• 원예과학기술지
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• 제29권6호
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• pp.633-640
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• 2011

배추는 배추속 식물의 A genome을 대표하는 모델로서 다양한 배추과 작물의 유전학 및 유전체학과 육종연구의 기반이 되는 중요한 작물이다. 최근 들어 배추 유전체 해독이 완료됨에 따라 유전체의 기능 연구가 보다 활발히 진행될 것으로 기대된다. 유전체 정보로부터 유전자의 구조를 예측하고, 기능을 분석하여 프로모터를 포함한 유용 유전자를 개발하기 위한 필수 재료로 이용되는 것이 다양한 조직 또는 실험 처리로부터 생성된 발현 유전자 데이터이다. 2011년 7월 현재 공공 데이터베이스에는 39개의 cDNA library로부터 분석된 147,217개의 배추 발현유전자가 보고되어 있다. 그러나 이들 발현 유전자들은 체계적으로 분석되거나 데이터베이스 형태로 정리되어 있지 않기 때문에 연구자들이 유전자 서열로부터 유용한 정보를 추출하여 사용하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 해독 완료된 배추 유전체와 함께 발현 유전자 정보를 보다 잘 활용하기 위하여 배추의 조직 특이적 발현유전자 데이터베이스인 BrTED를 개발하였다. 데이터베이스는 EST 서열 처리-정보 검색 단위와 조직특이성 발현 특성 분석 단위로 이루어져 있으며, 각 정보들은 상호 연결되어 유기적인 검색 환경을 제공하게 하였다. BrTED는 23,962개의 단일 조합 유전자서열을 포함하고 있으며, 각 서열들의 유전자 주석과 암호화하고 있는 단백질의 기능을 동시에 제공한다. 또한 각 단일 조합 유전자서열들의 조직별 발현 특이성을 통계 분석을 통해 조사하여 연구자의 검색 기준에 따라 제공한다. BrTED의 실효성을 검증하기 위하여 데이터베이스를 통해 조직 특이적 발현 유전자 29개를 선발하고, 이들의 발현 특성을 RT-PCR로 확인한 결과, 선발한 유전자 모두 목표한 조직에서 특이적이거나 강한 발현을 보였다. BrTED는 조직 특이적 발현유전자를 신속하게 선발할 수 있는 공공 데이터베이스로서 배추의 기능 유전체 연구뿐만 아니라 근연 배추속 작물의 유전학과 유전체학 연구에 유용한 공공 연구 자원으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제48권2호
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• pp.237-243
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• 2009

양배추 유묘에서 도둑나방 유충의 경제적 피해허용수준과 요방제 수준을 설정하기 위하여 도둑나방 유충 접종 밀도에 따른 양배추의 생육, 피해 및 수량을 조사하였다. 포장실험에서 파종 40일 양배추 유묘에 주당 0, 1, 4, 8, 16마리의 도둑나방 2령 유충들을 접종하고 30일 후 수량조사결과 처리 간 사이가 없었고, 양배추는 도둑나방 가해에 대하여 보상적 반응을 보였다. 반면, 유리온실 실험에서 정식 25일 양배추 유묘에 주당 0, 2, 5, 8, 12마리의 도둑나방 2령 유충들을 접종한 결과 15일 후 양배추의 평균생체중은 무처리에서 38.3g, 2마리 접종구에서 36.7g, 5마리 접종구에서 21.7g, 8마리 접종구에서 23.3g, 12마리 접종구에서 16.7g으로 도둑나방 유충의 접종수가 증가할수록 양배추의 생체중은 유의하게 줄어들었다. 도둑나방 유충 발생과 수량손실과의 관계를 구명하기 위하여 누적발생일수(cumulative insect days)와 양배추 유묘의 손실률(%)과의 관계를 회귀분석한 결과 비선형식인 logistic 모형에 잘 적용되었다. 이 식으로부터 수익한계인(gain threshold) 5%와 양배추 상품화율(91%)을 감안했을 때, 수량 감소율 14%에서 도둑나방 2령 유충의 경제적피해수준은 44 CID 이었다. 또한 요방제 밀도는 경제적 피해수준의 80%가 되는 35 CID로 추정되었다. 본 결과는 양배추 유묘시기에 도둑나방 유충을 방제하기 위한 경제적인 방제적기를 제공함으로써 본 해충의 효율적인 관리에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.1-14
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• 2023

콩은 세계 5대 식량작물 중 하나로 식물성 단백질의 주요 공급원이다. 작물 특성상 기후변화에 따라 곡물 생산량에 큰 영향을 받기 때문에 국립농업과학원에서는 콩 품종별 생장 분석을 통해 작물표현형 연구를 진행중이다. 콩 품종별 생장 분석을 위한 생장 과정 사진 촬영은 자동화된 시스템으로 이루어지지만 생장 상태를 확인, 기록, 분석하는 과정은 수작업으로 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 과정을 자동화 할 수 있도록 콩 작물의 영상 데이터에서 콩잎 객체를 검출하는 YOLOv5s 모델과 검출된 콩잎의 전개 여부를 판단하는 합성곱 신경망(Convolution Neural Network; CNN) 모델을 설계, 학습하였다. 두 모델을 결합하고 검출된 콩잎의 좌표데이터로 층을 구분하는 알고리즘을 구현하여 콩 작물의 시계열 데이터를 입력하여 생장을 분석하는 프로그램을 개발하였고, 그 결과 콩 작물의 제2~3복엽까지 생장 시기를 판단할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권6호
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• pp.515-523
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• 2013

백두산 화산 폭발 시 남한 지역은 동해안을 중심으로 화산재에 의한 피해가 예상된다. 적은 양의 화산재라고 할지라도 농작물의 피해나 토양의 산성화를 유발하는 등 농업 분야에 심각한 영향을 줄 수 있다. 이에 이 논문에서는 화산재에 의한 농작물의 피해를 추정하고 구글 지도를 통해 시각화하고자 한다. 이를 위해서 화산재에 대한 피해 예측모델이 필요하다. 화산재 위험은 농작물의 종류와 화산재 두께에 따라 다르므로 피해 예측 모델의 취약도 함수는 화산재 두께와 농작물의 손상률 간의 관계를 나타내어야 한다. 이 논문에서는 RiskScape에서 정의한 화산재 두께에 따른 농작물별 손상률을 이용하여 취약도 함수를 정의하였다. 이 취약도 함수를 농작물 생산량과 가격 정보에 적용하여 화산재 두께에 따른 농작물 피해액을 추정할 수 있다. 또한, 이 논문에서는 화산재의 피해가 예측되는 강원도 지역을 대상으로 화산재에 의한 농작물 피해를 추정하였다. 연구 결과 2010년 강원도 농업 총 생산량을 기준으로 했을 때 화산재가 약 4 mm 정도 쌓이게 되면 농작물 피해액은 약 6,351억 원에 달하는 것으로 나타났다. 이는 강원도 총 농업생산액의 약 50%에 해당한다. 이 논문에서는 화산재에 의한 농작물의 1차적인 피해만을 고려하고 있다. 하지만 화산재는 토양 오염이나 시설물과 같은 농가의 자산에 잠재적인 위험을 줄 수 있다. 따라서 농업 분야 전체에 대한 총 피해 규모를 추정하기 위해서는 이와 같은 2차적인 피해도 함께 고려해야 할 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제42권1호
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• pp.22-32
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• 1997

국내 자생종인 광릉쥐오줌풀의 생육ㆍ수량 및 정유 함량에 미치는 온도 광도 및 토양 수분의 영향을 검토하여 쥐오줌풀의 재배법을 구명하고자 온도를 10, 15, 20, 25, 3$0^{\circ}C$ 등 5수준으로, 광도는 1,000, 2,500, 5,000, 20,000, 30,000, 40,000, 50,000, 60,000lux 등 8수준으로 처리하였고, 차광은 무차광 25% 차광ㆍ50% 차광구를 설치하였으며, 토양 수분 함량은 최대 용수량의 30, 45, 55, 70,.80, 90%등 6수준으로 각각 처리하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 온도와 쥐오줌풀 잎의 광합성간에는 고도로 유의한 2차 곡선회귀가 인정되었으며, 이 회귀식에 의해 산출한 쥐오줌풀의 최대 광합성을 위한 온도는 17.7$^{\circ}C$이었다. 2. 온도와 쥐오줌풀의 엽장ㆍ엽폭ㆍ엽병장 및 근 중간에는 각각 고도로 유의 한 2차 곡선회귀가 인정되었으며, 이 회귀식에 의해 산출한 뿌리 생장의 최적 온도는 약 20.3$^{\circ}C$였다. 3. 정유 및 extract함량은 온도 조건이 15~2$0^{\circ}C$에서 가장 높았다. 4. 광도와 쥐오준풀 잎의 광합성간에는 고도로 유의한 2차 곡선회귀가 인정되었으며, 이 회귀식에 의해 산출한 쥐오줌풀의 최대 광합성을 위한 광도는 40,000lux였다. 5. 쥐오줌풀의 정유 함량은 재배지역에 따른 차광의 유무와는 관계가 없었고, 정유 성분의 조성 비율은 재배지역 및 차광에 따라 영향을 받았다. 6. 토양수분 함량이 많을수록 엽병장ㆍ엽장ㆍ엽폭ㆍ근장이 길어지고, 뿌리 수량이 많아지는 경향을 보였는데, 토양 수분 함량이 최대 용수량의 80~90%일 때 쥐오줌풀의 생육이 양호하였고, 근중이 가장 많았다. 7. 쥐오줌풀 뿌리의 정유 및 extract함량은 토양 수분 함량이 90%에서 가장 많았고, 토양 수분함량이 낮을수록 감소하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제8권3호
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• pp.190-198
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• 2006

본 연구는 벼의 질소영양 상태가 광 이용효율에 미치는 영향을 검토하여 벼 생육모델을 구축하기 위한 기초자료를 얻기 위해 수행되었다. 1998년부터 2000년까지 3개년에 걸쳐서 일반계 및 통일계 품종을 공시하여 다양한 질소시비 조건에서 건물중, 군락의 흡광량 및 질소영양 상태를 조사하였고, 이들 자료를 이용하여 군락의 광 이용효율 및 광 이용효율과 질소영양 상태와의 관련성을 검토하였다. 벼 군락의 흡광계수(K)는 최고분얼기까지 벼의 생장과 함께 증가하다가, 최고분얼기에서 출수기까지는 0.4정도로 일정하게 유지되고, 출수기 이후부터 다시 급격하게 증가하였다. 출수전 벼 군락의 누적 PAR interception과 건물중과는 직선 회귀관계가 성립하였고, 이 직선 회귀계수를 이용하여 군락의 출수전 평균 광 이용효율(RUE, g/MJ of PAR)을 추정하였는데, 평균 RUE는 질소시비량이 많을수록 높아지는 경향이었다. 벼에서 출수전의 RUE는 질소영양 상태를 나타내는 질소영양지수(NNI, nitrogen nutrition index) 및 비엽 질소농도(SLN, specific leaf nitrogen concentration; $g/m^2$ leaf area)가 증대됨에 따라 최대 RUE에 점근하는 다음과 같은 지수함수로 잘 표현할 수 있었다. $$RUE=3.13\{1-exp(-4.33NNNI+1.26)\}$$ $$RUE=3.17\{1-exp(-1.33SLN+0.04)\}$$ 위의 식은 질소영양 조건에 따른 RUE의 변이를 각각 80%와 75% 정도를 설명할 수 있다. 여기에서 구해진 RUE와 NNI 및 SLN 관계는 출수전 전 기간의 평균적인 관계에 근거한 것으로서, 벼 생육모델의 건물중 추정의 구성모델(component model)로서 활용하는 데는 한계가 있으며, 건물중 추정 구성모델로 이용하기 위해서는 보다 짧은 기간을 대상으로 이와 같은 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권2호
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• pp.185-194
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• 2012

한약재 우슬로 알려진 쇠무릎과 털쇠무릎 두 변종 식물표본자료의 지리참조연산 표준화 작업을 통해, 1차종 발생데이터를 수집하면서 발생된 오류의 특성과 발생 원인을 조사하였다. 본 연구에서 시도한 재동정의 경우, 변종 수준의 동정에서는 쇠무릎의 경우 41%, 털쇠무릎의 경우 28%가 오동정으로 확인되었지만, 동정자의 동정신뢰도 수준은 변종의 동정 정확도와 무관하였다. 전체 303개 표본자료 중 71점의 지리참조연산을 실시하여 산출된 불확실성의 범위는 0.1297 km(최소)-32.4 km(최대), 평균 4,055m, 표준편차 5,772m로 확인되었다. 털쇠무릎은 한반도 중부에 넓게 분포하였으나, 쇠무릎은 경상남도와 전라남도를 포함한 남부해안 지역과 서해안 지역을 중심으로 분포하였다. 바이오클림(Bioclim) 분포모델을 적용한 결과, 쇠무릎의 최적생육지역은 남부지방 및 서부해안지역인 반면, 털쇠무릎의 경우 충청남도를 중심으로 한 중부지역임을 확인하였다. 두 분류군이 위도상으로 구분되는 가장 중요한 원인은 기후 인자 중 강수량보다는 기온인자로 확인되었다. 표본자료의 정보량을 판단하기 위해 지리참조연산결과 종의 전체적인 분포정보, 기후 정보 모델링을 통한 최적생육분포 면적 등의 정보량이 증가되었다. 본 연구에서 실시한 것과 같이 자료 품질 향상을 위해 최초 자료수집과 이후 입력까지 모든 관리 절차에서 발생하는 오류를 관리할 필요가 있다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권1호
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• pp.43-49
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• 2010

본 시험은 2008년에 경상북도 농업기술원 벼 재배포장에서 최근 담수직파답에서 제초제 저항성 잡초로 가장 문제시 되고 있는 잡초 중 올챙이고랭이를 대상으로 잡초 밀도별 벼와의 경합력을 구명하고 Rectangular hyperbola 모델을 기초로 잡초의 밀도에 따른 쌀 수량 감소를 예측하여 경제적인 방제 필요수준을 구명하고자 실시하였다. 잡초를 완전 방제 했을 경우를 가상한 벼 수량은 올챙이고랭이에서 10a당 466kg으로 피의 457kg보다 다소 높았으며, 벼와 잡초의 경합력은 올챙이고랭이에서 0.00188로 피의 0.02402 보다 낮았고, 수량 예측식은 올챙이고랭이가 y = 466/(1+0.00188x), $R^2$ = 0.933, 피가 y = 458/(1+0.02402x), $R^2$ = 0.973로 나타났다. 제초제 구입 비용을 10a당 12,492원, 제초제 살포 인건비를 9,936원, 쌀의 가격을 kg당 2,000원, 제초제 방제가 95%로 적용하여 구한 경제적 피해 한계 밀도는 잡초 완전 방제시 수량이 10a당 466kg이고 잡초 1본당 수량 감수정도가 0.001884인 올챙이고랭이는 평방미터당 13.4본, 잡초 완전 방제시 수량이 458kg이고 잡초 1본당 수량 감수 정도가 0.02402인 피는 평방미터당 1.07본이었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.327-336
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• 2019

콩은 식량작물 중 단백질 함량이 매우 높고 식생활에서 여러가지 형태로 소비되기 때문에 매우 중요한 식량자원 중 하나이다. 콩은 일반적으로 노지에서 재배되기 때문에 콩의 생산량 및 품질은 갑작스런 기후 변화에 큰 영향을 받는다. 최근 폭염 및 폭우 등과 같은 이상기후로 인해 콩의 생산량이 불안정해짐에 따라 콩의 생육을 실시간으로 추정하여 품질저하를 예방할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 회전익무인기에 장착된 다중분광 센서를 이용하여 콩 생육을 추정하기 위해 수행되었다. 반사값을 이용하여 산출된 정규화 식생지수(NDVI, GNDVI)와 단순비 식생지수(RRVI, GRVI)와 콩 생육 데이터(생체중, 건물중, 엽면적지수)로 선형회귀분석을 실시하여 생육 추정 모델을 개발하였다. 그 결과, 정규화 식생지수인 NDVI를 이용한 엽면적 지수 추정 모델(R²=0.587, RMSE=1.01 ㎡/㎡, RE=48.98%)보다 GNDVI를 이용한 엽면적 지수 추정 모델(R²=0.789, RMSE=0.73 ㎡/㎡, RE=34.91%)이 높은 정밀도가 나타났으며, 단순비 식생지수를 이용한 엽면적 지수 추정 모델 RRVI (R²=0.760, RMSE=0.78 ㎡/㎡, RE=37.26%) GRVI (R²=0.828, RMSE=0.66 ㎡/㎡, RE=31.59%)과 비교 했을 때, 단순비 식생지수에서 높은 정밀도가 나타났다. 기후변화에 대체하기 위해 재식밀도 및 변량 시비와 같은 재배관리법이 적용된다면, 고품질의 콩을 생산하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.77-83
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• 2016

생체중은 작물 생육의 중요한 지표이기 때문에 계획 생산을 위해서는 반드시 측정이 필요하다. 비파괴적으로 생체중을 측정하기 위하여 이미지 기반의 방법 들이 개발되어 왔으나 한계점을 가지고 있다. 또한 수경재배에서는 양액의 중량 때문에 작물 생체중을 직접 측정하기에 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 NFT 방식의 식물공장에서 생육시기에 따른 생체중을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 방법을 개발하는 것이다. 식물공장 모듈에서 로메인 상추를 재배하며 실험을 진행하였다. 정식 후 7일 간격으로 28일 까지 전체 채널의 중량, 채널 내에 남아 있던 양액의 양, 로메인 상추의 지상부와 지하부의 생체중을 측정하였다. 특히, 양액이 공급 중일 때 채널의 초기 무게(Wi)와 양액 공급을 중단한 후에 채널의 중량 변화를 매초 간격으로 측정하였다. 채널을 통해 더 이상의 배액이 발생하지 않을 때, 채널의 최종 중량(Ws)와 채널에 잔류하고 있는 양액의 양을 측정하였다. 시상수(${\tau}$)는 Wi와 Ws의 변화 추세를 고려하여 계산되었다. Wi, Ws, ${\tau}$와 실제 생체중과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 양액 공급을 멈춘 뒤 채널의 중량은 지수적으로 감소하였다. 채널 내 지하부의 중량이 증가하면서 양액이 채널을 빠져나가는 속도는 감소하였다. 실제 작물의 생체중과 채널의 중량을 통하여 예측된 생체중 사이에는 큰 차이가 있었고, 이는 채널 내에 잔류된 양액 때문이다. 이러한 차이는 생육시기에 따라 예측하기에는 어려웠으나 시상수를 이용한 모델식은 높은 예측성을 보였다. Wi, Ws, ${\tau}$를 사용한 모델을 이용하면 작물의 실제 생체중을 추정할 수 있으리라 기대된다.