KR100290987B1 - 농지 면적에 따른 비료 시비량을 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작물의 생육 중·후기 엽록소 농도로 작물의 영양상태를 추정하여 그에 따른 농지 면적별에 대한 비료 요구량을 측정할 수 있도록 한 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 작물의 엽록소 농도를 측정하기 위한 수단과, 비료를 시용하고자 하는 농지면적을 입력하기 위한 그리고 정해진 연산을 실행시키기 위한 다수의 키들을 갖는 입력부와, 상기 측정된 엽록소 농도에 따른 단위 작물의 비료량을 산출하고 상기 입력된 농지면적에 대한 비료시비량을 산출하기 위한 수단 및 상기 산출된 비료시비량을 디스플레이하기 위한 디스플레이 패널로 이루어진다.
Description
본 발명은 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 작물의 생육 중·후기 엽록소 농도로 작물의 영양상태를 추정하여 그에 따른 농지 면적별에 대한 비료 요구량을 측정할 수 있도록 한 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 많은 선진농업국가에서는 적정 비료량 시용에 관한 필요성과 활동이 활발하게 이루어지고 있으며 특히, 지속성농업(SA: Sustainable Agriculture) 또는 친환경농업이 주요 농업정책 과제로 채택되고 있는 실정이다.
그러나 우리나라를 비롯한 세계 대부분의 농업국가에서는 작물생육 중·후기 비료 시비량 판단은 각 농지별로 정밀한 비료 요구량의 측정 없이 다음과 같은 방법이 주로 이용되어 왔다.
예컨대, 기존 농업기술교재에 나오는 표준 시비량에 준하여 비료를 시용하는 방법. 또는, 경험적으로 육안에 의존하여 작물의 생육관찰 또는 엽색을 이용하여 작물의 영양상태와 가장 밀접하게 연관된 질소 영양상태를 주관적으로 판단하여 비료의 시비시기 및 시비량을 시용하는 방법등을 주로 이용되었다. 그 결과, 수확된 작물의 품질이 고르지 못하고 미숙작물을 수확하게 되어 농가의 소득저하를 가져오고 있어 이에 대한 개선책이 요구되는 실정이다.
그리고, 농지에 보조에너지(비료,농약)의 연용 및 과용으로 필요이상의 비료(질소비료)를 처리함으로써, 농자재 비용 및 노동력 증가 그리고 과다한 비료 사용으로 인한 연약한 생장과 토양근권내 미생물 침입이 용이하며 특히, 벼의 경우 웃자라게 되어 등숙기 도복이 쉽게 되기도 한다. 또한, 과다한 비료사용은 장마기 또는 관·배수시 비료분의 유실로 수로, 하천, 지하수 등의 부영양화를 가져와 농지 및 환경생태계 오염을 가져오는 등 큰 문제점으로 지적되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 작물의 영양상태에 따라 필요·충분한 양분조건을 제공할 수 있도록 농지면적에 대한 비료 시비량을 측정할 수 있는 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 장치를 보여주는 사시도 및 사용상태도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 장치를 이용한 비료 시비량 측정방법의 블록 다이어그램이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
102 : 하우징104 : ON/OFF 스위치
110 : 입력부112 : 넘버키
114 : 수정키116 : 제 1 기능키
118 : 제 2 기능키130 : 디스플레이 패널
142 : 광원부144 : 광량검출부
146 : 검출 스위치
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 작물의 엽록소 농도를 측정하기 위한 수단과; 비료를 시용하고자 하는 농지면적을 입력하기 위한 그리고 정해진 연산을 실행시키기 위한 다수의 키들을 갖는 입력부와; 상기 측정된 엽록소 농도에 따른 단위 작물의 비료량을 산출하고 상기 입력된 농지면적에 대한 비료시비량을 산출하기 위한 수단 및; 상기 산출된 비료시비량을 디스플레이하기 위한 디스플레이 패널을 포함한다.
이와 같은 본 발명에서 상기 비료시비량을 산출하기 위한 수단은 작물의 생육시기에 따른 적정 엽록소 농도와 상기 엽록소 농도로부터 상기 작물에 적정한 비료량을 산출하기 위한 상관 관계식을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면 비료를 시용하고자 하는 농지내 작물의 종류, 품종, 생육시기를 설정하는 단계와; 비료를 시용하고자 하는 농지내 작물의 엽록소 농도를 측정하는 단계와; 상기 작물의 생육시기에 따른 적정 엽록소 농도와 영양상태의 상관 관계식으로부터 상기 측정된 엽록소 농도에 따른 단위 작물의 비료량을 산출하는 단계와; 비료를 시용하고자 하는 농지면적을 입력하는 단계 및; 상기 단위 작물의 비료량으로 상기 입력된 농지면적에 대한 시용 비료량을 산출하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하면서 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 병기되어 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 장치를 보여주는 사시도 및 사용상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 장치를 이용한 비료 시비량 측정방법의 블록 다이어그램이다.
본 발명에 따른 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 장치는 기존 엽색도측정기 원리를 응용하여 작물별 및 생육시기별 기준 엽록소 농도 수치와 비료량간의 상관식을 만들어 비료를 시용하고자 하는 농지면적에 대한 비료 시비량을 산출할 수 있도록 한 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 비료 시비량 측정장치(100)의 구성을 살펴보면, 엽록소 농도 측정 수단과, 하우징(102), 입력부(110), ON/OFF 스위치(104), 연산 수단 및 디스플레이 패널(130)로 이루어진다.
상기 엽록소 농도 측정 수단은 작물 잎의 엽록소 농도를 측정하기 위한 것으로, 광원부(142) 및 광량검출부(144) 그리고 검출 스위치(146)등으로 이루어진다. 엽록소 농도 측정은 검출 스위치(146)를 눌러 상기 광원부(142)로부터 작물(200;피측정) 잎에 근적외광이 조사되면, 광량검출부(144)에서 작물 잎의 투과광을 수광한다. 그러면 상기 연산 수단에서 상기 투과광량으로부터 작물 잎의 엽록소 농도를 산출하게 된다.
상기 입력부(110)는 일면에 일정한 규칙에 따라 배열된 넘버키(112)들(연산을 위한 '+','-','*','/' 포함)과 수정을 위한 수정키(114) 그리고 기능키들로 이루어진다. 상기 기능키들은 제 1, 2 기능키(116,118;function key)를 갖는다. 상기 제 1 기능키(116)는 수회에 걸쳐 측정한 엽록소 농도의 평균값을 구하는 연산 프로그램을 실행시키기 위한 것이고, 상기 제 2 기능키(118)는 기입력된 작물별 및 생육시기별 기준 엽록소 농도 수치와 엽록소내 질소함량의 상관관계식으로 단위 작물의 비료 요구량을 구하는 연산 프로그램을 실행시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 입력부(110)에는 상기 기능키 이외에 다른 기입력된 연산 프로그램 또는 명령을 실행시키기 위한 다른 기능키들을 더 구비할 수 있다.
상기 연산 수단은 상기 하우징(102) 내부에 설치되는 그리고 전자 계산 기능을 수행하는 인쇄회로기판(미도시됨)을 구비한다. 상기 인쇄회로기판에는 다수의 집적회로장치들 및 마이크로프로세서가 장착된다.
한편, 상기 디스플레이 패널(130)에는 측정된 엽록소 농도와 평균값 그리고 비료요구량 등의 측정 및 연산된 내용 그리고 그 결과가 디스플레이 된다. 상기 디스플레이 패널은 LCD로 이루어진다. 본 발명은 식용 작물, 특용 작물 뿐만 아니라 과수, 채소, 화훼에 까지 적용할 수 있는 것이다.
이와 같은 구성으로 이루어진 비료 시비량 측정장치를 사용하여 비료를 시용하고자 하는 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 방법은 다음과 같다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 비료(질소, 요소, 유안 등)를 시용하고자 하는 농지내 작물의 종류, 품종 그리고 생육시기 등의 조건을 설정한다.(S110) 예컨대, 상기 시용 비료량 측정장치에는 작물의 조건(종류, 품종 그리고 생육시기)에 따른 기준 엽록소 농도 및 그에 대응되는 엽록소내 질소함량(질소함량은 작물의 영양상태와 가장 밀접한 관계를 갖는다)이 기입력되어 있다. 여기서, 엽록소 농도는 작물의 가장 중요한 영양원인 질소농도의 직접적인 지표가 된다. 이렇게 세팅된 장치의 측정수단을 이용하여 비료를 시용하고자 하는 농지내 작물들의 엽록소 농도를 측정한다.(S120) 도 2에서 보여주는 바와 같이 작물의 잎을 직접 엽록소 측정부위에 있는 광원부와 광량검출부 사이의 측정공간에 넣은 후 검출스위치를 눌러 검출한다. 검출된 엽록소 농도는 상기 LCD 패널에 디스플레이 될 수 있다. 예컨대, 엽록소 농도의 검출시 검출오차를 최소화 할 수 있도록 상기 농지내 작물을 무작위로 수회에 걸쳐 잎의 일정한 부위를 측정한 후, 그 엽록소 농도의 평균값을 산출하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 제 1 기능키를 누르면 기입력된 연산 프로그램에 의해 자동으로 평균값이 산출된다.(S130) 그 다음 상기 제 2 기능키를 눌러 작물의 기준 엽록소 농도와 적정 비료요구량의 상관 관계식으로부터 상기 측정된 엽록소 농도를 비교하여 그에 따른 단위 작물의 비료량을 산출한다.(S140) 상기 비료를 시용하고자 하는 농지의 면적을 입력한다.(S150) 상기 단위 작물의 비료량으로 상기 입력된 농지면적에 대한 비료 시비량을 산출하여 상기 LCD패널에 디스플레이 한다.(S160,170) 즉, 측정된 엽록소 농도의 평균값을 얻은 다음 작물의 조건(품종, 생육시기)별 기준 엽록소 농도와 비료 적정요구량과의 상관관계식에 의한 수치를 프로그램화하며, 상기 농지의 면적을 대입함으로서, 실제 비료가 시용될 농지의 총 비료량이 산출되는 것이다. 결국, 본 발명은 작물의 엽록소 농도를 검출하여 기준이 되는 엽록소 농도와 비교, 작물의 영양상태를 추정하여 비료의 시비여부 및 시비량을 산출하므로서, 작물의 생육진단에 따른 정확하면서 필요·충분한 양분조건을 제공할 수 있는 것이다.
예컨대, 상기 측정된 엽록소 농도가 기준 엽록소 농도보다 높으면, 그 작물은 영양상태가 좋은 것으로, 적정 비료요구량보다 적은 양의 비료를 시용하고, 반대의 경우에는 적정 비료요구량보다 많은 양의 비료를 시용하므로서, 작물의 성장을 조절하여 품질이 좋은 작물을 수확할 수 있는 것이다.
이러한 과정중 데이터의 수정 및 삭제는 상기 수정키를 사용한다. 한편, 본 실시예에 따른 농지 면적별 비료시비량을 측정하기 위한 장치는 줄을 걸 수 있도록 상기 하우징에 걸이홈(120)을 구비하여 휴대가 용이하도록 하였다.
상술한 구성 및 동작관계를 갖는 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖게 된다.
첫째, 농민이 직접 작물의 종류, 품종별 그리고 생육시기별로 시용하고자 하는 농지 면적에 대한 시용 비료량을 간편하면서도 정확하게 측정할 수 있다.
둘째, 비파괴 측정방법이다.
셋째, 적정 비료량을 시용함으로서 비료량 절감, 적정 양분 공급으로 균형생육, 병충해 예방, 도복 경감 등을 통한 작물의 수량안전성 및 환경보전 효과 등이 있다. 결과적으로, 작물의 생육에 필요한 비료를 작물의 엽록소 농도를 통해 영양상태를 체크하여 그에 비료의 시비여부 및 시비량을 조절하므로서, 보다 좋은 품질의 작물을 수확할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 작물의 엽록소 농도를 측정하기 위한 수단과;비료를 시용하고자 하는 농지면적을 입력하기 위한 그리고 정해진 연산을 실행시키기 위한 다수의 키들을 갖는 입력부와;상기 측정된 엽록소 농도에 따른 단위 작물의 비료량을 산출하고 상기 입력된 농지면적에 대한 비료시비량을 산출하기 위한 수단 및;상기 산출된 비료시비량을 디스플레이하기 위한 디스플레이 패널을 포함하는 농지 면적별 비료시비량을 측정하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 비료시비량을 산출하기 위한 수단은 작물의 생육시기에 따른 적정 엽록소 농도와 상기 엽록소 농도로부터 상기 작물에 적정한 비료량을 산출하기 위한 상관 관계식을 포함하는 농지 면적별 비료시비량을 측정하기 위한 장치.
- 비료를 시용하고자 하는 농지내 작물의 종류, 품종, 생육시기를 설정하는 단계와;비료를 시용하고자 하는 농지내 작물의 엽록소 농도를 측정하는 단계와;상기 작물의 생육시기에 따른 적정 엽록소 농도와 영양상태의 상관 관계식으로부터 상기 측정된 엽록소 농도에 따른 단위 작물의 비료량을 산출하는 단계와;비료를 시용하고자 하는 농지면적을 입력하는 단계 및;상기 단위 작물의 비료량으로 상기 입력된 농지면적에 대한 시용 비료량을 산출하는 단계를 포함하는 농지 면적별 비료 시비량을 측정하기 위한 방법.
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