신속한 작물의 영양분석은 최적 시비량 산출에 중요한 영향을 미치므로 결국 농산물 생산량과 품질 향상을 유도 할 수 있다. 이러한 작물의 영양분석에는 이화학적 분석법을 이용한 작물 잎 분석이 많이 이용되고 있는데 이 방법은 장시간, 고경비, 전문인력 등의 문제점을 가지고 있어 실제 농산물을 생산하는 현장에 적용하기가 어려운 점이 있으며 현재 친환경농업을 위해 추진중인 정밀 농업의 수요를 만족시키기 어렵다. 현대의 근적외 분석법은 비파괴 적으로 빠르고 정확한 장점이 있어 응용적 가치가 크며 기존의 이화학적 분석법에 잠재적 경쟁력을 갖고 있다. 본 논문은 사과를 대상으로 근적외 분석법을 이용하여 신속하게 생잎과 건조된 잎에서의 각각의 영양성분을 측정하는 기술을 개발하기위한 연구를 수행하였다. 사과생잎 속의 질소(N), ...
신속한 작물의 영양분석은 최적 시비량 산출에 중요한 영향을 미치므로 결국 농산물 생산량과 품질 향상을 유도 할 수 있다. 이러한 작물의 영양분석에는 이화학적 분석법을 이용한 작물 잎 분석이 많이 이용되고 있는데 이 방법은 장시간, 고경비, 전문인력 등의 문제점을 가지고 있어 실제 농산물을 생산하는 현장에 적용하기가 어려운 점이 있으며 현재 친환경농업을 위해 추진중인 정밀 농업의 수요를 만족시키기 어렵다. 현대의 근적외 분석법은 비파괴 적으로 빠르고 정확한 장점이 있어 응용적 가치가 크며 기존의 이화학적 분석법에 잠재적 경쟁력을 갖고 있다. 본 논문은 사과를 대상으로 근적외 분석법을 이용하여 신속하게 생잎과 건조된 잎에서의 각각의 영양성분을 측정하는 기술을 개발하기위한 연구를 수행하였다. 사과생잎 속의 질소(N), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 양을 비파괴 분석방법의 하나인 근적외선 분석법으로 신속하게 측정, 검사 방법을 개발하고 보완하였으며, 이 기술은 농작물 영양 진단에 적절히 이용하여 농작물의 영양순환을 동적으로 실시간 검사할 수 있어 현대 농업의 신속한 발전과 친환경 정밀 농업의 구현에 일조를 할 수 있을 것이다 사과 잎 분석법을 신속히 하기 위한 방법을 모색하기 위해 화학적 분석 방법과 근적외선 분석 기술을 기초로 하여 다변량 해석법을 사용해 비파괴 검량식을 작성하였다. 생잎과 건조된 잎을 대상 시료로 근적외선 스펙트럼을 취득하고 이를 화학적 분석법을 통해 얻어진 양분 함량과의 최적의 상관관계를 도출하기 위해 partial least squaresregression (PLS), principal component regression (PCR), multivariate linear regression (MLR)을 이용하여 최적의 비파괴 검량식을 작성하였다. 또한 검량식 작성에서 비파괴 측정 정확도의 향상을 위하여 스펙트럼의 다양한 전처리 조작: mean-centering, moving average, S-G smoothing, normalization, multiplicative scatter correction (MSC), derivatives, 여러 방법의 조합응용 등의 방식을 사용하였다. 연구결과에서 근적외 분석기술을 이용해 생잎의 신속한 측정과 부동한 계절에 채취한 건조된 잎 중의 영양 성분을 비파괴 적으로 측정하는 것이 가능하였다. 질소(N)의 경우 PLS-1 model 에서 사과의 건조된 잎의 비 파괴가능성을 측정한 결과 PLS components = 5, Rc = 0.981, Rv = 0.962, RMSECV= 0.342 g kg-1, Bias = 0.002, RPD = 3.7 and RER = 19.5; 생잎에서는 PCs = 6, Rc = 0.948, Rv = 0.943, RMSECV = 1.155 g kg-1, Bias = 0.004, RPD = 3.0 and RER = 12.2.. 인(P)의 함량도 PLS model 에서 생잎과 건조된 잎에 측정할 수 있으며 PCs = 9, Rc = 0.981, Rv = 0.949, RMSECV = 0.347 g kg-1, RPD = 3.2, RER = 13.3 and Bias = -0.002; 생잎에서는 PCs = 8, Rc = 0.935, Rv = 0.922, RMSECV = 0.482 g kg-1, RPD = 2.6, RER = 11.9 and Bias = 0.0014.. PLS1 modeld 은 건조된 잎에서는 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)을 측정할 수 있지만 생잎에서는 이들의 함량 측정시 비파괴 측정 정확도가 낮게 나타났다. 건조된 잎에서는 칼륨(K)의 함량은 PCs = 7, Rc = 0.895, Rv = 0.850, RMSECV = 1.617 g kg-1, RPD = 1.9 and RER= 11.5; 칼슘(Ca)은 PCs = 6, Rc = 0.948, Rv = 0.933, RMSECV = 1.031 g kg-1, RPD = 2.8 and RER = 13.6; 마그네슘(Mg)은 PCs = 16, Rc = 0.934, Rv = 0.867, RMSECV = 0.260 g kg-1, RPD = 2.0, RER = 11.5 로 나타났다. 결론적으로 사과 잎의 양분함량을 측정하는 것이 근적외 분광법을 응용하여 비파괴적으로 측정하는 것이 가능하였으며, 이 기술을 활용하면 신속한 작물 영양 진단이 가능하여 현장에서의 시비량 추천에 큰 응용성이 있을 것이며 친환경 정밀 농업 구현에 일조를 할 수 있을 것이다.
신속한 작물의 영양분석은 최적 시비량 산출에 중요한 영향을 미치므로 결국 농산물 생산량과 품질 향상을 유도 할 수 있다. 이러한 작물의 영양분석에는 이화학적 분석법을 이용한 작물 잎 분석이 많이 이용되고 있는데 이 방법은 장시간, 고경비, 전문인력 등의 문제점을 가지고 있어 실제 농산물을 생산하는 현장에 적용하기가 어려운 점이 있으며 현재 친환경농업을 위해 추진중인 정밀 농업의 수요를 만족시키기 어렵다. 현대의 근적외 분석법은 비파괴 적으로 빠르고 정확한 장점이 있어 응용적 가치가 크며 기존의 이화학적 분석법에 잠재적 경쟁력을 갖고 있다. 본 논문은 사과를 대상으로 근적외 분석법을 이용하여 신속하게 생잎과 건조된 잎에서의 각각의 영양성분을 측정하는 기술을 개발하기위한 연구를 수행하였다. 사과생잎 속의 질소(N), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 양을 비파괴 분석방법의 하나인 근적외선 분석법으로 신속하게 측정, 검사 방법을 개발하고 보완하였으며, 이 기술은 농작물 영양 진단에 적절히 이용하여 농작물의 영양순환을 동적으로 실시간 검사할 수 있어 현대 농업의 신속한 발전과 친환경 정밀 농업의 구현에 일조를 할 수 있을 것이다 사과 잎 분석법을 신속히 하기 위한 방법을 모색하기 위해 화학적 분석 방법과 근적외선 분석 기술을 기초로 하여 다변량 해석법을 사용해 비파괴 검량식을 작성하였다. 생잎과 건조된 잎을 대상 시료로 근적외선 스펙트럼을 취득하고 이를 화학적 분석법을 통해 얻어진 양분 함량과의 최적의 상관관계를 도출하기 위해 partial least squares regression (PLS), principal component regression (PCR), multivariate linear regression (MLR)을 이용하여 최적의 비파괴 검량식을 작성하였다. 또한 검량식 작성에서 비파괴 측정 정확도의 향상을 위하여 스펙트럼의 다양한 전처리 조작: mean-centering, moving average, S-G smoothing, normalization, multiplicative scatter correction (MSC), derivatives, 여러 방법의 조합응용 등의 방식을 사용하였다. 연구결과에서 근적외 분석기술을 이용해 생잎의 신속한 측정과 부동한 계절에 채취한 건조된 잎 중의 영양 성분을 비파괴 적으로 측정하는 것이 가능하였다. 질소(N)의 경우 PLS-1 model 에서 사과의 건조된 잎의 비 파괴가능성을 측정한 결과 PLS components = 5, Rc = 0.981, Rv = 0.962, RMSECV= 0.342 g kg-1, Bias = 0.002, RPD = 3.7 and RER = 19.5; 생잎에서는 PCs = 6, Rc = 0.948, Rv = 0.943, RMSECV = 1.155 g kg-1, Bias = 0.004, RPD = 3.0 and RER = 12.2.. 인(P)의 함량도 PLS model 에서 생잎과 건조된 잎에 측정할 수 있으며 PCs = 9, Rc = 0.981, Rv = 0.949, RMSECV = 0.347 g kg-1, RPD = 3.2, RER = 13.3 and Bias = -0.002; 생잎에서는 PCs = 8, Rc = 0.935, Rv = 0.922, RMSECV = 0.482 g kg-1, RPD = 2.6, RER = 11.9 and Bias = 0.0014.. PLS1 modeld 은 건조된 잎에서는 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)을 측정할 수 있지만 생잎에서는 이들의 함량 측정시 비파괴 측정 정확도가 낮게 나타났다. 건조된 잎에서는 칼륨(K)의 함량은 PCs = 7, Rc = 0.895, Rv = 0.850, RMSECV = 1.617 g kg-1, RPD = 1.9 and RER= 11.5; 칼슘(Ca)은 PCs = 6, Rc = 0.948, Rv = 0.933, RMSECV = 1.031 g kg-1, RPD = 2.8 and RER = 13.6; 마그네슘(Mg)은 PCs = 16, Rc = 0.934, Rv = 0.867, RMSECV = 0.260 g kg-1, RPD = 2.0, RER = 11.5 로 나타났다. 결론적으로 사과 잎의 양분함량을 측정하는 것이 근적외 분광법을 응용하여 비파괴적으로 측정하는 것이 가능하였으며, 이 기술을 활용하면 신속한 작물 영양 진단이 가능하여 현장에서의 시비량 추천에 큰 응용성이 있을 것이며 친환경 정밀 농업 구현에 일조를 할 수 있을 것이다.
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