수분스트레스 기반 스마트팜 양액공급기술 개발
과제구분 기관고유 수행시기 전반기
연구과제 및 세부과제명 연구분야 수행기간 연구실 책임자

스마트농업 정밀생산 실용화 기술 개발

 채소 ’23~’27 원예연구과 정현경

수분스트레스 기반 스마트팜 양액공급기술 개발

 채소 ’23~’25 원예연구과 정현경
색인용어

수분스트레스, 오이, 스마트팜, 양액 재배
 
□ 연구 목표
본 연구는 스마트팜 환경에서 재배되는 오이를 대상으로, 엽온–대기온 차이(Tc–Ta)를 활용한 수분스트레스 기반 양액 공급 기술을 개발하고, 이를 기존의 일사량 기반 및 타이머 방식과 비교, 검증함으로써 현장 적용 가능한 정밀 급액 관리 기술을 개발하고자 수행하였다. 작물의 수분스트레스 측정에 관한 연구는 배추, 복숭아 등 노지에서 재배되는 작물을 대상으로 수행된 사례가 보고된 바 있으며, 이러한 연구는 궁극적으로 작물의 수분 상태를 정량적으로 평가하여 관수 전략 수립에 활용하고자 하였다(이 등, 2019; 김 등, 2019). 한편 시설 온실에서 재배되는 작물의 경우 토마토를 대상으로 엽온 측정을 이용한 수분스트레스 모델 구축 연구가 수행된 바 있다(Asdrubal et al., 2015; Zhang et al., 2019).
스마트온실 재배에서 관수 관리는 작물의 생산성과 품질을 좌우하는 중요한 요소로 알려져 있다. 그러나 현재 시설재배에서 널리 사용되는 누적 일사량 기반 급액 방식은 실제 작물의 수분 상태를 직접 반영하지 못하는 한계가 있으며(Jones et al., 2004), 관련 장비의 도입 비용이 상대적으로 높아 재배 규모가 영세한 경기도 내 오이 재배 농가에서는 적용에 부담이 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 작물체의 생리적 반응을 직접 반영할 수 있는 엽온–대기온 차이를 수분스트레스 지표로 활용하여, 실시간 작물 상태 기반의 급액 제어 알고리즘을 구축하고 상대적으로 저렴한 급액 기기를 개발하고자 하였다. 1차적으로 스마트팜 환경에서 오이의 수분 상태와 엽온 반응 특성을 분석하여 수분스트레스 모델을 설정하고, 2차적으로 해당 모델을 적용한 급액 장치를 제작하여 봄 및 여름 작기에 실증시험을 수행하였다.
수분스트레스 기반 급액 방식과 일사량 기반 양액기 및 타이머 방식 간의 급액량, 배액율, 생육 특성, 수량성 및 상품과율의 차이를 비교·분석하였다. 또한 처리별 총 급액량 대비 과실 생산량을 산출하여 물이용효율을 평가하고, 물 절감 가능성과 생산성 유지 여부를 검토하였다. 아울러 계절별 환경 조건 변화에 따른 기술의 안정성을 분석하여 현장 적용 시 개선이 필요한 요소를 도출하였다. 이를 통해 작물 생리 반응을 기반으로 한 정밀 급액 제어 기술을 확립하고, 물 이용 효율을 향상시키면서도 안정적인 수량 확보가 가능한 스마트팜 양액 관리 체계를 제시하고자 하였다.
 
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