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농업생명과학연구 KCI 등재 Journal of Agriculture & Life Science

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권호

제54권 제5호 (2020년 10월) 15

식 물

1.
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최근 급속하게 발전하고 있는 유전자교정기술은 식물이 생산하는 특정 이차 대사산물의 집적을 유도하기 위한 식물대사공학연구에 아주 유용하게 이용되고 있다. 특히 이들 기술 들을 이용하여 만든 유전자교정 작물 중에 일부는 외래 DNA 단편이 잔존 하지 않기 때문에 기존의 유전자변형작물의 안전 관리규정에 적용되지 않을 수 있다는 장점이 있다. 따라서 본 리뷰는 phenylpropanoid 대사과정에 의하여 합성되는 다양한 종류의 이차대사산물을 집적시키기 위한 유전자교정 기술의 적용 연구결과 들을 조사하였다. 먼저, phenylpropanoid 생합성 대사과정에 관여하는 다양한 효소를 암호하는 유전자들을 목표로 하여 식물의 종에 따라 특이하게 집적되는 flavonoids, anthocyanin, 수용성 tannins, 로즈마린산 등의 집적을 유도하거나 화색을 변경하는 등의 성공적인 연구결과들을 검토하였다. 또한, phenylpropanoid 대사과정의 조절에 최종조절 스위치 역할을 하는 수많은 종류의 MYB 전사인자를 암호 하는 유전자를 목표로 하여 CRISPR 유전자교정을 시도한 연구결과들로부터 식물의 이차세포벽 형성에 관여하는 lignin, 물관부, cellulose 등의 생합성 조절 기작을 이해하고 MYB family에 속하는 수많은 종류의 유전자에 대한 개별적인 기능 분석 연구결과들을 조사 분석하여, 문제점 및 향후 연구 방향 등을 검토하였다.
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2.
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조경수로 널리 쓰이고 있는 벚나무속 중 산벚나무(Prunus sargentii), 왕벚나무(Prunus yedoensis), 벚나무(Prunus serrulata var. spontanea), 잔털벚나무(Prunus serrulata var. pubescens), 올벚나무(Prunus pendula)을 중심으로 꽃 형질 및 화분학적 특성을 비교분석하여 수종 간 근연관계 및 품종육성을 위한 유용한 자료를 제공하고자 수행하였다. 5 수종에 대한 꽃의 형태적 특성 12형질을 조사하여 다변량분석을 한 결과, 모든 정량적형질 특성에서 유의적인 차이를 나타내었다. 주성분 분석 결과 제 3주성분까지 65.2%의 설명력을 나타냈으며, 꽃 형질 특성으로부터 종간 유연관계를 파악하는데 있어서는 소화경 길이, 꽃 폭, 꽃잎 폭, 총화경 길이, 꽃잎 길이 등이 중요한 형질로서 높은 기여도를 나타내고 있었으며, 군집분석 결과 벚나무류 꽃의 형태적 특성에 의해 크게 3개의 group으로 구분되어짐을 알 수 있었다. 또한, 벚나무류 종간 화분의 외부형태적 특징을 분석한 결과 발아구의 형태에서만 차이가 있을 뿐 수종 간 동일한 모두 유사한 형태인 것으로 조사되었다.
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3.
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본 연구는 비파괴적 이미징 기법인 Micro-CT를 이용하여 시간에 따른 고구마의 내부 병변의 변화를 정량적으로 분석하였다. 현재 국내에서 고구마를 8 ~ 10월에 수확하여 다음 해 여름까지 저장하지만, 재배 혹은 수확 이후 저장 기간 중 표피썩음병을 비롯한 여러 병충해로 인하여 상품성이 떨어져 해마다 많은 고구마를 선별과정에서 폐기하고 있다. 하지만 지금까지 고구마 병변 여부 판단을 사람의 육안에 의존해왔기 때문에 고구마 내부의 병변의 크기 및 분포를 보다 정확하게 확인하는 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서 X-선 흡수량의 차이를 통하여 피사체 내부 구조를 확인할 수 있는 Micro-CT를 이용하여 고구마 내부의 3차원적 병변의 분포와 시간에 따른 병변의 부피 변화를 정량적으로 분석하고자 하였다. 저장 이후 표피썩음병 병변이 시작된 베니하루카 품종의 고구마 시료에 대해 일주일 간격으로 6주 동안 Micro-CT 이미징을 수행하였다. 고구마 내부의 병변에 대한 단면 이미지뿐만 아니라 3차원 병변의 영역을 추출하였고, 마지막 6주차에 고구마 시료의 병변 단면과 Micro-CT로 획득한 단면을 비교하였다. 또한 고구마 병변의 부피를 정량화하여 6주 동안 일반적인 저장 조건에 보관한 고구마 시료의 병변 증가 경향을 분석하였다. 비파괴적 Micro-CT 이미징을 통하여 지속적으로 고구마 내부의 병변의 3차원 분포를 시각화하고 이를 바탕으로 병변의 부피를 정량함으로써 향후 재배 및 저장 조건에 따른 병변의 발달 과정 연구에 있어 영상 및 정량 기법을 구축할 수 있었다.
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4.
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본 연구는 이탈리안 라이그라스 원형베일 사일리지 조제에 있어서 원료작물의 수분함량과 베일러 챔버의 압력에 따른 사일리지의 사료가치와 발효품질의 변화를 구명하기 위하여 수행되었다. 수확 후 1일(고수분), 2일(중수분) 및 4일간(저수분) 각각 예건하여 서로 다른 수분함량의 이탈리안 라이그라스를 베일러 챔버 압력이 115, 130 및 145 bar로 설정된 베일러로 원형베일 사일리지를 조제하여 60일간 저장하였다. 베일 사일리지의 무게는 고수분 처리구에서 높게 나타났고, 건물중은 저수분 처리구가 유의적으로 높게 나타났다. 베일러 압력에 따른 사일리지의 무게는 유의적인 차이는 없었으나, 압력이 증가할수록 건물중은 증가하였다. 수분함량과 베일러 압력에 따른 사일리지의 NDF, ADF, CP 및 CF는 처리 간에 유의적인 차이가 없었으며, RFV (relative feed value)는 고수분 저압력 처리구에서 가장 높게 나타났다. Lactic acid는 고수분-고압력 처리구가 가장 높았으며, 저수분-중압력 처리구에서 가장 낮게 나타내었다. Butyric acid는 베일러 압력에 따른 유의적인 차이는 없었으나, 예건기간이 길어질수록 감소하였다. 사일리지 pH는 고수분 처리구가 중수분과 저수분 처리구에 비해 낮게 나타났으나, 베일러 압력에 따른 차이는 없었다. 이러한 결과는 이탈리안 라이그라스 원형베일 사일리지 조제 시 조사료의 수분함량과 베일러 챔버의 압력이 사일리지의 발효품질에 영향을 미치는 중요한 요인임을 나타내는 것이다.
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식물・산림

5.
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하수오(Polygonum multiflorum Thunb)는 다년생 덩굴성 식물로, 지하부인 뿌리(tuber)는 한의학에서 약재로 다양한 질병의 치료에 사용되고 있다. 하수오를 한약재로 사용하기 위하여 약용물질의 증진 또는 식물의 독성을 줄이기 위해 1차 가공 및 포제를 한다. 본 연구에서는 하수오 포제에 있어 다양한 보료처리를 통해 주요물질의 유효성분 함량을 확인 해 보고, 하수오 포제에 적합한 보료를 검증하는 실험을 진행하였다. 또한, 실험에 두 가지 타입의 하수오를 활용하여 기존 유통품 하수오와 조직배양 연구를 통해 개발된 KIOM 특허 기반 하수오를 비교하는 실험을 진행하였다. 하수오의 주요 지표물질인 emodin의 함량이 참깨추출물을 보료로 사용한 처리구를 제외한 나머지 보료 처리구(흑두즙, 쌀뜨물, 감두즙, 로즈마리추출물)에서 KIOM품이 유통품보다 높게 측정되는 것을 확인하였다. 특히 KIOM품은 기존에 알려진 하수오 보료인 흑두즙보다 감두즙을 보료로 사용해 포제 하였을 때 0.29 ug/mg 더 높은 emodin의 함량이 확인 되었다. 본 연구결과를 통해 하수오의 약용자원으로 사용함에 있어 앞으로 KIOM하수오의 생산과 포제에 관련된 연구가 더 이루어 져야 할 것이며, 연구 결과는 하수오의 포제에 있어 표준화와 현대화를 위한 기초 지식 및 결과로 사용 될 것이라고 사료된다.
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6.
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본 연구는 경남 진주시에 위치한 초등학교를 명상숲 조성학교와 일반학교로 구분하여 학교정원 내 식재현황을 비교․분석함으로써 학교정원을 환경교육의 장소로 활용하기 위해 향후 학교정원 조성에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 수행되었다. 학교정원 면적의 경우 명상숲 조성학교에서는 이반성초등학교, 일반학교는 진성초등학교가 녹지비율과 1인당 녹지면적이 가장 풍부한 것으로 나타났다. 학교정원 식물상은 명상숲 조성학교인 봉래초의 41종에서 이반성초의 66종, 일반학교도 금성초의 29종에서 진성초의 68종으로 학교에 따른 차이가 크게 나타났다. 명상숲 조성 시 식재된 식물은 신안초의 10종에서 이반성초의 33종까지 다양하게 나타났다. 학교정원에 식재된 식물과 교과서 언급 식물의 일치율은 일반학교가 명상숲 조성학교 보다 다소 높게 나타났다. 명상숲 조성 시 식재된 식물의 일치율은 22.7%에서 60%로 나타났다. 교목과 교화는 느티나무와 장미가 가장 많은 비율로 지정되어 있었다. 생태적 건강 지수는 명상숲 조성학교가 평균 2.63점, 일반학교가 평균 2.08점으로 나타났는데, 이는 명상숲 조성으로 인한 녹지면적과 종다양도 증가에 의한 것이다.
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산 림

7.
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제주도 곶자왈 시험림을 대상으로 산림유형을 분류하고 식생구조 특성을 평가하였다. 현지조사를 통해 수집된 수종별 흉고단면적을 이용한 계층적 군집분석을 실시하여 5가지 산림유형으로 분류하였다. 제주도 곶자왈 시험림의 산림유형은 중요치를 고려하여 종가시나무 순림, 종가시나무 우점림, 편백 우점림, 활엽수혼효림, 침활혼효림으로 각각 명명하였다. 종가시나무 우점림과 편백 우점림은 숲 틈의 인위적 조성이 필요할 것으로 보이며, 종가시나무 순림, 활엽수혼효림은 지속적인 모니터링을 통해 교란 위협으로부터 보호가 우선되어야 할 것으로 판단된다. 침활혼효림은 소나무 재선충병 피해지이므로, 고사목 발생으로 인한 식생 교란에 대비해야 할 것으로 보인다. 본 연구는 곶자왈 지역의 산림자원 보전전략 수립에 기여할 것으로 기대된다.
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8.
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본 연구는 경남지역 내 주요공원(4곳)에 생존하고 있는 조경 수목의 수목활력도를 파악하여 수목보호 관리에 기초자료를 제공할 목적으로 실시하였다. 부산시민공원 내 관목류의 수목활력도는 불량, 활엽 교목, 침엽 교목은 모두 양호한 수준이었다. 다대포해변공원 내 관목류, 활엽 교목, 침엽 교목은 모두 양호한 수준이었다. 해운대나루공원 내 관목류는 양호한 수준이었으며, 활엽 교목, 침엽 교목은 매우 양호한 수준이었다. 밀양아리랑공원 내 관목류는 양호한 수준이었고, 활엽수 교목과 침엽수 교목은 매우 양호한 수준이었다. 수목별 수목활력도는 침엽수 교목이 가장 높았으며, 그다음으로 활엽수 교목, 관목류 순이었다. 4개의 공원에서 수목의 공원별 수목활력도의 평균이 가장 높은 순서는 해운대나루공원, 밀양아리랑공원, 다대포해변공원, 부산시민공원 순이었다. 계절별 수목활력도 변화는 계절별로 측정된 수목의 수목활력도에서 수목활력도가 가장 높은 순서는 밀양아리랑공원, 해운대나루공원, 부산시민공원과 다대포나루공원 순이었다. 계절별로 변화는 수목의 생장이 활기차게 시작되기 전 3월과 4월의 초봄이 가장 낮았고, 다음으로 가을철 9, 10, 11월이 낮았다. 여름철인 6, 7, 8월이 수목활력도가 높았는데, 가장 높은 시기는 8월이었다.
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9.
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산지재해는 1차적으로 산지사면에서 산사태가 발생되어 2차적으로 계류를 따라 토석류로 이동 및 확산되면서 산지 하부지역의 시설지와 주거지에 피해를 발생시킨다. 따라서 본 연구는 전라북도 지역의 토석류 발생지 79개소를 조사 대상으로 현장조사를 통한 발생 길이에 영향을 미치는 인자를 구명하고, 수량화이론(I)을 이용하여 발생 길이에 대한 각 인자의 기여도 분석을 통해 예방적인 측면에서 전라북도 지역 내 토석류 발생 위험지역에 대한 예측기준을 작성하였다. 토석류의 발생 길이에 영향을 미치는 인자는 모암(화성암), 횡단사면(복합사면), 입목 흉고직경(6cm 이하), 표고(501m 이상), 발생위치(산록) 등이었다. 각 인자의 범위를 추정한 결과, 모암(0.5633)이 가장 높게 나타나 전라북도 지역의 토석류 발생 위험도에 큰 영향을 미치는 것으로 추정되었으며, 다음으로는 횡단사면(0.4565), 사면위치(0.3568), 흉고직경(0.3274), 표고(0.3052)순으로 나타났다. 전라북도 지역 산지에서 토석류 발생 위험도 판정식을 기준으로 5개 인자의 카테고리별 점수를 계산한 추정치 범위는 0점에서 2.0092점 사이에 분포하였다. 중앙값인 1.0046점을 기준으로 토석류 위험도 예측을 위한 등급을 분류한 결과 Ⅰ등급은 1.5070 이상, Ⅱ등급 1.0047 ∼ 1.5069, Ⅲ등급 0.5023 ∼ 1.0046, IV등급 0.5022 이하로 나타났고, Ⅰ등급과 Ⅱ등급에서 토석류 발생비율이 76%로서 비교적 높은 적중률을 보였다. 따라서 본 판정표는 전라북도의 산지에서 지역의 위험 비탈면에 있어서 토석류 발생 위험도 판정에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
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동 물

10.
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본 연구는 착즙이나 추출 후 폐기되는 복분자(Rubus coreanus) 부산물을 사료자원으로 급여한 버크셔 암컷과 거세돈의 육질특성을 알아보고자 실시하였다. 시험 돼지는 Berkshire 품종 총 60두를 암수 구분하여 각 15두씩 임의 배치하였고, 복분자 부산물을 급여하지 않은 대조구와 복분자 부산물을 전체 사료의 0.3% 수준으로 출하 전 60일간 급여한 처리구(RC)로 분리하였다. 육질분석을 위하여 도축 후 예비 냉각한 좌반도체 등심 부위를 채취하여 일반성분, 이화학적 육질특성, 지방산 및 항산화 활성을 분석하였다. 일반성분은 대조구와 RC간의 유의적 차이가 없었고, 육색에서 거세돈육의 명도(L*) 값에서만 RC구에서 대조구 보다 낮은 값을 나타냈다(p<0.05). 등심육의 pH와 보수력은 RC 급여에 의한 유의적 차이가 없었으나, 전단력에서는 RC에서 유의적으로 높은 값을 나타냈다(p<0.05). TBARS 수치는 거세돈육의 RC가 대조구에 비해 낮은 경향을 나타냈고, DPPH radical 소거활성에서도 거세돈육의 RC가 대조구보다 높은 항산화능을 나타냈으나 유의적인 차이는 없었고 이는 성별에 의한 차이가 큰 것으로 판단된다. 근내지방 함량과 지방산 조성은 RC 급여에 의한 영향보다는 성별에 의한 차이가 뚜렷하게 나타났으며, RC 급여에 따른 항산화 특성 패턴이 다르게 나타난 것도 위와 같은 이유인 것으로 판단된다.
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11.
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본 연구는 한우의 성별에 따른 소분할 부위별 pH, 일반성분 및 육색을 조사하고자 한우 15두(암소 5두, 수소 5두 및 거세우 5두)를 도축한 다음 등급 판정을 한 후 39개 소분할 부위를 발골하여 육질 특성을 분석하였다. 소분할 부위별 pH는 5.52~6.25를 나타내었으며, 대체로 거세우에서 암소와 수소에 비해 높은 값을 나타내었다. 수분, 지방, 단백질 함량은 소분할 부위와 성별에 따른 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 수소와 거세우의 앞사태 부위에서 가장 높은 수분함량을 나타내었다(p<0.05). 지방함량은 거세우의 차돌박이 부위에서 가장 높았으며 다음으로 암소의 업진살, 암소, 수소 거세우의 본갈비 순이었다. 콜라겐함량은 암소와 거세우는 부위에 따른 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p>0.05). 암소와 거세우의 차돌박이 부위는 높은 명도 값을 나타내었으며, 암소와 수소의 차돌박이 부위는 낮은 적색도 값을 나타내었다(p<0.05). 황색도는 암소, 수소 및 거세우의 차돌박이 부위에서 가장 높은 값을 나타내었다(p<0.05). 색도는 암소, 수소 및 거세우는 홍두깨살 부위에서 가장 높았으며, 암소와 거세우는 업진안살에서 가장 낮은 값을 나타내었다(p<0.05). 2등급 한우고기의 수분함량은 수소가 높고, 지방함량은 암소가 높으며, 거세우는 높은 pH 값과 낮은 명도 값을 나타내었다.
5,200원

공 학

12.
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트랙터의 보급이 늘어나는 만큼 올바른 사용법 및 점검이 중요하다. 특히 타이어 공기압에 따른 토양다짐 현상, 연료의 과소비, 안전사고를 예방하기 위해 간편한 측정기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대중적 모바일 영상 취득 장치인 스마트폰 카메라를 활용해 획득한 이미지 데이터로 타이어 압력을 예측하였다. 전통적 캘리브레이션을 응용하여 왜곡률을 보정하였다. 트랙터 타이어에 공기압을 0 kPa에서 300 kPa까지 주입하면서 구간별 타이어 촬영을 하였으며, 타이어 중심을 기준으로 상, 하, 좌, 우의 픽셀을 측정하였다. 하중을 받는 타이어의 기하학적 특성을 고려하여 중심과 바닥의 픽셀을 보정식을 통해 보정한 뒤 압력에 따른 픽셀의 변화를 도출하였다.
4,000원
13.
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과수농가에서 수행되는 수확작업은 노동부하가 큰 주요작업으로 수확된 과실의 적재 및 운반작업에 소모되는 노동력이 크다. 본 연구에서는 과수농가를 대상으로 수확된 열매의 적재 및 운반작업에 사용 가능한 간이형 보행 동력운반차를 개발하였다. 과수 농민들의 요구조건을 고려하여 동력운반차의 이동속도 및 적재 용량을 선정하였다. 이에 따라, 동력운반차의 주요 구성요소를 선정하고 동력전달경로를 분석하였다. 또한, 개발된 동력운반차의 성능시험을 수행하였으며 상용 소프트웨어를 활용하여 구조해석을 수행하였다. 설계된 간이형 보행 동력운반차는 전·후진이 가능하고 이동속도는 최대 1 m/s이며, 최대적재용량은 500 kg이다. 본 연구에서 개발된 간이형 보행 동력운반차를 활용하면 농민들의 작업효율을 높이고 신체적인 부담을 경감시킬 수 있을 것으로 판단된다.
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14.
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밭농업의 기계작업을 복합기로 일관화하기 위하여 관행의 개별적 기계를 모듈화하고 일체화시켜 둥근두둑 작물의 재배체계에 맞추어 구성하였다. 본 연구의 목적은 둥근두둑 복합작업기의 작업성능을 파악하는데 근거가 되는 슬립의 특성을 분석하여 집약농업의 작업효율을 극대화 할 수 있는 복합작업기의 운용방안을 제시하고자 하였다. 도플러 레이더 속도계를 사용하여 무부하 기준속도를 콘크리트 지면에서 주행속도를 측정하고, 후륜 동반경을 결정함으로써 이론 회전속도를 이용하여 제로슬립 속도를 계산하였다. 연구의 결과는 변수의 유의한 영향에도 불구하고 심하게 낮은 슬립의 범위(3.9-8.9%)에 있음을 보였다. 이는 복합작업기의 무거운 중량에 대응한 정적 후방전도 안정성을 위하여 카테고리 2급 트랙터를 사용하였기 때문이다. 로타베이터를 기본으로 하는 집약농업의 경우 작업속도(2.0-4.0km/h)가 저속이므로‘gear up throttle down’원리가 적용되지 않으며 연료의 소비량은 운용비용에 절대적이지 않을 것으로 판단된다. 따라서 복합기의 운용은 견인 및 연료효율에 맞춰져서는 큰 이득이 예상되지 않으며, 파종상토와 멀칭작업의 품질, 즉 작업결과에 초점이 맞춰져야 한다.
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경 제 학

15.
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딸기 품종 선택의 중요도와 만족도 분석을 위하여 우리나라에서 가장 많이 재배되고 있는 ‘설향’ 품종을 선택하였다. 자료는 2016년 6월 30일부터 10월 12일까지 산청, 진주, 논산 등 딸기 주산지역 농가 177명으로 부터 수집하였다. 딸기 재배농가의 품종 선택에 대한 중요도와 만족도 분석을 위하여 첫째 9개의 변수에 대하여 요인분석을 실시하였다. Kaise-Meyer-Olkin(KMO) 검증과 Bartlett의 구형성 검정을 통하여 9개의 변수 중 6개를 선택하였다. 둘째, 재배 편리, 병해충, 수량, 판매용이, 소비, 소득의 6개 문항을 활용하여 중요도 만족도(IPA) 분석을 실시하였다. 그 결과, 수량과 소득은 중요도와 만족도 모두 높아 지속적으로 유지시켜 나가야할 요인으로 나타났다. 병해충 요인은 중요도는 높지만 만족도는 낮아서 최우선적으로 개선되어야할 요인으로 분석되었다. 재배편리는 중요도와 만족도가 모두 낮아 장기개선영역으로 나타났다. 판매용이, 소비는 중요도는 낮지만 만족도는 높아서 현재 수준을 유지하거나 다른 분야에 투입하는 것이 더 효율적인 것으로 나타났다.
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