This study analyzed patent trends for technologies that convert horticultural crop residues into mushroom substrates and developed mycelium-based utilization technologies. Environmental pollution caused by disposable plastics and Styrofoam has increased. Therefore, the demand for innovative and eco-friendly solutions has substantially increased. Agricultural residues such as fruit pruning residues and citrus waste provide economically and environmentally viable alternatives to imported raw materials because of their rich cellulose and lignin contents. Recent studies have shown that substrates containing these residues can produce mushrooms of equivalent quality as conventional sawdust-based media, thereby reducing production costs and improving resource independence. In addition, mushroom mycelia have been developed as sustainable materials for non-animal leather, packaging, building, and insulation. A patent analysis of ECOVATIVE confirmed important innovations in processing, material mixing, and product applications. The results provide the foundation for building an integrated system for utilizing horticultural residue resources with mycelium-based materials, as well as offers strategic insights and future directions for the research and development of sustainable industrial materials. The results also demonstrate the potential of agricultural byproducts to reduce dependence on imported substrates, lower cultivation costs, and mitigate environmental impacts, ultimately contributing to a circular economy for the development of sustainable materials.

Nitrogen fertilizers are generally known to be of great help in improving crop yields, but excessive nitrogen fertilizer usage can not only destroy the environment but also negatively affect crop growth. This study aims to develop a decision-making system for optimal nitrogen fertilizer use for efficient production of Chinese cabbage (Brassica rapa), one of the major vegetables. The proposed system has the functions of detecting farmland based on satellite images, predicting cabbage yields and greenhouse gas (e.g., nitrous oxide) emissions according to nitrogen fertilizer use, and making decisions using the prediction results. To develop the proposed system, a generalized prediction model is developed using experimental data collected from South Korea, Egypt, India, Canada, Lithuania, and China, and the effectiveness of the proposed system is validated through experiments. As a result, the proposed system will enable farmers to conduct eco-friendly agricultural activities through appropriate nitrogen fertilizer use while stably maximizing productivity of Chinese cabbages.

작물 증발산량은 잠재 증발산량에서 작물계수를 곱하여 작 물의 요수량을 산출할 수 있어 수자원 관리에 널리 사용되는　 방법이다. 특히 유엔식량농업기구(FAO)가 관개 및 배수 논 문 NO.56에서 발표한 Penman-Monteith　방정식(FAO 56-PM) 은 잠재 증발산량을 추정하는 표준방법으로, 평균온도, 최대 온도, 최소온도, 상대습도, 풍속 및 일사량의 6가지 기상 데이 터가 필요하다. 그러나　농경지 인근에 설치된 기상센서는 설 치 및 유지보수 비용이 높아 결측, 이상치와 같은 데이터 신뢰 성 문제를 야기하여 정확한 증발산량 계산을 복잡하게 만든 다. 본 연구에서는 인근 기상청의 데이터를 사용하여 필요한 6가지 기상 변수를 예측함으로써 기상 센서 없이 작물 증발산량을 추정할 수 있는지 조사하였다. 우리는 기상청의 API를 통해 수집할 수 있는 22개의 기상 변수를 입력 데이터로 활용 했다. 9개의 회귀 모델을 학습한 후 성능에 따라 상위 3개를 선 택하고 하이퍼파라미터 튜닝을 적용하여 최적의 모델을 식별 했다. 가장 좋은 성능을 보인 모델은 Extreme Gradient Boosting Regression(XGBR)이었으며 평균온도, 최대온도, 최소온도, 상대습도, 풍속 및 일사량에서 결정계수(R2)가 각 0.98, 0.99, 0.99, 0.91, 0.72, 0.86로 높은 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 XGBR 모델이 작물 기상 데이터를 사용하여 작물 증 발산 모델에 필요한 입력 값을 정확하게 예측할 수 있어 값비 싼 기상 센서가 필요 없음을 시사한다. 이 접근 방식은 센서 설 치 및 유지보수가 어려운 지역에서 특히 유용할 수 있으며, 직 접적인 센서 데이터 없이도 표준 증발산 모델의 사용을 가능 하게 한다.

The world population is rapidly increasing; over the past 40 years, it has risen by 3.3 billion, reaching 7.8 billion people. Globally, Solanaceae plants contribute more than 6.5 million tons of food to the world’s diet, with potatoes being the fourth most produced crop, cultivated in over 300 countries. However, caution is necessary when consuming plants from the Solanaceae family, as they contain toxic substances known as alkaloids. While alkaloids can offer beneficial effects, such as antioxidants, anti-inflammatory compounds, and anti-cancer properties, tolerance to these compounds varies among individuals, meaning even very small amounts can have fatal effects.Among the major crops in the Solanaceae family, potatoes contain solanine and chaconine; tomatoes contain tomatine; and eggplants contain solasonine and solamargine. The concentration of these substances varies depending on the part of the plant, its developmental stage, and its variety. Additionally, levels can increase significantly due to environmental stress. The environment profoundly impacts the synthesis of secondary metabolites related to survival and defense. Research has confirmed that environmental conditions-such as high-temperature cultivation, low-temperature storage, drought and rainfall, strong light, weak light (shade conditions), and excessive fertilizer application-can increase alkaloid synthesis. Therefore, this study reviews research on alkaloids in Solanaceae crops.

The Korean government has been implementing international development cooperation projects on smart greenhouse for high-valued crops through the Agency of Education, Promotion, and Information Service in Food, Agriculture, Forestry, and Fisheries (EPIS). These projects have been carried out in four Asian countries – the Philippines, Cambodia, Vietnam, and Indonesia – since 2020. The main objectives of these projects are to enhance agricultural productivity, provide innovative capacity building, and establish effective marketing systems in collaboration with recipient organizations in each country. By focusing on medium- and small-scale farmers who are susceptible to climate shocks, these projects have successfully increased crop yields and the average income of farm households that have adopted advanced greenhouse facilities. This has been achieved through improved planting and marketing strategies for high-valued crops. In summary, these projects are playing a crucial role in the modernization of agriculture through the Vulnerable-Smart Agriculture (VSA) scheme, while also collecting policy data to effectively address climate change vulnerabilities. This is being done through a tripartite mechanism involving research, extension activities, and education, all aimed at promoting sustainable agricultural growth in developing countries.

Bolivian tuber species like potato (Solanum tuberosum), native potato (Solanum sp), Oca (Oxalis tuberosa Molina), Olluco (Ullucus tuberosus Caldas), and Isaño (Tropaeolum turosum Ruíz & Pav.) hold extraordinary nutritional value and cultural significance, particularly within the Andean region. This study examined the mineral composition of Bolivian tuber species as an essential step toward understanding their nutritional significance and potential contributions to addressing dietary deficiencies. The research involved detailed analysis of diverse tuber cultivars, uncovering distinct mineral profiles across species. Native potato shows high levels of nitrogen (N), potassium (K), phosphorus (P), and magnesium (Mg) levels, alongside moderate micronutrients like iron (Fe) and zinc (Zn). Commercial potatoes exhibited prominence in N, P, and K, with moderate Fe, Zn, and manganese (Mn) levels. Oca, Isaño, and Papa Lisa displayed unique mineral concentrations, offering potential nutritional benefits. Intricate correlations and significant variances among elements highlighted the diverse mineral compositions among these tuber species. Multivariate analyses emphasized distinct mineral profiles unique to each species, revealing significant compositions of isaño and papa lisa's. The Multitrait Genotype- Ideotype Distance Index (MGIDI) identified isaño jaspeado, isaño and an unnamed native potato, AXT2, as promising ideotypes due to their exceptional mineral compositions. These findings provide comprehensive insights into Bolivian tuber species' various mineral compositions, underscoring their nutritional significance and potential in targeted breeding for improved dietary support and enhanced food security.

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 term ‘lodging’ in agriculture is usually used when the crops fall from their upright position before harvesting. Various factors may be responsible, including inherent weaknesses in the stem, resulting from low lignin content or small root systems.Weather, such as strong winds or rains, will also likely increase lodging. Insect or disease damage can also weaken the plants, and cultural practices, such as fertilization, irrigation, and cultivation techniques, may increase the risk. Most of the research studies on lodging have been undertaken on cereal crops, but this is also an issue with many vegetable crops, and especially those that require mechanized harvesting. In this review, the issue of lodging in solanaceous vegetable crops is discussed, with an emphasis on the key risk factors and potential areas for future research that can identify damage mitigation strategies.

This study was to evaluate the values of Korean native sweet sorghum as a new feed crop for ruminants. Sweet sorghum was the Muan native species (Bioenergy Crop Research Center, National Institute of Crop Science), and cultivated from May to October 2021 at Sangji University (Wonju-si, Gangwon-do, Korea). There were a non-treated group (Con), a recommended amount treatment (RD) and a treatment with double the recommended amount (Double RD) by an oil cake fertilizer. Plant height was measured at weekly intervals for 12 weeks after planting sweet sorghum seedlings, and was a significant difference in the order of Double RD, followed by RD and Con in 7 weeks (p<0.05). Feed values and sugar contents were measured in 7, 9, and 11 weeks. Crude protein of Double RD was higher than that of the other treatments in 7 and 9 weeks (p<0.05). Crude fat was higher at Double RD than the other one in 9 weeks (p<0.05). ADF and NDF of Double RD were higher than the other one (p<0.05). When it was compared to corn and sudangrass hybrids grown on farms, Crude protein was lower in sweet sorghum than other crops (p<0.05), and crude fat was higher in sweet sorghum than corn (p<0.05). Crude fiber, ADF and NDF were higher in sweet sorghum compared to corn and sudangrass (p<0.05). The sugar contents of sweet sorghum were 4.07 ± 0.12∼7.63 ± 0.21 brix, and showed higher than corn and sudangrass hybrid (p<0.05). The rumen in situ digestibility of sweet sorghum was 30.73∼38.13% at the 9th and 11th weeks, and showed higher than that of corn and sudangrass hybrids (p<0.05). Therefore, it is considered that Korean native sweet sorghum has sufficient value as a new forage crop for ruminants, and good value as yield, nutrients and digestibility, when the grass height is 273.33~332.50 cm.

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.

본 연구에서는 밭가뭄을 선제적으로 대응하기 위한 자료를 구축하고자 충청도 지역 대표 밭작물의 시공간적 부족수량을 파악하였다. 고추 등 5개 대표 밭작물과 충청도의 5개 지역을 선정하였고, 작물별 필요수량과 지역별 공급량을 고려하여 부족수량을 산정하였다. 한국농어촌공사의 HOMWRS (Hydrological Operation Model for Water Resource System) 모형을 이용한 작물의 필요수량과 공공관정과 민간관정의 채수량, 상수도 공급량을 조사하여 지역별 용수공급량을 평가하였다. 2014년부터 2018년까지 5년간의 월별 평균 필요수량과 공급량의 차이에 따른 부족수량 을 기준으로 가뭄수준과 시기를 분석하였다. 공공관정, 민간관정, 상수도 공급량 순으로 필요수량과 차이를 산정한 결과 예산(사과)의 6월 부족수량이 가장 높았고, 괴산(콩)의 8월이 두번째로 나타났다. 그 외 지역에서는 관정과 상수도 공급량을 모두 고려할 경우 대체적으로 안정적인 공급이 가능하였으나, 청양(고추)에서 2018년 7월과 8월에 공급량이 부족한 것으로 나타났다. 시공간적 가뭄수준 분석 결과는 공간적 우선순위 결정과 시기별 공급량 확보를 위한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

As the average temperature on Earth increases due to global climate change, crops are further needed to overcome this issue. Since sweet potato has high yield potential, can grow in harsh environments, and contains abundant nutrients, it is a potential substitute food in response to environmental crises. Compared to grains such as rice and barley, sweet potato has a lower glycemic load and contains various natural antioxidants, showing a variety of physiological functions. Thus, sweet potato is in the spotlight as a healthy food. Although domestic sweet potato production continued to decrease from 1990 to 2010, its production was maintained or slightly increased until 2020 due to the changes in consumers’ dietary habits that emphasize health. In this regard, steamed or roasted sweet potatoes were consumed as a snack substitute in the previous eating form. Furthermore, sweet potato starch has been used in various industries, including food. Therefore, this study intends to discuss the value of sweet potatoes as food, the production trend and cultivation method of sweet potatoes in South Korea, and the industrial application of sweet potatoes.

우리나라는 무기질비료 사용량이 많은 나라 중 하나이다. 그러나 1980년 이후 지속가능농업에 대한 필요성에 의해 1997년 친환경 농업육성법이 제정되었고 지속가능한 농업을 위한 연구로 논, 밭, 시설 및 과수에 대한 비료사용실태조사가 실시되고 있다. 이에 본 연구는 과수 중 대표되는 7작물(배, 포도, 사과, 복숭아, 대추, 단감, 키위)을 대상으로 각 도에서 805농가를 선정하여 실시하였으며, 조사내용은 사용하는 비료의 종류, 사용량 등에 대해 농가를 방문하여 면접 청취조사하였다. 국내 과수작물의 성분별 평균 비료사용량(N-P2O5-K2O)은 30.0-23.8-24.3 kg 10a-1이었으 며 비료 종류별로 구분하였을 때 퇴비 > 유기질비료 > 무기질비료 순으로 사용하고 있었다. 단위면적당 가장 많은 비료를 사용하고 있는 과수는 대추로 질소, 인산 및 칼리를 평균 53.3-42.0-49.5 kg 10a-1을 사용하고 있는 것으로 확인되었다. 앞으로 지속가능 농업과 농업환경의 보전을 위해서는 농가에서 사용하는 비료의 장기간 모니터링 뿐만 아니라 농업인에게 무기질비료, 유기질비료 및 퇴비의 적정사용방법에 대한 교육 및 홍보를 지속적으로 실시해야 될 것으로 판단된다.