드론을 활용한 토양 분석 및 맞춤형 비료 공급 : 정밀 농업의 새로운 시대

1. 소개 : 현대 농업에서 드론의 역할 

농업은 새로운 기술의 출현으로 극적으로 발전했고, 드론은 농업을 보다 효율적이고 정확하며 지속 가능하게 만드는 데 앞장서고 있습니다. 드론의 가장 유망한 응용 분야 중 하나는 토양 분석과 맞춤형 비료 공급입니다. 이 접근 방식을 통해 농가는 토양의 상태를 보다 정확하게 평가하고 목표에 맞는 방식으로 비료를 시용하며 폐기물을 줄여 궁극적으로 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 생산성을 높일 수 있습니다.

고도의 센서와 AI 기반 분석을 갖춘 드론은 광대한 농지 전체에서 데이터를 신속하게 수집해 토양 상태, 영양분 수준, 작물 건강에 대한 실시간 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이 데이터를 사용하여 농부는 자신의 분야 내 다양한 분야의 특정 요구사항에 맞는 맞춤형 시비 계획을 만들고 자원을 최적으로 사용하며 작물 수확량을 향상시킬 수 있습니다.

2. 드론이 토양 분석을 수행하는 방법

다중 스펙트럼, 초분광, 열화상 카메라를 탑재한 드론은 다음과 같은 다양한 요소에 대한 데이터를 캡처하여 심층적인 토양 분석을 수행할 수 있습니다.

토양 수분 : 드론의 센서는 토양의 수분 수준을 감지하여 농부가 어느 지역이 너무 건조해서 더 많은 물이 필요한지, 어느 지역이 충분히 관개되어 있는지 알 수 있습니다.

토양 조성과 영양분 수준 : 드론은 필수 요소인 질소(N), 인(P), 칼륨(K) 수준과 같은 토양의 영양분 함량을 분석하기 위해 데이터를 수집할 수 있습니다. 식물 성장을 위해서. 드론은 영양 결핍을 식별함으로써 농가가 시비 전략을 조정할 수 있도록 합니다.

지형 및 토양 구조 : 드론은 들판의 3D 지도를 생성하여 지형을 평가하고 침식, 침수 또는 배수 불량이 발생하기 쉬운 지역을 식별할 수 있습니다. 이를 통해 농가는 밭을 보다 효과적으로 관리하고 토양 황폐화를 줄이며 작물 건강을 개선할 수 있습니다.

유기물과 토양 pH : 토양 pH와 유기물의 함량은 건강한 작물에 매우 중요합니다. 적절한 센서가 장착된 드론은 이러한 매개변수 변화를 식별해 농부들이 필요에 따라 석회나 유기퇴비와 같은 투입량을 조정할 수 있도록 도와줍니다.

 

2.1 드론데이터 처리방법
드론이 토양 데이터를 수집하면 AI 알고리즘이 정보를 처리하는 클라우드 기반 플랫폼 또는 소프트웨어로 전송됩니다. 이러한 알고리즘은 들판의 다양한 구역에 걸쳐 토양 상태의 변화를 강조하는 상세한 토양 지도를 생성합니다. 그런 다음 데이터는 시비, 관개 및 토양 관리를 위한 맞춤형 권장 사항을 개발하는 데 사용됩니다.

 

 

3. 드론을 활용한 맞춤형 비료 공급

정밀 농업에서 드론의 가장 강력한 응용 프로그램 중 하나는 비료 공급을 맞춤화하는 기능입니다. 밭 전체에 균일한 양의 비료를 적용하는 대신 드론을 사용하면 농부는 실시간 데이터를 기반으로 원하는 곳에 정확히 적절한 양의 영양분을 적용할 수 있습니다.

3.1. 가변율 적용 (VRA)
가변율 적용(VRA) 과정은 드론, GPS, 데이터 분석의 통합을 통해 가능해집니다. VRA에는 토양분석을 통해 확인된 특정 요구사항에 따라 밭의 여러 부분에 다양한 비율의 비료, 살충제 또는 물을 적용하는 작업이 포함됩니다.

드론이 토양 데이터를 수집해 영양분 변동성을 매핑한 뒤 밭의 각 구역에 대한 비료 요구량을 계산합니다. 이렇게 하면 영양분이 많은 지역에 비료가 과도하게 공급되지 않고 영양분이 부족한 지역에 적절한 수준의 비료가 공급됩니다.

3.2. 비료 드론
일부 드론은 토양 분석뿐만 아니라 비료 시비도 할 수 있도록 설계되어 있습니다. 이 비료 드론에는 미세먼지 또는 액체 비료를 밭 전체에 분배할 수 있는 분배 시스템이 장착되어 있습니다. 드론은 VRA 지도를 따라 각 지역의 필요에 따라 다양한 비율로 비료를 공급합니다. 이러한 표적 적용은 필요한 비료의 양을 줄임과 동시에 비료 유출 및 과잉 적용으로 인한 환경 영향을 최소화함으로써 비용 절감을 초래합니다.

예를 들어 드론은 토양의 영양분이 부족한 지역에 더 높은 수준의 질소를 적용하는 동시에 토양에 이미 충분한 영양분이 있는 지역에서는 적용을 줄이거나 건너뛸 수 있습니다. 이러한 정확도는 토양 악화의 위험을 줄이고 작물이 성장을 위한 최적의 영양분을 받도록 보장합니다.

4.드론을 활용한 토양 분석 및 맞춤형 비료 공급의 이점

4.1. 효율성 향상과 비용 절감
토양 분석과 비료 적용에 드론을 사용하는 주요 장점 중 하나는 드론이 제공하는 효율성입니다. 수동으로 토양을 샘플링하고 비료를 균일하게 적용하는 대신 드론은 밭 전체를 신속하게 분석하고 토양 변동성에 대한 상세한 정보를 제공할 수 있습니다. 이를 통해 농가는 비료 사용량을 최대 20~30%까지 줄일 수 있으며, 결과적으로 비료 및 노동력과 같은 투입물에 대한 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

4.2. 향상된 작물의 수확량
가장 필요한 장소에 적절한 양의 비료를 적용함으로써 농가는 작물의 건강과 수확량을 개선할 수 있습니다. 영양분이 부족한 지역에서 자라는 작물은 필요한 영양분을 공급받는 반면, 영양분이 적절한 지역은 과도한 시비를 하지 않아 성장 둔화 및 영양분 연소를 방지합니다. 연구에 따르면 정밀 비료를 사용하면 기존 농법에 비해 작물 수확량을 10~15% 늘릴 수 있습니다.

4.3. 환경지속가능성
토양 분석이나 맞춤형 비료의 시비에 드론을 사용하면 지속 가능한 농업이 촉진됩니다. 드론은 필요한 곳에만 비료를 적용함으로써 수질오염과 부영양화의 주요 원인인 인근 수역으로의 비료 유출을 줄입니다. 또한 표적비료를 통해 토양의 건강을 보존하고 시간이 지남에 따라 토양의 품질이 저하되며 지력이 저하되는 과잉비료를 방지할 수 있습니다.

4.4. 시간절약과 자동화
드론은 인간이나 트랙터가 같은 작업을 수행하는 데 걸리는 시간보다 훨씬 짧은 시간에 넓은 농지 면적을 다룰 수 있습니다. 이를 통해 토양 분석과 시비 과정이 가속화되고 농가가 이러한 작업을 보다 효율적으로 완료할 수 있습니다. 드론은 또한 자동화 기능을 제공합니다. 즉, 한번 프로그래밍이 되면 최소한의 인간 개입으로 작동할 수 있어 노동 수요가 더욱 줄어듭니다.

5. 결론 : 더욱 스마트하고 지속 가능한 농업 방식 

토양 분석과 맞춤형 비료 공급을 위한 드론의 통합은 농부들이 작물을 관리하는 방식에 혁명을 일으키고 있습니다. 드론은 토양 상태에 대한 실시간 고정밀 통찰력을 제공함으로써 농부들이 작물 수확량을 극대화하고 투입 비용을 절감하며 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 지원합니다.

드론 기술이 계속 발전함에 따라 농가는 보다 향상된 자동화, 개선된 정확성, 향상된 지속가능성을 기대할 수 있으며 농업이 생산적 및 친환경적으로 유지될 수 있습니다. 

 

농업용 로봇 모니터링 : 작물 및 가축 관리 강화