KR20140005371A

KR20140005371A - 시비량 설정 방법, 시비량 설정 장치, 시비량 설정 프로그램을 기록한 기록 매체

Info

Publication number: KR20140005371A
Application number: KR1020137032580A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 미우라; 가즈히로 다카하라; 야스히사 우오야; 요시토모 후지모토; 이사오 다나카
Original assignee: 가부시끼 가이샤 구보다
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-01-14
Also published as: JP5912827B2; CN103561563A; WO2013168482A9; WO2013168482A1; JP2013234935A; CN103561563B; KR101560963B1

Abstract

본 발명은, 곡물 재배에 있어서 양호한 식미와 높은 수량을 실현 가능한 시비량을 설정할 수 있도록 하는 것이다.
시비량 설정 장치(5)에, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정부(50)를 구비한다. 시비량 설정부(50)에는, 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부(51)와, 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부(52)를 구비하고, 산출된 수량차와 산출된 식미차에 기초하여 시비량을 설정한다.

Description

시비량 설정 방법, 시비량 설정 장치, 시비량 설정 프로그램 {FERTILIZING AMOUNT SETTING METHOD, FERTILIZING AMOUNT SETTING DEVICE, AND FERTILIZING AMOUNT SETTING PROGRAM}

본 발명은, 포장(圃場)에의 시비량을 설정하기 위한 시비량 설정 방법, 시비량 설정 장치 및 시비량 설정 프로그램에 관한 것이다.

쌀이나 보리 등 곡물의 단백질 함유율이 식미(食味)에 영향을 미치는 것은 일반적으로 알려져 있고, 단백질 함유율을 적정한 값으로 하는 것은, 곡물을 재배하는 데 있어서 중요하다. 곡물의 단백질 함량을 측정하여 포장에의 시비량을 결정하는 기술로서 특허문헌 1에 개시되는 것이 있다.

특허문헌 1의 곡립 시비 진단 장치는, 곡립의 단백질 함량을 측정하는 단백질 함량 측정 수단과, 상기 곡립에 대한 시비 정보를 입력하는 입력 수단과, 목표로 하는 단백질 함량을 입력하는 입력 수단과, 시비 개선 정보를 연산하는 연산 수단을 구비하고 있다.

일본 특허 제3536475호 공보

포장에의 시비량은, 곡물의 식미에 영향을 미치는 단백질 함유율을 좌우할 뿐만 아니라, 곡물의 수량(收量)도 좌우한다고 생각된다. 특허문헌 1의 기술은, 곡물의 단백질 함량에 착안하고 있지만, 곡물의 수량에 대해서는 고려하고 있지 않다. 쌀이나 보리와 같은 곡류에는, 양호한 식미와 높은 수량이 양립되는 것이 기대되고 있지만, 특허문헌 1의 기술에서는, 이러한 식미와 수량의 양립을 실현할 수 있는 시비량을 결정할 수 없다고 하는 과제가 있다.

따라서 본 발명은, 상기 과제에 비추어, 곡물 재배에 있어서 식미와 수량의 양쪽을 고려하여 시비량을 간단하게 설정할 수 있는 시비량 설정 방법, 시비량 설정 장치 및 시비량 설정 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 다음 수단을 강구하였다.

즉, 청구항 1에 관한 시비량 설정 방법에 따르면, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 관한 시비량 설정 방법에 따르면, 상기 시비량 설정 스텝은, 상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과, 상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고, 상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 관한 시비량 설정 방법에 따르면, 상기 시비량 설정 스텝은, 상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과, 상기 수량 산출 스텝에서 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 수량 보정 스텝과, 상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝과, 상기 식미차 산출 스텝에서 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정하는 식미차 보정 스텝을 갖고, 상기 보정된 수량차와 상기 보정된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 관한 시비량 설정 방법에 따르면, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미를 변화시키는 질소 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대해 수확 전의 목표 수량과, 상기 곡물의 식미에 대해 수확 전의 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 구비하고, 상기 시비량 설정 스텝은, 상기 수확 전의 목표 수량과 상기 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과, 상기 수확 전의 목표 식미값과 상기 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고, 상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 질소 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 관한 시비량 설정 방법에 따르면, 상기 질소 시비량은, 수량차 및 식미차를 갖는 식 (3)에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 관한 시비량 설정 장치에 따르면, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 관한 시비량 설정 장치에 따르면, 상기 시비량 설정부는, 상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부와, 상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부를 갖고, 상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 관한 시비량 설정 장치에 따르면, 상기 시비량 설정부는, 상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부와, 상기 수량 산출부에서 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 수량 보정부와, 상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부와, 상기 식미차 산출부에서 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정하는 식미차 보정부를 갖고, 상기 보정된 수량차와 상기 보정된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 관한 시비량 설정 장치에 따르면, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미를 변화시키는 질소 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대해 수확 전의 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대해 수확 전의 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정부를 구비하고, 상기 시비량 설정부는, 상기 수확 전의 목표 수량과 상기 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부와, 상기 수확 전의 목표 식미값과 상기 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부를 갖고, 상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 질소 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 관한 시비량 설정 장치에 따르면, 상기 질소 시비량은, 수량차 및 식미차를 갖는 식 (3)에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 한다.

청구항 11에 관한 시비량 설정 프로그램에 따르면, 컴퓨터에 실행되는 시비량 설정 프로그램이며, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 실행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 12에 관한 시비량 설정 프로그램에 따르면, 상기 시비량 설정 스텝은, 상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과, 상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고, 상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 13에 관한 시비량 설정 프로그램에 따르면, 상기 시비량 설정 스텝은, 상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과, 상기 수량 산출 스텝에서 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 수량 보정 스텝과, 상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝과, 상기 식미차 산출 스텝에서 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정하는 식미차 보정 스텝을 갖고, 상기 보정된 수량차와 상기 보정된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 14에 관한 시비량 설정 프로그램에 따르면, 컴퓨터에 실행되는 시비량 설정 프로그램이며, 곡물의 수량과 상기 곡물의 식미를 변화시키는 질소 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대해 수확 전의 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대해 수확 전의 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 갖고, 상기 시비량 설정 스텝은, 상기 수확 전의 목표 수량과 상기 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과, 상기 수확 전의 목표 식미값과 상기 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고, 상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 질소 시비량을 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 15에 관한 시비량 설정 프로그램에 따르면, 상기 질소 시비량은, 수량차 및 식미차를 갖는 식 (3)에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 한다.

청구항 1, 청구항 6 및 청구항 11에 따르면, 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 시비량을 설정할 수 있으므로, 수량과 식미의 양쪽을 고려한 시비량을 설정할 수 있다.

청구항 2, 청구항 4, 청구항 5, 청구항 7, 청구항 9, 청구항 10, 청구항 12, 청구항 14 및 청구항 15에 따르면, 목표 수량과 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 동시에, 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하여 시비량을 설정할 수 있으므로, 생산자가 목표로 하는 수량과 식미를 얻기 위해 적절한 시비량을 설정할 수 있다.

청구항 3, 청구항 8 및 청구항 13에 따르면, 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 동시에, 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정할 수 있으므로, 수량을 우선할지 또는 식미를 우선할지와 같은, 생산자가 원하는 수량과 식미의 밸런스를 실현하는 시비량을 설정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 시비량 설정 시스템의 개략을 나타내는 도면이다.
도 2는 수량의 증감의 경향과 식미의 변화의 경향을 질소량에 관하여 나타내는 그래프이다.
도 3의 (a)는 수량의 실적값을 저장한 수량 데이터베이스를 나타내는 도면이고, (b)는 식미값의 실적값을 저장한 식미값 데이터베이스를 나타내는 도면이다.
도 4는 포장 특성 및 포장 특성 계수를 저장한 포장 특성 데이터베이스를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 시비량 설정 장치의 입력 인터페이스를 나타내는 개략도이다.
도 6은 시비량 설정 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

이하에, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

일반적으로 포장에 살포하는 비료는, 질소, 인산, 칼륨이 주성분(기본 3요소)이다. 쌀이나 보리 등의 곡물의 단백질 함유율은 식미에 영향을 미치는 것이 알려져 있지만, 식미와 비료에 포함되는 성분과의 관계는 아직 충분히 해명되어 있지 않다. 또한, 수량과 비료에 포함되는 성분의 관계에 대해서도 아직 충분하게는 해명되어 있지 않다.

따라서, 발명자들은, 포장의 토양에 포함되는 성분에 대해 분석을 행하는 동시에, 당해 포장에 관한 식미나 수량에 대해 다양한 각도에서 검토하였다. 그 결과, 토양에 포함되는 성분 중 하나인 질소의 양(질소량)이, 식미에 영향을 미치는 단백질 함유율과 곡물의 수량과의 사이에 관련성을 부여하는 요소인 것을 발견하였다. 또한, 본 실시 형태에서는, 식미라 함은 쌀알에 포함되는 단백질의 비율(단백질 함유율)에 의해 평가되는 것으로 하고, 단백질 함유율(％)을, 식미를 나타내는 식미값으로서 이용한다.

도 2는, 질소량에 대한 수량의 증감의 경향과 식미의 변화의 경향을 나타내는 그래프이다. 도 2의 파선 L1은, 질소량에 대한 수량의 변화의 경향을 나타내는 것이며, 수량은 질소량이 적으면 적고, 질소량이 많으면 많아지는 경향이 있다. 또한, 도 2의 실선 L2는, 질소량에 대한 식미의 변화의 경향을 나타내는 것이며, 식미는, 질소량이 적으면 양호해지고, 질소량이 많으면 불량으로 되는 경향이 있다. 이것은, 질소량이 많으면 쌀알 중의 단백질 함유율이 높아지므로, 밥을 지어도 단단하거나 점도가 적은 등의 식미가 좋지 않은 쌀알이 되기 때문이다. 즉, 수량과 식미는 질소량에 관하여 상반되는 관계에 있다고 할 수 있다.

또한, 질소는, 포장의 토양 중 및 비료 중에 있어서, 암모니아태 질소로서 암모늄염의 형태로 존재하고 있다. 토양 분석 등에 의해 포장의 토양 중에 포함되는 암모니아태 질소의 양을 알면, 포장에 존재하는 질소량을 산출할 수 있다. 포장에의 시비는, 포장에 존재하는 질소량을 산출하고, 생산자가 원하는 식미나 수량에 따라서 보충해야 할 질소량을 설정하여, 설정한 질소량에 따른 양의 비료를 살포하면 된다.

본 발명은, 상술한 생각을 기초로, 예를 들어 쌀이나 보리 등의 곡물류를 재배하는 포장에 비료를 살포할 때의 시비량을 적절하게 설정할 수 있도록 한 것이다. 생산자는, 수량이나 식미의 정도를 고려하면서, 포장에 보충해야 할 질소량(질소 시비량)을 결정하고, 또한 시비량을 설정한다.

이하, 본 실시 형태에 따른 시비량 설정 시스템(1)에 대해 상세하게 설명한다.

도 1에 나타내는 시비량 설정 시스템(1)은, 곡물의 수확, 탈곡, 선별 등을 행하는 콤바인(2), 포장에서의 시비, 경운 등을 행하는 트랙터(3), 실적 데이터베이스(4) 및 시비량 설정 장치(5)에 의해 구성되어 있다. 또한, 트랙터(3) 대신에, 포장에서의 시비, 모내기 등을 행하는 이앙기 등의 농업 기계를 채용해도 된다.

콤바인(2)은, 그레인 탱크 내에 저장된 벼의 중량으로부터 실제로 수확한 쌀알의 중량(수량)을 취득하여 출력하는 수량 센서(20)와, 벼 내의 쌀알의 식미를 나타내는 단백질 함유율(식미값)을, 근적외선 등을 사용하여 측정하여 출력하는 식미 센서(21)를 구비하고 있다.

트랙터(3)는, 후술하는 시비량 설정 장치(5)가 출력한 시비량을 수신하여, 트랙터(3)에 장착된 브로드 캐스터 등의 비료 살포 장치를, 수신한 시비량에 따라서 비료를 살포하도록 제어하는 시비량 제어부(30)를 구비하고 있다.

실적 데이터베이스(DB)(4)는, 예를 들어 컴퓨터의 기억 장치 내에 구성되는 것이며, 콤바인(2)의 수량 센서(20)가 출력한 수량을, 수량 센서(20)로부터, 직접 또는 후술하는 시비량 설정 장치(5)를 통해 취득하여, 수량의 실적값으로서 저장하고, 식미 센서(21)가 출력한 식미값인 단백질 함유율을, 식미 센서(21)로부터, 직접 또는 시비량 설정 장치(5)를 통해 취득하여, 식미의 실적값으로서 저장한다.

도 3을 참조하여, 실적 데이터베이스(4)가 저장하는 수량의 실적값 및 식미값의 실적값에 대해 더 설명한다. 도 3의 (a)는 수량의 실적값을 저장한 데이터베이스인 수량 데이터베이스(DB)를 나타내는 도면이고, 도 3의 (b)는 식미값의 실적값을 저장한 데이터베이스인 식미값 데이터베이스(DB)를 나타내는 도면이다.

도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 실적 데이터베이스(4)는, 수량의 실적값을 수량 데이터베이스(DB)로서 저장하고 있다. 수량 데이터베이스는, 수량 센서(20)가 출력한 수량을, 포장 1단보(段步)당의 수량(가마/10a)으로 환산하여, 포장마다 단년분에 한정하지 않고 수년분 저장하고 있다.

또한, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 실적 데이터베이스(4)는, 식미값의 실적값을 식미값 데이터베이스(DB)로서 저장하고 있다. 식미값 데이터베이스는, 식미 센서(21)가 출력한 복수의 쌀알의 식미값으로부터, 예를 들어 평균값을 산출하여, 포장마다 단년분에 한정하지 않고 수년분 저장하고 있다.

시비량 설정 장치(5)는, 실적 데이터베이스(4)가 저장하는 수량 데이터베이스 및 식미값 데이터베이스를 참조하여, 포장에 살포하는 질소량(질소 시비량)을 결정하여 시비량을 설정하고, 트랙터(3)의 시비량 제어부(30)에 출력하는 것이다.

도 1로 되돌아가, 시비량 설정 장치(5)는, 스마트폰이라 불리는 다기능 휴대 전화 등의 휴대 단말이나 퍼스널 컴퓨터(PC) 등으로 구성된다. 이들 휴대 단말 및 퍼스널 컴퓨터(PC)는, 무선 통신 기능이 구비되어 있어, 콤바인과 통신하여, 수량 센서(20) 및 식미 센서(21)로부터 출력되는 데이터를 수신하여 실적 데이터베이스(4)에 출력하고, 트랙터(3)와 통신하여, 설정한 시비량을 시비량 제어부(30)에 출력할 수 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 시비량 설정 장치(5)는, 질소 시비량을 결정하기 위해 필요한 수치를 입력하는 입력 인터페이스(56)를 갖고 있다. 시비량 설정 장치(5)의 입력 인터페이스(56)는, 예를 들어 액정식의 터치 패널이며, 포장 번호, 목표 수량, 목표 식미값, 포장 특성 계수, 수량 가중치 계수 및 식미 가중치 계수의 각 값을 입력할 수 있다. 시비량 설정 장치(5)를 퍼스널 컴퓨터(PC)로 구성하는 경우는, 목표 수량, 목표 식미값, 포장 특성 계수 및 가중치의 각 값을 입력하기 위한 입력 인터페이스를 키보드, 마우스, 모니터 등으로 구성하면 된다.

이러한 시비량 설정 장치(5)는, 입력 인터페이스에 입력된 정보(포장 번호, 목표 수량, 목표 식미값, 수량 가중치 계수, 식미 가중치 계수)와, 실적 데이터베이스(4)에 보존된 식미 및 수량에 기초하여, 포장에 살포하는 질소 시비량을 연산한다.

다음에, 도 1을 참조하여, 시비량 설정 장치(5)에 대해 상세하게 설명한다.

시비량 설정 장치(5)는, 수량차 산출부(51), 식미차 산출부(52), 수량차 보정부(53), 식미차 보정부(54) 및 질소 시비량 결정부(55)를 구비하고 있다. 이들 수량차 산출부(51), 식미차 산출부(52), 수량차 보정부(53), 식미차 보정부(54) 및 질소 시비량 결정부(55)는 컴퓨터 프로그램 등으로 구성되어 있다.

수량차 산출부(51)는, 식 (1)에 기초하여, 시비량 설정 장치(5)의 입력 인터페이스(56)를 통해 시비량 설정부(50)에 입력된 수량의 목표값(목표 수량) Y_O(가마/10a)와, 수량 데이터베이스에 저장된 수량의 실적값(실적 수량) Y_P(가마/10a)의 차인 수량차(가마/10a)를 산출하여 출력하는 것이다.

여기서, 실적 수량 Y_P는, 전년의 수량 등 단년분의 수량을 채용해도 되지만, 복수년분의 수량을 채용해도 된다. 복수년분의 수량을 채용하는 경우는, 단순 평균에 의해 산출한 평균값을 이용해도, 각 년의 수량에 가중치 부여를 행하여 산출한 가중치 평균값을 이용해도 된다.

식미차 산출부(52)는, 식 (2)에 기초하여, 식미값 데이터베이스에 저장된 식미값의 실적값(실적 식미값) Q_P(％)와, 시비량 설정부(50)에 입력된 단백질 함유율(식미값)의 목표값(목표 식미값) Q_O(％)의 차인 식미차(％)를 산출하여 출력하는 것이다.

여기서, 실적 식미값 Q_P로서 나타낸 실적 단백질 함유율은, 전년의 식미값 등 단년분의 식미값을 채용해도 되지만, 복수년분의 식미값을 채용해도 된다. 복수년분의 식미값을 채용하는 경우는, 단순 평균에 의해 산출한 평균값을 이용해도 되고, 각 년의 식미값에 가중치 부여를 행하여 산출한 가중치 평균값을 이용해도 된다.

상술한 수량차 산출부(51)로부터 출력된 수량차(Y_O－Y_P)와, 식미차 산출부(52)로부터 출력된 식미차(Q_P－Q_O)를, 식 (3)에 적용함으로써, 질소 시비량 N(㎏/10a)을 구할 수 있다.

식 (3)에 나타내는 기준 시비량 S는, 질소 시비량 N을 구하는 것에 있어서, 예를 들어 이미 포장(토양)에 함유하는 질소량(포장 1단보당의 질소량) 등을 고려하여 구해지는 것으로, 포장 1단보당에 요망되는 표준적인 질소량으로부터 포장 중의 질소량을 감산하여, 기준으로 되는 시비 기준량 S를 구한다. 예를 들어, 포장 1단보당에 요망되는 표준적인 질소량이 12.0㎏/10a이고, 포장 중의 질소량이 8.50㎏/10a였던 경우, 시비 기준량 S는, 12.0㎏/10a로부터 8.50㎏/10a를 감산한 값 3.50㎏/10a로 된다. 또한, 기준 시비량 S는, 상술한 산출 방법에 한정되지 않고, 예를 들어 생산자가 곡물의 품종 등도 고려하여 임의로 설정해도 된다.

시비 기준량 S의 단위는「㎏/10a」이고, 수량차(Y_O－Y_P)의 단위는 「가마/10a」이고, 식미차(Q_P－Q_O)의 단위는「％」이며, 시비 기준량 S, 수량차(Y_O－Y_P), 식미차(Q_P－Q_O)는, 각각 다른 단위의 값이지만, 시비 기준량 S, 수량차(Y_O－Y_P), 식미차(Q_P－Q_O)에 의해 구축된 식 (3)에 따라서 수치만을 계산하고, 얻어진 결과에 단위「㎏/10a」를 부여한다. 이와 같이 함으로써, 중량으로 나타내어진 수량차에 의한 질소 시비량의 증감분과, 백분율로 나타내어진 식미차에 의한 질소 시비량의 증감분을 가미한 질소 시비량 N(㎏/10a)을 정할 수 있다.

식 (3)을 참조하면, (Y_O－Y_P)는 시비 기준량 S를 수량의 관점으로부터 보정하는 보정항으로, 목표 수량 Y_O를 실현하기 위해 증량해야 할, 또는 감량해야 할 질소 시비량으로서 취급할 수 있다. 또한,(Q_P－Q_O)는, 시비 기준량 S를 식미값의 관점으로부터 보정하는 보정항으로, 목표 식미값 Q_O를 실현하기 위해 감량해야 할, 또는 증량해야 할 질소 시비량으로서 취급할 수 있다.

이러한 것으로부터 식 (3)에 나타내는 바와 같이, 시비 기준량 S에 대해, 수량차 산출부(51)에서 얻어진 수량차(Y_O－Y_P)를 가산하고, 식미차 산출부(52)에서 얻어진 식미차(Q_P－Q_O)를 감산함으로써, 수량차(Y_O－Y_P)에 의한 질소 시비량의 증감분과, 식미차(Q_P－Q_O)에 의한 질소 시비량의 증감분을 가미한 질소 시비량 N을 구할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 수량을 1단보당 수확된 가마수로 나타내고 있지만, 수량을 1단보당 수확된 중량(㎏)으로 나타내도 된다. 목표 수량 Y_O와 실적 수량 Y_P를 1단보당의 중량(㎏/10a)을 단위로 하여 나타내는 경우, 목표 수량 Y_O와 실적 수량 Y_P를 그대로의 단위로 식 (1)에 적용하여, 얻어진 수량차를 1가마당의 중량인 60kg으로 나누면, 식 (1)에서 얻어진 수량차의 단위「㎏/10a」를 단위「가마/10a」로 변환할 수 있다.

시비량 설정부(50)는, 더욱 적절한 질소 시비량 N을 결정하기 위해, 수량차 보정부(53) 및 식미차 보정부(54)를 구비하고 있다.

수량차 보정부(53)는, 수량차 산출부(51)로부터 출력된 수량차(Y_O－Y_P)의 중요도를 결정하는 수량 가중치 계수 α를 채용하고, 식 (4)에 나타내는 바와 같이, 수량 가중치 계수 α를 수량차(Y_O－Y_P)에 곱하여 출력하는 것이다.

또한, 수량 가중치 계수 α는, 수량차(Y_O－Y_P)의 중요도를 표현하는 임의의 수치이면 된다.

식미차 보정부(54)는, 식미차 산출부(52)로부터 출력된 식미차(Q_P－Q_O)의 중요도를 결정하는 식미 가중치 계수 β를 채용하고, 식 (5)에 나타내는 바와 같이, 식미 가중치 계수 β를 수량차(Q_P－Q_O)에 곱하여 출력하는 것이다.

또한, 식미 가중치 계수 β는, 식미차(Q_P－Q_O)의 중요도를 표현하는 임의의 수치이면 된다.

질소 시비량 결정부(55)는, 수량차 보정부(53)로부터 출력된 보정 수량차 α(Y_O－Y_P)와, 식미차 보정부(54)로부터 출력된 보정 식미차 β(Q_P－Q_O)를 식 (6)에 적용함으로써, 질소 시비량 N을 결정하는 것이다.

또한, 질소 시비량 N을 구하는 것에 있어서, 서로 상반되는 수량과 식미의 밸런스를 설정하기 위해, 식 (6)에서는, 수량 가중치 계수 α와 식미 가중치 계수 β의 합(α＋β)은 1로 하고 있다. 「α＋β＝1」로 함으로써, 수량 및 식미 중 한쪽에 큰 가중치를 부여하면 다른 쪽의 가중치는 작아져, 수량과 식미의 상반되는 관계를 보다 적절하게 반영한 결과를 얻을 수 있다. 수량 가중치 계수 α와 식미 가중치 계수β는, 모두 정의 값(0≤α≤1, 0≤β≤1)으로 되도록 설정되는 것이 바람직하다.

시비량 설정부(50)는, 질소 시비량 결정부(55)가 식 (6)에 의해 결정한 질소 시비량 N을, 살포하는 비료의 질소 함유율(％)로 나누어 포장 1단보(10a)당 살포하는 비료의 양(시비량)으로 환산하는 동시에 설정하고, 트랙터(비료 살포 장치)(3)의 시비량 제어부(30)에 출력한다.

시비량 제어부(30)는, 시비량 설정부(50)로부터 출력된 시비량에 따라서, 포장에 비료를 살포한다.

여기서, 질소 시비량 결정부(55)는, 도 4에 나타내는 포장 특성 데이터베이스(DB)에 나타내는 포장 특성 계수를 사용하여 수량차 보정부(53)로부터 출력된 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)와, 식미차 보정부(54)로부터 출력된 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)를 더 보정해도 된다.

도 4는 포장 특성 데이터베이스를 나타내고 있다. 포장 특성 데이터베이스는, 포장 중에 발현되는 질소의 양에 영향을 미칠 가능성이 있는 특징(포장 특성)을 포장마다 저장하는 동시에, 저장된 포장 특성이 질소량에 영향을 미치는 정도를 평가한 포장 특성 계수 C를 저장하고 있다. 예를 들어, 포장 특성이 질소의 발현을 촉진시키는 상태에 있으면 질소 시비량은 적어지게 될 가능성이 있으므로, 포장 특성 계수 C를 1 미만의 값으로 설정하고, 그 반대로, 포장 특성이 질소의 발현을 억제하는 상태에 있으면, 포장 특성 계수 C를 1보다 큰 값으로 설정하는 등의 평가를 하면 된다.

식 (7)에 나타내는 바와 같이, 질소 시비량 결정부(55)가, 포장 특성 계수 C를 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)와 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)에 곱함으로써, 시비를 행하는 포장의 각각에 따른 질소 시비량 N을 산출할 수 있다. 또한, 질소 시비량 N을 구하는 것에 있어서, 수량과 식미의 밸런스를 설정하기 위해, 식 (7)에서는, 수량 가중치 계수 α(0≤α≤1)와 식미 가중치 계수 β(0≤β≤1)의 합(α＋β)은 1로 하고 있다.

시비량 설정부(50)는, 질소 시비량 결정부(55)가 식 (7)에 의해 결정한 질소 시비량 N을, 살포하는 비료의 질소 함유율(％)로 나누어 포장 1단보(10a)당 살포하는 비료의 양(시비량)을 산출함으로써, 포장의 각각에 적합한 시비량을 설정할 수 있다.

이하, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면서, 시비량 설정 장치(5)의 동작(시비량 설정 방법)에 대해 설명한다. 도 6은 시비량 설정 방법의 각 스텝의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

시비량 설정 방법은, 곡물인 쌀알의 수량과 곡물의 식미인 쌀알의 식미값에 관련되는 질소 시비량 N(시비량)을, 쌀알의 수량에 대한 목표 수량 Y_O와 쌀알의 식미에 대한 목표 식미값 Q_O에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝으로 이루어지는 것이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 시비량 설정 스텝에 있어서의 최초의 동작으로서, 시비량 설정 장치(5)의 입력 인터페이스(56)에, 예를 들어 포장 번호로서「1」, 목표 수량 Y_O로서 「9.5가마/10a」, 목표 식미값(목표 단백질 함유율) Y_P로서 「6.00％」, 포장 특성 계수 C로서 「1.1」, 또한 수량 가중치 계수 α로서 「0.75」, 식미 가중치 계수 β로서 「0.25」가 입력된다.

수량차 산출부(51)는, 목표 수량 Y_O(9.5가마/10a)를 취득한다(스텝 S10).

수량차 산출부(51)는, 포장 번호에 대응하는 실적 수량 Y_P를 수량 DB로부터 취득하고(예를 들어, 포장 번호 1에서 2011년의 9.0가마/10a), 스텝 S10에서 취득한 목표 수량 Y_O(9.5가마/10a)와 취득한 실적 수량 Y_P(9.0가마/10a)의 차인 수량차(Y_O-Y_P＝9.5-9.0＝0.5)를 산출하고, 산출한 「0.5」를 유지한다(스텝 S11 : 수량차 산출 스텝).

수량차 보정부(53)는, 스텝 S11에서 산출된 수량차(Y_O-Y_P)인 「0.5」를 취득하여, 입력 인터페이스(56)로부터 입력된 수량 가중치 계수 α(0.75)를 이용하여 보정하고, 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)의 값인 「0.375」를 구한다(스텝 S12 : 수량 보정 스텝).

질소 시비량 결정부(55)는, 스텝 S12에서 얻어진 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)의 값인 「0.375」에, 입력 인터페이스(56)로부터 입력된 포장 특성 계수 C(1.1)를 곱하여 보정하고, 보정 후의 값인 「0.4125」를 구한다(스텝 S13).

스텝 S10∼스텝 S13의 동작과 병행하여, 식미차 산출부(52)는 목표 식미값(목표 단백질 함유율) Q_O(6.00％)를 취득한다(스텝 S20).

식미차 산출부(52)는, 도 3의 (b)의 수량 DB로부터 실적 식미 Q_P(예를 들어, 포장 번호 1에서 2011년의 5.79％)를 취득하고, 취득한 실적 식미 Q_P(5.79％)와 스텝 S20에서 취득한 목표 식미 Q_O(6.00％)의 차인 식미차(Q_P-Q_O＝5.79-6.00＝-0.21)를 산출하여, 산출한 「-0.21」을 유지한다(스텝 S21 : 식미차 산출 스텝).

식미차 보정부(54)는, 스텝 S21에서 산출된 식미차(Q_P-Q_O)인 「-0.21」을 취득하여, 입력 인터페이스(56)로부터 입력된 식미 가중치 계수 β(0.25)를 사용하여 보정하고, 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)인 「-0.0525」를 구한다(스텝 S22 : 식미 보정 스텝).

질소 시비량 결정부(55)는, 스텝 S22에서 얻어진 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)인 「-0.0525」에, 입력 인터페이스(56)로부터 입력된 포장 특성 계수 C(1.1)를 곱하여 보정하고, 보정 후의 값인 「-0.05775 」를 구한다(스텝 S23).

계속해서, 질소 시비량 결정부(55)는, 포장 1단보당 요망되는 표준적인 질소량으로부터 포장의 토양에 존재하는 질소량을 감산하여, 기준으로 되는 시비 기준량 S를 구한다. 예를 들어, 포장 1단보당 요망되는 표준적인 질소량이 12.0㎏/10a이고, 포장 중의 토양에 존재하는 질소량이 8.50㎏/10a였던 경우, 시비 기준량 S는, 12.0㎏/10a로부터 8.50㎏/10a를 감산한 값 3.50㎏/10a로 된다. 또한, 시비 기준량 S는, 시비량 설정 장치(5)의 입력 인터페이스를 사용하여 입력해도 된다.

또한 질소 시비량 결정부(55)는, 식 (7)에 기초하여, 스텝 S13에 의한 포장 특성 계수 C를 고려한 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)인「0.4125」로부터, 스텝 S23에 의한 포장 특성 계수 C를 고려한 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)인 「-0.05775」를 감산(0.4125-(-0.05775))하여 질소 시비량의 보정값인 「0.47025」를 구한다(스텝 S30).

질소 시비량 결정부(55)는, 식 (7)에 기초하여, 시비 기준량 S(3.50)에, 스텝 S30에서 얻은 질소 시비량의 보정값(0.47025)을 가산하여, 질소 시비량 N(3.97025㎏/10a)을 산출하여 결정한다(스텝 S31).

마지막으로 시비량 설정부(50)는, 스텝 S31에서 결정된 질소 시비량(3.97025㎏/10a)을, 살포하는 비료의 질소 함유율(％)로 나누어 포장 1단보(10a)당 살포하는 비료의 양(시비량)을 산출하여 설정한다(스텝 S32).

예를 들어, 살포하는 비료의 질소 함유율이 14％였던 경우, 질소 시비량(3.97025㎏/10a)을 14％로 나누어 얻어진 값, 약 28.3589㎏/10a가, 포장 1단보(10a)당 시비량으로서 설정된다. 시비량 설정부(50)는, 설정한 시비량 28.3589㎏/10a를, 트랙터(비료 살포 장치)(3)의 시비량 제어부(30)에 출력한다.

이상과 같은 동작을 행하는 시비량 설정 장치(5)에 따르면, 수량차(Y_O-Y_P)와 식미차(Q_P-Q_O)에 기초하여 질소 시비량 N을 결정할 수 있으므로, 목표 수량 Y_O와 목표 식미값 Q_O에 맞는 시비량을 설정할 수 있다. 또한, 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)와 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)에 기초하여 질소 시비량을 결정하면, 목표 수량과 목표 식미값 중, 보다 실현하고자 하는 쪽에 맞춘 시비량을 설정할 수 있다.

이것에 더하여, 포장 특성 계수 C를 도입함으로써, 포장의 특징(포장 특성)에 따라서 시비량을 증감시킬 수 있어, 보다 적절한 시비량의 설정을 할 수 있다. 상술한 실시 형태에서는, 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)에도, 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)에도, 동일한 포장 특성 계수 C를 곱하고 있었다. 그러나, 보정 수량차 α(Y_O-Y_P)를 보정하기 위한 포장 특성 계수 C1, 보정 식미차 β(Q_P-Q_O)를 보정하기 위한 포장 특성 계수 C2를 각각 준비하여, 보다 적절한 시비량의 설정을 행해도 된다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

또한, 포장이라 함은, 현실적으로 구획된 농지뿐만 아니라, 농작업 계획을 위해 가상적으로 구획된 농지여도 된다.

1 : 시비량 설정 시스템
2 : 콤바인
3 : 트랙터
4 : 실적 데이터베이스
5 : 시비량 설정 장치
20 : 수량 센서
21 : 식미 센서
30 : 시비량 제어부
50 : 시비량 설정부
51 : 수량차 산출부
52 : 식미차 산출부
53 : 수량차 보정부
54 : 식미차 보정부
55 : 질소 시비량 결정부

Claims

곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 시비량 설정 스텝은,
상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과,
상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고,
상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 시비량 설정 스텝은,
상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과,
상기 수량 산출 스텝에서 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 수량 보정 스텝과,
상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝과,
상기 식미차 산출 스텝에서 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정하는 식미차 보정 스텝을 갖고,
상기 보정된 수량차와 상기 보정된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 방법.
곡물의 수량과 상기 곡물의 식미를 변화시키는 질소 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대해 수확 전의 목표 수량과, 상기 곡물의 식미에 대해 수확 전의 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 구비하고,
상기 시비량 설정 스텝은,
상기 수확 전의 목표 수량과 상기 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과,
상기 수확 전의 목표 식미값과 상기 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고,
상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 질소 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 방법.
제4항에 있어서, 상기 질소 시비량은, 수량차 및 식미차를 갖는 식 (3)에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 방법.
곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 장치.
제6항에 있어서, 상기 시비량 설정부는,
상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부와,
상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부를 갖고,
상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 장치.
제6항에 있어서, 상기 시비량 설정부는,
상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부와,
상기 수량 산출부에서 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 수량 보정부와,
상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부와,
상기 식미차 산출부에서 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정하는 식미차 보정부를 갖고,
상기 보정된 수량차와 상기 보정된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 장치.
곡물의 수량과 상기 곡물의 식미를 변화시키는 질소 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대해 수확 전의 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대해 수확 전의 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정부를 구비하고,
상기 시비량 설정부는,
상기 수확 전의 목표 수량과 상기 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출부와,
상기 수확 전의 목표 식미값과 상기 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출부를 갖고,
상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 질소 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 장치.
제9항에 있어서, 상기 질소 시비량은, 수량차 및 식미차를 갖는 식 (3)에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 장치.
컴퓨터에 실행되는 시비량 설정 프로그램이며,
곡물의 수량과 상기 곡물의 식미에 관련되는 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대한 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대한 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 프로그램.
제11항에 있어서, 상기 시비량 설정 스텝은,
상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과,
상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고,
상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 프로그램.
제11항에 있어서, 상기 시비량 설정 스텝은,
상기 목표 수량과 상기 곡물의 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과,
상기 수량 산출 스텝에서 산출된 수량차를 가중치에 의해 보정하는 수량 보정 스텝과,
상기 목표 식미값과 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝과,
상기 식미차 산출 스텝에서 산출된 식미차를 가중치에 의해 보정하는 식미차 보정 스텝을 갖고,
상기 보정된 수량차와 상기 보정된 식미차에 기초하여, 상기 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 프로그램.
컴퓨터에 실행되는 시비량 설정 프로그램이며,
곡물의 수량과 상기 곡물의 식미를 변화시키는 질소 시비량을, 상기 곡물의 수량에 대해 수확 전의 목표 수량과 상기 곡물의 식미에 대해 수확 전의 목표 식미값에 기초하여 설정하는 시비량 설정 스텝을 갖고,
상기 시비량 설정 스텝은,
상기 수확 전의 목표 수량과 상기 수량의 실적값의 차인 수량차를 산출하는 수량차 산출 스텝과,
상기 수확 전의 목표 식미값과 상기 식미값의 실적값의 차인 식미차를 산출하는 식미차 산출 스텝을 갖고,
상기 산출된 수량차와 상기 산출된 식미차에 기초하여, 상기 질소 시비량을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 프로그램.
제14항에 있어서, 상기 질소 시비량은, 수량차 및 식미차를 갖는 식 (3)에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 시비량 설정 프로그램.