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.

본 연구는 환경오염과 양수분 손실을 주는 비순환식 수경재배에 FDR센서를 이용한 자동관수시스템을 적용할 때 관수효율을 높이기 위한 최적의 최소대기시간을 설정하고자 수행되었다. 실험은 가을과 겨울철에 봄과 여름철에 두 번 수행하였고 가을과 겨울철에는 3분 급액과 최소대기시간을 5분으로 한 3R5F 처리구, 3분 급액과 최소대기시간을 10분으로 한 3R10F 처리구, 5분 급액과 최소대기시간을 15분으로 한 5R15F 처리구를 설정하여 실험하였고 봄과 여름철에는 3분 급액과 최소대기시간을 5분으로 한 3R5F 처리구, 3분 급액과 최소 대기시간을 10분으로 한 3R10F 처리구를 설정하여 실험하였다. 3분 급액은 주당 60mL, 5분 급액은 주당 80mL가 공급되었다. 가을과 겨울철 재배에서 정식 후 62일 까지 주당 급액량은 3R5F (858mL) > 5R15F (409mL) > 3R10F (306mL) 처리 순으로 나타났고 배액률은 3R5F (44%) > 5R15F (23%) > 3R10F (14%) 순으로 나타났다. 정식 후 62일부터 102일 까지는 일일 주당 급액량이 5R15F (888mL)> 3R5F (695mL)> 3R10F (524mL) 순으로 나타났고 이 시기에 배액률은 5R15F에서 가장 높았다. 봄과 여름재배에서는 일일 주 당 급액량과 배액율이 3R5F 처리구에서 3R10F 처리구보다 높았다. 두 재배 모두에서 수분이용효율 (WUE)은 3R10F 처리에서 높았다. 따라서 FDR 센서를 활용한 자동화 관수 시스템에서 관수효율을 높이기 위한 최소대기시간은 10분으로 고찰된다.

펄라이트 자루재배시 일중 관수마감시각을 달리함으로써 최적 생장을 유지하면서도 용수이용효율(WUE)과 비료이용효율(FUE)을 높이기 위해 실험을 실시하였다. 관수마감시각에 따라 일몰 1시간 전부터 4시간 전까지 4단계로 나누어 처리한 결과, 배지 내 수분함량은 마감시각이 늦을수록 많은 경향을 나타냈다. 최종 생육은 일몰 4시간 전 처리구에서 약간 낮은 경향을 보이기는 했으나, 통계적 유의차는 보이지 않았다. 상품수량은 일몰 1시간 전 및 2시간 전에서 가장 많았고, 4시간전에서 가장 적었다. 관수마감시각 처리별 128일 동안의 급액량을 조사한 결과, WUE와 FUE는 일몰마감 1시간 전 처리구에서 가장 낮았고, 3시간 전 처리구에서 가장 높았다. 식물생육, 수확량 및 WUE와 FUE 등의 면에서 일몰 4시간 전에 관수를 중단하는 것은 바람직하지 않으며, 2~3시간 전에 마감하는 것이 좋을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 관개효율의 연별 변화와 필요수량을 고려하여 추정된 관개지구 용수 공급량이 현장에서 실제 공급되는 수량을 잘 모의하는지를 평가하였다. 대상지구로 이동저수지 지구를 선정하여, 2001∼2009년 기간에 대한 실측 공급량 자료를 구축하였다. 관개효율, 물꼬 높이, 침투량 등 총 6개의 매개변수에 대해 민감도 분석, 보정 및 검정을 수행하였다. 민감도 분석 결과, 관개효율이 가장 민감한 매개변수로 나타났다. 관개효율은 가장 민감하게 나타난 점과 연마다 값이 달라지는 특징을 반영하여 연별로 보정하였다. 통계적 지표 산정 결과 월단위에 대한 PBIAS, NSE, 그리고 RSR은 보정기간 동안 각각 2.7%, 0.93, 0.26로, 검정기간 동안 각각 3.9%, 0.89, 0.32로 매우 우수하게 나타났다. 따라서 비록 농업용수 공급량은 인위적 요소이나, 적절한 매개변수 값을 사용하여 모의한다면 모의치가 실측치와 유사하게 모의될 수 있을 것이다. 하지만 대상지구의 실측 자료가 확보되지 않아 보정되지 않은 매개변수를 사용하는 경우 결과가 매우 안 좋을 수 있을 가능성이 나타났다. 따라서 농업용수 공급량의 모의 시 적절한 매개변수의 선정은 매우 중요할 것으로 사료되며, 특히 관개효율은 연별로 보정하는 것을 제안한다.

Extensive research has been conducted on effects of drought stress on growth and development of soybean but information is rather restricted on the limited-irrigation system by way of precaution against a long-term drought condition in the future. The experiment for limited-irrigation was conducted in transparent vinyl shelter at Asian Vegetable Research and Development Center (AVRDC), Taiwan in 1997. Two soybean varieties, Hwangkeum and AGS292, improved in Korea and AVRDC, respectively were used for this experiment. The relationships between normalized transpiration rate (NTR) and fraction of transpirable soil water (FTSW) in both varieties were similar that the NTR was unchanged until FTSW dropped to about 0.5 or 0.6. At FTSW less than those values, NTR declined rapidly. Days required to harvest in both varieties were significantly prolonged at IR6 treatment compared to any other treatments. Daily mean transpiration rate was significantly higher at IR5 treatment, as averaged over varieties. Similarly, water use efficiency was also high at 1R5 treatment. In both varieties, seed yield was the greatest at the IR5 treatment, as compared to any other limited-irrigation treatments, due to the increased seed number and high transpirational water use efficiency. The indices of input water and seed yield for the different limited-irrigation treatments against control indicated that Hwangkeum produced 59.6% or 60.7% of seed yield using 36.1% or 44.9% of input water, as compared to control, by irrigation at only R5 or R6 stages, respectively. The AGS292 produced 56.1% of seed yield with 35.4% of input water of control, when irrigated at R5 stage. The results of this study have elucidated that the limited irrigation at R5 stage in soybean can be minimized yield loss with such small quantity of water under the environment of long-term drought stress and the expected shortage of agricultural water in the future.