• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2005년도 국제학술회의
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• pp.22-46
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• 2005

Spatial and timely information on crop and filed conditions is one of the most important basics for rational and efficient planning and management in agriculture. Remote sensing, GIS, and modeling are powerful tools for such applications. This paper presents an overview of the state of the art in remote sensing of crop and field conditions with some case studies. It is also shown that a synergistic linkage between process-based models and remote sensing signatures enables us to estimate the multiple crop/ecosystem variables at a dynamic mode. Remotely sensed information can greatly reduce the uncertainty of simulation models by compensating for insufficient availability of data or parameters. This synergistic approach allows the effective use of infrequent and multi-source remote sensing data for estimating important ecosystem variables such as biomass growth and ecosystem $CO_2$ flux. This paper also shows a geo-spatial information system that enables us to integrate, search, extract, process, transform, and calculate any part of the data based on ID#, attributes, and/or by river-basin boundary, administrative boundary, or boundaries of arbitrary shape/size all over Japan. A case study using the system demonstrates that the nitrogen load from fertilizer was closely related to nitrate concentration of groundwater. The combined use of remote sensing, GIS and modeling would have great potential for various agro-ecosystem applications.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권5호
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• pp.577-583
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• 2016

Small-sized persimmons produced by high crop load are better accepted in the export markets. However, maintaining high crop load frequently results in weakness of tree vigor, deterioration of fruit quality, and increase of the risks for alternate bearing. This experiment was conducted to determine the combined effects of fertilization rate and leaf-fruit (L/F) ratio on container-grown 3-year-old 'Fuyu' persimmon trees. Application of 3.6-g N, 2.1-g $P_2O_5$, 2.7-g $K_2O$, 2.7-g CaO, and 0.6-g MgO was for the control fertilization rate (CF) and that of a 3-fold CF was for the high fertilization rate (HF). Commercial fertilizers were surface-applied to a container on July 6, July 17, and August 10 in three equal aliquots. Single tree for each fertilization rate was assigned for 12 L/F ratios (5, 6.3, 7.7, 9, 10.4, 13, 15.5, 18, 21, 24, 27, and 33) mostly by fruit thinning or rarely by defoliation on July 1. HF did not affect the yield, weight and soluble solids of the fruits but decreased skin color. As L/F ratio increased, yield decreased but average weight, skin color, and soluble solids of fruits increased. With HF, N and K concentrations in leaves, fruits, and shoots increased to some extent but soluble sugars in dormant shoots decreased. Many shoots were cold-injured with low L/F ratio especially at the HF. HF did not increase number of flower buds the next spring either on a shoot or on a tree basis but increased shoot length, compared with the CF. Increasing L/F ratio markedly increased number of flower buds and shoot growth the following year at both fertilization rates. Therefore, an appropriate combination of fertilization rate and L/F ratio should be necessary to maintain stable fruit production and tree vigor at high crop load.

• 한국가구학회지
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• 제19권5호
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• pp.350-357
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• 2008

This research investigates the bending properties to predict the work-energy to maximum load and impact bending energy from static bending and impact bending test. Specimens were prepared from lumber made of thinning crop-trees. Matched specimens were used for MC 12% and green moisture specimens to measure the effect of moisture content on the absorbed energy from static and impact bending tests. The bending properties such as MOE, MOR, etc. is a good predictor to investigate the work-energy and work-energy per unit volume from static bending and impact bending test. The impact bending energy is increased with increasing moisture content. However, the work to maximum load from static bending test is increasing with increasing the MC only for higher density species.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제22권1호
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• pp.57-71
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• 2009

Crop-livestock mixed farming systems depend on the efficiency with which nutrients are conserved and recycled. Home-grown forage is used as animal feed and animal excretions are applied to cultivated crop lands as manure. The objective of this study was to develop a mixed farming system model for dairy cattle in Japan. The model consisted of four sub-models: the nutrient requirement model, based on the Japanese Feeding Standards to determine requirements for energy, crude protein, dry matter intake, calcium, phosphorus and vitamin A; the optimum diet formulation model for determining the optimum diets that satisfy nutrient requirements at lowest cost, using linear programming; the herd dynamic model to calculate the numbers of cows in each reproductive cycle; and the whole farm optimization model to evaluate whole farm management from economic and environmental viewpoints and to optimize strategies for the target farm or system. To examine the model' validity, its predictions were compared against best practices for dairy farm management. Sensitivity analyses indicated that higher yielding cows lead to better economic results but higher emvironmental load in dairy cattle systems integrated with forage crop production.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.113-120
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• 2023

스마트 팜은 IoT 기술과 인공지능 기술이 접목되면서 농작물에 투입되는 노동력·에너지·양분 등을 최소화는 연구가 꾸준히 증가하고 있는 상황이다. 그러나, 스마트 팜에서 농작물의 생육 정보를 효율적으로 관리하는 연구는 현재까지 미진한 상태이다. 본 논문에서는 스마트 팜에 자율 센서를 적용하여 농작물의 생육 정보를 효율적으로 모니터링할 수 있는 관리 기법을 제안한다. 제안 기법은 농작물의 생육 정보를 자율 센서를 통해 수집한 후 생육 정보를 농작물 재배에 재활용하는데 초점을 갖는다. 특히, 제안 기법은 농작물의 생육 정보를 한 슬롯으로 할당한 후 로드밸런싱을 수행하도록 농작물별로 가중치를 부여하며, 농작물의 생육 정보 간의 간섭을 서로 최소화한다. 또한, 제안 기법은 농작물의 생육 정보를 4단계 (센싱 탐지 단계, 센싱 전송 단계, 애플리케이션 처리 단계, 데이터 관리 단계 등)로 처리할 때, 농작물의 중요 관리점을 실시간으로 전산화하기 때문에 관리 기준 이외의 경우에는 즉각적인 경고 시스템이 동작한다. 성능평가 결과, 자율 센서의 정확도는 기존 기법보다 평균 22.9%의 향상된 결과를 얻었으며, 효율성은 기존 기법보다 평균 16.4% 향상된 결과를 얻었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.234-240
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• 2013

본 연구에서는 온실 설계의 기초자료로 이용할 목적으로 온실에서 재배되고 있는 작물 중에 작물하중이 상대적으로 큰 토마토와 파프리카를 대상으로 작물하중을 측정하였다. 재배기간 중 동절기의 기온은 평년대비 최저 및 평균기온의 최대 차이는 각각 $-5.6^{\circ}C$ 및 $-4.9^{\circ}C$로 나타났고, 하절기의 최대 온도 차이는 각각 $3.0^{\circ}C$ 및 $1.5^{\circ}C$를 나타났다. 푸쉬풀 게이지의 측도 설정한 결과, 결정계수가 0.99 정도로서 상관관계가 아주 높은 것으로 나타났다. 파프리카의 재식밀도는 각각 3.43 및 $3.56plants{\cdot}m^{-2}$이었고, 토마토는 $2.13plants{\cdot}m^{-2}$이었다. 그리고 생산량은 각각 4.1, $4.3kg{\cdot}plant^{-1}$ 및 $16.2kg{\cdot}plant^{-1}$ 정도로서 단위면적당 생산량으로 보면, 14.1, $15.2kg{\cdot}m^{-2}$ 및 $34.5kg{\cdot}m^{-2}$ 정도인 것으로 파악되었다. 파프리카 및 토마토의 경우, 최대하중은 약 1.3, $1.5kg{\cdot}plant^{-1}$ 및 $3.3kg{\cdot}plant^{-1}$ 정도이었다. 파프리카 재배에서 작물을 중방에 매달 경우, 중방에 작용하는 총 작물하중은 $15.3{\sim}15.9kg{\cdot}m^{-2}$ 정도로 예측되고, 재배베드를 지지하는 거터의 무게를 고려하면 총 무게는 $26.0{\sim}26.9kg{\cdot}m^{-2}$ 정도이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제17권4호
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• pp.306-311
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• 2008

본 연구는 2001년부터 2003년까지 '후지'/M.9가 재식된 밀식사과원에서 적정 수세와 적정 착과량을 조사하였다. 엽과비는 평균 과중(y=1.715x+205.02, $R^2=0.66^{**}$)과 수량(y=-35.156x+5963.7, $R^2=0.44^{**}$)에서 고도로 유의한 상관이 있는 것으로 나타났고, 주당엽수와 평균 과중 또한 상관이 있었다. 그러나 착과량에 따른 수체생육, 과실품질 요인중 당도 및 착색도에서는 처리간 차이가 없었다. 격년결실이 발생하지 않으면서 300g 이상의 과실을 생산하는 기준은 엽과비는 55 수준에서 착과량이 주당 약 $55{\sim}64$개의 수준이 적합하였다. '후지'/M.9 밀식재배시 성목기의 안정된 수세 기준은 평균 신초장이 $20{\sim}25cm$, 신초 정지율이 95% 이상수준을 보여야 되는 것으로 판단되며, 보다 세부적으로는 2차 생장이 거의 발생되지 않으며 과대지 비율은 적어도 $20{\sim}30%$ 정도 되어야 할 것으로 판단되었다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제31권4호
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• pp.280-285
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• 2013

국내에 설치되어 있는 원예시설 중 가장 많은 면적을 차지하고 있는 단동비닐하우스의 기상재해로 인한 피해를 경감시킬 수 있는 모델 개발에 필요한 기초자료를 제공하고자 재배작물별로 대표적인 온실규격를 선정하여 안전풍속과 적설심을 구한 후 재현기간 8년에 해당하는 지역의 설계풍속 및 적설심과 비교하여 온실의 구조 안전성을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 재배작물별 대표온실에 단위풍하중을 적용한 결과, 최대 단면력은 과채류, 근채류, 엽채류 온실 순으로 크게 나타났으며 재배작물별 서까래 간격을 고려한 안전풍속은 엽채류 온실이 17.7 m/s, 과채류 온실이 20.2 m/s, 근채류 온실이 22.3 m/s로 나타나 지역별 8년 빈도의 설계풍하중과 비교하였을 때 홍천, 이천, 성주지역을 제외하고는 대부분의 지역에 있어서 불안전한 것으로 나타났다. 2. 재배작물별 대표온실에 단위 적설하중을 적용한 결과, 근채류 온실의 최대 단면력이 가장 크게 나타났으나 재배작물별 서까래 간격을 고려한 안전적설심은 엽채류 온실이 8.8 cm, 과채류 온실이 9.4 cm, 근채류 온실이 11.8 cm인 것으로 나타났다. 이러한 결과를 지역별 8년 빈도의 적설하중과 비교하였을 때 경남지역 일부를 제외하고는 대부분의 지역에 있어서 불안전한 것으로 분석되었다. 3. 재배작물별 대표 온실의 안전풍속과 적설심에 대하여 구조물에 발생하는 최대 인발력은 12.7~15.1 kgf/개소, 최대 연직하중은 20.6~21.7 kgf/개소로 나타나 기초는 안전한 것으로 분석되었으나 안전풍속과 안전적설심이 매우 작기 때문에 폭설이나 강풍에 대비한 보강이 필요한 것으로 나타났다. 4. 재배작물별 대표온실의 안전풍속과 적설심을 증가시키기 위해서는 서까래 간격을 감소시키거나 부재의 단면 치수를 증가시키는 등의 보강대책이 필요한 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.181-189
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• 2023

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최대 난방 용량 449,578kJ·h^-1, 냉방 용량 431,187kJ·h^-1이 산정되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제27권
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• pp.3-17
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• 1984

Anaerobic digestion has recently attracted all over the world and Korea also shows no exception. The major benefits of anaerobic digestion are energy production, water pollution control, pathogen reduction and effective manure production. In Korea it was recognized in late sixties that there was a positive need to find alternative energy for farmers household. The main traditional energy sources in rural area were crop residues and forestry products. Therefore Office of Rural Development through its Rural Guidance Bureau disseminated about 29,000 household biogas units from 1969 to 1975 to provide cooking fuel for farmers household and to improve the mode of farmers living standards. The units were welcomed by farmers at that time. Now, however, most of them are not using due to a number of reasons associated with cold winter and some techno-economical problems (in those day, fossil fuel was quite expensive to compare with other prices and since then farmers income was quickly increased). The author studied on bag type household biogas plant to solve some technical problems of existing household biogas plants, but this also has little appeal for the farmers. From 1977 author studied on village scale biogas plant with two pilot plants. From the viewpoint of energy production, COD removal, kill rate of pathogen and fertilizer value, the results obtained from the experiments were quite promising, but the construction cost of the village scale biogas plant was too high for the farmers in Korea. To find most suitable biogas plant for farmers in Korea through the simplifying the biogas digester, the author developed batch-load biogas plant. By feeding coarse crop residues and manures, total solids concentrations of the batch-load biogas plant are about 28 percent which is much higher than continous digester of 5-8 percent. The batch-load biogas plant was welcomed by many farmers in Korea when it was reported on TV and newspapers. The plant was disseminated 154 units in 1982, 766 units in 1983 and 812 units in 1984 as a promissing project. Besides these biogas plant experiments, studies were also conducted 1) to determine gas production rate with agricultural wastes, 2) to evaluate the effect of loading rate, dilution, retention time on biogas production, 3) to project the amount of potencial energy from agricultural wastes.