• 한국농공학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.3-13
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• 2007

The primary objective of this study was to compare water use efficiencies between subsurface drip irrigation and furrow irrigation. The uniformity of used drip lines was tested to determine if clogging would be a threat to the long-term success of a subsurface drip irrigation system. Three crops, cantaloupe, lettuce, and bell pepper, were grown in four plots for each irrigation system. Significantly less water was applied with subsurface drip irrigation than with furrow irrigation (29.5 % less for cantaloupe and 43.2 % less for bell poppet) in order to produce similar crop yields. Water use efficiencies with subsurface drip irrigation were significantly higher than those with furrow irrigation fur cantaloupe (P-value = 0.018) and bell pepper (P-value ${\leq}$ 0.001). Drip-irrigated lettuce, a shallow-rooted crop, had moderately higher water use efficiency during the first two seasons, while no difference was observed in the third season. After the experiment, the uniformity of the drip lines was 92.1 % on average and classified as good. The high values fur water use efficiency and uniformity indicate that subsurface drip irrigation can be a sustainable method for conserving irrigation water.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.225-231
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• 2009

지표관수와 비교하여 지중관수 및 지중관수 시 공기주입의 효과를 검토하고자 '녹광' 풋고추를 온실 내에서 토양재배(silty loam)하여 관수효율, 토양특성, 과실 생육 및 수량 등을 조사하였다. 관수방법은 관수호스를 이랑당 2열 배열하되 지표관수는 토양표면, 지중관수는 지표 20cm 아래에 설치하였고, 공기주입은 air compressor를 이용하여 낮 동안에 시간당 3분간 주입하였다. 관수는 콘트롤러, 전자식 토양수분장력센서 등을 이용, 토양수분에 기초한 자동관수를 실시하였는데, 관수개시점은 -20kPa, 관수종료점을 -10kPa로 설정하여 관리하였다. 그 결과, 토양수분의 감소속도가 지표 관수에 비해 지중관수와 지중관수 +공기주입이 늦었으며, 관수량도 지중관수가 지표환수에 비해 지표면에서의 증발 감소 등으로 약 30% 적었다. 표토층의 EC 및 무기이온함량은 지표관수에 비해 지중관수나 지중관수 +공기주입이 낮은 수준이었다. 뿌리의 발달은 지표관수에 비해 지중관수+공기주입한 것이 가장 좋았는데, 특히 뿌리가 길고 세근의 발달이 많았다. 이로 인해 풋고추 수량이 지표관수에 비해 지중관수가 22%, 지중관수 +공기주입이 30% 각각 증가되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.683-689
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• 2012

본 연구는 시설 하우스 재배에서 지중관수 호스 간격 처리가 상추의 무기성분 함량과 흡수량, 수량, 관수량 및 토양화학성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행되었다. 상추재배는 반촉성 및 억제재배를 하였으며 시험처리는 분수살수 처리와 지중 호스를 30 cm 깊이에 호스의 배치 간격이 각각 30, 40 및 50 cm 되도록 한 지중관수 처리를 포함하여 총 4처리를 하였다. 지중관수 처리에 의한 상추의 무기성분 함량은 처리간에 차이가 없으나 양분 흡수량은 호스 간격 50 cm 처리에서 가장 낮았다. 수량은 50 cm $\leq$ 분수살수 $\leq$ 40 cm $\leq$ 30 cm 순으로 많았고 관수량은 분수살수 처리가 가장 많았으며 지중관수 처리 간격이 넓을수록 적었다. 토양 양분함량 중 지표 하 10 cm에서 질산태 질소는 50 cm> 40 cm> 분수살수> 30 cm 처리 순으로 많았으며 치환성 칼리함량은 50 cm 처리에서, 마그네슘 함량은 40 cm에서 높았고 칼슘은 30 cm 처리에서 낮았다. 결과적으로 상추 재배에서 지상 분수살수와 지중 점적관수 30 cm 깊이에서 30~40 cm 간격 처리는 수량 차이가 없었으나 관수량은 지중관수에서 호스 간격이 넓을수록 적었다. 지중관수에서 작물의 수량 및 토양 중 양분 변화는 호스의 깊이와 점적기 및 호스간격, 토성에 따른 물의 이동과 작물의 양분 반응에 따라 차이가 있을 수 있어 보다 정밀한 연구가 필요한 것으로 생각되었다.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.197-206
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• 2023

본 연구는 지중점적시설을 이용한 옥수수 관수·관비재배시 옥수수의 생육 및 수량 반응을 조사하여 적합한 관수 및 관비기준을 마련하고자 수행되었다. 1) 사양토 조건에서 지중점적시설을 이용한 관비 재배시 옥수수 근권부까지 필요한 수분은 24.3 ton 10a^-1의 물이 소모되었다. 2) 사양토(점토함량 10.2%) 조건에서 한번 관수·관비로 토양수분함량이 25%정도 유지될 수 있는 기간은 25일, 20% 정도까지는 30일간 지속되었다. 3) 지중점적 관수·관비처리에 따른 옥수수 지상부 생육은 N 8 처리구에서 가장 우수하였으며 N 10 처리구에서는 감소하는 경향이 나타났다. 4) 지중점적 관수·관비처리에 따른 옥수수 수량구성요소는 N 8 처리구가 가장 우수하였으며 관수구 대비 약 14%, 무처리 대비 약 30%의 증수 효과를 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제51권2호
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• pp.79-89
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• 2018

Subsurface drip irrigation (SDI) system is considered one of the most effective methods for water application. A 2-year field study was conducted to investigate the effect of SDI systems with various dripline spacing (0.7 or 1.4 m) and position (under furrow or ridge) on soybean (Glycine max L.) production at a sandy-loam soil in Miryang, South Korea. For 2016-2017, average grain yield in SDI irrigated plots, $3.16Mg\;ha^{-1}$, was statistically greater than rainfed irrigated plot ($2.63Mg\;ha^{-1}$). Soybean grain yield averaged $3.25Mg\;ha^{-1}$ for the 0.7 m dripline spacing and $3.07Mg\;ha^{-1}$ for the 1.4 m spacing for the two-year period compared to a rainfed irrigated average of $2.63Mg\;ha^{-1}$ for the same period. Soybean treated with SDI system had significantly greater values of normalized difference vegetation index and stomatal conductance, indicating that soybean plants in SDI plots had greater photosynthetic and stomatal activity due to the higher water availability in soil. Irrigation water use efficiency (IWUE) was greatest in the plot of 0.7 m spacing installed under ridge position than any other plot across growing season. Average soil water content in plots with 0.7 m dripline spacing was $0.21m^3\;m^{-3}$ at 5 cm depth layer, which was 45% greater compared to the plots with 1.4 m spacing, even though the gross irrigation amounts were greater in 1.4 m spacing plots. It is concluded that wide dripline spacing (1.4 m) is probably the more economical installation design for SDI system compared to 0.7 m spacing in this study soil because the initial cost for dripline may be reduced with wide spacing design, even though the IWUE is greater in the plot of 0.7 m dripline spacing.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권2호
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• pp.99-104
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• 2013

시설오이 지중관비에서 지중 점적호스를 30 cm에 매설 시에 텐시오미터를 이용한 자동관수센서의 적정 깊이를 제시하고자 2010-2011년까지 2년간에 걸쳐서 조사하였다. 오이의 생육은 텐시오미터 30 cm 깊이에서 낮았으나 텐시오미터 10 및 20 cm에서는 유의성 있는 차이는 없었다. 1년 및 2년차 수량에서도 텐시오미터 30 cm에서 각각 40.9 및 41.2 $Mg\;ha^{-1}$로 가장 적은 생산량을 나타내었나, 텐시오미터 10 cm에서는 57.0 및 56.9 $Mg\;ha^{-1}$, 텐시오미터 20 cm에서는 56.0 및 60.5 $Mg\;ha^{-1}$로 처리간의 차이가 없이 동일한 수량을 나타내었다. 오이재배에서 한 작기 당 질소 및 일일 물 공급량은 63 $kg\;N\;ha^{-1}$의 질소와 1.3 $mm\;day^{-1}$로 물이 공급된 텐시오미터 20 cm 처리에서 질소 및 수분 이용효율이 높았다. 또한 토양깊이 0-30 cm에 대한 뿌리길이에서도 텐시오미터 20 cm에서 0.87 $cm\;cm^{-3}$으로 유의성은 없었지만 가장 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과로부터 시설오이에서 지중 점적호스를 30 cm 깊이에 매설 시에 텐시오미터를 활용한 자동관수센서의 적정 깊이는 20 cm인 것으로 판단되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권1호
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• pp.45-56
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• 2024

Faced with aging populations, declining resources, and limited agricultural productivity, rural areas in South Korea require innovative solutions. This study investigated the potential of drone-based vegetation indices (VIs) to analyze soybean growth patterns in open-field smart agriculture in Goesan-gun, Chungbuk Province, South Korea. We monitored multi-seasonal normalized difference vegetation index (NDVI) and the normalized difference red edge (NDRE) data for three soybean lots with different irrigation methods (subsurface drainage, conventional, subsurface drip irrigation) using drone remote sensing. Combining NDVI (photosynthetically active biomass, PAB) and NDRE (chlorophyll) offered a comprehensive analysis of soybean growth, capturing both overall health and stress responses. Our analysis revealed distinct growth patterns for each lot. LotA(subsurface drainage) displayed early vigor and efficient resource utilization (peaking at NDVI 0.971 and NDRE 0.686), likely due to the drainage system. Lot B (conventional cultivation) showed slower growth and potential limitations (peaking at NDVI 0.963 and NDRE 0.681), suggesting resource constraints or stress. Lot C (subsurface drip irrigation) exhibited rapid initial growth but faced later resource limitations(peaking at NDVI 0.970 and NDRE 0.695). By monitoring NDVI and NDRE variations, farmers can gain valuable insights to optimize resource allocation (reducing costs and environmental impact), improve crop yield and quality (maximizing yield potential), and address rural challenges in South Korea. This study demonstrates the promise of drone-based VIs for revitalizing open-field agriculture, boosting farm income, and attracting young talent, ultimately contributing to a more sustainable and prosperous future for rural communities. Further research integrating additional data and investigating physiological mechanisms can lead to even more effective management strategies and a deeper understanding of VI variations for optimized crop performance.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권5호
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• pp.372-378
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• 2015

Growing crops under different soil textures may affect crop growth and yield because of soil N availability, soil N leaching, and plant N uptake. The objective of this study was to evaluate effects of three different soils (sandy loam, loam, and clay loam) on cucumber (Cucumis sativus L.) yield, nitrogen (N) use efficiency (NUE), and water use efficiency (WUE) by subsurface drip fertigation in the greenhouse. Three different soil textures are sandy loam, loam, and clay loam with 3 replications. The dimension of each lysimeter was $1.0m(W){\times}1.5m(L){\times}1.0m(H)$. Cucumber was transplanted on April $8^{th}$ and Aug $16^{th}$ in 2011. The subsurface drip line and tensiometer was installed at 30 and 20 cm soil depth, respectively. An irrigation with $100mg\;NL^{-1}$ concentration was automatically applied when the tensiometer reading was 10 kPa. Volumetric soil water content for cucumber cultivation was the highest in 30 cm soil depth regardless of soil texture and was lowered when soil depth was deeper. The volumetric soil water contents at soil depths of 10, 30, 50, and 70 cm were the highest at clay loam, followed by loam, and sandy loam. The growth of cucumber at the $50^{th}$ day after transplanting was the lowest at sandy loam. Cucumber fruit yields were similar for all three soil textures. The highest amount of water use at sandy loam was observed. Nitrogen and water use efficiencies for cucumber were higher for clay loam, followed by loam and sandy loam, while the amount of N leaching was the greatest under sandy loam, followed by loam, and clay loam. Overall, growing cucumber on either loam or clay loam is better than sandy loam if subsurface drip fertigation is used in the greenhouse.

• 한국작물학회지
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• 제67권3호
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• pp.147-154
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• 2022

본 연구는 사막기후에서 벼 재배시 관개방법 및 관개량에 따른 벼의 생육 및 수량 특성을 알아봄으로써 적정 관개량 선정 및 사막기후환경에서 벼 관개시설 재배에 대한 기초자료로 활용하고자 수행한 결과는 다음과 같다. 관개방법별 총 관개량에서는 스프링클러 > 지표점적 > 지중점적 순서로 관개량이 많았고, 지중점적 FC80% 처리구에서 627 ton/10a로 관개량이 가장 적었으며, 관개량이 가장 많았던 스프링클러 FC120% 처리구 1,584 ton/10a 대비 60.4% 더 적은 것으로 조사되었다. 관개방법에 따른 쌀 수량에서는 지중점적 > 지표점적 > 스프링클러 순이였으며, 그 중 지중점적 FC120% 처리구에서 665 kg/10a로 관행구 대비 88.1%로 관수방법에서 가장 높은 수량성을 보였다. 따라서, 사막기후환경에서 벼 재배시 지중점적관개로 FC120% 처리 할 경우 물의 이용효율을 높이면서, 작물 수량증대에 유리할 것으로 사료된다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.227-234
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• 2018

The smart irrigation system using ICT technology is crucial for stable production of upland crops. The objective of this study was to develop a smart irrigation system that can control soil water, depending on irrigation methods, in order to improve crop production. In surface irrigation, three irrigation methods (sprinkler irrigation (SI), surface drip irrigation (SDI), and fountain irrigation (FI)) were installed on a crop field. The soil water contents were measured at 10, 20, 30, and 40 cm depth, and an automatic irrigation system controls a valve to maintain the soil water content at 10 cm to be 30%. In subsurface drip irrigation (SSDI), the drip lines were installed at a depth of 20 cm. Controlled drainage system (CDS) was managed with two ground water level (30 cm and 60 cm). The seasonal irrigation amounts were 96.4 ton/10a (SDI), 119.5 ton/10a (FI), and 113 ton/10a (SI), respectively. Since SDI system supplied water near the root zone of plants, the water was saved by 23.9% and 17.3%, compared with FI and SI, respectively. In SSDI, the mean soil water content was 38.8%, which was 10.8% higher than the value at the control treatment. In CDS, the water contents were greatly affected by the ground water level; the water contents at the surface zone with 30 cm ground water level was 9.4% higher than the values with 60 cm ground water level. In conclusion, this smart irrigation system can reduce production costs of upland crops.