농촌진흥청 제공농촌의 인력 부족 속에 국제 정세 불안정으로 비료 원료 수급에도 차질이 우려되는 가운데 필요한 곳에 적정량의 비료를 뿌려 비료 사용량과 비료 살포 시간을 줄일 수 있는 스마트 이앙기가 개발돼 관심을 끌고 있다.
농촌진흥청은 농업 현장의 비료 사용 환경을 개선하고 고품질 쌀 생산 기반을 강화하기 위해 '이앙 동시 위치별 맞춤형 비료 살포량 조절 스마트 이앙기(이하 스마트 이앙기)'를 개발했다.
일반적으로 벼농사를 지을 때 모내기 전에 비료를 뿌리고 이앙기를 이용해 모내기한다. 이후 생육 단계에 따라 가지거름, 이삭거름 등 여러 차례 비료를 준다. 현재 스마트 이앙기를 사용하는 농가가 있으나 자율주행을 하며 논 전체에 정해진 양 만큼의 완효성 비료를 일정하게 뿌리는 단계이다. 완효성 비료는 비료 성분이 천천히 녹아 한 번 또는 적은 횟수의 시비로도 영양을 공급하는 비료이다.
그러나 같은 논 안에서도 물 빠짐 정도, 유기물 함량과 지력 차이, 이전 작물 관리 상태에 따라 벼가 필요로 하는 양분량이 달라진다. 양분이 부족한 곳의 벼는 생육이 저하되고 이미 충분한 곳은 비료 과다 상태가 된다.
비료를 과다하게 쓰면 벼가 웃자라 쉽게 쓰러지거나 병해충 발생 위험이 커질 수 있다. 또한, 작물이 흡수하고 남은 비료 성분이 하천으로 흘러 들어가 수질오염의 원인이 되기도 한다. 필요 이상으로 비료를 사용하면 비료비와 인건비 증가 등 농가 경영 부담으로 이어질 수 있다.
논 전체에 같은 양의 비료를 뿌리던 기존 방식에서 벗어나 양분이 부족한 곳과 충분한 곳을 구분해 비료를 줄 필요가 있다.
이에 농촌진흥청은 필요한 곳에 적정량의 비료를 정밀하게 사용할 수 있도록 △적정 시비량 산정(분석) △시비 지도 생성(처방) △실시간 농작업 위치 인식(판단) △최적 시비량 제어 기술(제어) 등 네 가지 핵심기술을 적용해 스마트 이앙기를 개발했다.
스마트 이앙기를 사용하면 모내기와 비료 살포를 동시에 수행할 수 있어 논 상태를 일일이 판단해 비료를 조절해야 하는 부담을 줄일 수 있다. 또한, 구역별로 적정 비료량을 사용할 수 있어 비료 사용량을 줄이고 논 전체의 벼 품질을 균일하게 관리할 수 있다.
특히 단백질 함량 등 쌀 품질 기준을 좌우하는 질소의 양을 적정하게 관리함으로써 고품질 쌀 생산 지원도 가능해 '품질 관리형 농기계'로써의 역할도 기대된다.
연구진은 화성의 벼 재배 농가에서 현장 적용 시험을 했다. 4개 필지에 스마트 이앙기를 적용한 결과 관행보다 1헥타르(ha) 기준 비료 사용량은 29%, 비료 살포 시간은 40% 각각 줄었다. 수확량은 10% 늘었고 구역별 수확량 편차는 33% 줄었다.
스마트 이앙기를 전국 벼 재배 면적(70만 헥타르)에 적용하면 연간 약 5600억 원(80만 원/헥타르)의 농자재 비용 절감 효과를 기대할 수 있다. 비료비 절감 뿐 아니라 노동력 절감에 따른 인건비 절약, 벼 품질 향상으로 인한 소득 증대 등 다양한 경제적 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.
농촌진흥청은 스마트 이앙기의 빠른 상용화와 현장 보급을 위해 2027년까지 산업체와 협력해 기술을 고도화하고 오는 2028년에는 신기술 보급사업 추진을 검토할 계획이다.
농촌진흥청 성제훈 국립농업과학원장은 "스마트 이앙기는 데이터 기반의 정밀농업 기술로 노동력과 비용 절감, 수질오염 예방, 고품질 쌀 생산은 물론 지금과 같은 비료 수급 위기에는 농가 대응력 강화에 도움을 줄 것"이라며, "앞으로도 지속 가능한 미래 농업 구현을 위한 농업기술 개발과 현장 보급에 최선을 다하겠다"고 말했다.