Community composition and abundance of aquatic invertebrates are important for ecological functions. Community characteristics of insects and gastropods were compared in five regions to investigate the effect of geological factors in surveys conducted between June and August to analyze seasonal changes in invertebrate communities. Underwater traps were used to obtain a constant collection effect. Insect communities were dominated by Hydrochara affinis, Rhantus suturalis and Sigara nigroventralis, and nMDS analysis demonstrated the separation of their communities by region. H. affinis and Sternolophus rufipes were not found in Haenam and Cheolwon, respectively. The results showed the effects of regional temperature on the distribution of aquatic insects. Pomacea canaliculata, Hippeutis cantori and Austropeplea ollula were dominant in the gastropod community. The seasonal variation in the abundance of P. canaliculata was the most pronounced, and its abundance in August was 38.2 times higher than in June. The abundances of several species including Hippeutis cantori were negatively correlated with that of P. canaliculata. These results suggest that P. canaliculata is a pivotal factor that drives seasonal changes in gastropod community.

Climate change due to global warming causes a rise in atmospheric air temperature to rise and extreme shift in precipitation patterns. Carbon dioxide (CO2) is widely known as one of the major cause of global warming and accounts for about 72% of total greenhouse gas emissions. Agriculture is more vulnerable to climate change than other industries. Many studies have been conducted to investigate how agroecosystems, both natural and controlled, will respond to the rising level of CO2. Studies on the responses of crops and agricultural environments to climate change are crucial in predicting changes in agro-ecosystems. Research facilities for various types of CO2 treatment have been developed. The representative research facilities are SAR (Soil-Plant-Atmosphere-Research), OTC (Open Top Chamber), FACE (Free Air CO2 Enrichment System), and TGC & CTGC (Temperature Gradient Chamber & CO2-Temperature Gradient Chamber). Therefore, this study reviewed research data and their application in agriculture.

기후변화 시나리오는 기후변화로 인한 미래 영향을 평가하여 피해를 선제적으로 최소화하기 위한 기후변화 대응 및 적응정책 수립을 위한 과학적인 근거로 활용 되어 왔다. IPCC 6차 평가보고서(AR6)에 사용된 SSPs(Shared Socioeconomic Pathways, 공통사회경제경로) 시나리오는 기존 RCP(Representative Concentration Pathways, 대표농도경로) 시나리오에 사용된 복사강제력 개념과 함께 미래의 완화 와 적응 노력에 따른 5개의 사회경제 시나리오를 추가로 고려하였다. 가나는 국가 발전용량의 54%를 수력발전에 의존하고 있어 기후변화에 따른 강수량의 감소로 전력 부족을 경험하고 있다. 또한 강우특성의 변화로 인해 주요 작물인 카사바, 옥수수, 코코아의 생산량이 감소할 것으로 예측된다. 한편, IPCC 6차 보고서의 기 준 시나리오로 채택된 SSPs 시나리오는 5차 보고서에서 채택된 RCPs 시나리오에 비해 대기 중 CO2 농도 전망을 비관적으로 평가하고 있다. Business as usual(BAU) 시나리오(RCP8.5, SSP5-8.5)에 따르면 2050년대 CO2 농도는 RCPs 시나 리오의 경우 541 ppm, SSPs 시나리오는 565 ppm으로 SSPs 시나리오가 RCPs 시나 리오에 비해 대기중 CO2 농도 증가 속도가 빠른 것으로 전망하고 있다. 따라서 본 연구에서는 기후변화 시나리오의 통계적 상세화 방법인 Simple Quantile Mapping(SQM)을 사용하여 Coupled Model Intercomparison Project phase 6(CMIP6) 18개 General Circulation Model(GCM)을 활용하여 가나지역의 미래기후 변동과 불 확실성을 평가하였다.

Paddy fields are important habitats for maintaining the biodiversity of agricultural ecosystems. Recently, as the need for safe food and biodiversity conservation has increased, the rice cultivation methods have undergone changes. This study was conducted to investigate the fish fauna in Environmentally Friendly Paddy fields (EFP) and Conventional Paddy fields (CP), and compare the characteristics of Misgurnus anguillicaudatus and Aphyocypris chinensis populations in EFP and CP. A total of 2,703 fish were collected and classified into six families and 13 species. Our results showed that there was a difference in the proportion of fish populations in the two paddy fields, and the number of individuals in EFP was higher than in CP. The weight values of M. anguillicaudatus were higher in EFP than in CP, and the total length, body length, and weight values of A. chinensis were higher in EFP than in CP. Conditional factor (K) values also showed similar trends in EFP and CP. Our results indicate that the farming practices in paddy fields have a significant effect on the characteristics of M. anguillicaudatus and A. chinensis populations, and the results of this study can be used as basic data for securing biodiversity in future agricultural ecosystems.

Global warming has a major impact on the Earth’s precipitation and temperature fluctuations, and significantly affects the habitats and biodiversity of many species. Although the number of alien plants newly introduced in South Korea has recently increased due to the increasing frequency of international exchanges and climate change, studies on how climate change affects the distribution of these alien plants are lacking. This study predicts changes in the distribution of suitable habitats according to RCPs climate change scenarios using the current distribution of the invasive alien plant Conyza sumatrensis and bioclimatic variables. C. sumatrensis has a limited distribution in the southern part of South Korea. Isothermality (bio03), the max temperature of the warmest month (bio05), and the mean temperature of the driest quarter (bio09) were found to influence the distribution of C. sumatrensis. In the future, the suitable habitat for C. sumatrensis is projected to increase under RCP 4.5 and RCP 8.5 climate change scenarios. Changes in the distribution of alien plants can have a significant impact on the survival of native plants and cause ecosystem disturbance. Therefore, studies on changing distribution of invasive species according to climate change scenarios can provide useful information required to plan conservation strategies and restoration plans for various ecosystems.

화산섬인 울릉도는 내륙과는 다른 기후, 토양, 지형 특성을 가지고 있으며, 농업 또한 차별화된 특징을 나타낸다. 본 연구에서는 울릉도 농경지에 출현하는 식물종의 종조성 및 그 특성을 밝히고자 하였다. 식물상 조사는 2016년 5월과 2020년 7월과 8월 총 3차례, 37개 지점에서 수행되었다. 그 결과, 울릉도 농경지에 출현하는 관속식물은 53 과 132속 160종 14변종 5아종, 1잡종으로 총 186분류군으로 조사되었다. 과별 분포현황은 국화과가 가장 많은 33 분류군을 차지하였고, 다음으로 벼과 25분류군, 마디풀과 12분류군, 콩과가 12분류군, 마디풀과 11분류군, 백합과 9 분류군으로 나타났다. 울릉도 농경지에 출현하는 식물의 생활형 유형은 일년생식물-단립식물-중력산포형-직립형 (Th-R5-D4-e)으로 나타났다. 희귀식물로는 섬고사리, 섬기린초, 섬나무딸기, 섬바디, 섬쥐똥나무, 섬쑥부쟁이, 물엉겅퀴, 섬말나리, 왕둥굴레 등 9분류군이 확인되었다. 생태계 교란 식물은 애기수영, 환삼덩굴 2분류군이 확인되었다. 귀화식물은 13과 33속 44종 1변종으로 총 45분류군이 확 인되었고, 도시화지수는 13.9%, 귀화율은 24.2%를 나타냈다.

Analysis of water quality distribution is very important for river water quality management. Recently, various studies have been conducted on the analysis of water quality distribution according to reduction methods of nonpoint pollutant. The objective of this study was to select the probability distributions of water quality constituents (T-N, T-P, COD, SS) according to the farming forms (control, slow release fertilizer, water depth control) during non-storm period in the paddy fields. The field monitoring was conducted monitoring site located in Baeksan-myun, Buan-gun, Jeollabuk-do, Korea during non-storm period from May to September in 2016. Our results showed that there were no differences in water quality among three different farming forms, except for SS of control and water depth control. K-S method was used to analyzed the probability distributions of T-N, T-P, COD and SS concentrations discharged from paddy fields. As a results of the fitness analysis, T-N was not suitable for the normal probability distribution in the slow release fertilizer treatment, and the log-normal probability distribution was not suitable for the T-P in control treatment. The gamma probability distribution showed that T-N and T-P in control and slow release fertilizer treatment were not suitable. The Weibull probability distribution was found to be suitable for all water quality constituents of control, slow release fertilizer, and water depth control treatments. However, our results presented some differences from previous studies. Therefore, it is necessary to analyze the characteristics of pollutants flowing out in difference periods according to various farming types. The result of this study can help to understand the water quality characteristics of the river.

In this study, the morphology and antioxidant content of shiitake mushrooms (Lentinula edodes) cultivated in smart farms and general farms have been compared. With regard to morphology, mushrooms produced in the smart farm system exhibited a slightly thicker and wider pileus and thicker and longer stipe than those in the general farm system. The stipe in the mushrooms from moderate-sized farms was harder, because the low relative humidity of cultivation rooms could induce mushroom tissue to harden. With regard to the antioxidant content, the free radical scavenging activity was evaluated by the DPPH assay. Among the various treatments, hot water extracts of freeze-dried shiitake produced from smart farms exhibited the highest DPPH value of 37.8%. In contrast, the lowest activity of 12.2% was observed in a 70% fermented alcohol extract of shiitake that was dried by hot air. The polyphenol content was higher in hot water extracts than in 70% fermented alcohol extracts. Additionally, the polyphenol content was higher in the freeze-dried samples than in hot-air dried ones. The smart-farm system was preferred over the general cropping system for cultivating shiitake mushrooms, because the antioxidant activity and polyphenol content of mushrooms from the smart-farm system was better; the functionality of this system was more improved than that of the general cropping system, and it enables mushrooms to be cultivated more efficiently. The antioxidant content is represented as the mean±SD of three replicates. Different letters indicate significant differences among samples, i.e., p<0.05.

현미, 흑미, 백미에 배양된 상황버섯 균사체를 동결건조 및 열풍건조 시켜 분쇄한 후 건조 시료의 20배 (v/w)의 70% 발효주정, D.W.를 각각 가하여 24시간씩 3반복 추출한 후 흡입 여과하였고, 여과액을 회전감압 농축하여 제조된 추출물을 실험에 사용하였다. DPPH 라디칼 소거능은 양성대조구로 쓰인 Ascorbic acid 가 95.14±0.17%의 높은 효과를 보였고, 가장 높은 라디칼 소거능을 보인 시료는 70% 발효주정으로 추출한 시료 현미상황균사체가 30.11±1.99%로 가장 높았으며 다음으로 열풍건조하여 70% 발효주정으로 추출한 흑미상황균사체가 29.65±1.77%로 높게 나왔다. 시료중 가장 높은 아질산염 소거능을 보인 시료로는 열풍건 조한 후 열수추출한 백미상황균사체가 35.47±3.23%였으며 가장 낮은 시료도 24.79±5.78%의 소거능을 보여 처리구별 평균 7.58%의 소거능을 보인 A농가 시료보다 높게 나온 아질산염 소거능을 확인하였다. 폴리페 놀 함량은 DPPH 라디칼 소거능에서 높은 효과를 보였던 실험실 내 배양 후 열풍건조하여 70% 발효주정으로 추출한 흑미상황균사체가 0.97±0.02mg/100g의 함량으로 가장 높은 함량을 보였고, 대부분 DPPH 라디칼 소거능 효과와 비슷한 경향을 보였다.

The total polyphenol and physiological activities of Pleurotus ostreatus 30% fermented ethanol using different drying methods and extraction periods were investigated. Based on the observed polyphenol content and physiological activity, freezedrying showed better results than hot air-drying method for P. ostreatus extracted with 30% fermented ethanol for more than 15 days. The total phenolic compound content of ‘Gosol’ following thefreeze-drying method for 15 days showed the highest value of 0.49±0.02 mg/mL. Freeze-drying with extraction for 30 days for ASI 2344 showed the highest antioxidant activity based on the DPPH radical scavenging rate of 35.50±3.29%. Freeze-drying ‘Gosol’ for 30 days resulted inthe highest anti-inflammatory and nitrite scavenging activity of 48.40±3.38%. Our results showed that P. ostreatus is a functional food.

느타리버섯은 각종 아미노산 및 다당류를 함유하고 있어서 영양성분이 우수하고 기호성이 높은 버섯으로 우 리나라에서 많이 생산되는 대표적인 버섯이다. 하지만 소비버섯의 다양화로 인한 버섯 품목간의 경쟁으로 느 타리버섯 소비량이 정체되어 있다. 따라서 본 연구에서는 느타리버섯의 소비를 촉진하는 방법으로 느타리버 섯의 기능성을 밝히기 위하여 추출온도에 따른 생리활성을 조사하여 느타리버섯이 기능성 식품으로 이용되 는데 기초자료를 수집하고자 ‘춘추 2호’, ‘수한 1호’ 및 ‘여름 1호’ 등 3품종에 대해 60°C, 150°C, 200°C로 추 출한 후 DPPH Free radical 소거법을 이용하여 항산화 활성을 조사하였다. 그 결과 높은 온도에서 추출할수록 항산화 활성이 높아지고, 시간이 지날수록 항산화 활성이 떨어지는 경향을 보인 것을 확인하였다. 60°C와 150°C에서 추출한 3품종 모두 1시간 추출 처리구가 2시간 추출 처리구보다 항산화 활성이 높게 나왔으며, 가 장 높게 나온 품종으로는 ‘수한 1호’ 150°C, 1시간 추출 처리구가 39.1%의 항산화 활성을 보였고, 가장 낮게 나온 품종으로는 ‘춘추 2호’ 60°C, 2시간 추출 처리구가 4.57 %의 항산화 활성을 보였다. 200°C에서 추출한 ‘춘추 2호’와 ‘수한 1호’ 품종에서는 시간에 따른 항산화 활성의 변화가 거의 없거나 조금 증가하였고, ‘여름 1호’에서만 항산화 활성이 추출시간이 지남에 따라 8.1 % 감소하는 경향을 보였다. 온도별 추출하여 항산화 활성을 조사한 결과, 200°C 1시간 추출한 처리구가 품종에 상관없이 가장 높은 항산화 활성을 보인 것을 확 인하였다. 이에 따라 추출온도에 따른 느타리버섯의 생리활성을 조사하여 추출온도와 시간을 조절한 추출법 개선으로 느타리버섯의 기능성을 밝히는데 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

버섯은 최근 국민식생활 향상 및 웰빙이라는 열풍에 힘입어 그 소비가 점차 증가하고 있다. 그 중에서도 느 타리 버섯은 전체 버섯 재배면적의 30%를 차지하고 있다. 이러한 느타리버섯 균상재배의 경우 버섯의 종류, 품종에 따라 온도, 습도, CO2, 광 등 매우 다양하기 때문에 재배에 어려움을 겪고 있으며, 귀농 귀촌을 원하 는 초보농가를 비롯하여 안정적인 대규모 재배를 원하는 기존 농가를 위한 버섯 생체정보를 기반으로 한 정 밀 환경관리 시스템 구축이 필요한 실정이다. 이러한 문제점들을 보완하기 위한 ICT 융복합의 스마트팜 모델 을 제시하고 있다. 우선 스마트팜의 주요 구성요소는 센서 모니터링(데이터 수집 및 그래프 분석), 원격제어 (네트워크로 제어명령 수신), 조광장치(품질향상을 위한 LED 자동조절장치), 스마트 영상(원격지에서 영상으 로 생육관찰)이며 또한 1, 2, 3세대별 스마트팜 각각의 구성요소에 대한 정보를 소개하려고 한다.

영지버섯 유래의 유용성분으로 알려진 터페노이드 계열의 가노데릭산 22종( A, B, C, C2, C6, D, F, H, I, K, M, N, S, Y, Z, AM1, DM, CM2, S2, TR, TN, TQ)에 대한 아질산염 억제능 분석을 실시한 결과 양성대 조구로 쓰인 Ascorbic acid가 94.5%였으며, 가노데릭산 22종은 모두 70%를 넘었으며 대부분 항염 효능을 보이는 것으로 사료되며, 그 중에서 가노데릭산 DM은 79.3%로 가장 높은 항염효능을 보였다. 다음으로 가 노데릭산 22종에 대한 위암세포(AGS) 생장 저해율을 분석을 한 결과 항암제로 쓰이는 Cisplatin을 양성대조 구로 썼으며 암세포 생장 저해율이 96.8%였으며, 이와 견줄 정도로 가노데릭산 22종은 높은 암세포 생장 저해율을 보이는 것으로 사료되며, 그 중에서 가노데릭산 C6는 87.9%로 가장 높은 암세포 생장 저해율을 보였다.

당뇨병의 원인은 매우 다양하다. 여러가지 복합적인 요인으로 작용할 수 있는데 대표적으로 유전적, 환경적, 일부 기타 요인들이라 할 수 있다. 먼저 유전적 요인으로 발생하는 당뇨병은 70%가 유전적 영향을 받는다고 알려져 있다. 두번째로 환경적인 요인으로 인스턴트 음식과 생활방식의 서구화로 비만환자의 증가와 관련이 있다. 구체적으로 말하자면 우리나라의 전체 인구 중 25%가 비만인 실정이다. 비만으로 인한 성인병인 당뇨병 환자의 증가 추세는 통계적으로 5년 사이 24.7%이다. 마지막으로 약물, 스트레스, 당분과 같은 기타요인인데 약물 과다복용이나 스트레스나 당분이 많은 음식은 당뇨병에 많은 영향을 끼친다. 당뇨병은 인슐린의 분비량 이 부족 또는 비정상적인 대사질환의 일종으로 혈중 포도당의 농도가 급격히 증가하는 고혈당이며 이로 인하 여 다뇨, 다식, 다음, 체중감소 등과 같은 증상을 일으키고 소변에서 포도당을 배출하게 된다. 당뇨병은 현대인 들의 생활습관, 운동부족, 환경적 요인이 많은 작용을 하므로 미리 체중을 유지하는 습관을 가지는 것이 중요 하다. 더불어 당뇨 치료제를 이용하는 것이 있을 수 있는데 기존의 항당뇨 치료제 부작용으로 인한 새로운 천 연물을 소재로 한 치료제가 필요한 실정이다. 이에 영지 및 상황버섯의 항당뇨 효능을 추출용매별로 비교분석 을 하였다. 당뇨와 관련된 두가지 효소의 억제활성을 살펴보았다. 첫 번째로 α-Amylase 억제활성정도를 실험 으로 확인한 결과 양성대조구와 비슷한 억제활성을 보였으며, 상황버섯은 89%로 Acarbose와 같은 억제 활성 을 보였다. 마지막으로 α-Glucosidase 억제활성을 실험으로 확인한 결과 양성대조구와는 다르게 낮은 억제 활 성을 보였다. 이 실험의 결과를 종합해보면 기존의 치료제는 두 가지 효소를 모두 억제함으로써 생길 수 있는 부작용을 α-Amylase만 선택적으로 억제하는 것으로 새로운 항당뇨의 치료제로써의 가능성을 보이는 것으로 사료된다.

영지버섯 유래의 유용성분으로 알려진 터페노이드 계열의 가노데릭산 22종( A, B, C, C2, C6, D, F, H, I, K, M, N, S, Y, Z, AM1, DM, CM2, S2, TR, TN, TQ)에 대한 항산화 효능 분석을 실시한 결과, 양성대조구인 Ascorbic acid가 94.8%를 나타낸 것에 비하여 10-20%대의 매우 낮은 항산화 효능을 보였다. 22종 중에선 가 노데릭산 DM이 25.2%로 가장 높은 항산화 효능을 보였다. 다음으로 아질산염 억제능 분석을 실시한 결과 양성대조구로 쓰인 Tannic acid는 28.4%였고 가노데릭산 22종 모두 Tannic acid보다는 낮은 아질산염 억제능 을 보였으나, 다른 양성대조구로 쓰인 Ascorbic acid는 14.9%를 나타냈으며 가노데릭산 22종 중에서 50%인 11종이 이 Ascorbic acid보다 높은 억제율을 보였다. 그 중에서 가노데릭산 C2가 25.7%로 가장 높은 억제능 을 보였다.

면역계나 항암작용, 항바이러스 등의 질환에 효능이 알려진 영지버섯의 고유성분인 가노데릭산이 자실체와 균사체에서 함유하고 있는 양이 얼마나 다른지 살펴보기 위한 것과 추출공정 조건을 확립하기 위하여 연구 를 수행하였다. 영지버섯 ASI 7002, 7004, 7071, 7108, 7151의 5균주를 영지버섯 표준재배법으로 원목재배하여 각각의 자실체를 얻었으며, 균사체는 액체배양을 하여 동결건조하여 실험에 사용하였다. 영지버섯의 자실체 와 균사체를 유기용매별(열수, 주정, 메탄올)로 추출 후 농축하여 영지버섯만이 갖고 있는 유용성분인 가노데 릭 산 A, F, H 3종의 함량을 비교분석하였다. 그 결과 가노데릭산 A, F, H 모두에서 큰 차이가 있었으며, 용매별, 균주별 차이는 있지만, 전반적으로 균사체에서 가노데릭산 함량이 높게 나타남을 알 수 있었다. ASI 7002 경우 자실체와 균사체를 주정 추출시 가노데릭 산 F의 함량은 12배정도 많았다. 나머지 균주에서도 가 노데릭산이 특정용매에서 더 많이 추출되어지는 것을 알 수 있었으며, 이를 근간으로 향후 영지버섯 유용성 분을 연구하는데 기초자료로 쓰고자 한다.