이 연구는 초분광 영상으로 두 품종의 콩(청자 3호, 대찬)의 들불병을 진단할 수 있는 모델과 다중분광 영상센서를 개발하기 위해 수행되었다. 무처리구와 들불병 처리구에서 5 nm full width at half maximum (FWHM)으로 구성된 원시 초분광 중심파장들의 콩 식물 영역 반사율들을 추출하여 10 nm FWHM으로 병합한 후, t-test로 차이가 나타난 blue, green, red, red edge, NIR1 및 NIR2 각 영역에서 선정된 대표 밴드로 121개의 식생지수를 계산하였다. 식생지수를 입력변수로 support vector machine (SVM), random forest (RF), extra tree (EXT), extreme gradient boosting (XGB)의 머신러닝 기법과 shapley additive explanation 변수 선택 기법을 적용하여 들불병 진단에 가장 적절한 모델을 선정하고 사용된 식생지수와 파라미터를 나타내었다. T-test 결과 품종에 상관없이 blue 1개(420 nm), green 2개(500, 540 nm), red 1개(600 nm), red edge 2개(680, 700 nm), NIR1 2개(780, 840 nm), NIR2 1개(920 nm)의 총 9개 대표 밴드들이 선택되었고, 성능 평가를 통해 선정된 모델에 청자 3호의 경우 SVM모델(OA=0.86, KC=0.72, 10 VIs)이 선정되었으나 혼동행렬 분석 결과 정상오분류가 적은 RF모델이 선택되었다. RF모델(식 생지수 : RE/Blue, NSI, GDVI, Green/Blue, 파라미터 : max_depth=6, n_estimators=100)은 OA=0.81, KC=0.60, precision=0.86, recall=0.81, F1 score=0.80의 성능을 나타내었다. 대찬은 EXT모델(식생지수 : YVI, RE/Green, 2YVI, 파라미터 : max_depth=8, n_estimators=10)이 선정되 었고, OA=0.86, KC=0.72, precision=0.86, recall=0.86, F1 score=0.86의 성능을 나타내었다.

콩(Glycine max L.)은 생물학적 질소고정을 통해 생육에 필요한 질소를 공급받는다. 하지만 콩과 공생을 하는 근류균이 경작지에 분포하더라도, 답전윤환과 같은 환경의 토양에서는 근류균의 밀도가 낮을 수 있다. 이에 따라 답전윤환 조건에서 식물체가 생물학적 질소고정을 시작하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 본 연구는 답전윤환 환경에서 근류균 인공 접종이 콩의 생육과 수량에 미치는 효과를 알아보고자 수행하였다. 근류균 접종방법과 접종시기를 달리한 6가지 처리를 답전윤환 콩포장에 복합적으로 실시하였으며 각 처리는 다음과 같다. 1) control (non-inoculation); 2) seed coating inoculation (SC); 3) seed coating + spray inoculation at V4 (SC+VS); 4) seed coating + spray inoculation at R1 (SC+RS); 5) spray inoculation at V4 (VS); 6) spray inoculation at R1 (RS). 포장실험 결과, 파종 시 종자에 처리하는 seed coating 처리 그룹(SC, SC+VS, and SC+RS)은 무처리에 비해 생육이 전반적으로 지연되었다. 한편, spray inoculation처리 그룹(VS and RS)은 식물체의 초장, 엽록소함량, NDVI, Performance Index 값이 무처리와 비슷한 양상을 보였다. 작물의 종실수량은 SC처리구가 170 kg/10a로 가장 낮았다. 이와는 다르게 RS처리구는 주당협수의 경우 무처리보다 28% 낮았으나, 종실수량(201 kg/10a)은 무처리(190 kg/10a)에 비해 6% 높았다. 본 연구에서 뿌리혹의 노화가 발생하는 개화기(R1) RS처리는 콩의 후기 생육을 유지하는 결과를 보였다. 따라서, 콩의 생식 생장 초기에 토양표면에 질소고정균을 처리하는 것이 국내의 답전윤환과 같은 불량환경 조건에서 활용 가능한 방식으로 사료된다.

In recent years, the government has strongly promoted multi-purpose utilization of paddy field. However, poor drainage causes waterlogging stress in upland crops, requiring subsurface drainage technology, resulting in high installation and management costs. To address this issue, a low-cost and high-efficiency technique was developed that utilizes wasted coir substrates which have characteristics of high porosity and good drainage, for upland crop cultivation in paddy fields. Soybeans were grown in both paddy soil and wasted coir slab with two planting densities (80×20 cm and 60×20 cm). The results showed that the coir substrates had better performance than the paddy soil in terms of soil physical and chemical properties and the growth and yield of upland crops are improved. The treatments using wasted coir substrate showed a 41.4% increase in yield and a 21.3% increase in protein content compared to PS treatment. Our findings demonstrate that recycling waste coir substrates to grow upland crops is a positive cultivation strategy to solve some drainage problems in paddy fields. This approach offers a sustainable solution for upland crop production while also addressing the issue of waste management in agriculture.

This study investigated the nutritional characteristics of before and after fermentation of domestic soybean (Glycine max L.) by Rhizopus oligosporus. The soybean storage proteins, β-conglycinin (11S globulin) and glycinin (7S globulin), were the most abundant in Seonyu (SY) and Danbaegkong (DBK), with concentrations of 253.4 mg/g and 193.0 mg/g, respectively. For 11S/7S related to sulfur-containing amino acid, DBK had a value of 0.95, making it the most excellent nutritionally among all the cultivars. The free amino acid content significantly increased from 0.04~10.45 mg/g before fermentation to 1.37~16.95 mg/g after fermentation, and the essential amino acid composition increased, confirming an improvement in protein quality after fermentation. Phytic acid, known as a nutritional inhibitor of soybeans, decreased from 1.66~2.13 g/100 g before fermentation to 0.90~1.58 g/100 g after fermentation, suggesting that mineral absorption inhibition was alleviated. In addition, the trypsin inhibitor content is suppressed by 76.20% to 81.25% after fermentation, which is expected to improve protein utilization in the body. This study confirmed some properties of fermented products by Rhizopus oligosporus using domestic soybeans, and these results are presented to serve as the basic data for establishing new uses of Korean soybean cultivars.

This study compared the physicochemical properties of soybean curd residue and black soybean curd residue produced by hot air-drying and freeze-drying. Regardless of drying method, the crude protein, crude ash, crude fiber contents, pH, L, a, b color values and water soluble index were higher in soybean curd residue, whereas total polyphenol contents and antioxidant activity were higher in black soybean curd residue. Significant differences in water absorption index, oil absorption capacity and emulsion activity were observed between soybean curd residue and black soybean curd residue in freeze-drying. On the other hand, the emulsion stability was not significant difference in both hot-air drying and freezedrying. The crude protein and crude fiber contents of soybean curd residue were not significant difference between hot-air drying and freeze-drying. Freeze-drying resulted in higher crude ash contents, pH, water absorption index, water soluble index, oil absorption capacity, emulsion activity and emulsion stability than hot-air drying. Hot-air drying have caused significantly higher water contents, water activity, total polyphenol contents and antioxidant activity in soybean curd residue than freeze-drying. In conclusion, soybean type and drying methods affect the physicochemical and quality characteristics of soybean curd residue, which could be important factors in the manufacture of processed foods.

This study aimed to predict the shelf life of black soybean Sunsik to develop a functional labeling system for the product. The Arrhenius equation was used to calculate the shelf life by examining alterations in the dietary fiber and calcium levels of black soybean Sunsik stored at 25, 35, and 50°C for 0, 6, and 12 months. Dietary fiber and calcium analyses were performed according to the experimental methods specified in the Food Code of the Ministry of Food and Drug Safety. Both black soybean Sunsik (BS) and black soybean Sunsik containing nondigestible maltodextrin and calcium lactate (BSN) exhibited an upward trend in dietary fiber content after 12 months of storage, compared to their initial levels. During storage, the phytate in Sunsik degraded, releasing cations that facilitated the formation of new cross-links between pectic acid and middle lamella, which ultimately increased dietary fiber content. Conversely, the calcium contents of both BS and BSN decreased with prolonged storage. Based on these findings, the expected shelf life of BS and BSN was calculated as 15.65 and 28.34 months, respectively.

본 연구는 기후변화에 따른 콩의 한해 및 습해에서의 안정생산 재배법 확립을 위한 물관리 방법별 생육특성 및 수량을 알아보기 위하여, 2021년과 2022년 2년에 걸쳐 무처리, 무굴착 땅속배수, 지중점적 관개 및 무굴착 땅속배수 + 지중점적 관개(관·배수 통합) 4처리로 수행하였다. 연차간 토양수분함량 및 토양수분장력은 관·배수 통합 처리구에서 토양 수분 장력 변이가 낮고, 안정적 토양수분 유지가 가능했으며, 2021년 생육특성 조사에서는 관·배수 통합 처리구 초장이 57.1㎝로 가장 길게 나타나, 가장 짧은 무관개 43.1㎝ 대비 32.5% 더 길게 조사되었으며, 2022년 초장 또한 같은 경향으로 관·배수 통합 > 지중점적관개 > 무굴착 땅속배수 > 무관개 순서로 길었다. 수량구성요소에서도 생육특성과 같은 경향을 보였으며, 이에 수량도 수량구성요소가 가장 높았던 관·배수 통합 처리구에서 연차간 각각 409, 346 kg/10a로 가장 많았다. 그러나, 관개량 및 물 이용효율 평가에서는 관·배수 통합 처리구가 지중점적관개 처리구 대비 일평균 관개량 203.1 ton/10a 더 많을 뿐만 아니라, 물 이용효율에서도 45.6% 더 낮게 나왔기 때문에 추후, 기후변화 환경에서의 효율적인 물관리와 한정된 농업용수 사용을 최대화로 할 수 있는 관개량에 따른 더 세부적인 연구가 추가된다면, 현재 지구온난화 등의 영향으로 범지구적 물 부족 현상이 나타나는 환경에서 보다 더 물 효율성을 극대화 시키고, 안정적인 콩 물관리 재배기술 개발의 기초자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

콩 종실에는 레시틴, 아이소플라본, 사포닌, 루테인, 안토시아닌 및 플라보노이드와 같은 생리활성 성분과 약 40%의 단백질이 들어 있어 최근 식물성 대체 단백질의 주요 재료로 이용성이 점차 증가되고 있다. 그러나 lipoxygenase, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI), lectin, 7Sα′subunit 단백질 및 stachyose와 같은 알레르기를 유발시키고 품질 및 기능성을 저하시키는 성분들도 존재한다. 본 연구는 갈색 종피와 penta null 유전자형 (lox1lox2lox3tilecgy1rs2)을 가져 성숙 종실에서 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7Sα′subunit의 4가지 단백질이 모두 없으면서 stachyose의 함량이 매우 낮은 콩 계통을 육성하기 위하여 진행되었다. 5개의 자원을 이용하여 창성된 육종집단으로부터 갈색 종피와 penta null 유전자형을 가진 6개의 F2 종자가 선발되었다. 농업형질이 양호한 계통을 선발하여 F7 계통에서 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7Sα' subunit의 4가지 단백질에 대한 부재를 확인하였다. 선발계통은 갈색종피와 자주색 꽃 및 유한신육형이며 배꼽색은 흰색이고 성숙 자엽색은 노란색이었다. 선발계통의 경장은 68cm 정도이며 백립중은 29.2g으로 대립이었고 stachyose의 함량은 3.8g/kg으로 매우 낮았으며 수량은 2.75ton/ha 정도였다. 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 콩 가공적성과 품질 및 기능성을 저하시키는 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7Sα′subunit의 4가지 단백질이 모두 없으면서 난소화성 당으로 알려진 stachyose의 함량이 매우 낮은 유색콩 품종 및 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

최근 3차원 영상 데이터 활용 기술이 주목받으며 레이저 스캐너, 깊이 카메라와 같은 장비를 활용하여 작물의 생육을 측정하려는 연구가 시도되고 있다. 작물의 생육 특성을 측정할 때 3차원 영상 데이터를 활용한다면 평면 데이터에서 측정하지 못한 구조와 형태 정보를 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 콩의 생육 특성을 3차원 영상 데이터를 활용하여 추정하였다. 깊이 카메라를 이용하여 콩의 개화시(R1), 착협기(R3), 종실비대기(R5) 에 촬영하고 3차원 데이터로 개체의 초장과 엽면적을 추정하고 실측 값과 비교하였다. 초장 추정을 위해 평면에 투영된 개체의 무게 중심을 이용하여 원줄기의 x, y 좌표 위치를 지정하였는데 눈으로 보고 지정한 원줄기의 위치와 무게 중심 점의 x, y 좌표 위치는 높은 결정 계수를 보였다. 초장 추정의 경우 콩의 구조와 형태가 발달함에 따라 3차원 영상에서 지면으로부터 개체 상단 지점 간 거리를 이용하는 방법은 실측과 추정 값간 오차가 컸다. 엽면적 추정을 위해서 3차원 위치 값을 갖는 개체 표면 점들을 높이에 따라 분할하고 각 높이 구간의 면적을 계산하였다. 3차원 데이터 병합 과정에서 늘어난 점 개수로 인해 각 높이 구간에서 계산된 면적이 증가하였기 때문에 추정 값은 과대평가되었다. 향후 3차원 영상을 이용한 보다 정밀한 생육 조사를 위해서는 작물 고유의 생육변수 특성을 고려한 데이터 전처리 과정과 분석 방법 개발이 필요할 것으로 사료된다.

The purpose of this study was to analyze the physicochemical properties by mixing ratio of soybean and peanut protein to secure basic data for developing alternative protein foods. As a result of analyzing the protein molecular weight pattern, it was confirmed that the specific molecular weight was affected by the soybean and peanut protein mixture. The content of glutamic acid, aspartic acid, arginine, glycine, serine, alanine, and tyrosine among nonessential amino acids was higher as the mixing ratio of peanut protein to soy protein was higher. However, the higher the peanut protein mixing ratio, the lower the water absorption capacity. Based on the results of this study, further studies, such as selecting soybean and peanut cultivars for determining the optimal mixing ratio of soybean and peanut protein and processing methods to improve physical properties, are necessary

본 시험은 콩 안정생산 재배법 확립을 위한 Methyl Sulfony Methane (MSM) 시용방법별 생육특성 및 수량을 알아보기 위하여 2020∼2021년에 경상국립대학교 내동 부속농장에서 ‘대원콩’을 국립종자원으로부터 분양받아 수행하였다. 본 시험의 MSM 처리는 2020년에 MSM 시용시기에 따라, 100% 농도로 하여, 기비(BF, basal fertilizaton)+추비1회, 기비+추비2회, 추비1회, 추비2회, 추비3회, 무시용구로 처리하였고, 2021년에는 2020년도에 선발된 시용시기에서의 MSM 시용량에 따라, 기비+추비 50%, 기비+추비 100%, 기비+추비 200%, 추비 50%, 추비 100%, 추비 200%, 무시용구로 설정하였다. 2020년 생육특성 조사에서는 추비시용 전 R1∼2기에 MSM을 기비한 처리구에서 초장, 경태 및 NDVI 값이 높게 나타났고, 2021년 초장에서도 가장 높게 나타났다. 추비시용 후 R6기의 2020년 초장은 무처리구 및 추비1회를 제외한 모든 처리구가, 경태는 추비3회 처리구 및 기비+추비2회 처리구가, Fv/Fm 은 기비+추비2회 처리구가 가장 높았고, 2021년 또한 기비+추비3 200% 처리구에서 초장 97.9cm, 경태 17.2 mm, 분지수 7.44 개, Fv/Fm 값 0.802 로 가장 높은 값이 나타났다. 또한, 수량구성요소는 2년간 MSM 시용의 증가에 따라 주당협수 및 협당립수에서 차이를 보여, 종실수량에서도 2020년에 추비3회 처리구 및 기비+추비2회 처리구가 각각 225, 228 kg·10a-1로 가장 많은 수량이 나타났고, 2021년에는 기비+추비3 200% 처리구에서 382 kg 10a-1로 수량이 가장 많은 것으로 나타났다. 따라서, 2년간의 시험에서 MSM 시용의 증가에 따라 수량도 증가하여, 기비+추비3 200% 처리구에서 최대 21.8%의 증수효과가 나타났다.

The Cheonggukjang used in this study was made with four soybean cultivars grown and harvested at the National Agrobiodiversity Center of the National Academy of Agricultural Sciences: C1 (KLS87248), C2 (Nongrim 51), C3 (GNU- 2007-14613), and C4 (Daewon). The soybeans were inoculated with Bacillus subtilis AFY-2 and fermented for 0, 12, 21, 36, 45, and 60 h in a culture room at 35°C. ABTS and DPPH radical scavenging activities were significantly increased upon fermentation for 12 hours in all samples and maintained or decreased after 21 hour The inhibition of NO production was significantly increased compared to the LPS-treated group, and the C2 sample showed inhibition of NO production at 12 hours of fermentation, and the C3 sample showed inhibition at 21 hours of fermentation. PCA analysis revealed that the ABTS and DPPH radical scavenging activity and NO production inhibitory activity reached peak levels around 12 h fermentation time for all samples. Our results indicate that the optimal fermentation time of the Cheonggukjang sample is 12 hours, confirming the high correlation of all experiments.

In vitro digestibility and protein digestibility corrected amino acid scores (PDCAAS) were investigated to verify the availability of protein in various Rhizopus oligosporus fermented products of domestic soybean (Glycine max L.) cultivars. Danbaegkong (DBK), Daepung (DP), Daewonkong (DWK), Saedanbaek (SDB), Seonyu (SY), and Cheongja4ho (CJ4) were used as raw samples, which were fermented using commercially available Rhizopus oligosporus for 48 h. All cultivars showed increased crude protein content after fermentation. The crude protein content of DBK and SDB was significantly higher than that of the other samples (55.12% in DBK and 54.22% in SDB) (p<0.001). CJ4 had the highest alanine content of 28.88 mg/g (p<0.001), and no significant difference in cysteine content was detected among the cultivars. In most of the fermented samples, the in vitro digestibility was 0.9 or higher, indicating high protein in the fermented samples. However, it is considered that restrictions on digestion are low. In DWK, the amino acid content and PDCAAS, which together indicate protein quality, were 0.917 and 0.855, respectively, confirming that it was the best cultivar to provide the raw material for fermentation. In conclusion Rhizopus oligosporus fermented soybean products can be considered a prospective source of protein with high utility value.

미토콘드리아 시토크롬 c 산화효소 1 (COX1) 유전자 염기서열(658 bp)을 사용하여, 콩 포장에서 채집된 어리팥나방(Matsumuraeses falcana)과 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)의 종을 실험실 집단의 종들과 비교하여 동정하였다. COX1 염기서열 분석에서, 어리팥나방 47개체 로부터 10개의 하플로타입이 발견되었고, 종내 유전적 거리는 0.15~0.46%이었다. 이중 하프로타입 A형이 약 70%로 우점형이었다. 팥나방의 30개체로부터는 모두 동일한 하나의 서열만이 확인되었고, 어리팥나방과의 종간 유전적 거리는 4.11~4.61%이었다. 두 종의 COX1 염기서열을 번역한 아미노산 서열은 모두 동일하여 동의적 염기서열 변이(동의치환, 同義置換, synonymous substitution)를 확인할 수 있었다. 포장 조사에 서 두 종의 유충이 콩의 잎과 꼬투리를 가해하였고, 한 포장에서 동시에 발생하였다. 전체 포장에서 어리팥나방의 평균 밀도는 팥나방보다 약 1.5 배 높았다. 이 결과는 콩이 두 종의 동일 기주임을 명백하게 제시하였다. 별도로 이 속의 유충 기생파리로서 Elodia flavipalpis (파리목: 기생파리 과)가 발견되었고, COX1 서열로 동정되었다.

콩줄기명나방은 콩과작물 특히 팥을 가해하는 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 온도가 콩줄기명나방의 발육단계별 발육기간, 성충의 수명 과 산란특성에 미치는 영향을 파악하고자 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 36°C 항온조건에서 조사하였다. 알과 유충은 7, 10, 13°C를 제 외한 항온조건에서 다음 생애단계로 성공적으로 발육하였다. 알, 유충, 번데기의 발육기간은 온도가 상승할수록 짧아지는 경향을 보였다. 콩줄기 명나방 발육단계별 발육 최저, 최고 한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였고 발육영점온도와 유효적산온일도는 선형회귀분석을 이용하 였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온도와 유효적산온일도는 13.5°C와 384.5DD로 추정되었다. SSI모델을 이용한 부화부터 성 충출현까지 발육 최저 및 최고온도는 19.4°C과 39.8°C였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 20.4°C였다. 성충은 16°C와 34°C 범위에서 부화하는 알을 생산하였고, 25°C에서 최대 약 416마리의 자손을 낳았다. 노화율, 나이별 생존율, 나이별 누적산란율, 온도의존 산란수에 관련된 성충모델들이 작성되었다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 야외에서 콩줄기명나방의 개체군동태를 이해하고 콩과작물의 종합적 인 해충군관리체계를 마련하는데 기초기반자료로 활용될 것으로 기대된다.

콩명나방은 콩과작물 특히 팥을 가해하는 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 콩명나방의 생물적 특징을 알아보기 위해 발육단계별 발육기 간, 성충의 수명과 번식능력을 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34°C 항온조건에서 조사하였다. 알은 모든 항온조건에서 부화하였고 유충은 16~ 31°C 온도조건에서 성공적으로 성충까지 발육을 완료하였다. 알의 발육기간은 31°C까지 온도가 상승할수록 짧아지다가 이후 온도에서 길어지 는 경향을 보였다. 유충, 번데기의 발육기간과 성충수명은 온도가 상승할수록 감소하였다. 콩명나방 발육단계별 발육 최저, 최고 한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였고 발육영점온도와 유효적산온일도는 선형회귀분석을 이용하였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온 도와 유효적산온일도는 12.8°C와 280.8DD였다. SSI모델을 이용하여 추정한 부화부터 성충출현까지 발육최저 및 최고온도는 14.2°C과 31.9°C였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 17.7°C였다. 온도와 관련된 콩명나방 성충의 생존, 수명, 산란기간, 산란수 자료들을 이용하 여 산란모형을 작성하였다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 야외에서 콩명나방의 개체군동태를 이해하고 콩과작물의 종합적인 해충군관리체계 확립에 기여할 것으로 보인다.