KR102032495B1 - High-throughput phenotyping device for analysis of efficiency of water use and analysis method in rice plants thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수조의 패널에 장착되는 벼의 수분흡수량을 측정하는 수분흡수량 측정부; 촬영수단으로 상기 수조에 장착된 벼를 촬영하여, 상기 벼의 생장 상태를 측정하는 생장 측정부; 및 상기 벼의 수분흡수량 대비 상기 벼의 수분흡수량을 측정한 시기에 측정한 벼의 생장 상태를 비교하여 상기 벼의 수분 이용효율성을 분석하는 수분 이용효율성 분석부;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치에 관한 것이다.The present invention provides a water absorption measuring unit for measuring the water absorption of the rice mounted on the panel of the tank; A growth measuring unit for photographing the rice mounted in the tank with a photographing means to measure the growth of the rice; A water use efficiency analysis of rice comprising; and a water use efficiency analysis unit for analyzing the water utilization efficiency of the rice by comparing the growth state of the rice measured at the time of measuring the water absorption of the rice to the water absorption of the rice; Relates to a device.
Description
본 발명은 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water efficiency analysis device and an analysis method of rice.
일반적으로 벼의 생육에서 수분이용효율(Water use efficiency: WUE)의 특성은 크게 두 가지 측면에서 그 중요성을 갖는다. 첫 번째는 벼 생산에 있어서 절대적 요구도가 큰 농업 수자원 이용의 효율성 증진이며, 두 번째는 기후변화에 따른 작물의 가뭄 또는 염 스트레스(Drought / Salinity factor stress)에 대한 저항성 증진이다(Condon et al. 2004).In general, the characteristics of the water use efficiency (WUE) in the growth of rice is of great importance in two aspects. The first is to increase the efficiency of using agricultural water resources, which are in absolute demand in rice production, and the second is to increase the resistance to drought / salinity stress of crops due to climate change (Condon et al. 2004). ).
이런 벼의 수분이용효율의 평가는 측정 방법에 따라 식물체 수준의 수분이용효율(WUEplant)와 잎 수준의 수분이용효율(WUEleaf)로 크게 구분할 수 있다. 식물체 수준의 수분이용효율(WUEplant)은 작물체 전체의 물 요구량에 대한 건물 생산량으로 정의되며, 잎 수준의 수분이용효율(WUEleaf)은 단위 잎면적 당 증산량(transpiration)에 대한 광합성량(Photosynthesis)으로 정의할 수 있다(Liu et al. 2005).The evaluation of rice's water use efficiency can be largely classified into plant level water use efficiency (WUE plant ) and leaf level water use efficiency (WUE leaf ) according to the measurement method. Plant-level water use efficiency (WUE plant ) is defined as the building production for the water demand of the entire crop, and leaf-level water use efficiency (WUE leaf ) is defined as the photosynthesis of transpiration per unit leaf area . (Liu et al. 2005).
이러한 수분 이용효율은 식생이 흡수한 수분 중 증발산에 이용한 비율을 의미하는 것으로, 육상생태계의 수문학적 순환 및 탄소 순환의 기능을 측정할 수 있는 중요한 지표이다. 또한, 이는 특정 지역의 지후 조건이나 토지 피복과 같은 다양한 요인에 따라 변할 수 있는 것으로, 작물학이나 농림학 외에도 수자원 관리 및 산림 정책 등에 활용이 가능하다.The water utilization efficiency refers to the ratio of vegetation absorbed by the evapotranspiration and is an important indicator for measuring the function of the hydrological and carbon cycles of terrestrial ecosystems. In addition, it can be changed according to various factors such as climate conditions and land cover of a specific area, and can be used for water resource management and forest policy in addition to crop science and agro-forestry.
그러나, 생육 영상기반 이미지 분석과 수분이용량 자동측정으로 전체 식물체의 비파괴적 수분이용효율성 형질을 자동으로 대량 비파괴적 측정할 수 있는 장치에 대해서 개발되지 않은 실정이다.However, the development of a device capable of automatically and non-destructively measuring non-destructive water efficiency characteristics of the whole plant by viable image-based image analysis and automatic measurement of water consumption has not been developed.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 벼의 수분 이용효율성을 측정할 수 있는 분석장치 및 분석방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide an analysis device and an analysis method that can measure the water use efficiency of rice.
또한, 본 발명은 벼의 수분 흡수량과 벼의 생장상태를 비교하여 벼의 수분 이용효율을 측정할 수 있는 분석장치 및 분석방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide an analysis device and an analysis method capable of measuring the water utilization efficiency of rice by comparing the water absorption of rice and the growth state of rice.
본 발명의 일 실시예에서In one embodiment of the invention
수조의 패널에 장착되는 벼의 수분흡수량을 측정하는 수분흡수량 측정부;A water absorption measuring unit for measuring water absorption of rice mounted on the panel of the tank;
촬영수단으로 상기 수조에 장착된 벼를 촬영하여, 상기 벼의 생장 상태를 측정하는 생장 측정부; 및A growth measuring unit for photographing the rice mounted in the tank with a photographing means to measure the growth of the rice; And
상기 벼의 수분흡수량 대비 상기 벼의 수분흡수량을 측정한 시기에 측정한 벼의 생장 상태를 비교하여 상기 벼의 수분 이용효율을 분석하는 수분 이용효율성 분석부;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 제공한다.Rice water use efficiency analysis device comprising ;; water use efficiency analysis unit for analyzing the water use efficiency of the rice by comparing the growth state of the rice measured at the time of measuring the water absorption amount of the rice to the water absorption amount of the rice; To provide.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서Also, in another embodiment of the present invention
상기 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여,By using the rice water efficiency analysis device,
(a) 상기 수분흡수량 측정부를 이용하여 벼의 수분흡수량을 측정하는 단계;(a) measuring water absorption of rice using the water absorption measurement unit;
(b) 상기 생장 측정부를 이용하여, 벼의 생장 상태를 측정하는 단계; 및(b) measuring the growth of rice using the growth measuring unit; And
(c) 상기 수분 이용효율성 분석부를 이용하여 상기 벼의 수분흡수량 대비 벼의 생장 상태를 비교하여 벼의 수분 이용효율을 분석하는 단계;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법을 제공한다.(c) analyzing the water use efficiency of the rice by comparing the growth state of the rice to the water absorption amount of the rice using the water use efficiency analysis unit; provides a method of analyzing the water use efficiency of rice comprising.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서Further, in another embodiment of the present invention
벼의 수분 이용효율성 분석방법에 따라 벼의 생장 상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 벼의 생장상태 추정방법을 제공한다.It provides a method for estimating the growth state of the rice, characterized in that for estimating the growth state of the rice in accordance with the analysis method of water utilization efficiency of rice.
본 발명의 일실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법은 벼가 장착된 수조 내부의 변화되는 중량을 측정함으로써, 단위 시간당 벼의 수분흡수량을 용이하게 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus and an analysis method of water utilization efficiency of rice may measure the amount of water absorption of rice per unit time by measuring the weight of the inside of the tank in which rice is mounted.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법은 촬영수단을 포함함으로써, 벼의 지상부 생육 상태를 영상이미지 분석하여, 단위 시간당 벼의 생장 상태를 용이하게 측정할 수 있다.In addition, the apparatus and analysis method of the water use efficiency analysis of rice according to an embodiment of the present invention includes a photographing means, by analyzing the image image of the growth state of the ground portion of rice, it is easy to measure the growth state of rice per unit time have.
또한, 본 발명은 상기 벼의 수분흡수량과 생장 상태를 비교하여 벼의 수분 이용효율성을 용이하게 비파괴적으로 측정하고 분석할 수 있다.In addition, the present invention can be easily and non-destructively measured and analyzed the water use efficiency of rice by comparing the water absorption amount and the growth state of the rice.
본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여 벼의 수분 이용효율을 분석함으로써, 벼의 생장 예측 가능성을 확인할 수 있으며, 벼의 내재해성을 예측할 수 있는 효과가 있다.By analyzing the water use efficiency of the rice using the water use efficiency analysis device of the rice according to an embodiment of the present invention, it is possible to determine the predictability of rice growth, there is an effect that can predict the disaster resistance of rice.
또한, 상술한 벼의 수분 이용효율성 분석방법으로 벼의 일생 동안 비파괴적으로 수분이용효율성을 연속하여 측정할 수 있어서 벼의 수분이용효율성 이해에 도움이 될 뿐만 아니라, 최근 가뭄/염해 등 수분이용 제한 불량 환경으로 벼의 생산성이 부정적 영향을 받는 데 이를 극복할 수 있는 품종 개발에 활용이 가능하다. In addition, the above-described method of analyzing the water use efficiency of rice can be measured continuously and non-destructively during the lifetime of rice, which not only helps to understand the water use efficiency of rice, but also restricts water use such as recent drought / salting. Poor environment adversely affects the productivity of rice, which can be used to develop varieties that can overcome this.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법은 분석한 벼의 수분이용 효율성 형질을 기반으로 이들 불량 환경에 저항성관련 유전적 변이와 관련 표현을 구분할 수 있다.In addition, the apparatus and method for analyzing water use efficiency of rice according to an embodiment of the present invention can distinguish genetic expressions related to resistance to these poor environments based on the water use efficiency characteristics of the analyzed rice.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여, 수분 이용효율을 분석하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사용양태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 흡수량을 측정하는 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 생장 상태를 측정하는 방법의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 생장 건물중량 변화에 따른 벼의 수분 흡수량을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법으로 추정한 벼의 생장 건물중량 변화에 벼의 수분 이용효율성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 과다염 (50mM NaCl) 처리를 한 식물체와 정상조건에서 자란 벼의 수분이용효율성 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram for analyzing the water use efficiency, using the rice water efficiency analysis device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a device for analyzing water efficiency of rice according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of an apparatus for analyzing water efficiency of rice according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side view of the water utilization efficiency analysis device of rice according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the use of rice water efficiency analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of analyzing rice water efficiency according to an embodiment of the present invention.
7 is a flow chart of a method for measuring the moisture absorption amount of rice according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart of a method for measuring the growth of rice according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the water absorption of rice according to the change in dry weight of the growing rice according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing the water use efficiency of rice to the change in the weight of the building dry weight of rice estimated by the method of analyzing the water use efficiency of rice according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing changes in water efficiency of plants grown under excessive salts (50 mM NaCl) and rice grown under normal conditions according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 본 발명은 벼의 수분 흡수량을 측정하고 벼의 생장 상태를 측정하여, 상기 벼의 수분 흡수량과 생장 상태를 비교함으로써, 벼의 수분 이용효율을 측정할 수 있는 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water efficiency analysis device and analysis method of rice, and more particularly, the present invention measures the water absorption amount of rice and the growth state of the rice, to compare the water absorption amount and growth state of the rice Thus, the present invention relates to a rice water efficiency analysis device and an analysis method capable of measuring rice water efficiency.
본 발명의 일 실시예에서In one embodiment of the invention
수조의 패널에 장착되는 벼의 수분흡수량을 측정하는 수분흡수량 측정부;A water absorption measuring unit for measuring water absorption of rice mounted on the panel of the tank;
촬영수단으로 상기 수조에 장착된 벼를 촬영하여, 상기 벼의 생장 상태를 측정하는 생장 측정부; 및A growth measuring unit for photographing the rice mounted in the tank with a photographing means to measure the growth of the rice; And
상기 벼의 수분흡수량 및 상기 벼의 수분흡수량을 측정한 시기에 측정한 벼의 생장 상태를 비교하여 상기 벼의 수분 이용효율을 분석하는 수분 이용효율성 분석부;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 제공한다.Rice water use efficiency analysis device comprising ;; water use efficiency analysis unit for analyzing the water use efficiency of the rice by comparing the growth state of the rice measured at the time of measuring the water absorption amount of the rice and the water absorption amount of the rice; To provide.
보다 구체적으로, 상기 수분흡수량 측정부는 내부에 물이 채워지는 상기 수조와 상기 수조의 상부에 안착되어 상기 벼가 장착되는 다수개의 홀이 형성된 패널이 설치되는 판 형태의 본체, 상기 수조를 상하로 견인시키는 수조 견인수단, 상기 벼가 장착된 패널을 상하로 견인시키는 패널 견인수단 및 상기 수조의 하부에 설치되어, 상기 수조의 중량을 측정하는 중량센서를 포함한다.More specifically, the water absorption amount measuring unit is a plate-shaped main body is installed in the water tank and the panel formed with a plurality of holes for mounting the rice is mounted on the top of the tank, the tank is pulled up and down It includes a water tank towing means, a panel towing means for towing the panel on which the rice is mounted up and down, and a weight sensor installed in the lower portion of the water tank to measure the weight of the water tank.
이때, 상기 수조를 상부로 견인시킨 후 상기 중량센서로 수조의 제1중량을 측정하고, 그 후에 상기 패널을 상부로 견인시킨 후 상기 수조의 제2중량을 측정하여, 상기 패널에 장착되는 벼의 수분흡수량을 측정할 수 있다.In this case, the first weight of the tank is measured by the weight sensor after the tank is towed to the upper part, and then the second weight of the tank is measured after the panel is towed to the upper part of the rice mounted on the panel. The water absorption can be measured.
한편, 상기 수분흡수량 측정부는 상기 수조 및 패널의 견인 전과 후의 수조의 중량을 각각 저장하는 제1저장수단 및 상기 제1저장수단에 저장된 수조 및 패널의 견인 전과 후의 수조의 중량을 비교하여, 상기 벼의 수분 흡수량을 측정하는 제1비교수단을 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the water absorption amount measuring unit compares the weight of the first storage means for storing the weight of the tank before and after the towing of the water tank and the panel, and the weight of the water tank before and after the towing of the water tank and the panel stored in the first storage means, respectively. It may further include a first comparison means for measuring the moisture absorption amount of.
특정 양태로서, 한편, 상기 수조 견인수단은 제1지지대 및 제2지지대를 포함하며, 상기 제1지지대는 제2지지대에 삽입되거나 인출되도록 이루어질 수 있다.As a specific aspect, on the other hand, the tank traction means includes a first support and a second support, the first support may be made to be inserted into or withdrawn from the second support.
또한, 상기 패널은 한 쌍의 걸림편이 형성될 수 있으며, 상기 본체는 상기 걸림편에 대응되는 견인 프레임, 상기 본체의 양측에 설치되며, 상기 견인 프레임이 수용되는 한 쌍의 수용부 및 상기 수용부의 타측에 수용되어, 수직방향으로 슬라이딩 이동 가능한 견인로드를 포함하며, 상기 견인로드의 이동에 의해서, 상기 견인 프레임은 상기 걸림편을 지지한 상태로 슬라이딩 이동하여 상기 패널을 상부로 견인시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the panel may be provided with a pair of engaging pieces, the main body is installed in the traction frame corresponding to the engaging piece, both sides of the main body, a pair of accommodating portion to accommodate the traction frame and the accommodating portion A towing rod accommodated on the other side and slidably movable in a vertical direction, and by the movement of the towing rod, the towing frame slides in a state of supporting the locking piece to tow the panel upwards. do.
또한, 상기 한 쌍의 수용부의 내측에 설치되어, 상기 한 쌍의 수용부의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 폭 조절수단을 포함할 수 있다.In addition, it may include a width adjusting means which is installed inside the pair of accommodating parts to adjust the width of the pair of accommodating parts.
아울러, 상기 생장 측정부는 상기 촬영수단의 촬영간격을 설정하는 촬영간격 조절수단, 상기 설정된 촬영간격으로 획득한 복수개의 이미지를 저장하는 제2저장수단 및 상기 저장된 복수개의 이미지를 비교하여 상기 벼의 생장상태를 측정하는 제2비교수단을 포함할 수 있다.In addition, the growth measuring unit compares the shooting interval adjusting means for setting the shooting interval of the photographing means, the second storage means for storing a plurality of images obtained at the set shooting interval and the plurality of stored images to grow the rice It may include a second comparison means for measuring the state.
특정 양태로서, 상기 제2비교수단은 상기 복수개의 이미지의 면적값을 비교할 수 있다.In a particular aspect, the second comparing means may compare the area values of the plurality of images.
다른 양태로서, 상기 제2비교수단은 상기 복수개의 이미지의 픽셀값을 비교할 수 있다.In another aspect, the second comparing means may compare pixel values of the plurality of images.
본 발명의 다른 실시예에서,In another embodiment of the invention,
상기 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여,By using the rice water efficiency analysis device,
(a) 상기 수분흡수량 측정부를 이용하여 벼의 수분흡수량을 측정하는 단계;(a) measuring water absorption of rice using the water absorption measurement unit;
(b) 상기 생장 측정부를 이용하여, 벼의 생장 상태를 측정하는 단계; 및(b) measuring the growth of rice using the growth measuring unit; And
(c) 상기 수분 이용효율성 분석부를 이용하여 상기 벼의 수분흡수량 대비 벼의 생장 상태를 비교하여 벼의 수분 이용효율을 분석하는 단계;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법을 제공한다.(c) analyzing the water use efficiency of the rice by comparing the growth state of the rice to the water absorption amount of the rice using the water use efficiency analysis unit; provides a method of analyzing the water use efficiency of rice comprising.
이때, 상기 (a) 단계는At this time, the step (a)
상기 수조를 상부로 견인시키는 단계, 상기 견인된 수조의 중량을 측정하는 제1중량 측정단계, 상기 패널을 상부로 견인시키는 단계, 상기 패널이 견인된 수조의 중량을 측정하는 제2중량 측정 단계 및 상기 제1중량과 제2중량을 비교하여, 상기 벼의 수분 흡수량을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.Towing the tank to the top, a first weight measuring step of measuring the weight of the towed tank, towing the panel to the top, a second weight measuring step of measuring the weight of the tank to which the panel is towed; Comparing the first weight and the second weight, it may include the step of measuring the water absorption of the rice.
상기 벼의 수분 흡수량은 제1중량 및 제2중량의 차이값인 것을 특징으로 하며, 상기 제1 및 2중량 측정단계는 소정 주기 간격으로 측정할 수 있다.The water absorption of the rice is characterized in that the difference between the first weight and the second weight, the first and second weight measurement step can be measured at predetermined intervals.
여기서, 소정 주기 간격이라 함은 1일 간격일 수 있다.Here, the predetermined cycle interval may be a daily interval.
참고로, 상기 주기가 1일로 정한 것은 하루 동안 식물의 수분관계가 낮과 밤에 따라 또는 일중 광도와 습도에 의하여 영향을 받을 수 있기 때문에 특정 시간에 매일 측정하는 것이 데이터의 품질을 높일 수 있기 때문이다.For reference, the cycle is set to 1 day because daily measurement at a specific time can improve the quality of the data because the moisture relationship of the plant during the day can be affected by day and night or by the intensity and humidity of the day. to be.
아울러, 상기 (b) 단계는In addition, the step (b)
상기 촬영수단의 촬영간격을 소정 주기 간격으로 설정하는 단계, 상기 소정 주기 간격으로 촬영된 벼의 복수개의 이미지를 획득하는 단계 및 상기 소정 주기 간격으로 촬영된 복수개의 이미지를 비교하여 상기 벼의 생장상태를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.Setting the photographing interval of the photographing means at predetermined periodic intervals, obtaining a plurality of images of rice photographed at the predetermined periodic intervals, and comparing the plurality of images photographed at the predetermined periodic intervals and growing the rice It may include the step of measuring.
특정 양태로서, 상기 벼의 생장 상태를 측정하는 단계는 상기 촬영된 복수개의 이미지의 면적값을 비교하는 것일 수 있으며, 다른 양태로서, 상기 벼의 생장 상태를 측정하는 단계는 상기 촬영된 복수개의 이미지의 픽셀값을 비교하는 것일 수 있다.In a particular embodiment, the step of measuring the growth state of the rice may be comparing the area values of the plurality of images taken, In another aspect, the step of measuring the growth state of the rice is the plurality of images taken It may be to compare the pixel values of.
본 발명의 또 다른 실시예에서,In another embodiment of the invention,
상기 벼의 수분 이용효율성 분석방법에 따라 벼의 생장 상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 벼의 생장상태 추정방법을 제공한다.It provides a method for estimating the growth state of the rice, characterized in that for estimating the growth state of the rice in accordance with the water efficiency analysis method of the rice.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적 이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석 되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 발명으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석 되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors properly define the concept of terms in order to explain their invention as the best invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, which can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여, 수분 이용효율을 분석하는 개념도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 측면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사용양태도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법의 순서도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 흡수량을 측정하는 방법의 순서도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 생장 상태를 측정하는 방법의 순서도, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 생장 건물중량 변화에 따른 벼의 수분 흡수량을 나타낸 그래프, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법으로 추정한 벼의 생장 건물중량 변화에 벼의 수분 이용효율성을 나타낸 그래프, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 과다염 (50mM NaCl) 처리를 한 식물체와 정상조건에서 자란 벼의 수분이용효율성 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram for analyzing the water use efficiency using the water use efficiency analysis device of rice according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view of the water use efficiency analysis device of rice according to an embodiment of the
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 11, a device and an analysis method for analyzing water efficiency of rice according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여 수분 이용효율을 분석하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram for analyzing the water use efficiency using the water use efficiency analysis device of rice according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은 벼의 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치(10)는 벼의 수분흡수량을 측정하는 수분흡수량 측정부(100), 상기 벼를 촬영하여, 획득한 이미지 분석으로 상기 벼의 생장 상태를 비파괴적으로 측정하는 생장 측정부(200) 및 상기 벼의 수분흡수량 대비 상기 벼의 생장상태를 비교하여 상기 벼의 수분 이용효율을 분석하는 알고리즘을 포함한 수분 이용효율성 분석부(300)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the present invention relates to a water efficiency analysis device and analysis method of rice, the water
즉, 본 발명에 따른 벼가 수분 이용효율성 분석장치 및 분석방법은 벼의 수분 흡수량을 측정하고 벼의 생장 상태를 측정하여, 상기 벼의 수분 흡수량 대비 생장 상태를 비교함으로써, 벼의 수분 이용효율을 측정할 수 있다.That is, the apparatus for analyzing the water utilization efficiency of rice plants according to the present invention measures the water absorption of rice and the growth state of rice, and compares the growth state to the water absorption of rice, thereby improving the water utilization efficiency of rice. It can be measured.
여기서, “수분이용 효율성(water-use efficiency)” 이라 함은 관개된 수분중 단위시간에 식물의 뿌리가 흡수한 수분량 변화에 대비하여 단위시간에 식물의 생장량의 변화를 일컷는 것으로, 본 발명에서 벼의 수분이용 효율성은 자동 무게측정으로 단위기간에 뿌리에서 흡수된 수분량 대비 벼가 동일한 단위기간에 지상부의 얻은 식물체의 이미지 분석에서 얻은 생장량의 변화 비율을 의미한다.Here, the term "water-use efficiency" refers to a change in the growth of the plant at the unit time in preparation for the change in the amount of water absorbed by the root of the plant at the unit time in the irrigated water. Moisture use efficiency of is the ratio of the change in the amount of growth obtained from the image analysis of plants obtained above the ground in the same unit period compared to the amount of water absorbed from the root in the unit period by automatic weighing.
또한, 본 명세서에서 “비파괴적”이라 함은 식물의 일부 또는 전체를 파괴하지 않은 상태에서 식물의 특성을 측정하는 것을 의미한다.In addition, the term "non-destructive" as used herein means measuring the properties of the plant without destroying part or all of the plant.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a device for analyzing water efficiency of rice according to an embodiment of the present invention.
도 2에 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치(10)는 벼의 생장 상태를 측정하는 수분흡수량 측정부(100), 생장 측정부(200) 및 수분 이용효율성 분석부(300)를 포함한다.Referring to Figure 2, the water use
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 측면도이다.3 is a perspective view of a rice water efficiency analysis device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a side view of a rice water efficiency analysis device according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 도 3과 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시에 따른 벼의 수분흡수량을 측정할 수 있는 수분흡수량 측정부를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to Figures 3 and 4, it will be described in detail the water absorption amount measurement unit that can measure the water absorption amount of rice according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치는 판형태의 본체(110), 상기 본체(110)에 설치되며, 내부에 물이 채워지는 수조(111), 상기 수조(111)의 상부에 안착되며, 벼(10)가 재식되는 다수개의 홀(121)이 형성된 패널(120), 상기 수조(111)의 하부에 설치되어, 상기 수조의 중량을 측정하는 중량센서(150), 상기 수조(111)을 상하로 견인시키는 수조 견인수단(130), 상기 패널(120)을 상하로 견인시키는 패널 견인수단(140)을 포함한다.Water utilization efficiency analysis device of rice according to an embodiment of the present invention is installed in the
먼저, 상기 수조(111)은 수분 이용효율을 측정하고자 하는 벼(10)의 크기에 따라 다양한 크기로 제작 가능하며, 내부에 물이 채워지는 공간이 마련될 수 있는 것으로, 본 발명의 본체(110) 상에 설치될 수 있다.First, the
또한, 상기 패널(120)은 그 표면에 상하로 관통된 복수개의 홀(121)이 관통 형성된 구조로 형성되어 수분 이용효율을 측정하고자 하는 벼(10)이 각각의 홀(121)에 식재되는 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기 수조(111)의 상단에 용이하게 안착될 수 형태로 형성될 수 있다.In addition, the
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 중량센서(150)는 상기 수조(111)의 수직방향으로 전달되는 중량을 측정하기 위해, 상기 수조(111)의 하부에 마련될 수 있다.In addition, the
보다 구체적으로, 상기 중량센서는 로드셀 센서일 수 있으며, 상기 로드셀 센서는 알루미늄 금속 막대의 중심부분을 다양한 형태로 타공하여 적절한 탄성력을 부여하고, 하중에 의해 알루미늄 막대의 표면이 휘어지는 정도를 미세하게 계측할 수 있는 센서일 수 있으며, 이는 전자저울 등에 사용되는 통상의 로드셀 센서일 수 있다.More specifically, the weight sensor may be a load cell sensor, and the load cell sensor imparts appropriate elastic force by drilling the central portion of the aluminum metal rod in various forms, and finely measures the degree of bending of the surface of the aluminum rod by the load. It may be a sensor, which may be a conventional load cell sensor used in electronic balances and the like.
이에 더하여, 상기 수분흡수량 측정부(100)는 상기 수조(111)를 견인하고, 상기 패널(120)을 견인하기 전의 제1중량과 상기 수조(111) 및 패널(120)을 상부로 견인한 후의 수조의 중량을 측정한 제2중량값을 각각 저장할 수 있는 제1저장수단을 포함하고, 상기 제1저장수단에 저장된 제1중량값과 상기 수조(111) 및 패널을 견인한 후의 수조의 중량인 제2중량을 비교하여, 상기 벼의 수분 흡수량을 측정하는 제1비교수단을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the water absorption
여기서 “제1중량”이라 함은 벼가 상기 수조(111)의 패널(120)에 재식된 상태에서, 상기 수조(111)를 상부로 견인하고, 상기 패널(120)을 상부로 견인시키기 전의 수조의 중량을 의미한다.Here, the “first weight” refers to a tank before towing the
또한, “제2중량”이라 함은 벼가 상기 수조의 패널(120)에 재식된 상태에서, 상기 수조(111)를 상부로 견인하고, 상기 패널(120) 또한 상기 수조(111)로부터 상부로 견인시킨 후의 수조의 중량을 의미한다.In addition, the term "second weight" refers to pulling the
한편, “벼의 수분흡수량”이라 함은 상기 제1중량과 제2중량의 차이 중량을 의미할 수 있으며, 보다 상세하게는 제1중량에서 제2중량을 뺀 값을 의미할 수 있다.Meanwhile, the term “water absorption amount of rice” may mean a difference weight between the first weight and the second weight, and more specifically, may mean a value obtained by subtracting the second weight from the first weight.
이때, 상기 제1저장수단은 상기 제1중량과 제2중량을 저장하기 위한 수단일 수 있으며, 상기 제1비교수단은 상기 제1중량과 제2중량의 차이를 비교하여 벼의 수분흡수량을 측정하기 위한 수단일 수 있다.In this case, the first storage means may be a means for storing the first weight and the second weight, the first comparison means compares the difference between the first weight and the second weight to measure the water absorption of rice It may be a means for.
한편, 상기 제1중량과 제2중량을 측정하기 위해서는 소정의 주기 간격이 있을 수 있으며, 이에 따라 상기 수조 견인수단 및 패널 견인수단이 작동할 수 있다.On the other hand, there may be a predetermined interval interval to measure the first weight and the second weight, and thus the tank towing means and the panel towing means can operate.
상기 수조 견인수단 및 패널 견인수단의 작동시간을 설정할 수 있으며, 구체적으로, 벼를 상기 수조에 재식하고 1 시간 후에 수조를 견인할 수 있으며, 그 후 1 일 후에 상기 패널을 견인시킬 수 있다.It is possible to set the operation time of the tank towing means and the panel towing means, specifically, planting rice in the tank and towing the tank one hour later, the panel can be towed after one day thereafter.
이는 반복적으로 행해질 수 있다.This can be done repeatedly.
한편, 벼를 상기 수조에 재식하고 1시간 미만 이였을 때 수조를 견인하면, 주변환경의 영향을 크게 받아 데이터의 불안정 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, when planting rice in the tank and less than one hour towing the tank, the instability of the data may be greatly affected by the surrounding environment.
매일 동일한 시간에 일장, 광량 등 유사한 환경에서 데이터를 얻어 신뢰도를 높일 수 있기 때문에 상기 재식한 벼에 안정성을 부여한 후 1일 후에 패널을 견인시킬 수 있다.Since the data can be obtained in a similar environment such as daily work, light quantity, etc. at the same time every day, the panel can be pulled one day after the stability is given to the planted rice.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 수조 견인수단(130)은 제1지지대(131), 제2지지대(132) 및 수조 견인모터(133)를 포함하여 구성된다.In addition, the tank pull means 130 according to an embodiment of the present invention comprises a
보다 구체적으로, 상기 수조 견인수단(130)은 플레이트(160)와 수조(111) 사이에 설치되는 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 수조(111)을 지지하며, 플레이트로(160)부터 견인시킬 수 있다.More specifically, the tank towing means 130 is installed between the
여기서 “플레이트”는 상기 수조 견인수단(130)이 설치되는 공간을 제공하는 것으로, 상기 플레이트(160)는 평편한 바닥면에 설치될 수 있다. 일 예로, 상기 수조 견인수단(130)의 일측은 수조(111)의 하단에서 상기 수조(111)을 지지하며, 상기 수조 견인수단(130)의 타측은 플레이트(160)의 상단에 연결될 수 있다.Here, the "plate" is to provide a space in which the tank traction means 130 is installed, and the
특히, 상기 수조 견인수단(130)은 상기 수조(111)을 지지하며, 수조 견인모터(133)에 의해서 상기 수조(111)을 상하로 구동될 수 있다.In particular, the tank traction means 130 may support the
보다 구체적으로, 상기 수조 견인수단(130)은 제1지지대(131) 및 제2지지대(132)를 포함하며, 상기 제1지지대(131)는 제2지지대(132)에 삽입하거나 인출되도록 이루어져, 안테나와 같이, 신장 수축되도록 이루어질 수 있다.More specifically, the tank traction means 130 includes a
한편, 상기 수조 견인수단은 상하구동 엑츄에이터일 수 있으며, 상기 상하구동 엑츄에이터(130)는 일반 의자와 같이 가스 실린더로 이루어질 수 있으며, 다른 양태로는 전동모터, 유압식 엑츄에이터 등으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the tank traction means may be a vertical drive actuator, the
이에 더하여, 본 발명의 패널(120)은 한 쌍의 걸림편(122)이 형성될 수 있으며, 상기 패널(120)의 양측 모서리에 한 쌍의 걸림편(122)이 형성될 수 있다.In addition, the
이러한 걸림편(122)은 후술하게 되는 패널 견인수단(140)에 의해서, 상기 패널(120)을 견인하기 위한 수단일 수 있다.The
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 견인수단(140)은 견인 프레임(141), 수용부(142), 견인로드(143) 및 패널 견인모터(144)를 포함한다.In addition, the panel towing means 140 according to an embodiment of the present invention includes a
보다 구체적으로, 상술한 상기 패널 견인수단(140)은 본체(110)에 포함되는 구성으로, 상기 본체(110)의 양측에 견인 프레임(141)이 수용되는 한 쌍의 수용부(142)가 형성될 수 있다More specifically, the panel traction means 140 described above is included in the
상기 견인 프레임(140)의 일측은 패널(120)의 걸림편(122)에 대응될 수 있으며, 타측은 상기 수용부(142)에 수용될 수 있다. 특히, 상기 패널 견인수단(140)의 구동전에는 상기 견인 프레임(140)의 일측은 상기 걸림편(122)으로부터 소정거리 이격되도록 형성될 수 있다.One side of the
일 예로 상기 견인 프레임(140)은 ‘┏’ 및 ‘┓’ 형태일 수 있으며, 일측이 상기 걸림편(122)에 대응되어 상기 패널 견인수단(140)의 구동에 의해서 상기 견인 프레임(141)이 상부로 견인되어, 상기 패널(120)의 걸림편(122)을 지지함으로써, 상기 패널(120)을 상부로 견인시킬 수 있다.For example, the towing
한편, 상기 수용부(142)의 상부는 견인 프레임(141)이 수용되며, 하부는 견인로드(143)가 수용될 수 있으며, 상기 견인로드(143)는 패널 견인모터(144)의 구동에 의해서, 상기 견인로드(143)를 수직방향으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.On the other hand, the upper portion of the receiving
이때, 상기 패널 견인모터(144)는 통상의 상하구동 액츄에이터일 수 있다.In this case, the
아울러, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치는 촬영수단(210)으로 수조에 재식된 벼를 촬영하여, 상기 벼의 생장 상태를 측정할 수 있는 생장 측정부(200)를 포함한다.In addition, referring to Figure 2, the water utilization efficiency analysis apparatus of the rice according to an embodiment of the present invention by photographing the rice planted in the tank by the photographing means 210, the growth that can measure the growth state of the rice It includes a measuring
보다 구체적으로, 상기 생장 측정부(200)는 촬영수단(210). 상기 촬영수단(210)의 촬영간격을 설정하는 촬영간격 조절수단(220), 상기 설정된 촬영간격으로 획득한 복수개의 이미지를 저장하는 제2저장수단(230) 및 상기 저장된 복수개의 이미지를 비교하여 상기 벼의 생장상태를 측정하는 제2비교수단(240)을 포함한다.More specifically, the
한편, 제2비교수단(240)은 상술한 복수개의 이미지의 면적값을 비교할 수 있다.On the other hand, the second comparison means 240 may compare the area values of the plurality of images described above.
상기 촬영수단(210)은 모니터링 시스템에서 사용되는 통상의 카메라 등일 수 있으며, 촬영간격 조절수단(220)은 상기 촬영수단(210)에 포함되어 촬영간격을 조절할 수 있는 통상의 촬영간격 조절수단(220)일 수 있다.The photographing means 210 may be a conventional camera or the like used in the monitoring system, and the photographing interval adjusting means 220 is included in the photographing means 210 and the usual photographing interval adjusting means 220 may adjust the photographing interval. May be).
여기서, “촬영간격”이라 함은 상술한 소정 주기 간격을 의미하는 것으로, 상기 수분흡수량 측정부(100)로 측정하는 제1중량 및 제2중량을 측정하는 주기와 동일한 주기일 수 있다.Here, the "shooting interval" refers to the above-described predetermined period intervals, and may be the same period as the period for measuring the first weight and the second weight measured by the moisture absorption
즉, 제1중량을 측정할 때, 상기 촬영수단(150)을 이용하여 제1이미지를 측정할 수 있으며, 제2중량을 측정할 때, 제2이미지를 측정할 수 있다. 본 명세서에서, 제1중량, 제2중량, 제1이미지 및 제2이미지로 한정하지만, 이는 편의를 위해서 한정한 것일 뿐, 이에 한정하는 것은 아니다.That is, when the first weight is measured, the first image may be measured using the photographing means 150, and when the second weight is measured, the second image may be measured. In the present specification, it is limited to the first weight, the second weight, the first image, and the second image, but the present invention is only limited for convenience and is not limited thereto.
한편, 상기 소정 주기 간격으로 촬영한 복수개의 이미지를 제2저장수단(230)에 저장될 수 있으며, 상기 제2저장수단(230)에서 저장된 이미지의 면적 또는 픽셀값을 제2비교수단에서 비교하여 벼의 생장상태를 측정할 수 있다.On the other hand, a plurality of images taken at predetermined intervals may be stored in the second storage means 230, by comparing the area or pixel value of the image stored in the second storage means 230 in a second comparison means The growth of rice can be measured.
하나의 예로써, 상기 생장측정부(200)를 이용하여 상기 소정 주기 간격에 따라 벼를 촬영한 제1이미지와 제2이미지의 잎의 면적값 또는 픽셀값을 비교함으로써, 벼의 생장 상태를 측정할 수 있다. 참고로, 영상 촬영한 이미지를 추출하고, 추출된 영상이미지의 픽셀값을 계산하여 면적을 계산할 수 있다.As an example, by using the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사용 양태도를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a mode of use of the rice water efficiency analysis device according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석장치의 사용양태를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to Figure 5, to explain the use of the rice water efficiency analysis device according to an embodiment of the present invention.
도 5(A) 는 벼의 수분 이용효율성 분석장치 구동전을 나타낸 도면이며, 도 5(B)는 수조 견인수단을 이용하여, 수조를 상부로 견인시킨 모습을 나타낸 도면이며, 도 5(C)는 수조를 상부로 견인시킨 상태에서 패널 견인수단을 이용하여, 벼가 재식되어 있는 패널을 상부로 견인시킨 모습을 나타낸 도면이다.Figure 5 (A) is a view showing before the water utilization efficiency analysis device of rice, Figure 5 (B) is a view showing a state in which the tank is towed to the top by using the tank towing means, Figure 5 (C) Is a view showing a state in which the rice is planted towing the panel to the top by using the panel towing means in the state towing the tank to the top.
보다 구체적으로, 수조(111)을 수분 이용효율성 분석장치로 이송시킨 후, 상기 수조(111)이 설치되는 본체를 수조 견인수단(130)을 이용하여, 플레이트(160)를 기준으로 상부로 견인시키고, 이때, 상기 수조(111)의 하부에 설치된 중량센서(150)를 이용하여, 상기 수조의 중량인 제1중량을 측정한다.More specifically, after the
이때, 상기 제2중량을 측정함과 동시에 촬영수단(210)을 이용하여, 상기 벼의 전면을 촬영한다.At this time, the second weight is measured and the front surface of the rice is photographed using the photographing
그리고, 후술하게 되는 폭 조절수단(180)을 이용하여, 견인 프레임(141)이 상기 패널(120)에 형성된 걸림편(122)에 대응되도록 상기 견임 프레임(141)을 조절한 후, 상기 패널 견인수단(140)을 이용하여 상기 패널(120)을 상기 수조(111)로부터 상부로 견인시킨다.Then, using the width adjusting means 180 to be described later, after adjusting the
이후, 수조 내부의 수량이 안정화될 때까지 기다린 후, 촬영수단(210)로 벼의 상태를 촬영하고 특징을 도출한다.Then, after waiting until the amount of water in the tank is stabilized, the state of the rice with the photographing means 210 to derive the characteristics.
그리고 수조의 수량이 안정화되면 상기 수조의 중량인 제2중량을 측정한다.When the quantity of the tank is stabilized, the second weight, which is the weight of the tank, is measured.
상술한 바와 같이, “제1중량”이라 함은 상기 수조를 견인시킨 후에 물이 담긴 수조의 중량을 의미할 수 있다. “제2중량”이라 함은 수조를 견인시키고 패널을 견인시킨 후에 물이 담긴 수조의 중량을 의미한다.As described above, the “first weight” may refer to the weight of the water tank containing the water after the tank is towed. "Second weight" means the weight of a water bath after towing the water tank and towing the panel.
이때, 제1중량값에서 제2중량값의 차이가 벼의 수분 흡수량이 된다. 이러한 벼의 수분 흡수량을 계산하고, 상기 촬영수단(210)로 촬영한 영상에서 벼의 생장 상태를 측정할 수 있다.At this time, the difference between the first weight value and the second weight value is the water absorption amount of rice. The amount of water absorption of the rice may be calculated, and the growth state of the rice may be measured in the image photographed by the photographing
상기 벼의 특정 단위기간내 지상부의 생장상태의 변화량과 동일한 특정단위기간내 지하부의 수분흡수량 변화량을 비교하여 벼의 수분 이용효율을 분석할 수 있다.The water use efficiency of rice can be analyzed by comparing the change of the water absorption amount of the underground part in the same unit period with the amount of change in the growth state of the ground part in the specific unit period of the rice.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 흡수량을 측정하는 방법의 순서도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법의 순서도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 생장 상태를 측정하는 방법의 순서도이다.6 is a flow chart of a method for measuring the water absorption of rice according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a flow chart of a method of analyzing the water use efficiency of rice according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a present invention Is a flowchart of a method for measuring the growth of rice according to an embodiment of the.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to Figures 6 to 8, it will be described a method of analyzing the water use efficiency of rice according to the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법은Moisture efficiency analysis method of rice according to an embodiment of the present invention
벼의 수분 이용효율성 분석장치를 이용하여,Using rice water efficiency analysis device,
(a) 상기 수분흡수량 측정부를 이용하여 벼의 수분흡수량을 측정하는 단계(S100);(A) measuring the water absorption of rice using the water absorption unit (S100);
(b) 상기 생장 측정부를 이용하여, 벼의 생장 상태를 측정하는 단계(S200); 및(b) measuring the growth state of rice using the growth measuring unit (S200); And
(c) 상기 수분 이용효율성 분석부를 이용하여 상기 벼의 수분흡수량 대비 벼의 생장 상태를 비교하여 벼의 수분 이용효율을 분석하는 단계(S300);를 포함한다.(c) analyzing the water utilization efficiency of rice by comparing the growth state of rice with respect to the water absorption amount of the rice using the water efficiency analysis unit (S300).
먼저, 벼의 수분 이용효율을 분석하기 위해서는 벼의 수분 흡수량을 측정(S100)할 수 있다.First, in order to analyze the water utilization efficiency of rice, it is possible to measure the water absorption of rice (S100).
이는 상술한 바와 같이, 내부에 물이 담기며, 벼가 재식된 수조의 중량을 측정하고, 상기 벼를 견인 시킨 후의 수조 내부의 중량을 측정하여 비교할 수 있다.As described above, the water is contained therein, and the weight of the tank in which rice is planted can be measured, and the weight of the tank after towing the rice can be measured and compared.
보다 구체적으로, 상기 수조 견인수단을 이용하여, 상기 수조를 상부로 견인시키는 단계(S110), (b) 상기 견인된 수조의 중량을 측정하는 제1중량 측정단계(S120), 특정기간 이후 동일 수조의 상기 패널 견인수단을 이용하여, 상기 패널을 상부로 견인시키는 단계(130), 상기 수조의 중량을 측정하는 제2중량 측정 단계(S140) 및 상기 제1중량과 제2중량을 비교하여, 상기 벼의 수분 흡수량을 측정하는 단계(S150)를 포함한다.More specifically, by using the tank towing means, towing the tank to the upper step (S110), (b) the first weight measuring step (S120) for measuring the weight of the towed tank, the same tank after a specific period By using the panel pulling means of the towing the panel to the upper step (130), the second weight measuring step (S140) for measuring the weight of the tank and the first weight and the second weight by comparing, And measuring the water absorption of rice (S150).
여기서, 수조 견인수단 및 패널 견인수단의 사용방법은 상술한 것으로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the method of using the tank traction means and the panel traction means is described above, and a detailed description thereof will be omitted.
한편, 상기 수조 견인수단 및 패널 견인수단의 작동시간을 설정할 수 있으며, 구체적으로, 벼를 상기 수조에 재식하고 1 시간 후에 수조를 견인할 수 있으며, 그 후 1 일 후에 상기 패널을 견인시킬 수 있다.On the other hand, it is possible to set the operating time of the tank towing means and the panel towing means, specifically, to plant the rice in the tank and tow the tank after one hour, it is possible to tow the panel after one day thereafter. .
이는 반복적으로 행해질 수 있다.This can be done repeatedly.
한편, 벼를 상기 수조에 재식하고 1시간 미만이였을 때 수조를 견인하면, 주변환경의 영향을 크게 받아 데이터의 불안정 문제가 발생할 수 있으며, 1일 간격으로 패널을 견인시키는 것은 매일 동일한 시간에 일장, 광량 등 유사한 환경에서 데이터를 얻어 신뢰도를 높일 수 있기 때문이다.On the other hand, when rice is planted in the tank and towed the tank when it is less than one hour, the instability of the data may occur due to the influence of the surrounding environment, and towing the panel at the same time every day may be done at the same time every day. This is because the data can be obtained in a similar environment such as the amount of light, the amount of light, and the reliability can be increased.
아울러, 상기 생장 측정부를 이용하여, 벼의 생장 상태를 측정하는 단계(S200)는 상기 촬영수단의 촬영간격을 소정 주기 간격으로 설정하는 단계(S210), 상기 소정 주기 간격으로 촬영된 벼의 복수개의 이미지를 획득하여, 상기 벼의 특징을 추출하는 단계(220) 및 상기 소정 주기 간격으로 촬영된 복수개의 이미지를 비교하여 상기 벼의 생장상태를 측정하는 단계(S230)을 포함할 수 있다.In addition, the step of measuring the growth state of the rice using the growth measuring unit (S200) is a step of setting the shooting interval of the photographing means at a predetermined periodic interval (S210), a plurality of rice photographed at the predetermined periodic intervals Obtaining an image, extracting a feature of the
여기서, 상기 “벼의 특징”이라 함은 벼 지상부(줄기 및 잎)의 면적을 의미할 수 있으며, 지상부 전체 면적을 표시하는 이미지 픽셀을 추출함으로써, 상기 벼의 특징을 추출할 수 있다. Here, the “characteristic of the rice” may refer to the area of rice tops (stalks and leaves), and the feature of the rices may be extracted by extracting image pixels indicating the entire area of the tops.
이때, 상기 추정된 벼의 생장 상태와 상기 벼의 수분 흡수량을 비교하여 상기 벼의 수분 이용효율을 측정할 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 벼의 수분 흡수량 대비 벼의 생장 상태를 의미하는 것으로, 보다 상세하게는 벼의 수분 흡수량 대비 벼의 생장률을 의미할 수 있다.In this case, the water utilization efficiency of the rice can be measured by comparing the estimated growth state of the rice with the water absorption of the rice. As described above, it means the growth state of rice compared to the amount of water absorption of rice, and more specifically, it may mean the growth rate of rice compared to the amount of water absorption of rice.
상술한 바와 같이 벼의 수분 이용효율을 측정함으로써, 벼의 생장 예측 가능성을 확인할 수 있으며, 벼의 수확시기를 예측할 수 있는 효과가 있다.As described above, by measuring the water utilization efficiency of the rice, it is possible to confirm the predictability of the growth of the rice, there is an effect that can predict the harvest time of the rice.
아울러, 상술한 벼의 수분 이용효율성 분석방법에 따라 벼의 생장 상태를 추정할 수 있으며, 보다 상세하게는 상기 기측정한 벼의 수분 이용효율에 따라 상기 벼의 수분흡수량을 구할 수 있으며, 이에 따라 벼의 생장상태를 예측할 수 있다.In addition, it is possible to estimate the growth state of the rice according to the above-described method of analyzing the water use efficiency of the rice, and more specifically, it is possible to obtain the water absorption of the rice according to the measured water use efficiency of the rice, accordingly The growth of rice can be predicted.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법으로 추정한 벼의 생장에 따른 벼의 수분 흡수량을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the amount of water absorption of rice according to the growth of rice estimated by the method of analyzing the water use efficiency of rice according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 벼의 수분 흡수량과 벼의 생장은 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났으며, 보다 구체적으로 벼의 생장이 증가할수록 벼의 수분 흡수량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 9, it was found that the water absorption of rice and the growth of rice were closely related, and more specifically, the water absorption of rice increased as the growth of rice increased.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 생장 건물중 변화에 따른 벼의 수분 흡수량을 나타낸 그래프이다. Figure 9 is a graph showing the water absorption of rice according to the change in the growth of the building according to an embodiment of the present invention.
도 9는 지상부에서 벼의 생장량의 변화와 지하부의 수분 흡수량의 변화와 직접적인 관계가 있음을 나타내어 주고 있다. 이 관계성은 지하부 수분량 측정으로 지상부의 생장량을 예측 가능함을 나타내고 있다. Figure 9 shows that there is a direct relationship between the change in the amount of rice growth in the ground portion and the change in water absorption in the underground portion. This relationship indicates that the growth of the ground can be predicted by measuring the moisture content in the ground.
아울러, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벼의 수분 이용효율성 분석방법으로 추정한 벼의 생장 건물중 변화에 벼의 수분 이용효율성을 나타낸 그래프이다.In addition, Figure 10 is a graph showing the water use efficiency of rice to the change in the growth of the building of rice estimated by the method of analyzing the water use efficiency of rice according to an embodiment of the present invention.
도 10은 특정기간내에 측정된 수분이용효율성 형질이 특정기간내 식물의 생장량과 매우 밀접한 관계가 있음을 나타내고 있다. 이 관계성은 동 시스템과 방법으로 자동측정한 수분이용효율성이 식물 생장을 예측하는 데 유효성이 높음을 제시하고 있다.10 shows that the water efficiency trait measured within a certain period is closely related to the growth rate of the plant within a certain period. This relationship suggests that the water use efficiency measured automatically by this system and method is highly effective in predicting plant growth.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 과다염 (50mM NaCl) 처리를 한 식물체와 정상조건에서 자란 벼의 지상부 이미지 픽셀 추출에 면적 측정과 동시에 측정한 수분흡수량 측정에 의하여 분석한 수분이용효율성 변화를 나타낸 그래프이다. 11 is a change in water use efficiency analyzed by measurement of water absorption measured at the same time as the area of the image image extraction of the overgrown (50mM NaCl) plants and rice grown in normal conditions in accordance with an embodiment of the present invention Is a graph.
도 11을 참조하면, 과다염 (50mM NaCl) 처리시 수분이용효율성이 정상조건에서 생육시 보다 현저히 저하되는 것을 나타내고 있다. 이와 같은 과다염 처리조건에서의 수분이용효율성의 변화는 동 발명이 식물의 염해/가뭄 저항성 검정에 유용성이 높음을 제시하고 있다.Referring to FIG. 11, it is shown that the water use efficiency of the super salt (50mM NaCl) treatment is significantly lower than the growth under normal conditions. This change in water use efficiency under excessive salt treatment suggests that the invention is highly useful for salt / drought resistance assays of plants.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
10: 벼의 수분 이용효율성 분석장치
100: 수분흡수량 측정부 101: 벼
110: 본체 111: 수조
120: 패널
121: 홀 122: 걸림편
130: 수조 견인수단
131: 제1지지대 132: 제2지지대
133: 수조 견인모터
140: 패널 견인수단
141: 견인 프레임 142: 수용부
143: 견인로드 144: 패널 견인모터
150: 중량센서
160: 플레이트
161: 수직봉
170: 지지대
180: 폭 조절수단 181: 폭 조절봉
200: 생장 측정부
210: 촬영수단 220: 촬영간격 조절수단
230: 제2저장수단 240: 제2비교수단
300: 수분 이용효율성 분석부
310: 데이터 전달부10: rice water efficiency analysis device
100: water absorption measurement unit 101: rice
110: main body 111: water tank
120: panel
121: hole 122: locking piece
130: tank towing means
131: first support 132: second support
133: tank towing motor
140: panel towing means
141: towing frame 142: receiving portion
143: towing rod 144: panel towing motor
150: weight sensor
160: plate
161: vertical rod
170: support
180: width adjusting means 181: width adjusting rod
200: growth measurement unit
210: photographing means 220: photographing interval adjusting means
230: second storage means 240: second comparison means
300: water efficiency analysis unit
310: data delivery unit
Claims (18)
촬영수단으로 상기 수조에 장착된 벼를 촬영하여, 상기 벼의 생장 상태를 측정하는 생장 측정부; 및
상기 벼의 수분흡수량 대비 상기 벼의 수분흡수량을 측정한 시기에 측정한 벼의 생장 상태를 비교하여 상기 벼의 수분 이용효율성을 분석하는 수분 이용효율성 분석부;
를 포함하며,
상기 수분흡수량 측정부는,
내부에 물이 채워지는 상기 수조와 상기 수조의 상부에 안착되어 상기 벼가 재식되는 다수개의 홀이 형성된 패널이 설치되는 판 형태의 본체;
상기 수조를 상하로 견인시키는 수조 견인수단;
상기 벼가 재식된 패널을 상하로 견인시키는 패널 견인수단; 및
상기 수조의 하부에 설치되어, 상기 수조의 중량을 측정하는 중량센서;
를 포함하는
벼의 수분 이용효율성 분석장치.A water absorption measuring unit for measuring water absorption of rice mounted on the panel of the tank;
A growth measuring unit for photographing the rice mounted in the tank with a photographing means to measure the growth of the rice; And
A water use efficiency analysis unit for analyzing water use efficiency of the rice by comparing the growth state of rice measured at the time of measuring the water absorption amount of the rice to the water absorption amount of the rice;
Including;
The water absorption amount measuring unit,
A plate-shaped main body in which water is filled in the tank and a panel formed with a plurality of holes seated on the upper portion of the tank to plant rice;
Tank traction means for towing the tank up and down;
Panel pulling means for pulling the rice planted panel up and down; And
A weight sensor installed at a lower portion of the tank to measure a weight of the tank;
Containing
Moisture efficiency analysis device of rice.
상기 수분흡수량 측정부는
상기 수조를 견인한 후에 상기 패널의 견인 전과 후의 수조의 중량을 각각 저장하는 제1저장수단; 및
상기 제1저장수단에 저장된 수조 및 패널의 견인 전과 후의 수조의 중량을 비교하여, 상기 벼의 수분 흡수량을 측정하는 제1비교수단;을 추가로 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 1,
The water absorption measuring unit
First storage means for respectively storing the weight of the water tank before and after the towing of the panel after the water tank is towed; And
And a first comparison means for comparing the weight of the water tank stored in the first storage means and the water tank before and after the towing of the panel to measure the water absorption amount of the rice. 2.
상기 수조 견인수단은
제1지지대 및 제2지지대를 포함하며, 상기 제1지지대는 제2지지대에 삽입되거나 인출되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 1,
The tank towing means
And a first support and a second support, wherein the first support is inserted into or withdrawn from the second support.
상기 패널은
한 쌍의 걸림편이 형성되는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 1
The panel is
Moisture efficiency analysis device of rice, characterized in that a pair of engaging pieces are formed.
상기 본체는
상기 걸림편에 대응되는 견인 프레임;
상기 본체의 양측에 설치되며, 상기 견인 프레임이 수용되는 한 쌍의 수용부; 및
상기 수용부의 타측에 수용되어, 수직방향으로 슬라이딩 이동 가능한 견인로드;를 포함하며,
상기 견인로드의 이동에 의해서, 상기 견인 프레임은 상기 걸림편을 지지한 상태로 슬라이딩 이동하여 상기 패널을 상부로 견인시키는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 5,
The main body
A towing frame corresponding to the locking piece;
A pair of accommodating parts installed at both sides of the main body and accommodating the towing frame; And
And a towing rod accommodated on the other side of the accommodation portion and slidably movable in a vertical direction.
By the movement of the traction rod, the traction frame is sliding movement in the state supporting the locking piece to pull the panel to the upper portion, characterized in that the water utilization efficiency analysis device.
상기 한 쌍의 수용부의 내측에 설치되어,
상기 한 쌍의 수용부의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 폭 조절수단을 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 6,
It is provided inside the pair of receiving portions,
An apparatus for analyzing water use efficiency of rice comprising a width adjusting means, characterized in that for adjusting the width of the pair of receiving portions.
상기 생장 측정부는
상기 촬영수단의 촬영간격을 설정하는 촬영간격 조절수단;
상기 설정된 촬영간격으로 획득한 복수개의 이미지를 저장하는 제2저장수단; 및
상기 저장된 복수개의 이미지를 비교하여 상기 벼의 생장상태를 측정하는 제2비교수단;을 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 1,
The growth measuring unit
Photographing interval adjusting means for setting a photographing interval of the photographing means;
Second storage means for storing a plurality of images acquired at the set shooting intervals; And
And a second comparison means for comparing the stored plurality of images to measure the growth state of the rice.
상기 제2비교수단은
상기 복수개의 이미지의 면적값을 비교하는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 8,
The second comparing means
An apparatus for analyzing water efficiency of rice, comprising comparing area values of the plurality of images.
상기 제2비교수단은
상기 복수개의 이미지의 픽셀값을 비교하는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석장치.The method of claim 8,
The second comparing means
An apparatus for analyzing water efficiency of rice, characterized in that for comparing pixel values of the plurality of images.
(a) 상기 수분흡수량 측정부를 이용하여 벼의 수분흡수량을 측정하는 단계;
(b) 상기 생장 측정부를 이용하여, 벼의 생장 상태를 측정하는 단계; 및
(c) 상기 수분 이용효율성 분석부를 이용하여 상기 벼의 수분흡수량 대비 벼의 생장 상태를 비교하여 벼의 수분 이용효율성을 분석하는 단계;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.Using the rice water efficiency analysis device according to any one of claims 1, 3 to 10,
(a) measuring water absorption of rice using the water absorption measurement unit;
(b) measuring the growth of rice using the growth measuring unit; And
(c) analyzing the water utilization efficiency of rice by comparing the growth state of rice with respect to the water absorption amount of the rice using the water utilization efficiency analysis unit.
상기 (a) 단계는
상기 수조를 상부로 견인시키는 단계;
상기 견인된 수조의 중량을 측정하는 제1중량 측정단계;
상기 패널을 상부로 견인시키는 단계;
상기 패널이 견인된 수조의 중량을 측정하는 제2중량 측정 단계; 및
상기 제1중량과 제2중량을 비교하여, 상기 벼의 수분 흡수량을 측정하는 단계; 를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.The method of claim 11,
Step (a) is
Towing the tank upwards;
A first weight measuring step of measuring the weight of the towed tank;
Towing the panel upwards;
A second weighing step of measuring the weight of the tank to which the panel is towed; And
Measuring the water absorption of the rice by comparing the first weight and the second weight; Moisture efficiency analysis method of rice comprising a.
상기 벼의 수분 흡수량은
제1중량 및 제2중량의 차이값인 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.The method of claim 12,
The water absorption of the rice is
Method for analyzing the water use efficiency of rice, characterized in that the difference between the first weight and the second weight.
상기 제1 및 2중량 측정단계는
소정 주기 간격으로 측정하는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.The method of claim 12,
The first and second weight measuring steps
Moisture efficiency analysis method of rice, characterized in that measured at predetermined intervals.
상기 (b) 단계는
상기 촬영수단의 촬영간격을 소정 주기 간격으로 설정하는 단계;
상기 소정 주기 간격으로 촬영된 벼의 복수개의 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 소정 주기 간격으로 촬영된 복수개의 이미지를 비교하여 상기 벼의 생장상태를 측정하는 단계;를 포함하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.The method of claim 11,
Step (b) is
Setting shooting intervals of the photographing means at predetermined periodic intervals;
Acquiring a plurality of images of rice photographed at the predetermined periodic intervals; And
And comparing the plurality of images photographed at predetermined intervals to measure the growth state of the rice.
상기 벼의 생장 상태를 측정하는 단계는
상기 촬영된 복수개의 이미지의 면적값 및 픽셀값을 비교하는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.The method of claim 15,
Measuring the growth state of the rice
A method for analyzing water use efficiency of rice, comprising comparing area values and pixel values of the plurality of photographed images.
상기 벼의 생장 상태를 측정하는 단계는
상기 촬영된 복수개의 이미지의 픽셀값을 비교하는 것을 특징으로 하는 벼의 수분 이용효율성 분석방법.The method of claim 16,
Measuring the growth state of the rice
The method of analyzing rice water efficiency, characterized in that to compare the pixel values of the plurality of images taken.
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