지중관수의 토양수분 확산에 대한 연구

김진현 ( J. H. Kim ),김태욱 ( T. W. Kim ),김설하 ( S. H. Kim ),이황규 ( W. K. Lee ),엄덕호 ( D. H. Um ),이상훈 ( S. H. Lee ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

지중관수시 토양 내부의 수분확산에 사용한 토양은 미사질양토와 사질토이며, 미사질양토는 통일분류법상 명칭이 SW-SC(Well-graded sand with clay, silt loam)이며, 점토 섞인 입도양호한 모래를 말한다. 사질토는 통일분류법상 명칭에서 SP(Poorly graded sand)로 나타나 입도가 균일하지 않고 불량한 모래로 규정되었다. 지중관수시 토양내부의 수분이동은 토양의 공극, 물리성, 토양경도, 유기물함량, 함수비 등에 따라 크게 달라진다. 실제 노지에서 지중관수시 토양수분 확산을 구명하는 것은 매우 까다롭다. 노지에서는 강우에 의해 함수비가 높아지면 토양의 수분영역이 불확실해 지는 경향이 있다. 지중의 수분 이동에 가장 큰 영향을 미치는 것은 토층이며, 토층의 파괴없이 수분의 이동을 측정하는 방법은 지중관수이후 최종 습윤양상을 찾아 수분의 공급량에 따른 습윤이론을 구명하는 것이 그나마 비교적 정확하다고 판단된다. 선행연구(김진현, 2005, 바이오시스템공학회지 30권 2호)에서는 Soil bin을 이용하여 토양의 내부에 온도센서를 매설하고 토양을 다진 후 수분을 공급한 실험에서는 공급수분의 체적보다 무려 6~7배 확산되었다. 토양 내부의 수분확산의 또 다른 영향은 초기함수비와 토양경도에 따라 크게 달라진다. 본 연구에서는 토양의 초기함수비가 낮고, 강우의 영향이 없는 Soil bin과 온실의 토양을 사용하였는데 장점은 최종습윤 영역이 잘 나타나는 점이며 경도에 영향을 받아 확산성은 다소 줄어드는 것으로 나타났다. 지중관수시 토양의 수분 확산을 완벽하게 구명하기는 불가능하다. 실험에서 대표할 수 있는 토양의 표준조건이 없을 뿐만 아니라 노지의 토양자체가 자연조건에 따라 큰 차이를 나타내기 때문이다. 따라서 본 연구에서 사용한 토양과 실험의 조건에 제한된 상태에서 수행되었다.

콩의 생육시기에 따른 토양별 지중관수 공급량의 설계

김진현,김태욱,김설하,이황규,엄덕호,이상훈 경상대학교 농업생명과학연구원 2022 농업생명과학연구 Vol.56 No.5

지중점적 관수(subsurface drip irrigation, SDI)는 작물의 뿌리가 수분을 가장 쉽고 효과적으로 이용할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 그러나 지중관수는 지표면 관수와 달리 수분의 공급 상태를 육안으로 확인하기 어려운 단점이 있다. 특히 작물의 뿌리가 수분을 흡수할 수 있는 유효수분 량은 토양에 따라 달라지고 동시에 수분을 보유하는 장력(potential energy)에도 영향을 미치게 된다. 지중관수는 지중에서 수분이 확산되는 위치 와 뿌리의 위치까지 도달될 때 효과가 발생한다. 그러나 실제로 토양 내부에서 수분이 이동하고 확산하는 것을 예측하기는 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 토양의 조건을 일정하게 하고 토층을 파괴시키지 않기 위해 토양조를 이용하였다. 그리고 수분을 지중에 공급한 이후에 토양을 절개하고 토양의 내부 위치별 토양수분을 측정하였다. 이때 토양 내부의 수분함량이 동일한 분포선을 찾아 유효 수분영역을 구하고 공급한 지중관 수량과 비교하였다. 아울러 토양내부의 습윤 확산 형태와 수분량으로 부터 토성에 따른 수분 확산이론을 예측하였다. 여기서 얻어진 수분확산 예측선도와 콩의 생육 시기별 뿌리의 생장위치를 중첩하여 최종적으로 지중관수량을 구하였다. 콩의 뿌리 생육은 파종이후 일일 평균 10 mm 성장한 것으로 나타나 생육 초기에 10일 간격으로 지중관수 공급량을 설계하였다. 주요 결과는 미사질양토에서 유효수분량을 25-35%로 유지하기 위해, 생육초기인 파종후 10일에는 8000 mL, 파종후 20일에는 7000 mL, 파종후 30일에는 6500 mL를 공급해야 할 것으로 판단되었다. 사질토 에서는 유효수분량을 20-30%로 유지하려면 파종후 10일에는 7500 mL, 파종후 20일에는 6500 mL, 파종후 30일에는 6000 mL를 공급하는 것이 타당한 것으로 판단되었다. 또한 생육 30일 이후에는 미사질양토나 사질토 모두 6000 mL를 공급하는 것이 적절할 것으로 보여 진다. Subsurface drip irrigation (SDI) is known as the easiest and most effective method for the roots of crops to use moisture. However, unlike surface irrigation, subsurface drip irrigation has a disadvantage that it is difficult to visually check the supply state of moisture. In particular, the effective amount of moisture that the root of the crop can absorb moisture varies depending on the soil, and at the same time, it affects the tension that holds moisture. Subsurface drip irrigation occurs when it reaches the location of moisture diffusion and the location of the root. However, it is not easy to predict the movement and diffusion of moisture inside the soil. Therefore, in this study, soil tides were used to keep the conditions of the soil constant and not destroy the soil layer. In addition, after moisture was supplied to the ground, the soil was incised and soil moisture by internal location of the soil was measured. At this time, the distribution line with the same moisture content inside the soil was found to obtain an effective moisture area and compared with the supplied subsurface drip irrigation water supply. In addition, the theory of moisture diffusion according to saturn was predicted from the wet diffusion form and moisture content inside the soil. The water diffusion prediction line obtained here and the growth position of the roots by the growth period of soybeans were overlapped to finally obtain the subsurface drip irrigation water supply. The root growth of soybeans was found to have grown by an average of 10 mm per day after sowing, so the supply of subsurface drip irrigation water was designed at intervals of 10 days in the early stages of growth. The main result was that in order to maintain the effective moisture content at 25-35%, 8,000 mL should be supplied on the 10th day after sowing, 7,000 mL on the 20th day after sowing, and 6500 mL on the 30th day after sowing. In sandy soil, it was considered reasonable to supply 7500 mL on the 10th day after sowing, 6500 mL on the 20th day after sowing, and 6000 mL on the 30th day after sowing to maintain the effective moisture content at 20-30%. In addition, it would be appropriate to supply 6,000 mL of both silt soil and sandy soil after 30 days of growth.

콩의 생육시기별 사질토의 지중관수 공급에 대한 연구

김진현 ( Jin-hyun Kim ),김태욱 ( Tae Wook Kim ),김설하 ( Seol Ha Kim ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk Ho Eum ),이상훈 ( Sang Hun Lee ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

토양 내부의 수분이동은 압력차(Matric Potential Energy)에 의해 이동하며 단위시간당 지중관수 공급 방법과 공급량에 따라 수분 이동양상도 달라진다. 뿐만 아니라 토양의 입자, 공극, 토양경도, 유기물 함량, 초기 함수비 등의 물리적 화학적 조건에 크게 영향을 받는다(김진현, 2020). 특히 노지의 밭작물인 경우에는 실험실의 토양조건과 매우 다르기 때문에 토양의 조건을 모두 고려한 지중 수분의 이동을 정의하는 것은 매우 어렵다. 물리적 조건 중에서 가장 영향을 많이 주는 것은 토양의 경도로 판단된다. 토양의 경도는 토양이 다져진 상태를 수치화 한 것으로 경도가 커지면 토양 내부의 공극이 줄어들게 된다. 뿐만 아니라 수분이 토양내에서 이동하는데 장애를 주므로 토양수분 확산성은 약해지고 반대로 수분 함량이 높아지게 된다. 반면에 경도가 낮은 경우에는 토양내부의 공극이 상대적으로 크고 공기가 많아 수분의 확산이 빠른 특징이 있다. 또한 모래 성분이 많은 경우에도 확산성이 좋은 반면에 등습선이 커지고 함수비는 상대적으로 낮아지는 경향이 있다. 특히 노지의 경우에는 경운에 의해 토양 표면 부분(깊이 20cm 내외)의 공극이 매우 커지므로 수분의 이동 특성을 예측하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 현장 토양의 문제점을 줄이기 위해 Soil bin을 이용하여 사질토에 토양 경도 조건을 균일하게 한 상태에서 수행하였다. 총 유량 공급을 6000mL로 하고 2L/hr의 관수기를 통하여 지중 30cm 아래에 3시간 공급 하였다. 사질토는 미사질양토와 달리 토양경도가 낮은 상태에서 실험하였고 공극도 상대적으로 큰 편이라 토양 함수비가 35% 이상 올라가지 않는 경향을 나타내었다.

사질토양의 콩 재배 생육 초기 지중관수량 설계

김진현 ( Jin-hyun Kim ),김태욱 ( Tae-wook Kim ),김설하 ( Seol-ha Kim ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk-ho Eum ),이상훈 ( Sang-Hun Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

지중관수는 작물의 생육과 수자원의 절감 및 노동력 부족을 해소할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 그러나 구체적으로 노지에서 지중관수량을 얼마로 설정해야 하는지에 대한 기준은 명확하게 설정되어 있지 않다. 노지에서 지중관수를 통한 수분을 공급할 경우는 강우의 영향을 받을 수 있기 때문에 실제로 지중관수 공급량을 정하는 데는 어려움이 있다. 오히려 충분한 연구가 되지 않을 경우에는 수자원을 낭비하거나 명확한 결론을 얻기가 쉽지 않다. 따라서 지중관수량의 설계는 강우의 영향을 배재한 상태에서 충분한 연구를 통하여 기본적인 수분확산의 영역과 작물 뿌리의 성장을 고려한 연구가 이루어져야 한다. 종전에 지중관수 장치가 개발되기 이전에는 지중에 가는 세관을 꽂아 일정량의 관수량을 공급하고 수분이 수평 또는 수직으로 확산되는 형태를 분석하였다. 그러나 이런 경우에는 수분의 확산 중심점이 Matric potential에 따라 이동하므로 실제 수평으로 지중관수 장치가 매설되는 경우와는 다르게 나타난다. 최근에 유량 균등성이 확보된 지중관수용 Dripper가 개발되어 실제 지중관수장치의 매설과 동일한 실험이 가능하였다. 실제 지중관수 장치에 수분을 공급할 경우에는 습윤 특성이 달라지므로 작물의 뿌리 성장을 고려한 설계가 가능할 것으로 판단된다. 지중관수 장치가 개발되기 이전의 공급량을 2 L/h로 하였을 때, 지중 습윤 중심이 토양 표면 쪽으로 약 30 mm 상승하는 결과로 나타났다. 그러나 유량을 균등하게 공급하고 뿌리가 침투되지 않는 Dripper가 국내에서는 최초로 개발됨에 따라 지중관수 실험 방법이 노지 현장에서 적용하는 방법과 동일하게 매설할 수 있어 수분의 확산 형태도 달라짐을 알게 되었다. 즉, 지중관수로 인한 토양 내부의 수분확산은 관수라인 자체가 수분의 흐름을 방해하는 요인이 되기 때문에 실제 토양 내부의 수분 확산으로 종전의 연구와는 다른 형태로 나타났다. 뿐만 아니라 지중관수 라인을 매설할 때, 유출구를 상방향으로 유지시키도록 노력하지만 실제 연구의 결과에서는 무의미한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 개발된 지중관수 장치를 사질토에 적용하여 수분이 확산되는 형태를 분석하고 콩의 생육 초기 공급량을 설계하고자 하였다.

사질토양의 콩 재배 생육 초기 지중관수량 설계

김진현 ( Jin-hyun Kim ),김태욱 ( Tae-wook Kim ),김설하 ( Seol-ha Kim ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk-ho Eum ),이상훈 ( Sang-Hun Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

지중관수는 작물의 생육과 수자원의 절감 및 노동력 부족을 해소할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 그러나 구체적으로 노지에서 지중관수량을 얼마로 설정해야 하는지에 대한 기준은 명확하게 설정되어 있지 않다. 노지에서 지중관수를 통한 수분을 공급할 경우는 강우의 영향을 받을 수 있기 때문에 실제로 지중관수 공급량을 정하는 데는 어려움이 있다. 오히려 충분한 연구가 되지 않을 경우에는 수자원을 낭비하거나 명확한 결론을 얻기가 쉽지 않다. 따라서 지중관수량의 설계는 강우의 영향을 배재한 상태에서 충분한 연구를 통하여 기본적인 수분확산의 영역과 작물 뿌리의 성장을 고려한 연구가 이루어져야 한다. 종전에 지중관수 장치가 개발되기 이전에는 지중에 가는 세관을 꽂아 일정량의 관수량을 공급하고 수분이 수평 또는 수직으로 확산되는 형태를 분석하였다. 그러나 이런 경우에는 수분의 확산 중심점이 Matric potential에 따라 이동하므로 실제 수평으로 지중관수 장치가 매설되는 경우와는 다르게 나타난다. 최근에 유량 균등성이 확보된 지중관수용 Dripper가 개발되어 실제 지중관수장치의 매설과 동일한 실험이 가능하였다. 실제 지중관수 장치에 수분을 공급할 경우에는 습윤 특성이 달라지므로 작물의 뿌리 성장을 고려한 설계가 가능할 것으로 판단된다. 지중관수 장치가 개발되기 이전의 공급량을 2 L/h로 하였을 때, 지중 습윤 중심이 토양 표면 쪽으로 약 30 mm 상승하는 결과로 나타났다. 그러나 유량을 균등하게 공급하고 뿌리가 침투되지 않는 Dripper가 국내에서는 최초로 개발됨에 따라 지중관수 실험 방법이 노지 현장에서 적용하는 방법과 동일하게 매설할 수 있어 수분의 확산 형태도 달라짐을 알게 되었다. 즉, 지중관수로 인한 토양 내부의 수분확산은 관수라인 자체가 수분의 흐름을 방해하는 요인이 되기 때문에 실제 토양 내부의 수분 확산으로 종전의 연구와는 다른 형태로 나타났다. 뿐만 아니라 지중관수 라인을 매설할 때, 유출구를 상방향으로 유지시키도록 노력하지만 실제 연구의 결과에서는 무의미한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 개발된 지중관수 장치를 사질토에 적용하여 수분이 확산되는 형태를 분석하고 콩의 생육 초기 공급량을 설계하고자 하였다.

인공토양내 유기소재의 구조적 특성에 따른 수분확산 변화

성용주,김동성,조흥열 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1

전 세계적으로 사회발전과 인구의 도시집중화가 지속적으로 증가되고 있으며, 이에 따라 도시 내의 자연친화적 공간과 식생활용에 대한 수요도 크게 증가되고 있는 실정이다. 이러한 제한된 공간에서의 식생의 재배 등은 인공적인 토양 또는 배지를 기반으로 이루어지게 되는데 실제 다양한 인공토양의 원료 및 배합 등에 따라 토양 및 재배특성이 달라지게 된다. 식생의 성장을 위해서 필수적인 관수는 지표면에서 이루어지는 지표관수와 토양 속에서 이루어지는 지중관수로 크게 나눌수 있는데, 상대적으로 관수효율이 높고 관리가 용이한 지중관수의 경우 현재 많은 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 도시녹화 등에 적용을 위한 지중관수 시스템의 효율성 평가를 위하여 인공토양의 종류별, 크기별 특성에 따른 수분 확산 변화를 파악하였다. 일반적으로 사용되는 다양한 종류의 인공토양 재료별로 배합비와 적용형태 등에 따라 실제 수분의 확산정도를 비교평가하여 식생에 따른 최적 인공토양 디자인 기반자료를 확보하고자 하였다.

콩의 생육시기별 미사질양토의 지중관수 공급에 대한 연구

김진현 ( Jin-hyun Kim ),김태욱 ( Tae Wook Kim ),김설하 ( Seol Ha Kim ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk Ho Eum ),이상훈 ( Sang Hun Lee ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

현재의 밭작물 재배는 대부분 지표면에 용수를 공급하는 지표관수 방법에 의존하고 있어 작물의 뿌리에 이용되는 유효수분이 상대적으로 매우 낮은 편이다. 통상 증발산량과 기타 손실 등을 고려하면 작물의 뿌리가 이용하는 용수는 약 50% 정도 달하는 것으로 보고되고 있다(지중관수 연구, 2005년). 우리나라도 기후변화의 영향뿐만 아니라 물 빈곤지수(UN-WWAP)에서도 OECD 평균치 이하이고 147개국 중 43위(환경부)에 달하므로 농업에서도 용수의 절감은 국가적으로 매우 긴급한 실정이다. 특히 농업에 사용되는 용수는 전체 물 사용량의 약 50%로 알려져 있어 농업용수의 절감은 수자원의 확보 계획에도 큰 영향을 줄 수 있다. 최근 노지 밭작물 재배에서 지중관수 기술을 보급하기 위한 정부의 시범단지 시험도 추진 중에 있다. 지중관수는 토양의 30cm 지중에 적은 량의 용수를 공급하여 주변으로 확산시킴으로서 뿌리가 수분 이용을 쉽게 하도록 하는 방법이다. 농업선진국에서는 이미 이러한 방법을 상용화하여 적용하고 있으나 아직 우리나라에서는 초기 단계에 머물고 있다. 본 연구에서는 미사질양토에 6000mL의 용수를 2L/hr의 관수기를 통하여 3시간 공급하였다. 이때 수분 함수비의 등습선 영역을 통하여 뿌리가 이용할 수 있는 함수비의 영역을 중심으로 수분 공급 설계를 하고자 하였다. 토양의 적정 수분은 토양과 재배 작물에 따라 다르지만 보통 관수개시점은 -15kpa(±5kpa), 관수중단점은 -30kpa(±5kpa)로 알려져 있다. 이때 미사질양토의 함수비는 15~50%로 판단된다. 따라서 노지 밭작물인 콩(대찬)을 재배할 경우, 생육시기별 지중관수의 확산 형태를 통하여 지중관수의 적정 공급량을 설계하고 이를 실제 농가에서도 적용할 수 있는 기초자료를 제공하고자 하였다.

작물생육 근권의 지중관수 최적 설계에 대한 연구

김진현 ( J. H. Kim ),김태욱 ( T. W. Kim ),김설하 ( S. H. Kim ),이황규 ( W. K. Lee ),엄덕호 ( D. H. Um ),이상훈 ( S. H. Lee ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

지중관수의 근본적인 목적은 용수를 절감하고 수분이 작물의 뿌리에 충분히 공급하기 위함이다. 그러나 지중관수를 통하여 뿌리가 수분을 충분히 공급받았는지에 대해서는 토양을 파서 수분을 확인하기 전에는 알 수가 없다. 그래서 농민들은 비록 관수효율이 낮아도 지표면에 흥건히 공급하는 경향이 있다. 지표면 관수는 증발로 인해 약 30~40%의 수분이 소실되고 지표면 이외의 세근이 몰려있는 근권까지 공급하려면 더 많은 용수를 공급해야 가능하다. 지중관수는 여러 연구에서 용수의 절감과 수확의 증대 부분은 확인이 되었다. 그러나 동일한 용수를 공급하더라도 용수의 효율을 높이기 위해 단위시간당 얼마의 량을 공급하는 것이 적절한지에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 주된 이유는 토양의 물리성에 따라 표준화가 불가능하고 관수의 공급 방법과 데이터의 수집 등에서 오차가 늘 발생할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 미사질양토와 사질토에서 지중 30cm 내부에 4000cc를 2L/H, 4L/H, 8L/H의 Botton type 관수기를 통하여 공급하였을 때, 작물생육에 적용하기 가장 유리한 것은 2L/H라는 것을 확인하였다. 따라서 2L/H의 관수기에서 4000cc 이상 공급할 경우를 예측하여 재배작물(콩)의 생육시기별 근권에 가장 적합한 용수의 공급방법을 설계하였다. 콩의 생육시기는 뿌리가 수직으로 30~40cm 정도 성장하는 크기를 중심으로 설정하였다. 따라서 파종후 10일, 20일, 30일의 근권에 지중관수 용수의 공급을 설계하였다. 토양습윤 양상은 미사질양토와 사질토 모두 단위시간당 공급량이 작을수록 지표면 가까이 상승하므로 생육 초기와 중기까지 단위시간당 용수 공급량이 2L/H가 가장 유리하였다. 파종 후 10일에는 8000cc의 공급도 가능하였고, 20일에는 5000~6000cc, 30일 이후에는 4000cc의 용수가 공급되어도 충분할 것으로 판단되었다.

사질토에서 지중관수 방법에 따른 습윤특성에 관한 연구

김진현 ( Jin-hyun Kim ),김태욱 ( Tae-wook Kim ),김설하 ( Seol-ha Kim ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk-ho Eum ),이상훈 ( Sang-Hun Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

최근 기후변화로 인해 물 부족현상이 심각하므로 농업용수를 절감할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다. 노지에서 밭작물을 재배할 경우 대부분 지표관수 방법을 사용하지만 지표관수는 증발로 인한 용수 손실이 30-40% 정도로 알려져 있다. 따라서 물 부족과 노동력 절감 및 생산성 향상을 위해 지중관수 방법이 농가에서 확대되고 있다. 그러나 지중관수는 지표면 관수와 달리 수분의 공급을 육안으로 확인하기 어려운 단점이 있다. 지중관수는 토양 표면의 300-400 mm 하단에 관을 매설해야 하므로 용수의 공급에 대한 수분확산 확인이 매우 어렵다. 따라서 지중관수량을 설정하기 위해서는 작물의 생육시기에 따른 뿌리의 생장과 토양 내부의 수분확산 영역 및 함수비 등이 구명되어야만 가능하다. 본 연구에서는 국내 최초로 지중관수용 2.0 L/h 드리퍼를 개발하여 해외 제품(1.6 L/h용)과 비교분석하기 위해 수행하였다. 토양은 사질토를 대상으로 하였고 지중관수 장치를 200 mm 깊이에 매설하고 용수를 공급하였다. 이때 공급량은 3000 mL로 하고 단위시간당 2 L(N-type)와 1.6 L(T-type)를 사용하여 공급하였다. 공급 간격은 농가에서 많이 사용하고 있는 300 mm로 정했다. 그리고 토양의 200 mm 깊이를 수평으로 절개하고 수평 확산 거리를 측정하였다. 종전에 지중관수 장치가 개발되기 이전에는 지중에 가는 세관을 꽂아 일정량의 관수량을 공급하고 수분이 수평 또는 수직으로 확산되는 형태를 분석하였다. 그러나 최근에 유량 균등성이 확보된 지중관수용 Dripper가 개발되어 실제 지중관수장치의 매설과 동일하게 실험이 가능하였다. 실제 지중관수 장치에 수분을 공급할 경우에는 습윤특성이 달라지므로 이를 통한 설계를 하고자 하였다.

사질토에서 지중관수 방법에 따른 습윤특성에 관한 연구

김진현 ( Jin-hyun Kim ),김태욱 ( Tae-wook Kim ),김설하 ( Seol-ha Kim ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk-ho Eum ),이상훈 ( Sang-Hun Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

최근 기후변화로 인해 물 부족현상이 심각하므로 농업용수를 절감할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다. 노지에서 밭작물을 재배할 경우 대부분 지표관수 방법을 사용하지만 지표관수는 증발로 인한 용수 손실이 30-40% 정도로 알려져 있다. 따라서 물 부족과 노동력 절감 및 생산성 향상을 위해 지중관수 방법이 농가에서 확대되고 있다. 그러나 지중관수는 지표면 관수와 달리 수분의 공급을 육안으로 확인하기 어려운 단점이 있다. 지중관수는 토양 표면의 300-400 mm 하단에 관을 매설해야 하므로 용수의 공급에 대한 수분확산 확인이 매우 어렵다. 따라서 지중관수량을 설정하기 위해서는 작물의 생육시기에 따른 뿌리의 생장과 토양 내부의 수분확산 영역 및 함수비 등이 구명되어야만 가능하다. 본 연구에서는 국내 최초로 지중관수용 2.0 L/h 드리퍼를 개발하여 해외 제품(1.6 L/h용)과 비교분석하기 위해 수행하였다. 토양은 사질토를 대상으로 하였고 지중관수 장치를 200 mm 깊이에 매설하고 용수를 공급하였다. 이때 공급량은 3000 mL로 하고 단위시간당 2 L(N-type)와 1.6 L(T-type)를 사용하여 공급하였다. 공급 간격은 농가에서 많이 사용하고 있는 300 mm로 정했다. 그리고 토양의 200 mm 깊이를 수평으로 절개하고 수평 확산 거리를 측정하였다. 종전에 지중관수 장치가 개발되기 이전에는 지중에 가는 세관을 꽂아 일정량의 관수량을 공급하고 수분이 수평 또는 수직으로 확산되는 형태를 분석하였다. 그러나 최근에 유량 균등성이 확보된 지중관수용 Dripper가 개발되어 실제 지중관수장치의 매설과 동일하게 실험이 가능하였다. 실제 지중관수 장치에 수분을 공급할 경우에는 습윤특성이 달라지므로 이를 통한 설계를 하고자 하였다.