Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) is widely used to assess the nutrient composition of forages. In forage, the leaf to stem ratio of alfalfa greatly affects its forage quality, with a high ratio of leaf indicated as high quality. This study aimed to evaluate the predictability of the alfalfa leaf-to-stem ratio and feed value using NIRS. Alfalfa hay was manually separated into leaves and stems by hand and the analysis samples were then made in the controlled range between 0 and 100%. Calibration models (n=320) were developed using modified partial least squares regression (MPLS) based on cross-validation. The optimal calibrations were selected based on the highest coefficients of determination in cross-validation (R2) and the lowest standard error of cross-validation (SECV). The prediction accuracy for the leaf-to-stem ratio (SECV, 5.95 vs. 5.71%; R2, 0.91 vs. 0.91) in alfalfa hay was comparable. For leaves, the standard error of calibration (SEC) was 4.94% (R2=0.94), and for stems, it was 4.81% (R2=0.94). The leaves and stems of the SEC were 4.94% (R2=0.94) and 4.81% (R2=0.94), respectively. The prediction accuracy for feed value, based on the leaf-to-stem ratio, predicted SECV values of 0.92% (R2=0.88) for crude protein (CP) content, 1.92% (R2=0.91) for neutral detergent fiber (NDF) content, 1.36% (R2=0.91) for total digestibility nutrient (TDN) content, and 9.86 (R2=0.81) for relative feed value (RFV). The results of this study demonstrate the potential of the NIRS method as a reliable tool for predicting the leaf-to-stem ratio of alfalfa hay, and show available techniques for routine feed value evaluation.

본 실험에서 강원도 농업기술원, 철원, 삼척, 태백지역 가시오가피 줄기를 1월과 7월에 수확하고, 열수 추출물과 70% 에탄올 추출물로 제조 후 아미노산과 지방산의 조성 및 함량을 비교 분석하였다. 또한 총 폴리페놀 및 총 플 라보노이드 함량을 확인하였으며, DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디칼 소거활성, FRAP 활성을 통해 항산화 활성 을 측정하였다. 아미노산 조성은 가시오가피 줄기 모두에 서 17종이 검출되었고, 가장 함량이 높은 아미노산은 glutamic acid이었다. 총 아미노산 함량을 분석한 결과 7 월보다 1월이 높은 결과를 보였으며, 강원도 농업기술원 의 70% 에탄올 추출물에서만 1월이 높은 결과를 보였다. 총 아미노산 함량이 가장 높은 추출물은 1월 삼척지역의 열수 추출물로 6.16±0.31 g/100 g이었고, 가장 낮은 함량 을 보인 추출물은 1월 강원도 농업기술원의 70% 에탄올 추출물로 2.17±0.11 g/100 g을 확인하였다. 총 지방산 함 량은 7월 철원지역의 70% 에탄올 추출물에서 74.51±3.73 mg/g으로 가장 높았고, 1월 철원과 삼척지역의 열수 추출 물에서 0.74±0.04 mg/g으로 가장 낮았다. 1월과 7월 모두 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물이 더 높았고, 1월보 다 7월이 더 높았으며, 1월과 7월 모두 70% 에탄올 추출 물에서 다중불포화지방이 가장 높았다. 총 폴리페놀 함량 의 경우 1월 추출물은 36.99-61.53 mg GAE/g이었으며, 7 월에는 123.81-154.18 mg GAE/g으로 7월이 1월보다 2배 이상 높았다. 또한 총 플라보노이드 함량은 1월이 134.85- 173.77 mg QE/g이었으며, 7월에는 186.12-318.73 mg QE/ g으로 7월에서 더 높은 함량을 확인하였다. DPPH 라디칼 소거능은 1 mg/mL 농도에서 7월 태백지역의 70% 에탄올 추출물이 87.90±0.06%으로 가장 높았으며, 1월 강원도 농 업기술원과 철원지역의 70% 에탄올 추출물에서 각각 35.51±1.08%와 36.00±1.25%로 낮았다. ABTS 라디칼 소거 능은 5 m g/mL 농도에서 7월 태백과 철원, 삼척지역의 70% 에탄올 추출물이 각각 93.44±0.20%, 92.92±0.49%, 92.03±0.50%로 높았으며, 1월 강원도 농업기술원과 철원지 역의 70% 에탄올 추출물에서 각각 55.35±1.19%와 55.62±0.85%로 낮았다. FRAP 활성은 1 mg/mL 농도에서 7 월 태백지역의 열수 추출물에서 443.41±8.20 mM TE/mL 으로 가장 높았으며, 1월 강원도 농업기술원의 70% 에탄 올 추출물에서 256.06±1.49 mM TE/mL으로 가장 낮았다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, FRAP 활성 모두 7월 태백지역 70% 에탄올 추출물에 높았으며, 1월 강원도 농업기술원의 70% 에탄올 추출물에서 가장 낮은 항산화 활성이 나타났다. 본 실험 결과를 통해 가시오가 피 줄기의 적절한 수확시기 및 지역에 따른 기능성 식품 소재 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사 료된다.

본 연구는 54일 동안 관수량과 오이(‘아시아 은천 F1’)의 생 육, 줄기 수액 흐름, 광합성 특성, 수분 이용 효율에 대한 상대 습도(RH)와 광도의 영향을 평가하였다. 오이는 토양 화분에 서 재배되었으며, 토양 수분 장력계로 자동 제어(－10kPa) 하 여 EC 1.5dS m-1의 양액을 1회 주당(per plant) 265mL 공급하 였다. 처리는 세 조건으로 광도 200μmol·m-2·s-1에 가습 처리 구(HL)와 무가습의 대조구(Control), 광도 350μmol·m-2·s-1 에 가습 처리구(HH)로 설정하였다. 주간(weekly) 평균 RH는 가습 처리구에서 79.5%(VPD 2.4kPa), 무가습 처리구에서 65.5%(VPD 4.0kPa)이었고, 평균 온도는 모든 처리구에서 25℃이었다. 총관수 횟수는 대조구에서 29회, HL처리구에 서 26회, HH처리구에서 27회이었다. HH처리구에서 초장과 마디 수, 엽 생육, 줄기 직경에서 생장이 컸으며, HH처리구에 서 광합성률이 더 높았고, 대조구에서 증산률이 더 높았다. 주 간 엽온은 HH처리구에서 28℃, HL처리구에서 26℃, 대조구 가 23℃였으며, 엽기온차는 HH처리구에서 2℃, HL처리구 에서 0℃, 대조구에서 －3℃ 이였다. 모든 처리구에서 줄기 수액흐름(SFRR)은 광의 유무와 토양수분장력에 영향을 받 아 광주기 시작 전 10%(HH, Control)－30%(HL)에서 광주 기 시작 이후 60%(HH)－90%(Control)로 상승하였고, 관수 후 SFRR은 20－30% 상승폭을 나타냈다. 광 조사 동안 평균 SFRR은 대조구에서 88.5%로 가습처리구보다 높은 경향이 었다. 이상의 결과 오이 토양 포트재배에서 토양수분장력 －10kPa 관수제어시 처리구의 토양 수분장력은 차이가 없음 에도 불구하고 적정 VPD가 유지되면 오이의 생육과 암꽃발 생률이 높았고 광주기 동안 엽기온차, 관수영향은 SFRR에 영 향을 주었다.

실내 벽면녹화용으로 많이 이용되고 있는 덩굴식물 스킨답 서스(Epipremnum aureum)는 줄기의 상·하 유인방향에 생장 차이를 보이는 것으로 알려져 있으나 그 원인에 대해서는 구 체적으로 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 광원의 위치(상· 하)와 줄기 유인방향(상·하)에 따른 스킨답서스의 생장반응을 15주간 조사하였다. 그 결과 정상적인 식물 생장 환경조건인 광원이 위에 있고 줄기를 위로 유인한 처리를 제외하고는 광 원이 아래에 위치하거나 줄기를 아래로 유인한 처리에서는 굴 곡과 뒤틀림 정도가 매우 컸다. 이것은 굴광성과 항굴지성에 대한 식물체 지상부의 반응 결과이며, 굴광성과 항굴지성의 경합반응은 식물체 아래 광원이 위치하고 줄기를 아래로 유인 했을 때 더욱 뚜렷하였다. 광원의 위치와 줄기 유인방향에 따 른 스킨답서스의 생장 반응은 굴광성과 항굴지성으로 설명 가 능하며 굴광성의 영향이 상대적으로 높게 나타났다.

본 연구는 국내산 가시오가피의 건강기능식품 소재로서 의 가능성을 확인하기 위해 산지별 채취한 가시오가피의 유효물질 함량 및 면역 증강 효과을 평가하였다. 태백, 철 원, 삼척, 강원도 농업기술원에서 수확한 가시오가피의 지 표성분인 eleutheroside B 및 eleutheroside E의 분석을 수 행하였으며, 면역 증강에 대한 효과를 관찰하기 위하여 MTT 세포독성 평가, NO 생성량과 cytokine 생성량을 측 정하였다. 지표성분 eleutheroside B의 함량은 채취 지역별 로 70% 에탄올 추출물에서는 2.96±0.11-6.24±0.05 mg/g로 태백에서 가장 높은 함량을 나타냈으며, 열수 추출물에서 는 1.11±0.05-2.11±0.03 mg/g로 태백에서 가장 높은 함량 을 나타냈다. Eleutheroside E 함량은 채취 지역별로 70% 에탄올 추출물에서는 4.93±0.20-10.79±0.03 mg/g을 나타냈으 며 철원에서 가장 높은 함량을 나타냈고, 열수 추출물에서 는 1.75±0.14-3.64±0.05 mg/g로 철원과 농업기술원에서 가장 높은 함량을 나타냈다. 또한, eleutheroside B 및 E 함량은 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 더 높은 함량을 나타냈다. 채취 지역별 가시오가피의 70% 에탄올 추출물은 50-200 μg/mL 농도에서, 열수 추출물은 100-500 μg/mL 농도 에서 RAW 264.7 대식세포에 대한 세포독성을 나타내지 않 았으며, 대식세포의 활성화로 방출되는 NO 성성량을 측정 한 결과, 가시오가피 줄기 추출물에서 NO 생성량이 증가하 는 것을 확인하였으며, TNF-α, IL-6, IL-1β을 포함하는 cytokine의 방출을 측정한 결과 유의적인 증가를 나타냈다. 따라서 가시오가피 줄기는 면역 관련 질환의 개선을 위한 건강기능식품 소재로 활용 가능할 것으로 사료된다.

최근 국내에서 개발된 송풍식 양파 줄기절단기를 수확기 양 파 엽 절단에 활용할 경우 적정 작업 조건을 구명하기 위해서 이 실험을 수행하였다. 처리구 중 식물체 엽 건조가 가장 많이 진행된(엽 건조 정도 : 66.3%, 엽 수분함량 : 50.5%) 6월 20일 엽 절단 처리구에서 평균 잔여 엽장은 6.7±3.5cm로서 작업 후 적정 잔여 엽장에 해당되는 범위인 4－10cm에 포함되므로 기계 엽 절단 성능이 처리구 중 가장 우수한 것으로 판단된다. 줄기절단기 이용 양파 엽 기계 절단 시 평균 작업 속도는 0.17m·s-1였는데, 이는 인력 엽 절단 처리구의 평균 작업 속도 인 0.05m·s-1보다 3.4배 정도 빨랐으며, 이를 통해 해당 기종 을 이용하여 10a 면적을 작업할 경우에는 인력 작업(1인 기준) 에 비해 2.6시간 정도를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 기계 엽 절단 처리구에서의 손상구 발생률은 1.3%로서 인력 엽 절단 처리구의 0.0%에 비해 높았는데, 이로 인해 기계 엽 절단 처리구가 인력 엽 절단 처리구보다 저장 중 양파 구 부패 율이 평균적으로 높았던 것으로 판단된다. 처리별 저장 특성 을 살펴보면, 저장 8개월 후 구 부위(기부, 정부)별 부패율은 기계 엽 절단 후 잔여 엽장이 5.0cm 미만인 처리구에서 잔여 엽장이 5.0cm 이상인 처리구보다 높았다. 이는 잔여 엽 길이 가 5.0cm 미만인 처리구에서는 5.0cm 이상인 처리구보다 저 장 중 구 부패를 유발하는 병원균의 감염이 쉬우므로 장기 저 장 시 부패율이 높은 것으로 생각된다. 본 실험 결과와 실험 기 종의 성능 목표(작업 후 잔여 엽장 : 5cm) 및 양파 수확 시 적정 잔여 엽장에 관한 기존의 연구결과 등을 종합적으로 고려할 경우, 본 실험에 사용된 줄기절단기 이용 양파 엽 절단 시 양파 의 적정 잔여 엽장은 5－10cm 정도일 것으로 판단된다.

본 연구는 국내육성 수국 ‘Morning Star’와 ‘Pink Ari’에 있어서 삽목배지 및 삽목시기가 발근에 미치는 영향을 조사하 기 위해 수행하였다. 삽목배지 실험에서 코코피트, 펄라이트, 피트모스 단용과 코코피트+코코칩을 혼용 처리하였으며, 7월 15일에 ‘Morning Star’의 정아에서 삽수를 채취하여 삽목하 였다. 삽목시기 실험은 4월, 6월, 8월에 정아를 채취하여 삽 목하였다. 삽목배지로써 코코피트와 코코칩의 혼용 배지는 발 근에 가장 부정적인 영향을 미쳤다. 다른 배지들은 발근율과 뿌리길이에서 통계적인 차이가 없었으나, 펄라이트와 피트모 스보다 코코피트에서 뿌리수가 더 많았다. 따라서 국내육성 수국 ‘Morning Star’의 삽목은 코코피트를 배지로 사용하는 것이 발근에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 삽목시기에 관 한 실험에서, ‘Morning Star’의 발근율은 삽목시기와 상관없 이 83~90%로 통계적인 유의성이 없었으나, 뿌리수와 생체 중은 4월과 8월보다 6월에 삽목했을 때, 가장 증가하였다. 그 리고, 신초의 길이, 엽수 등의 줄기의 생육도 6월에 삽목한 처 리에서 가장 좋았다. ‘Pink Ari’의 삽목시기 실험에서 발근율 은 4월 삽목보다 6월과 8월 삽목 처리에서 높았고, 뿌리수와 뿌리 생체중은 6월 삽목처리에서 각각 61.4개와 0.31g으로 가장 양호하였다. 또한 엽수와 신초의 길이 등 지상부 생육도 전반적으로 4월과 8월 삽목보다 6월 삽목처리에서 가장 좋았 다. 따라서, 국내육성 수국 ‘Morning Star’와 ‘Pink Ari’는 4 월과 8월보다 6월에 삽목하는 것이 발근과 지상부 생육에 효 과적인 것으로 나타났다.

수국은 수국과(Hydrangeaceae) 수국속(Hydrangea)의 낙엽관목 식물로 크고 화려한 화형을 가져 절화, 분화 및 조 경수로 전세계적 인기가 있는 식물이다. 나무수국은 수국 (H. macrophylla)과 비교하여 삽목율이 낮은 것으로 알려져 있지만 나무수국의 묘목생산을 위한 삽목 연구 및 두 종간 삽목율 차이 원인 규명에 관한 연구는 미미하다. 본 연구는 IBA(Indol-3-butyric acid) 500mg·L-1 처리시 삽수의 침지 시간에 따른 삽목율 조사를 통해 적정 호르몬 처리 시간을 제 시하고 나무수국과 수국의 해부학적 구조 관찰을 통한 삽목율 차이 발생의 원인을 규명하고자 실시하였다. 나무수국의 적정 호르몬 처리 시간을 규명하기 위해 IBA 500mg·L-1을 무처 리, 30분, 2시간, 4시간 침지처리를 하였다. 종간 삽목율 차이 발생의 원인 규명을 위해 나무수국과 수국의 줄기 단면과 삽 목 후 시간 경과에 따른 발근을 해부학적으로 관찰하였다. 연 구의 결과 나무수국의 삽목시 IBA 500mg·L-1에 2시간 이상 침지처리가 다른 처리구와 비교하여 발근율이 높고 발생 뿌리 수가 가장 많았다. 또, 나무수국의 삽목율이 수국과 비교하여 낮은 것은 줄기의 세포 구조상 방사조직의 형태, 섬유세포의 밀도, 도관의 발달, 전분 함유 세포의 수 등에 차이가 관찰되 었고 이러한 세포 구조적 차이들의 영향으로 나무수국이 수국 보다 삽목 후 뿌리 조직 세포분열이 7일 늦게 시작되는 것이 확인되었다. 본 연구의 결과로 나무수국의 삽목 번식의 기초 자료로 활용되어 묘목 생산 효율 증대에 활용되길 바란다.

As the consumption of corn increases, the production of by-products is also increasing. In this study, functional substances and antioxidant activities of corn by-products were investigated to determine their applicability as functional materials. Total polyphenol, flavonoid contents, and ABTS antioxidant activity were the highest in leaves. The total phenolic acid content was the highest in cobs; p-coumaric and ferulic acid were the main components. Phytosterol content in leaves and stems was high at 64 and 50 days after sowing, 261.4 and 274.7 mg/100 g, respectively. β-sitosterol of the leaves and stems was the highest, 149.2 and 138.7 mg/100 g. The total phytosterol content of grains and by-products harvested 106 days after sowing was in the order of: corn silk, husk, grain, leaf, stem, and cob. Among the phytosterols, β-sitosterol was the highest, followed by stigmasterol and campesterol, and the composition was different depending on part. The total phytosterol content was the highest in husk and corn silk, but the stems and leaves, which account for 50% of the total corn biomass, also contained high phytosterol content. Therefore, corn leaves and stems are expected to be used as functional raw materials for the development of functional materials in the future.

Opuntia ficus-indica (OFI), or Pricky Pear Cactus, is effective in cough, fever, pain and anti-inflammatory action, and asthma. This study aims to investigate the effect of OFI stem extract on the respiratory system of animal models induced by ovalbumin (OVA) and fine dust (PM10) and to analyze the indicator substances of OFI stem extract. In the OFI stem 50% ethanol extract (OFI-50E) administration group, the number of immune cells and inflammatory cytokines in the lungs and BAL decreased to a similar level to the positive control group administered with dexamethasone. In addition, OVA-specific IgE and airway hyper-reactivity (AHR) were significantly reduced. Also, the deposition of PM10 observed through staining of lung tissue was clearly reduced in the OFI-50E 200 mg/kg administration group. The anti-inflammatory mechanism in the lung was found to obstruct the production of inflammatory cytokines by impeding the NF-kB and MAPK pathways through the inhibition of IRAK-1 active cells. The main component of OFI stem 50% ethanol extract was identified to be narcissin. According to the study results, OFI is expected to be a respiratory health functional food.

식용 옥수수 수확기는 수확 시 옥수수 이삭의 손상율을 결정하는 탈과 시스템이 중요하다. 탈과 시스템을 개발하기 위해서는 탈과 시스템의 손상율에 영향을 미치는 주요 설계 변수를 구명해야 하고, 설계 변수의 영향 분석에는 시뮬레이션 기법이 많이 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 탈과 시스템의 시뮬레이션 해석에 사용할 옥수수 줄기에 대한 이산요소 모델을 개발하는 것이다. 식용 옥수수의 특성을 고려하기 위하여 옥수수 줄기의 물리적 특성을 분석하였으며, 만능재료시험기를 이용한 압축 시험과 3점 굽힘 시험을 통하여 역학적 특성을 확인하였다. 또한, 옥수수 줄기의 이산요소 모델은 접촉 모델과 결합 모델로 구현하였고, 매개변수 연구를 통해 이산요소 모델의 주요 파라미터를 도출하였으며, 시험 결과와 비교하여 개발된 이산요소 모델을 검증하였다. 본 연구로부터 개발된 옥수수 줄기 모델은 탈과 시스템의 시뮬레이션에 활용된다.

확산강조 자기공명영상은 초급성기 뇌경색 진단과 뇌종양 진단 및 치료에 매우 유용하지만 뇌줄기 주변에 자화 감수성 인공물이 자주 발생하고 있어 이를 최소화하려는 노력이 필요하다. 확산강조영상은 에코평면영상(echo planar image)을 사용하고 서로 다른 자화 감수성을 가진 구조물들이 인접한 경계면에서 영상의 왜곡을 나타낸다. SENSE(sensitivity encoding) 기법은 자화 감수성 인공물을 감소시킬 수 있다. 본 연구는 뇌 줄기의 해부구조를 모방한 팬텀을 만들어서 확산 강조영상 시 자화 감수성 인공물을 감소시키는 최적의 SENSE 인자(factor)를 알아보았다. 산출된 최적의 SENSE 인자와 현재 임상 값으로 만든 영상을 비교 분석하고, 통계적 유의성을 검증하여 유용성을 알아보았다. 팬텀 실험 결과 SENSE 인자의 크기가 증가할수록 자화 감수성 인공물은 감소하였다. SENSE 인자 2.5, 3.0, 3.5, 4.0을 적용한 영상은 기준 영상 과 같은 크기의 왜곡이 발생하였다. 산출된 SENSE 인자 2.5의 실험군과 1.5을 적용한 대조군 각각 40명의 영상을 비교 분석하였다. SENSE 인자 1.5를 적용한 대조군은 SENSE 인자 2.5를 적용한 실험군에 비해서 자화 감수성 인공물이 더 크게 발생하였고, 통계적으로 유의하게 나타났다. 본 연구를 통해서 뇌 확산강조영상 획득 시 SENSE 인자 2.5를 적용한다 면 진단적으로 더욱 가치가 있는 영상을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

생물환경조절학회지 30권 3호에 게재된 논문의 그래프를 수정합니다.

콩줄기명나방은 콩과작물 특히 팥을 가해하는 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 온도가 콩줄기명나방의 발육단계별 발육기간, 성충의 수명 과 산란특성에 미치는 영향을 파악하고자 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 36°C 항온조건에서 조사하였다. 알과 유충은 7, 10, 13°C를 제 외한 항온조건에서 다음 생애단계로 성공적으로 발육하였다. 알, 유충, 번데기의 발육기간은 온도가 상승할수록 짧아지는 경향을 보였다. 콩줄기 명나방 발육단계별 발육 최저, 최고 한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였고 발육영점온도와 유효적산온일도는 선형회귀분석을 이용하 였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온도와 유효적산온일도는 13.5°C와 384.5DD로 추정되었다. SSI모델을 이용한 부화부터 성 충출현까지 발육 최저 및 최고온도는 19.4°C과 39.8°C였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 20.4°C였다. 성충은 16°C와 34°C 범위에서 부화하는 알을 생산하였고, 25°C에서 최대 약 416마리의 자손을 낳았다. 노화율, 나이별 생존율, 나이별 누적산란율, 온도의존 산란수에 관련된 성충모델들이 작성되었다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 야외에서 콩줄기명나방의 개체군동태를 이해하고 콩과작물의 종합적 인 해충군관리체계를 마련하는데 기초기반자료로 활용될 것으로 기대된다.