2019년 농촌 인구는 전년도보다 7만 명 감소하였으며, 60대 이상이 전체 농촌 인구의 69%를 차지하면서 노동력 부족이 심화되고 있다. 또한 기후 변화로 인한 폭염과 가뭄뿐만 아니라 농업 생산에도 큰 피해가 발생하고 있어, 농업용수 절감과 자원 낭비 감소가 필수적이다. 현재 농가에서는 파종 후 초기 육묘기에 분수 호스를, 성장기에는 점적 테이프를 사용하지만, 두 가지 장치를 함께 설치하면 노동력과 비용이 증가하고 관수 효율이 낮아 용수 낭비와 폐기물이 많아지는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 원거리 살수 기능을 가진 분수 호스와 직하 점적 기능을 수행하는 점적 테이프의 장점을 결합한 복합형 분수 호스를 개발하였다. 이를 위해 공급 압력만으로 두 가지 기능을 수행할 수 있도록 충돌형 Dripper를 설계하였으며, 내부 유로의 최적 설계를 통해 충돌각, 충돌율, 단면적의 형태 및 크기, 공급 압력 등의 요소를 조절하여 원거리 분사와 직하 점적을 동시에 수행할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 충돌각 20° 및 30°에 대한 다양한 Dripper 설계 조건을 평가한 결과, 충돌각 30°에서 중첩율 30.0%(0.50×0.50 mm, 중첩 거리 0.15 mm)의 Dripper가 가장 우수한 성능을 나타냈다. 이 설계는 0.5 bar의 낮은 압력에서는 직하 점적 기능을 수행하고, 1.0~2.0 bar의 높은 압력에서는 원거리 확산 살수가 가능하여 기존의 분수 호스와 점적 테이프를 하나의 장치로 대체할 수 있다. 이 연구를 통해 농업 노동력 절감, 관수 비용 절감, 용수 절약 및 관수 폐기물 감소 등의 효과를 기대할 수 있으며, 복합형 분수 호스의 실용화를 위한 설계 기준을 제시하였다.

관수장치는 이상기후로 인한 농업의 용수절감 대책에서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 우리나 라의 관수장치의 개발 역사나 기술은 관수 선진국에 비해 70~80% 수준으로 추정된다. 관수장치의 성능 개선은 수출 확대뿐만 아니라 수입대체 효과에서도 매우 시급한 실정이다. 관수장치의 기술 개발은 경험적 방법과 이론해석에 따른 설계의 개선으로 상당 부분 가능하다. 그러나 경질 미로를 구성한 경우에는 비교적 실험과 이론적 해석이 잘 나타나지만 연질의 실리콘이 동시에 결합된 경우에는 실험적인 방법이외의 해석은 매우 어렵다. 본 연구에서는 국내 PC 드리퍼 성능을 선진국 수준으로 개선하고자 수행하였다. 주요 내용은 실리콘의 경도의 문제점과 개선, 경질 미로의 성형물 재설계, 이를 통한 새로운 PC 드리퍼를 설계 제작하였고, 동시에 성능 평가를 실시하였다. 또한 국내외에서 가장 우수한 것으로 알려진 Euro PC 드리퍼와 성능 비교를 수행하였으며, 동시에 핵심 부품의 교차 조립에 의한 유량의 균등성을 평가함으 로서 국내 PC 드리퍼의 근원적 기술의 문제점을 파악하고 개선할 수 있었다.

토마토 펄라이트 자루재배에서의 효율적인 점적핀설치 위치를 규명하기 위해서, 지제부로부터 5cm 위치에 고정(F5), 15cm 고정(F15) 및 5cm~15cm로 이동(M5-15)의 3처리구를 두었다. 점적 핀 위치에 따른 배지 내 뿌리 분포를 알아보기 위해서 자루 배지를 9등분해 염색한 결과, F5 처리구에서는 다른 처리에 비해 뿌리량이 지제부 가까이에 좀 더 많았고 지제부에서 멀어질수록 뿌리량은 적었다. 지제부에 가까울수록 뿌리는 하위로 많이 발달해 있으며, 멀수록 배지 전체에 균일하게 분포하는 경향을 보였다. F15 처리구에서는 지제부에서 멀수록 뿌리가 많이 밀집되어 있었고 지제부에서 멀어질수록 위쪽에 많이 분포되어 있었다. 점적 핀 위치가 지제부로부터 5cm 위치에서 15cm로 이동한 M5-15 처리구에서는 전체적으로 뿌리가 균일하게 분포되어 있었다. 펄라이트 자루 내 배지 부위별 수분 분포를 생육단계에 따라 조사한 결과, 처리에 관계없이 수직분포는 하부로 갈수록 수분함량이 많았으며, 하부에서 특히 많았다. 관수종료 1시간 후에는 상부에서는 차이가 없었지만, 중부 및 하부에서는 지제부에 가까울수록 수분함량이 많았다. 중앙과 양측 면 사이에 큰 차이는 없었다. 수확량은 F15 처리구에서 가장 많은 경향을 나타내었다. 이상의 결과, 펄라이트 자루재배에서는 점적핀을 지제부로부터 15cm에 위치시키는 것이 뿌리분포나 수확량에 가장 좋은 것으로 나타났다.