농업용 센서 검정 및 표준화 강화돼야
농업인구 감소와 고령화로 농촌에서 아기 울음소리를 듣는 일이 쉽지 않다. 60세가 넘은 농업인이 젊은 축에 속하기도 한다. 우리 농업은 인력기반 생산시스템에 많은 부분을 의존하고 있어 갈수록 인력난이 심화하고 있다. 외국인 근로자들로 일부 대체하고 있으나 최근 코로나로 근로자 확보에 어려움이 큰 상황이다. 또한, 봄 가뭄 등 채소 정식기에 이상기상 발생이 잦아져 원예작물의 안정적으로 생산하는 일이 위협하고 있다. 이러한 때 농업 시스템의 스마트화는 시급하면서도 필수적인 과정으로 인식되고 있다. 특히, 물관리 스마트화가 중요하다.
물관리 스마트화에는 기본적으로 센싱 시스템에 기반한 자동 관수시스템, 작물 생육과 재배환경을 반영한 작물 맞춤형 기술, 환경변화에 대응한 기술 등이 필요하다.
먼저, 센싱 기술 기반한 자동관수시스템은 환경 센서, 토양 센서, 생육반응 모니터링 센서 등을 기반으로 특정 시점에서 물을 자동으로 일정 시간 동안 공급하는 시스템이다. 최근 정책사업 등을 통하여 이러한 자동 관수시스템의 보급이 확대되고 있다.
두 번째로 필요한 기술은 센서 기반 시스템이다. 센서는 작물, 토양, 재배환경에 따라 읽어드리는 값의 해석이 중요한데 농가에서 이러한 값들을 올바르게 해석하고 활용하는 데 어려운 점이 많이 있다. 언제 얼마만큼의 물을 주어야 물이 작물의 근권(뿌리 부분)에 골고루 잘 퍼지는지를 아는 것이 물 공급 의사결정에 있어서 가장 중요한 핵심 사항이다.
토양센서의 경우 수분함량센서보다는 수분장력센서 기반 관수시스템을 추천한다. 언제 물을 줘야 하는지 결정하기 위해서는 토양수분 장력값을 알아야 한다. 장력기반 센서는 서로 다른 토양에서도 수분장력을 직접적으로 읽어드리는 반면, 수분함량 센서는 여러 가지 변환 과정이 필요하기 때문에 장력센서기반 자동 관수시스템이 상대적으로 사용에 편리하다.
다음으로는 농업용 센서의 검정 및 표준화가 강화되어야 한다. 현재 사용되는 농업용 토양 센서 기준은 산업용 센서에 사용되는 방법으로 만들어져서 실제 재배토양에 설치하는 경우 측정값을 이용하는 데 한계가 있다. 토양에 설치했을 때 센서측정 범위, 정확도 등을 검증하는 시스템이 필요하다.
유전율 기반 토양수분 측정센서는 정상범위 토양 EC에서는 정확도가 높지만 EC가 높은 토양에서 측정값이 실제값보다 높게 측정된다. 이러한 센서는 노지재배 토양 등 작물이 재배되는 토양환경을 고려하여 사용하여야 정확한 값을 얻을 수 있다.
자동 관수시스템의 안정성을 개선하여 사용자의 신뢰성을 확보하는 것도 스마트팜에서 자동관수시스템을 확산·보급하는 데 있어 매우 중요하다. 자동관수시스템은 통신두절, 전원공급, 센서작동 오류, 제어장치 오류, 급수 부족, 관수 배관 파열 등 물리적이면서도 다양한 원인에 의해 시스템에 문제가 발생할 소지가 크다. 이러한 시스템의 안정성 떨어진다면 사용자의 신뢰성을 낮아질 뿐 아니라 자동관수시스템을 판매·설치하는 업체에도 추가적인 유지관리 비용이 발생하게 될 것이다.
국립원예특작과학원은 센서기반 자동 관수시스템의 활용성을 높이기 위하여 현재 장력센서기반 관수시스템을 개발하여 고추 재배지 등에서 시범적으로 운용하고 있다. 또한 센서 기반 시스템의 개선과 데이터 분석을 통하여 시스템의 작동상태를 자체 점검하는 방법 등 자동 관수시스템 안정성을 높이는 방향으로 시스템을 개선하고 있다.
■이평호<농진청 원예원 원예특작환경과 농업연구사>
