• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.295-304
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• 2022

본 연구는 수수의 수확량 추정을 위해 무인기로 취득한 RGB 영상과 YOLOv5를 이용하여 수수 이삭 탐지 모델을 개발하였다. 이삭이 가장 잘 식별되는 9월 2일의 영상 중 512×512로 분할된 2000장을 이용하여 모델의 학습, 검증 및 테스트하였다. YOLOv5의 모델 중 가장 파라미터가 적은 YOLOv5s에서 mAP@50=0.845로 수수 이삭을 탐지할 수 있었다. 파라미터가 증가한 YOLOv5m에서는 mAP@50=0.844로 수수 이삭을 탐지할 수 있었다. 두 모델의 성능이 유사하나 YOLOv5s (4시간 35분)가 YOLOv5m (5시간 15분)보다 훈련시간이 더 빨라 YOLOv5s가 수수 이삭 탐지에 효율적이라고 판단된다. 개발된 모델을 이용하여 수수의 수확량 예측을 위한 단위면적당 이삭 수를 추정하는 알고리즘의 기초자료로 유용하게 활용될 것으로 판단된다. 추가적으로 아직 개발의 초기 단계를 감안하면 확보된 데이터를 이용하여 성능 개선 및 다른 CNN 모델과 비교 검토할 필요가 있다고 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.204-211
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• 2022

고품질의 작물을 재배하기 위해 광은 필수적인 환경조건이다. 겨울철에는 다른 계절에 비해 일사량이 저조하므로 보광처리를 이용해 작물의 생육과 수확량을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 약광기 동안 고추 온실재배를 위한 경제적인 보광 광원을 선발하기 위해 수행되었다. 풋고추(Capsicum annuum 'Super Cheongyang')는 2019년 9월 5일에 정식하였다. 보광처리는 2020년 1월 1일부터 2020년 3월 31일까지 수행되었다. White LED(R:G:B = 5:3:2, W LED), RB LED(red:blue = 7:3, RB LED), 고압나트륨등(high pressure sodium lamp, HPS)을 광원으로 사용하였다. 무처리를 대조구로 사용하였다. 고추의 초장, SPAD, 마디 수는 보광 광원에 따른 유의적인 차이가 없었다. 그러나 분지 수는 RB LED 광원에서 가장 많았다. 또한 보광은 고추의 광합성을 증가시켰으며, 특히 RB LED에서 보광기간 동안 가장 높은 광합성률을 보였다. 또한 고추의 수확량은 보광처리에서 증가하였고, RB LED는 다른 광원에 비해 가장 높은 수확량을 보였다. 소비전력은 W LED가 가장 높았고 HPS 조명이 가장 낮았다. 경제적인 측면에서 RB LED를 이용한 보광처리는 다른 광원에 비해 높은 경제성을 가졌다. 결론적으로 이러한 결과는 고추 온실에서 약광기 동안 보광 광원으로 RB LED를 사용하는 것이 수확량과 경제성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권2호
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• pp.133-141
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• 2022

Bulbophyllum auricomum Lindl.은 희귀 난초이며 매력적인 향기가 지닌 꽃이 피어난다. 본 연구는 미세 증식을 위한 조직 배양 방법을 조사하였다. 인공 자가 수분으로부터 파생된 캡슐은 MS 기본 배지에서 최상의 종자 발아를 위해 얻어진다. 식물 성장 조절제(1.0 mg/L의 BAP 및 2.0 mg/L의 NAA)는 원괴체 유래 유사구근 절편체의 캘러스 유도에 영향을 받았다. 캘러스 계대배양을 위해 10가지 처리 배지에서 다른 천연물 추출물을 테스트하였다. 이 중 150ml/L 코코넛 워터를 첨가한 MS 배지는 일반적으로 1개월 및 2개월에 생중량(1.75 ± 0.08) 및 (3.01 ± 0.20) 캘러스 증식 및 PLB 유도에 효과가 있었고, 그 다음으로 바나나 30g/L와 감자 추출물 20g/L의 MS 조합이 뒤를 이었다. 식물 생장 조절제와 천연 추출물을 함께 첨가한 MS배지와 천연 추출물만 첨가한 MS 배지를 비교 연구한 결과, 천연 추출물(코코넛 워터 150ml/L)과 식물 생장 조절제(BAP 2.0 mg/L 및 NAA 1.0 mg/L)를 혼합하여 MS 배지에 첨가한 결과 배양 1개월 및 2개월 후에 각각 가장 높은 새싹 재생수로 (3.37 ± 0.17) 및 (6.41 ± 0.68)을 얻었다.

• 한국버섯학회지
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• 제20권3호
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• pp.173-177
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• 2022

본 연구 목적은 백령느타리 『우람』의 유통인 및 소비자 선호에 따른 마케팅전략 수립을 통해 시장진입 방안을 제시함에 있다. 시장 평가 결과 첫째, 유통인 평가에서는 모양과 크기가 균일한 버섯 재배, 높은 수분함량에 따른 낮은 저장성 보완, 소포장 판매가 필요하다고 하였다. 둘째 소비자 평가에서 백령느타리의 품질 만족도는 식감이 가장 높았으며 크기와 모양의 만족도가 낮았다. 소비자 평가에서도 유통인평가와 마찬가지로 수분이 많아 저장성이 짧다는 의견이 도출되어 재배시 개선이 필요하다고 판단된다. 시장평가를 통한 마케팅 전략은 다음과 같이 도출되었다. 제품(Product) 측면에서는 모양과 크기가 균일한 버섯 생산, 150~300 g 형태로 소포장 판매를 고려해야 하고 가격(Price)는 고급화전략으로 고가판매, 유통(Price) 측면은 생산 초기 로컬푸드 및 친환경매장 입점 후 농가 생산이 증가하면 도매시장에 정기수의계약으로 출하를 할 수 있다고 판단된다. 마지막으로 홍보(Promotion)는 백령느타리가 소비자들에게 생소한 버섯임을 감안하여 시식행사, 체험단 운영을 통해 소비자의 접근성을 높여야 할 것이다. 이러한 마케팅 전략을 수행하기 위해서는 무엇보다 생산농가와 협력하여 안정적인 생산을 유도하고 유통 및 판매 등의 과정이 체계적으로 관리되고 지속될 수 있도록 노력해야 한다. 또한 신소득 품목 육성과정에서도 유통 및 소비트렌드 등을 면밀히 파악하여 소비지향적인 품종 개발을 위해 노력해야 할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.485-496
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• 2022

국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.416-422
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• 2022

본 연구는 같은 일적산광량(DLI) 조건에서 각각의 광강도와 광주기 조합이 십자화과 식물 3종의 생육 및 글루코시놀레이트(GSLs) 함량에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 갓(Brassica juncea (L.) Czern.), 적겨자(Brassica juncea L.), 케일(Brassica oleracea L. var. acephala (DC.) Alef.) 종자를 암면 배지에 파종하여 3주간 육묘하였다. 육묘 후 DLI를 10mol·m^-2·d^-1로 설정하여 10h-280, 14h-200, 18h-155, 22h-127µmol·m^-2·s^-1 처리 조합으로 3주간 처리하였다. 14h-200µmol·m^-2·s^-1 처리한 결과, 적갓과 케일은 지상부 생체중/건물중, 엽수, 엽면적이 증가하였지만, 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 적갓의 GSLs 함량에서 14h-200µmol·m^-2·s^-1 처리가 10h-280, 18h-155, 22h-127µmol·m^-2·s^-1 처리보다 각각 유의적으로 139.95, 135.87, 154.03% 증가하였으며, 케일의 경우 14h-200µmol·m^-2·s^-1 처리가 다른 처리구보다 각각 132.96, 122.06, 131.78% 유의하게 증가하였다. 적겨자는 18h-155µmol·m^-2·s^-1 처리에서 지상부 생체중/건물중, GSLs 함량이 증가하였으며, 14h-200µmol·m^-2·s^-1 처리에서 엽수가 10h-280, 18h-155, 22h-127µmol·m^-2·s^-1 처리보다 각각 15.62, 12.12, 32.14% 유의적으로 증가하였다. 유사한 십자화과 작물이라도 종에 따라 DLI 반응이 다르기 때문에 최적의 DLI 조건 구명과 최소의 전력 소비량 및 최대 효율을 내기 위한 광질 연구를 병행하여 더세밀한 결과를 도출해야 할 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.180-187
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• 2022

식물공장에서 적합한 광을 선정하기 위해서는 양적인 측면과 기능적 측면 뿐만 아니라 운영비를 고려하기 위하여 전기에너지이용효율과 광이용효율을 동시에 고려해야 하는데 본 연구에서는 들깨를 위한 LED광원의 광량, 적색광과 청색광의 혼합 비율과 광주기 조건별 생육 특성과 전기에너지이용효율과 광이용효율을 함께 비교하였다. 광량 처리구는 60, 130, 230, 320µmol·m^-2·s^-1 조건으로, 광질 처리구는 적색광과 청색광의 혼합 비율 8:2, 6:4, 4:6, 2:8 조건으로, 일장 처리구는 낮 기준 9, 12, 15, 18시간으로 처리하였다. 광량 실험에서는 광량이 높을수록 생육량이 늘어나는데 비해 소비전력당 건물중의 광이용효율은 유의차가 없었다. 소비전력당 엽생체중을 추가로 비교해보면 320µmol·m^-2·s^-1 처리구에서만 유의적으로 낮은 효율을 보였고 이외의 처리구에서는 유의차가 없었기 때문에 생산량이 가장 많은 230µmol·m^-2·s^-1가 가장 효율적이었다. 광질 실험에서는 적색광과 청색광의 혼합 비율은 RB 8:2에서 생육량과 광이용효율이 동시에 높게 측정되었고 색차와 flavonoids 함량에서는 유의차가 발생하지 않아 Red: Blue 비율 8:2가 가장 적합한 조건이었다. 광주기 실험에서는 광주기가 길어질수록 높은 생육량을 나타냈는데 일장 12시간이상에서는 생육량의 유의차가 없었으므로 광소비 효율을 고려한 12시간이 적합한 조건이었다. 이상의 결과를 바탕으로 식물공장에서 들깨 생육을 위한 LED 광 환경 조건으로는 광도, 광질과 일장은 각각 230µmol·m^-2·s^-1 이상, 8:2와 12시간 이상이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.194-203
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• 2022

국내 토마토 토경재배 면적은 전체 재배면적의 89%로 높은 비율을 차지하고 있다. 토경재배 토마토는 염류장해와 토양전염성 병원균 피해에 취약할 뿐만 아니라 겨울철 저온 피해를 입기 쉽기 때문에 토마토 접목묘를 사용하는 것이 좋다. 본 연구는 저온기 토경재배에서의 토마토 대목의 종류에 따라 나타나는 생육, 수량 및 광합성 효율의 차이를 비교 분석하고자 수행하였다. 대목의 종류는 4가지로 국내 개발 계통 및 품종 'Powergaurd', 'IT173773', '20LM'과 대조 품종 'B-blocking'을 사용하였다. 접수와 비접목 처리구로 완숙토마토 품종 'Red250'을 사용하였다. 작물이 14일간 9-14℃의 저온에 노출된 시기인 정식 후 80일에 비접목 처리구의 경경은 10.1mm로 접목 처리구에 비해 15% 낮았고 엽장과 엽폭은 42.4cm와 41.8cm로 감소하였다. 주당 총 수량은 'Powerguard'가 1,615g으로 높았고 비접목 처리구가 1,299g으로 낮았다. 엽록소형광 지수 중 작물의 전반적인 활력도를 나타내는 PI_ABS와 광합성에 사용되지 못한 빛에너지가 열로 소실됨을 뜻하는 지수인 DI₀/RC를 측정한 결과, 정식 후 80일에 접목 처리구 'Powerguard'의 PI_ABS는 3.73으로 높았고 DI₀/RC는 0.34로 낮은 반면, 비접목 처리구의 PIABS는 2.62로 낮았고 DI₀/RC는 0.41로 높았다. 경경은 PI_ABS와 정의 상관관계를 나타낸 반면, DI₀/RC와는 부의 상관관계를 나타내어 다양한 엽록소형광 지수를 통해 저온기 대목 종류에 따른 접수의 생육차이를 분석할 수 있는 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권1호
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• pp.40-47
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• 2023

토마토 재배 작형 중 반촉성재배는 저온기 육묘가 특징으로 저온에 내성을 갖는 접목묘를 사용하면 겨울철 난방비를 절감할 수 있다. 본 연구는 반촉성 수경재배 시 방울토마토 대목 종류에 따라 나타나는 생육과 수량 변화를 비교 분석하고 엽 내 양분 함량을 측정하여 국내에서 육성한 대목의 성능을 검정하고자 수행하였다. 실험 재료로는 대목 계통 'HSF4', '21LM', '21A701'과 대조 대목품종 'B-blocking'을 사용하였으며, 접수 품종으로 대추방울토마토 'Nonari'를 사용하여 접목 처리구 4개와 비접목 처리구 1개를 실험에 사용하였다. 정식 후 160일에 '21A701' 대목 처리구의 줄기직경은 8.26mm로 대조 대목 처리구인 'B-blocking'보다 0.27mm 더 두꺼웠고 비접목 처리구는 7.23mm로 얇았다. 정식 후 153일에 '21LM' 처리구의 개화위치는 18.0cm로 'B-blocking'보다 6.2cm 더 높았고, 비접목 처리구는 9.6cm로 낮았다. '21A701'의 주당 총 수량은 3,387g으로 'B-blocking'보다 11% 높았고 비접목 처리구와 'HSF4'보다 각각 22%와 24% 더 높았다. 정식 후 167일에 '21LM'의 NO₃-N 농도는 1,746mg·L^-1로 높았고 비접목 처리구와 'HSF4'는 각각 1,252mg·L^-1와 1,245mg·L^-1으로 낮았다. '21A701'과 '21LM'은 뿌리 활력이 강해 생장과 수량이 다른 처리구에 비해 증가한 것으로 판단된다. 'HSF4'의 주당 총 수량이 적은 이유는 접목 친화성이 낮아 양수분의 이동이 약하고 이에 따라 생장과 엽내 질산태 질소 함량이 감소한 것으로 판단된다. 처리 간 수량과 생육 정도가 생육 후기 엽내 양분 함량과 비슷한 양상을 보여 엽병 즙액 분석을 통해 대목의 성능을 분석할 수 있는 것으로 판단된다.

• 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.