농진청의 신기술 '스마트 이앙기' 개발… 농촌 변화 이끈다

비용 절감, 노동력 완화, 환경 보호, 고품질 쌀 생산
모내기 등 전 과정서 데이터 기반 정밀농업 구현 기대
현장 시험 결과, 비료 사용량 29%, 작업시간 40% 감소
2028년 본격 도입 예고… 연 5600억 원 절감 효과 기대

농촌진흥청 관계자가 스마트 이양기 신제품에 대해 설명하고 있다. (사진=농진청 제공)

농촌진흥청(청장 이승돈)이 개발한 '이앙 동시 위치별 맞춤형 비료 살포량 조절 스마트 이앙기(이하 스마트 이앙기)'가 주목받고 있다.

스마트 이앙기는 농업 현장의 비료 사용 환경을 개선하고 고품질 쌀 생산 기반을 강화하기 위해 개발됐다.

농업 현장이 직면한 농가 경영비 증가와 농촌 인력 부족 등의 어려움을 줄이는 한편, 국제 정세 불안정에 따른 비료 원료 수급 차질 우려를 해소하는 기제가 될 것이란 기대를 모은다.

기존 스마트 이앙기(자율주행형 측조 시비기)는 일부 농가에서 사용하고 있으나 한계를 보이고 있다.

현재 이용 상황을 보면, 벼농사 과정에서 모내기 전 비료를 뿌리고 이앙기를 이용해 모내기를 하고 있다. 이후 생육 단계에 따라 가지와 이삭 거름 등 여러 차례 비료를 주고, 스마트 이앙기로 자율주행을 통해 논 전체에 정해진 양만큼의 완효성 비료를 일정하게 뿌리고 있다.

그러나 같은 논 안에서도 물 빠짐 정도와 유기물 함량과 지력 차이, 이전 작물 관리 상태에 따라 벼가 필요로 하는 양분량이 달라지는 문제점을 노출해왔다. 이는 양분이 부족한 곳의 벼는 생육이 저하되고, 이미 충분한 곳은 비료 과다 상태로 만들었다.

악순환은 벼가 웃자라 쉽게 쓰러지거나 병해충 발생 위험이 커지는 결과로 가져왔다. 또 작물이 흡수하고 남은 비료 성분이 하천으로 흘러 들어가 수질오염의 원인이 되기도 한다. 필요 이상으로 비료를 사용하면, 비료비와 인건비 증가 등 농가 경영 부담도 키웠다.

결국 논 전체에 같은 양의 비료를 뿌리던 기존 방식에서 벗어나 양분이 부족하거나 충분한 곳을 구분해 비료를 줄 필요성을 노출했다.

맞춤형 비료량 조절 스마트 이앙기 운영 체계도.

농진청은 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 4가지 핵심기술을 적용한 스마트 이앙기를 개발했다.

분석 단계는 적정 시비량 산정 기술로 통한다.

시·군 농업기술센터와 한국농업기술진흥원에 의뢰해 분석한 토양 정보와 농촌진흥청 '흙토람(토양 정보 등으로 검정, 처방 서비스 사이트)'의 비료사용 처방 정보를 활용해 논 재배지의 양분 분포 상태를 확인하고 완효성 비료의 제품별 물리적 특징을 고려해 적정 시비량을 산정한다.

처방은 시비 처방 지도 생성 기술로, 앞서 산정한 적정 시비량을 바탕으로 질소(N)-인산(P)-칼리(K) 등 주요 성분의 적정 투입량을 결정해 필지 또는 이앙기 농작업 간격에 따른 단위 구역별 시비 처방 지도를 작성한다.

판단 단계는 실시간 농작업 위치 인식 기술로, 작성한 시비 처방 지도를 스마트 이앙기에 탑재된 비료 살포 제어장치에 입력하는 절차로 나아간다. 농작업 위치를 실시간으로 인식해 해당 구역에 적합한 비료량 정보를 제공한다.

마지막 제어 단계는 최적 시비량 제어 기술로 일컫는다. 스마트 이앙기로 모내기 하는 동시에 시비 처방 지도에 설정된 값에 따라 자동으로 조절된 비료를 살포한다.

국립농업과학원 성제훈 원장이 이날 브리핑에 나서 질의응답을 하고 있다. (사진=이희택 기자)

다시 정리하면, 스마트 이양기 사용 효과는 모내기와 비료 살포를 동시에 수행할 수 있어 논 상태를 일일이 판단해 비료를 조절해야 하는 부담을 줄일 수 있다. 또 구역별로 적정 비료량을 사용할 수 있어 비료 사용량 축소와 논 전체의 벼 품질 균일화에 보탬을 준다.

단백질 함량 등 쌀 품질 기준을 좌우하는 질소 양을 적정하게 관리함으로써 고품질 쌀 생산 지원도 가능해 '품질 관리형 농기계'로서 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% 줄었다. 수확량은 10% 늘었으며, 구역별 수확량 편차는 33% 줄었다.

앞으로 스마트 이앙기를 전국 벼 재배 면적(70만 헥타르)에 적용한다면, 연간 약 5600억 원(80만 원/헥타르)의 농자재 비용 절감 효과를 가져올 것으로 보인다. 여기에 노동력 절감에 따른 인건비 절약, 벼 품질 향상으로 인한 소득 증대 등 다양한 경제적 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망하고 있다.

농촌진흥청은 2027년까지 스마트 이앙기의 빠른 상용화와 현장 보급을 위해 산업체와 협력해 기술을 고도화하고, 2028년에는 신기술 보급사업 추진을 검토한다.

국립농업과학원 성제훈 원장은 "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"라고 말했다.
세종=이희택 기자