• 제목/요약/키워드: model and crop plants

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쥐오줌풀의 생육 및 뿌리수량에 미치는 광도와 온도의 영향 (Effects of Light Intensity and Temperature on Growth and Root Yield of Valeriana fauriei var. dasycarpa HARA)

  • 이종철;조장환;안대진;최영현
    • 한국약용작물학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.7-11
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    • 1996
  • 쥐오줌풀의 재배법 구명을 위한 기초자료를 얻고자 광도 및 온도가 쥐오줌풀의 생육 및 근수량에 미치는 영향을 조사하였던 바 그결과는 다음과 같다. 1. 온도 및 광도와 쥐오줌풀 잎의 광합성간에는 고도로 유의한 2차곡선회귀가 인정되었으며, 이 회귀식에 의해 산출된 최대광합성을 위한 광도는 40,000Lux, 온도는 $17.7^{\circ}C$이었다. 2. 쥐오줌풀의 뿌리수량은 고냉지인 진부에서는 차광구에 비해 무차광구에서 증가하였으나 평야지인 음성에서는 오히려 차광구에서 증가되었다. 또한 지역간의 뿌리수량은 음성에서 보다는 진부에서 많았다. 3. 온도와 쥐오줌풀의 엽폭 및 근중간에는 각각 고도로 유의한 2차곡선회귀가 인정되었으며 이 회귀식에 의해 산출한 근생장(根生長)의 최적온도는 약 $20.3^{\circ}C$이었다.

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콩 논.밭 재배에서 수랑예측을 위한 생육과 수량 관련 형질의 비교 (Growth and Yield Related Characteristics of Soybeans for the Estimation of Grain Yield in Upland and Drained-Paddy Field)

  • 조영손;박호기;김욱한;김석동;서종호;신진철
    • 한국작물학회지
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    • 제51권7호
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    • pp.599-607
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    • 2006
  • 논과 밭에서 콩 생산성과 생육 형질들의 측정치의 관계를 알아보기 위해 시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 단위면적당 콩 수량은 논보다 밭에서 높은 경향 이였으나 개체당종실수는 밭에서 100립중은 논에서 높은 경향이였다. 논에서 태광콩의 수량이 가장 높았고 대원콩과 황금콩 순으로 높은 경향을 나타냈다. 밭에서는 황금콩에서 가장 높은 수량을 기록했고 대원콩과 태광콩 순으로 높았다. 2. 밭에서 수확지수는 태광콩과 황금콩이 논보다 높았고 대원콩은 논에서 밭보다 유의성은 없었으나 높은 경향이었고, 전체적으로 대원콩이 논 밭 모두에서 가장 높았다. 3. 100립중은 태광콩은 유의성이 없었으나 대원콩은 밭에서 황금콩은 논에서 높았다. 4. 엽의 녹색도는 논과 밭 재배조건 모두 파종 후 4주차부터 감소되었으나,논의 경우는 6주차까지 감소하였고, 그 이후 증가하였으며 밭의 경우는 5주차에 가장 낮은 값을 기록한 후 6주차부터는 상승하였다. 5. 지상부 건물중, 협 건물중, 협수, 경장, 경직경은 태광콩과 황금콩이 밭보다 논에서 높았으며 대원콩은 밭에서 높은 경향이었다. 6. 협 생체중은 논 밭 모두 파종 후 9주차부터 점차 상승하였으나 1 cm 이하의 협수는 논에서는 12주차, 밭에서는 11주차 이후에는 세 품종 모두 증가되지 않았다. 7. 작물생장율(CGR)은 논재배콩이 밭보다 파종후 8주차 이후부터 높은 경향이었고, 13주차에서는 대원콩이 타 품종들보다 월등히 높았다. 밭에서는 파종후 12주차부터 15주차까지 태광콩, 대원콩, 황금콩 순으로 높았다. 8. 개체당종실수와 수량간의 상관은 논 밭 모두 고도의 정상관을 보였다. 9. 엽면적과 지상부 건물중은 논에서는 파종후 5주차를 제외한 4-15주차 사이에 0.8내외의 고도의 정의 상관을 나타냈으나, 밭에서는 4, 5주차에서 상관이 낮았고 나머지 기간에는 논과 같은 양상을 보였다. 10. 엽면적과 지상부 건물중과의 상관은 논 밭 모두 고도의 정의 상관을 보였다.

Identification and functional analysis of COLD-signaling-related genes in Panax ginseng

  • Jeongeui Hong;Hojin Ryu
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제50권
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    • pp.225-231
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    • 2023
  • Cold stress is one of the most vulnerable environmental stresses that affect plant growth and crop yields. With the recent advancements in genetic approaches using Arabidopsis and other model systems, genes involved in cold-stress response have been identified and the key cold signaling factors have been characterized. Exposure to low-temperature stress triggers the activation of a set of genes known as cold regulatory (COR) genes. This activation process plays a crucial role in enhancing the resistance of plants to cold and freezing stress. The inducer of the C-repeatbinding factor (CBF) expression 1-CBF module (ICE1-CBF module) is a key cold signaling pathway regulator that enhances the expression of downstream COR genes; however, this signaling module in Panax ginseng remains elusive. Here, we identified cold-signaling-related genes, PgCBF1, PgCBF3, and PgICE1 and conducted functional genomic analysis with a heterologous system. We confirmed that the overexpression of cold- PgCBF3 in the cbf1/2/3 triple Arabidopsis mutant compensated for the cold stress-induced deficiency of COR15A and salt-stress tolerance. In addition, nuclearlocalized PgICE1 has evolutionarily conserved phosphorylation sites that are modulated by brassinsteroid insensitive 2 (PgBIN2) and sucrose non-fermenting 1 (SNF1)-related protein kinase 3 (PgSnRK3), with which it physically interacted in a yeast two-hybrid assay. Overall, our data reveal that the regulators identified in our study, PgICE1 and PgCBFs, are evolutionarily conserved in the P. ginseng genome and are functionally involved in cold and abiotic stress responses.

우리나라 남부지방에서의 2014년 벼 이삭도열병 대발생 (Outbreak of Rice Panicle Blast in Southern Provinces of Korea in 2014)

  • 강위수;서명철;홍성준;이경재;이용환
    • 식물병연구
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    • 제25권4호
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    • pp.196-204
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    • 2019
  • 지난 2014년에 전남의 나주, 해남, 영암, 고흥, 장흥 등과, 경남의 밀양, 진주, 고성 등에서 이삭도열병이 심하게 발생하여 벼의 재배면적 대비 발생면적 비율이 전남은 11.0%, 경남은 14.6%에 달하였다. 본 연구에서는 남부지방의 주된 발생지역들에 대하여 2014년 8월의 기상 환경, 품종별 재배 면적 차이, 식물체 질소함량에 따른 이삭도열병 발생 정도에 대하여 분석함으로써, 2014년 남부지방 이삭도열병 대발생의 원인을 구명하였다. 2014년에 각 시도 안에서 10,000 ha 이상 재배된 품종으로는 새누리, 일미벼, 황금누리, 운광, 동진1호, 남평벼 등이 있었다. 2014년의 8월 한 달 동안의 평균기온은 해남과 밀양에서 2018년보다 각각 3.2℃, 3.1℃ 낮고 평년보다 1.5℃, 1.3℃ 낮았다. 강수량은 해남과 밀양에서 2018년보다 각각 70.0%, 42.0% 많고 평년보다 40.1%, 125.7% 많았다. 도열병 감염 위험 예측모형에 의한 8월의 감염 경보 발생일수는 2014년이 2018년보다 많았고, 2014년은 전국적으로 발생일수가 많았다. 식물체의 질소함량은 병 발생이 심한 포장(병든이삭률 60% 이상)이 적은 포장(10% 이하)보다 유의하게 높았다. 결론적으로, 2014년에 특정 지역에서 이삭도열병이 대발생한 것은 감수성 품종이 재배되고 저온과 잦은 강우도 있었지만, 특히 질소질 비료가 다량으로 시용된 점이 특정 필지를 중심으로 다 발생하게 한 주요 원인이었다.

재배단계 농산물의 안전성 모의실험을 위한 개체기반 프로그램 개발 (New Tool to Simulate Microbial Contamination of on-Farm Produce: Agent-Based Modeling and Simulation)

  • 한상현;이기훈;양성규;김황용;김현주;류재기
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.8-13
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    • 2017
  • 본 연구는 식중독 세균 등 유해미생물에 의한 농산물 오염을 예측하여 대응방안을 마련할 수 있도록 하는데 필요한 모의실험 computing platform을 개발하고자 수행되었다. 농산물 오염은 그 빈도가 매우 낮고, 발생패턴도 극히 불규칙하여 계량적 요소가 많지 않기 때문에 기존의 광범위하게 활용되는 수리모형(Mathematical Modeling)이나 확률통계모형(Probability Statistical Modeling)을 기반으로 한 예측모형은 개발이 어렵다. 이와는 달리 개체기반모형(Agent-based Model)은 목적지향적인 각 개체들이 내재된 특성에 따라 변화하는 환경에서 상황 의존적 또는 자율적 행동을 하였을 때 나타나는 결과를 바탕으로 앞으로의 변화를 예측하는 모형으로 각 개체들에 대한 간단한 행동규칙과 몇 개의 변수를 활용하여 직관적 분석 가능하기 때문에 농산물의 안전성에 영향을 미치는 여러 개체 (농작물, 오염원, 오염매개자)가 상호작용하는 메커니즘을 모의실험하는 경우에 유용하다. 본 연구에서는 Scala와 Java 프로그래밍 언어에 기반을 둔 개체기반모형 개발환경을 지원하는 전용 소프트웨어인 NetLogo를 이용하여 프로그램을 제작하였다. 개발된 모형은 가상의 엽채류 재배지역을 대상으로 가축 또는 야생동물이 출입할 수 있도록 하였고, 이들 동물이 배설하는 분변에 있는 장관유래 식중독 세균에 의해 토양 오염 또는 농작물 오염이 발생될 수 있도록 하였다. 이 오염은 시간이 지남에 따라 점차 소멸되지만 건전한 동물이 오염된 농작물을 섭취하는 경우 다시 동물의 장내로 들어가게 되어 보균 동물이 될 수 있도록 하였고, 역시 이 보균 동물이 배설하는 분변에 식중독 세균이 있도록 설정하였다. 가상 엽채류 재배환경에서 생존하는 식중독 세균은 파리와 같은 위생해충에 의해 다른 곳의 토양이나 농작물에 옮겨질 수 있게 하였다. 작물체는 60일 동안 생장하고, 동물은 개체군의 밀도 증감이 없으며, 파리는 시간이 지남에 따라 개체군 밀도가 변동될 수 있도록 하였다. 동물 개체수, 파리 개체수, 그리고 초기 오염 작물 개체수를 달리하면서 작물체의 미생물 오염을 시뮬레이션한 결과, 다른 요인들 보다는 동물 개체수가 작물체 오염에 가장 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다.

기상지수에 의한 벼도열병 예찰의 한 모델 (A Model to Forecast Rice Blast Disease Based on Weather Indexing)

  • 김충회
    • 한국식물병리학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.210-216
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    • 1987
  • 미기상 상태에 의하여 벼 도열병을 예찰하기 위한 전산화 예찰모델을 개발하여 그 정확도를 전산모델을 수록한 현지위치형 소형 전산기로서 1984년과 1985년에 걸쳐 포장에서 시험하였다. 건전지 작동형 소형 전산기는 벼 군락내 온도, 습도, 잎이 젖어있는 시간을 계속적으로 측정하여 그 상태를 도열병 발생가능성과 관련하여 평가해서 매일의 병발생가능성 수치(BUS)로 표현한다. 매일의 BUS의 누적치(CBUS)와 두 이병성 품종, M-201과 Brazos에서의 도열병 진전정도와는 밀접한 상관이 있었다. 발병엽율의 logit 치를 CBUS로 회귀하였을 때 평균 결정계수$(R^2)$는 품종과 실험한 해에 따라 $71\%\~91\%$였으며 이것은 시간을 독립변수로 사용하였을 때의 결정계수$61\%\~79\%$에 비하여 현저히 높았다. 결정계수는 M-201에 비하여 생육후기에 포장저항성을 보인 Brazos에서 더 낮았다. 이상의 결과, 현예찰 모델은 실제로 사용가능성이 있지만 앞으로 기주의 저항성이나 병원균 집단의 병원성과 관련한 변수들을 기상환경의 변수와 함께 통합함에 의하여 보다 정확한 예찰모델로 개발할 수 있으리라 생각한다.

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호박꽃과실파리 온도 발육모형 (Temperature-dependent Development Model of the Striped Fruit Fly, Bactrocera scutellata (Hendel)(Diptera: Tephritidae))

  • 전성욱;조명래;김양표;이상계;김소형;유진;이종진;황창연
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.373-378
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    • 2011
  • 호박의 주요 해충인 호박꽃과실파리[Bactrocera scutellatus (Hendel)]를 항온항습기($24{\pm}1.0^{\circ}C$, $70{\pm}5%$ RH, 14L: 10D) 7개 온도(15, 18, 21, 24, 27, 30, $33{\pm}1.0^{\circ}C$, RH $70{\pm}5%$, 14L:10D)에서 온도발육실험을 수행하였다. 알의 온도별 발육기간은 $15^{\circ}C$에서 4.2일로 가장 길었고 $33^{\circ}C$에서 0.9일이 걸려 온도가 증가할수록 발육기간은 짧아지는 경향을 보였다. 유충은 2령을 제외한 1, 3령에서 온도가 증가 할수록 발육기간이 짧아지다가 $27^{\circ}C$ 이상에서는 발육 속도가 둔화하였다. 번데기 기간은 $15^{\circ}C$에서 21.5일로 가장 길었고 $33^{\circ}C$에서 7.6일로 온도가 증가할수록 짧아졌다. 알의 사망율은 $33^{\circ}C$에서 22.9%로 가장 높았으며, 유충의 사망율은 $15^{\circ}C$에서 1, 2, 3령 각각 24.1, 27.3, 18.2% $33^{\circ}C$에서는 14.8, 17.4, 31.6%를 보여 고온과 저온에서 가장 높았다. 번데기 발육기가간증의 사망율은 $15^{\circ}C$에서 18.2, $33^{\circ}C$에서 23.1%였다. 알, 유충, 번데기 기간의 발육영점온도는 12.5, 10.7, $6.3^{\circ}C$였고, 발육기간 동안의 발육영점온도는 $8.5^{\circ}C$였으며 알 유충, 번데기의 발육단계별 유효적산온도는 33.2, 118.3, 181.2일도였다. 각각의 온도에서 개체들의 발육기간을 평균 발육기간으로 나눈 값들을 3-parameter의 Weibull 함수에 적용한 결과 r2 값이 0.78-0.86 이었다.

공기유동해석을 통한 온실내 식물군 미기상 분석기술 개발 - (1) 풍동실험을 통한 토마토 식물군의 공기저항 연구 - (Development of an Aerodynamic Simulation for Studying Microclimate of Plant Canopy in Greenhouse - (1) Study on Aerodynamic Resistance of Tomato Canopy through Wind Tunnel Experiment -)

  • 이인복;윤남규;;;이성현;김경원;이승기;권순홍
    • 생물환경조절학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.289-295
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    • 2006
  • 온실의 환기연구를 위한 CFD 시뮬레이션 모델에 토마토 작물을 설계함에 있어서 우선적으로 작물군의 기하학적 형상 설계 및 이의 공기 항력계수를 찾고자 하였다. 작물군 형상을 간단한 형태의 공기투과성 매체로 설계하고 이의 공기저항의 물리적 특성을 풍동실험을 통하여 구하였다. 토마토 작물군과 작물군 사이에서 측정된 값과 작물군 중앙부에서 측정되어진 값들을 분리하여 계산하여 된 결과 공기저항값인 항력계수 $C_d 값은 각각 0.2551와 0.2621로 나타났다. 최종적으로 이들의 평균값인 0.26을 Fluent CFD 프로그램의 작물군 공기투과성 매체의 x, y, z축의 내부저항값으로 입력되었다. 이 실험결과를 이용하여 전산유체역학 (CFD)을 이용한 시설내 작물군이 존재하는 경우의 온실 환기연구를 효과적으로 수행할 수 있게 되었다. 또한 풍동을 이용한 작물의 공기저항 연구를 위한 실험방법을 개발하여 앞으로도 다양한 작물들을 대상으로 공기유동의 물리적 특성연구를 수행할 수 있게 되었다.

지하 수위가 다른 조건에서 콩의 초장과 경태 모델링 (Modeling Growth of Canopy Heights and Stem Diameters in Soybeans at Different Groundwater Level)

  • 최진영;김동현;권순홍;최원식;김종순
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.395-404
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    • 2017
  • Cultivating soybeans in rice paddy field reduces labor costs and increases the yield. Soybeans, however, are highly susceptible to excessive soil water in paddy field. Controlled drainage system can adjust groundwater level (GWL) and control soil moisture content, resulting in improvement soil environments for optimum crop growth. The objective of this study was to fit the soybean growth data (canopy height and stem diameter) using Gompertz model and Logistic model at different GWL and validate those models. The soybean, Daewon cultivar, was grown on the lysimeters controlled GWL (20cm and 40cm). The soil textures were silt loam and sandy loam. The canopy height and stem diameter were measured from the 20th days after seeding until harvest. The Gompertz and Logistic models were fitted with the growth data and each growth rate and maximum growth value was estimated. At the canopy height, the $R_2$ and RMSE were 0.99 and 1.58 in Gompertz model and 0.99 and 1.33 in Logistic model, respectively. The large discrepancy was shown in full maturity stage (R8), where plants have shed substantial amount of leaves. Regardless of soil texture, the maximum growth values at 40cm GWL were greater than the value at 20cm GWL. The growth rates were larger at silt loam. At the stem diameter, the $R_2$ and RMSE were 0.96 and 0.27 in Gompertz model and 0.96 and 0.26 in Logistic model, respectively. Unlike the canopy height, the stem diameter in R8 stage didn't decrease significantly. At both GWLs, the maximum growth values and the growth rates at silt loam were all larger than the values at sandy loam. In conclusion, Gompertz model and Logistic model both well fit the canopy heights and stem diameters of soybeans. These growth models can provide invaluable information for the development of precision water management system.

완전제어형 식물 생산 시스템에서 선형 지수 함수를 이용한 씀바귀의 생육 모델 (Growth Model of Sowthistle (Ixeris dentata Nakai) Using Expolinear Function in a Closed-type Plant Production System)

  • 차미경;손정익;조영열
    • 원예과학기술지
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    • 제32권2호
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    • pp.165-170
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    • 2014
  • 본 연구는 완전제어형 식물공장에서 선형 지수 함수를 이용하여 재식거리($15{\times}10$, $15{\times}15$, $15{\times}20$, $15{\times}25$cm)에 따른 씀바귀의 생육과 수량 모델을 개발하고자 수행되었다. 개체당 건물중은 25cm 처리구가 가장 높았으며, 10cm 처리구가 가장 낮았다. 단위면적당 건물중으로 보면 15cm 처리구가 가장 높았으며, 25cm 처리구가 가장 낮았다. 따라서 씀바귀 생육을 위한 적정 재식밀도와 재식거리는 각각 44 plants/$m^2$$15{\times}15$cm였다. 정식 후 일수에 따른 건물중의 변화 곡선은 선형 지수적인 형태를 보였으며, 재식거리에 따른 선형 지수 형태를 이용하여 모델식을 예측할 수 있었다. 개체당 건물중과 개체당 생체중과의 관계는 재식거리와는 무관하게 직선적인 관계를 보여, 건물중 예측으로 생체중도 예측할 수 있었다. 선형 지수 함수식에서 작물생장율과 상대생장율, lost time는 쌍곡선 형태를 보였다. 씀바귀의 광사용효율는 $4.3-6.1g{\cdot}MJ^{-1}$였다. 재식거리에 따른 씀바귀의 생육과 수량은 선형 지수 함수식으로 정확하게 예측할 수 있었다. 결론적으로, 선형 지수 함수는 완전제어형 식물 공장에서 씀바귀의 생육과 수량을 예측하는데 유용한 함수였으며, 생육과 수량 모델을 개발할 수 있었다.