딸기 재배 토양 토성에 따른 토양수분센서 보정식 비교

Comparison of Soil Moisture Sensor Calibrations for Various Soil Types for Strawberry Cultivation

최근 세계적으로 스마트 농업 관련 기술이 발달하고 있으며, 그 중 토양수분센서를 이용한 효율적 관수 시스템 연구도 활발히 이루어지고 있다. 국내 대부분 농가는 다양한 토양 조건에서 토경 재배를 하므로, 토경에서 토양수분센서를 올바로 활용하기 위한 구상이 필요하다. 토양수분센서는 토양의 공극률과 같은 물리성이나 구성 성분, 답압 등의 조건에 따라 측정값이 달라지기 때문에 올바른 토양 수분 함량 측정을 위해서는 적용 토양에 따른 센서 보정 작업(calibration)이 필요하다. 본 연구는 다양한 토성에 따른 토양수분센서 활용 방안을 정립하고자 국내 딸기 재배 농가 6곳의 토양을 채취하여 각각의 토성을 조사하고, 각 토양에 대한 토양수분센서 보정 작업을 진행하였다. 각 토양의 토성 분석은 비중계법을 사용하여 진행하였으며, FDR 방식의 토양수분센서 보정을 위해 EC-5 (Meter group, Pullman, WA, USA) 센서 4개를 데이터로거에 연결하여 실시간으로 센서의 출력 전압(mV)을 측정할 수 있게 하였다. 토양 수분 조건을 다양하게 하기 위하여 자연 건조 시킨 토양 샘플을 유리병에 물과 번갈아 채워 넣어 건조한 상태에서 과습한 상태까지의 10 수준의 용적수분함량(volumetric water content) 조건을 만들고, 이에 따른 센서 측정값과 실제 용적수분함량을 측정하여 회귀분석(regression analysis)을 통해 보정식을 구하였다. 토성 분석 결과 채취한 토양의 토성은 양토(loam)와 사질양토(sandy loam)가 각각 2개였으며, 사질식양토(sandy clay loam)와 딸기용 원예상토로 나타났다. 토성 별로 보정식의 기울기와 y절편 값을 비교해 보았을 때 모두 1차 회귀식을 나타냈다(p<0.001, r²>0.95). 토성에 따른 보정식의 상관관계는 명확하게 나타나지 않았으며 같은 토성 내에서도 보정식이 다르게 나타났다. 이는 토양의 토성 외의 다른 요인들이 센서 측정값에 영향을 주는 것으로 판단된다. 따라서 토경 재배 시 효율적인 관수를 진행하기 위하여 토양수분센서를 이용할 경우 올바른 토양 수분 데이터를 얻기 위해서는 적용 토양에 대한 센서 보정 작업이 반드시 선행되어야 할 것으로 판단된다.