앞으로 벼농사는 같은 논 안에서도 구역별로 필요한 만큼만 비료를 줄 수 있게 된다. 농촌진흥청이 모내기와 동시에 위치별로 맞춤형 비료량을 조절하는 '스마트 이앙기'를 개발했다고 27일 밝혔다.
현재 농업 현장은 비료 원료 수급 불안, 농가 경영비 증가, 농촌 인력 부족 등 삼중고를 겪고 있다. 특히 국제 정세 불안으로 비료 가격이 불안정해지면서 '비료를 얼마나 효율적으로 쓰느냐'가 핵심 과제로 떠올랐다.
기존에는 모내기 전에 논 전체에 같은 양의 비료를 뿌리는 방식이 일반적이었다. 하지만 같은 논 안에서도 물 빠짐 정도, 유기물 함량, 이전 작물 관리 상태에 따라 벼가 필요로 하는 양분량이 달라진다. 양분이 부족한 곳의 벼는 생육이 떨어지고, 이미 충분한 곳에 과다 시비하면 웃자라 쓰러지거나 병해충 위험이 커진다. 남은 비료 성분이 하천으로 흘러 수질오염을 일으키고, 불필요한 비료비와 인건비는 농가 부담으로 이어져 왔다.
이에 농촌진흥청은 네 가지 핵심 기술을 적용해 문제를 해결했다. 첫째, 시군 농업기술센터나 한국농업기술진흥원에 의뢰한 토양 정보와 농촌진흥청 '흙토람'의 비료사용 처방 정보를 활용해 논의 양분 분포를 확인하고 적정 시비량을 산정한다. 이때 완효성 비료별 알갱이 크기와 밀도 차이까지 반영해 정밀도를 높였다.
둘째, 산정된 적정 시비량을 바탕으로 질소, 인산, 칼리 등 주요 성분의 투입량을 필지나 이앙기 작업 간격에 따라 단위 구역별로 정한 시비 처방 지도를 생성한다.
셋째, 이 처방 지도를 스마트 이앙기에 탑재된 비료 살포 제어장치에 입력하면 고정밀 위성 위치정보(RTK-GNSS)로 실시간 농작업 위치를 인식해 해당 구역에 맞는 비료량 정보를 제공한다.
넷째, 스마트 이앙기로 모내기하는 동시에 처방 지도에 따라 자동 조절된 비료를 살포한다. 이앙과 시비를 동시에 수행하므로 논 상태를 일일이 판단해 비료를 조절해야 하는 부담이 사라진다.
연구진은 경기도 화성시의 벼 재배 농가 4개 필지에서 현장 적용 시험을 실시했다. 그 결과 관행 방식보다 1헥타르(ha) 기준 비료 사용량은 29%, 비료 살포 시간은 40% 줄었다. 반면 수확량은 10% 늘었고 구역별 수확량 편차는 33% 감소했다. 위치 인식 오차는 2cm 이내, 시비량 정밀도는 5% 이내로 실용화 가능성을 확인했다.
특히 단백질 함량 등 쌀 품질을 좌우하는 질소의 양을 적정하게 관리할 수 있어 고품질 쌀 생산 지원도 기대된다. 쌀의 단백질 함량이 높을수록 밥맛이 떨어지는데, 이 기술은 질소비료 과다 투입을 줄여 단백질 함량을 낮추는 데 도움을 줄 수 있다.
스마트 이앙기를 전국 벼 재배 면적(약 70만ha)에 적용할 경우 연간 약 5,600억 원(ha당 80만 원)의 농자재 비용 절감 효과가 예상된다. 비료비 절감뿐 아니라 노동력 절감에 따른 인건비 절약, 벼 품질 향상에 따른 소득 증대 등 다각적 경제 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.
농촌진흥청은 빠른 상용화와 현장 보급을 위해 2027년까지 산업체와 협력해 기술을 고도화하고, 2028년에는 신기술 보급사업 추진을 검토할 계획이다.
농촌진흥청 국립농업과학원 성제훈 원장은 "스마트 이앙기는 데이터 기반의 정밀농업 기술로 노동력과 비용 절감, 수질오염 예방, 고품질 쌀 생산은 물론 비료 수급 위기 시 농가 대응력 강화에도 도움을 줄 것"이라며 "앞으로 지속 가능한 미래 농업 구현을 위한 기술 개발과 현장 보급에 최선을 다하겠다"고 말했다.
이번 기술은 모듈화 방식으로 개발돼 기존에 측조시비기가 장착된 이앙기에 제어장치만 추가해 활용할 수 있다. 농촌진흥청은 기존 이앙기와의 호환성, 제어 안정성, 농가 사용 편의성 등을 추가로 검토해 현장 적용 방안을 마련할 계획이다.
아울러 향후에는 수확량, 단백질 함량, 전년도 시비량 등의 데이터를 누적해 매년 토양을 새로 채취하지 않고도 보정할 수 있는 방식으로 고도화할 예정이다. 자율주행 이앙기, 드론·위성 기반 생육진단, 수확량 지도, 작물별 시비 처방 데이터베이스와 연계해 더 정밀한 양분 관리 기술로 확장할 계획이다. 장기적으로는 벼뿐 아니라 밀, 양파 등 다른 논·밭작물의 변량 시비 기술로도 발전시킬 방침이다.
