농촌진흥청이 광운대학교 연구진과 함께 실시간으로 토양 속 양분 상태를 측정할 수 있는 센서를 개발했다. 작물 생육에 필수적인 영양소를 개별적으로 측정할 수 있는 기술이기 때문에, 농업 현장에서 보다 정밀한 비료 관리가 가능해질 전망이다.

이번에 개발된 양분 센서는 전극칩 형태의 다채널 이온 선택성 전극을 활용해, 토양에 삽입만 하면 질소, 인산, 칼륨 등 주요 양분을 작물이 실제로 흡수 가능한 형태로 얼마나 포함하고 있는지를 실시간으로 파악할 수 있다. 기존에는 토양에 존재하는 전체 양분의 양만 파악할 수 있었기 때문에 실제 영양소의 가용성과 차이를 구분하기 어려웠다.

기술적 특징 중 하나는 센서의 반복 사용이 가능하다는 점이다. 기존의 이온선택성전극 기반 센서는 센서 전체를 교체해야 했지만, 이번 기술은 전극만 간단히 바꾸면 재사용이 가능해 비용이 크게 절감된다. 전극 교체 비용도 1만 원에서 2만 원 수준으로 저렴하다. 또한, 일정 수준 이상의 토양 수분(대략 30% 이상)만 유지된다면 높은 정밀도로 측정이 가능하다는 점도 강점이다.

측정된 데이터를 스마트폰이나 컴퓨터로 전송해 실시간으로 확인할 수 있도록 시스템이 구성돼 있어, 농작업의 자동화·지능화와도 연계가 가능하다. 이는 스마트농업(첨단기술을 기반으로 한 지속가능한 농업 방식)에서 핵심 요소 중 하나인 정밀 양분 관리 기술로 직결된다. 농촌진흥청은 관련 기술로 국내 특허 3건, 해외 특허 1건 등 총 4건의 지식재산권을 확보했다.

농촌진흥청은 앞으로 이 기술이 다양한 토양과 기후 조건에서도 안정적인 성능을 발휘할 수 있도록 후속 연구를 이어갈 계획이다. 전문가들은 이 센서를 활용한 정밀 비료 관리가 이산화탄소 및 아산화질소 등 온실가스 배출을 줄이고, 과비료 사용에 따른 토양 오염 문제를 개선하는 데도 도움이 될 것으로 보고 있다.

이 같은 흐름은 향후 스마트농업 확산에 더욱 탄력을 불어넣을 것으로 보인다. 고령화로 인한 농업 인력 감소와 이상기후에 따른 작물 재배 위험이 증가하는 가운데, 정보기술을 기반으로 한 효율적 농사 방식은 지속가능한 농업의 필수 조건으로 대두되고 있다.