농지범용화를 위한 토양수분 제어시스템 구축 및 적용성 분석 = Development of Smart Soil Moisture Control Systems for Multipurpose Farmland and Applicability Analysis

국문 초록 (Abstract)

2014년 국내의 농경지는 전체 국토면적 10,028천ha 중 약 16.8%인 1,691천ha를 차지하며 나머지는 산림이 6.369천ha로 63.5%를 차지하며 나머지 기타 면적이 1,968천ha를 차지하고 있다. 이중 논이 934천ha, 밭이 757천ha를 차지하고 있다. 국토면적은 간척사업 등으로 꾸준하게 증가하였으나 국토 중 농경지의 비율은 지속적으로 감소하고 있는 추세이다. 전체적으로 경지면적이 감소하는 중에서 1990년 이후 밭 면적이 증가하고 채소 및 과수 경지면적이 유지되고 있는 것은 상대적으로 논에 비하여 밭에서 보다 많은 소득이 발생하고 있기 때문으로 보인다. 한편, 우리나라의 쌀을 제외한 타작물의 자급률은 2010년 이후 5%대로 급격히 떨어지고 있다. 쌀을 제외한 타 작물의 자급률을 증가시키기 위해서는 논의 범용농지화가 필수적이며, 해당 농지의 생산성을 향상시키기 위해서는 기존 논토양에서 밭작물을 재배 시 자주 발생하는 습해의 제어가 필수적이다. 일본의 경우 농지를 논과 밭으로 자유롭게 사용할 수 있는 의미로 범용농지 기술을 개발하고 활용하고 있는데 현재 전체 논 면적 247만 ha 중 2012년 기준 107만 ha가 범용농지로 조성되었다.
일본의 농지 범용화 기술은 작부체계의 유사성으로 국내에서 활용에 대한 시사점이 큰 기술로 논과 밭으로 사용할 경우 관개 및 배수의 조절기술로 요약할 수 있으며 대표적으로 FOEAS 시스템을 들 수 있다. FOEAS는 배수불량에 따른 피해를 방지하기 위하여 지하배수 및 지하관개기술을 결합한 시스템이다. 전반적인 농지면적의 변화양상과 농업 노동인구의 고령화에 따른 농업 경쟁력의 약화 및 농가소득 정체 그리고 농업에 큰 영향을 미치는 한반도 기상 이변 등의 문제점을 타개하기 위한 노력의 일환으로 Information & Communication Technology(ICT) 기반 스마트 농업 기술 도입이 추진되고 있다.
본 연구에서는 농지범용화를 위해 필요한 많은 기술 및 시설 중에서 배수가 불량한 농지에서 우선적으로 고려되는 주요 시설인 지하배수암거 시스템과 스프링클러를 이용한 관개를 위한 스마트 토양수분 제어시스템을 구축하였다. 토양수분 제어를 위한 관개 및 배수 시나리오를 적용한 하드웨어 및 소프트웨어를 개발하고 시험포에 적용한 결과를 제시하였다. 경험적으로 수행하던 관개 및 배수에 대비한 스마트 토양수분제어의 결과와 작물수확량(감자)의 비교를 통하여 시스템의 적용성을 고찰하였다.