콩과 같은 밭작물은 주로 토양으로부터 수분을 공급받으며 토양 수분 조건에 따라 생육 반응이 민감하게 반응한다. 작물의 생육과 재배 지역의 토양 조건, 기상 등에 따라 적정 토양 수분을 유지하는 것은 작물 생산량의 증가를 위해 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 머신러닝 기법을 이용하여 토양 수분 함량 예측 모델을 개발하였다. 깊이에 따른 토양 수분과 외기, 강수량 등 기상 변수와의 상관 관계를 구명하고, 깊이별 토양 수분예측을 위한 부분최소제곱회귀(PLSR) 모델을 알고리즘을 개발하였다. 콩 재배포장의 10cm, 20cm, 30cm 깊이의 토양수분은 FDR 방식의 센서로 측정하였 고, 콩 작물 주변 환경인자(재배환경의 기온, 상대습도, 풍속, 일사량, 일조시간)는 주변의 기상관측소에서 측정된 데이터를 이용하였다. 이를 이용하여 깊이별 미래의 토양수분함량 예측 모델을 개발한 결과, 10cm와 20cm깊이에서 주요 인자는 현재 토양수분함량과 기온이었으며, 30cm 깊이에서의 주요 인자는 현재 토양수분함량과 기온, 풍속으로 나타났다. 토양 깊이가 깊어짐에 따라 토양수분함량 예측 정확도가 향상되었으며, 이는 표면에 가까울수록 토양수분함량이 변화가 크기 때문으로 예상된다. 또한 미래의 토양 수분함량예측시 1시간 후 예측 정확도가 가장 우수하였으며, 이때의 Rv 2와 RMSEV가 10cm 깊이에서 0.993와 1.069%, 20cm 깊이에서 0.994와 0.821% 였으며, 30cm 깊이에서 0.999와 0.149% 였다. 본 연구 결과는 콩 생육환경 진단을 위해 재배 포장의 토양수분함량을 토양층별로 미래의 토양수분함량도 예측이 가능함을 보여준다.

우리나라 딸기 재배는 시설 재배로 이루어지고 있으며, 대부분 농가의 급액 관리는 재배자의 경험을 토대로 타이머 제어 방식으로 이루어지고 있다. 타이머 급액 방법은 재배 환경, 작물의 생육 단계, 배지 수분 함량 등을 고려하기 어려워 작물을 최적 수준으로 관리하지 못하고, 급액 관리의 정확성이 결여되는 문제점이 있다. 적산 일사량과 배지 수분함량을 이용한 급액 방법은 작물의 생육 상태에 따라 정밀하게 양액을 공급하는 친환경적인 방법이다. 본 연구는 코이어배지를 이용 한 딸기 수경재배에서 적산일사량과 배지 수분함량을 이용한 복합 급액 제어와 타이머 제어 급액 방법을 비교하고 복합 급액 제어 시 최적의 적산 일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 적산일사량 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 100, 150, 250J∙cm -2에 도달하면 자동으로 급액하며 배지 수분함 량이 60% 미만이면 강제 급액하고, 1회 급액량은 50mL로 공급하였다. 타이머 제어는 대조구로 설정하였다. 급액을 개시 하는 적산 일사량 기준이 작을수록 일일급액량이 많았으며 100J∙cm -2 기준 급액 시 급액량은 250J∙cm -2 처리구 대비 46% 많았다. 지상부 생체중과 건물중 모두 복합 급액 제어 방법이 타이머 제어보다 높았으며, 100, 150J∙cm -2 처리구에서 지상부 생체중이 높았고 100J∙cm -2 처리구에서 건물중이 유의하게 높은 값을 나타냈다. 수량 또한 타이머 제어 방법보다 복합 제어 방법에서 유의하게 높았으며 적산 일사량 기준이 작을수록 초기 수량이 증가하였다. 평균 과중은 타이머 제어 급액 시 가장 낮았다. 본 연구 결과 딸기의 정밀 급액 관리를 위하여 적산 일사량과 배지 수분 함량 센서를 이용한 복합 제어 활용 가능성을 확인하였다.

토양 콘의 무게를 기반으로 한 간단한 토양 수분 측정 방법이 개발되었다. 토양 콘은 토양으로 채워진 원추형 다공성 세라믹 컵이다. 세 가지 토양 샘플에서 코어 방법과 FDR (Frequency Domain reflectometry) 방법에 의한 토양 수분 함량은 직선 회귀식의 결정계수가 각각 0.92－0.98 및 0.97－ 0.99였으며, 선형 관계였다. 토양 세라믹 콘 내부 토양의 체적 수분 함량과 콘 내부 토양 수분 중량 및 FDR의 센서 값의 회귀 결과 결정계수가 각각 0.96 및 0.97였다. 토양 콘 중량과 FDR 센서 값(r 2 = 0.99, p < 0.001) 사이는 높은 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 토양 콘의 무게를 측정하여 토양 수분 함량을 측정할 수 있었다.

국내 자생식물은 관상적가치 뿐만 아니라 환경 적응력도 뛰어나므로 정원 식물로 활용가능하다. 토양의 적절한 용적수 분함량(volumetric water content, VWC)에 대한 연구가 이루어져 왔지만, 환경적 요인이 통제되는 온실 환경 조건에서 수행되는 경우가 많았다. 정원 식재를 고려할 때 빈번한 강우가 발생하는 실외 조건에서 자동 관수 시스템 연구가 진행될 필요가 있다. 본 연구는 노지 환경에서 너도개미자리, 벼룩이 울타리 및 산괴불주머니의 생장에 적합한 VWC를 조사하는 것을 목표로 하고 있다. 실험에 사용한 토양은 자연풍화 마사토를 이용했으며, FDR 방식의 토양 수분 센서 및 데이터로거를 사용하여 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 m3∙m-3 수준의 VWC를 유지시켰다. 벼룩이울타리는 VWC 처리간에 생장 및 항산화 효소 활성에 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 단지 토양 수분 함량이 가장 높았던 VWC 0.30 m3∙m-3 처리에서 생존율이 낮았다. 물 사용 효율을 고려하면 벼룩이울타리는 VWC 0.15‒ 0.20 m3∙m-3 수준이 재배에 적합하다고 판단된다. 너도개미자리는 VWC 조건이 낮을수록 생장량이 높았다. 실외의 빈번한 강우로 인해 관수가 거의 이루어지지 않았던 VWC 0.15 m3∙ m-3 처리에서도 식물 부피 및 생존율이 높았다. 산괴불주머니는 초장, 줄기 수, 측지 수, 생물중 및 건물중이 VWC 0.25 m3∙ m-3 처리에서 가장 높았다. 종합하면, 너도개미자리는 VWC 가 낮은 환경에서도 관리가 가능한 식물종이며 벼룩이울타리 와 산괴불주머니는 너도개미자리보다 VWC를 높게 유지하되 과도한 수분 공급은 피해야할 것이다.

본 연구는 이탈리안 라이그라스 원형베일 사일리지 조제에 있어서 원료작물의 수분함량과 베일러 챔버의 압력에 따른 사일리지의 사료가치와 발효품질의 변화를 구명하기 위하여 수행되었다. 수확 후 1일(고수분), 2일(중수분) 및 4일간(저수분) 각각 예건하여 서로 다른 수분함량의 이탈리안 라이그라스를 베일러 챔버 압력이 115, 130 및 145 bar로 설정된 베일러로 원형베일 사일리지를 조제하여 60일간 저장하였다. 베일 사일리지의 무게는 고수분 처리구에서 높게 나타났고, 건물중은 저수분 처리구가 유의적으로 높게 나타났다. 베일러 압력에 따른 사일리지의 무게는 유의적인 차이는 없었으나, 압력이 증가할수록 건물중은 증가하였다. 수분함량과 베일러 압력에 따른 사일리지의 NDF, ADF, CP 및 CF는 처리 간에 유의적인 차이가 없었으며, RFV (relative feed value)는 고수분 저압력 처리구에서 가장 높게 나타났다. Lactic acid는 고수분-고압력 처리구가 가장 높았으며, 저수분-중압력 처리구에서 가장 낮게 나타내었다. Butyric acid는 베일러 압력에 따른 유의적인 차이는 없었으나, 예건기간이 길어질수록 감소하였다. 사일리지 pH는 고수분 처리구가 중수분과 저수분 처리구에 비해 낮게 나타났으나, 베일러 압력에 따른 차이는 없었다. 이러한 결과는 이탈리안 라이그라스 원형베일 사일리지 조제 시 조사료의 수분함량과 베일러 챔버의 압력이 사일리지의 발효품질에 영향을 미치는 중요한 요인임을 나타내는 것이다.

본 연구는 시설 내 소형 수박 재배 시 관수개시점에 따른 토양수분 함량별 생육, 수량 및 생리적 반응 특성의 차이를 구명하고 소형 수박 생산에 유리한 관수조건을 구명하고자 수행하였다. 토양수분 센서를 이용하여 정식 후 14일부터 수확 7 ~ 10일 전까지 관수개시점별 5처리(-10, -20, -30, -40, 50 kPa)를 두어 관수하였다. 토양수분 함량이 가장 낮은 개시점-50 kPa 처리에서 전반적인 지상부 생육특성은 저조하였으나, 근장 및 뿌리 건물율은 증가하였다. 광합성률, 기공전도도 및 증산율 비교 시, 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 낮았고, -20 kPa ~ -40 kPa 처리 시 광합 성률은 높게 조사되었다. 착과율 및 총 상품수량은 -30 kPa 및 -40 kPa 처리에서 각각 84.7 ~ 85.5%, 5,144 ~ 5,305 kg/10a으로 유의하게 증가하였다. 식물체의 외부환경 관련 스트레스 지표 물질로 알려진 프롤린, ABA, 총 페놀 및 시트룰린의 함량은 토양수분 함량이 낮아질수록 증가하였으며, 특히 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 높게 조사 되었다. 따라서 이와 같은 결과를 종합해 볼 때, 시설 내 안정적인 소형 수박 생산을 위하여 관수개시점을 -30 kPa ~ -40 kPa 수준으로 조정하여 토양수분 함량을 조절하는 것이 수박 생육 향상 및 상품수량 증대에 가장 유리한 것으로 판단되었다.

The objective of this study is to determine the effects of barrel temperature and moisture content on the physicochemical properties of texturized vegetable protein (TVP). The water absorption index, water solubility index, texture, integrity index, color, and scanning electron micrograph of the TVP were analyzed. The extrusion conditions consisted of barrel temperature (110, 130, and 150oC) and moisture content (40, 45, and 50%) at a fixed screw speed of 250 rpm. The TVP extruded at 150oC barrel temperature and bearing 50% moisture content had higher water absorption index and water solubility index. Elastic force, cohesiveness, and color differences were the highest in the TVP extruded at 150oC barrel temperature and possessing 40% moisture content. However, the TVP at 150oC barrel temperature and having 40% moisture content had a lower integrity index than the TVP carrying moisture contents of 45 and 50%. The structure of the TVP extruded at 150oC barrel temperature and having 40% moisture content was found similar to a chicken breast tissue’s structure. In conclusion, 150oC barrel temperature and 40% moisture content are optimal conditional characteristics for the texturization of soy protein isolate and gluten.

This study was carried out to explore the accuracy of near infrared spectroscopy(NIRS) for the prediction of moisture content and chemical parameters on winter annual forage crops. A population of 2454 winter annual forages representing a wide range in chemical parameters was used in this study. Samples of forage were scanned at 1nm intervals over the wavelength range 680-2500nm and the optical data was recorded as log 1/Reflectance(log 1/R), which scanned in intact fresh condition. The spectral data were regressed against a range of chemical parameters using partial least squares(PLS) multivariate analysis in conjunction with spectral math treatments to reduced the effect of extraneous noise. The optimum calibrations were selected based on the highest coefficients of determination in cross validation(R2) and the lowest standard error of cross-validation(SECV). The results of this study showed that NIRS calibration model to predict the moisture contents and chemical parameters had very high degree of accuracy except for barely. The R2 and SECV for integrated winter annual forages calibration were 0.99(SECV 1.59%) for moisture, 0.89(SECV 1.15%) for acid detergent fiber, 0.86(SECV 1.43%) for neutral detergent fiber, 0.93(SECV 0.61%) for crude protein, 0.90(SECV 0.45%) for crude ash, and 0.82(SECV 3.76%) for relative feed value on a dry matter(%), respectively. Results of this experiment showed the possibility of NIRS method to predict the moisture and chemical composition of winter annual forage for routine analysis method to evaluate the feed value.

대부분의 자동관수시스템 기술은 생산측면에서의 원예산물 효율적 재배에 초점을 맞추고 있으나, 화훼식물의 관상가치를 유지하며 효율적으로 식물을 유지 관리하는데 적용될 수도 있다. 이에 본 연구는 실내 조경식물로 많이 이용되고 있는 산호수(Ardisia pusilla)의 관상가치를 유지하기 위한 최적의 용적수분함량(volumetric water content, v/v) 조건을 알아보기 위하여 실시되었다. 토양수분센서와 데이터로거를 이용한 자동관수시스템으로 처리구별 상토 용적수분함량을 0.3, 0.4, 0.5 및 0.6m3･m-3으로 유지하도록 하였으며, 처리 당일과 처리 1, 2, 4주 후에 초장, 초폭, 엽수, 엽면적, SPAD, 잎 수분함량, 생체중, 건물중, 광합성률 및 엽록소 형광과 각 화분의 관수량을 측정하였다. 상토 용적수분함량 처리 1주일 후에는 처리에 따른 생육 및 생리 반응의 차이를 보이지 않았으나, 처리 2주일 후에는 가장 낮은 용적수분함량인 0.3m3･m-3 처리구에서 다른 처리구에 비해 낮은 Fv/Fm 값을 나타냈다. 처리 4주일 후에는 처리에 따른 생리 반응 차이를 보이지 않았으나 초폭, 지상부 생체중, 지상부 건물중, 엽수, 엽면적과 같은 생육 반응은 가장 낮은 용적수분함량 처리구에서 감소하였다. 본 실험 결과를 통해 산호수는 생육 반응에 비하여 생리 반응이 비교적 빠르다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 0.5m3･m-3 처리 구의 관수량이 가장 많았으며, 처리구와 관계없이 관수량은 지상부 생체중에 비례하는 것으로 나타났다. 종합적으로 살펴보았을 때, 0.4m3･m-3 처리구에서 산호수의 관상가치가 우수하게 유지되었고, 이를 통해 효율적이고 용이한 물관리가 가능하므로 실내에서 산호수 생육시 0.4m3･m-3 수준의 상토 용적수분함량이 가장 적절한 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 온도와 토양수분에 따른 마늘의 생육, 생리장해 및 수량에 미치는 영향을 구명하고자 실시 하였다. 실험은 온도가 6℃ 차이가 나는 온실에서 수행 되었는데, 정식부터 수확까지 외기(A)보다 3℃(A+3℃), 6℃(A+6℃) 고온조건, 토양수분은 적습(OI) 대비 수확기 무렵의 다습(EI) 처리를 하였다. 그 결과, 마늘 생육특성은 온도와 토양수분 조건(0.34m3/m3)에 따라 고도의 유의성을 보여 고온일수록 그리고 적습 처리구일수록 컸다. 초장은 외기보다 A+6℃-OI 처리구에서 47.4cm로 가장 컸으며, 엽장과 엽폭 역시 외기보다 A+6℃-OI 처리구가 각각 16.1cm, 2.4cm로 가장 컸다. 마늘재배 기간 중 외기보다 3℃, 6℃ 고온조건이 되면 스펀지마늘 발생율이 높아져 A+6℃-OI 처리구는 12.9% 발생하였고, A-EI 처리구에서는 전혀 발생하지 않았으며, 인편무게와 1쪽당 무게는 A+6℃ 고온구에서 크게 감소하여 수량이 외기 대비 A+6℃ 처리구는 평균 51%, A+3℃ 처리구는 평균 22% 감소하였다. 따라서, 마늘재배시 외기보다 6℃ 고온조건과 다습조건이 되면 상품수량 감소하고, 생리장해 발생이 많아지는 것으로 나타났다.

Hyaluronic acid is natural polysaccharide existing around skin or cartilage, and is known as a moisturizing factor. It is expected that hyaluronic acid cosmetics market will continue to grow in the future, as its use and demand increases, like medical supplies and health food besides cosmetics containing hyaluronic acid. However, There are few present studies on content in cosmetics containing hyaluronic acid. The purpose of this study was to evaluate satisfaction and examine what effect was produced on sebum and moisture in skin after applying to cosmetics the hyaluronic acid helpful in maintaining moisture in skin at 5%, 20% and 50% concentration. For 71 days, a clinical trial in a total 39 persons living in the national capital region was carried out. And sebum and moisture was measured through skin diagnosis system A-ONE TAB before trial and each day when clinical trial was conducted for hyaluronic acid content group. Besides, this study was to examine subjects' general characteristics, eating habits, and living habits, and satisfaction after the clinical trial. This study analyzed a difference according to the time to measure the skin condition among hyaluronic acid content groups by utilizing statistical package program SPSS v. 21.0 through data coding and data cleaning process. There was no statistically significant difference in hyaluronic acid content according to any of demographic characteristics, eating habits and living habits among groups (p>.05). With regard to hyaluronic acid content, there was no statistically significant difference in moisture and sebum prior to clinical trial in T zone and U zone among groups (p>.05). A change of moisture in T zone among groups according to hyaluronic acid content showed statistically significant difference in the 2nd week (F =3.636, p<.05). And the highest level was shown in 50%(44.15±2.672), being followed by 20%(43.15±2.340), and 5%(41.62±2.219). Accordingly, it was shown that, as hyaluronic acid content relatively increased, the moisture in T zone increased. In the results of analyzing the change of moisture in U zone, the change of sebum in T zone and U zone by group according to hyaluronic acid content, no statistically significant difference was shown in sebum level of T zone by group(p>.05). For analyzing the subjective satisfaction after clinical trial among groups according to hyaluronic acid content, satisfaction score was the highest in 'skin moistness' (4.38±0.650) for 5% group, 'skin moistness' (4.69±0.480) for 20% group and 'skin texture smoothness' (4.54±0.519) for 50% group. And no statistically significant difference was shown in each subjective satisfaction by group according to hyaluronic acid content(p>.05). It was thought that the results of skin condition and subjective satisfaction survey according to hyaluronic acid content would be baseline data for developing cosmetics containing the hyaluronic acid and marketing a skin moisturizer.

연구는 초분광 영상을 이용하여 오이 및 수박과 같은 박과 묘의 수분함량을 추정하기 위해 수행되었다. 오이와 수박 묘 샘플에 수분 스트레스를 가한 후 초분광 영상 취득 시스템을 이용하여 오이와 수박 묘 잎을 촬영하여 반사율을 계산하였고, 건조기를 이용하여 해당 모종의 수분함량을 측정하였다. 마지막으로 영상의 반사율과 수분함량을 이용하여 부분최소제곱회귀분석을 통해 수분함량 추정모델을 개발하였다. 오이 묘 수분함량 추 정모델은 R2 0.73, RMSE 1.45%, RE 1.58%의 성능을 보였으며, 수박 묘 수분함량 추정모델은 R2 0.66, RMSE 1.06%, RE 1.14%의 성능을 보였다. 유효범위를 넘어가는 극단치를 제거하여 모델의 성능을 다시 분석한 결과, 오이 모델의 경우 R2 0.79, RMSE 1.10%, RE 1.20으로 상승하였다. 오이와 수박 묘를 함께 분석하여 모델을 제작한 결과, R2 0.67, RMSE 1.26, RE 1.36으 로 분석되었다. 오이 모델이 수박 모델보다 비교적 높은 성능을 보였는데, 이러한 원인은 오이의 수분함량 변이가 넓게 분포되어 있었기 때문이라고 판단된다. 또한 데이터셋에서 유효범위를 넘어가는 극단치를 제거한 결과 오이 모델의 정확도 및 정밀도가 상승하였다. 결론적으로 오이 및 수박 묘 수분함량 추정모델들의 추정선의 기울기 차가 크지 않고, 서로 교차되기 때문에 두 모델 들은 모두 수분함량을 추정하는데 있어서 유의한 것으로 판단된다. 또한 샘플의 변수가 넓게 분포된 변이를 갖는다면 추정모델의 정확도와 정밀도는 분명 상승할 것이며, 개선된 모델을 이용하면 저가형 센서를 개발하는데 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

We investigated the quality characteristics and the antioxidant efficacy of roasted maize tea according to different moisture contents (9% to 14%) using the puffing system (PS) and the roasting system (RS). Compared with the RS, the PS caused higher turbidity (0.017 vs. 0.003 in PS-14% vs. RS-14%), brown color intensity (0.170 vs. 0.059 in PS-14% vs. RS-14%), a-values (0.20 vs. -0.44 in PS－14% vs. RS-14%), b-values (7.90 vs. 5.57 in PS-14% vs. RS-14%), and a lower L-value (19.67 vs. 21.03 in PS-14% vs. RS-14%). Total polyphenol and flavonoid contents of roasted maize tea were increased along with the moisture content and they were higher with the PS (polyphenol; 5.95 mg GAE/g, flavonoids; 1.27 CE/g in PS-14%) than with the RS (polyphenol; 5.39 mg GAE/g, flavonoids; 1.12 mg CE/g in RS-14%). The DPPH and ABTS radical scavenging effects of roasted maize tea were also increased along with the moisture content, and the scavenging efficacy was significantly higher with the PS (DPPH; 160 mg TE/100g, ABTS; 507 mg TE/100g in PS-14%) compared with the RS (DPPH; 120 mg TE/100g, ABTS; 362 mg TE/100g in RS-14%). The polyphenol levels were significantly correlated with turbidity, brown color intensity, and L, a, and b-values of the roasted maize tea. In addition, an increase of the total polyphenol content in roasted maize tea induced antioxidant activities. As a result, an increase in polyphenols during the roasting process induced antioxidant activities which could prevent damage from free radicals.