토양 수분 센서, 관개 연구의 초점

남동부 지역에서 가뭄이 드는 해가 비가 많이 오는 해보다 많아지면서 관개는 사치품이라기보다는 필수품이 되었고, 재배자들은 토양 수분 센서를 사용하는 등 언제 관개해야 하는지, 얼마나 관개해야 하는지를 결정하는 보다 효율적인 방법을 모색하게 되었습니다.
조지아주 카밀라에 있는 스트리플링 관개 공원의 연구원들은 토양 수분 센서와 농부들에게 데이터를 전송하는 데 필요한 무선 원격 측정을 포함하여 관개의 모든 측면을 연구하고 있다고 공원 관리자인 캘빈 페리는 말했습니다.
페리는 "최근 몇 년 동안 조지아주에서 관개가 크게 증가했습니다."라고 말합니다. "현재 조지아주에는 13,000개가 넘는 관개 시설이 있으며, 100만 에이커가 넘는 면적이 관개되고 있습니다. 지하수와 지표수 관개 수원의 비율은 약 2:1입니다."
그는 중심 축이 조지아 주 남서쪽에 집중되어 있으며, 주 전체 중심 축의 절반 이상이 플린트 강 하류 유역에 있다고 덧붙였다.
관개에서 가장 중요한 질문은 "언제 관개해야 하고, 얼마나 뿌려야 할까?"입니다. 페리는 "관개 시간과 일정을 더 잘 조절하면 관개를 최적화할 수 있다고 생각합니다. 토양 수분 함량이 필요한 수준에 도달하면 시즌 후반에 관개 횟수를 줄일 수 있고, 관개 비용도 절약할 수 있을 것입니다."라고 말합니다.
그는 관개 일정을 잡는 데는 다양한 방법이 있다고 말한다.
첫째, 밭에 나가 흙을 발로 차거나 식물의 잎을 살펴보는 전통적인 방법을 사용할 수 있습니다. 또는 작물의 물 사용량을 예측할 수도 있습니다. 토양 수분 측정을 기반으로 관개 계획을 세우는 관개 스케줄링 도구를 활용할 수도 있습니다.
또 다른 옵션
"또 다른 방법은 현장에 설치된 센서를 기반으로 토양 수분 상태를 적극적으로 추적하는 것입니다. 이 정보는 사용자에게 전달되거나 현장에서 수집될 수 있습니다."라고 페리는 말합니다.
그는 남동부 해안 평야 지역의 토양은 매우 다양한 특성을 보이며, 재배자들이 밭에 단일 토양 유형을 가지고 있지 않다고 지적합니다. 이러한 이유로 이러한 토양에서 효율적인 관개는 현장 맞춤형 관리, 그리고 센서를 활용한 자동화를 통해 가장 효과적으로 달성될 수 있다고 그는 말합니다.
"이러한 프로브에서 토양 수분 데이터를 얻는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 쉬운 방법은 일종의 원격 측정을 이용하는 것입니다. 농부들은 매우 바쁘기 때문에, 꼭 필요하지 않은 경우라면 밭에 나가 토양 수분 센서를 직접 확인하고 싶어 하지 않습니다. 이 데이터를 얻는 방법은 여러 가지가 있습니다."라고 페리는 말합니다.
센서 자체는 크게 두 가지 범주로 나뉜다. 워터마크 토양 수분 센서와 최신 정전용량형 토양 수분 센서다.
새로운 제품이 출시되었습니다. 식물 생물학과 농학을 결합하여 높은 스트레스 수준, 식물 질병, 작물 건강 상태, 그리고 식물의 물 필요량을 알려줄 수 있습니다.
이 기술은 미국 농무부(USDA)의 특허인 BIOTIC(Biologically Identified Optimal Temperature Interactive Console)을 기반으로 합니다. 이 기술은 온도 센서를 사용하여 작물의 잎 표면 온도를 모니터링하여 수분 스트레스를 파악합니다.
재배자의 밭에 설치된 이 센서는 이러한 판독값을 받아 기지국으로 정보를 전달합니다.
이 알고리즘은 작물이 최고 기온을 초과하여 오랜 시간 동안 지속되면 수분 스트레스를 받고 있다는 것을 예측합니다. 작물에 물을 주면 수관 온도가 내려갑니다. 그들은 다양한 작물에 대한 알고리즘을 개발했습니다.
다재다능한 도구
"무선 원격 측정은 기본적으로 현장의 특정 지점에서 현장 가장자리에 있는 픽업 트럭으로 데이터를 전송하는 것입니다. 이렇게 하면 노트북 컴퓨터를 들고 현장에 가서 상자에 연결하고 데이터를 다운로드할 필요가 없습니다. 연속적인 데이터를 수신할 수 있습니다. 또는 현장 센서 근처에 무전기를 설치하거나, 조금 더 높은 곳에 설치하여 사무실로 전송할 수도 있습니다."
페리에 따르면, 조지아 남서부 관개 공원에서 연구진은 저렴한 센서들을 현장에 배치하는 메시 네트워크(Mesh Network)를 개발하고 있습니다. 센서들은 서로 통신한 후, 현장 가장자리나 중심 축에 있는 기지국으로 다시 연결됩니다.
언제 관개해야 하고 얼마나 많이 관개해야 하는지에 대한 질문에 답하는 데 도움이 됩니다. 토양 수분 센서 데이터를 보면 토양 수분 상태의 감소를 확인할 수 있습니다. 이를 통해 수분이 얼마나 빨리 감소했는지, 그리고 얼마나 빨리 관개해야 하는지 파악할 수 있습니다.
"얼마나 많이 사용해야 할지 알아보려면 데이터를 살펴보고 특정 시기에 토양 수분이 작물 뿌리 깊이까지 증가하는지 확인하세요."