현대의 농업은 데이터 기반의 정밀 농업으로 진화하고 있습니다. 과거 농업인의 오랜 경험과 노하우에 IoT 센서 기술과 데이터 분석이 결합되어, 작물 생육 최적화와 생산성 극대화라는 새로운 가능성을 열어가고 있다고 해도 과언이 아닌데요.
오늘은 스마트팜 운영에서 가장 중요한 세 가지 요소인 관수, 온도, 습도 데이터의 활용법을 실무 중심으로 알아보겠습니다.
1. 정밀 관수 관리 : 데이터로 최적화하는 급액 전략
1) 최적의 관수 타이밍 4단계
관수는 작물의 생존과 성장에 필수적인 요소이기에 스마트팜에서 역시 가장 기본이 되는 것은 관수 관리입니다. 단순히 농작물에 물을 주는 것이 아니라, 언제, 얼마나, 어떤 패턴으로 관수할지를 데이터로 결정하는 것이 정밀 관수 관리의 핵심입니다.
🌱 핵심 요약
- 일정한 함수율 유지 : 매일 일정한 함수율로 스트레스 없는 성장 유도
- 일출/일몰 타이밍 고려 : 기상 조건(맑음, 흐림)과 관계없이 일관된 관리 필요
- 배액 EC 관리 : 배액이 잘 나오는 구간을 활용해 EC를 조절, 뿌리 건강과 작물 품질 향상
1단계 : 첫 관수 (일출 후 2~3시간)
- 일출 후 첫 급액까지 함수율 1~2% 감소(모닝딥) 유지
- 이 과정은 뿌리털 생성을 촉진하여 정오 시간대 작물의 활발한 증산을 돕습니다.
[TIP] 첫 관수를 너무 빨리 하면 근권(뿌리 주변)부 EC(염류, Electric Conductivity) 상승과 광합성량 감소를 유발할 수 있고, 늦은 첫 관수는 뿌리털 생성을 저해하고 열과 발생의 원인이 될 수 있습니다.
2단계 : 첫 배액 (일출 후 4~5시간)
- 배지가 완전히 포수된 시점을 의미
- 첫 배액이 너무 빠르거나 늦으면 근권부 EC 불균형과 광합성량 감소를 초래할 수 있으니 주의
3단계 : 최대 함수율 유지 구간
- 함수율(배지무게) 증가가 더 이상 이뤄지지 않아 물이 잘 배출되는 단계
- 이 시점에서 배액량이 가장 많아짐
- 만약 배액 EC가 너무 높다면, 이 구간에서 적극적으로 배액 EC를 감소시키는 것도 좋은 전략
[TIP] 배액 EC를 낮추는 것이 좋은 전략인 이유
배액이 많이 나오는 시점은 배지가 물을 배출하기 쉬운 상태로, 배지 내 과도한 염류가 배액과 함께 빠져나가면서 EC를 빠르게 낮출 수 있습니다. 이는 식물이 물과 영양분을 더 쉽게 흡수할 수 있는 상태로 만들어 식물의 품질과 성장 발달에 더 좋을 수 있습니다.
4단계 : 마지막 관수 (일몰 3~4시간 전)
- 함수율을 적절히 낮춰 밤 동안 배지가 건조해지면서 야간 뿌리 생육에 적합한 배지 환경 조성
- 함수율을 적절히 낮춰 배지 내 용존산소량 확보
- 늦은 마지막 관수는 함수율 편차 감소, 영양 생장 유도 및 배지 과습을 초래할 수 있으니, 주의
[TIP] 마지막 관수를 일몰 전에 하는 이유
마지막 관수 후 배지 함수율을 줄여, 배지가 밤 동안 적당히 건조되면서 뿌리가 산소를 충분히 공급받아 건강하게 유지하고, 다음 날 식물이 물과 영양분을 효율적으로 흡수할 수 있는 상태로 만들어 주기 위함입니다.
2) 배액 데이터로 생장 방향 조절하기
배액 EC와 배액률을 조절해 작물의 생장 방향을 능동적으로 관리할 수 있습니다.
- 배액 EC 수준별 작물 반응
- 낮은 배액 EC (2.0 이하) → 배지 내 염류가 적어 작물의 물 흡수가 쉬워 영양생장 유도 (줄기, 잎 생성 촉진)
- 높은 배액 EC (3.0 이상) → 배지 내 염류가 많아 작물의 물 흡수가 어려워 생식생장 유도 (꽃, 과실 생성 촉진)
- 배액 EC 관리 전략
- 배액률은 급액량 대비 작물이 흡수하지 못하고 배출된 급액의 비율을 의미합니다.
- 배액 EC 를 낮추려면 : 광량이 최대인 시간대인 오전 11시~오후 2시 사이에 급액량/횟수 증가로 배액률 상승시킴
- 배액 EC 를 높이려면 : 급액량/횟수 감소로 배액률 하락시킴
[TIP] 절대적인 배액률보다는, 환경, 품종, 특성에 맞는 목포 배액 EC를 기준으로 최적 배액률을 찾는 것이 중요!
2. 온도 관리와 생육 발란스 : RTR 지표로 최적화하기
1) RTR(Ratio between Temperature and Radiation) 지표 이해하기
RTR은 동화 산물 생성량 대비 소비량의 균형을 나타내는 중요한 지표입니다.
- 동화산물 생산 요인
- 주로 광량과 광합성 효율에 의해 결정
- 잎 면적 확대를 통한 광합성 가능 면적 증가가 관건
- 동화산물 소비 요인
- 온도와 식물 부하(과실, 꽃, 어린잎, 뿌리)에 의해 결정
- 높은 온도 → 식물 호흡량 증가 → 동화산물 소비 증가
2) 환경별 RTR 관리 전략
작물 재배의 궁극적 목표는 잎 면적을 넓혀 광합성으로 생성된 동화산물(당분)을 최대한 열매로 보내는 것입니다. 이를 위해서는 영양생장과 생식생장의 균형을 관리하는 것이 핵심입니다.
- 맑은 날 (고광량)
- 온도를 적절히 유지하여 동화산물 활용 극대화
- 과실 부하가 많은 시기에는 온도를 약간 높여 과실 발달 촉진
- 흐린 날 (저광량)
- 온도를 2-3°C 낮춰 호흡량 감소
- 착과량 조절로 식물 부하 감소 고려
3. 습도 관리 : 수분부족분으로 증산량 조절하기
1) 습도 지표의 올바른 이해
온실에서의 습도 관리를 위해서는 상대습도, 절대습도, 수분 부족분의 차이를 명확히 알아야 하며, 스마트팜에서는 상대 습도보다 수분부족분이 실질적인 환경 제어의 기준입니다.
2) 습도 지표의 의미와 활용
- 상대습도(%)
- 현재 수증기량 / 포화 수증기량 × 100 (*포화 수증기량 = 공기가 특정 온도에서 최대한으로 포함할 수 있는 수증기의 양)
- 온도 변화에 따라 수치가 변함 (온도가 올라가면 포화 수증기량이 증가하여 상대 습도는 낮아짐)
- 일반적으로 가장 많이 사용되지만 정밀 관리에는 한계
- 절대습도(g/m³)
- 공기 1m³당 포함된 실제 수증기량(g)
- 온도와 무관하게 일정한 값
- 수분 이동의 실제 기준이 되는 지표
- 수분 부족분(g/m³)
- 포화 수증기량 - 현재 공기 중에 포함된 수증기량(절대습도)
- 작물 증산 잠재력을 나타내는 핵심 지표
- 실제 온실 환경 제어의 기준점
3) 수분 부족분 기반 온실 환경 제어 전략
- 저습 환경 (수분부족분 15g/m³ 이상)
- 쿨링포그 시스템 가동
- 차광등을 통한 습도를 높이거나 증산량 조절
- 관수량 증가로 뿌리 수분 공급 확대
- 과습 환경 (수분부족분 5g/m³ 이하)
- 환기창 개방을 통한 습도 조절(외부 절대 습도가 낮을 때)
- 난방으로 온도 상승 → 포화 수증기량 증가
- 제습 시스템 활용
[TIP] 외부 상대습도가 100%라도 절대습도가 온실보다 낮다면 환기가 제습에 효과적입니다.
예를 들어, 외부 10°C·습도 100%와 온실 25°C·습도 80%를 비교하면 외부 절대 습도가 더 낮아 환기를 통한 제습이 가능합니다.
4. 통합 환경 관리 : 데이터 기반 의사 결정
1) 아이오팜(ioFarm)으로 실현하는 정밀 관리
앞서 설명한 이론을 실무에 적용하려면 정확한 데이터 수집과 해석이 필수입니다.
그러기 위해서는 스마트팜/온실 내 IoT 센서를 통해서 환경 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 확인할 수 있는 툴 도입이 필수인데요. 아이오크롭스의 센서와 아이오팜(ioFarm)이 그 역할을 하고 있습니다.
아이오팜에서 제공되는 관수 리포트 등 다양한 데이터로 정밀한 환경 관리가 가능합니다.
2) ioFarm 관수 리포트 : 데이터 기반 관수 관리 실현!
- 직관적인 관수 데이터 연결
- 관수 리포트의 특이점을 관련 차트에서 상세하게 확인
- 첫 급액 시 함수율, WC 일출딥, 함수율 편차 등 연관 데이터를 원클릭으로 확인/분석
- 종합적인 관수 트렌드 분석
- 모바일 앱 : 최근 5일간 관수 패턴 분석
- 웹 : 최근 2주간 상세 추이 분석 가능
- 실시간 알림 및 기준 가이드 제공
- 관수, 함수율, 배액 EC 이상치, 실시간 알림
- 함수율 관리, WC 일출딥, 함수율 편차 평가 기준에 대한 가이드 제공
아이오팜을 이용하면 복잡한 관수 데이터를 쉽고 정확하게 해석할 수 있습니다. 아이오팜을 통해서 언제 어디서나 최적의 관수 의사결정을 하고, 더 스마트하게 생육 상태를 확인해보세요.
마무리 : 데이터가 이끄는 농업의 미래
스마트팜의 궁극적 목표는 환경 정밀 조절을 통한 최대 광합성량 달성과 효율적 호흡량 관리입니다.
전통적인 농업 노하우에 IoT 센서, 빅데이터 분석, AI 기술이 결합되면서 이전과는 차원이 다른 정밀 농업이 가능해졌고, 데이터를 단순 수집하는 것을 넘어 올바른 해석과 적시 활용이 성공적인 스마트팜 운영의 핵심이 되었습니다.
관수, 온도, 습도 데이터 분석부터 시작해 체계적인 의사결정 시스템을 구축한다면, 효율적이고 지속가능한 농업이 가능할 것입니다.
스마트팜 데이터 활용에 대한 더 자세한 정보나 IoT 센서, ioCrops 관수 리포트 기능이 궁금하시다면, 언제든 문의해 주세요. 농업의 디지털 전환을 함께 만들어가겠습니다. 스마트팜 데이터 활용에 대한 더 자세한 정보나 맞춤형 솔루션이 궁금하시다면, 언제든 아이오크롭스로 문의해 주세요.
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