'물주기·물빼기 모두 가능' 관·배수 통합 물관리 기술개발

다음은 대한민국 정부 부처에서 발표한 보도자료 '물주기·물빼기 모두 가능' 관·배수 통합 물관리 기술개발에 대한 상세하고 포괄적인 요약입니다.

1. 핵심 요약

농촌진흥청은 최근 반복되는 이상기상으로 인한 밭작물의 가뭄 및 습해 피해에 대응하기 위해 '관·배수 통합 자동 물관리 기술'을 개발했다고 2025년 9월 21일 발표했습니다. 이 기술은 땅속에 묻은 하나의 유공관(구멍 뚫린 관)으로 물 공급(관수)과 제거(배수)를 동시에 자동 조절하여 밭작물 재배지의 토양 수분을 항상 최적의 상태로 유지합니다. 2023년부터 2024년까지 진행된 실증시험 결과, 콩 수량이 무처리 대비 약 39.6% 증가하고, 상품성이 높은 대립종 비율이 33.3%포인트 향상되는 등 뛰어난 효과를 입증했습니다. 이 혁신적인 기술은 기후변화 시대 노지 밭작물의 안정적인 생산과 농가 소득 증대에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

2. 주요 내용

• 관·배수 통합 자동 물관리 기술의 정의 및 작동 원리: 농촌진흥청이 개발한 이 기술은 땅속에 매설된 구멍 뚫린 관(유공관)을 통해 물을 공급(관수)하고 과도한 물을 제거(배수)하는 과정을 하나의 시스템에서 동시에 자동화하여 수행합니다. 이 시스템은 밭작물 재배지의 토양 수분을 작물 생육에 가장 적합한 수준으로 항상 유지하는 것을 목표로 합니다.
• 핵심 구성 요소 및 스마트 자동화 시스템: 이 기술의 핵심은 배수 효율을 유지하면서도 넓은 면적에 물을 고르게 공급할 수 있도록 특수 설계된 유공관에 있습니다. 토양 수분 감지기(센서)가 실시간으로 토양 내 수분 상태를 파악하며, 수분 부족 시 자동으로 관수 밸브를 열어 물을 공급하고, 수분 과다 시 즉시 배수 기능을 작동시켜 과도한 물을 배출하는 방식으로 운영되어 물 관리에 드는 노동력을 획기적으로 절감합니다.
• 실증시험을 통한 토양 수분 및 가뭄 피해 저감 효과: 2023년부터 2024년까지 경상남도 밀양에서 진행된 실증시험 결과, 관·배수 통합 물관리 기술을 적용한 재배지의 평균 토양수분함량은 29.5%로, 물대기를 하지 않은 재배지(26.6%)보다 높게 유지되었습니다. 특히, 토양수분함량이 20% 이하로 작물이 가뭄 스트레스를 받을 수 있는 가뭄일수가 무처리구에서는 25일에 달했지만, 이 기술 적용 재배지에서는 전혀 발생하지 않아 가뭄 피해 예방에 탁월한 효과를 입증했습니다.
• 작물 생육 및 품질 향상 효과: 실증시험에서 콩의 잎 면적 지수는 5.1로 무처리 대비 58.8% 높게 나타나 작물 생육이 크게 개선되었음을 보여주었습니다. 또한, 상품성이 높은 대립종(7.1mm 이상) 콩의 비율이 90.5%에 달하여 무처리 대비 33.3%포인트 증가하는 등 작물 품질 향상에도 크게 기여했습니다.
• 콩 수량 증대 효과: 이 기술을 적용한 콩 재배지에서는 10아르(a, 1000제곱미터)당 416kg의 콩 수량을 기록하여, 물대기를 하지 않은 무처리 재배지(298kg/10a)보다 약 39.6% 증가한 생산성을 보였습니다. 이는 기후변화에 따른 생산량 감소 우려를 해소하고 농가 소득 증대에 기여할 잠재력을 시사합니다.
• 특허 출원 및 지적 재산권 확보: 농촌진흥청은 이번 관·배수 통합 물관리 기술에 대해 「밭작물 지중 관배수 장치」(등록번호 제10-2780402호) 특허를 출원하여 등록을 완료했으며, 「일방향 투수필터를 이용한 지하 관배수 겸용 통합관」(출원번호 10-2023-0107675) 제조 공법에 대한 특허도 출원 중에 있어 기술의 독점적 권리를 확보하고 있습니다.
• 현장 평가회 개최를 통한 기술 확산 노력: 국립식량과학원은 2025년 9월 26일 전북특별자치도 김제시 종신지구에서 시군센터 노지 밭작물 시범사업 담당자, 농업인 등 약 50여 명이 참석하는 '관배수 통합 물관리 기술' 현장 평가회를 개최하여, 개발된 기술의 현장 적용 가능성을 검토하고 농업인들에게 직접 소개할 예정입니다.

3. 배경 및 목적

최근 들어 이상기상이 전 세계적으로 반복되면서 대한민국 밭작물 재배 환경 또한 갈수록 악화되고 있습니다. 가뭄이 지속되는 기간이 늘어나고, 반대로 폭우가 발생하는 일수 또한 증가하면서 노지 밭작물은 한발(가뭄으로 인한 물 부족 피해)과 습해(과도한 수분으로 인한 뿌리 호흡 곤란 및 병해 피해) 피해를 동시에 겪는 이중고에 직면해 있습니다. 이러한 예측 불가능한 기후변화는 밭작물의 안정적인 생산을 심각하게 위협하고 있으며, 농가에 막대한 경제적 손실을 초래하여 농업의 지속 가능성을 저해하는 주요 원인이 되고 있습니다.

이러한 심각한 기후변변화의 위협 속에서 농촌진흥청은 이상기상에 능동적으로 대응하고, 밭작물 재배지에서 동시에 발생하는 가뭄과 폭우 피해를 효과적으로 줄이기 위해 '관·배수 통합 자동 물관리 기술'을 개발하게 되었습니다. 이 기술의 궁극적인 목적은 노지 밭작물의 재배 안정성과 생산성을 동시에 확보하는 것입니다. 또한, 물 관리에 필요한 노동력을 획기적으로 절감하여 농업 생산 효율성을 높이고, 기후변변화에 강한 스마트 농업 시스템을 구축함으로써 농업의 지속 가능성을 높이고 농업인들이 안정적으로 작물을 생산할 수 있는 기반을 마련하는 데 있습니다.

4. 세부 추진 내용

'관·배수 통합 자동 물관리 기술'은 땅속에 구멍이 뚫린 유공관을 매설하여 물의 흐름을 조절하는 방식으로 구현됩니다. 이 유공관은 물을 공급하는 관수 기능과 과도한 물을 빼내는 배수 기능을 하나의 관에서 동시에 수행할 수 있도록 설계되었습니다. 특히, 유공관 주변에는 물의 침투와 배출을 효율적으로 돕는 차수 복합포(물을 막는 동시에 필요한 곳으로 유도하는 특수 재질)가 적용되어, 하나의 관으로도 넓은 면적에 걸쳐 균일하고 정밀한 물 관리가 가능합니다. 이 시스템은 토양 수분 감지기(센서)를 통해 실시간으로 토양의 물 상태를 파악하고, 설정된 기준에 따라 자동으로 관수 밸브를 열거나 배수 기능을 작동시켜 최적의 토양 수분 환경을 유지합니다.

기술 개발 과정에서는 2023년부터 2024년까지 경상남도 밀양에서 실제 밭작물(콩)을 대상으로 대규모 실증시험이 진행되었습니다. 이 시험을 통해 토양 수분 감지기를 활용한 자동 물관리 시스템의 효율성과 작물 생육 및 수량 증대 효과가 과학적으로 검증되었으며, 무처리 대비 콩 수량 39.6% 증가, 대립종 비율 33.3%포인트 증가, 가뭄일수 0일 등의 구체적인 성과를 도출했습니다. 또한, 농촌진흥청은 이 기술의 독창성과 혁신성을 인정받아 '밭작물 지중 관배수 장치' 특허를 등록하고, '일방향 투수필터를 이용한 지하 관배수 겸용 통합관' 제조 공법 특허를 출원하는 등 지적 재산권 확보에도 주력했습니다. 이러한 연구 개발 및 실증 과정을 거쳐 기술의 완성도를 높였으며, 2025년 9월 26일에는 전북 김제에서 국립식량과학원 주관으로 시군센터 노지 밭작물 시범사업 담당자 및 농업인 등 약 50여 명이 참석하는 현장 평가회를 개최하여 기술의 현장 적용 가능성을 최종 점검하고 농업인들에게 기술을 선보일 예정입니다.

5. 기대 효과

이 '관·배수 통합 자동 물관리 기술'은 노지 밭작물 재배에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대됩니다. 첫째, 가뭄과 폭우 등 이상기상으로 인한 작물 피해를 획기적으로 줄여 밭작물의 안정적인 생산을 보장하고, 콩 수량 40% 증가와 같은 구체적인 생산성 향상을 통해 농가 소득 증대에 크게 기여할 것입니다. 둘째, 대립종 비율 33%포인트 증가와 같이 작물의 품질을 향상시켜 농산물의 시장 경쟁력을 높이고 부가가치를 창출할 수 있습니다. 셋째, 자동화된 물관리 시스템을 통해 농업인들이 물 관리에 투입하는 노동력을 대폭 절감하여 농업 생산 효율성을 높이고, 고령화된 농촌 사회의 부담을 덜어줄 수 있습니다. 궁극적으로 이 기술은 기후변화 시대에 지속 가능한 농업을 실현하고, 국가 식량 안보를 강화하는 데 중요한 역할을 할 것이며, 그 수혜 대상은 노지 밭작물을 재배하는 전국의 농업인과 이를 통해 생산된 농산물을 소비하는 국민 전체가 될 것입니다.

6. 향후 계획

농촌진흥청은 이번에 개발된 '관·배수 통합 자동 물관리 기술'의 현장 보급을 적극적으로 확대하여 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있는 노지 밭작물 재배의 안정성과 지속 가능성을 높여나갈 계획입니다. 이를 위해 2025년 9월 26일 김제에서 개최되는 현장 평가회를 시작으로, 시군센터 및 농업인 대상 교육과 기술 지원을 강화하고, 전국 각지에서 시범 사업을 추진하여 기술 적용 사례를 늘려나갈 것입니다. 또한, 농촌진흥청 스마트생산기술과 고지연 과장의 언급처럼, 단순한 물 공급 및 배수 장치를 넘어 기후변화에 능동적으로 대응하는 스마트 물관리 기술로서, 지속적인 연구 개발을 통해 기술의 성능을 더욱 고도화하고, 콩 외에도 다양한 밭작물에 적용 가능한 맞춤형 물관리 솔루션을 개발하는 데 매진할 예정입니다. 이를 통해 노지 밭작물 생산성과 안정성을 동시에 확보하고 노동력을 절감하는 데 기여하며, 미래 농업의 경쟁력을 강화하는 데 최선을 다할 것입니다.