Vis-NIR 분광분석을 통한 소나무 및 일본잎갈나무 종자 특성 비교

김대솔*, 박준영, 공현종, 이석희, 강준원

(경북대학교 산림과학·조경학부)

Vis–NIR Spectroscopic Comparison of Seed Traits in

P. densiflora and L. kaempferi

Daesol Kim*, Jun Young Park, Hyeon-Jong Kong, Seok Hui Lee, Jun Won Kang

(School of Forest Sciences and Landscape Architecture, Kyungpook National University)

요약: 산림종자는 전체적인 조림 상황이나 해당 시점에 따라 수요도와 선호도가 지속해서 변화한다. 그러나 이러한 산림 종자는 연도별 결실량의 편차가 매우 심하고, 단기간 수요 급증에 대한 공급책을 마련하기 어렵다. 본 연구는 대표적인 산림수종인 소나무와 결실량의 편차가 매우 큰 일본잎갈나무 두 수종을 대상으로 종자 특성 비교를 진행하였다. 각 수종 별 종자 500립을 대상으로 400-2000㎚ 파장의 가시광-근적외선(Vis-NIR) 영역의 반사율 데이터를 수집하였다. 수집한 데이터는 Savitzky-Golay 필터 기반의 전처리 후 Local minima, SNV, 2차 미분 (deriv2) 그리고 Wavelet 기반 분석을 진행하였다. 분석 결과 480-580㎚, 660-680㎚, 900-1200㎚, 1700-1800㎚ 영역에서 중복되는 피크를 확인하였다. 이는, 색소체, 리그닌, 엽록소 a 흡수대 인근에 해당하는 가시광선 영역과 수분과 지질에 연관된 근적외선 영역으로 구분할 수 있다. 이를 바탕으로 발아율이 높고 활력이 뛰어난 우량종자 선별 기술개발에 활용할 수 있을 것으로 예상한다.

Abstract: Forest seed preferences continuously change depending on overall afforestation conditions and temporal demand. However, interannual variation in yield of seeds is substantial, and it is difficult to establish supply measures that can respond to short-term surges in demand. This study compared seed characteristics of two representative forest tree species, Pinus densiflora and Larix kaempferi, the latter showing large variability associated with yield fluctuations. Reflectance spectra in the visible–near-infrared (Vis–NIR) range (400–2000 nm) were collected from 500 seeds per species. The acquired spectra were preprocessed using a Savitzky–Golay filter, followed by analyses based on local minima, standard normal variate (SNV), second derivative (deriv2), and wavelet methods. Overlapping peaks were identified in the 480–580 nm, 660–680 nm, 900–1200 nm, and 1700–1800 nm regions. These regions can be broadly categorized into the visible range near absorption bands related to plastid pigments, lignin, and chlorophyll a, and the near-infrared range associated with water and lipids. The results are expected to contribute to the development of technologies for selecting high-quality seeds with high germination rates and superior vigor.

사사: 본 연구는 산림청(한국임업진흥원) 산림과학기술 연구개발사업(RS-2024-00404388) 및  연구개발사업(RS-2024-02262980)의 지원에 의하여 이루어진 것입니다.