가. 폴리에틸렌 파이프

폴리에틸렌(PE) 파이프는 재질에 따라 경질과 연질로 구분된다. 경질 PE 파이프는 송수, 배수, 급수용으로 사용되며 상용압력은 10.0kg/cm2까지 사용된다. 20∼70mm 규격의 파이프는 롤관과 직관이 생산되며 100mm 이상 규격의 파이프는 직관만 생산된다. 직관은 길이가 6m로 펌프, 관비시스템, 물탱크 등에 접하여 짧거나 모양을 낼 때 사용되고 롤관은 길이가 40∼120m로 주관, 부관, 지관 등 장거리를 배관할 때 사용된다.

 

나. 점적호스와 점적버튼

압력보상형 점적호스는 점적기 내부에 고무판막을 부착해 일정한 수압에 도달하기 전까지는 고무판막이 열리지 않다가 일정한 수압에 도달하면서부터 고무판이 휘어지면서 열리는 원리를 이용해 만든 점적기이다. 압력보상형 점적기는 국내 실정으로 보아 1.5kg/cm2 정도의 수압으로 공급하면 적당하다.

압력보상형 점적단추는 일반 점적단추와 모양은 같으나 톱니형 수로 밑에 고무판막이 하나 더 있어 일정한 수압에 도달하여야만 고무판이 밀려나면서 그 틈새로 물이 나오는 원리를 이용해 만든 점적기이다. 기능은 압력보상형 점적호스와 같고 현재 채소와 화훼 수경재배용으로 가장 많이 설치돼 있다. 수압이 최소한 1.5kg/cm2 이상 되면 어느 정도 작동되지만, 수압이 2.5kg/cm2 이상되어야 지관에 양액이 빨리 채워져 양액공급의 균일성이 높아지고 고무판의 자체 세척 기능이 정상적으로 작동한다.

 

다. 펌프

펌프는 관비재배 시 중요한 자재다. 펌프의 특성 중에서 흡상은 빨아들이는 능력을 말하며 압상은 밀어내는 능력을 말한다. 그리고 온양정은 흡상과 압상의 합을 말한다. 관정에서 물을 퍼올릴 때는 흡상이 큰 펌프를 사용해야 하고 탱크에서 관수시설로 물을 공급할 때는 압상이 큰 펌프를 사용해야 한다.

 

라. 전자밸브

원예작물의 관수 및 관비용으로 주로 사용되는 전자밸브는 전기신호가 주어지면 전자석이 작동해 물을 통과시키고 그 수압으로 고무판을 밀어내어 밸브를 열어주면서 물을 통과시키는 수압식이다. 이러한 수압식 전자밸브는 수압이 0.35kg/cm2 정도 돼야 정상적으로 작동한다. AC 24V용과 DC 9V용이 있으며 최근에는 DC 9V용에는 프로그램식 타이머 및 TDR 수분센서를 부착해 사용할 수 있는 제품도 시판되고 있다.

 

마. 수분 센서

관수 시점을 정하는 데 실질적으로 사용할 수 있는 과학적 지표는 토양수분 조건이다. 토양수분 조건을 나타내는 방법으로 토양수분 장력(kPa)과 토양수분 함량(%)이 있다.

1) 토양수분 장력계

토양수분 장력을 측정하는 가장 일반적인 기기는 텐시오미터(Tensiometer)로 정확하면서도 이용이 간편하다. 텐시오미터의 측정범위는 0∼100kPa이다. 최근에는 압력계 대신 부압센서를 연결해 디지털 방식으로 전환한 후 전자제어장치에 연결한 자동관수시스템이 개발돼 있다.

2) 토양수분 센서

토양수분 함량은 유전율 센서를 이용하면 편리하게 측정할 수 있다. 유전율식센서는 TDR(Time Domain Reflectometry)과 FDR(Frequency Domain Reꠓflectometry)의 두 종류로 나눌 수 있는데 두 유형 모두 용적수분 함량(%)으로 나타낸다. 토양에서 물의 유전상수는 다른 매질에 비해 월등히 높아 유전율을 측정하면 관계식을 통해 토양수분 함량을 산정할 수 있다(유전상수: 물 78, 토양 무기입자 2∼4, 토양 유기입자 10 내외, 토양 기상 1). 토양수분 함량 측정값을 이용해 관수개시점을 결정하기 위해서는 토양수분 함량을 장력으로 환산해야 한다.

 

바. 비료 공급 장치

1) 벤투리형(Venturi Type)- 물이 넓은 관에서 좁은 곳을 통과하면 유량이 줄어들며 유속이 빨라지고 수압이 높아지므로 그 지점에 홉입관을 연결해 비료액을 흡입시키는 방법이다. 장치가 매우 간단해 설치와 관리가 용이하고 작동하기가 매우 쉽다.

 

 

2) 비료탱크형(Fertilizer Tank Type, Pressure Differential Tank Type)- 압력이 새지 않도록 기밀이 유지된 탱크에 비료액을 넣고 주관 사이에 탱크로 인입파이프와 배출파이프를 연결해 비료를 주입하는 장치다. 조작이 간단하고 농축 비료액을 조제할 필요가 없고 설치가 손쉽다.

 

 

3) 주입펌프형(Injection Pump Type)- 주관의 수압으로 비료액을 흡입시키거나, 흡입라인과 배출라인에 주관보다 훨씬 작은 관으로 연결하고, 그 사이에 비료액을 밀어 넣는 펌프를 연결하여 작동시키면서 관비하는 방법이다. 주관의 인입관과 출구 사이에 체크밸브를 부착해야 하고 이때 수압펌프의 압력은 1.0∼1.5kg/cm2 정도 되어야 한다. 정확한 양을 관비할 수 있고 주관의 압력손실이 없으며 자동화가 매우 용이하다.

 

 

4) 자동관비장치- 국내에 공급되는 자동관비장치는 0.3∼1.0ha까지 관비가 가능하며 3ha 이상이면 양액공급장치를 사용하는 것이 경제적이다. 자동관비장치는 자동으로 농축 비료액과 물을 공급하는 컨트롤부와 물을 작물에 공급하는 배관부(점적호스, 점적단추)로 구성돼 있다. 자동관비장치는 관수주기, 관수시각, 관수량이 자동으로 조절돼야 한다. 또한 주관에 남아 있는 비료액이 한 구역으로 편중되거나 농축 비료액이 토양으로 공급돼 염류피해를 일으키거나 점적기에 남아 점적기를 막히게 하지 않도록 시비 전후에 관수하는 기능을 갖춰야 한다. 전원공급이 중단되어도 72시간 정도 프로그램이 보호되어야 하고, 토양수분을 감지해 관수하는 기능이 필요하다. 순간유량계를 부착해 관비량을 조절할 수 있어야 하고, 압력계를 여과기 전후에 부착해 여과기의 막힘을 파악할 수 있어야 한다.

 

 

이 내용은 <월간 팜앤마켓매거진 2023년 10월호>에서 더 자세히 확인할 수 있습니다.