• 제목/요약/키워드: sprouting rate

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기계학습을 이용한 벼 수발아율 예측 (Predicting the Pre-Harvest Sprouting Rate in Rice Using Machine Learning)

  • 반호영;정재혁;황운하;이현석;양서영;최명구;이충근;이지우;이채영;윤여태;한채민;신서호;이성태
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.239-249
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    • 2020
  • 본 연구는 자연 조건에서 쌀가루용 벼의 수발아율을 예측하기 위한 것으로 기계학습을 이용하여 기상요소들에 따른 수발아율을 간단히 예측할 수 있는 초기 시스템을 개발하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 강원도, 충청북도, 경상북도에 위치한 6개 지역에서 쌀가루용 벼 3품종을 재배하였다. 수확 후 수발아율과 출수일을 조사하였으며, 각 지역의 종관기상대의 일평균 기온과 상대 습도, 그리고 강수량 정보를 이용하여 기계학습 모델 중 하나이며, 정확도가 높은 GBM 모델로 수발아율을 예측하였다. 2017년부터 2019년까지 강원과 충북, 그리고 경북의 6개 지역에서 쌀가루 용 벼 3품종에 대해 재배 실험을 수행하였다. 조사 항목은 출수일과 수발아율이었다. 기상자료는 동일한 지역명의 종관기상대를 이용하여 일 평균 기온 및 상대 습도, 그리고 강수량 자료를 수집하였다. 수발아율 예측을 위해 기계학습 모델인 Gradient Boosting Machine (GBM)을 이용하였으며, 학습 투입 변수로는 평균 기온과 상대 습도, 그리고 총 강수량이었다. 또한 수발아 피해 관련 기간을 설정하기 위해 출수 후 몇일 후부터 그 이후의 기간에 대한 실험도 수행하였다. 자료는 수발아 피해 관련 기간의 교정을 위한 training-set과 vali-set, 검증을 위한 test-set으로 구분하였다. training-set과 vali-set으로 교정한 결과, 출수 후 22일 후부터 24일동안에서 가장 높은 score를 나타내었다. test-set으로 검증한 결과는 3.0%보다 낮은 구간에서 수발아율을 약간 높게 예측한 경향이 있었지만, 높은 예측력을 보였다(R2=0.76). 따라서, 기계학습을 이용하여 특정기간동안의 기상요소들로 수발아율을 간단하게 예측할 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구의 결과를 종합해 볼 때, 기계학습을 이용하여 특정 기간 동안에 평균 기온과 상대 습도, 그리고 총 강수량으로 높은 수발아율 예측 성능을 보였으며, 이 시스템을 이용하여 일반 농가들을 대상으로 수발아에 관한 피해를 예방할 수 있는 조기 수발아 예측 시스템으로 이용가능 할 것으로 판단된다. 하지만 품종마다 휴면 정도 차이로 인한 수발아 관련 기간에 차이가 있으므로, 다른 쌀가루용 벼 품종에 대해서도 추가로 조사하고, 개별 품종으로 세분화하여 분석한다면 좀 더 정확도 높은 예측 시스템을 개발할 수 있을 것으로 판단된다.

'설향' 딸기의 생장점 배양 시 MS 배지 농도에 따른 발아율 및 생육특성 (Effect of MS Medium Strength on the Sprouting Rate and Growth Characteristics in Meristem Culture of Strawberry 'Seolhyang')

  • 김혜진;이종남;임학태;용영록
    • 원예과학기술지
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    • 제32권1호
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    • pp.100-104
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    • 2014
  • 본 실험은 일계성 딸기 '설향'의 조직배양묘 생산 시 발아율 향상을 위해 MS 배지의 적정 농도를 구명하기 위하여 실시하였다. 딸기 생장점은 엽원기가 1매 붙은 0.2mm-0.3mm 크기로 적출하였으며, MS 배지 농도는 1/4, 1/3, 1/2, 1배 등 4 수준으로 실시하여 배양 8주 후 발아율 및 생육 특성을 조사하였다. 일계성 딸기 '설향'과 '대왕'의 생장점을 1배 농도의 MS 배지에 치상한 결과, '대왕'의 발아율은 93.6%인 반면에 '설향'의 발아율은 31.6%로 매우 낮았다. '설향'의 발아율을 향상시키기 위하여 MS 배지 농도별 실험한 결과, 1배 농도의 발아율은 31.6%, 1/2배 농도는 75.0%, 1/3배 농도는 94.4%로 배지 농도가 낮아질수록 발아율이 향상되었으나, 1/4배 농도에서 발아율이 54.5%로 낮아졌다. 생장점 배양 8주 후 MS 배지 농도별 생육을 비교한 결과, 초장은 1배 농도에서 0.9cm, 1/2배 농도에서 1.2cm, 1/3배 농도에서 1.6cm, 그리고 1/4배 농도에서 1.9cm로 배지 농도가 낮아질수록 초장이 길어졌으나, 잎수 및 뿌리수는 큰 차이를 보이지 않았다. 본 실험의 결과 일계성 딸기 '설향'의 생장점 배양 시 1/3배 MS 배지에서 발아율이 가장 높고, 생육이 우수하였다.

Influence of Rainfall During the Ripening Stage on Pre-Harvest Sprouting, Seed Quality, and Longevity of Rice (Oryza sativa L.)

  • Baek, Jung-Sun;Chung, Nam-Jin
    • 한국작물학회지
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    • 제59권4호
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    • pp.406-412
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    • 2014
  • The influence of rainfall during the ripening stage on pre-harvest sprouting, seed viability, and seed quality was investigated in two Korean rice cultivars, Shindongjin and Hopum. When the rainfall was artificially treated in a greenhouse, HP started to pre-harvest sprouting at three days of rainfall treatment (DRT), but Shindongjin did not show pre-harvest sprouting at 40 DAH treatment and just 0.3~0.8% at 50 DAH, which was much lower than 15.3~25.8% of Hopum in the same treatment. After harvest, the seed germination of Hopum decreased about 10~25% compared to non-treated seeds, but that of Shindongjin decreased much little rate than that of Hopum. The seed longevity tested by accelerated aging decreased with prolonged rainfall period in both cultivars, but the varietal difference was clear; Shindongjin could withstand longer accelerated aging than Hopum. Shindongjin maintained its germination (>50%) ability after 15 days of accelerated aging regardless of the rainfall treatment period and time, but Hopum dropped below 50% germination ability after only 5 days of accelerated aging. In conclusion, rainfall during the ripening stage induced not only pre-harvest sprouting, but also reduced seed quality and longevity during storage, which varied between two cultivars.

명조건에서 발아시킨 콩의 발아특성 및 isoflavone함량 변화 (Changes in Isoflavones Contents and Germination Characteristics of Germinated Soybeans [Glycine max.] under Light Condition)

  • 최선정;최웅규
    • 한국식생활문화학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.599-604
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    • 2014
  • This research was conducted to investigate changes in isoflavone contents and sprouting characteristics of germinated soybeans [Glycine max.] under light condition. The relative wet weight of soybeans increased as germination progressed, and it reached $291.1{\pm}14.3%$ at 60 h after beginning of sprouting. On the other hand, relative dry weight slowly decreased as germination progressed. The length of sprouting rapidly increased as germination progressed. The sprouting rate sharply increased from 12 h to 48 h and reached $96.4{\pm}2.5%$ at 60 h after sprouting. In terms of color, L value did not change until 24 h after the beginning of germination, but it rapidly increased from 24 h to 36 h and did not change thereafter. The a value rapidly increased at 24 h after the beginning of germination and decreased thereafter. The b value rapidly increased at early and last stages and reached $9.0{\pm}0.7$ at 60 h after the beginning of sprouting. Total isoflavone reached a maximum level at 12 h after the beginning of germination and consistently decreased thereafter. Among isoflavone compounds, m-genistin had the highest content followed by daidzin and m-daidzin.

보리의 수발아정도 및 탈곡방법이 종자활력 관련 형질에 미치는 영향 (Effects of Sprouting Degree and Threshing Methods on Germination and Seedling Vigor in Barley)

  • 이은섭;천종은
    • 한국작물학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.65-69
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    • 1991
  • 과맥에서 종자활력의 저하요인을 구명하고자 과맥 2계통(피, 과 isogenic line포함) 및 피맥 1품종의 종자의 수발아를 유도하여 손과 기계탈곡(700 rpm ) 한 종자를 이용하였다. 1. 수발아된 종자를 손 탈곡하여 배부분의 손상이 없어서 발아세, 발아율, TTC치은 수발아 정도에 따른 차이가 적었으나, 출아력은 수발아가 클수록 감소되었다. 2. 수발아된 종자는 기계탈곡시 배의 부분적인 손상이 관찰되었으며, 손 탈곡에 비해서 종자활력에 관계된 형질들이 고도로 유의적인 감소를 가져왔고 효소활력은 크게 증가되었다. 3 손 탈곡구에서 수발아 정도는 효소활력 ( r =0.9 31**, 0.951**) 및 발아력 ( r=0.46*)과 정상관이 있었다.

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개간지 상전에 발생하는 발아불량 현상의 원인 및 방제에 관한 연구 (Studies on the Cause and Control for Non-sprouting Bud in the Utility Reclaimed Hill Side Mulberry Field.)

  • 유근섭
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-20
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    • 1974
  • 본 연구는 산지개간상전에 발생하는 발아불량현상의 원인을 구명하고 방제법을 대립코자 1971∼1974년까지 4개년간에 걸처 실시하였으며 그 결과는 다음과 같았다. 1. 피해증상은 춘기에는 지조의 선단부가 발아를 하지 않거나 발아도중 즉 탈포∼연구기까지 진행되다가 갑자기 말라 죽는다. 발아불량지조의 피층 및 인피부에는 Necrosis 현상이 일어나고 갈색으로 변한다. 추기에는 엽의 노화, 선단엽의 이상, 엽맥, 엽병이 양변한다. 2. 발아불량상전토양은 화강암모재에 점질의 비율이 매우 낮은 사양토로 되어 있으며 하층토가 치밀 견고하고 공극률이 너무 적어서 근군발달에 매우 불량한 토양구조로 되어 있었다. 특히 발아불량극심지의 심토는 건전지에 비하여 고상이 과대하여 한발시에는 수분부족현상이 일어나기 쉬운 조건을 갖추고 있었다. 3. 발아불량극심상전은 건전상전에 비하여 토양수분함량이 유의하게 적었으며 특히 심토의 수분함량은 건전지가 적당한 수분함량을 유지하고 있었는데 반하여 발아불량극심지는 거의 위조점에 가까운 수분함량이었다. 4. 유방토심은 발아불량상전이 건전상전에 비하여 얕았고, 발아불량정도가 기한곳일수록 유방토심은 얕아지는 경향을 나타냈다. 5. 토양수분함량의 경시적변화는 토양내 유방붕소함량에 영향을 미쳤으며 발아불량상전의 수분함량은 건전상전에 비하여 6월 5일부터 9월 5일까지 계속 적은 함량을 유지하고 있었고, 유방붕소함량도 수분함량의 증감과 같은 경향으로 변화되였다. 6. 토양의 pH(4.7-5.6)와 유방붕소함량간에는 상관관계가 없었으나 유기물함량과 유방붕소함량간에는 고도의 정상관관계가 있었다. 7. 토양중 유방붕소함량은 발아불량상전이 0.19∼0.28ppm, 건전상전이 0.34∼0.43ppm으로서 발아불량상전보다 유의하게 많았다. 8. 엽 및 피층내의 붕소함량은 발아불량수가 건전수보다 유의하게 적었다. 9. 사경시험의 붕소결제구에서는 발아불량현상이 유발되었으며 그 피해증상은 포장에서 발생되는 증상과 동일하였다. 10. 석회의 시용은 시용량이 증가할 수록 발아불량현상을 다소 높게하는 경향이 있었다. 이상의 결과를 종합하여 볼때 뽕나무의 발아불량현상은 붕소의 결핍에 기인되나 붕소의 결핍피해정도는 토양모재, 토양내 유기물함량 및 수분함량 그리고 석회시용등에 의해서도 좌우되는 것으로 인정된다. 11. 발아불량현상은 붕사를 10a 당 6∼9kg을 춘, 하2회분시하면 방제할 수 있으며, 10a당2,000kg의 퇴비를 수년간 계속시용하는 방법도 상당한 방제방과를 얻을 수 있다고 믿어진다.

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Effects of Gibberellic Acid and Gibberellin Biosynthesis Retardants on Ethylene Production, Batatasins, and Free Sugars in Dormant Tubers of Chinese Yam

  • Kim Sang-Kuk;Lee Sang-Chul;Kim Kil-Ung;Choo Yeon Sik;Kim Hak Yoon;Lee In-Jung
    • 한국작물학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.300-304
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    • 2004
  • Gibberellic acid did not affect ethylene production, whereas gibberellin biosynthesis inhibitors triggered ethylene production in dormant tubers. Gibberellic acid did not induce sprouting of dormant tubers, however, treatment of gibberellin biosynthesis retardants enhanced sprouting rates. Sprouting rate in ancymidol-treated tubers was highest among gibberellin biosynthesis retardants. Sprouting rate of tubers treated with ancymidol increased to $91.4\%$. Batatasin-III content in $GA_3$ treated tuber was increased in the highest concentration $(30{\mu}g\;I^{-1})$. Tubers treated with mepiquat chloride, Batatasin-I was increased steadily, but contents of Batatasin-III and V showed dramatic decrease at the $ 1,000{\mu}g\;I^{-1})$ concentration. This infers that gibberellin biosynthesis retardants play key roles in promoting breaking dormancy on dormant tubers of Chinese yam.

마늘의 저장온도에 따른 이화학적 품질변화 (Change of Physicochemical Quality According to Its Storage Temperature in Garlic (Allium sativum L.))

  • 장현세;홍경훈
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.119-122
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    • 1998
  • This study was conducted to blow the effect of postharvest physiological changes on garlic quality according to its ecotypes and storage temperatures. The changes of water, total soluble solids, crude stein, md total fructans were measured and the rates of respiration and sprouting were analyzed during storage at 20$^{\circ}C$ and 30$^{\circ}C$. The decrease of water content and the increase of total soluble solids were reversely appeared during garlic storage. The crude protein content was gradually increased during storage but total fructan content was decrased. The respiration late was maximized at 60days after storage and the spouting rate was gradually increased. In the aspect of ecotypic characteristics, the water content, fructan content and sprouting rate were higher in 'Namdo' cultivar than those of southern type. The high storage temperature (30$^{\circ}C$) controlled spouting and loss of fructan, and it was effective to maintain the garlic quality.

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Effects of cold and room temperature storage on the sprouting and marketability of early-grown spring potatoes

  • Heon-Seop Won;Kyusuk Han;Young Hun Lee
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.33-45
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    • 2024
  • Three spring potato varieties (Atlantic, Chubaek, and Superior) were cultivated for 80, 90, and 100 days and compared in terms of their total and marketable yields and specific gravities. Subsequently, changes in the quality parameters (weight loss, sprouting rate, disease incidence, dry weight, and specific gravity) of potatoes cultivated for 100 days were monitored during two-month storage in improved and semi-underground warehouses at 4℃ and room temterature. The productivities of Atlantic, Superior, and Chubaek were maximized at cultivation periods of 100, 100, and >90 days, respectively. In all cases, cold storage resulted in <5.3% weight loss and no marketability loss. However, two-month room temperature storage resulted in pronounced marketability loss due to weight loss (6.2, 7.3% and 10.9% for Atlantic, Superior, and Chubaek, respectively) and sprouting (in ~13%, >75%, and 99% of Atlantic, Superior, and Chubaek tubers, respectively). The marketability of Atlantic, Superior, and Chubaek during cold storage was maintained for >2, ~2, and <2 months, respectively. All varieties were characterized by rapid sprouting, low dry weight and specific gravity, and rapid marketability loss during storage.

저온 처리 온도 및 지속 시간에 따른 배의 품종별 내동성 비교 (Freezing Hardiness of Several Pear Cultivars According to Degree and Duration of Low Temperatures)

  • 임순희;최장전;최진호;김성종;권용희;한점화;이한찬
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.51-58
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    • 2014
  • 배의 휴면기간 중 저온 유지 시간 및 온도에 따른 내동성을 비교하고자 감천배, 만풍배, 신고, 원황, 추황배, 풍수, 한아름, 행수, 화산, 황금배 등의 1년생 가지를 각각 $-21^{\circ}C$, $-24^{\circ}C$, $-27^{\circ}C$, $-30^{\circ}C$, $-33^{\circ}C$의 온도로 6, 9, 12시간 동안 처리한 후 꽃눈 발아율, 전해질 누출률, TTC검정을 하였다. 저온처리 시간에 따른 꽃눈발아율은 $-21^{\circ}C$에서 6시간일 경우 품종간 거의 차이가 없었으나 온도가 낮아지고 지속시간이 길어질수록 낮아졌다. 전해질 누출률은 $-30^{\circ}C$ 이하에서는 저온지속시간에 관계없이 대부분의 품종이 30%이상의 높은 전해질 누출률을 보여 온도가 낮아질수록 저온지속 시간이 길수록 전해질 누출률이 높아졌다. 저온에서 높은 발아율을 보였던 만풍배, 신고, 추황배는 $-30^{\circ}C$ 9시간에서 각각 26.1%, 14.7%, 28.3%로 다른 품종보다 낮은 전해질 누출률을 보였다. TTC 검정을 통한 흡광률은 $-21^{\circ}C$에서 6시간일 경우 66.0~96.5%, 9시간에는 49.4~91.9%, 12시간에는 37.3~89.4%로 저온유지 시간이 길어질수록 흡광률이 낮아졌다. 배의 품종별 내동성 확인 결과 꽃눈발아율은 전해질누출률 또는 TTC 검정을 통한 흡광률과의 높은 상관관계를 보였으며 배의 외재휴면 기간 중 내동성은 저온 유지시간 및 온도에 따라 다르며 품종별 저온 피해 한계온도가 다름을 확인할 수 있었다.