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.

기후 변화에 따른 이상기상 등 농업환경변화에 따른 농작물의 생산성 및 품질 저하 등의 문제가 발생하고 있다. 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 정보통신기술(Information & Communications Technology; ICT), 사물인터넷 (Internet of Things; IoT) 및 인공지능(Artificial Intelligence; AI) 등을 이용한 지능한 작물 모델 개발과 정보화 자원 구축 등의 연구가 진행되고 있다. 국내의 ICT를 적용한 스마트팜은 비닐하우스와 같은 시설 내부 환경을 제어하는 기술로 구성되어 있으나 국내 농경지 면적의 95%는 노지로 되어 있어 노지에 쉽게 적용할 수 있는 농업 ICT 기술 이 필요하다. 따라서 본 연구는 노지 작물의 지능형 생육 환경 모델 개발을 위한 IoT 기반 환경 데이터 획득 시스 템을 구축하고 시계열 계측을 통해 농작물 생육의 주요 인자인 토양 수분과 토양 온도의 변화 특성을 파악하고자 한다. 본 실험은 전북 완주군 소재 국립식량과학원 풍산나물콩 및 대풍콩 재배 포장에 환경데이터 획득 시스템을 구축하였으며 IoT 기반 토양센서(Sentek Drill&Drop, Australia)을 통해 토양의 수분 및 온도를 측정하였다. 토양 센 서는 서로 간섭을 최소화하기 위해 일정 간격으로 설치하고 지면으로부터 전극을 깊이 30 cm 까지 삽입시킨 후 20년 07월 04일부터 20년 10월 07일까지 깊이 10 cm, 20 cm, 30 cm의 토양 수분 및 온도의 시계열 변화를 비교 분 석하였다. 토양 수분 및 온도 변화는 지면으로부터 깊이 10 cm, 20 cm, 30 cm 순으로 크게 나타났다. 본 연구의 결 과는 4차 산업 기술의 농업적 적용성을 높이기 위한 빅데이터 구축 및 노지 스마트팜 기술 기반 확보를 위한 자료 로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 남부 캄보디아 Takeo주에서 수분환경에 의한 벼 생태 환경이 다른 농가를 대상으로 벼 작부체계, 벼 재배법 및 비료 관리에 대한 결과이다. 저지대 천수답 지역, 저지대 관개수로 지역 및 감수지역의 작부체계는 양상은 상당한 차이 를 보였다. 또한 조사지역에 있어서 품종, 육묘일 수, 재배 방법, 비료 관리 등 상당한 차이를 보였다. 특히 면적 당 종자 사용량과 질소 비료 사용량은 KampongReab코뮌이 각각 305 kg/ha과 121 kg/ha로 질소 비료는 권장량을 훨씬 초과를 하였다. 이는 제한된 관개공급과 직파 재배에 의한 원인으로 볼 수 있다. 반면 Popel코뮌의 면적 당 종자 사용량과 질소 비료 사용량은 각각 71 kg/ha와 36 kg/ha로 질소량은 권장량과 비슷하였다. 최근 이 지역은 농촌지도 활동과 NGO 활동이 가장 높은 지역으로서 새로운 농업기술이 즉 SRI가 많이 보급 되어 있기 때문이다. 본 연구에서 주목할 점은 현재 캄보디아의 농촌의 발전은 현재 진행이다. 따라서 향후 캄보디아 농촌 개발계획에 있어서 수분과 지형에 따른 재배법 등에 정확한 목표를 두고 해야 할 것으로 판단된다.

열대몬순기후인 캄보디아에서 2011년부터 2013년까지 건기와 우기로 구분하여 사료용 옥수수인 국내 품종인 광평옥과 평안옥 그리고 수입 품종인 CP888과 Loeung Mongkul에 대한 생육과 수량특성을 구명한 결과이다. 출사 소요일수는 건기 재배에 있어서 2011과 2012년 및 2013년에는 큰 차이가 나타나지 않았으나, 우기 재배에서는 2012년이 2011년에 비해 6일이 단축되었으며 품종간 약 2-3 일의 차이를 보였다. 종실 수량은 건기 재배에서 2012년(548-788 kg/10a)이 2011 년(386-505 kg/10a)과 2013년(345-687 kg/10a)에 비해 다소 높았다. 우기 재배에서는 2012년(369-582 kg/10a)과 2011년(221-601 kg/10a)간에 차이를 보이지 않았다. 그러나 품종간 유의한 차이를 보였다. 본 연구결과 우기 재배에서 안정적인 옥수수 수량을 확보하려면 강수량이 높은 8월과 9월 및 10월 보다는 우기 전인 6월과 7월에 파종하는 것이 좋으며, 건기 재배에서는 충분한 관개가 있는 조건에서 12월부터 다음 년도인 2월 말까지가 파 종하는 것이 최대 수량을 확보하는데 유리할 것으로 사료된다.

1. 본 연구는 저지대 천수답지역인 캄보디아 남부 따게오주에서2012~2013년에 2년간 벼 집약재배관리 시스템(System of Rice Intensification: SRI)에 대한 현장 연구 결과이다. 2. 천수답 지역에서 2년간 SRI는 FP 보다 화학비료 사용 없이 쌀 수량이 증가 되었다. 캄보디아 천수답 농가의 SRI 은 어린모로 조기 이앙과 넓은 재식 밀도로 인해 이삭수 확보와 함께 지형에 따른 물 보유 능력과 오랜 기간 유기물 사용으로 수량이 증가된 것으로 판단된다. 3. 쌀 수량에 미치는 영향으로 총 질소 흡수량과 단위면적당 총 영화수는 (r2=0.95) 정의 상관관계를 보였으며, 천수답 지역에서 물 관리 방법은 어렵지만 유기물을 장기간 사용한 지역 농가의 쌀 생산은 증가 되었다. 4. 최근 국내에서 일부 지역에서 소식재배가 확대되고 있는데SRI원리를 소식재배와 연계한다면 보다 좋은 재배방법이 될것으로 기대된다.

Climate change may result in increases in air temperature and shifts in precipitation patterns as the result of increases in atmospheric CO2. Outdoor, naturally sunlit, plant growth chambers referred to as SPAR (Soil Plant Atmosphere Research) chambers are one of the important research facilities under controlled conditions. SPAR provide precise control of the major environmental variables influencing crop growth including temperature, humidity and atmospheric CO2 concentration. Especially the SPAR system is considered as the most realistic approach for studying crop canopy gas exchange including photosynthesis, respiration, transpiration. Indeed, many reports have confirmed that gas exchange values in SPAR is highly associated with dry matter and yield. So SPAR data can be used to develop quantitative relationships and functions, which are then tested against field data. In ARS, the SPAR system is widely used for research on: (1)Response and adaptation of crops and weeds to elevated CO2 and global warming, (2)Developing analytical and management strategies to improve crop utilization and to reduce losses due to the environment, (3)Mechanistic process-level crop simulation models for assessment of agricultural systems.

키다리병 내성벼의 생리·생화학적 특성 연구를 알아보기 위해 남평벼와 호품벼를 비교하여 실시한 실험결과는 다음과 같다. 1. 키다리병 발병률은 품종에 관계없이 병원균 포자의 농도,노출시간에 비례하여 증가하며 특히 감수성 품종인 호품벼는그 증가 속도가 더욱 심함을 알 수 있었고 이들 감수성 품종들은 염수선을 통한 종자정선이 키다리병 예방에 중요한 역할을 한다. 2. 키다리병 감염조건에서 남평벼가 호품벼에 비해 체내 전분 및 단백질 감소 정도가 더 작았으며 α-amylase, CAT,SOD 항산화 효소 활성은 다소 높게 유지되었다. 3. 키다리병 감염조건에서 SOD를 제외한 CAT, POD, APX유전자들은 남평벼가 호품벼에 비해 모두 2 ~ 3배 이상의 강한 발현증가를 보인 반면 호품벼에서 GA positive gene인Gα(D1), GID2의 발현이 높은 반면 GA deactivating gene인EUI의 발현은 남평보다 낮은 것으로 나타났다.

A new small red bean cultivar, ‘Geomguseul’, was artificially crossed between ‘Chilbo’ and ‘SA8412-3-1-4-3-3-2-3’ in 1998, fixed excellent agronomic characters by pedigree breeding method, and selected for the further trials with the name of ‘Miryang 10’. It was prominent and showed good result, such as high grain quality, lodging resistance, and high-antioxidant activity in the regional adaptation yield trials (RYT) for three years from 2009 to 2011 and released for the public consumption as the name of ‘SA9801-24-4-3-1’ in 2011. ‘Geomguseul’ has a semi-determinate growth habit, yellow flower, green embryonic axis, black seed coat, white hilum, and small spherical seed (12.2 grams per 100 seeds). The average yield of ‘Geomguseul’ was 2.01 MT/ha in the regional yield trials (RYT) carried out for three years from 2009 to 2011 which was a little higher than that (1.98 MT/ha) of the check variety, ‘Chungju’.

A new small red bean cultivar, ‘Arari’, was artificially crossed between ‘SA9411-2B-1-1-2’ and ‘Suweon38’ in 1997, fixed excellent agronomic characters by pedigree breeding method, and selected for the further trials with the name of 'Milyang 8'. It was prominent and showed good result, such as high grain quality, Lodging resistance, and high yielding, from the regional adaptation yield trials (RYT) for three years from 2009 to 2011 and released for the public consumption as the name of ‘Arari’in 2011. ‘Arari’ has a semi-determinate growth habit, yellow flower, green embryonic axis, dark red seed coat, white hilum, and small spherical seed (13.1 grams per 100 seeds). The average yield of ‘Arari’ was 2.05 MT/ha in the regional yield trials (RYT) carried out for three years from 2009 to 2011 which was a little higher than that (1.99 MT/ha) of check variety, ‘Chungju’.

농경지의 볏짚 수거량이 증가하면서 부족한 유기물을 공급하기 위하여 녹비작물을 이용하고 있다. 녹비작물은 유기물공급과 화학비료 대체가 가능한 우수한 유기물원이다. 그러나 농경지에서 분해되는 과정에 메탄을 발생시키기 때문에 메탄발생량을 줄이기 위한 노력이 요구된다. 따라서 논토양에서 녹비작물을 이용할 때 메탄발생량을 줄이기 위하여 경운깊이를 달리하여 시험하였다. 벼 생육기간 중 메탄 발생량은 이앙 후 63일, 74일에 가장 많았고 이앙 후 74일 이후부터 감소되었으며 이앙 후 106일에는 거의 발생되지 않았다. 녹비종류에 따른 메탄발생량은 보리환원구에서 가장 많았고, 그 다음은 헤어리베치, 화학비료 순이었다. 경운 깊이에 따른 메탄발생량은 10 cm경운보다 20 cm로 경운함으로써 화학비료는 22.5%, 헤어리베치 환원구는 12.4%, 보리환원구는 11.7% 감소되었다. 벼 재배기간 동안 대기온도는 30~40℃였고, 지온은 대기온도보다 약 2~10℃정도 낮았다. 산화환원전위(Eh)는 이앙 전 관개를 시작하면서 급격히 토양이 환원되어 (-)값을 나타냈다. 작물 재배기간 동안 산화환원전위차는 –300~-500 mV으로 낮았으며 관개가 중단된 이앙 후 106일 이후에는 다시 급격하게 증가되었다. 쌀 수량은 경운깊이에 따른 차이는 없었으나 녹비작물중에서는 헤어리베치 환원구에서 가장 많았다. 논토양에서 헤어리베치를 이용할 때 20 cm로 경운하여 메탄발생을 효과적으로 줄일 수 있었다.

‘삼다찰’은 제주도에서 수집된 재래조를 기본집단으로 하여 분리육종법을 통해 국립식량과학원 잡곡과에서 2011년 육성된 신품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 출수기는 표준품종인 황금조보다 보통기 재배에서는 20일 정도 늦은 중만생종으로 성숙일수는 60일 정도이며 감광성이 민감하고 기본영양생장기간은 길다. 간장은 128 cm 정도로 황금조에 비해 약간 크고, 경의 마디수는 14개로 많은 편이며 강도가 강하고 기부절간이 짧아 도복에 강한 특성을 나타낸다. 이삭은 원통형이며 낟알의 착립밀도가 조밀하고 이삭길이는 28 cm로 길다. 낟알은 청회색이며, 배유의 아밀로스 함량이 7.3%로 차조에 해당하며, 날알의 무기성분 중 칼슘 7.5mg/100g, 마그네슘 45.6 mg/100g 으로 비교적 함량이 높으며 항산화성분중 폴리페놀 함량도 높은 특성을 가지고 있다. 수량은 지역적응시험 보통기재배 평균 2.24 MT/ha로서 표준 품종 보다 8% 정도 증수되는 다수성이고, 기본영양생장 기간이 길기 때문에 중·남부 평야지역에 적응성이 높으며, 단간·내도복 직립 초형으로 기계화 재배에 유리한 우수한 품종이다.

1980년부터 2012년까지의 전국 92개소의 기상청 기상자료를 수집하고 전국의 감자 지역적응시험 성적을 수집하였다. 이 데이터들을 활용하여 기상요소가 감자수량에 미쳤던영향을 평가하고 기상자료를 활용, 감자 수량을 예측해 보고자 하였다. 노지 무피복 재배 수미감자를 대상으로 전국17지역의 86개 지역적응시험 성적을 추출하여 해당지역의기상요소들간 상관계수를 조사한 결과, 감자의 상서수량은파종일부터 50일간의 평균기온, 최고기온 및 일교차와 고도의 상관이 나타났고, 수확 50일전부터 수확일까지의 최고기온과도 고도의 상관이 있었으며, 수확 30일전부터 10일전까지의 강수량, 상대습도, 일조시간 및 강수일수도 높은 상관이 나타났다. 이들 시기별 기상요소들과 감자 상서수량간의 관계를 통계분석 프로그램 SAS를 이용하여 단계분석(Stepwise)한 결과, 다음과 같은 감자 수량예측 모형을 얻을수 있었다.감자는 품종마다 기상에 대한 반응이 다르고, 기상 이외에도 토양, 비료, 재배방법 등 여러가지 가능한 요인들이 존재하므로 이 모형만으로 우리나라 지역별 감자수량을 정확히 예측할 수는 없겠으나, 기후변화에 적응하는 농업기술개발을 위한 지역별 감자 파종적기 재설정, 재배적지 탐색 등에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

‘삼다메’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2010년도에 육성한 중생종이며 메성으로 혼반에 적합한 품종이다. ‘삼다 메’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 황록색을 띤다. 분얼경은 직립으로 도복에 강하다. 이삭의 형태는 원추형으로 이삭의 착립밀도가 조밀하고 탈립이 안되며 낟알은 황색으로 메성이 다. ‘삼다메’는 밀양, 원주, 신안의 보통기 표준재배에서 평균 출수기가 8월 10일로 ‘황금조’보다 12일 늦은 중생종이다. 생 육일수는 보통기 재배에서 101일로 ‘황금조’에 비하여 약13 일 길고, 성숙일수는 6일 정도 길다. 간장은 보통기 보비재배 에서 130 cm로 ‘황금조’에 비해 18 cm 정도 크고 현곡천립 중은 ‘황금조’와 같다. 포장에서의 조도열병, 세균성줄무늬병 은 ‘황금조’에 비해 강한 편이나 속깜부기병은 다소 높게 발 생하였다. 조명나방 및 노린재류의 해충에는 ‘황금조’와 같이 약한 반응을 보였다. ‘황금조’에 비하여 Ca 및 항산화활성이 높은 기능성을 가지고 있으며, 수량은 2.42 MT/ha로 ‘황금 조’에 비해 25% 증수하였다.

‘경관2호’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2008년 하계에 진주 재래조를 수집하여 2008/2009년 동계온실에서 두 번 집단을 양성하여 순계분리한 도복에 강하며 찰성의 특성을 지닌 혼반 및 경관용 품종으로 2009년에 육성되었다. ‘경관2호’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 자색으로 변하며, 분얼경은 직립으로 도복에 강하고 안토시안 색소 발현이 있다. 이삭의 형태는 원추형이며 이삭의 착립밀도는 ‘황금조’와 비슷하며 탈립이 잘되는 편이다. 낟알은 황색이며 찰성이 있다. ‘경관2호’의 생육일수는 보통기 표준재배에서 127일로 ‘황금조’보다 25일 늦고, 성숙일수는 11일 정도 길다. 간장은 보통기 표준재배에서 128 cm로 ‘황금조’에 비해 23 cm 정도 크나 포장 도복에 강하다. 현곡천립중은 2.1 g으로 ‘황금조’에 비해 가벼운 편이다. 포장에서의 조도열병과 세균성줄무늬병 및 벼줄무늬잎마름병 발생이 없었으나 조명나방 및 노린재류에는 약하다. 수량은 보통기 표준재배에서 2.00 MT/ha로 ‘황금조’에 비해 5% 정도 적다.

‘경관1호’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2009년도에 육성한 중생종이며 찰성으로 경관 및 혼반용에 적합한 품로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. ‘경관1호’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 자색으로 변하며, 분얼경은 반직립으로 도복에 강하고 안토시안 색소 발현이 있다. 이삭의 형태는 선단분지형으로 이삭의 착립밀도가 조밀하고 탈립이 안되며 낟알은 청회색으로 찰성이다. ‘경관1호’는 밀양,원주, 기장의 보통기 표준재배에서 평균 출수기가 7월 30일로 ‘황금조’보다 13일 늦은 중생종이다. 초기생육은 보통이며, 생육일수는 보통기 재배에서 135일로 ‘황금조’에 비하여약 33일 길고, 성숙일수는 20일 정도 길다. 간장은 보통기 보비재배에서 118 cm로 ‘황금조’에 비해 13 cm 정도 크고 현곡천립중은 가볍다. 포장에서는 조도열병과 세균성줄무늬병및 벼줄무늬잎마름병 발생이 없었으나 조명나방 및 노린재류에 약하다. 수량은 2.07 MT/ha로 ‘황금조’에 비해 2% 정도적다.

재배지역에 따른 기장 품종 선정을 위한 기초자료로 활용하고자 내륙평야지인 경남 밀양과 산간지인 강원 원주, 해안지인 전남 신안에서 5품종의 기장을 재배하여 수확된 시료를 메탄올로 추출하여 항산화성분 함량 분석 및 항산화활성을 검정하였다. 재배지역에 따른 기장 종자 메탄올 추출물의 항산화성분의 함량을 측정한 결과 총 폴리페놀 함량은 신안에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 2.54 및 2.65 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 총 플라보노이드 함량은 원주에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 2.66 및 2.59 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 총 탄닌함량은 신안에서 재배한 벼룩기장과 노란찰기장이 각각 1.87및 1.42 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 재배환경에 따른 조의 조곡 메탄올 추출물의 DPPH radical 소거활성은 신안에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 8.54 및 8.53 mg TE/g으로 가장 높은 활성을 보였고 ABTS radical 소거활성 또한 신안에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 19.48 및 19.29 mg TE/g으로 가장 높은 활성을 보였다. 전체적으로 항산화성분의 함량과 항산화활성은 재배지역과 품종과 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다.