본 연구는 오픈소스 라이브러리인 OpenCV를 활용해 다양 한 시설과채류의 표현형 분석에 적용 가능한 컴퓨터 비전 기 술을 탐구하였다. 토마토에 대해서는 이미지의 색상을 분석 하여 숙성도를 판정하며, support vector machine(SVM) and histogram of oriented gradients 기법을 통해 숙성된 토마토 를 효과적으로 검출하였다. 파프리카의 경우, 색상 분포를 시 각화한 후, 가우스 혼합 모델로 클러스터링을 실행하여 수확 파프리카의 색상 특성을 분석하였다. 네트 멜론의 품질 평가 에서는 LAB 색상 공간, 이진화 이미지 및 깊이 매핑을 활용하 여 멜론의 네트 패턴을 정량화하였다. 추가로, 오이 온실에서 화방 검출을 위해 깊이 정보와 색상 정보를 조합하여 다양한 크기와 거리의 화방을 성공적으로 검출하였다. 이 연구의 결 과로, 해당 컴퓨터 비전 기술들이 시설과채류의 생장 모니터 링, 숙성 및 품질 평가 등에서의 유효성을 확인하였다. 농산업 에서 컴퓨터 비전의 효과적 적용을 위해, 후속 연구자나 개발 자들이 재배 생리와 연관된 지표를 기반으로 이 기술들을 보 완할 경우, 실제 농업 현장 및 연구에서 널리 활용될 가능성이 크다.

The spectrum of this study was research on the closed hydroponic cultivation of netted melons (Cucumis melo L.) using coir substrate, analyzing the impact of this cultivation method on melon yield, fruit quality, and the efficiency of water and nutrient usage. The experimental results showed that the average fruit weight of the melons grown in a closed system was 71.4 g higher than that of the open system, and the fruit width was on average 0.2 cm larger, showing a statistically significant difference. However, there was no difference in the average sugar content of the fruit flesh and height. Although there is no substantial commercial difference, it is conjectured that the change in the macronutrients ratio in the irrigation has played a role in the statistically significant increase in fruit weight, which is attributed to changes in the crops' nutrient uptake concentrations. This necessitates further research for a more comprehensive understanding. In terms of the productivity of irrigation required to produce the fruit, applying the closed system resulted in an increase of 7.6 kg/ton compared to the open system, saving 31.6% of water resources. Additionally, in terms of nutrients, cultivating in a closed system allowed for savings of approximately 59, 25, 55, 83, 76, and 87% of N, P, K, Ca, Mg, and S, respectively, throughout the entire cultivation period. As the drainage was reused, the ratios of NO3 - and Ca2+ increased up to a maximum of 9.6 and 9.1%, respectively, while the ratios of other ions gradually decreased. In summary, these results suggest that closed hydroponic cultivation can effectively optimize the use of water and fertilizer while maintaining excellent fruit quality in melon cultivation.

Melon fruits exhibit a wide range of morphological variations in fruit shape, sugar content, net quality, diameter and weight, which are largely dependent on the variety. These characteristics significantly affect marketability. For netted varieties, the uniformity and pattern of the net serve as key factors in determining the external quality of the melon and act as indicators of its internal quality. In this study, we evaluated the effect of fruit morphology and growth on netting by analyzing the changes in melon fruit quality under LED light treatment and monitoring fruit growth. Computer vision analysis was used for quantitative evaluation of fruit net quality, and a three-variable logistic model was applied to simulate fruit growth. The results showed that melons grown under LED conditions exhibited more uniform fruit shape and improvements in both net quality and sugar content compared to the control group. The results of the logistic model showed minimal error values and consistent curve slopes across treatments, confirming its ability to accurately predict fruit growth patterns under varying light conditions. This study provides an understanding of the effects of fruit shape and growth on net quality.

생물환경조절학회지 31권 4호에 게재된 논문의 사사가 잘못 기재되어 있어 바로 잡습니다.

생물환경조절학회지 31권 4호에 게재된 논문의 사사가 잘못 기재되어 있어 바로 잡습니다.

생물환경조절학회지 30권 3호에 게재된 논문의 그래프를 수정합니다.

High-pressure sodium (HPS) lamps have been widely used as a useful supplemental light source to emit sufficient photosynthetically active radiation and provide a radiant heat, which contribute the heat requirement in greenhouses. The objective of this study to analyze the thermal characteristics of HPS lamp and thermal behavior in supplemented greenhouse, and evaluate the performance of a horizontal leaf temperature of sweet pepper plants using computational fluid dynamics (CFD) simulation. We simulated horizontal leaf temperature on upper canopy according to three growth stage scenarios, which represented 1.0, 1.6, and 2.2 plant height, respectively. We also measured vertical leaf and air temperature accompanied by heat generation of HPS lamps. There was large leaf to air temperature differential due to non-uniformity in temperature. In our numerical calculation, thermal energy of HPS lamps contributed of 50.1% the total heat requirement on Dec. 2022. The CFD model was validated by comparing measured and simulated data at the same operating condition. Mean absolute error and root mean square error were below 0.5, which means the CFD simulation values were highly accurate. Our result about vertical leaf and air temperature can be used in decision making for efficient thermal energy management and crop growth.

국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작 하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경 우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많 은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬 레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬 레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데 이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반 영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기 술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱 타당한 결과를 보 일 것이다.

파프리카는 최근 카로티노이드, 비타민C, E, 페놀화합물과 같은 다양한 식물 유래 생리활성물질 등의 효능이 보고되면서 영양성이 풍부한 식품으로서 각광받고 있다. 수확 후 파프리 카 과실의 품질은 모양, 과중, 과피의 색상, 꼭지의 형태 등의 외관상 특징에 의해 주로 결정된다. 이러한 점에서 파프리카 비상품과는 미각적 특성과 영양학적 가치가 고려되지 않은 채 상품과의 50－70% 가격을 받거나 폐기된다. 본 연구는 파프 리카 상품과 및 비상품과의 외적 품질, 일반 성분, 무기물, 항 산화능 및 카로티노이드의 조성을 비교하기 위하여 수행되었 다. 상품성에 따른 과실의 외적 품질 및 일반 성분은 평균 과중 을 제외하고 유의한 차이가 없었다. 무기물 함량과 총페놀은 상품과에서 유의하게 높게 나타났다. 항산화능의 경우, DPPH 라디칼 소거활성은 시료 간에 유의적인 차이는 보이지 않았 다. ABTS 라디칼 소거활성은 더욱이 100과 1,000μg·mL-1농 도에서, 환원력은 500과 1,000μg·mL-1에서 상품과가 비상품 과에 비해 높은 활성을 보였으나 그 외 농도에서는 유의적인 차이가 없었다. β-카로틴을 포함한 주요 활성성분이라 예상되 는 카로티노이드의 함량은 상품과와 비상품과에서 각각 29.3 ± 2.6과 31.9 ± 2.9μg·g-1이었으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 실험 결과, 파프리카 과실은 외관상 품질에 따른 영양 성, 항산화능 및 카로티노이드 조성 차이가 미미하거나 없는 것으로 확인된 바, 파프리카 비상품과 과실은 건강 가공식품 의 소재로서 상품과 못지 않은 가치를 지닌 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 겨울철 약광기 보광 시 줄기 유인 수가 온실 파프리카의 생육, 과실의 품질 및 생산량에 미치는 영향을 구명하는 것이다. 파프리카는 2020년 10월 26일에 m 2당 3.2 주를 정식하였고, 2020년 12월 1일부터 고압나트륨등을 작기 종료일인 2021년 5월 25일까지 하루 16시간의 광주기로 조사 하였다. 줄기 유인 처리는 분지 이후의 생장점이 각각 2, 3개로 유지되도록 유인해 주었다. 초장은 2줄기 유인 처리구에 비해 3줄기 유인 처리구에서 유의적으로 짧았고 마디수 및 엽수는 2줄기 유인 처리구에 비해 3줄기 유인 처리구에서 유의적으 로 증가했다. 엽면적 및 기관별 건물중은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 과실 생체중 및 건물중은 모든 처리구에서 생육단계에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 3줄기 유인 처리구가 2줄기 유인 처리구에 비해 낮은 수치를 보였다. 3줄 기 유인 처리구의 상품과율은 95.4%로 2줄기 유인 처리구의 93.6%에 비해 높았다. 총 수확량은 3줄기 유인 처리구에서 30.2% 높게 나타났다. 결론적으로 온실 파프리카의 3줄기 유인 재배는 적정 수준의 영양생장을 유지함으로써 과실 생산량에 긍정적인 영향을 미쳤다고 할 수 있다. 본 연구 결과는 파프 리카의 생산량 증대를 위한 농가 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.