스마트팜형 시설 딸기에 예찰 없이 작물 정식 초기에 천적을 먼저 적용하는 생태공학적 Natural Enemy in First (NEF) 기법이 총채벌레류 와 진딧물류의 밀도에 미치는 영향을 확인하였다. 대조구는 약제를 처리하여 비교하였다. NEF 처리구에서 총채벌레류와 진딧물류의 천적과 서식 처로 참멋애꽃노린재와 Portulaca sp.를 적용하여 작기 종료시점까지 해충의 밀도를 대조구와 유사하게 효과적으로 관리할 수 있었다.

사물인터넷(IoT) 기술을 활용한 전력 사용량 모니터링은 스마트팜 운영비 절감 기술 개발을 위한 기초자료로 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 멜론 생산 스마트팜 운영 중 실시간 전력사용량 모니터링 시스템을 설치한 예를 소개하고 이 를 이용하여 수집된 데이터를 실시간으로 활용하는 방법을 제 안한다. 전력사용량 모니터링 시스템의 실증을 위하여 멜론 스마트팜에서 3개월의 멜론 재배기간 동안 보일러, 양분분배 시스템, 자동제어기, 순환팬, 보일러제어기, 기타 IoT 관련 유 틸리티 등 스마트팜 시설에서 사용하는 개별 전원 기구들의 전력사용량 데이터를 수집하였다. 모니터링 결과를 이용하여 전기에너지 소비패턴의 예시를 분석하고, 측정 데이터를 최 적으로 활용하기 위해 필요한 고려사항을 제시하였다. 본 논 문은 전력사용량 모니터링 시스템을 새로이 구축하고자 하는 유저들에게 기술적 진입장벽을 낮추고 생성된 데이터 활용 시 시행착오를 줄이는 데 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

본 연구는 거베라 주산지인 경북과 경남 지역의 농가 재배 및 스마트팜 현황을 조사하고 분석하고자 수행하였다. 조사방법은 2020년 81 농가를 대상으로 대면 설문조사를 실시하였다. 거베라 경영주 연령은 50∼60대가 71.6%로 가장 많았고, 30∼ 40대가 16%, 70세 이상이 9.9%, 30세 이하는 2.5% 순이었다. 거베라 재배 경력은 5년 이하가 37%였으며, 6∼10년 25.9%, 11∼20년 29.6%, 21년 이상 농가가 7.4%였다. 재배 면적은 0.3 ∼0.6ha가 61.7%로 가장 많았고, 0.3ha 미만이 30.9%, 0.6ha 이상이 7.4%였으며, 전체 평균재배 면적은 0.37ha였다. 거베라 재배 농가당 평균 인력은 자가 노동력 2.1명, 고용 노동력 0.8명 이었다. 재배 방식에서 토경 88.9%, 양액재배 농가는 11.1%였다. 국산품종을 전체 또는 일부라도 재배하고 있는 농가는 61.7%였고 외국산 거베라 품종만 재배하고 있는 농가는 38.3% 였다. 거베라 병해충 발생조사에서 병 발생이 많았다고 응답한 농가는 91.4%였으며, 충 발생이 많았다고 응답한 농가는 98.8% 였다. 스마트팜 시스템을 설치한 농가는 12.3%였으며, 설치하지 않은 농가에서 향후 설치할 의향이 있다고 응답한 농가는 76.9% 였다. 향후 경영계획을 묻는 질문에서 현상유지 80.2%, 축소 8.6%, 경영확대 11.1%였으며, 경영 확대를 대답한 농가는 경북 지역이 8농가로 경남지역 1농가 보다 많았다.

절화용 스프레이 국화(Dendranthema grandiflorum)는 다양한 화색, 화형을 가진 품종들이 많지만, 국내에서는 시장성이 낮은 편이다. 따라서 고품질 국화 생산을 통한 소비 확대가 필요하며 연중 균일하게 환경을 조절해주는 스마트팜 기술 을 활용하여 일정한 품질의 국화를 생산하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 스마트팜과 관행농가에서 채화한 절화용 스프레이 국화 ‘헤나’의 절화수명과 품질을 비교 분석하였다. 절화 수명의 경우 스마트팜은 28.6±1.03일, 관행농가는 24.2±0.61로 스마트팜이 약 4.4일 길게 유지하였다. 절화중 변화율의 경우 스마트팜은 최대 117.95%까지 증가하였으며 27일간 초기 절화중보다 높은 절화중을 유지했다. 관행농가는 최대 116.65%까지 증가하였으며, 21일간 유지했다. 수분 흡수량의 경우 스마트팜은 절화수명 종료시점까지 10mL 이상을 흡수하였으나, 관행농가는 Day 12부터 10mL 이하만 흡수하였다. 수 분균형의 경우 스마트팜과 관행농가 모두 Day 2에 최고치를 나타냈으나, 급격히 감소하여 스마트팜은 Day 8에, 관행농가 는 Day 6에 음수값에 도달하였다. 화폭 변화율의 경우 스마트 팜은 최대 143.00%까지 증가하였으며, 관행농가는 최대 125.82% 까지 증가했다. 엽록소 함량의 경우 이 전 결과와는 달리 Day 0에는 관행농가가 약 7.56 SPAD value 만큼 더 높았으나, 절화수명 종료시점까지 스마트팜이 더 큰 폭으로 증가하였다. 종합적으로, 절화용 스프레이 국화를 스마트팜에서 채화할 경 우 절화수명 및 품질이 더 향상되었음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 스마트팜과 관행재배 온실의 시설, 토양 분 석 및 3종류의 절화 스프레이 국화 ‘아비삭(Abishag)’, ‘포드 (Ford)’, ‘헤나(Henna)’ 의 생육 조건 등을 비교 분석했다. 스 마트팜에는 온도, 습도, CO2, 영양공급, 환기, 광을 탐지하는 16개의 자동 센서 채널들이 있다. 특히, 온도가 높아질 때 스 마트팜에서는 안개분사장치를 사용하지만 관행재배 온실에서 는 어떠한 장비 사용 없이 오직 측창만을 열어 온도를 낮춘 다. 따라서 스마트팜은 연중 균일한 환경을 유지하기 때문에 우수한 품질의 절화 국화를 생산할 수 있다. 그 결과 스마트 팜에서는 연간 3.5기작을 재배할 수 있고 m2당 연간 129본을 생산한다. 반면에 관행재배 온실에서는 연간 3기작, m2당 연 간 91본을 생산한다. 토양분석 결과 스마트팜은 유기물함량과 pH가 적정수준이었지만 관행재배 온실은 유기물함량이 초과 상태였다. 전기전도도는 관행재배 온실에서는 적정치보다 3.8 배 정도 높게 나타난 반면 스마트팜에서는 적정 수준을 유지 하고 있어 스마트팜에서의 토양관리가 좋은 것으로 나타났다. 세 품종 모두 스마트팜에서 재배 시 절화장, 엽 수, 줄기직경 이 더 우수한 결과값을 얻었다. 반면에, 엽록소 함량은 관행재 배 온실에서 더 높았다. 본 연구는 스마트팜과 관행재배 온실 에서 절화 스프레이 국화 3품종의 품질을 비교 검증하였다.

절화 국화 ‘백마’를 재배하고 있는 관행농가와 스마트팜의 시설현황, 재배환경, 절화생육 및 경영성과를 비교 분석하였 다. 관행농가는 비닐하우스에서 토경으로, 스마트팜은 유리온 실에서 양액재배하고 있었다. 스마트팜은 광량, 온도, 습도, CO2, 풍속, 강우, 양액 pH와 EC 측정을 위한 센서들을 갖추어 자동제어하고 있었으며, 실시간으로 컴퓨터와 휴대전화 어플 리케이션을 이용하여 온실을 관리하고 있었다. 반면에 관행농 가는 환경 측정용 센서와 관비재배용 pH와 EC 센서들이 전혀 없었고, 모든 시스템들을 수동으로 작동하고 있었다. 시설 내의 주간과 야간온도는 관행농가에서 생육 적온보다 낮게 관리되고 있었다. 관행농가의 토양 EC는 3.2dS･m-1로 높게 나타나 절화 생육에 적합하지 않은 것으로 나타났고, 스마트팜은 1.1dS･m-1 로 적절하게 관리하고 있었다. 재배방법에 있어서 토양소독은 관행농가에서는 실시하지 않았으며, 스마트팜에서는 과산화수 소를 이용하여 토양소독을 실시하고 있었다. 그 외에 재배방 법은 큰 차이가 없었으나, 관행농가에서 응애가 많이 발생하 여 피해증상이 나타났다. 절화장, 화폭, 생체중, 엽록소 함량 등과 같은 절화 생육은 관행농가보다 스마트팜에서 더 양호한 것으로 나타났다. 경영성과 측면에서 1,000m2 기준으로 순이 익은 관행농가에서 -419천원이었고, 스마트팜은 4,484천원이 었으며, 생산량과 수취가격이 관행농가보다 스마트팜에서 각 각 22%와 52% 더 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 절화의 생육과 경영성과의 차이는 스마트팜의 자동화 설비에 의해 정 밀 생육관리가 가능했기 때문이라고 판단되었다.

본 연구는 스프레이 타입의 절화 장미가 재배되고 있는 호 남지역 스마트팜의 시설과 연중 재배환경을 분석하고, 그에 따른 외적 특성과 수명을 분석하고자 수행하였다. 본 연구에 서 선정한 스마트팜은 연동형 유리 온실로 CCTV를 통해 실시 간으로 농가 상황이 확인 가능하며, 1세대 스마트팜으로 조사 되었다. 스마트팜 시설 내 재배환경은 여름에 최고온도가 다 른 계절에 비해 높았고, 겨울에는 일적산광량이 최소 광요구 도에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 또한, 상대습도는 겨울 과 가을에 유의적으로 높아 겨울의 VPD는 0.3kPa로 낮게 조 사되었다. 양액의 pH는 계절에 따라 차이가 없었으나 EC는 봄과 여름에 적정 범위를 벗어난 것으로 나타났다. 외적 특성 과 절화수명은 스마트팜 내에서 많이 재배되고 있는 ‘Egg Tart’, ‘Flash Dance’, ‘Pink Yoyo’, ‘Super Sensation’ 품종을 조 사하였다. 외적 특성 분석 결과, 대부분의 품종이 다른 계절에 비해 겨울에 절화장이 길었으나 줄기가 얇았고 소화수가 적었 다. 여름에는 꽃의 크기가 작았으며 화색이 퇴색되어 명도인 L값이 다소 높고, a값과 b값이 낮아 다른 계절보다 선명하지 않은 것으로 조사되었다. 절화수명 조사 결과, ‘Egg Tart’ 품종 은 계절별 차이가 없었으나 ‘Flash Dance’, ‘Pink Yoyo’, ‘Super Sensation’ 품종은 가을에 가장 길었으며 세 품종 모두 겨울, 여름 순으로 절화수명이 다소 짧은 것으로 조사되었다. 이는 여름의 고온과 겨울의 일적산광량 부족 및 과습한 환경이 꽃 의 크기와 화색발현, 절화수명 감소에 부정적인 영향을 미치 는 것으로 판단된다. 따라서, 고품질의 절화 장미가 생산 될 수 있도록 이에 적합한 스마트팜 환경 제어 시스템 개발과 현 장 적용을 통한 개선이 필요하며, 현재, 본 연구의 스마트팜에 서는 지상부 복합 환경 제어가 가능하기 때문에 축적한 자료 들을 이용한 빅데이터 분석 및 의사 결정 지원시스템이 갖춰 진다면, 2세대 스마트팜으로 발전 가능성이 높을 것으로 판단 된다.

Smart farm is a high-tech type of plant factory that artificially makes environmental conditions suitable for the growth of plants and manages them to automatically produce the desired plants regardless of seasons or space. This study was conducted by identifying the effects of Hertz and Duty ratio on the photosynthetic rate of ginseng, a medicinal crop, to find the optimal conditions for photosynthetic responses in smart farms. The light sources consisted of a total of 10 chambers using LED system, with 4 R+B (red+blue) mixed lights and 6 R+B+W (red+blue+white) mixed lights. In addition, the Hertz of the R+B mixed light was treated at 20, 60, 180, 540, 1620 and 4860 hz respectively. The R+B+W mixed light was treated with 60, 180, 540, and 1620 hz. Afterwards, experiments were conducted with the duty ratio of 30, 50, and 70%. As a result, the photosynthetic rate of ginseng according to duty ratio and Hertz was the highest at 60 hz when duty ratio was set to 50%. On the other hand, that was the lowest when the duty ratio was 30% at the same 60 hz. In addition, the photosynthetic rates were highest in the R+B mixed light and R+B+W mixed light at 60 hz. Therefore, the condition with the highest photosynthetic rate of ginseng in smart farms is 60 hz when the duty ratio in R+B mixed light is 50%.