노지 스마트팜 관련 책자는 1993년 통일벼를 개발한 국제미작연구소(IRRI, International Rice Research Institute)에서 근무하면서 본격적으로 R&D를 하게 되었다. 그 이전에는 서울 홍릉에 있는 한국과학기술연구원(KIST)에 장기간 랩(Lab) 연수를 하면서 정밀기기, 천연물 순수물질 분리, 동정을 배우면서 실험실에서 TLC, Column chromatography, LC, GC, HPLC, IR, NMR, GCMS 등을 Training 받으면서 정밀기기에 대한 이론, 원리, 분석실험을 통하여 익혔다. 특히 UPLB 생화학 실험실에서 Natural herbicides 분리하는 과정에서 Column chromatography 실험을 3일간 잠을 못 자면서 종료하였던 기억은 아직도 인간이 절박하거나 상황이 되면 72시간 잠을 안 잘 수도 있구나라는 경험도 하게 되었다.
Introduction to Chromatography(BOBBITT.SCHWARTING.GRITTER 공저, 1968. LITTON EDUCATIONAL PUBLISHING, ING) 원서를 읽으면서 신물질 추출, 분리, 동정 연구는 '수 없이 반복되는 Trials and Errors이다'라는 글귀는 아직도 기억하고 있다.
노지 스마트팜 R&D는 생리학, 생화학을 전공한 후 모든 식물의 종자는 발아-출아-입모를 거쳐 전 생육 과정을 거치는 동안 인큐베이터처럼 최적 온도, 수분, 산소, 빛 환경조건이 되도록 재배관리가 되어야 한다는 것을 알았으며 특히 초기 발아~입모생육까지 사람에 비유하면 갓난애기가 태어 났을 때 CARE하는 환경조건이 되도록 종자의 파종 깊이, 온도, 수분, 산소, 빛 조건을 제공할 수 있는 이론+원리+실제가 연계된 파종기(복토직파기→다기능파종기/무논점파 원줄기농법 파종기 등)가 만들어 진 것이다. 이와 같은 시스템에서 만들어진 농업기계는 시작기에서 모두 상용화(사업화)가 되어 국내외 보급되고 있다. 이런 일련의 과정을 본 연구소 소장(농촌진흥청 농업공학연구소 L소장)은 양손 엄지척을 해준 적도 있다. 엔지니어들은 설계와 시작기를 잘 만들 수는 있다. 중요한 것은 사업화, 상용화가 되어야 한다. 바로 현장에서 쓰임(농가) 반응이다. 시설 스마트팜과 노지 스마트팜은 다르다. 노지 스마트팜의 위력과 여지는 무궁하다. 때문에 이 분야 평생 R&D하고 산학협력으로 기계로 만들어 국내외 보급하고 있다.
노지(논, 밭)에서 스마트팜이 되려면
1. 정밀한 평탄작업이 되어야 한다→레이저균평기 개발 보급(1차: 1995~, 2차: 2016~), 국내 700여대 보급 사용 중→향후 GPS 균평기 개발, 보급 필요
2. 정밀파종기 개발, 보급: 복토직파기(기술이전-G사)→ 다기능 파종기로 Upgrade, S사 파종기(무논점파 원줄기농법-종자 강제 배출식: Air 또는기계적)
※동일한 파종 깊이와 복토량, 파종립수, 배수, 화학비료 시비방법(측조시비-뿌리 근권부근 묻힘)
3. 파종 시기(온도): 건답점파 원줄기농법-4월 중하순(강우 없는 시기), 무논점파 원줄기농법, 드론직파 Semi-원줄기농법-일최저기온 18℃ 이상 시기(5월 하순~6월 중순)
4. 물(수분)관리: 동일한 담수깊이, 최적 수분조건(초기 발아~입모시기, 가능한 포화수분 조건으로 만듬), 중간낙수 금지(생육중기)-늦피, 잡벼, 앵미 등 발생 방지
5. 산소(충분한 O2): 파종 후 종자 발아에서 입모시 까지 수분관리-적당하게 말림~포화 수분관리
1993년 국제미작연구소에서 박사학위를 마치고 프로젝트 과학자로 근무할 시 GIS(Geographic Information System) 연구실을 보고 한국의 전국 논잡초조사 데이터를 적용하면 좋겠다는 생각이 들어 빅데이터 이용 수 많은 맵을 그려 한 권의 책으로 발행하였다. 이 책을 세계잡초학회 회장에게 보낸 후 답장이 왔다. "엄청난 빅 데이터이며 롤모델로 다른 나라들도 따라했으면 한다"는 답장을 보내왔다.
세계잡초학회 회장으로 부터 온 이메일(1999.8.3)
미국의 레이저균평기를 리뷰하면서 우리나라 실정에 맞는 레이저균평기를 개발해야겠다는 생각을 한 후 귀국 후 개발, 보급하였다. 건답직파에서는 아무리 입모를 잘 세워도 담수하면 높고 낮은 곳이 생겨 높은 곳의 잡초발생, 깊은 곳의 입모불량으로 정밀균평작업(평탄작업)이 되지 않으면(디폴트) 더 이상 진행할 수가 없다고 판단되었다.
KAIST 교수(K교수)와 레이저 연구를 하면서 자연스럽게 만나 로봇으로 공동연구를 하게 되어(2012~) 최근까지 R&D하였다. 정밀파종, 시비를 위한 메카트로닉스(다기능 정밀파종기-직파 원줄기농법, 1997~), 디지털질소측정기 개발(KIST공동), 생분해 필름, 신소재이용 종자코팅, 농업용 무인헬리콥터이용 연구, 드론정밀파종장치 개발 보급, 드론스테이션, 논밭승용관리기 산학공동개발, 레이저이용 치즐쟁기 산학연구개발, 보급, EU의 공기압이용 정밀파종장치를 모방하여 기계적(스프링 이용) 강제투하파종장치(S파종기, 2012~) 산학공동연구 개발 및 국내외 보급(직파 원줄기농법), 농법(재배법) 특허 출원 및 등록 등 지금까지 R&D 및 국내외 보급한 기술 중심으로 여러 권의 책자도 발행하였다.
노지 스마트팜 관련 책자_벼농사 중심