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문제 정의
- 본 연구에서는 우리나라 9개 지역에 대한 지난 30년간의 잠재증발산량을 FAO Modified Penman 공식과 Penman-Monteith 공식을 이용하여 산정한 후, 그 차이에 대하여 고찰하였다. 그리고 1980년대에 이루어진 논벼의 작물소비수량 산정연구와 1990년대에 이루어진 직파재배에 따른 소비수량 산정연구에 활용된 실제 소비수량의 실측 자료를 근거로 하여 FAO Modified Penman 공식과 Penman-Monteith 공식으로 부터 각각 산정된 작물계수에 대해 비교 분석하였다.
제안 방법
- 1. 두 공식을 이용하여 작물 계수를 산정하였는데, 지역별, 순별 작물계수를 산정했던 기존 연구와 달리 이앙 또는 파종 후 경과 일수를 기준으로 9개 지역의 작물계수를 이용하여 하나의 작물 계수를 산정하였다.
- 1982년부터 1986년까지 5년 동안 전국 9개 지역을 대상으로 이루어진 작물 소비수량 산정방법연 구 중 일부분으로 지역에 따른 작물계수 산정이 포함되었는데, 이를 위하여 이루어진 논벼의 증발산량 실측치와 해당 5년간의 PM 공식으로 산정된 잠재증발산량을 가지고 PM 공식에 적합한 작물계 수를 산정하였다. 기존 연구에서는 증발산량을 조생종, 중생종, 만생종으로 나누어서 관측하였지만 본 연구에서는 이를 나누지 않고 작물 계수를 산정하였다.
- 1995년부터 1997년까지 3년 동안 수원과 대구 2개 지역을 대상으로 이루어진 영농 방식 변화에 따른 산정방법연구 중 일부분으로 중부 지역과 남부 지역의 작물계수 산정이 포함되었는데, 이를 위하여 이루어진 직파 재배에 따른 논벼의 증발산량 실측치와 해당 3년간의 PM 공식으로 산정된 잠재 증발산량을 가지고 PM 공식에 적합한 작물계수를 산정하였다. 기존 연구에서는 증발산량을 조생종, 중생종, 만생종으로 나누어서 관측하였지만 본 연구에서는 이를 나누지 않고 작물 계수를 산정하였 다.
- PM 공식과 FMP 공식의 잠재증발산량의 일반적 경향과 차이를 알기 위하여 전국 9개 지역을 대상으로 1974년 1월 1일부터 2003년 12월 31일까 지 지난 30년간의 잠재증발산량을 두 공식을 이용 하여 각각 산정하였다. Fig.
- 감수심, 증발산량, 삼투량을 각각 구하기 위하여 바닥이 있는 유저형, 무저개방형, 무저 밀폐형 라이시미터로 구분하여 측정하였다. 시험구 배치는 3개 품종(조생종, 중생종, 만생종)의 수도를 심은 유저형과 무저형 라이시미터를 사용하였으며, 담수심은 각 조건에 맞게 일정하게 유지시켰다.
- 본 연구에서는 우리나라 9개 지역에 대한 지난 30년간의 잠재증발산량을 FAO Modified Penman 공식과 Penman-Monteith 공식을 이용하여 산정한 후, 그 차이에 대하여 고찰하였다. 그리고 1980년대에 이루어진 논벼의 작물소비수량 산정연구와 1990년대에 이루어진 직파재배에 따른 소비수량 산정연구에 활용된 실제 소비수량의 실측 자료를 근거로 하여 FAO Modified Penman 공식과 Penman-Monteith 공식으로 부터 각각 산정된 작물계수에 대해 비교 분석하였다.
- 1982년부터 1986년까지 5년 동안 전국 9개 지역을 대상으로 이루어진 작물 소비수량 산정방법연 구 중 일부분으로 지역에 따른 작물계수 산정이 포함되었는데, 이를 위하여 이루어진 논벼의 증발산량 실측치와 해당 5년간의 PM 공식으로 산정된 잠재증발산량을 가지고 PM 공식에 적합한 작물계 수를 산정하였다. 기존 연구에서는 증발산량을 조생종, 중생종, 만생종으로 나누어서 관측하였지만 본 연구에서는 이를 나누지 않고 작물 계수를 산정하였다. 지역별, 순별로 나온 5개년 동안 나온 결과를 평균하여 최종적으로 논벼의 작물계수를 산정 하였는데 기존 연구에서는 지역별, 순별에 따른 작 물계수를 제시하였는데 본 연구에서는 이앙 후 경과 일수에 따라 10일 단위로 나누어 전국 9개 지역을 평균하여 하나의 작물 계수를 산정하였다.
- 1982년부터 1986년까지 5년 동안 전국 9개 지역을 대상으로 이루어진 작물 소비수량 산정방법연 구 중 일부분으로 지역에 따른 작물계수 산정이 포함되었는데, 이를 위하여 이루어진 논벼의 증발산량 실측치와 해당 5년간의 PM 공식으로 산정된 잠재증발산량을 가지고 PM 공식에 적합한 작물계 수를 산정하였다. 기존 연구에서는 증발산량을 조생종, 중생종, 만생종으로 나누어서 관측하였지만 본 연구에서는 이를 나누지 않고 작물 계수를 산정하였다. 지역별, 순별로 나온 5개년 동안 나온 결과를 평균하여 최종적으로 논벼의 작물계수를 산정 하였는데 기존 연구에서는 지역별, 순별에 따른 작 물계수를 제시하였는데 본 연구에서는 이앙 후 경과 일수에 따라 10일 단위로 나누어 전국 9개 지역을 평균하여 하나의 작물 계수를 산정하였다.
- 또한 1980년대에 이루어진 논벼의 작물소비수량 산정연구와 1990년대에 이루어진 직파재배에 따른 소비수량 산정연구에 활용된 실제 소비수량의 실측 자료를 근거로 하여 FMP 공식과 PM 공식으로 부 터 각각 작물계수를 산정하고 비교 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다.
- 조생종, 중생종, 만생종에 대하여 020 cm의 원형 유저 라이시미터를 6반복으로 측정할 수 있도록 모두 18개를 설치하였으며, 담수심은 6 cm를 기준으로 하여 소비수량을 조사하였다. 또한 교차검증을 위하여 사각형 라이시미터를 조생종, 중생종, 만생종에 대해 각각 1개씩 배치하여 측정하였다. 대구 지역의 경우는 담수직파의 증발산량을 측정하기 위해 조생종, 중생종, 만생종의 품종별로 3반복으로 측정하도록 9개의 유저 라이시미터 를 시험 포장에 배치하였다.
- 또한, 1995년에서 1997년까지 3개년에 걸쳐 우리나라의 중부지역과 남부지역에 대해 대표적인 지역을 선정하고, 직파재배에 적합한 품종을 선택하여 생육기간별 증발산량을 측정하였다. 이를 이용 하여 잠재증발산량 공식의 작물계수를 산정하였다.
- 이앙일은 경우 벼의 품종과 지역에 따라 다르지만 파종과 수확시기에 따라 5월 하순-6월 초순에 이앙하도록 하여 시험하였다. 벼의 품종과 지역에 따라 다소 차이는 있으나, 8월 하순-10월 중하순경에 수확하도록 하였다. 시비량 및 기타 재배 방법은 농촌진흥청에서 시행하는 표준재배법에 의해 실시 하였다.
- 본 연구에서는 일평균 기온, 풍속, 습도, 일조시간 등 4가지 기상 요인을 이용하여 산정하였다.
- 이에 따라 춘천, 서울, 수원, 청주, 대전, 전주, 광주, 대구, 진주로 선정하고, 조생종, 중생종, 만생종에 대하여 소비수량 측정 실험을 실시하였다. 이앙일은 경우 벼의 품종과 지역에 따라 다르지만 파종과 수확시기에 따라 5월 하순-6월 초순에 이앙하도록 하여 시험하였다. 벼의 품종과 지역에 따라 다소 차이는 있으나, 8월 하순-10월 중하순경에 수확하도록 하였다.
- 1982년에서 1986년까지 5개년에 걸쳐 우리나라의 도를 대표할 수 있는 9개 지역을 선정하고, 각 지역에 시험포를 설치하 고 소비수량 측정 실험을 실시하였다 (Chung, 1987). 이에 따라 춘천, 서울, 수원, 청주, 대전, 전주, 광주, 대구, 진주로 선정하고, 조생종, 중생종, 만생종에 대하여 소비수량 측정 실험을 실시하였다. 이앙일은 경우 벼의 품종과 지역에 따라 다르지만 파종과 수확시기에 따라 5월 하순-6월 초순에 이앙하도록 하여 시험하였다.
- 밭작물에 대한 소비수량연구를 위해 1987년부터 1990년까지 4개년 동안에 수원 지방에서 고추, 콩, 배추 등의 토양수분량의 변화량을 측정치를 근거로 하여 실제증발산량으로 산정한 후, FAO Modified Penman 공식을 이용하여 작물계수를 산정하였다 (Chung, 1990). 이후 1995년부터 1997년까지 영 농 방식 변화 따른 작물계수를 산정하기 위해 3개년 동안 논벼에 대하여 직파 재배에 따른 필요수량 변화 연구에서 수원과 대구 지역에서 라이시미터를 이용한 실제증발산량을 측정하였다 (Kim, 1997). 침투량을 제외한 실제 증발산량만을 측정하기 위하여 유저형 라이시미터를 사용하였다.
- 그러나 1998년 국제식량농업기구 (FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1998)에서는 기존의 연구에서 추천했던 Modified Penman 공식의 과다 산정되는 점을 지. 적하고, 각 지역의 조건에 따른 적합한 방법을 비교, 검토하였다. 기존에 사용되던 20여 종류의 증발산량 공식을 검정들을 하였는데, 그 중 Penman- Monteith 공식이 건조 및 습윤 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 가지는 것으로 확인되었다.
- 시험구 배치는 수원 지역의 경우 담수직파의 증발산량을 측정하기 위하여 유저형 라이시미터를 사 용하였다. 조생종, 중생종, 만생종에 대하여 020 cm의 원형 유저 라이시미터를 6반복으로 측정할 수 있도록 모두 18개를 설치하였으며, 담수심은 6 cm를 기준으로 하여 소비수량을 조사하였다. 또한 교차검증을 위하여 사각형 라이시미터를 조생종, 중생종, 만생종에 대해 각각 1개씩 배치하여 측정하였다.
- 기존 연구에서는 증발산량을 조생종, 중생종, 만생종으로 나누어서 관측하였지만 본 연구에서는 이를 나누지 않고 작물 계수를 산정하였 다. 지역별, 순별로 나온 3개년 동안 나온 결과를 평균하여 최종적으로 직파재배에 따른 작물계수를 산정하였는데 기존 연구에서는 지역별, 순별에 따른 작물계수를 제시하였는데 본 연구에서는 파종 후 경과 일수에 따라 10일 단위로 나누어 두 지역을 평균하여 하나의 작물 계수를 산정하였다. 그 결과는 Fig 4, Table 7과 같다.
- 기존 연구에서는 증발산량을 조생종, 중생종, 만생종으로 나누어서 관측하였지만 본 연구에서는 이를 나누지 않고 작물 계수를 산정하였다. 지역별, 순별로 나온 5개년 동안 나온 결과를 평균하여 최종적으로 논벼의 작물계수를 산정 하였는데 기존 연구에서는 지역별, 순별에 따른 작 물계수를 제시하였는데 본 연구에서는 이앙 후 경과 일수에 따라 10일 단위로 나누어 전국 9개 지역을 평균하여 하나의 작물 계수를 산정하였다. 그 결과는 Fig.
- 시험포장은 중부지방에서는 수원(수원시 서울대학 교 농생대 부속농장), 남부지방에서는 대구(대구시 경북대학교 농생대 부속농장)를 선정하였다. 파종 시기는 지역에 따라 다소 차이는 있으나 5월 중하 순에 실시하였고 9월 하순에는 두 지역 모두 완전 낙수를 실시하였고, 10월초에 수확하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 서울대학교 농업개발연구소 측정한 증발산량을 사용하였다. 1982년에서 1986년까지 5개년에 걸쳐 우리나라의 도를 대표할 수 있는 9개 지역을 선정하고, 각 지역에 시험포를 설치하 고 소비수량 측정 실험을 실시하였다 (Chung, 1987). 이에 따라 춘천, 서울, 수원, 청주, 대전, 전주, 광주, 대구, 진주로 선정하고, 조생종, 중생종, 만생종에 대하여 소비수량 측정 실험을 실시하였다.
- 감수심, 증발산량, 삼투량을 각각 구하기 위하여 바닥이 있는 유저형, 무저개방형, 무저 밀폐형 라이시미터로 구분하여 측정하였다. 시험구 배치는 3개 품종(조생종, 중생종, 만생종)의 수도를 심은 유저형과 무저형 라이시미터를 사용하였으며, 담수심은 각 조건에 맞게 일정하게 유지시켰다.
- 이를 이용 하여 잠재증발산량 공식의 작물계수를 산정하였다. 시험포장은 중부지방에서는 수원(수원시 서울대학 교 농생대 부속농장), 남부지방에서는 대구(대구시 경북대학교 농생대 부속농장)를 선정하였다. 파종 시기는 지역에 따라 다소 차이는 있으나 5월 중하 순에 실시하였고 9월 하순에는 두 지역 모두 완전 낙수를 실시하였고, 10월초에 수확하였다.
- 서울대 농업개발연구소에서는 1982년부터 1986년까지 5개년 동안 논벼에 대하여 조생종, 중생종, 만생종으로 분류하고, 다시 통일계와 일반계로 나누.어 서울, 수원을 포함한 전국 9개 지역에서 소비수량을 산정하였다. 그 결과를 Blaney-Criddle 공식, FAO Modified Penman 공식, A Pan 증발계 등에 의해 지역별로 잠재증발산량을 산정하여, 각각의 작물계수를 산정하였다 (Chung, 1987).
- 이후 1995년부터 1997년까지 영 농 방식 변화 따른 작물계수를 산정하기 위해 3개년 동안 논벼에 대하여 직파 재배에 따른 필요수량 변화 연구에서 수원과 대구 지역에서 라이시미터를 이용한 실제증발산량을 측정하였다 (Kim, 1997). 침투량을 제외한 실제 증발산량만을 측정하기 위하여 유저형 라이시미터를 사용하였다. 그 결과를 근거로 FAO Modified Penman 공식과 수정 Blaney- Criddle 공식을 이용하여 작물계수를 산정하였다 (Kim, 1997).
이론/모형
- 어 서울, 수원을 포함한 전국 9개 지역에서 소비수량을 산정하였다. 그 결과를 Blaney-Criddle 공식, FAO Modified Penman 공식, A Pan 증발계 등에 의해 지역별로 잠재증발산량을 산정하여, 각각의 작물계수를 산정하였다 (Chung, 1987).
- 침투량을 제외한 실제 증발산량만을 측정하기 위하여 유저형 라이시미터를 사용하였다. 그 결과를 근거로 FAO Modified Penman 공식과 수정 Blaney- Criddle 공식을 이용하여 작물계수를 산정하였다 (Kim, 1997).
- 기존에 사용되던 20여 종류의 증발산량 공식을 검정들을 하였는데, 그 중 Penman- Monteith 공식이 건조 및 습윤 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서 국제식량농업기구에서는 Penman-; Monteith 공식을 통일하여 사용하기로 결정하였다 (Allen et al„ 1998). 현재 이 공식은 세계관개배 수위원회 (ICID), 세계기상기구 (WM0) 등에서 추천하고 여러 연구에서 정확한 것으로 인정받고 있다.
- 밭작물에 대한 소비수량연구를 위해 1987년부터 1990년까지 4개년 동안에 수원 지방에서 고추, 콩, 배추 등의 토양수분량의 변화량을 측정치를 근거로 하여 실제증발산량으로 산정한 후, FAO Modified Penman 공식을 이용하여 작물계수를 산정하였다 (Chung, 1990). 이후 1995년부터 1997년까지 영 농 방식 변화 따른 작물계수를 산정하기 위해 3개년 동안 논벼에 대하여 직파 재배에 따른 필요수량 변화 연구에서 수원과 대구 지역에서 라이시미터를 이용한 실제증발산량을 측정하였다 (Kim, 1997).
- 본 연구에서는 서울대학교 농업개발연구소 측정한 증발산량을 사용하였다. 1982년에서 1986년까지 5개년에 걸쳐 우리나라의 도를 대표할 수 있는 9개 지역을 선정하고, 각 지역에 시험포를 설치하 고 소비수량 측정 실험을 실시하였다 (Chung, 1987).
- 벼의 품종과 지역에 따라 다소 차이는 있으나, 8월 하순-10월 중하순경에 수확하도록 하였다. 시비량 및 기타 재배 방법은 농촌진흥청에서 시행하는 표준재배법에 의해 실시 하였다.
- 또한, 1995년에서 1997년까지 3개년에 걸쳐 우리나라의 중부지역과 남부지역에 대해 대표적인 지역을 선정하고, 직파재배에 적합한 품종을 선택하여 생육기간별 증발산량을 측정하였다. 이를 이용 하여 잠재증발산량 공식의 작물계수를 산정하였다. 시험포장은 중부지방에서는 수원(수원시 서울대학 교 농생대 부속농장), 남부지방에서는 대구(대구시 경북대학교 농생대 부속농장)를 선정하였다.
성능/효과
- 2. 이앙 재배의 경우, FMP 공식으로 산정된 작물 계수가 PM 공식으로 산정된 값보다 더 작은 값을 보였다. PM 공식의 경우에는 0.
- 3. 담수 직파 재배의 경우, PM 공식의 경우에는 0.87-1.74 범위를 나타내었고, 평균적으로 1.33로 산정되었고, FMP 공식의 경우에는 0.70~1.58의 범위를 나타내었고, 평균적으로 1.11 로 산정되었다. 두 공식 모두 파종 후 110일째에 가장 큰 값을 나타내었다.
- 우리나라 각 도를 대표할 수 있는 9개 지역을 선정하고 이 지역에 대한 지난 30년간의 잠재증발산 량을 FMP 공식과 PM 공식을 이용하여 산정한 후, 그 차이에 대하여 고찰한 결과 모든 기간 동안에 걸쳐 FMP 공식으로 산정된 결과가 PM 공식으로 산정된 결과보다 큰 값을 보였다. 가장 큰 차이는 습도가 낮고, 비교적 온도가 높은 4〜6월에, 가장 작은 차이는 기온이 제일 낮은 12월과 1월에 나타났다. FMP 공식은 관개기 기간 동안에는 평균적으로 0.
- 6 mm로 가장 작은 값을 나타내었다. 관개 기간을 비롯한 모든 기간 동안에 FMP 공식으로 산정된 잠재증발산량이 PM 공식으로 산정된 값보다 더 큰 값을 나타내었다. 두 공식간의 최고 차이를 나타낸 기간은 4월 하순이었고, 최저 차 이를 나타낸 기간은 12월 하순으로 FMP 공식으로 산정된 값보다 각각 1.
- 적하고, 각 지역의 조건에 따른 적합한 방법을 비교, 검토하였다. 기존에 사용되던 20여 종류의 증발산량 공식을 검정들을 하였는데, 그 중 Penman- Monteith 공식이 건조 및 습윤 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서 국제식량농업기구에서는 Penman-; Monteith 공식을 통일하여 사용하기로 결정하였다 (Allen et al„ 1998).
- 수원 지역의 작물 생육 기 간 동안에 1982~1986년의 총증발산량을 살펴보 면 각각 1982년에 602 mm, 1983년에 478 mm, 1984년에 506 mm, 1985년에는 508 mm, 1986 년에는 453 mm로 나타났다. 따라서 생육기간 동 안의 평균 일 증발산량은 4.4~5.9 mm사이의 값을 나타내었으며, 1984년 8월 초순에 실험기간 중 가장 큰 순별 평균 일 증발산량을 나타내었다. Table 2는 시험 기간 5개년 동안의 PM 공식과 FMP 공식으로 산정된 잠재증발산량 결과이다.
- 그 결과는 Fig 4, Table 7과 같다. 산정된 결과를 살 펴보면 직파 재배 방법의 경우도 이앙 재배와 마찬 가지로 PM 공식으로 산정된 평균 작물 계수는 1.33으로 FMP 공식으로 산정된 평균 작물 계수가 1.11 보다 더 큰 값을 나타났다. 지역별로 살펴보면 PM 공식과 FMP 공식 모두 대구 보다는 수원 지 역이 전반적으로 큰 값을 나타나고 있는 것을 알 수 있다.
- 우리나라 각 도를 대표할 수 있는 9개 지역을 선정하고 이 지역에 대한 지난 30년간의 잠재증발산 량을 FMP 공식과 PM 공식을 이용하여 산정한 후, 그 차이에 대하여 고찰한 결과 모든 기간 동안에 걸쳐 FMP 공식으로 산정된 결과가 PM 공식으로 산정된 결과보다 큰 값을 보였다. 가장 큰 차이는 습도가 낮고, 비교적 온도가 높은 4〜6월에, 가장 작은 차이는 기온이 제일 낮은 12월과 1월에 나타났다.
- 이는 잠재증발산량이 PM 공식으로 산정한 방법이 더 작게 나오기 때문인 것으로 판단된다. 지역별로 살펴보면, PM 공식과 FMP 공식 모두 대전 지역이 각각 평균 1.59, 1.35로 가장 큰 값을, 서울 지역이 각각 평균 0.87, 0.기로 가장 작은 값을 나타내었다. 또한 가장 큰 작물계수를 나타낸 시기는 두 공식 모두 이앙 후 80일로 1.
후속연구
- 기공 저항은 엽온과 밀접한 관련이 있는 것으로 공기동역 학항에 온도에 의한 식이 추가되어 있다. 이 방법은 이 공식을 사용하기 위해서는 대기온도, 습도, 복사량 및 풍속에 관한 일별, 일주일 단위 혹은 1 개월 단위의 기상자료가 필요하다. 이 공식은 다음과 같다 (Allen et al.
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