		보 도 자 료
2019년 8월 9일(조간)부터 보도될 수 있도록 협조 부탁드립니다. * 인터넷, 방송, 통신은 8월 8일 11시부터 보도 가능
배포일시	2019. 8. 8.(총 10쪽)		담당부서	생산기술개발과
담당과장	정태욱 과장 (055-350-1250)		담 당 자	정기열 연구관 (055-350-1263) 이상훈 연구사 (055-350-1256)

밭작물, 땅 ‘속’ 물 관리로 가뭄에도 ‘쑥쑥’

- 정보통신기술 기반 관개 기술 개발… 물 적게 쓰고도 생산량 늘어 -

□ 농촌진흥청(청장 김경규)은 설치와 관리가 간단하고 농업 용수도 절약할 수 있는 ‘정보통신기술(ICT) 기반의 지중점적 자동 관개 기술’을 개발했다.

노지 밭작물에 대한 물관리의 어려움을 해결하기 위해 땅속에 관수호스를 묻어 작물의 뿌리 부근에 필요한 만큼의 물을 공급하는 기술

○ 가뭄이 잦아지면서 지난해에는 밭작물 재배지 1만 8400ha에서 가뭄피해가 발생했으며, 콩 농가는 평균 수량이 177kg/10a으로 전년 대비 5.8% 줄었다. 노지 밭작물 피해가 늘고 생산성 변동도 심화되고 있는 실정이다.

□ 이번에 개발한 기술은 노지 밭작물 재배 시 수월한 물 관리를 위한 것으로, 땅 속에 관을 묻고 작물의 뿌리 쪽에 필요한 양만큼 물을 공급하는 방식이다.

○ 점적호스(관)를 트랙터에 설치할 수 있도록 전용 매설기계를 개발, 특허 등록을 마쳤다. 주행하면서 최고 40cm 깊이로 점적호스를 묻을 수 있고, 매설간격도 조절할 수 있다.

일정간격으로 구멍이 뚫려 있어 물이 일정하게 나올 수 있는 호스

○ 또한, 스마트폰을 활용해 실시간 토양 속 수분 관리도 가능해 부족한 양만큼 물을 공급하는 자동관개시스템도 개발했다.

□ 지중점적 관개시스템을 활용하면 노동력 부담은 덜고 물 이용 효율은 높여 농업용수 절약 효과도 기대할 수 있다.

○ 시스템 설치에 드는 비용은 단위 면적(ha)당 약 2900만 원으로, 기존의 스프링클러(1700만 원)에 비해 초기 설치비용은 더 높다. 하지만, 반복적인 설치와 철거가 필요 없어 물관리에 소요되는 노동력 투입 비용이 들지 않는다.

○ 이 기술은 작물의 뿌리 가까이에 물을 공급하므로 기존 방식 대비 유실되는 물이 적어 농업용수가 22% 절약 되었다.

○ 또한, 무관개(2016∼2018) 대비 콩은 26%, 참깨는 37% 수량이 늘었으며, 지표점적(2018) 대비 콩은 9%, 참깨는 8% 증가되는 것으로 나타났다.

□ 농촌진흥청은 ‘정보통신기술(ICT) 기반의 지중점적 자동 관개 기술’을 전국 9개 시군의 농가에 신기술 시범사업으로 보급하고 있다. 시범 지역은 점차 늘려갈 계획이다.

양평군, 평창군, 보은군, 남원시, 영광군, 진도군, 문경시, 청송군, 창녕군 각 2ha씩 조성

○ 대단위 콩 재배지인 전북 김제의 경사지에서 시험(2017∼2018)한 결과, 관수 노력비 절감과 수량성 증대로 농가의 기술만족도가 93%로 매우 높게 나타났다.

○ 이번에 개발한 관개 기술이 노지 밭작물까지 확대됨으로써 밭농업의 경쟁력을 키우는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 농촌진흥청 국립식량과학원 정태욱 생산기술개발과장은 “지중점적 자동관개기술을 이른 시기에 보급해 밭작물 재배 시 물 관리에 드는 노동력과 농업용수 사용량은 낮추고 생산량은 높일 수 있도록 최선을 다하겠다.”라고 말했다.

[참고자료] 지중점적 자동 관개 기술 설명 자료

	보도자료 관련 문의나 취재는 농촌진흥청 생산기술개발과 정기열 농업연구관(☎ 055-350-1263) 또는 이상훈 농업연구사((☎ 055-350-1256)에게 연락 바랍니다.

<참고자료>

참고 1		지중점적 자동관개기술의 개발 배경

□ (기후변화) 가뭄의 상시화·지속화에 따른 밭작물의 피해 증가

○ 밭작물의 파종기 및 종실 비대기의 가뭄 지속 기간 증가로 한발 피해가 증가하고 있고 밭작물 수량 변동이 심화되고 있음

○ 물이 가장 필요한 영농시기인 6~8월 강우량은 283.0㎜로 평년 강우량 356.1㎜의 20.5%에 불과해 밭작물의 가뭄 피해 증가(’18)

* 밭작물 가뭄피해 면적 증가 추세: (’15)5.8천ha → (’16)16.2 → (’17)13.4 → (’18)18.4

<표> 2018년 전국 기온(6월 1일~8월 16일)과 강수량 순위(70년대 이후) 현황

구분	평균기온 (편차)	평균최고기온 (편차)	평균최저기온 (편차)	일조시간 (편차)	강수량 (퍼센타일)	강수일수 (일)
값	25.5℃ (+2.0℃)	30.7℃ (+2.4℃)	21.2℃ (+1.6℃)	611.3시간 (+187.1시간)	343.4㎜ (+2.9퍼센타일)	19.3일 (-11.5일)
순위	최고 1위	최고 1위	최고 2위	최대 1위	최소 4위	최소 1위

<밭작물 가뭄 피해 면적>	<밭작물 가뭄 피해>	<작물별 가뭄 피해율(2018)>

□ (인력부족) 농촌고령화에 따른 관수노력비 절감 기술개발 필요

○ 기존 밭작물의 관수는 대부분 인력에 의존하여 설치·철거에 따른 관수노력을 줄여 줄 수 있는 자동관개기술 개발 요구

□ (물절약) 물 부족 국가 인식 증가로 물 절약 기술에 관심 고조

○ 물 부족에 따른 관개효율을 높일 수 있는 농업용수 절감기술 보급에 관심이 커지고 있음

□ (농업제도·정책) 범정부 가뭄대응 종합대책 마련

○ 용수개발, 농로개설 등 단순공정 위주로 시행되는 지자체 밭기반정비사업(지특회계)을 종합정비 방식으로 시행 유도(’17, 행안부)

○ 노지작물·과원 스마트영농 모델 개발사업 추진으로 노지작물 분야의 ICT 융복합 적용 관수 성과모델 발굴·확산(’18∼’19,농식품부)

참고 2		밭작물의 지중점적 자동관개시스템 기술 개발

□ 트랙터 부착형 지중점적관 매설기 개발(’18, 특허등록, 기술이전)

□ 성능: 매설 깊이 40cm, 매설 간격 60∼140cm, 작업 시간 68분/10a

□ 유압에 의한 매설 간격 및 깊이 조절, 한번 주행으로 3줄 매설 가능

□ 설치비용: 29백만원/ha(손익분기점 6.9년, 참고3)

□ 점적관: 압력 보상형 호스(점적기 크기 16mm, 간격 20cm, 관개량(2.3ℓ/hr)

지중점적관 매설기			지중점적관
매설간격 (cm)	매설깊이 (cm)	작업시간 (min/10a)	유출량 (ℓ/hr)	점적간격 (cm)	최대압력 (bar)
100	35∼40	68	2.3	20	3.5

점적관 매설기	점적관 매설작업	점적관 매설모형	점적관 매설단면

□ ICT 기반 지중점적 자동관개 시스템 개발(’18, 특허등록, 기술이전)

□ 기상환경(온도, 강우량) 및 토양수분 자동 계측, 자동관개 제어시스템

□ 시스템 구성: 토양수분 센서, 전자밸브, 자동관개 제어시스템 등

- ICT 기반 자동관개시스템 구축으로 작물별 관개시점 설정 및 자동제어

시스템 구성도	점적관 매설모형	자동관개 장비	지중점적관개

□ ICT 기반 지중점적 자동관개 제어시스템(농가 보급형) 개발

- 토양수분 자동 계측, 대기/온습도, 관개자동제어 스마트 폰 앱

구분	로컬 제어	유선 제어	무선 제어
제어포트	4개	4개	4개
원격제어	X	O	O
인터넷	X	유선	무선 (CDMA)
통신비	X	O	O
				로컬제어	초기화면	모니터링	제어설정

참고 3		노지 밭작물 지중점적 자동관개시스템의 적용 효과

□ 지중점적 자동관개시스템의 관개 효율

□ 토양수분함량: 무관개(18.7%) → 지중점적관개(27.3%), 31.5% 증대

□ 수분포텐셜: 무관개(-385kPa) → 지중점적관개(-236kPa), 38.5% 증대

수분포텐셜은 토양입자와 토양수분 사이에 작용하는 장력단위로 토양에 수분이 부족할수록 값이 높음

□ 관개량: 스프링클러 60톤/10a → 지중점적 자동관개 47톤, 22% 절약

처리	토양수분 (%,v/v)	포텐셜 (kPa)
지중점적관개	27.3	-236
무관개	18.7	-358
차이	31.5%↑	38.5%↑

□ 지중점적 자동관개시스템 설치에 따른 밭작물의 생산성 향상 효과

□ 콩 수량: 356kg/10a로 대조구(282) 대비 74kg/10a(26%) 증수

□ 참깨 수량: 142kg/10a로 대조구(104) 대비 38kg/10a(37%) 증수

⇒ 관개방법별 콩 수량: 무관개(100) → 지표점적(115) → 지중점적(126)

콩 생육 비교	콩 수량 비교	참깨 생육 비교	참깨 수량 비교

□ 경사지 밭 자동 지중점적관개시스템 영농현장 실증평가(’17∼’18, 김제)

□ 위치: 전북 김제시 성덕면 석동리 경사지 밭(6,150m2)

□ 구성: 토양수분계측기, 자동밸브, 자동제어시스템(스마트앱)

지중점적관 매설	자동제어시스템	자동제어 앱	지중점적 포장전경

□ 토양수분: 무관개 18.7% → 지중점적관개 27.3%,

□ 콩 수량: 무관개 128.3kg/10a → 지중점적관개 345.5kg/10a

생육초기	개화기	수확기

□ 밭작물 지중점적 자동관개시스템 보급 시범사업 추진(’19∼)

□ 대상지역 전국 9개소, 개소당 2ha

□ 구성: 자동밸브, 관개량 계측기, 토양수분 센서, 자동제어(스마트앱)

점적관 매설	기반조성	자동관개시스템 구축

□ 지중점적 자동관개시스템의 설치비용 및 경제성

□ 설치비용(경제성) : 29백만원/ha(손익분기점 6.9년), 스프링클러 6.0년

지중점적관개 시스템	스프링클러관개
손실적 요소 (A)	손실적 요소 (A)
○순공사비 = 23,190천원 - 재료비, 직접노무비, 경비 ○용역사업 비용= 5,810천원 - 보험료, 관리비, 기타경비, 기업이윤 등 합계(A) = 29,000천원/ha	○스프링클러 비용 = 11,178천원 ○기타자재 비용 = 5,850천원 ○설치 및 철거 비용 = 300천원 합계(A) = 17,328천원/ha
이익적 요소 (B)	이익적 요소 (B)
○증가되는 이익(콩 수량): 4,200천원 *무관개(2,820kg/ha) 대비 26%(743kg) 증수	○증가되는 이익(콩 수량): 2,888천원 * 무관개 대비 511kg/ha 증수
손익 분기점(A/B) = 6.9년	손익 분기점(A/B) = 6.0년

□ 금후 추진계획

□ 수입산 대체 지중점적 관개용 압력보상형 점적호스 개발(‘20~’23)

- 잔류수 역류방지(실리콘), 압력보상 기능, 뿌리 침투방지 요소기술 등

□ 밭작물 지중점적 자동 물관리 기술 정책반영(‘19, 농식품부)

<묻고 답하기>

Q 1	지중점적 자동관개시스템 기술 개발 연구를 시작하게 된 배경이 있나요?

○ 최근 기후변화로 인한 가뭄일수 증가로 가뭄피해가 매년 반복되고 있고, 이에 따른 밭작물의 수량변동이 점차 심화되고 있습니다.

○ 하지만, 기존 밭작물 관수는 대부분 인력에 의존하고 있어 매 작기마다 관수자재의 반복적인 설치와 철거에 노동력이 가중되고 있고, 농촌인구 고령화에 따라 관수노력을 절감할 수 있는 자동화 기술과 물 부족에 따른 농업용수 절감기술이 필요합니다.

○ 따라서, 노지 밭작물을 안정적으로 재배할 수 있는 정보통신기술(ICT) 기반의 농업용수 절약 물관리 기술 개발의 필요성이 대두되고 있습니다.

Q 2	개발한 지중점적 자동관개란 어떤 기술 인가요?

○ 지중점적관개 기술은 물 낭비를 최소화하기 위해 땅속에 관수호스를 묻어 작물의 뿌리에 직접 필요한 만큼의 물만 공급하는 설비로 작물의 종류와 환경조건에 따라 물의 공급량을 조절하는 관개 기술입니다.

○ 지중점적관개 기술은 센서를 통해 기상환경과 토양수분 함량을 자동으로 계측하고, 자동제어기를 통해 저장, 연산 등을 수행하며, 동시에 사용자가 재배상태를 확인할 수 있도록 스마트폰으로 제반 관개설비를 제어하는 관개 기술입니다.

Q 3	기존 관개 방법에 비해 지중점적관개의 장점은 무엇인가요?

○ 지중점적관개는 저유량으로 땅속에 급수가 가능하기 때문에 기존의 살수식 관개방법(스프링클러)에 비해 토양수분을 크게 변동시키지 않고 이랑에 적절한 수준으로 수분을 유지할 수 있어 산소부족과 염류장애로 인한 피해가 일어나지 않습니다.

○ 기존 관개 방법은 토양 표면에서 유실되거나 증발되는 양이 많지만, 이 기술은 수분이용효율이 상대적으로 더 높아 기존 방식에 비해 관수에 필요한 물을 절약할 수 있습니다.

○ 또한, 땅속으로 물을 주기 때문에 작물의 잎이 물에 젖지 않고, 습도를 상승시키지 않으므로 각종 곰팡이 병 등의 병해를 예방할 수 있습니다.

○ 기존 밭작물의 물 관리는 매 작기마다 관수기자재를 설치·철거하는 작업을 반복적으로 행해야 하는 불편함이 있는 반면, 지중점적 관개는 한번 설치하면 시스템을 유지만 해줘도 되는 장점이 있습니다.

Q 4	이 기술이 우리나라 최초의 기술인가요?

○ 우리나라에서도 지중점적호스를 땅속에 묻어 과수나 원예작물에 적용한 적이 있습니다.

○ 하지만, 기존의 방법은 주로 관리기나 인력으로 점적호스를 매설하였기 때문에 작업시간이 오래 걸리고 대규모 면적에는 적용이 불가능하여 기술의 확대·보급하는데 한계가 있었습니다.

○ 대규모 면적에도 손쉽게 점적관 매설이 가능하도록 지중점적 매설기를 개발하였고 기계화 작업을 접목시켜서 우리나라 밭 입지조건에 맞게 발전시킨 기술입니다.

Q 5	물을 땅속으로 공급하면 낭비되는 물이 많지 않나요?

○ 일반적으로 지표관개 방법(스프링클러, 분수호스 등)은 한 번에 많은 양을 관수를 하게 되므로, 땅속으로 스며들지 못하는 물은 지표를 통해 흘러 나가게 됩니다.

○ 하지만, 개발된 기술은 땅속에 매설한 점적호스에서 방울방울 물을 공급하게 되어 모세관 현상과 확산작용에 의해 물이 골고루 퍼져나가게 되고, 이러한 수분공급은 기존 방법에 비해 낭비되는 물이 적어 더 작은 양으로도 근권층(작물의 뿌리가 주로 발달하여 수분을 흡수하는 영역)에 물을 공급할 수 있게 됩니다.

Q 6	작물뿌리나 흙이 점적관으로 들어가 관이 막히지는 않나요? 내구성은 얼마나 되나요?

○ 지중점적 관개시스템은 물속에 들어 있는 모래를 자체 여과하는 기능을 가지고 있으며, 뿌리가 호스내부로 들어가지 못하게 구조적으로 제작되어 있습니다.

○ 관개수에 필터를 장착하고 있지만 지중점적관 내부에 쌓일 수 있는 모래, 이물질은 관수를 시작하기 전에 세척할 수가 있습니다.

○ 실제로 지중점적으로 관개하는 농가가 10년 이상 되어도 문제없이 사용하는 농가들이 있으며, 점적관 내부청소 등에 주의를 기울이면 오랫동안 기능을 유지할 수 있습니다.

○ 외국에서도 일반적인 수명 기대치가 12∼15년으로 알려져 있으며, 관 세척 등 유지보수를 잘 하면 더 길어진다는 보고가 있습니다.

Q 7	이 기술은 식량작물에만 적용이 가능한가요?

○ 본 기술은 콩과 참깨를 비롯한 노지 밭작물을 위주로 대규모 면적에도 적용할 수 있도록 기술을 개발하였습니다.

○ 하지만, 이 기술은 식량작물을 비롯한 타 작물인 원예작물이나 과원 등에도 적용이 가능 할 것으로 판단하고 있으며, 원예작물과 과수 등에 대한 확대적용 가능성을 향후 검토하도록 하겠습니다.

Q 8	향후 연구계획과 기술보급 방안은 무엇인가요?

○ 이 기술은 영농현장에서 손쉽고 간편하게 물관리를 할 수 있는 생산기반 기술로서 밭작물 재배 시 물관리 노력비용을 줄여주고 농업용수도 절약할 수 있으며, 기후변화에 대응해 밭작물의 안정생산에 기여할 수 있을 것으로 판단됩니다.

○ 개발된 트랙터 부착형 지중점적관 매설기는 산업체에 기술이전하고 신기술 기종으로 등록하여 농기계 임대기종으로 보급될 수 있도록 노력할 것입니다.

○ 이 기술은 올해 농촌진흥청에서 추진하고 있는 신기술시범사업에 반영되어 전국 9곳에서 시범운영 중에 있으며, 농식품부에서 추진하고 있는 정책사업에 반영되어 농가에 조속히 보급되고 자급률이 낮은 밭작물의 경쟁력 향상에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠습니다.