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문제 정의
- 그러나 우리나라에서 정밀농업에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 소규모 논에 있어서 정밀관리를 위하여 포장변이 지도를 작성하여 정밀농업을 위한 기초자료로 삼고자 하였다.
제안 방법
- 본 시험은 소규모 경작지에서 필지내지점별 포장변이 지도를 작성하여 정밀농업을 위한 기초자료을 얻기 위하여 2001년에서 2003년까지 3년 동안 익산시 목촌동에 소재한 일반농가답(전북통)에서 중만생종인 동안 벼를 공시하여 5월 31일에 35일 묘를 기계이앙하였으며 질소는 11 kg/10a 을 2001년에는 기비 : 분얼비 : 수비= 40 : 30 : 30%로 표준재배 하였으며 2002년에는 기비와 분얼비는 2001년과 같이 분시하였으나 수비는 유수 형성기의 초장, 경수, 엽색 등의 생육량을 조사하여 생육량에 기인한 변량 시비량(질소수 비량 = (현미질소 함유율 - 1.08)/(4.8 X n?당경수 X 엽색 X 초장) X 108 - 1(新瀉縣農林水産部, 1996))을 계산하여 분시하였고 인산4.5 kg/10ae 전량기비, 칼리 5.7 kg/10ae 기비 : 수비= 70 : 30% 비율로 분시하였다. 그리고 2003년에는 질소기비를 토양의 유기물 함량 및 규산 함량을 분석하여 토양검정시비 공식(농촌진흥청, 1999)에 의거 시비하였으며 수비 및 기타 비료는 2002년 도와 같이 시비하였다.
대상 데이터
- 1 for Window(Gamma Design Soft- ware)를 이용(Robertson, 1988)했다. 포장면 고저차 및 EC 는 시험 후에 각각 TPS-System(Leica제), Veries 2000가지 고 측정하였으며 기타 토양 유기물 함량을 비롯한 시험 전 토양 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 . 식물체 분석 법(농과원, 2000)에 따라 pH는 초자전극법 유기물은 Tyurin법, 치환성양이온은 lN-NHK)Ac(pH 7.
이론/모형
- 0)용액으로 침출하여 유도 결합 플라즈마 분광광도계로 측정하였으며, 엽색은 SPAD 502로 측정하였다. 그 리고 기타 본 답 관리는 호남농업시험장 표준 재배 법(호남농업시험장, 2001), 생육 및 수량조사 등은 농촌진흥청 농사 시험연구 조사 기준(농촌 진흥청, 1995)에 준하였다.
- 포장면 고저차 및 EC 는 시험 후에 각각 TPS-System(Leica제), Veries 2000가지 고 측정하였으며 기타 토양 유기물 함량을 비롯한 시험 전 토양 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 . 식물체 분석 법(농과원, 2000)에 따라 pH는 초자전극법 유기물은 Tyurin법, 치환성양이온은 lN-NHK)Ac(pH 7.0)용액으로 침출하여 유도 결합 플라즈마 분광광도계로 측정하였으며, 엽색은 SPAD 502로 측정하였다. 그 리고 기타 본 답 관리는 호남농업시험장 표준 재배 법(호남농업시험장, 2001), 생육 및 수량조사 등은 농촌진흥청 농사 시험연구 조사 기준(농촌 진흥청, 1995)에 준하였다.
- 질소기비를 변량 시비하기 위하여 토양 중 유기물 및 규산함량을 측정하여 토양검정시 비 공식(농촌진흥청, 1999)을 이용하여 계산된 질소시비량 분포（그림 5）를 보면 일반적으로 유기물 함량이 많고 규산 함량이 적은 곳에서 질소의 기비시 용량이 적었으며 평균 10a당 4.2 kg이 시용되었다.
- 포장구획은 5.4x6이로서 총 144구획으로 분할하여 토양 및 생육정보를 조사했으며 해석에는 공간통계학의 해석 소프트 GS+ Version 3.1 for Window(Gamma Design Soft- ware)를 이용(Robertson, 1988)했다. 포장면 고저차 및 EC 는 시험 후에 각각 TPS-System(Leica제), Veries 2000가지 고 측정하였으며 기타 토양 유기물 함량을 비롯한 시험 전 토양 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 .
성능/효과
- 1.시험전 토양의 변이계 수는 EC, 유기물, 전질소, 유효인산 및 칼리는 11.63 ~52.03%로 10% 이상의 큰변이를 보였으나 pH는 각각 1.96~4.97%로 적었다.
- 2.생육중의 경수는 10% 이상의 변이를 보였으나 초장, 엽색 및 쌀 수량, 현미 중 단백질은 10% 이하의 변이를 보였다. 변량 시비에 의하여 변이계 수가 쌀 수량은 8.
- 2001년 도 시험 후 포장 고저차는 북쪽에서 높고 남쪽으로 갈수록 낮고, 동서간에는 중앙 부분이 낮게 나타났으며 이로 보아 벼 재배 중 관수시 물의 흐름은 주로 중앙으로 흐르고 낙수시에도 중앙 부분의 물이 오래도록 남아 있었을 것으로 생각되며, 2002년 도 시험 후의 포장 고저 차는 오히려 남쪽보다 북쪽으로 갈수록 높아졌으며 동쪽이 서쪽보다 높았는데 이로 보아 벼 재배시 물의 흐름은 주로 서쪽으로 이동했을 것으로 생각되며 2003년 도는 이와 반대로 서쪽이동 쪽 보다 높은 경향이었다. 이와 같이 시험 전후의 포장 고저 차가 다른 이유는 전년도의 포장 고저 차를 고려하여 다음 년도에는 경운로타리 및 정지 작업 시 전년도의 논 상태를 고려하여 경운하고 정지작업시 토양을 이동시켰기 때문이다.
- 3.공간구조의 강약을 보여주는 Q값은 시험 전 토양의 pH, 전질소 함량, 유효인산 및 칼리 함량은 0.60 이상으로 공간의존성이 강하였으며, 엽색, 초장, 쌀 수량 및 현미 중 단백질 함량 등도 0.50 이상으로 공간의존성이 강하였으나 유수 형성기경수는 0.22로 공간의존성이 약했다.
- 4.공간거리를 나타내는 공간의 존 거리는 현미 중 단백질 함량을 제외하고는 20 m 이상의 공간의존성이 있었다.
- 5.시험전 토양의 pH, SiO2 및 초장, 엽색은 기비와 정의상관을 보였으나 O.M.은 부의 상관을 보였다. 수비는 시험 전 토양 중 EC, O.
- 27 cmol(+)/kg 이었다. 공간 변이계수는 pH를 제외하고 유기물, EC, 전질소, 유효인산 및 칼리의 공간 변이계 수가 10% 이상의 큰 공간 변이를 보였다. 시험 후의 포장면 고저차는 3년 평균 6.
- 40으로 낮아져 단백질 함량은 16%가 향상되었다. 그리고 3년 평균 Q값은 쌀 수량은 0.48로 낮았으나 단백질 함량은 0.80으로 공간구조성이 강하였으며, 의존거리를 나타내는 Range값은 각각 37.9, 13.9 m로 공간의존성이 존재함을 보여 주었다.
- 62%로 작은 변이를 보였다. 또한 3년간의 변이계 수를 비교하여 볼 때 쌀 수량과 현미 중 단백질 함량의 변이 계수는 각각 2001년 8.06, 4.06%에서 2002년도 6.22, 3.4%로 2003년 도는 5.81, 3.4%으로 낮아져 균일성이 쌀 수량은 28%, 단백질 함량은 16% 향상되었다. 또한 바람직한 현미 중 단백질 함량을 7.
- 생육정보간의 상관계수는 표3과 같이 유수 형성기의 초장은 질소기비 및 유수 형성기 경수와는 상관계수가 각각 0.279, 0.519로 1%의 정의 유의성을 보였으나, 유기물 함량 및 포장고 저차와는 -0.297, -0.291로 부의 상관을 보였다. 유수 형성기 전 질소 함량 및 포장고 저차와는 각각-0.
- 시험 전 토양의 세미 베리어그램 및 공간의존성 지표값은 각각 그림 2, 3, 4와 표 2에서 보면 공간구조의 강약을 표시하는 Q값은 0.22~0.99로 연차간 차이를 보이고 있으나 공간구조가 존재함을 알 수 있었으며, 의존거리 역시 20.7-93.1 m를 보여 공간의존성이 존재함을 알 수 있었다.
- 토양 이화학성의 최소 값, 최대값, 평균값 그리고 변이계 수를 보면 표 1에서와 같다. 시험 전 토양의 유효인산 함량은 3년 평균 178.7 ㎎/㎏으로서 농가 평균 136 ㎎/㎏보다 42.7 ㎎/㎏ 높았으며, 치환성 칼리 함량은 농가 평균 0.32 cmol(+)/kg와 같거나 약간적은 0.24, 0.32, 0.27 cmol(+)/kg 이었다. 공간 변이계수는 pH를 제외하고 유기물, EC, 전질소, 유효인산 및 칼리의 공간 변이계 수가 10% 이상의 큰 공간 변이를 보였다.
- 시험 전후 포장고저차의 세미 베리어그램 및 세미 베리어 그램으로부터 계산된 공간의존성의 지표 값을 각각 표 2와 그림 1에서 보면, 공간 구조의 강약을 표시하는 시험 후 포장면 고저차의 Q 값이 2001년, 2002년, 2003년 각각 0.88, 0.77, 0.51로 공간구조가 강함을 알 수 있고, 의존거리를 나타내는 Range의 값은 각각 61.3, 32.4, 57.4 이을 보여 공간의존성이 존재함을 알 수 있었다.
- 공간 변이계수는 pH를 제외하고 유기물, EC, 전질소, 유효인산 및 칼리의 공간 변이계 수가 10% 이상의 큰 공간 변이를 보였다. 시험 후의 포장면 고저차는 3년 평균 6.0 cm, 최고 8.4-16 cm의 고저차를 보였으며, 포장면 고저차와 EC의 공간변이계수는 17.45~56.6%로 균일한 써레질과 시비 관리를 하고 있음에도 포장 내에서 벼 생육 전후의 토양성분 및 포장면 고저차가 상당한 변이를 보이고 있음을 알 수 있었으며 이러한 것은 3년간의 C.V를 비교하여 보아도 비슷한 경향임을 알 수 있었다.
- 쌀 수량 및 현미 중 단백질 함량 분포를 그림 9와 10에서 보면, 쌀 수량은 생육이 좋은 부분에서 대체적으로 많았으며, 현미 중 단백질 함량은 일반적으로 생육이 좋은 곳에서 높은 경향을 보였다. 그러나 변량시비를 하지 않은 2001년 도와 변량 시비를 한 2002, 2003년 도의 변량 시비 효과를 변이계수로 비교하여 볼 때 (표 1) 쌀 수량은 변이계 수가 2001년도 8.
- 291로 부의 상관을 보였다. 유수 형성기 전 질소 함량 및 포장고 저차와는 각각-0.292 및 -0.186으로 부의 상관을 보였으며, SPAD와 유수 형성기의 초장 및 경수는 상관계수가 각각 0.293, 0.162로 1% 수준의 유의성을 보였다. 쌀 수량은 유수 형성기 초장, 경수, SPAD 및 기비와는 각각 0.
- 유수 형성기의 엽색, 초장 및 경수의 변이계 수를 보면 경 수의 변이계수가 엽색이나 초장의 변이계수 보다 컸으며, 평균 쌀 수량은 농가 수량과 비슷하였으나 최고 수량과 최저수량 차이는 최저 25%에서 35%의 차이를 보였으며 변이계 수는 3년 평균 6.67%이였으나, 현미 중 단백질 함량의 변이 계수는 3.62%로 작은 변이를 보였다. 또한 3년간의 변이계 수를 비교하여 볼 때 쌀 수량과 현미 중 단백질 함량의 변이 계수는 각각 2001년 8.
- 이상의 결과로 볼 때 벼 재배 전 포장의 토양 상태와 유수 형성기의 생육과는 높은 상관관계가 있고, 유수 형성기 생육과 쌀 수량과도 높은 상관관계가 있었다.
- 및 토양고저차와는 정의 상관을 보였 으나 초장, 경수 및 엽색과는 부의 상관을 보였다. 현미 중 단백질 함량은 토양 중 SiO2 및 엽색, 수량과는 정의상관을 보였으나 토양 중 O.M.과는 부의 상관을 보였으며 쌀 수량은 초장, 경수 및 엽색과는 정의상관을 토양중 pH와는 부의 상관을 보였다.
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