사막 벼 재배를 위한 물 절약형 파종 기계화 기술 분석 = Analysis of Water-Saving Customized Seeding Mechanization for Desert Rice Cultivation

국문 초록 (Abstract)

한-UAE 농업기술협력 사업의 일환으로 UAE 현지의 사막에 농지를 구축하고 벼를 재배하는 연구가 2019년부터 시작되었다. UAE 사막에 구축된 벼 재배를 위한 실증포장은 사막 모래로 이루어져 배수가 빠르고, 낮 기온이 45~50도로 매우 무덥고 건조한 사막 기후이다. 우리나라 벼 재배는 주로 담수재배함에 따라 UAE와 같은 사막 기후와 토양에서는 많은 양의 물이 필요하게 된다. 전면 담수방식으로 벼 재배 시 농업용수 사용비용이 연간 200만원/10a 이상 소요되므로 경제성 확보를 위한 물 절약 재배기술 개발이 시급하다. UAE 현지의 토양은 알칼리 상태로 선행 연구를 통해 벼 재배 가능성은 검증되었으나 경제적·환경적으로 지속적인 재배를 위해서는 물 및 양분 관리가 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 UAE 사막 벼 재배 환경에서 물을 절약형 벼 파종 기계화 기술을 개발하고자 주요 요인을 분석하였다.
UAE 현지 벼 파종 시 고려사항을 조사한 후 물 절약형 파종 기계화를 위한 맞춤형 농기계 설계 주요 요인을 분석하여 기계화 방안을 제시하였다. 조사한 결과, UAE 사막 토양에서 물을 절약하기 위해서는 전면담수보다는 벼 파종 위치에만 물을 공급할 수 있도록 해야 한다. 또 공급된 물이 토양을 중화시키는 기능을 함에 따라 특정 형태로 고랑을 형성해야 한다. 이 고랑 형태는 폭 10~15cm, 깊이 10~20cm, 두둑 폭 15~20cm 내외가 가장 적합한 것으로 조사되었다. 또한 이 고랑은 형성 후 물이 공급되어도 무너지지 않고 유지되어야 하는 조건을 가지고 있다. 이것은 파종 후 두둑에서 떨어진 흙이 고랑을 덮을 경우 볍씨의 출현에 장애되므로 고랑이 무너지지 않게 답압 필요하다. 이와 같은 조건을 종합하면, 사막 벼 재배 시 물 절약에 유리한 고랑재배에 적합하도록 견고한 고랑을 형성함과 동시에 볍씨를 파종 할 수 있는 복합형 파종기를 개발해야 할 것으로 판단되었다.
사막 기후와 토양 조건에 벼 재배를 위한 조건을 만족하는 두둑 성형 장치의 고안을 위해 시험 장치를 제작하였다. 이 시험 장치는 고랑 폭 10cm, 15cm 2수준, 깊이 10cm, 15cm, 20cm 3수준, 충격다짐 3수준으로 하여 사막 토양과 가장 유사한 전북 김제시에 위치한 새만금 간척지 시험포장에서 답압 성능 시험하였다. 그 결과, 수분이 없는 사막 유사 토양에서는 두둑 형성 후 원상태로 복원되거나 물 공급 시 두둑의 무너짐이 커 재 기능을 못하였다. 이 원인은 매우 건조한 사막 토양에서는 점성과 전하가 없어 뭉치이 일어나지 않았지 때문으로 판단되었다. 이것을 극복하기 위해 토양에 수분을 단계적으로 보충하였더니 견고한 고랑을 형성할 수 있어서 사막 벼 재배 조건에 부합하는 결과를 었을 수 있었다.