하고 있으며, 기상 이상에 따른 다양한 형태의 가뭄이 발생하고 있다. 미국에서 정의한 'Flash Drought'는 비교적 짧은 기간 동안 표면온도의 상승과 비정상적으로 낮고 빠르게 감소하는 토양수분으로 인하여 식생에 대한 극심한 스트레스를 유발하면서 광범위한 작물 손실 및 용수공급 감소 등에 대한 피해를 야기하는 가뭄이다. 국내에서는 Flash Drought에 대한 모니터링이 활성화되지 않았기 때문에 본 연구에서는 '돌발가뭄'이라는 새로운 정의를 제시하면서 토양수분, 증발산량, 강수량, 기온 등의 가뭄 관련 주요인자를 활용하여 국내에서 발생한 돌발가뭄 (Flash Drought)를 감지하고 분석하고자 하였다. 돌발가뭄을 분석하기 위하여 선행연구에서 제시한 가뭄 관련 주요인자 기준 유형, 증발산량 기반 가뭄지수를 활용한 유형 등을 활용하였으며, 지상관측자료로는 국내 76개 종관기상관측 자료를 활용하였다. 또한, 토양수분 자료는 GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) 위성영상 자료를 취득한 후 5 km 공간해상도 자료로 활용하였다. 가뭄지수의 경우 증발산 기반 가뭄지수 중 표준강수증발산지수 SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration), 증발스트레스지수 ESI (Evaporative Stress Index) 등을 활용하여 국내 돌발가뭄 유형에 대한 분석에 적용하였다. 본 연구를 통하여 아직 명확하게 정의되지 않은 돌발가뭄에 대한 유형별 분석 및 국내 돌발가뭄의 수문기상학적 특성을 분석하고자 한다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_1
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• pp.1573-1579
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• 2022

The irrigation schedule system using early detection of crop water stress is required to maintain crop production and save water resource. However, because previous studies focused on the crop under stress dominant condition, the crop physiological properties, which can be measured by remote sensing technique, on early crop water stress condition are not well known. In this study, the canopy temperature, MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI), and Chlorophyll/Carotenoid Index (CCI) are observed on the soybeans given the early water stress using thermal imaging camera and hyperspectral camera. The increased canopy temperature and decreased MTCI are consist with the previous studies which are for the crop of stress dominant-sign. However, the CCI was increased contrary to expectation because it may faster the reduction of carotenoid than chlorophyll in early stage. These behaviors will be useful to not only develop the irrigation system but also using the early detection of crop stress.

• KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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• v.56 no.3
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• pp.183-191
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• 2011

This study was undertaken to collect basic knowledge of Jatropha which is one of bio-energy crops, based on the understanding of physiological and molecular aspects under salt and drought conditions. The treatments were followed as: 100, 200 and 300 mM NaCl for salt stress and 5, 10, 20 and 30% PEG for drought stress for 8 days, respectively. Leaf growth, stomatal conductance, chlorophyll fluorescence and gene expression of aquaporin (JcPIP2) of Jatropha were investigated. From 2 days after treatments, plants treated with higher than 100 mM NaCl and 10% PEG respectively were significantly suppressed in leaf length, width, and stomatal conductance, but 5% PEG treatment showed that plant growth was improved more than control plant. Semi-quantitative RT-PCR analyses revealed that the JcPIP2 gene was expressed in root, stem, cotyledon and leaves. It was not detected in leaves at 200 and 300 mM NaCl treatments. However, transcripts of JcPIP2 were induced in roots and stems under salt and drought conditions compared to those of healthy plants. Therefore, it was concluded that JcPIP2 plays an important role in improving drought tolerance.