표현체학 시대의 경제 동물 육종

장재철,오상현 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2023 농업생명과학연구 Vol.57 No.2

Food production has tripled in the past half-century. The world's population increased from 3 to 7 billion, and life expectancy increasedfrom 46 to 65. The 56% increase in global livestock production is due to livestock improvement. The world's population is estimatedto be 9.8 billion in 2050, so the production should more than double now. With an increasing number of food animals and a decreasingnumber of farmers, farmers and their farms are left with more animals to manage and control. Higher density in farms can acceleratethe occurrences of disease and lack of performance among food animals, not only damaging food quality but also raising serious concernsfor animal welfare. In the late 1980s, Precision Agriculture (PA) in cropping systems was introduced to maximize soil use through technologywhile reducing environmental impacts. Important to understand is that PA, along with its goal of maximizing efficiency and minimizingenvironmental damage, applies to any agricultural production system, such as the animal industry. An example of PA in the animal industryis Precision Livestock Farming, devoted to improving the efficiency of production and animal management, addressing concerns of animalwelfare and health, and minimizing environmental damage and resource use. Especially widespread is the use of advanced techniquessuch as image analyses, real-time monitoring of animals, and data collection from sensors, images, and recordings. The objective of thisstudy is to examine emerging technologies applicable to animal breeding systems while improving farm productivity and management. 식량 생산량은 지난 반세기 동안 세 배로 증가했다. 세계의 인구는 30억에서 70억으로 증가했고, 기대수명은 46세에서 65세로 증가했다. 전세계 가축 생산량이 56% 증가한 것은 가축 개량 덕분이다. 2050년에 세계 인구는 98억 명으로 추정되므로, 생산량은 현재 두 배 이상 증가해야한다. 경제 동물의 수가 증가하고 생산자의 수가 감소함에 따라, 생산자는 농장을 관리하고 통제해야 할 동물이 더 많아졌다. 농장의 사육밀도가높으면 개체 간 질병 발생과 성장 능력 저하를 가속화할 수 있으며, 이는 제품의 질을 해칠 뿐만 아니라 동물 복지에 대한 심각한 우려를 불러일으킬수 있다. 1980년대 후반에 기술을 통해 토양 사용을 극대화하는 동시에 환경 영향을 줄이기 위해 작물 시스템에 정밀 농업(PA)이 도입되었다. 이해해야 할 중요한 것은 PA가 효율성을 극대화하고 환경 피해를 최소화한다는 목표와 함께 동물 산업과 같은 모든 농업 생산 시스템에 적용된다는것이다. 동물 산업에서 PA의 예로는 생산과 동물 관리의 효율성을 향상시키고, 동물 복지 및 건강에 대한 우려를 해결하며, 환경 손상과 자원사용을 최소화하는 데 전념하는 정밀 축산 농업이 있다. 특히 널리 보급된 것은 이미지 분석, 동물 실시간 모니터링, 센서, 이미지 및 기록으로부터의데이터 수집과 같은 고급 기술의 사용이다. 본 연구의 목적은 농장의 생산성과 관리를 향상시키면서, 동물 육종 시스템에 적용가능한 신기술을살펴보는 것이다

헤어리베치 피복 논 벼 부분경운 이앙 효과 분석

강태경,이병모,전현종,최용,최일수,이충근,양승구 경상대학교 농업생명과학연구원 2013 농업생명과학연구 Vol.47 No.6

최근 지구온난화에 대한 우려가 증가되면서 농업분야에도 저탄소 녹색성장에 대한 필요성이 대두되고 있으며 친환경 유기 농산물에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 친환경 유기농업을 위하여 녹비작물로 헤어리베치를 재배하여 이앙 1개월 전에, 트랙터 부착형 진압기로 진압하여 녹비작물을 피복하였다. 피복 직후 물을 관수하여 헤어리베치를 부숙시킨 후 경운작업 없이 이앙할 부분만 경운 동시에 이앙하여 녹비작물 피복 논에서 부분경운효과를 분석하였다. The concern about global warming recently increased as the need for low-carbon, green growth is rising up and the interest in Environment-friendly Agricultural organic products is increasing. In this research, for adapting environment-friendly agriculture, Hairy vetch cultivates as green manure crop and repressed by using a packing roller for covering before 1 month of transplanting. Immediately, water was flooding to decomposed Hairy vetch. After decomposing, Effects of partial tillage were analyzed on green manure crop covering paddy by transplanting and tillage without tillage operations at the same time.

통계기반 트랙터 연료 소비량 예측 머신러닝 모델

이호민,최영우,김나은,이건호,김현태 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2023 농업생명과학연구 Vol.57 No.1

The main objective of this study is to develop various machine learning algorithms based on regression analysis and to predict thefuel consumption rate of tractors used in different agricultural fields. For this purpose, a questionnaire survey was conducted in 72different agricultural farms in Gyeongsangnam-do, which included 10 in Sacheon-si and 62 in Jinju-si. The tractors were utilized mainlyin Rice, Barley, and others crop farming for major agricultural activities such as plowing, rotary tillage, fertilizer application, mowing,and rice transplanting. Four models such as Multiple Linear Regression, Random Forest, Adaboost, and K- Nearest Neighbors havebeen developed to predict the fuel consumption rate of tractors using horsepower, age of machine use, cultivated area, and workinghours as input variables. The performance of those models in predicting fuel consumption rate was determined using four statisticalquality parameters, including coefficient of determination, root mean square error, mean square error, and mean absolute error. The resultsof the study showed that among the four models, K- Nearest Neighbors-based machine-learning model showed best performance. Inconclusion, the results of this study can be used to reduce fuel waste/loss by predicting actual fuel consumption in real farms. 본 연구의 주요 목적은 회귀기반의 다양한 머신러닝 알고리즘을 개발하고 다양한 농업 분야에서 사용되는 트랙터의 연료 소비량을 예측하는것이다. 비포장 도로주행 농업 기계중에서도 사용 비중이 가장 높은 트랙터를 선정하였다. 실제 농가에 방문하여 현업 전문가 조언을 바탕으로연구하여 설문지를 작성하였으며, 설문 대상은 경남 사천시에 있는 농가 10곳, 진주시에 있는 농가 62곳 등, 총 72곳의 농가이다. 농작업으로는벼농사, 보리농사, 밭농사 등이 있으며, 작업내용으로는 쟁기, 로터리, 비료살포, 베토, 모내기작업 등이 있다. 다중 회귀분석을 통해 연료 소비량예측에 영향을 미치는 변수(마력, 기계사용연수, 경작면적, 작업 시간)를 추출하였고. 머신러닝 회귀 학습기 모형으로 학습하여 예측 모형의 성능을검증하였다. 연료 소비량을 예측하는 모델의 성능은 결정 계수(R), RMSE (제곱 평균 제곱근 오차), MSE (평균 제곱 오차) 및 MAE (평균절대 오차)를 포함한 4가지 통계적 품질 매개변수를 사용하여 결정되었다. 연구 결과 4가지 모델(다중회귀, 랜덤포레스트, 아다부스트, K-최근접이웃) 중 K-최근접 이웃의 성능이 제일 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구의 결과는 실제 농가의 연료 소비량을 예측하여 면세유 유통의투명성을 확보하고 추후 개발 모델의 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

SAS의 반응표면 회귀법(RSREG)을 이용한트랙터 장착 복합 작업기의 최적 운용조건 구명

구영모 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2023 농업생명과학연구 Vol.57 No.1

A tractor-mounted integrated implement contributed to labor-savings of upland agriculture by improving production efficiency vialaunching into practical use of an integrated implement that synchronizing step-wise machines. The objective of this study was to proposea tractor operation strategy for intensive upland farming by finding the optimal operating conditions of the integrated implement usingthe response surface methodology (RSM) of SAS and verification. The relationship between rotational speed and forward speed in rotarybased work indicates the standard operating conditions of tractor for the traction efficiency and work quality such as mulching. Consideringthe slip and tolerance, the selection criteria working speed (SPDcr) was expanded to the range of 3.4<SPDcr<4.7 km/h, and the rotarypitch (p) was determined to be 40<p<56 cm/rev. Kim model was used to predict fuel consumption and evaluate power efficiency undervarious conditions. The nominal working speed (SPD) by expressing the independent variables of engine speed ratio (n) and transmissiongear ratio (GR) within the range of proper p, satisfying the objective function, the optimal design point for category I (DK450) tractorwas 0.65, and 401 (shift gear M4). In the verification, experiment result for DK450 agreed the simulation; however, for PX800 showedin some errors due to low fuel consumption and actual working speed in the experiment. 단계별 작업기를 통합하여 일관화하는 복합기를 실용화하여 생산효율이 개선되어 밭농업 생력화에 기여하였다. 본 연구의 목적은 SAS를 이용한복합작업기의 최적 작업조건을 반응표면기법(RSM)으로 구명하고 최적 성능을 실험으로 평가하여 집약적 밭농업의 트랙터 운용방법을 제시하고자하였다. 로터리 작업에서 회전속도와 전진속도의 관계는 견인력의 효율성과 멀칭 등 작업품질에 적정한 트랙터의 운용기준 조건을 나타낸다. 슬립과공차를 고려하면 통합 선택기준 작업속도는 3.4<SPDcr<4.7 km/h 범위로 확장되고, 로터리 피치(p)가 40<p<56 cm/rev로 판단되었다. 여러 검토조건에서 연료소비량을 예측하고 동력의 효율성을 평가하는데 Kim 모델이 사용되었다. 목적함수를 만족하는 적정 p의 범위에 속하는 공칭 작업속도(SPD)를엔진속도비(n)와 주행 기어비(GR)로 나타내어 최적 설계점은 카테고리 1급(DK450) 트랙터에 대하여 독립변수 n, GR/변속단수는 0.65, 401/M4로구명되었다. 실험 평가에서 작은 트랙터는 시뮬레이션과 비교적 일치하였고, 큰 트랙터의 실험은 낮은 연료소비량과 실작업속도로 오차를 유발하였다.

친환경농업의 문제점과 대처 방안

정덕영 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2004 농업생명과학연구 Vol.38 No.4

염소의 개체식별에 활용 가능한 초위성체 마커 세트 확립

서상원,조창연,변미정,최성복,김영신,김명직,고응규,김동훈,임현태,김재환 경상대학교 농업생명과학연구원 2014 농업생명과학연구 Vol.48 No.3

The purpose of this study is to establish a set of microsatellite (MS) markers for theindividual identification and parentage verification of goat. 17 and 13 MS markers were selectedfrom FAO (Food and Agriculture Organization) and NCBI (National Center for BiotechnologyInformation), respectively. Genotyping of 30 MS markers was investigated with 455 animals,from 10 goat breeds or populations. Seven markers (SRCRSP1, SRCRSP8, OarFCB048,OarFCB193, BOBT24, INRA063, and DRBP1) were selected, based on heterozygosity value,and PCR product size. Moreover, multiplex PCR was applied, for genotyping these sevenselected markers. Mean values of expected heterozygosity (HExp) and polymorphic informationcontent (PIC) were calculated as 0.710 and 0.674, respectively. The expected probability ofidentity among genotypes of random individuals (PI), probability of identity among genotypesfrom random half sibs (PI half-sibs), and probability of identity among genotypes from random sibs (PI sibs), were estimated as 2.42×10-11, 1.70×10-8and 2.22×10-4, respectively. These resultsindicate that the established MS marker set is useful for effective improvement and stabledistribution of the goat in Korea. 본 연구의 목적은 염소의 개체식별에 있어서 효율적인 microsatellite (MS) marker set를 확립하는데있다. 염소 10집단 455두를 대상으로 국제식량농업기구(FAO) 권고 및 미국 국립생물정보센터(NCBI)에서수집한 30개 MS 마커에 대한 유전정보량을 확인한 후 대립유전자형 크기, 형광표지 종류, PCR 조건 등을 고려하여 7개의 MS 마커(SRCRSP1, SRCRSP8, OarFCB048, OarFCB193, BOBT24, INRA063,DRBP1)를 선정하였다. 또한 분석 효율성을 극대화하기 위해 7개 마커에 대해서 multiplex PCR 기법을적용하였다. 분석된 7개 MS 좌위에서 총 80개의 대립유전자형이 관찰되었고, 기대이형접합도(HExp) 및다형정보지수(PIC)의 평균치는 0.710 및 0.674로 산출되었다. 7개 좌위의 다형성을 기반으로 무작위 교배집단, 반형매 교배집단 그리고 전형매 교배집단으로 가정하였을 때의 동일개체 출현확률은 각각2.42×10-11, 1.70×10-8 및 2.22×10-4으로 산출되었다. 이상의 결과는 국내에서 사육되고 있는 염소의개체수를 고려할 경우 동일개체 출현 가능성이 없는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에 의해서 구축된염소 개체식별 마커 세트 및 분석방법은 우리나라 염소의 개량 및 안전유통에 유용하게 활용될 수 있을것으로 사료된다.

전기 방열기가 국화재배온실의 난방에 미치는 영향

서원명 ( Won Myung Suh ),임재운 ( Jae Woon Leem ),김영주 ( Young Ju Kim ),민영봉 ( Young Bong Min ),김현태 ( Hyeon Tae Kim ),허무룡 ( Moo Ryong Huh ),윤용철 ( Yong Cheol Yoon ) 경상대학교 농업생명과학연구원(구 경상대학교 농업자원이용연구소) 2010 농업생명과학연구 Vol.44 No.4

경상대학교 교내에 설치되어 있는 1-2W형 온실을 대상으로 전기 방열기를 이용하여 국화 재배온실의 난방효과를 검토한 결과는 다음과 같다. 실험기간동안 최고, 평균 및 최저 외기온은 각각 -3.8~21.3℃, -5.2~16.1℃ 및 -12.5~14.4℃ 정도의 범위로 나타났으며, 온실 내외의 평균상대습도 각각 43.5~98.6% 및 35.2~100%로 나타났다. 12월 중순부터 2월 상순까지 최저 외기온은 대략 -5.0~-10.0℃ 전후로 나타나 진주기상대의 최근 자료와 비교하면 상대적으로 최저기온이 낮게 나타나는 경향이 있었다. 야간의 경우, 방열기 직하부의 엽온이 방열기 중간 지점에서 측정한 엽온 보다 크게 2~3℃정도 높게 나타나거나 또는 미미하지만 약간 높게 나타나는 경향이 있었다. 근권부의 경우, 직하부나 중간 지점에서의 온도 차이는 거의 없는 것으로 나타났고, 근권부의 최고온도와 기타 최고 온도의 발생 시점을 보면, 약 2시간정도의 지체현상이 있음을 알 수 있었다. 그리고 실험기간동안 난방에 소요된 총 소비전력량, 공급에너지 및 총 난방비는 각각 2,800kWh, 2,408,000kcal 및 112,000won 정도였다. 화석연료인 경유로 난방할 경우, 총 난방비는 224,500won 정도였다. 방열기를 이용하여 난방할 경우, 난방비를 약 50% 정도 줄일 수 있을 것으로 판단되었다. An analysis in heating effects of an electric radiator located in a 1-2W type chrysanthemum (3 cultivars) cultivation greenhouse installed in Gyeongsang National University drew the following conclusions. During the experiment period, the highest, average, and the lowest outside temperatures were in the ranges of -3.8~21.3℃, -5.2~16.1℃ and -12.5~14.4℃, respectively, and the average relative humidity inside and outside the greenhouses were in the ranges of 43.5~98.6% and 35.2~100%, respectively. From mid-December to early February, the lowest outside temperature was recorded as approximately -5.0~-10.0℃, which showed that it tended to be relatively lower than the temperatures recorded at the Jinju Meteorological Observatory. During the night, the leaf temperature measured directly under the radiator tended to be higher by 2~3℃ than that those at the middle point of the radiator, or higher by anegligible amount. In the case of root zone temperature, it was found that there was almost no difference between temperatures of the part directly under and the middle point, and the time when the highest temperature of root zone and other highest temperatures took place showed that there was about a 2-hour delay phenomenon. The total electricity consumption, energy supply and total heating cost during the experiment period were 2,800 kWh, 2,408,000 kcal and 112,000 won, respectively. When diesel, a kind of fossil fuel, was used as heating oil, the total heating cost was around 224,500 won. It was estimated that the total heating cost could be reduced by around 50% if a radiator was used.

토양 인 신속측정을 위한 반자동 시스템 개발

이상윤,박효제,권기영 경상대학교 농업생명과학연구원 2018 농업생명과학연구 Vol.52 No.1

Phosphorus, which is a very critical element to plant growth, has been used in the form ofchemical fertilizer in farming but it causes environmental pollution. Because it is artificiallyapplied by the proportional amount of nitrogen without knowing exact required amount ofphosphorus in the farmland thus it keeps accumulating in soil. Prompt development of soilanalysis technique is required to solve this problem. In this research, three semi-automatic analysissystems, such as extracting, filtration, and color-development were developed. Each process wascompared with a standard method. A temperature control device was developed to keep aspectrometer at constant temperature with 22±0.5℃. The extracting result by the semi-automaticsystem showed R2 of 0.985 and RMSE of 73.11 compared with the standard analysis method. In filtering and color-development, R2 of 0.817 and 0.893 and RMSE of 82.83 and 57.72 weremeasured. Test results with all the three stages together by the semiautomatic system showed R2 of0.837 and RMSE of 61.13. In summary, all the process showed more than 70% level compared witha standard method. Significance tests for all the measurements showed that there was no significantdifference with a significance level of 0.05. The temperature control of the spectrometer was capableof maintaining within ±0.35℃ from the target temperature through a PI controller. Therefore, it isreasoned that a semi-automatic system can be used to measure soil phosphorus in field. 인은 식물체 생장에 있어 매우 중요한 요소로 농업에서는 화학비료의 형태로 많이 사용되어져 왔지만경작지 내 인의 양을 정확히 알지 못하고 질소량 기준으로 시비하여 토양에 계속 축적되어 환경오염을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 신속한 토양 분석 기술의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 침출, 여과 및 발색의 세 단계 반자동 분석 시스템을 개발하였으며, 각각의 과정을 표준방법과 비교하고 분석하였다. 또한 분광기의 온도 제어 장치를 개발하고 온도는 22±0.5℃를 유지하는 것을 목표로 하였다. 그 결과, 침출과정에서 Lancaster 분석법을 이용해 침출하였을 때와 반자동 장치를 이용해서 침출하였을 때 R2 값은 0.985, RMSE 값은 73.11이었으며, 여과과정과 발색과정도 같은 방법으로 비교했을때 R2 값은 각각 0.817, 0.893이었고 RMSE 값은 82.83, 57.72로 나타났다. 또한 3가지 단계를 모두 반자동 분석 장치를 이용하여 연속적으로 측정하였을 때도 R2 값은 0.837, RMSE 값은 61.13으로 모든 과정에서 70% 이상의 수준을 얻을 수 있었다. 이 측정 결과를 바탕으로 유의성 분석을 한 결과도 모든 과정에서 유의수준 0.05일 때 유의미한 차이가 없음을 알 수 있어 토양의 인을 측정하는 Lancaster 분석법대신 반자동 분석 장치를 활용한다면 보다 신속하게 측정 할 수 있을 것이라고 판단된다. 분광분석기의온도 제어 장치는 PI 제어를 통해 목표 온도인 22℃에서 ±0.35℃ 이내에서 유지하는 것이 가능하였다.

산지, 평지 및 간척지 농경지 용배수로의 퇴적 토사 특성

박정구,송창섭,유찬,임성윤 경상대학교 농업생명과학연구원 2014 농업생명과학연구 Vol.48 No.1

The objective of this study was to evaluate the performance of selected sediment reduction methods to reduce sediment discharges from drain and irrigation of different land types(Mountain, Flatten, Reclaimed land). This study was carried out to analysis for the soil loss and sediment of drain and irrigation by comparing RUSLE method and amount of sediment from amount of dredging data of Korea Rural Corporation. The results of study were analysised and summerized as follow. Size of soil sediment from the upper region of drain and irrigation of mountains bigger than lower region. But in case of flatten and reclaimed land, size of soil sediment from the upper and lower region of drain and irrigation did not classified. In case of comparion drain and irrigation without classifying of land type, size of soil sediment from irrigation is bigger than drain. Organic content of drain is much more than irrigation. 물이 부족한 우리나라는 최근 수자원의 효율적인 이용에 대한 중요성이 강조되고 있으며 특히 지금까지 개발된 저류시설 및 도수로, 용배수로를 통한 수자원의 효율적인 관리가 절대적으로 필요한 실정이다. 농업용수 또한 같은 실정이므로 합리적이고 효율적인 농업용수의 관리가 필요하다. 이를 위하여 용배수로의 퇴적토사에 대한 특성을 조사, 분석하여 이를 제거하거나 저감시키는 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 지형별 즉, 산지, 평지, 간척지에 따른 용배수로를 분류하고 각 지형별 용배수로의 상류, 중류, 하류에 퇴적된 토사의 분포현황을 조사하고, 시료를 채취하여 퇴적된 토사의 특성을 분석하여 토사를 효율적으로 제거하거나 저감시키는 기술을 개발을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다. 연구방법으로는 충북지역의 산지와 평지, 그리고 그 외의 간척지의 용배수로에 퇴적된 토사에 대하여 유입량은 RUSLE방법을 이용하여 분석하였으며, 퇴적량은 한국농어촌공사의 준설자료를 바탕으로 분석하였다. 그 결과 산지에 위치한 용수로 및 배수로의 퇴적된 토사의 경우 상류부에 퇴적된 토사가 입자가 가장 크게 나타났으며, 하류부로 내려갈수록 입자가 작은 것으로 나타났다. 평지와 간척지에 퇴적된 토사의 경우 상류부, 중류부, 하류부 구분이 없이 입자의 크기가 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 지형을 구분하지 않고 용수로와 배수로에 퇴적된 토사의 입자를 비교해 본 결과는 용수로에 퇴적된 토사가 배수로에 퇴적된 토사보다 입자가 더 큰 것으로 나타났다. 유기물함량의 경우는 지형에 따라 큰 차이를 보이진 않았지만, 배수로보다 용수로에서 유기물함량이 많은 토사가 퇴적되는 것으로 나타났다.

세계화시대 한국 농업의 새 도전

최양부 경상대학교 농업생명과학연구원 2002 농업생명과학연구 Vol.36 No.3