본 연구는 여름철 고온기 ‘설향’ 딸기(Fragaria × ananassa Duch. cv. ‘Sulhyang’) 육묘 과정에서 우량묘 생산과 꽃눈분 화 촉진을 위한 차광재 선택 효과를 구명하고자 수행되었다. 단동 온실 내에 검정 차광막과 백색 차광막을 각각 피복하여 하우스 내부의 광환경, 온도, 딸기묘 생육 및 개화 특성을 비교 하였다. 실험 결과, 하우스 내부 온도 저감 효과는 검정 차광막 이 더 우수하였으나, 광합성 유효광량자속밀도(PPFD)는 백 색 차광이 검정색 차광막보다 91% 높았다. 백색 차광은 청색 파장 비율은 낮추고 적색 파장 비율은 높이는 광질 변화 효과 를 나타냈다. 생육 특성 조사 결과, 백색 차광막 처리구는 검정 차광막 처리구에 비해 초장, 엽병장, 엽폭은 짧았으나, 지하부 생체중과 건물중, 관부직경 등에서 높은 값을 나타내는 우량묘가 생산되었다. 특히, 백색 차광막 처리구의 꽃눈분화율은 검정색 차광막 처리구보다 47% 높아, 꽃눈분화 촉진에 효과 적임을 확인하였다. 본 연구 결과, 여름철 딸기 육묘 시 백색 차광막을 활용할 경우 광환경 개선을 통해 고품질 묘 생산과 조기 개화 유도에 효과적일 것으로 판단된다.

본 연구는 고온기에 배추(Brassica rapa L. ssp. pekinensis) 의 안정생산을 위해 미세살수와 저온성필름의 고온 스트레스 저감 효과를 평가하였다. 실험1에서는 ‘춘광’과 ‘청명가을’ 배추를 대상으로 관수장치(임팩트 스프링클러, 미세살수)와 피복자재(흑색필름, 저온성필름)의 요인배치 실험을 수행하 였다. 실험2에서는 ‘춘광’ 배추를 대상으로 관수 시점에 따른 미세살수의 냉각 효과를 비교하기 위해 오전(9－11시), 오후 (13－15시), 또는 야간(19－21시)에 각각 처리하여 비교하 였다. 실험1의 결과, 저온성필름은 일중 최고 지온을 흑색필 름 대비 평균 4.5－6.9°C 하강시켰다. 미세살수는 즉각적으 로 기온을 약 5°C 하강시켰고, 상대습도를 70%까지 증가시 켰다. 엽록소 지수(SPAD)는 ‘춘광’ 배추에서는 저온성 필름 피복 시, ‘청명가을’ 배추에서는 미세살수 적용 시 가장 높았 다. 최대 광화학 효율(Fv/Fm)은 생육초기에 흑색필름과 임팩 트 스프링클러를 처리한 ‘청명가을’ 배추에서 가장 낮았으나 2주 후 0.7 이상으로 회복했다. 생육 지표는 두 품종 모두 미세 살수 처리에서 개선되었다. 실험2의 결과, 오후 관수 시 가장 기온하강 효과가 높았고, 특히 일사량과 기온이 높은 날일수 록 그 효과가 증대되었다. 야간 관수 시 미세살수에 의한 온도 변화는 없었다. 본 연구 결과를 통해 미세살수와 저온성필름 이 배추의 고온 스트레스를 저감하고 재배환경을 개선에 효과 적임을 확인하였다. 향후에는 온도조절뿐만 아니라 물 이용 효율을 함께 높일 수 있는 정밀 제어 기술 개발이 필요하다.

본 연구는 배추의 내건성 평가지표 개발을 위해 엽록소 형광 이미지 파라미터, 형태 및 생리적 특성을 활용 하여 유묘기 배추의 건조 스트레스 후 회복을 평가하였다. ‘불암3호’와 ‘휘파람’ 두 품종을 이용하여, 5일동안 단수 처리 후 재관수 후, 12일간 회복기간을 가졌다. 건조 스트레스는 엽면적, 생체중, 엽수분함량을 감소시켰으나, 건물 함량은 증가하였다. 순광합성률, 증산률, 기공전도도는 건조 스트레스에 따라 유의하게 감소하였고, 엽육세포 내의 CO2 농도는 증가한 뒤 회복기에 점차 감소하여, 이는 광합성 제한요인이 기공적 요인(stomatal limitation)에서 비 기공적 요인(non-stomatal limitation)으로 전환된 것으로 판단하였다. 엽록소 형광 파라미터 중 Fv/Fm과 Fv/Fo는 건 조 스트레스에 따라 감소하였으나, 재관수 후 점차 회복되어 광계II의 가역적 광저해(photoinhibition)를 나타냈다. 회복 양상은 품종 간에 차이를 나타냈고, ‘불암3호’는 생육과 광합성 지표에서 빠른 회복을 보였으며, ‘휘파람’은 회복속도는 느리지만 광화학적 안정성이 더 크게 나타냈다. CF 파라미터는 형태적 및 생리적 특성과 높은 상관관 계를 보였고, 건조 스트레스 및 회복 평가에 있어 객관적이고 신뢰할 수 있는 평가지표로서 활용 가능성을 나타냈으 며, 이는 고속대량 피노타이핑(High-throughput phenotyping) 기술을 활용한 내건성 품종 선발 및 육성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 표현 형질 생육 데이터인 엽장, 엽 수와 기상 데이 터인 생육도일을 활용하여 여러 기계 학습을 통해 마늘의 생 체중을 예측하는 모델을 개발하고자 하였다. 검증 데이터에 서 random forest 모델의 결정계수가 0.924, 평균제곱근오차 (g)는 13.583 그리고 평균절대오차는 8.885로 가장 우수하였 다. 평가 데이터에서는 Catboost 모델이 결정계수가 0.928, 평균제곱근오차(g)는 13.486 그리고 평균절대오차는 9.181 로 가장 우수하였다. 그러나 Catboost, Random forest 그리고 LightGBM 모델을 0.5, 0.3 그리고 0.2 가중치를 두어 학습한 Weighted ensemble 모델이 마늘 생체중 예측의 검증 및 평가 에 있어서 검증 데이터의 결정계수가 0.922, 평균제곱근오차 (g)가 13.752 그리고 평균절대오차는 8.877이었으며 평가 데 이터에서는 결정계수가 0.923, 평균제곱근오차(g)가 13.992 그리고 평균절대오차가 9.437로 두 번째로 우수한 결과를 나 타내었다. 이러한 결과들을 종합적으로 미루어 보았을 때, Weighted ensemble 모델이 모델의 안정성 측면에서 최적의 모델이라고 판단하였다. 따라서 농가들이 표현 형질과 기상 데이터만으로도 기계학습 기법을 통하여 마늘의 생체중 예측 을 통해 작형 모니터링이 가능할 것으로 보이며 추가적으로 다년도 데이터 취득과 검증을 통하여 성능을 고도화가 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 광전환필름에 의해 변형된 태양광 하에서 채소류의 묘소질과 광합성 특성에 미치는 영향을 구명하기위해 수행 되었다. 상추와 배추, 오이 종자를 원예용 상토로 충진된 50구 플러그 트레이에 파종하고, 광전환 필름(SCF)과 상업용 폴리 에틸렌 필름(대조군) 하에서 재배하였다. 대조군 대비 SCF에 투과된 태양광 스펙트럼은 청-녹색광은 감소하고, 적색광은 증가했으며 R/FR 비와 R/B 비가 증가하여 묘의 광합성과 생육, 형태형성 측면에서 영향을 미치기에 충분한 수준이었다. 광합성속도는 SCF 하에서 자란 배추와 오이 묘에서 유의적으 로 증가했으며, 최대 광합성속도는 각각 23%, 19% 높게 나타 났다. 상추의 경우, SCF 처리구에서 생육이 유의적으로 감소 하였으며 도장하였다. SCF 필름 하에서 자란 배추의 경우, 형태적인 차이는 없었으나 잎의 건물중이 증가하여 묘의 충실도가 유의적으로 증가했고 왜화율은 10%로 나타났다. SCF 처리구의 오이 묘는 생육에 차이는 없었으나 엽병 및 초장이 유의적으로 감소하여 왜화율이 24%로 높게 나타났다. 결론적 으로 SCF에 의해 변형된 태양광 스펙트럼은 배추와 오이 묘의 광합성 효율을 증가시키고 묘소질을 향상시켰다고 판단되었다.

광도와 온도 같은 환경 요인에 의해 광합성 속도가 변화하기도 하며, 생육 시기에 따른 광합성 효율의 변화가 수반되기도 한다. 본 연구에서는 흑로메인 상추(Lactuca sativa L., Asia Heuk romaine)를 이용하여 광도와 온도, 생육 시기에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 두 모델을 구축하고 비교하는 것을 목표로 하였다. 군락 광합성은 정식 후 4, 7, 14, 21, 28 일차 상추를 아크릴 챔버(1.0 × 0.8 × 0.5m)에 넣어 측정하였으며, 이 때 챔버 내부의 온도는 19oC에서 28oC까지 변화시켰고 광원은 LED를 이용하여 50에서 500μmol·m-2·s-1까지 변화시키며 실험하였다. 챔버 내부의 초기 이산화탄소 농도는 2,000μmol·mol-1로 설정하였으며, 시간에 따른 이산화탄소 농도의 변화율을 이용하여 군락 광합성 속도를 계산하였다. 각 환경요인을 표현하는 3개 식을 곱하여 만든 단순곱 모델을 구성하였다. 이와 동시에 온도와 생육 시기에 따라 변화하는 광화학 이용효율과 카르복실화 컨덕 턴스, 호흡에 의한 이산화탄소 발생 속도를 포함하는 수정된 직각쌍곡선 모델을 구성하여 단순곱 모델과 비교하였다. 검증 결과 단순곱 모델은 0.849의 R2 값을 나타내었으며, 수정된 직각쌍곡선 모델은 0.861의 R2 값을 나타내었다. 수정된 직각쌍곡선 모델이 단순곱 모델에 비해 환경 요인(광도, 온도), 생육 요인(생육 시기)에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는데 더욱 적합한 모델인 것으로 판단하였다.