온실재배 토마토의 증산모델 개발 및 검증

이변우(Lee Byun-Woo) (사)한국생물환경조절학회 1997 생물환경조절학회지 Vol.6 No.3

溫室栽培 토마토의 莖直徑 變化에 의한 灌漑時期 診斷

이변우(Lee Byun-Woo) (사)한국생물환경조절학회 1997 생물환경조절학회지 Vol.6 No.4

구두발표 5 분과 ; 농업모형 : 최대경계선을 이용한 벼 수량의 기상반응분석과 수량 예측 - 1. 최대경계선 분석과 수량예측모형 구축 -

이변우(Byun Woo Lee),김창국(Chang Kug Kim),한원식(Weon Sik Hahn) 한국농림기상학회 2001 학술발표논문집 Vol.- No.-

연주기(年週期) Fourier 함수(函數)와 기상요소(氣象要素)에 의(依)한 지온예측(地溫豫測) 통계(統計) 모형(模型)

정영상,이변우,김병찬,이양수,엄기태,Jung, Yeong-Sang,Lee, Byun-Woo,Kim, Byung-Chang,Lee, Yang-Soo,Um, Ki-Tae 한국토양비료학회 1990 한국토양비료학회지 Vol.23 No.2

토양(土壤)의 깊이별 지온(地溫)을 예측(豫測)하기 위한 통계모형(統計模型)을 설정(設定)하기 위하여 1979년(年)부더 1988년(年)까지 중앙기상태(中央氣象台) 수원측후소(水原測候所)에서 관측(觀測)된 지온자료(地溫資料)와 평균최고(平均最高), 최저(最低), 기온(氣溫), 강수량(降水量), 풍속(風速) 및 최심적설량등(最深積雪量等) 기상자료(氣象資料)에 대(對)한 통계분석(統計分析)을 하였다. 통계분석(統計分析)은 지온(地溫)을 Fourier 급수(級數)에 의한 년주기함수(年週期函數)와 년주기함수(年週期函數)에서의 잔차(殘差)는 대기(大氣)의 기상조건(氣象條件)의 변화(變化)에서 오는 노이지(nuise)로 보고 이에 대한 상관분석(相關分析)을 stepwise backward elimination법(法)에 의하여 각(各) 계수(係數)를 찾는 방법(方法)으로 하였다. 깊이별(別) 지온(地溫)의 년주기함수(年週期函水)로 Fourier급수(級數)의 8항(項)을 사용(使用)하였을 때 지면온도(地面溫度)의 평균평방오차(平均平方誤差)가 2.30, 토심(土深) 50 cm에서 1.13, 500 cm에서 0.42로 토심(土深)이 깊을수록 작아졌고, $r^2$는 0.913~0.988이었다. 주기함수분석(週期函數分析)에서 잔차(殘差)에 대한 독립변수(獨立變數)로서 평균(平均), 최고(最高), 최저기온(最低氣溫), 강수량(降水量), 최심적설(最深積雪) 및 풍속등(風速等) 기상요소(氣象要素)와의 상관분석(相關分析)을 위한 지연일수검출(遲延日數檢出)에 따르면, 기온(氣溫)은 토탐(土深) 0 cm와 5 cm에 대하여 0일(日), 30 cm까지는 -1일(日), 50 cm에서는 -2일(日)이었다. 강수량(降水量)의 지연일수(遲延日數)는 30 cm까지 -1일(日), 50 cm에서 -2일(日), 최심적설(最深積雪)과 풍속(風速)은 10 cm까지가 -1일(日), 30 cm까지 -2일(日), 50 cm에서는 -3일(日)이었다. 지연일수(遲延日數)를 고려(考慮)한 잔차분석(殘差分析)에 의한 지온예측(地溫豫測) 통계모형(統計模型)의 평균평방오차(平均平方誤差)는 토심(土深) 0 cm에서 1.64, 50 cm에서 0.97로 주기함수(週期函數)의 평균평방오차(平均平方誤差)보다 작아졌으며, $r^2$값은 높아져 통계모형(統計模型)의 정도(精度)가 높아졌다. 계수(係數)의 크기로 보아 년주기함수(年週期函數)에 독립적(獨立的)인 대기(大氣) 기상요소(氣象要素)가 지온(地溫)의 결정(決定)에 크게 영향(影響)을 주는 깊이는 30 cm이며, 기온(氣溫)은 50 cm깊이까지도 영향(影響)을 주는 것으로 나타났다. 이 통계모형(統計模型)의 검정결과(檢定結果) $r^2$값이 0.976~0.996으로 예측치(豫測値)와 실측치간(實測値間)에 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있어 실용성(實用性)이 있었다. 한편, 토양표면(土壤表面)의 최고지온(最高地溫)과 최고기온(最高氣溫)의 차(差)(${\Delta}T_{ms}$)를 옥수수포장(圃場)에서 조사(調査)한 결과(結果), ${\Delta}T_{ms}$와 일사량(日射量)($R_s;J_m{^{-2}}$)과 직선적(直線的)인 관계(關係)로 엽면적지수(葉面積指數)가 그 이하(以下) 일 때에는 $${\Delta}T_{ms}=0.902+1.924{\times}10^{-3}R_s $$엽면적지수(葉面積指數)가 그 이상(以上)일 때에는 $${\Delta}T_{ms}=0.274+8.881{\times}10^{-4}R_s$$ 의 관계(關係)가 있었다. A statistical model to predict soil temperature from the ambient meteorological factors including mean, maximum and minimum air temperatures, precipitation, wind speed and snow depth combined with Fourier time series expansion was developed with the data measured at the Suwon Meteorolical Service from 1979 to 1988. The stepwise elimination technique was used for statistical analysis. For the yearly oscillation model for soil temperature with 8 terms of Fourier expansion, the mean square error was decreased with soil depth showing 2.30 for the surface temperature, and 1.34-0.42 for 5 to 500-cm soil temperatures. The $r^2$ ranged from 0.913 to 0.988. The number of lag days of air temperature by remainder analysis was 0 day for the soil surface temperature, -1 day for 5 to 30-cm soil temperature, and -2 days for 50-cm soil temperature. The number of lag days for precipitaion, snow depth and wind speed was -1 day for the 0 to 10-cm soil temperatures, and -2 to -3 days for the 30 to 50-cm soil teperatures. For the statistical soil temperature prediction model combined with the yearly oscillation terms and meteorological factors as remainder terms considering the lag days obtained above, the mean square error was 1.64 for the soil surfac temperature, and ranged 1.34-0.42 for 5 to 500cm soil temperatures. The model test with 1978 data independent to model development resulted in good agreement with $r^2$ ranged 0.976 to 0.996. The magnitudes of coeffcicients implied that the soil depth where daily meteorological variables night affect soil temperature was 30 to 50 cm. In the models, solar radiation was not included as a independent variable ; however, in a seperated analysis on relationship between the difference(${\Delta}Tmxs$) of the maximum soil temperature and the maximum air temperature and solar radiation(Rs ; $J\;m^{-2}$) under a corn canopy showed linear relationship as $${\Delta}Tmxs=0.902+1.924{\times}10^{-3}$$ Rs for leaf area index lower than 2 $${\Delta}Tmxs=0.274+8.881{\times}10^{-4}$$ Rs for leaf area index higher than 2.

멀칭재료의 종류가 가지의 착색과 수량에 미치는 영향

이정수(Lee Jung-Soo),엄영철(Um Yeong-Cheol),신영안(Shin Young-An),부희옥(Bu Hee-Oc),이변우(Lee Byun-Woo) 한국생물환경조절학회 2002 한국생물환경조절학회 학술발표논문집 Vol.11 No.1

격자형 기후변화 시나리오 자료를 활용한 한반도의 증발산량 전자 기후도 생산 및 분석

유병현,이규종,이변우,김광수,Yoo, Byoung Hyun,Lee, Kyu Jong,Lee, Byun Woo,Kim, Kwang Soo 한국농림기상학회 2017 한국농림기상학회지 Vol.19 No.2

농경지에서의 증발산량 예측은 농업 분야에서의 기후변화 영향 평가 및 적응 계획 수립에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 격자형 국가 표준 기후변화 시나리오 자료를 이용해 잠재 증발산량 (PET)과 가뭄지수 (DI) 전자 기후도의 생산 및 분석을 수행하였다. 특히, 격자형 기상 자료의 처리를 지원하는 도구인 readGrADSWrapper를 기반으로 격자형 기후변화 시나리오 자료를 통계 분석 도구인 R에서 활용하는 기술에 중점을 두었다. FAO-56 공식을 R 스크립트에 구현하여 현재와 미래 조건에서 벼 재배기간 동안의 PET를 계산하였다. 또한, 이를 활용하여 벼 재배에 따른 증발산량 ($PET_{rice}$)과 DI 자료를 생산하고 시공간적 분석을 수행하기 위한 R 스크립트를 구현하였다. 한반도에서 PET의 시공간적 변화 양상은 현재와 미래 조건에서 지역에 따라 차이를 보였다. 전반적으로 한반도에서는 PET와 $PET_{rice}$가 21세기 후반으로 갈수록 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 예측 결과들은 지역과 시기에 따라 증발산량 증가에 대응하기 위한 수자원 관리가 필요하다는 것을 암시하였다. 예를 들어, 현재 조건에서 습윤 지역으로 분류되던 충청남도 지역이 21세기 중반 이후에는 아습윤 지역으로 바뀔 것으로 전망되었다. 이러한 결과들은 PET와 DI 등 수자원과 관련된 변수 값들의 시공간적인 계산과 분석을 통해 미래 기후조건에서 작물 생산성을 증진시키기 위한 적응 대책 수립을 지원할 수 있을 것이다. 또한, readGrADSWrapper와 같은 격자형 기상 자료의 처리도구의 활용을 통해 보다 다양한 응용기후 변수에 대한 전자기후도 생산 및 분석을 원활히 수행할 수 있을 것이다. Spatio-temporal projection of evapotranspiration over croplands would be useful for assessment of climate change impact and development of adaptation strategies in agriculture. Potential evapotranspiration (PET) and dryness index (DI) during rice growing seasons were calculated using climate change scenario data provided by the National Institute of Meteorological Research (NIMR). A data processing tool for gridded climate data files, readGrADSWrapper, was used to calculate PET and DI during the current (1986-2005) and future (2006-2100) periods. Scripts were written to implement the formulas of PET and DI in R, which is an open source statistical data analysis tool. Evapotranspiration in rice fields ($PET_{Rice}$) was also determined using R scripts. The Spatio-temporal patterns of PET differed by regions in Korean Peninsula under current and future climate conditions. Overall, PET and $PET_{Rice}$ tended to increase throughout the $21^{st}$ century. Those results suggested that region-specific water resource managements would be needed to minimize the risk of water loss in the regions where considerable increases in PET would occur under the future climate conditions. For example, a number of provinces classified as a humid region were projected to become a sub-humid region in the future. The Spatio-temporal assessment of water resources based on PET and DI would help the development of climate change adaptation strategies for rice production in the 21st century. In addition, the studies on climate change impact would be facilitated using specialized data tools, e.g., readGrADSWrapper, for geospatial analysis of climate data.

年週期 Fourier 函數와 氣象要素에 依한 地溫豫測 統計 模型

鄭英祥(Yeong-Sang Jung),李弁雨(Byun-Woo Lee),金炳瓚(Byung-Chan Kim),李亮秀(Yang-Soo Lee),嚴基泰(Ki-Tae Um) 한국토양비료학회 1990 한국토양비료학회지 Vol.23 No.2

온실재배 토마토에서 관개시기 진단지표로 경직경 변화를 이용한 관개 자동화 효과

신재훈(Shin Jae-Hoon),이변우(Lee Byun-Woo) (사)한국생물환경조절학회 1999 생물환경조절학회지 Vol.8 No.4

온도 조건에 따른 벼 수량 및 수량 관련 요소 반응의 품종간 차이

이규종 ( Kyu Jong Lee ),김동진 ( Dong Jin Kim ),반호영 ( Ho Young Ban ),이변우 ( Byun Woo Lee ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.4

생태형이 다른 8개 벼 품종을 대상으로 포트 실험을 실시하여 대기온, 대기온 대비 +1.5oC, +3.0oC, +5.0oC 온도 조건에서의 수량 및 수량 관련 요소의 반응을 분석하였다. 이삭수를 제외한 수량 및 수량 관련 요소들의 온도 상승 조건에 대한 반응은 생태형 및 품종에 따라 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 온도가 높아짐에 따라 영화수는 증감의 경향이 명확하진 않았으나 대체로 대기온보다는 증가하였고, 천립중과 등숙률은 감소하는 경향을 나타냈다. 수량 관련 요소중 온도 상승에 가장 민감한 반응을 보인 요소는 등숙률이었으며, 가장 둔감한 요소는 천립중이었다. 등숙률의 하락과 맞물려 수량은 고온 조건일수록 낮아졌으나, 영화수 증가 영향으로 수량의 저하 정도는 등숙률의 그것보다 크지 않았다. 생태형 및 품종별 반응은 조생종의 오대벼와 운광벼가 온도 조건에 가장 민감하였으며, 중만생종 품종들의 반응은 대체로 둔감한 것으로 나타났다. 출수 후 온도의 영향 정도를 분석한 결과 천립중, 등숙률, 완전발육미율, 수량은 출수 후 20일간의 평균기온과 가장 높은 상관관계를 보였으며, 온도가 높아질수록 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상관분석 결과를 바탕으로 로지스틱 함수를 이용하여 품종 간 온도 반응 특성의 차이를 분석하였다. 수량의 경우 품종 간 온도 반응 특성이 다르지 않은 것으로 나타나, 품종에 상관없이 온도 반응에 대한 추정이 가능할 것으로 사료된다. 이와 달리 천립중, 등숙률, 완전발육미율, 임실률의 경우 품종별로 온도 반응 특성이 달랐으므로, 각 품종에 맞는 온도 반응 추정식을 이용해야 할 것이다. An experiment in a controlled environment was conducted to evaluate the genotypic differences of grain yield and yield-related elements of rice under elevated air temperature. Eight rice genotypes included in three maturing group (early, medium, and medium-late maturing group) were grown with 1/5,000 a Wagner pots at four plastic houses that were controlled to the temperature regimes of ambient temperature (AT), AT+1.5oC, AT+3.0oC, and AT+5.0oC throughout the rice growing season in 2011. Ripened grain ratio and 1000 grain weight showed the most susceptible and tolerant responses to elevated air temperature, respectively. The grain yield reduction was attributable to the sharp decrease of ripened grain ratio. Grain yield was significantly decreased above the treatment of AT+1.5oC and AT+3.0oC in early maturing group and the others, respectively. Highly correlation to average temperature from heading to 20 days was revealed in yield (r = -0.69), ripened grain ratio (r = -82), fully-filled grain (r = -70), and 1000 grain weight (r = -0.31). The responses of yield and yieldrelated elements except number of spikelets and panicle to elevated air temperature were fitted to a logistic function. The parameters of logistic function for each elements except grain yield could not be applied to the other varieties. In conclusion, yield and yield-related elements responded differentially to elevated air temperature according to maturity groups and rice varieties. Ongoing global warming is expected to decrease the grain yield not only by decreasing the grain weight but also decreasing the ripened grain ratio in the future. However, the yield reduction would be mitigated by adopting and/or breeding the less sensitive varieties to high temperature.

온도 상승 조건이 벼의 수량 및 수량구성요소에 미치는 영향

이규종 ( Kyu Jong Lee ),뉴안덕 ( Duc Nhuan Nguyen ),최덕환 ( Doug Hwan Choi ),반호영 ( Ho Young Ban ),이변우 ( Byun Woo Lee ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.2

기후변화로 야기되는 미래의 고온 환경은 벼의 생산성을 저하시킬 것으로 예측되고 있다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 국내 벼 생산성의 신뢰성 있는 영향평가 기초자료를 확보하기 위해 고온 환경에서의 벼의 수량과 수량 구성 요소의 반응을 조사하고 분석하였다. 실험은 1/5000a 와그너 포트를 이용하여 2008년과 2009년에 걸쳐 서울대학교 부속실험농장(37o16``N, 128o59``E)의 온도조절 플라스틱 하우스에서 실시되었다. 2008년에는 자포니카계의 화성벼를 공시품종으로 이용하였으며, 시비수준을 120kg N ha-1와 180kg N ha-1 로 하였다. 온도처리는 대기온도, 대기온도 대비 +1.5oC, +3.0oC의 세 수준으로 하였다. 2009년에는 화성벼와 통일계의 다산벼를 공시품종으로 하여 120kg N ha-1 수준으로 시비하였다. 온도처리는 대기온도, 대기온도 대비 +1.5oC, +3.0oC 및 +5.0oC 수준으로 처리하였다. 수량 및 수량구성요소의 온도처리에 따른 영향은 품종별로 상이한 반응을 보였다. 이삭수와 이삭당 영화수는 두 품종 모두 온도처리의 영향을 받지 않았으나, 천립중과 등숙률에 대해 화성벼는 5.0℃, 다산벼는 1.5oC 이상의 온도처리에서 유의하게 감소하였다. 포트당 수량은 화성벼의 경우 5.0oC, 다산벼는 3.0oC 및 5.0oC 온도처리에서 유의한 감소를 나타냈다. 등숙 기간 동안의 평균기온에 대한 천립중과 등숙률 반응 또한 품종별로 다르게 나타났다. 다산벼의 경우 23oC이상의 평균 온도에 대해 등숙률과 천립중이 급격히 감소한데 반해, 화성벼는 23oC부터 27oC 범위에 대해 등숙률과 천립중의 변화가 크지 않았다. 기후변화에 의한 지속적인 기온상승이 예상되는 가운데 온도상승에 따른 등숙률과 천립중의 감소는 미래 기후 환경에서의 벼의 수량 감소를 야기하는 주요 원인으로 예측된다. 다만, 상승된 기온에 대한 벼의 반응은 품종별로 상이하기 때문에 고온에 둔감한 품종의 도입 또는 그러한 특성을 지닌 품종의 육종을 통해 기후변화에 따른 수량 감소의 위험을 낮출 수 있을 것이다. High temperature stress would affect rice production in the future as heat wave is expected to occur frequently under climate change conditions. The objective of this study was to obtain rudimentary information to assess the impact of heat stress on rice yield and its yield component in Korea. Two rice cultivars “Hwaseongbyeo” (Japonica) and “Dasanbyeo” (Tongil-type) were grown at different nitrogen fertilization levels in two seasons. These cultivars were grown in 1/5000a Wagner pot placed within four plastic houses where temperature was controlled at ambient, ambient+1.5oC, ambient+3oC and ambient+5oC throughout the rice growing season in Suwon (37o16``N, 128o59``E), Korea. The degree of temperature change affected grain yield whereas the level of nitrogen had little impact on grain yield. The number of panicle per pot and spikelet per panicle were not significantly different among temperature treatments in both cultivars tested. In contrast, 1000-grain weight and ripened grain ratio were decreased significantly under the treatments raising the air temperature to the level of 5.0oC and 1.5oC above the ambient air temperature in Dasanbyeo and Hwaseongbyeo, respectively. Reduction of 1000-grain weight and ripened grain ratio under the temperature treatments of 3.0oC and 5.0oC above the ambient air temperature resulted in significantly less grain yield for Dasanbyeo and Hwaseongbyeo, respectively. The greater sensitivity of grain yield to temperature increase in Dasanbyeo was attributable to the sharp decrease of 1000-grain weight and ripened grain ratio with the temperature rise above 23oC during ripening period. On the other hand, Hwaseongbyeo had little variation of them in the temperature range of 23-27oC. These results suggested that grain yield would decrease under future climate conditions due to grain weight decreased by shorter grain filling period as well as the ripened grain ratio reduced by spikelet sterility and early abortion of rice kernel development. Thus, it would be essential to use cultivars tolerant to heat stress for climate change adaptation, which merits further studies for developing varieties that have traits to avoid spikelet sterility and early abortion of rice kernel, e.g., early morning flowering, under heat wave.