전체메뉴

최근 2년간 전 세계는 코로나바이러스 확산으로 사람뿐만 아니라 물류의 운송까지 차질을 빚는 등 모든 일상이 제한되었다. 이 코로나-19는 우리 일상에 많은 변화를 주었고, 인력 의존도가 높은 제조업과 농업에는 노동력 수급에 큰 자질을 주어 적기에 생산하지 못하는 사태가 벌어지기도 하였다. 특히 농업의 경우에는 농촌인구의 고령화 여성화로 인한 노동력이 심화되고 있어 외국인 근로자로 부족한 노동력을 일부 대체하고 있었다. 하지만 코로나-19 확산이 점차 심해지며 외국인 근로자의 자국 귀환 등으로 노동력 부족을 넘어 노동력 공백이 생기는 심각한 상황에 이르렀다.

이처럼 코로나-19 등과 같이 빠르게 확산하며 인간의 생명을 위협하는 상황은 언제든지 우리 사회에 다시금 나타날 수 있다. 이처럼 노동력 부족의 문제를 해결하고 농작물 생산을 차질없이 지속하기 위해서는 노동력을 최소화하는 기계화·자동화된 농업생산 대책을 마련하여야 한다. 이에 대한 대표적인 방안으로 기계화가 미흡한 농작업용 농기계를 개발하고, 디지털 기술과 접목하여 지능형 밭농업기계가 영농 현장에 실용화 되는 것을 꼽을 수 있다. 

농산물 생산에 있어 기계화·자동화는 농작물 생산 효율을 극대화 하는데 매우 중요한 역할을 하고 있다. 현재까지도 외국인 노동자 입국 제한으로 인한 농촌의 일손 부족 현상이 심각하여 밭작물 생산 기계화는 더욱 절실한 상황이다. 국립농업과학원 밭농업기계화연구팀 파종·방제기계연구실에서는 마늘, 양파, 무, 배추, 콩 등 주요 10개 작물을 대상으로 파종ㆍ방제작업 기계화, 드론 농작업 기계화 기술, 여성친화형 농기계 개발, 밭농업 디지털화 연구를 담당하고 있다.

파종·방제기계연구실의 최근 주요 연구개발 성과로는 기계화가 미흡한 파종작업에 대해 현장 의견을 반영하여 맞춤형으로 농기계를 개발 보급하고 있다. 두둑 성형 및 비닐피복, 파종을 동시에 작업하는 무 복합 파종기, 논 타작물 재배 확산을 위해 두둑을 견고하게 형성하여 벼 작업하는 논 콩 파종기 외에도 밭에 종자를 바로 심는 파종기로 마늘파종기, 전자동 감자파종기 등을 개발하였다.

마늘은 중요한 조미채소이며 파종은 노력이 많이 드는 작업중 하나이다. 마늘파종의 기계화는 경운기부착형, 트랙터부착형 파종기 등이 개발되어 농가에서 사용되고 있으나 밭포장은 경지정리가 잘 되어있지 않은 곳이 많아 농기계 작업시 여러 가지 애로사항이 많다. 특히 작업중에 회행을 하면서 개자리 문제, 작업의 편이성 등을 개선하기 위하여 두둑성형과 비닐피복 동시 제초제 살포와 파종을 동시에 할수 있는 자주식 마늘파종 복합기계화기술을 개발하고 있다. 마늘 배종 및 파종장치의 주요 메커니즘을 설계하고 분석하여 정밀한 파종과 선회 반경을 최소화하기 위해 최대한 콤팩트한 구조로 설계하였다. 올가을에 파종성능시험을 통해 자주식 마늘파종 기계화기술을 확립할 계획이다.

감자는 주요 식량작물이나 수확작업대비 파종기계화율이 미흡한 실정이다. 감자 생산 기계화율 제고를 위한 파종 고도화 기술 개발이 필요하다. 선행연구로 두둑성형부터 감자 파종 및 비닐피복까지 일관작업하는 전자동 감자 파종기가 개발되었으나 씨감자의 다양한 크기를 적용하기 위해 기개발 기계를 보완하여 감자 파종 기계화율을 높이고자하였다. 절단감자를 이송하는 배종컵 등 감자 파종기 주요 핵심장치를 설계하여 단일화를 하고자 하였고 감자 정밀 배종 및 파종 메커니즘을 규명하고 배종작업 인식 및 보충메커니즘을 적용하여 최적성능을 도출하고자 연구를 수행하고 있다.

양봉농가 및 과수농가들의 근심이었던 등검은말벌을 방제하기 위한 등검은말벌집 드론퇴치기를 개발하였다. 등검은말벌집은 일반적으로 10m 이상의 높은 나무 위에 위치하여 사람의 접근이 어렵고 원거리에서 약액 살포시 외벽으로 인하여 내부의 여왕벌을 제거하기 어려웠다. 개발한 드론퇴치기의 경우 카메라를 통하여 작업 관찰이 가능하고 타공장치를 이용하여 말벌집에 구멍을 생성해 약액 전달 효율을 높인 것이 특징이다. 개발한 드론퇴치기를 이용하여 완주 일대에서 말벌집 방제 효과 등을 실증하였다. 

영농현장 의견을 적극적으로 반영하여 파종, 시비, 입제 살포 등의 농작업을 위한 드론용 농작업기에 대한 연구도 계속해서 수행 중이다. 개발한 균일살포식 정밀 파종기를 이용하여 벼와 조사료를 이용한 항공 직파를 시행하여 관행 파종 방법과의 성능 비교 연구를 수행하였으며 살포폭 및 살포균일도를 개선하기 위한 연구도 수행 중이다. 그리고 드론을 활용한 방제작업의 고도화를 위하여 생육 정보를 기반으로 한 변량 살포 시스템도 개발하고 있다. 한 농경지 내에서도 위치별로 생육 상태나 병해충 발생 위험성이 달라서 항공촬영 등을 통하여 습득한 작물의 영상 정보를 활용하여 비료나 약제의 양을 조절하면 비용도 줄어들며 환경오염을 일으킬 가능성도 줄어드는 장점이 있다. FC 또는 별도의 제어기를 활용하여 GPS 좌표에 따라 펌프 또는 모터의 속도를 제어하는 것이 중점이다. 드론용 농작업기에 대한 연구뿐만 아니라 드론을 활용한 배 과수 인공 수분에 대한 효과도 연구하여 드론의 농업 활용도를 더욱 확대하고자 한다.

이와 더불어 고령·여성농업인을 위하여 고추 지주대 설치ㆍ제거기, 고추 조숙재배용 보온터널 복합재배기계, 밭작물 소형 트랙터, 소형 동력 파종기, 트랙터용 작업기 탈부착 장치, 3륜 승용관리기 및 부착작업기, 농산물 도난방지시스템 등과 같이 소형이고 경량이며 자동화한 농기계와 편이 농기계도 개발하고 있다. 이처럼 작업 편이성과 효율을 높여 쉽고 편리하게 사용할 수 있는 여성친화형 농기계 개발을 확대 중이다.

고추 조숙재배용 보온터널 복합재배기계는 고추 재배 시 생육초기 적온보다 낮아 생육이 불량함을 방지하기 위해 터널 조숙 재배가 확산되고 있으나 조기수량을 높일 수 있는 반면, 활대 설치 및 비닐피복 등으로 노동력이 과다하게 소요되는 단점이 있어 터널설치에 대한 기계화 요구도가 높다. 고추재배 보온터널 설치시 터널활대 및 활대피복 작업 등 소요되는 노동력을 절감하고 동시 작업 가능한 복합관리작업 기계 기술을 개발하는 연구를 수행 중이다. 보행형으로 차체를 사람이 끌며 활대를 투입하면 활대가 관입되고 관입된 활대에 비닐이나 부직포를 피복하여 터널을 설치할 수 있다.  향후 후속연구로 트랙터 혹은 승용관리기에 부착하여 운전작업으로 더 용이하게 재배관리기계기술을 향상시킬 계획이다.

우리는 ICT, IoT가 적용된 가전제품과 자동차, 휴대폰 등 일상생활에서 많이 이용되고 있다. 농업에서도 트랙터, 이앙기, 콤바인을 비롯하여 빅데이터 기반의 스마트팜, 농업용 로봇 기술 등을 앞세워 농작물 생산에 기계화, 자동화를 추진하고 있다. 이처럼 지속적인 농업과학기술 발전으로 국민의 삶의 질 향상과 함께 작지만 강한 농업인들의 지속 성장을 위해 농업기술 경쟁력을 키워나가고 있다.

지금 우리 농업을 보면, 예전에는 상상할 수 없던 농기계로 드넓은 들판 전체를 단 몇 일만에 농작업을 마치고, 드론을 이용해 하늘을 날며 농약이나 종자를 살포하는 등 급격한 기술의 발달로 꿈같은 일들이 현실사회에서 이루어지고 있다. 현재를 위해 과거부터 많은 사람들의 노력과 땀이 모여 지금의 디지털 농업으로 발전하고 있다. 

현재 우리의 농업ㆍ농촌 현실에서 보다 안정적인 농업을 지속하게 하기 위해서는 농업기술 확보를 통한 경쟁력 제고가 절실하다. 따라서 ICTㆍIoT 등 첨단 기술과의 융복합을 통한 고성능ㆍ자동화된 지능형 농기계를 개발해 나갈 것이며, 인력 수준의 고정밀, 고난도 파종 기술 개발, 여성농업인 농작업 부담 해소를 위한 농기계 개발 등 디지털기반의 고성능 밭농업기계 개발을 확대할 계획이다. 이에 파종·방제기계연구실은 밭농업 기계화를 필두로 농업·농촌의 변화와 혁신을 주도하여 농업인을 더 행복하게 할 수 있는 농업 발전에 크게 이바지하고자 한다.