본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행 하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 방법 이 연구됐지만, 가외 변인으로 인하여 기존 시뮬레이션 분석 방법은 낮은 정밀도의 문제점을 지니고 있다. 이러한 한계점 을 극복하기 위하여 최근 개발되고 있는 데이터 기반의 기계 학습을 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발을 수행하였 다. 기계학습모델은 데이터 수집, 특성 분석, 학습을 통하여 개 발되며 매개변수와 학습방법에 따라 모델의 정확도가 크게 변 화된다. 따라서 데이터 특성에 따른 최적의 모델 도출방법이 필요하다. 모델 개발 결과 숨은층 증가에 따라 모델 정확도가 상승하였으며 최종적으로 GRU 알고리즘과 숨은층 6에서 r2 0.9848과 RMSE 0.5857℃로 최적 모델이 도출되었다. 본 연 구를 통하여 온실 외부 데이터를 활용하여 온실 내부온도 예 측 모델 개발이 가능함을 검증하였으며, 추후 다양한 온실데이 터에 적용 및 비교분석이 수행되어야 한다. 이후 한 단계 더 나아 가 기계학습모델 예측(predicted) 결과를 예보(forecasting)단 계로 개선하기 위해서 데이터 시간 길이(sequence length)에 따른 특성 분석 및 계절별 기후변화와 작물에 따른 사례별로 개발 모델을 관리하는 등의 다양한 추가 연구가 수행되어야 한다.

지구온난화 완화를 위한 노력이 전 세계적으로 계속되고 있는 가운데 우리나라는 2030년 온실가스 배출량을 Business As Usual (BAU) 대비 37% 감축하는 목표를 설정하고 이산화탄소 순 배출 제로 달성을 목표로 하는 ‘2050탄소중립 시나리오’를 발표하였다. 이러한 상황에서 케나프 (Kenaf)는 높은 탄소흡수율과 빠른 성장으로 인해 대체 해결방안으로 제안된다. 시료선정에 대한 분석결과, 케나프 잎은 질소 함량이 높아 적합하지 않은 것으로 나타났고, 줄기와 잎-줄기 혼합 케나프는 Biomass-Solid Refuse Fuel (Bio-SRF) 등급을 충족했다. Bio-SRF 등급을 만족하였지만, Bio-SRF 등급으로 이용할 수 있는 활용처가 뚜렷하지 않다. 따라서 케나프의 연료품질을 반탄화 공정을 통해 개선하여 보다 효율적으로 활용하고자 한다. 반탄화 공정의 공시재료로 줄기만 사용하는 것보다 시료 이용률이 높은 잎-줄기 혼합 케나프를 선택하였다. 반탄화 공정은 여섯가지의 공정 온도 (200·210·220·230·240·250℃)와 다른 세 가지 공정 시간(20·30·40 min)에서 수행되었다. 반탄화 공정결과, 공정시간이 길수록 230℃, 240℃, 250℃ 온도에서 질량감소가 크기 때문에 에너지수율이 낮았다. 따라서 본 연구에서는 200℃·20 min, 200℃·30 min, 210℃·20 min, 220℃·20 min의 에너지 수율이 높고 질량감소가 작아 최적 반탄화 공정 조건으로 선정하였다.

The phytoplankton community in the estuarine system is affected by changes of physicochemical factors easily. The present study analyzed phytoplankton community distribution and similarity, in addition to exploring factors influencing variations in phytoplankton community structure in three lakes located in the Yeongsan River estuary from March 2014 to November 2017. We carried out non-multidimensional scaling (NMDS) and random forest analysis (RF) for comparing the pattern of phytoplankton distribution and the relationship between phytoplankton distribution and environmental variables. Similarity Percentage (SIMPER) and Analysis of Similarity (ANOSIM) were performed to figure out the similarity of phytoplankton community at each site of three lakes. From NMDS, Phytoplankton community distribution differed between Yeongsan and Gumho lakes, and the factors influencing the distribution of phytoplankton communities across the three lakes were water temperature, dissolved oxygen, total nitrogen (T-N), nitrate-N (NO3-N), and conductivity. NO3-N was a key factor influencing phytoplankton community structure in the three lakes based on RF. A total of 24 species were identified as indicator species in the three lakes studied, with the highest species numbers observed in Yeongsan Lake (13) and the lowest observed in Yeongam Lake (2). According to SIMPER and ANOSIM results, the phytoplankton community in Yeongsan and Yeongam lakes were similar, and they differed from those in Gumho Lake. In addition, the phytoplankton community structure varied across the study sites in the three lakes, indicating that water channels across the lakes a minor influence phytoplankton community distribution.

최근 지구온난화에 의한 이상기상으로 겨울철 한파와 봄철 저온에 의한 농작물 피해가 심각하게 발생하고 있다. 특히 과수의 개화기 저온피해는 꽃눈의 생육단계에 따라 차이가 있으며 발육이 진전될수록 내한성이 약해져 개화 직전부터 낙화 후 1주까지 한계온도가 다르게 발생한다. 따라서 개화기가 빠른 사과 ‘홍로’가 ‘후지’보다 피해가 심각한 것이 일반적이나 2020년 4월 저온피해는 개화기가 늦은 ‘후지’의 피해가 심하게 발생하여 그 원인을 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 충북 보은군 사과나무 ‘후지’와 ‘홍로’를 동시에 재배하는 2농가를 대상으로 품종 간 피해율 실태조사를 실시하였다. 또한 정확한 품종 간 비교 분석을 위하여 생육단계가 동일한 시료를 선택하여 인위적으로 저온처리(－2.0℃, －4.0℃)를 하여 피해 정도를 조사하고, 원인 분석을 위해 조직 내 유리당과 호르몬 함량을 분석하였다. 실태조사 결과 2농가 모두 ‘후지’가 ‘홍로’보다 피해율이 높았으며, 특히 B농가(저지대, 평지) ‘후지’의 경우 피해율이 60.5%로 가장 높았다. 또한 동일한 생육 단계의 시료를 사용한 인위적 저온 처리 시험결과에서도 ‘후 지’와 ‘홍로’ 품종 간 피해율에 유의한 차이가 있었다. 유리당 함량은 저온 피해율이 낮았던 ‘홍로’가‘후지’보다 높았으며, 호르몬 분석 결과 정상 꽃눈보다 손상된 조직에서 ABA, IAA 와 SA 함량이 높게 나타났다. 따라서 본 연구 결과 조직내 유리당 함량이 높으면 저온 피해율이 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 특히 저온 피해율은 sorbitol 함량과 부의 상관관계를 이루고 있다.

본 연구는 CO2 상승 처리에 따른 복숭아 ‘미홍’ 품종의 수체 생육 및 생리반응에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. CO2 농도는 기후변화 시나리오 RCP8.5를 기반하여 400 μmol·mol -1 (현재), CO2 상승구 700μmol·mol -1 (21C 중반 기), 940μmol·mol -1 (21C 후반기)으로 4월 22일부터 7월 6일까지 처리하였다. 5월 22일부터 7월 2일까지의 최대광합성률 평균값은 700μmol·mol -1 처리구에서 16.06μmol∙CO2∙m -2 ∙ s -1으로 대조구 14.45μmol∙CO2∙m -2 ∙s -1와 940μmol·mol -1 처리구의 15.96μmol∙CO2∙m -2 ∙s -1보다 높았다. 그러나 기공전도도는 대조구보다 700μmol·mol -1 및 940μmol·mol -1 처리구에서 낮았다. 또한 모든 처리구에서 CO2 포화점은 생육 초기 1,200μmol·mol -1에서 생육 후기 600－800μmol·mol -1으로 낮아졌다. 기공 밀도는 CO2가 상승할수록 감소하였다. 수체 생육 중 직경증가량, 엽면적, 신초 수는 통계적 유의차가 없었 지만, 신초 길이는 CO2가 상승할수록 짧아졌다. 과중은 700μmol·mol -1 (152.5g), 940μmol·mol -1 (147.4g), 400μmol· mol -1 (141.8g) 처리구 순으로 높았다. 가용성 고형물 함량은 대조구인 400μmol·mol -1 처리구보다 CO2 상승 처리구에서 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과들을 종합하면 700μmol· mol -1 까지의 CO2 상승은 복숭아 ‘미홍’의 수량과 가용성 고형물 함량 등 과실 품질에 긍정적인 영향을 주는 반면, 940μmol·mol -1 이상의 CO2 상승은 조기 노화 및 착과 부위 감소 등 복숭아 생산성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 판단 된다.

변색기의 수준별 야간 고온이 포도 ‘거봉’의 과피색 발현에 미치는 영향을 분석하기 위해 시기별 과피색 변화, 과피 내 안토시아닌 및 식물호르몬 ABA와 GA 함량을 분석하였다. 변색기 20일 동안의 야간 24, 27°C 처리에 의해 ‘거봉’ 포도의 과피색 불량이 나타났으며, 야간 온도가 높을수록 과피색 발현이 더욱 억제되었다. 수확기 과실 품질을 분석한 결과, 야간 21°C 처리구에 비해 24, 27°C 처리구의 과방중, 과립중, 당도가 감소하였다. 야간 21°C 처리구의 과피에서 만개 후 50일부 터 안토시아닌이 축적되기 시작했고, 개별 안토시아닌 중 Mal 과 함께 총 안토시아닌 함량이 수확기까지 지속적으로 증가하였다. 야간 21°C 처리구를 기준으로 과피의 총 안토시아닌이 야간 24, 27°C 처리에 의해 감소하였으며, 개별 안토시아닌 중에서는 Peo를 제외한 나머지 안토시아닌의 감소 경향이 뚜렷하였다. 식물호르몬 ABA는 야간 21°C 처리구의 과피에서 변색기에 최대값을 보이고 다시 수확기까지 감소하였는데, 이러한 ABA 함량의 증가는 야간 24, 27°C 처리에 의해 감소 하는 경향이었다. GA는 변색기 과피에서 급격하게 감소하여 수확기까지 낮은 함량으로 유지되었는데, 야간 기온이 낮을수록 빠르게 감소하였다. 야간 21°C 처리구 과피에서 ABA/GA 값은 만개 후 60일에 최대값을 보이고 다시 수확기까지 감소하였지만, 이 증가 양상이 야간 고온에 의해 감소하며 과피 안토시아닌 축적과 동일한 경향을 보이며 변화하였다. 따라서 변색기 야간의 24°C 이상의 고온은 ‘거봉’ 포도의 과피색 발현을 억제하며, 이는 식물호르몬 ABA, GA의 비율 변화, 과실 당도 감소로 인한 총 안토시아닌 함량 및 조성 변화 때문으로 판단되었다.

본 연구에서는 단면설계 및 열 교환 장치 위치 변경을 통해 온실의 구조 변경을 진행하였으며, 선행연구를 통해 개발된 모델을 근간으로 하여 개선 여부에 따른 온실 내부 환경을 예측하였다. 단면형상과 열 교환 장치의 개선 후 유속 변화에 따른 시뮬레이션 분석을 진행하였으며, 이 때 온도와 균일도는 각각 평균 0.65°C, 0.75%p 상승함을 확인하였다. 해석대상 온실과 같은 소규모 온실의 경우 방열관의 난방성능 개선보다 FCU에 의해 형성되는 공기 유동이 균일한 환경 조성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 개선 전 ‧ 후 온실에 환기시스템 적용 시 공기 유동 특성 분석을 위해 시뮬레이션 분석을 진행하였다. 공기 유동과 공기령은 유사한 분포를 보였으며, 개선 후 온실의 공기령이 개선 전 온실 대비 18초 낮게 나타났다. 개선 전 ‧ 후 온실 시뮬레이션 분석 결과 전체적으로 개선된 온실에서의 평균온도 및 온도 균일도 상승, 최대편차 감소 등 내부 환경의 균일성이 향상됨을 확인하였다. 선행연구로 개발 된 모델은 형상 변경, 열 교환 장치 위치 변경 등에 따라 변화하는 온실 내부 환경을 예측할 수 있음을 확인하였으며, 온실 설계, 온실 내 난방시스템 설계 등의 분야에 적용 가능할 것으로 판단된다.

Vegetable oils are a rich source of bioactive substances. Phytosterols in those have been known for many years for their properties for reducing blood cholesterol levels, as well as their other beneficial health effects. Phytosterols are triterpenes that are important structural components of plant cell membranes just as cholesterol does in animal cell membranes. The aim of this study was to provide consumers with information about phytosterol contents in vegetable oils in Korea market. The contents of major phytosterols (campesterol, stigmasterol, β-sitosterol) in 50 vegetable oils of 10 kinds (perilla oil, peanut oil, avocado oil, olive oil, pine nut oil, sesame oil, canola oil, coconut oil, grape seed oil, and sunflower oil) were analyzed by gas chromatography with flame ionization detector. The average contents of vegetable oils containing 5 or more samples were in the order of sesame oil (334.43 mg/100 g), perilla oil (262.16 mg/100 g), grape seed oil (183.71 mg/100 g), and olive oil (68.68 mg/100 g). Phytosterol content of sesame oil and perilla oil was high among vegetable oils.

과수재배에 있어 기상조건은 수량과 품질에 직간접적으로 영향을 미치는 중요한 인자이다. 과거와 달리 요즘 3~4월 최저기온 변동의 폭이 넓어 꽃이 일찍 피는 과종에서는 화기의 동해로 인한 착과불량 피해가 자주 발생하고 있다. 또한 여름 철 폭염도 빈번히 발생하고 있으며, 올해처럼 구름 끼고 비가 잦은 경우 과실 생장과 품질에 부정적인 영향을 미칠 확률이 매우 높다. 본 연구는 2015년부터 2017년까지 3년간 키위 재배지 2곳에서 4월부터 10월까지 발아 후 생육기 동안 온도변 화와 광합성유효광선(PAR)을 조사하였다. 또한 과실특성을 조사하여 연차간 기상조건의 차이가 과실품질에 미치는 영향을 조사하였다. 2016년, 2017년은 2015년에 비해 6월~9월 평균 기온이 약 1~2oC 높았으며, 특히 7~8월은 2oC 가량 높은 폭염현상을 나타냈다. 광합성유효광선(PAR) 조사량을 측정한 결과, 노지재배인 사천지역은 4월에서 8월까지는 2015~2017년 모두 평균 300 μmol PAR m-2 s-1 이상을 나타냈으나 2015년을 제외한 2016년, 2017년 9~10월에는 300 μmol PAR m-2 s-1 미만을 나타냈다. 비가림 재배인 보성은 생육기 전반에 걸쳐 300 μmol PAR m-2 s-1 구간이였으며, 특히 9~10월은 2015~ 2017년 모두 300 μmol PAR m-2 s-1 미만을 나타냈다. 농촌진흥 청에서 육성된 신품종 ‘감록(Garmrok)’, ‘골드원(Goldone)’ 품종을 두 지역에서 재배, 수확한 결과 상대적으로 광합성유효 광선(PAR)량이 부족했던 보성에서 생산된 과실의 품질이 낮았다.

The purpose of this study was to determine the optimal digestible energy levels on pregnancy mares. Physical changes and fecal microorganism in pregnant horse and changes in birth characteristics of neonatal foals were investigated. The experiment was conducted by 18 mares (Jeju corssed bred, older than 36 months) into three treatment groups. The experimental diet consisted of 80%, 100%, 120% digestible energy levels based on NRC. The average daily intake was lower in the 120% (8.75±1.01) than the 100% (9.34±0.92), 80% (9.14±0.88) and there was significant difference (p<0.05). The feed efficiency was lower in the 120% than 80%, 100% (p<0.05). Total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol and triglyceride was higher in 120% than others (p<0.05). However there were no health problem and there was no difference between the treatment groups in the birth characteristics of neonatal foals. At the phylum level, Fibrobactres was difference by digestible energy levels, 80% (8.53%) was higher than 100%, 120%. At the genus level, Bacteroides and Kineothrix increased in fecal proportions with increasing digestible energy levels (p<0.05). Fibrobacter showed higher composition at 80% than 100% and 120% (p<0.05).

The oriental plum (Prunus salicina) is one of the most popular fruits in Korea due to its sweet taste and pleasant aroma. The objective of this study was to analyze the quality characteristics and antioxidant activities of a puree made using plums stored at low-temperatures. The quality characteristics were determined by estimating total soluble solids (TSS, °Brix), titratable acidity (TA, % citric acid), TSS/TA ratio, pH, colors, sugar content, and sensory profiles. The antioxidant effects were estimated by total polyphenol and flavonoid content and radical scavenging activity. The results showed that the plum puree containing both the flesh and the peel had markedly higher red coloration (a* value) than the puree without the peel, while yellow coloration (b* value) and lightness (L* value) were lower in the puree without the peel than with the peel. The sensory qualities including the plum taste and flavor, texture as well as overall acceptance showed no significant variation between the samples. Meanwhile, the total polyphenol/flavonoid content and radical scavenging activities were significantly improved by the presence of fruit peel and by frozen storage. These findings suggest that frozen plums could be a suitable ingredient for making a puree and concentrate for the food manufacturing industry.