효율적 파프리카 양수분관리를 위한 중량제어 기반 자동 급액 변인 도출

• 영문명: Investigation of automated nutrient solution feeding variables based on the slab weight for efficient water and nutrient management of paprika production
• 발행기관: 고려대학교 생명자원연구소
• 저자명: 김종균 백정현 김종윤
• 간행물 정보: 『생명자원연구』제30권, 67~75쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 자연과학 > 자연과학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.12.31

국문 초록

본 연구는 현재 국내 파프리카 생산 현장에서 주로 사용하고 있는 수경재배에서 슬라브의 중량 제어를 통해 효율적으로 급액하는 자동 급액 알고리즘에 활용할 수 있는 변인들을 탐색하고자 수행하였다. 이를 위해 국내 두 지역(강원, 경남)의 파프리카 생산 농가에 슬라브 중량측정시스템을 설치하여 취득한 실제 재배 데이터를 기반으로 급액 방식을 분석하고, 중량제어 기반 자동 급액에 적용 가능한 변인 요소와 변인들의 수치 범위를 조사하였다. 연구 결과, 지역의 차이보다는 재배 작기 계절에 따라 급액량에 큰 차이가 있었으며, 1회 급액량 보다는 일일 급액 횟수에 따라 일일 급액량이 결정되어, 계절을 제시할 수 있는 온습도 환경 데이터와 일일 급액 횟수가 중량제어 기반 자동제어에 필요한 제어 요인으로 나타났다. 급액 시각에 있어서는 당일의 일출 및 일몰 시각이 가장 중요한 요인으로 작용하여 기상정보와의 연계가 필요한 것으로 보였다. 또한, 작물의 생육시기에 따라 양액 요구도가 다르게 나타나 작물 생육시기를 정량화하는 수치가 필요한 변인 요소로 판단되었다. 용탈분율의 경우 수치 자체보다는 급액과 배액의 전기전도도 및 1회 급액량을 고려해야 하는 항목이므로, 용탈분율을 중량제어 변인으로 사용하기 위해서는 더욱 고도화된 연구가 필요할 것으로 나타났다. 결과적으로 작물의 중량 변화 데이터를 통해 농가의 급액 정보를 알맞게 분석할 수 있었으며, 이를 통해 추후 작물의 중량 변화 측정을 기반으로 한 증발산량 분석 및 자동급액시스템에 활용할 수 있는 다양한 측정, 제어 변인들을 파악하였다.

영문 초록

This study was conducted to investigate potential variables that can be used in slab weight-based automated nutrient solution feeding algorithms for efficient water and nutrient management for paprika production in Korea. A slab weight measurement system was installed at paprika production farms in two provinces (Gangwon and Gyeongsangnam-do) in Korea, and we analyzed the fertigation data at production farms, and to investigate the variables applicable to the weight control-based automated nutrient feeding system. As the result, the difference in the amount of fertigation was mostly dependent on the growing season rather than the region, and the daily fertigation amount was determined by the number of fertigation applications per day, suggesting environmental data such as temperature and relative humidity would be the required variable for season estimation, and the number of fertigation applications would be the control variable for automated fertigation system. The sunrise and sunset times were the most critical variables for fertigation timing, suggesting the weather information will need to be integrated into the system. The demand for fertigation was different depending on the crop growth stages, thus numerical variables that can quantify the crop growth stages should be developed further. Further study for the leaching fraction would be required to use it for the potential control variable, since complex considerations for the electrical conductivity of the nutrient solution supplied and drained and the fertigation amount per application would affect the leaching fraction value. Consequently, the crop weight change data could provide the information for analysis of nutrient feeding in the production farms, and we could consider the various measurement and control variables that can be used in the weight-based automated nutrient feeding system.

목차

I. 서론

II. 재료 및 방법

III. 결과 및 고찰

IV. 결론

V. 사사

VI. 참고문헌

키워드

수경재배 양액제어 용탈분율 자동급액시스템 중량측정시스템 hydroponics nutrient solution control leaching fraction automated nutrient feeding system weight measurement system