영농현장 적용결과 농업용수 31% 절약, 수확량 34% 증가

순수 국내제품 활용시스템…과수·채소에도 확대적용 예정

노지재배용 스마트 관개시스템개발에 앞장서고 있는 김민영 농촌진흥청 농업공학부 연구사

◇ 물부족 등 이상기후로 인한 농작물피해 증가

지난 6~8월 사이 폭염 및 물부족으로 인한 논·밭 피해면적은 약 2만6000여 ha에 달했고, 약 418만 마리 가축과 344만 마리의 양식어류들이 폐사했다. 이는 지난해 피해규모(논·밭 피해면적 7,513ha 등)를 훨씬 웃도는 것으로, 이상기후보고서(2015)에 따르면 이러한 가뭄피해는 향후 지속되거나 더욱 악화될 것이라 한다.

토양수분센서 및 관개노즐

농업용수 수요량은 우리나라 총 수자원 이용량(301억톤/년)의 약 50%에 해당하는 연간 149억톤으로 매우 큰 비중을 차지하고 있음에도 불구, 가뭄 등 이상기후의 빈발로 인한 물부족 문제에 이렇다 할 실제적인 대책이 마련되지 못한 것이 현실이다. 이로 인해 노지작물의 생산량 및 재배면적이 감소하는 등 안정적인 생산이 위협받고 있다. 이에 지속가능한 노지생산 시스템 및 환경개선이 필요하며, 노지재배의 물관리를 스마트화함으로써 고품질 농산물을 대량생산하 고, 농업용수를 절약하며, 영농편이기술을 통한 소요노동력을 절감하는 노력 또한 필요하다.

◇ 국내 블루베리 재배 현황 및 물관리 중요성

블루베리는 안토시아닌, 비타민C, E 등 천연성분이 많이 포함되어 있어 항암작용 및 눈건강을 위한 타임誌 선정 ‘10대 슈퍼푸드’중 하나다. 농촌진흥청 조사에 따르면, 지난해 국내 블루베리 재배면적은 총 2,304ha로 지역별로 전북(479.4ha), 전남(311.7ha), 경북(266.5ha) 등의 순으로 보고되고 있다.

재배행태는 노지재배가 전체 약 80%로 대부분을 차지하고, 뒤이어 무가온하우스(9.3%), 비가림(7.8%), 가온하우스(1.1%) 순으로 조사됐다. 일반적으로 블루베리는 천근성 뿌리 특성으로 인해 건조에 매우 취약하다. 보통 1년 중 블루베리 열매의 비대와 수확이 이루어지는 5~6월 이후의 물관리가 중요하다.

원격제어 컨트롤러 등 관개시스템

◇ 시스템의 특징 및 효과

농촌진흥청 국립농업과학원에서 개발한 노지 블루베리 스마트 관개시스템은 ICT기술을 노지재배지에 접목한 것으로, 토양수분변화에 따라 실시간 자동제어되는 관개시스템이다.

시스템의 특징은 첫째, 농업인이 휴대폰 어플, 인터넷 등을 통해 토양수분변화를 원격으로 모니터링하거나 제어할 수 있 으며, 필요시 현장에서 농업인이 수동으로 직접 조작도 할 수 도 있다. 재배시기별 적정 토양수분기준값을 설정하면, 자동으로 펌프가 작동하고 구역별로 필요한 만큼 관개를 하게 된다. 물주는 형태는 펄스형 관개(물주기-멈춤), 시간차 변량관개 등 다양하게 구현해 관개효율성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 관개 최대횟수 및 관개시간대를 설정해 현장의 예기치 않은 문제를 예방할 수 있으며, 강우시 자동으로 관개가 정지되도록 하는 기능을 포함한다. 펌프 및 센서의 오작동 등 비상시 원격정지 및 알림, 물탱크 자동급수, 영농일지 작성, 실시간 날씨 및 예보제공 등의 기능 또한 포함하고 있다.

셋째, 토양정보 뿐만 아니라 기상청이 제공하는 기상자료를 기반으로 작물 증발산량을 산정하고, 그 정보를 농업인에게 제공해 최적의 관개의사결정을 돕는다. 개발된 시스템을 영농현장에 적용한 결과, 농업용수가 31.0% 절약되고, 관개소요 노동력이 95.0% 절감되는 것으로 나타났다.

또한 블루베리 수확량은 34.0% 증가됐고, 과경은 8.7% 증가했으며, 과중은 25.4%가 증가하는 등 전반적으로 생산성이 크게 향상됐다. 시기별 적정 수분관리를 통해 경도는 3.6% 증가했고, 생리적 낙과율 또한 10.4% 저감됐다. 과일의 경도는 저장 및 유통과정 중 농산물의 품질유지 를 위한 중요한 요소이기 때문에 도출된 연구결과가 의미하는 바는 크다고 할 수 있다.

개발시스템은 고가의 외국산제품이 아닌 순수 국내제품을 활용한 것으로 현재 특허출원 및 전문생산업체 기술이전이 완료된 상태다. 본 시스템은 블루베리뿐만 아니라 과수, 채소 등의 작목에도 확대적용할 계획이며, 2017년 대상작목을 오미자 등 다른 소과류에 적용한 현장실증연구 및 신기술 보급사업 추진 등이 계획 중이다.

편집부  alnews@alnews.co.kr

<저작권자 © 농축산기계신문, 무단 전재 및 재배포 금지>