노지 밭작물, 지중 점적 자동 물관리 핵심기술로 안정 재배

농촌진흥청 국립식량과학원 이상훈 연구사

최근 기후변화로 인한 가뭄의 지속 기간이 길어지고 연중 상시화되고 있어 노지 밭작물 생산성의 변동이 심화되고 있고, 농촌인구 감소에 따른 물관리에 드는 노동력을 크게 줄이고, 안정적이 재배를 위한 자동관개 기술의 개발과 보급이 필요한 실정이다. 또한, 현재 대부분 농가에서는 주로 스프링클러와 같이 지표에서 물을 주는 인력에 의존하는 관개방법을 사용하고 있다. 

▲하늘만 처다보는 농법에서 제어 가능한 물관리 기술개발
이와 같이 지표관개 방법은 매 영농시기마다 반복적으로 관수자재를 설치하거나 철거하는데 노동력이 많이 소요되고 물 사용량이 많고, 물 효율성이 낮은 문제점이 있다. 또한, 최근에 시설재배지를 중심으로 스마트팜 기술의 확산으로 자동 물관리 개발되어 보급되고 있으나, 아직까지 노지 밭작물은 인력의존도가 높고 자동 물관리 기술의 적용에 어려움이 있었다. 연구팀은 이러한 노지 밭작물 재배농가의 애로사항은 해결하기 위해 물관리 노동력이 크게 들지 않고 물 효율성이 높은 지중점적 정밀 자동관개 기술을 개발했다. 

▲노지 스마트팜 핵심! 지중점적 자동관개 기술개발
지중점적 자동관개 기술은 물을 땅속에서 작물에 직접 물을 공급하는 관개방법으로 물을 공급하는 점적관을 땅속에 정확히 매설하는 것이 매우 중요하다. 이에 대규모 노지에 점적관을 매설하기 위해 트랙터 부착형 지중점적관 매설기를 개발해 기존 굴착기를 이용하여 매설하는 방식에 비해 매설 비용을 80% 절감하면서 대규모로 기반조성이 가능해졌다. 또한 토양센서를 활용한 재배지의 수분상태를 자동으로 계측하고 작물의 생육단계에 따라 자동으로 관개하는 스마트앱 기반의 원격제어 자동관개 시스템을 구축했다. 또한 우리나라 경사지 밭 지형 및 토양환경 특성에 맞는 지중점적관개 기반조성 기준과 작물의 생육단계별 관개량 및 관개시간 등 지중관개 기준을 확립했다. 그 결과 기존 인력의존형 스프링클러 관개에 비해 물 효율성이 41% 향상됐고, 농업용수는 22% 절감되는 효과가 있었다. 그리고 전량 수입에 의존하던 지중점적관개시스템의 핵심 관수자재인 점적관의 압력보상, 낙수방지, 뿌리막힘 방지 등  복합기능을 구현하는 점적관을 국내최초로 개발함으로써 노지 관개에 적합한 관수자재의 수입산 대체효과 및 기반조성 비용을 크게 절감할 수 있게 됐다.

▲자동 물관리 기술 개발로 노지 스마트팜 구현 기반 마련
농촌진흥청 생산기술개발과 연구팀은 노지 스마트농업의 핵심기술로써 대규모 노지에 적용 가능한 지중점적 자동관개 기술을 확립했다. 이 기술은 경사지 밭이 많은 농업환경에 맞는 한국형 지중점적관개 기술로, 수입에 의존하던 지중점적관의 국산화 개발을 함으로써 관수자재의 핵심기술을 확보해 다양한 환경에 맞는 점적관 개발이 가능해졌다.

▲노지 물관리 편이성 증대 및 관수 노력비용 절감 효과
지중점적 자동관개기술은 지표관개에 비해 물 이용효율이 높아 기후변화에 대응한 물 부족 시 농업용수 절감 관개 기술이다. 스프링클러 관개방법에 비해 공급된 물 이용효율이 41% 높아 농업용수가 ha당 연간 130톤 절감되는 효과를 나타낸다. 기반조성 후에는 물관리에 필요한 노력비용이 크게 줄어 ha당 130만원의 노력비용이 절감되고 노지 자동관개 기술 확립을 통한 밭작물의 물관리 편이성이 증대됐다. 또한 노지 정밀 관수자재의 원천기술 확보를 통한 수입대체에 따른 기반조성 비용이 ha당 400만원 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

/농촌진흥청 국립식량과학원 이상훈 연구사