식량 작물의 확보 및 생산량 예측은 국가 발전에 있어 필수적이며, 국가 경제뿐만 아니라 전 세계 식량 안보에 기여 한다. 최근 환경오염으로 인한 이상기후는 식량 작물 생산량에 직ㆍ간접적으로 부정적 영향을 끼치고 있어, 작물 수확량 예측 불확실성이 높아지고 있다. 특히, 노지 작물의 경우 생산량 감소와 품질 저하 문제가 화두 되고 있다. 이러한 문제는 농가들뿐만 아니라 소비자들에게도 큰 피해를 안겨주고 있다. 이러한 생산량 예측 이슈를 해결하기 위해 최근에는 인공지능 기술이 농업 분야에도 활발히 적용되고 있다. 작물 수확량의 정확한 예측을 위한 머신러닝 기반 연구가 집중적으로 수행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이와 같은 인공지능 기반의 노지 작물 수확량 예측 기술(머신러닝, 딥러닝, 하이브리드 모델 등) 현황 및 작물 수확량에 가장 영향을 많이 끼치는 모델 파라미터 등을 조사하였다.

최근 기후변화로 가뭄, 홍수 등 재해의 빈도와 강도가 높아지고 있다. 이러한 재해의 피해를 줄이기 위해서는 시공간적 현황 파악을 통한 대비가 필요하다. 본 연구에서는 가뭄의 피해를 최소화하고자 지역별 밭작물의 필요수량과 공급량을 고려하여 밭가뭄 지역 등급화 실시하였고, 월별 비교를 통해 가뭄 취약 시기를 파악하였다. 전국 148개 지역 중 안전지역(Ⅰ), 안전지역(Ⅱ), 우려지역, 상습지역으로 구분한 25개 지역을 선정하였으며, 이 지역의 월별 필요수량 대비 공급량 분석을 하였다. 필요수량 산정의 재배작물은 콩으로 선정하였으며, 공급량은 공공관정, 민간관정, 상수도 자료를 분석하였다. 필요수량 대비 공급량이 봄철은 안전지역(Ⅰ), 안전지역(Ⅱ), 우려지역, 상습지역에서 각 1,281.5%, 667.6%, 729.5%, 316.3%, 가을철에는 각 436.0%, 212.8%, 213.9%, 105.3%로 공급이 충분할 것으로 분석되었으나 여름철에는 각 82.4%, 40.6%, 42.6%, 20.0%로 용수공급 이 부족한 것으로 분석되었다. 콩의 재배 기간인 5~9월에 관정(공공+민간)으로의 공급량은 대부분 지역에서 부족한 것으로 분석되었다. 이러한 분석을 통해 용수 부족이 발생하는 재배기간 동안 용수확보 방안이 필요하다.

The cultivation of green manure crops provide various beneficial influences on agricultural systems. However, there have been few studies on the use of green manure crops on upland field in Korea. The purpose of this study is the selection of green manure crop species suitable for subsequent upland crops. For this study, two leguminous green manure crops and four graminaceous crops were used as following: (1) hairy vetch (Vicia villosa Roth), (2) crimson clover (Trifolium incarnatum), (3) barley (Hordeum vulgare L.), (4) rye (Secale cereale L.), (5) triticale (Triticosecale wittmack), (6) wheat (Triticum aestivum L.). Plant-available nitrogen (PAN) release from each green manure crops was estimated using PAN prediction equation. Graminaceous green manure crops produced more biomass (dry plant matter) up to 1.5 times than leguminous crops. However, PAN % was much higher in leguminous crops due to their high nitrogen content (2.4 ～ 4.4%). In late may, hairy vetch was estimated to provide PAN as much as 11kg/10a which meet nitrogen need for nearly all (except waxy corn) upland crops used in this study. However, PAN from crimson clover and graminaceous green manure crops was much lower mainly due to low biomass production and low nitrogen content, respectively. Overall, hairy vetch could be most appropriate green manure crop for upland crop cultivation in Korea.

자운영 포장에서 알팔파바구미 성충의 발생양상과 1세대 성충의 밭작물 유식물에 대한 기주선호성을 조사하였다. 자운영 포장에서 포충망에 의한 알팔파바구미의 월동 성충은 3월 하순부터 발생하기 시작하여 4월 중순에 피크를 나타내었으며, 1세대 성충은 4월 하순부터 발생하기 시작하여 5월 하순에 피크를 나타내었다. 하지만 월동 성충의 발생량은 매우 적었고, 1세대 성충의 발생량은 매우 많았으나, 연차간 변이가 심하였다. 온실에서 배추 및 콩 등 11종의 유식물에 대한 알팔파바구미 1세대 성충의 7일 차 발생충수는 배추>콩>케일 순으로 유의하게 많았으며, 조, 땅콩, 기장, 가지 및 상추에서 매우 적었고, 옥수수, 쑥갓, 수수에서는 전혀 발생하지 않았다. 7일 차 유식물의 피해주율도 배추(60.0%)>콩(50.0%)>케일(30.0%)>조(16.7%), 기장(13.3%)>상추(3.3%) 순으로 유의하게 심하였다. 한편, 자운영포장에서 11종의 유식물에 대한 7일 차 피해주율은 배추(46.7%), 콩(43.3%)>케일(23.3%)>조(13.3%), 기장(13.3%) 순으로 유의하게 심하여 온실에서의 결과와 같은 경향을 나타내었다. 따라서 알팔파바구미의 기주선호성은 녹비작물포장 주변에서 밭작물의 안전한 재배를 위한 작물선택의 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 입경·비중 겸용 밭작물 곡물 선별기 개발을 위한 전 단계로서, 밭작물 곡물의 완전립과 불량립의 기하학적, 공기역학적, 마찰 특성을 측정하고, 선별기 설계에 적용하기 위한 선별 요인을 분석하였다. 측정된 곡물의 기하학적 특성 결과(길이, 폭, 두께)를 이용하여 스크린의 치수와 형상을 결정하여 선별기를 제작하여 선별시험을 한 결과 선별효율은 콩의 경우 94.7%, 커피는 92.0%, 아몬드는 74.5%, 옥수수는 90.0%로 나타났다. 측정된 곡물의 마찰 특성 결과를 이용한 고무벨트 선별 시험 결과 콩의 경우 벨트 속도 0.5 m/s, 벨트 각도 5˚ 일 때 선별효율이 88.2%로 가장 높게 나타났다. 측정된 곡물의 공기역학적 특성 결과, 종말속도는 콩의 경우 4.4∼6.0 m/s, 커피는 3.2∼4.4 m/s, 아몬드는 3.5∼5.1 m/s, 옥수수는 4.7∼6.0 m/s의 범위로 나타났다.

주요 밭작물의 품질표준화 연구를 위해 2009년산 시중 유통 잡곡류 유통제품을 수집하여 품질실태 현황을 조사하였다. 수도권 대형마트에서 두류 47점, 기장 9점, 밀 10점 수수 6점 등 101점을 수집하여 외관 및 품질특 성을 조사하였다. 유통제품에서 품종이 표시된 것은 32%, 등급표기는 20%, 원산지 표기는 100%, 생산연도, 포장일자는 96, 95%로 높았으나, 도정일자와 유통기한 표기는 1%, 15%로 낮았다. 곡종별 품위변이를 보면 정립율은 강낭콩 84.7±7.9, 울타리콩 93.7±0.1, 백태, 서리태, 약콩, 흑태, 적두, 거두는 87.4±8.3, 90.5±9.0, 95.8±1.8, 94.7±2.8, 93.4±3.0, 91.6±4.3이었다. 밀, 옥수수알, 조, 수수, 기장, 율무는 92.2±4.8, 81.6±1.5, 93.2±4.0, 88.4±3.7, 47.0±0.6, 79.0±3.7의 정립율은 보였다. 피해립이 가장 많았던 것은 율무, 옥수수알, 강낭콩으로 각각 20.2±3.6, 18.5±1. 115.1±7.7 이었다. 두류 유통제품은 장류용, 특수용 콩에서는 단백질 함량이 35～43%로 많았 고, 강낭콩, 팥에서는 단백질 함량이 20～26%로 낮은 대신에 전분함량이 높았다. 수집 제품 간에 수분함량, 지방, 단백질, 전분, 페놀함량은 차이를 보였지만 회분, 조섬유의 함량은 차이가 미미하였다. 두류 외 밀, 옥수 수알, 조, 수수, 기장, 메밀 등에서는 지방함량이 율무, 메밀이 5.6±1.0, 6.0 으로 높았고, 단백질 함량은 밀, 율무에서 각각 13.1±5.6, 12.3±0.7으로 높았다. 수수와 기장은 총 페놀 함량이 1.9±0.8, 2.4±0.4 이었으며, 조섬유 는 기장, 율무 메밀에서 높았다. 밀은 유통 제품간에 수분함량, 단백질함량에서 가장 큰 차이를 보였으며, 수수는 총페놀함량, 수분, 지방, 단백질 함량에서 차이를 보였으나 기장과 율무는 모든 품질에서 함량 차이를 보이지 않았다. 수집 유통제품의 농산물 품위 검사 규격에 따른 등급실태를 조사하였을 때 두류는 1등급 표준품의 비율이 높았으나 옥수수, 율무에서는 2등급, 3등급 표준품(보통)에 해당하였다.

The experiment was carried out to determine the distribution of total coliform the translocation of heavy metals and the salt accumulation in soils following the supply of ground water, the domestic wastewater and the ultraviolet treatment of domestic wastewater during the spinach and the chinese cabbage cultivation. There were not much changes in the Total-N, Total-P and cations in soils following the ultraviolet treatment of the domestic wastewater. However, the density of total coliform was dramatically reduced from 894MPN/100mL to 5MPN/100mL. The diagnosis of composition of soil after the harvest of chinese cabbages and spinach has shown that the concentration of Na+ was 3-4 times higher in plot using domestic wastewater than in plot using ground water. When domestic wastewater and ground water were used in growing spinach md chinese cabbage at 50% each, the application of chemical fertilizers reduced about 25% to 50% compared to the criteria set down by the Rural Development Administration and there was not significant difference in terms of harvest. Using non-ultraviolet treatment of domestic wastewater directly on spinach and chinese cabbage has resulted in excessive density of total coliform at 25,000MPN/100mL. Even when ultraviolet treatment, the density was still high at 2,000MPN/100mL. The high density of total coliform even following ultraviolet treatment of domestic wastewater is considered to be caused by photo-reactivation of micro-organism. When reusing domestic wastewater, the application of sterilization such as ultraviolet, ultrasonic and electron-beam for public health and hygiene reasons may provide safe supply of agricultural water.