• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.379-386
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• 2021

본 연구 목적은 미세조류 대량생산을 위한 ICT와 BT기술이 융합된 계단식 연속 배양 시스템(CCCS)을 개발함에 있다. 본 시스템은 미세조류 성장에 필요한 주요 운전변수인 pH, 온도, 이산화탄소와 조도 제어를 통해 실시간 배양조건 유지를 통해 세포성장 증진과 계절과 장소에 관계없이 미세조류를 생산할 수 있어 경제성이 확보 된 시스템이다. 또한, 안정적이고 높은 생산성을 제공하는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 이 시스템을 활용하여 71일간 미세조류를 배양하고 실험 데이터를 분석하였다. 그 결과, 배양초기 O.D.는 수조1에서 0.006로 측정되었으며 이후 배양 71일, O.D.는 수조1: 0.399, 수조2: 0.961, 수조3: 0.795 그리고 수조4: 0.438로 측정되었다. 따라서 배양기간 동안 연속적인 배양이 가능함이 확인되었다. 대량 배양 방식인 ISMC (In-situ monitoring and control)기반 스마트팜을 제시하고, 본 개발기술을 통해 미세조류 이외의 수경재배 기반의 약용식물 등에 적용하여 식품, 화장품 그리고 의료 소재용 고부가가치 식물 재배에도 적용이 가능한 상업화 적합 기술이라 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1573-1579
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• 2022

기후변화에 따른 우리나라의 빈번한 가뭄에 따라 작물 생산량은 보존하면서 수자원 관리를 극대화하는 방법으로 작물 가뭄스트레스를 조기 탐지하여 적기에 적량이 관수되는 방식이 최근 주목받고 있다. 하지만, 대부분의 선행연구들은 가뭄스트레스가 상당히 진행되어 표징이 뚜렷한 시기에 실험되고 있어 가뭄 스트레스 초기에 원격탐지 될 수 있는 생리적 특징이 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 콩을 대상으로 초기 수분 스트레스 시기에 열화상 카메라와 초분광 카메라 촬영을 수행하였다. 스트레스 우세 시기 작물 대상의 선행연구들 결과와 마찬가지로 엽온은 높아졌으며, 엽록소 함량을 대표하는 MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI)는 감소하였다. 하지만, 오히려 광합성 능력을 나타내는 Chlorophyll/Carotenoid Index (CCI)가 증가하는 경향이 나타났다. 이는 스트레스 우세 상태와 마찬가지로 가뭄스트레스 초기에도 엽록소와 카로티노이드(carotenoid) 감소가 동시에 일어났지만, 처음의 카로티노이드 감소 속도가 엽록소에 비해 컸기 때문에 일시적으로 엽록소에 대한 카로티노이드 비율이 낮아져서 CCI가 높아진 것으로 사료된다. 이러한 스트레스 초기 반응은 조기탐지 알고리즘 개발에 유용할 것으로 기대한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권1호
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• pp.15-23
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• 2022

본 연구는 관행과 유기논에 서식하는 저서성대형무척추동물의 군집특성 및 군집안정성을 알아보고자 수행되었다. 조사는 2009년부터 2011년까지 수원, 안성, 보은, 군산, 김제, 함양 등 6개 지역의 유기논과 관행논을 대상으로 1년에 5회에 걸쳐 실시하였다. 전 지점에서 출현한 저서성대형무척추동추동물은 총 3문 6강 16목 47과 84종이었다. 서식기능군은 기어오르는무리 (Climbers), 헤엄치는무리 (Swimmers), 기는무리 (Sprawlers)가 대부분을 차지하였으며, 섭식기능군은 잡아먹는무리 (Predators)인 잠자리목 (Odonata), 딱정벌레목 (Coleoptera), 노린재목 (Hemiptera)이 대부분을 차지하는 것으로 나타났으나, 관행과 유기논에서 군집구조의 확연한 차이는 나타나지 않았다. 관행논과 유기논에서의 군집안정성 분석에서는 관행논에 비해 유기논에서 I 그룹에 속하는 종인 애물땡땡이 (Sternolophus rufipes), 잔물땡땡이 (Hydrochara affinis), 좀물땡땡이 (Helochares nipponicus) 등 이동성이 강한 종과 자연생태계에서 서식하는 고추잠자리 (Crocothemis servilia)가 비교적 중요한 종인 것으로 나타났다. 결론적으로 1차 소비자인 깔따구류 (Chironomidae spp.), 모기류 (Dixidae sp.) 등이 풍부한 유기논에서는 이를 먹이원으로 하는 딱정벌레류의 도입이 관행논보다 더 높은 것으로 나타났다.

• 인삼문화
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• 제6권
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• pp.105-115
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• 2024

산림 속 자연환경 조건에서 자생하던 야생 산삼은 수백 년 동안 인간의 간섭과 지혜가 더해지면서 지금의 재배 인삼으로 이어져 오고 있다. 인삼농업은 우리나라 여러 지역에서 계승해 오고 있지만, 금산 지역 인삼농업은 역사성과 전통지식 시스템, 농업생물 다양성, 농업경관 등 세계중요농업유산 지정기준에 적합하다는 평가를 받아 2018년 국제연합 세계식량기구(FAO)로부터 세계중요농업유산(GIAHS)으로 지정 받았다. 금산 지역 전통인삼농업은 장기간(10~15년)의 사이클이 여러 번 반복되면서 구축된 지속 가능한 토지 이용 방식인 '순환식 이동 농법'을 계승해 오고 있으며, 경작지의 향과 바람의 순환을 중시한 재배지 선정 지혜를 보유하고 있다. 또한 선인들의 지혜와 지식이 고스란히 담긴 인삼재배지 예정지관리 기법 등 전통적 지식체계를 현재까지 유지하고 있다는 점이 농업유산가치로 높게 평가받은 것이다. 2023년 12월 현재 세계중요농업유산으로 지정된 곳은 26개국 86개소인데, 금산 지역 인삼농업이 인삼 작물로서는 세계 최초이자 유일하게 지정 받았다. 이것은 대한민국이 고려인삼 종주국으로서의 위상을 확보한 매우 의미 있는 역사적 기록이라 할 수 있다.

• 한국버섯학회지
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• 제22권1호
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• pp.27-30
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• 2024

본 연구실에서는 송이의 인공재배 조건 확립을 목표로 세균을 활용한 생장촉진 유도실험을 진행하였으며, 봉화에서 확보한 7 점의 세균에 의한 송이 균사체의 생장촉진 결과를 확인하였다. 생장촉진 효과가 가장 높았던 3 점의 세균 B22_7_B06, B22_7_B07, B22_7_B08은 Paenibacillus 속으로 확인되었다. 그러나 이러한 배양된 송이 균사체의 생장면적 측정 이외에 다양한 방식을 통한 균사체 생장결과 확인 기준이 필요한 실정이며, 이에 향후 확보된 세균들이 모두 그람 양성균인 것에 착안하여 각 세균들로부터 대사산물을 추출한 후 (Eltokhy et al., 2021), 추출한 대사산물을 활용하여 송이 균사체의 세포외 효소활성 변화 정도를 측정하여 보다 체계적인 송이 균사체 생장촉진 데이터를 확보하고자 한다. 더불어 미생물에 의한 송이 균사체 생장촉진 사례 데이터를 지속적으로 축적하여 송이 종류에 따른 미생물의 생장촉진 효과의 다양성을 확보하고 확보된 촉진균으로 부터 추출한 물질이 함유된 영양 배지를 활용하여 송이 인공재배를 위한 생태모방에 기여하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.466-474
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• 2023

우리나라 정부는 논·밭 범용화 사업을 적극적으로 추진하고 있다. 그러나 범용 농지의 배수 불량을 해결하기 위한 암거배수 등의 기술이 필요하여 설치 및 관리 비용이 높아진다. 본 연구는 논 배수 불량과 관련된 문제를 해결하기 위한 코이어 폐배지를 활용하여 유망하고 지속 가능한 접근 방식을 제시할 수 있다. 콩을 논 토양 및 코이어 폐배지에서 두 재식 간격(80×20cm 및 60×20cm)으로 재배하였다. 공극률과 우수한 배수성을 특징으로 하는 코이어 배지를 재활용함으로써, 토양의 물리적 특성과 작물 생산성 및 품질을 모두 향상시키는 데 우수한 결과를 도출했다. PS 처리구와 비교하여 CS 처리구에서 수확량이 41.4% 증가하였고, 단백질 함량은 21.3% 증가하였다. 기존의 논의 범용 농지 전환을 위한 높은 초기투자비용 및 유지비용을 줄일 수 있는 해당 기술은 국내외 농가에게 높은 경제성과 환경 친화적인 범용 농지 재배 기술을 제공하고 범용 농지가 가지고 있는 배수 불량 문제를 해결하며 농업 폐기물 관리에 기여함으로써 다양한 사회적 솔루션을 제공할 수 있다. 이는 현대 농업에서 지속 가능한 농업과 진화하는 농업에 의거한 경종적 방법을 제시한다.

• 한국조경학회지
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• 제48권5호
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• pp.59-66
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• 2020

최근 이상기후 등 기후변화에 적응하고 관상가치가 높은 상록활엽수의 활용을 높이기 위한 재배 및 관리 기술이 요구되고 있다. 종가시나무 (Quercus glauca Thunb.) 1-2묘를 공시수종으로 하여 10개월간 경남 진주시 금산면에 위치한 산림바이오소재연구소 월아 시험림에서 1m×22.5m 크기의 묘상을 만들어 부직포 멀칭 소재 60g/㎡, 80g/㎡ 두 종류와 멀칭 방식 겹치기, 구멍뚫기 두 방식 그리고 멀칭을 하지 않은 대조구 총 5개 처리구로 각각 92본씩 시험지를 조성하였다. 부직포 멀칭 소재 60g/㎡ 겹치기 방식은 대조구와 비교 시 묘고는 약 1.9배 근원경은 약 1.1배 더 높은 값을 보였으며, 처리 간의 통계적 유의성은 없었다. 건전한 묘목은 H/D ratio 7.0 이하, T/R ratio 3.0 이하, 부위별 물질 생산량 값이 높은 조건으로 분석 결과, 이를 만족하는 것으로 조사되었다. 멀칭 처리에 따른 묘목의 품질을 평가할 수 있는 LWR, SWR, RWR 값을 대조구와 비교해 보면, 잎과 줄기를 포함하는 지상부의 생장은 증진되었지만, 뿌리를 포함하는 지하부의 생장은 대조구 값이 높은 경향을 보였다. 이를 바탕으로 묘목의 종합적인 품질을 평가할 수 있는 SQI 값은 대조구와 멀칭 처리간의 유의적인 차이가 있는 것으로 나타나, 멀칭 처리에 따른 생육증진 효과가 있음을 확인하였다. 엽록소 함량 분석에서는 대조구와 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났는데, 대조구의 잡초 발생이 환경스트레스로 작용하여 엽록소 함량의 저하를 야기한 것으로 판단된다. 부직포 멀칭 소재 80g/㎡ 겹치기 방식은 잡초 발생량이 대조구 대비 약 4배 더 적게 발생하며, 식재지 조성인력과 제초작업에 소요되는 총 작업인력은 3.3인/100㎡/1일이 소요되는 것으로 조사되었다. 멀칭처리는 묘목의 생장과 품질 그리고 제초에 유의적인 차이가 있는 것으로 나타나 생육증진 효과가 있으며, 대규모 식재지를 포함한 일반수목 생산지에서의 제초작업에 투입되는 인력수급의 경제적인 부담을 줄일 수 있는 대안으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.43-51
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• 2020

군락 광합성 모델의 도출을 위하여 생육 챔버가 필요하며, 이를 위한 광합성의 효율적인 측정 방법이 필요하다. 본 연구의 목적은 내부 환경 제어가 가능한 생육 챔버를 이용하여 광도 및 이산화탄소 농도 변수를 갖는 로메인상추(Lactuca sativa L.)의 군락 광합성 곡선을 도출하는 방법을 확립하는 것이다. 실험에 사용한 상추는 식물공장 모듈에서 재배되었으며, 군락 광합성을 측정하기 위하여 아크릴로 제작된 생육 챔버(1.0x0.8x0.5m)를 이용하였다. 첫 번째로, 다음의 두 방법을 적용하여 측정된 군락 광합성 속도를 통해 각 방법의 시정수를 계산하여 비교하였다. 즉, 1) CO₂ 농도를 고정(1,000μmol·mol^-1) 하고 광도를 변화(340, 270, 200, and 130μmol·m^-2·s^-1) 시키거나, 2) 광도를 고정(200μmol·m^-2·s^-1)하고 CO₂ 농도를 변화(600, 1,000, 1,400, and 1,800μmol·mol^-1) 시켰다. 두 번째로, 1)과 2)의 방식을 적용하여 군락 광합성을 측정했을 때, 특정 광도(200μmol·m^-2·s^-1)와 특정 CO₂ 농도(1,000μmol·mol^-1)에서 측정된 군락 광합성 속도 값을 비교하였다. 실험 결과 CO₂ 농도를 변화시키는 방식의 시정수는 광도를 변화시키는 방식에 비해 3.2배 큰 값을 나타내었다. 광도를 변화시키며 측정할 때 군락 광합성 속도는 1분 이내에 안정되었고, CO₂ 농도를 변화시킬 경우에는 6분 이상의 시간이 소요되었다. 따라서 광도를 변화시키는 측정 방식이 생육 챔버를 이용하여 작물의 군락 광합성 속도를 측정할 때 적합한 방식임을 확인하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권3호
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• pp.129-141
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• 2023

작물 모형은 작물의 유전적 특성을 나타내는 품종모수를 요구하며, 품종모수는 작물의 개별 품종별로 추정되어야 한다. 품종모수의 추정에는 고품질의 많은 생육 자료가 요구되지만, 자료의 생산에 상당한 비용이 필요하다. 비교적 낮은 품질의 가용성이 높은 자료를 활용하는 대신, 대량의 랜덤 모수를 생성하고 이를 평가하여 품종모수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 SIMPLE 작물 모델의 불확도를 최소화하기 위해 품종모수 추정 방식을 비교하고, 두 앙상블 방식과 대한 비교를 하였다. 모수 추정을 위한 Metropolis-Hastings (MH) 알고리즘에 대한 목적함수로 로그 가능도(log-likelihood: LL)와 generic composite similarity measure (GCSM)를 사용하였다. 또한 품종모수의 평균값을 사용한 예측(E_pm)과 개별 모수들로부터 얻어진 추정값의 평균값(E_em)의 일치도를 분석하여 앙상블 방식에 따른 불확도 변화를 파악하였다. 국내에서 재배되는 사료용 벼 품종인 조우 벼와 영우 벼를 대상으로 품종모수를 추정하였다. 2013년, 2014년, 2016년에 대한 수원, 전주, 나주, 익산에 위치한 실험포장에서 얻은 수량 관측 자료를 사용하였다. 또한 2016년부터 2018년까지 수원에서 보고된 별도의 수량 관측 자료를 사용하였다. 목적함수에 따라 추정된 품종모수의 분포에 차이가 있었다. LL을 통해 얻은 품종모수는 GCSM으로 얻은 품종모수보다 좁은 범위에 분포하였다. 두 가지 앙상블 접근법은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않음을 확인하였다. GCSM의 상대적으로 높은 불확도는 수용확률을 조정하여 낮출 수 있다고 사료되고, E_pm의 결과는 기존과 다른 앙상블 방식을 통해 적은 연산을 통해 불확도를 낮출 수 있음을 보인다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권5호
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• pp.350-355
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• 2004

본 연구는 분무경 방식을 이용한 arbuscular 균근균 접종원의 대량배양증식을 위하여 기주식물의 종류와 분무양액의 P 농도 등에 따른 균근감염율 및 감염양상 변화 등을 비교하였다. 기주식물 선발에서는 고구마와 토마토가 수단그라스와 질경이에 비해 우수하였다. 또한 인산농도가 5 또는 $10{\mu}M$ 보다 $20{\mu}M$의 수준으로 높아질수록 뿌리의 생성량이 많아진 반면, 뿌리의 균근감염은 인산농도가 낮을수록 높고, 하부 뿌리로 갈수록 arbuscular 균근균 감염율이 낮아지는 경향을 보였으며 감염율은 18.6~26.0% 범위였다. 16주후의 포자형성을 조사한 결과 신선중 1 g 당 500개의 포자가 형성되었고, 분무생육상당 생산된 포자는 총830.479개였다.