Tomato is one of the major widely cultivated crops around the world. The leaf area is directly related to the total amount of photosynthesis, which affects the yield and quality of the fruit. Traditional methods of measuring the leaf area are time-consuming and can cause damage to the leaves. To address these problems, various studies are being conducted for measuring the leaf area. In this study, we introduced a model to estimate the leaf area using images of tomatoes. Using images captured by a camera, we measured the leaf length and width and used linear regression analysis to derive the leaf area estimation formula. Furthermore, we used a Neural Network (NN) for additional analysis to compare the accuracy of the models. Initially, to verify the reliability of the image data, we conducted a correlation analysis between the actual measurement data and the image data, which showed a high positive correlation. The leaf area estimation model presented 23 estimation formulas. We used regression analysis to estimate the coefficients of each model and also used employed an artificial neural network analysis to derive high R-squared (R2) values and low Root Mean Square Error (RMSE) values. Among the estimation formulas, the ninth model showed the highest reliability with an R-squared value of 0.863. We conducted a verification experiment to confirm the accuracy of the selected model, and the R-squared value was 0.925. This study confirmed the reliability of data measured from images and the reliability of the leaf area estimation model using image data. These methods are expected to be an important tool in agriculture, using imaging equipment for measuring and monitoring the crop growth.
기계적 자극은 식물체의 형태적 변화를 유도하는 것으로 알 려져 있다. 본 연구에서는 기계적 자극을 적용한 토마토의 육 묘기 동안의 생육 변화를 확인하기 위해 수행되었다. 브러싱 처리가 기계적 자극으로 이용되었으며, 아크릴이 부착된 이 송장치를 이용하여 2시간 간격으로 파종 후 10일 이후부터 처 리를 진행하였다. 브러싱 처리 동안 생육 변화를 확인하기 위 해 3일 간격으로 생육을 조사하였다. 초장과 엽면적은 브러싱 처리에서 대조구에 비해 감소하는 결과를 보였으며 지상부의 생체중과 건물중은 대조구와 유사한 값을 보였다. 총 근장과 지하부 표면적은 브러싱 처리에서 대조구에 비해 증가하였으며, 지하부 부피는 대조구와 브러싱 처리가 유사한 값을 보였 다. 결론적으로 토마토 공정묘에 브러싱 처리는 지상부의 생 육 감소를 유도하였으며 지하부의 형태적 발달을 증가시키는 것으로 판단된다.
The leopard plant has the characteristic of being used for ornamental purposes when there are yellow spots on the leaves, and is widely used as a bed plant for viewing flowers. To set several indicators to predict the growth of crops with ornamental value, and to quantitatively express the relationship between the indicators are necessary. In this study, we determine a model that estimates the leaf area and the number of flower of Farfugium japonicum Kitam. using leaf length and width, and conducting a regression analysis on some regression models. As an indicator for estimating the leaf area and the number of flower, the leaf length and width of F. japonicum were measured and applied to 8 regression models. As a result of regression analysis of 8 models that estimated leaf area and the number of flower, R2 values of the linear models were all higher than 0.84 and 0.80. As a result of validation, using the most reliable model among the models for estimating the leaf area and the number of flowering, R2 was 0.90 and 0.82, respectively. Using a model that estimates various indicators that can be used for quality evaluation from easy-to-measure morphological factors, the evaluation of ornamental plants will be facilitated.
작물 생육 진단에 있어서 군락 엽면적과 군락 피복은 주한 요소 이다. 최근에는 이러한 측정을 디지털 카메라를 활용하여 RGB 식생지수로 작물 생육을 측정하고 있다. 본 연구는 밀 재배 기간 카메라의 노출 값을 다르게 설정하여 RGB 컬러 식생 지수와 군락 엽면적지수 및 군락피복에 대해 평가하였다. 군락 엽면적, 군락 피복 및 디지털 영상 측정은 출수 16일전부터 출수 후 25일까지 하였다. 일출 후 30분 이내에 촬영하였다. 노출 값은 셔터 속도를3 수준(1/60s, 1/340s, 1/640s)으로 하였다. RGB 컬러 식생지수 분석은 파이썬으로 하였다. 실제 군락 엽면적과 군락 피복간에는 정의 상관관계(r2 =0.94)를 보였다. 군락 피복 이미지의 ExG, GLI, NGRDI, ExG-ExR, MExG, TGI, MNGRD 및 MExG-CIVE는 군락 엽면적 지수와 및 군락 피복과는 정의 상관관계를 보였다. 그러나 CIVE와 ExR은 부의 상관관계를 보였다. 본 연구 결과 1/640s 가 1/60s와 1/320s에 비하여 노출이 높게 설정된 것으로 보였다. 또한, 토양과 녹색 영역을 분리하는데 있어서 너무 어린 시기 보다는 출수 전이 가장 잘 분리되었다. 따라서 야외에서의 다양한 광 조건에서는 과도한 노출보다는 광 간섭을 줄이는 기술과 함께 작물의 생육 시기와 기상환경을 고려하여 노출 값이 설정되어야 할 것이다.
토마토의 생육과 수확량을 예측하기 위한 중요한 요소 중의 하나는 엽면적이다. 이러한 엽면적을 정확하게 예측하는 것 은 토마토 식물 생장 평가 모델의 시작이라고 할 수 있다. 이를 위해 본 연구는 토마토 잎의 측정을 통해 엽면적(LA)을 추정 하는 효과적인 모델을 확인하기 위해 수행하였다. 토마토 식 물 잎 조사를 위해 2주 간격으로 5개체의 토마토 식물체의 전 개된 모든 잎에 대해 엽면적(LA), 엽장(L), 엽폭(W), 엽신장 (La)를 측정하였다. LA와 토마토 잎 독립변수의 상관관계는 La × W, L × W, La + W, L + W의 식이 강한 양의 관계를 나타 냈다. LA 추정은 LA = a + b(La2 + W2) 을 사용하는 선형 모델 이 가장 정확한 추정치를 나타내었다(R2 = 0.867, RMSE = 88.76). 9월부터 12월까지 토마토 잎의 위치에 따른 상, 중, 하 엽의 모델을 살펴본 결과, 상, 중, 하로 잎 위치에 따른 모델별 결정계수(R2) 값은 각각 0.878, 0.726, 0.794였다. 상위엽을 바탕으로 추정된 모델의 정확도가 가장 높았는데, 이는 10월 이후 토마토 재배 농가에서 중위엽과 하위엽에 실시한 반적엽 의 영향으로 판단된다.
본 연구는 대륜 국화 ‘백마’의 생육 특성인 생체중, 건물중, 엽면적을 조사하여, 생장 및 기후요소에 따른 생장 예측모델 개발을 위하여 수행되었다. 정식후 일수 및 누적온도에 따른 국화의 건물중 및 엽면적 분석에 기반한 ‘백마’의 생장예측을 위한 시그모이드 회귀모델을 개발하였다. ‘백마’의 건물중 상대 생장률(RGR)은 재배기간 평균 0.084 g·g-1·d-1이었다. 정식 후 재배 기간에 따른 건물중에 대한 상대 생장률은 정식 초기부터 단일처리 전까지 높았으며 최고 0.133 g·g-1·d-1까지 증가하였고, 63일째 단일처리가 시작된 후 수확 시기에서는 0.030 g·g-1·d-1으로 감소하는 경향을 보였다. 누적온도에 따른 국화의 건물중, 엽면적에 대한 생장 모델(sigmoid 곡선)을 개발하였다. 정식 후 일수와 누적온도에 따른 ‘백마’의 건물중 및 엽면적은 지수함수적으로 증가하였으며, 건물중의 경우 63일(누적온도 1601℃)까지 평균 39.1%씩 증가하였고, 이후 평균 7.4%씩 증가하였다. 엽면적의 경우 정식 후 28일차 까지 평균 63.3%씩 증가하였고, 화아분화가 발생하기 전인 84일차까지 평균 6.5%씩 증가하였으며 화아 분화가 발생하 기 전 84일까지 평균 6.5%로 증가했고, 이후 수확 전까지 평균 10.6%씩 증가하는 경향을 보였다. 본 실험은 충남지역에 서 대륜 국화 ‘백마’의 재배관리 체계와 계획적 연중 생산 체계를 구축하는데 유용한 자료로 활용될 수 있다. 보다 정밀한 생육 예측 모델을 만들기 위해서는 누적 일사량을 포함한 다양한 기상자료를 바탕으로 하여 교정 및 검증이 필요하다.
Plant growth and morphology are affected by light environments. The morphogenesis and growth of the plants growing in plant factories are different from those grown under sunlight due to the effect of far-red light included in sunlight. The objective of this study was to compare the morphogenesis and growth of cucumber plants grown under artificial sunlight, high pressure sodium lamp (HPS), and HPS with additional far-red light (HPS+FR). The artificial solar (AS) with a spectrum similar to sunlight was manufactured using sulfur plasma lamp, incandescent lamp, and green-reducing optical film. HPS was used as a conventional electrical light source and far-red LEDs were added for HPS+FR. The optical properties of each light source was analyzed. The morphogenesis, growth, and photosynthetic rate were compared in each light source. The ratio of red to far-red lights and phytochrome photostationary state were similar in AS and HPS+FR. There were significant differences in morphology and growth between HPS and HPS+FR, but there were no significant differences between AS and HPS+FR. SPAD was highest in HPS, while photosynthetic rate was higher at AS and HPS. Although the photosynthetic rate in HPS+FR was lower than HPS, the growth was similar in AS. It was because canopy light interception was increased by longer petioles and larger leaf areas induced by FR. It is confirmed that the electrical light with additional far-red light induces similar photomorphogenesis and growth in sunlight spectrum. From the results, we expect that similar results will be obtained by adding far-red light to electrical light sources in plant factories.
1분 간격 자동 잎면적 분석을 통해 온도에 따른 담배거세미나방 유충의 섭식과 발육을 조사하였다. 20, 25, 30℃의 세 온도에서 피망 잎을 배지에 부착하여 담배거세미나방 유충에 제공하였고 하루에 한번내지 두번 새로운 잎을 갈아주었다. 30℃에서 담배거세미나방 유충은 탈피 직후 섭식을 즉시 시작하여 1회 섭식은 10~15분 지속하고, 60~90분 간격으로 섭식을 하였다. 이러한 섭식 행동은 약 30~50시간 지속되며 탈피 직전 10~16시간 동안은 섭식이 중단되었다. 탈피 후 앞서의 섭식 패턴은 다음 영기에서 동일하게 반복되었다. 25℃에서 담배거세미나방 유충의 영기 내 섭식 기간은 약 32~53시간 지속되며 탈피 전 비섭식 기간은 16~22시간 지속되었다. 20℃에서는 영기 내섭식 기간은 60~133시간으로 크게 증가하고 비섭식 기간도 11~38시간으로 다른 온도에 비해 길어졌으며 다른 온도와 달리 7령충까지 발육하였다. 2령충에서 고치 형성 전까지의 발육 시간은 20℃에서는 39046분(27.1일)이 소요되었고 25℃에서는 17626분(12.2일), 30℃에서는 14168분(9.8일)으로 조사되었다. 각 온도별 유충의 섭식량은 영기에 따라 지수적으로 증가하였다.
동해안 산불피해지역에서 참나무 잎 생산량의 시공간적 변이가 초식자의 밀도, 종풍부도 및 초식 피해에 미치는 영 향을 분석하였다. 본 조사지역에서 참나무 잎의 주요 초식자는 나방 유충이었다. 초식곤충의 유충의 종풍부도와 밀도가 가장 높아지는 시기는 8월 중순이었다. 연간 출현한 초식곤충 유충의 60.5%가 8~9월에 집중적으로 출현하였다. 참나무 잎 생산량이 가장 많은 시기는 7~8월이었고, 초식곤충에 의한 피해가 가장 많은 시기는 8~9월이었다. 조사시기와 장소에 따라 참나무 잎 생산량, 초식곤충의 유충밀도 및 종풍 부도는 큰 변이를 나타내었다. 본 조사지역에서 7~8월에 평균 참나무 잎 생산량은 0.96 ton ha-1로 추정되었다. 또한 이 시기에 참나무 잎의 생산량은 0.34~1.89 ton ha-1의 공간적 인 변이를 나타내었다. 8월에 초식자에 의한 참나무 잎의 소비량은 0.15~1.51 ton ha-1의 공간적인 변이를 나타내었다. 참나무 잎의 생산량이 많은 곳일수록 초식자의 종풍부도와 밀도가 증가하는 경향이 있었다. 참나무 잎 생산량의 증가에 따라 초식자에 의한 소비량과 소비비율도 증가하였다. 이 것은 참나무 잎의 생산이 많은 시기와 공간으로 초식자들이 모이는 집중화 반응이 일어난다는 것을 의미한다. 산불피해 지역에서 먹이자원의 시공간적인 이질성과 그로 인한 먹이망의 상위단계에 미치는 영향에 대한 연구는 산불지역 생태계의 구조와 기능을 정량적으로 이해하고 평가하는 데 도움을 줄 수 있다.
The citrus leaf miner (CLM) is a of important citrus pests in Jeju island, but it’s not clear about ecology of over-wintering in Jeju. We investigated the developmental stage to know how the CLM overwinters in 20 sites. And we investigated the mortality of larvae, pupae and adult stage of CLM in open citrus cultivated field December, 2017 to April 2018 and growth chamber conditions(from –10 to 5 ℃). As a result, no larvae and adult survived open field during winter. We concluded that the CLM usually overwinters as pupa during winter.
온실에서 재배되는 어윈 망고는 그 수관이 복잡하여 생육을 정확하게 진단할 수 있는 생육 지표 결정이 어렵다. 엽면적, 엽생체중과 엽건물중은 생육을 진단할 수 있는 지표이며, 이를 비파괴적으로 추정할 수 있는 모델 확립이 필요하다. 본 연구의 목표는 어윈 망고 (Mangifera indica L. cv. Irwin)의 엽장, 엽폭, 엽병장, SPAD 값 등의 비파괴적 생육지표를 이용하여 엽면적, 엽생체중과 엽건물중을 추정하는 모델을 확립하는 것이다. 6년생 어윈 망고의 성엽에 대하여 엽장, 엽폭, 엽병장과 SPAD 값을 측정하였으며, 이에 따른 엽면적, 엽생체중과 엽건물중을 측정하였다. 기존에 사용되는 모델식 중에서 14종의 모델을 선정하였으며, 회귀분석을 통해 각 모델의 계수를 추정하였다. 이중에서 높은 R2 과 낮은 평균제곱근오차 값을 보이는 세 모델식에 대하여 검증한 결과, R2 값은 각각 0.967과 0.743, 0.567로 나타나 신뢰성이 있다고 판단되었다. 이러한 방법은 작물의 생육 지표로 편리하게 추정하는데 도움을 줄 수 있다.
본 연구는 들깻잎과 들깻잎 생산환경을 대상으로 31개의 시료를 채취하여 S. aureus 를 분리 하였다. 분리된 S. aureus 31주의 toxicity를 평가하고자 독소유전자와 항생제 내성을 검색하였다. 그 결과 분리된 균주에서 4개의 서로다른 독소유전자 패턴은 확인하였으며 sea와 sed유전자를 동시에 보유하는 균주는 4균주 (12.9%)였고, sed 유전자를 보유하는 균주는 9균주 (29.0%)였으며 see 유전자를 보유 하는 균주는 1균주 (3.2%)였다. 한편 seb와 sec 유전자를 보유하는 균주는 없었다. 항생제 내성평가결과, 12제의 항생제(penicillin, ampicillin, oxacillin, amoxicillin-clavulanic acid, cefazolin, cephalothin, imipenem, gentamicin, tetracycline, ofloxacin, norfloxacin, and erythromycin)에 내성을 보인 균주는 7균주 (22.6%)였다. 또한 분리된 균주의 2균주 (2.6%)는 5제의 항생제(penicillin, ampicillin, amoxicillin- clavulanic acid, gentamycin, and telithromycin)에 내성을 보였고 MRSA (Methicilline Resistant Staphylococcus aureus)는 포장지, 장갑, 들깻잎에서 발견되었다. 따라서 본 연구결과는 들깻잎에 오염된 S. aureus에 의하여 독소형식중독이 발생할 가능성을 시사하며 들깻잎과 생산 환경에서 항생제 저항성 S. aureus가 검출되어 의약계뿐만 아니라 농업현장에서도 항생제내성균주 출현을 예방하는 대책이 요구된다.
본 연구는 사문암 토양의 화학적 성질과 토양미생물량 및 토양효소 등 토양의 생물학적 활성을 대조구의 비사문암 토양과 비교하고, 사문암과 비사문암에서 공통으로 서식하는 새(Arundinella hirta)와 억새(Miscanthus sinensis var. purpurascens)의 낙엽이 입지가 다른 사문암지역과 비사문암 지역에서 분해될 때 분해율의 차이가 어떻게 유발되는지 9개월 동안 야외에서 교차 실험하였다. 사문암 토양은 비사문암 토양에 비하여 높은 pH, 낮은 dehydrogenase 와 urease활성을 나타내었으며 alkaliphosphatase의 활성은 높았다. 두 토양에서 microbial biomass-C와 N의 차이는 유의하지 않았으나 사문암 토양에서 microbial biomass-N함량이 더 높게 나타나 비사문암 토양에서 보다 낮은 토양의 C/N을 나타내는 원인이 되었다. 사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암지역에서 획득한 새와 억새 낙엽이 각각 39.8%, 38.5%의 중량감소를 보였으며, 비사문암 토양에서 획득한 낙엽은 각각 41.1%, 41.7%의 중량감소를 나타내었다. 비사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암낙엽이 46.8%, 42.2% 그리고 비사문암낙엽은 44.8%, 37.4%의 중량감소를 각각 보였다. 이러한 결과는 중금속을 포함하는 토양의 영향보다는 낙엽의 질적 차이가 분해율에 더 큰 영향을 미쳤음을 나타내준다. 일반적으로 낮은 C/N을 갖는 낙엽이 더 빨리 분해된다는 결과와는 달리 낮은 C/N을 갖는 사문암낙엽의 분해가 느린 것은 낙엽에 포함된 중금속의 저해가 낙엽의 C/N이나 lignin/N과 같은 낙엽의 질적 차이에서 유발되는 낙엽분해의 저해보다 큰 영양을 미친다는 결과를 보여주었다. 또한 낙엽분해가 진행되는 동안 낙엽내의 Cr, Ni과 Mg, Fe의 농도는 점차 증가하였으며 이러한 경향은 사문암지역에서 현저하였다.
This study attempted to compare the litter decomposition rate of Arundinella hirta and Miscanthus sinensis var. purpurascens which collected from serpentine soil acting potentially toxic concentration of heavy metals and non-serpentine soil by using the m
본 연구는 ASKAM모델로 CO2, 광 및 엽면적지수가 단고추의 동적 광합성율에 추정가능성을 평가하기 위하여 수행되었다 CO2 농도는 2구획으로 구분된 반밀폐된 생장상에서 3수준 (400, 700 or 1000μmo1 mol-1)으로 조절하였다. 온도와 습도는 21℃ 및 80-95%로 조절하였고, 양액이 순환되는 용기내에서 재배하였다. 일태양복사, 온도 및 CO2농도의 단기 자료를 기초로 하여 일중 단기간격에 대한 작물 순CO2흡수량를 ASKAM모델로 추정하였고, 광합성 측정 중 각 구획과 기부에서의 CO2농도를 매분마다 측정하였다. 순수 CO2의 구획으로의 흐름, 지상방사, 구획내의 광합성유효방사, 은도 및 상대습도를 측정하였다. 본 작물생장모델은 작물의 광합성율을 적절하게 추정할 수 있는 것으로 평가되므로 생장해석, 작물관리 및 온실관리에 광범위하게 적용될 수 있을 것으로 판단되었다.
This study was carried out to develop rice growth model when cultivate early maturing rice cultivar, Unkwangbyeo, in Honam plain area. To confirm leaf emergence rate and variation of heading date, we transplanted 15 day and 30 day old seedling on May 1, May 15, May 31, June 15, June 30, respectively.
The growth duration between transplanting and completion of leaf emergence on main culm were 50.1~78.3 days in 2007 and 47.5~74.7 days in 2008. Growth duration diminished gradually as transplanting time delayed, but the difference of growth duration by transplanting time were more bigger than that of seedling day. The emerged leaf number after transplanting on main culm were 8.9~10.9 in 2007 and 8.4~10.9, respectively. The emerged leaf number diminished as transplanting time delayed, but the difference of emerged leaf number by transplanting time were more bigger than that of seedling day. The cumulative temperature between transplanting and completion of leaf emergence on main culm were 1,281~1,650℃ in 2007 and 1216~1560℃ in 2008. The solar radiation between transplanting time and completion of leaf emergence on main culm were 709~1,245MJ/㎡ in 2007 and 722~1,220 MJ/㎡ in 2008. The sunshine hours between transplanting time and completion of leaf emergence on main culm 234~433 hours and 238~431 hours, respectively.
식물 군락구조계를 이용하여 벼의 품종 및 생육단계별로 엽면적지수를 측정하여 실측치와 비교 분석함으로써 비파괴적 방법으로 엽면적을 측정하고자 동진벼 등 4품종을 공시하여 2년간( 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 군락구조계로 측정한 엽면적지수 값(추정치)과 엽면적측정기로 측정한 엽면적지수 값(실측치)과는 고도의 유의적인 상관관계를 나타냈다. 2. 군락구조계로 측정한 엽면적지수와 엽면적기를 이용한 엽면적지수와는 공시품종 모두 고도의 상관이 있었으며 품종간에는 동진벼>소비벼>다산벼> 합천 1호의 순으로 두 측정치가 일치하는 경향이었다. 또한 대부분의 품종에서 엽면적지수가 4내외일 때 두 값이 가장 잘 일치하였다. 3. 비엽중과 엽면적 비율은 생육이 경과함에 따라 적어지는 경향이었고, 품종간에는 다산벼>소비벼~fallingdotseq 극동진벼> 합천1호의 순으로 컸으며 합천1호는 단위 무게당 엽면적이 160m2/kg 내외로 두 측정치 모두 현저히 적었다.