고구마 생력화를 위한 플러그묘 생산 및 기계정식 시스템 개발 = Development of a Plug Transplants Production and Mechanical Transplanting System for Labor-Saving Sweetpotato Cultivation

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 고구마 재배에서 노동력 절감과 작업 생력화를 달성할 수 있는 엽채류 이식기 기반 플러그묘 기계정식 시스템을 구축하고, 이에 적합한 플러그묘 생산 방법과 재배적·경제적 타당성을 구명하고자 수행되었다. 이를 위해 무병묘와 관행 종순으로 조제한 1~2마디 플러그묘를 대상으로, 육묘 기간, 마디수 및 마디 위치에 따른 묘소질과 수확량을 비교하여 기계정식에 적합한 플러그묘 생산 방법을 검토하였다. 또한, 플러그묘 기계정식 후 관행과 지하부 발달 및 수확량을 비교하고, 경제성을 분석하였다.
무병묘 1마디와 2마디 삽수를 마디위치별로 20일, 30일, 40일 육묘한 결과, 1마디와 2마디 처리구 모두 육묘 기간에 상관없이 중간아래 부위 삽수가 가장 우수한 묘소질과 수확량을 나타냈다. 2마디 삽수가 1마디보다 삽목 생존율과 묘 생육이 우수하고 수확량도 많았다. 20일 육묘에서는 관행 대비 괴근수와 수확량이 낮았으나, 30일 이상 육묘 시에는 차이가 없었다. 종순 2마디 삽수는 육묘기간에 상관없이 경정 삽수가 가장 우수한 묘소질을 나타냈으며, 수확량 역시 가장 많았지만 유의한 차이는 없었다. 기존엽 제거 여부에 따른 30일 육묘에서는, 1마디와 2마디 모두 기존엽을 남긴 처리가 묘소질에서 우수했으나 수확량은 유의한 차이가 없었다.
반자동 이식기로 정식한 플러그묘와 관행의 초기 생육을 비교한 결과, 근장, 뿌리 생체중 및 근경은 모든 조사일에서 플러그묘가 관행보다 높은 값을 보였으며, 괴근수는 두 처리 간 유사하였다. 초장과 지상부 생체중은 모든 조사일에서 관행이 더 높았으나, 마지막 조사에서는 처리 간 차이가 감소하거나 삽목묘가 역전되는 경향을 나타냈다. 뿌리수는 첫 조사에서 플러그묘가 많았으나 세 번째 조사 이후 관행이 역전하여, 이후 조사에서는 관행의 뿌리수가 플러그묘보다 현저히 많았다. 중기 생육을 비교한 결과, 괴근 자루 길이는 모든 조사에서 플러그묘가 10.55~14.31cm로 매우 길었으며, 관행은 2.67~4.17cm로 유의적으로 짧아 두 처리 간 뚜렷한 차이가 확인되었다. 반면, 괴근폭, 괴근 길이, 괴근 생체중 및 괴근수는 두 처리 간 유의적인 차이가 없었다. 반자동 이식기로 정식한 플러그묘와 관행의 수확량을 비교한 결과, 주당 괴근수는 플러그묘 3.0개, 관행 3.6개로 관행이 유의하게 많았으나, 주당 수량은 두 처리 간 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
반자동 엽채류 이식기를 이용한 플러그묘 기계정식은 6.31시간/10a로 인력정식 15.35시간/10a 대비 58.89%의 노동력 절감을 확인하였다. 경제성 분석에서는 2ha 재배 기준 육묘부터 정식까지의 총비용이 기계정식 13,996,587원, 인력정식 16,675,921원으로, 5년차 손익분기점을 나타냈으며, 연간 5.895ha 이상 재배 시 플러그묘 기계정식이 관행보다 경제적임을 확인하였다.
결론적으로, 무병묘 또는 종순 2마디 삽수의 기존엽 제거 후 128공 트레이에 삽식하고, 20~30일 육묘 한 뒤 반자동 엽채류 이식기로 기계정식하면, 작업효율 향상과 노동력 절감은 물론 경제적 이익도 기대할 수 있음이 확인되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to establish a plug-transplants mechanical transplanting system based on a leafy-vegetable transplanter for sweetpotato cultivation, with the objectives of reducing labor input and simplifying field operations, and to evaluate suitable plug-transplants production methods as well as agronomic and economic feasibility. Plug transplants prepared as one- or two-node cuttings from virus-free stock plants and conventional vine cuttings were used to compare seedling quality and yield according to nursery period, node number, and node position, thereby identifying optimal plug-transplants production practices for mechanical transplanting. In addition, post-transplant underground development, yield performance, and economic viability of plug- transplants mechanical transplanting were compared with those of the conventional practice.
When one- and two-node cuttings from virus-free plants were raised for 20, 30, and 40days according to node position, cuttings from the lower-middle node consistently exhibited superior seedling quality and higher yield regardless of nursery period. Two-node cuttings showed higher rooting survival, better seedling quality, and greater yield than one-node cuttings. Compared with the conventional practice, both storage root number and yield were lower with a 20-day nursery period; however, no significant differences were observed when plug-transplants were raised for 30days or longer. For two-node cuttings prepared from conventional vines, apical cuttings exhibited the best seedling quality irrespective of nursery period, and although they produced the highest yield, the differences were not statistically significant. In the 30-day nursery treatment evaluating leaf retention, retaining the original leaves resulted in better seedling quality for both one- and two-node cuttings, whereas yield did not differ significantly among treatments.
In comparisons of early growth between plug-transplants transplanted using a semi-automatic transplanter and the conventional practice, root length, root fresh weight, and root diameter were consistently higher in plug-transplants across all sampling dates, while storage root number was similar between treatments. Vine length and shoot fresh weight were greater in the conventional treatment at all sampling dates, but these differences diminished at the final observation, with a tendency toward reversal in plug-transplants. Root number was higher in plug-transplants at the first sampling, but from the third sampling onward it became markedly higher in the conventional treatment. During mid-season growth, storage root stalk length was significantly longer in plug-transplants (10.55~14.31cm) than in the conventional treatment(2.67~4.17cm) at all sampling dates, whereas storage root width, length, fresh weight, and number did not differ significantly between treatments. At harvest, the number of storage roots per plant was significantly higher in the conventional treatment(3.6) than in plug-transplants(3.0), while yield per plant did not differ significantly between treatments.
Mechanical transplanting of plug-transplants using a semi-automatic leafy-vegetable transplanter required 6.31h per 10a, representing a 58.89% reduction in labor compared with manual transplanting(15.35h per 10a). Economic analysis based on a 2ha cultivation area showed that total costs from nursery production to transplanting were KRW 13,996,587 for mechanical transplanting and KRW 16,675,921 for manual transplanting, with a break-even point in the fifth year. Mechanical transplanting became more economical than the conventional practice when the annual cultivation area exceeded 5.895ha.
In conclusion, the results indicate that transplanting two-node cuttings from virus-free plants or conventional vines after removal of original leaves, raised in 128cell trays for 20~30days and transplanted using a semi-automatic leafy-vegetable transplanter, can improve operational efficiency, substantially reduce labor requirements, and provide economic benefits in sweetpotato cultivation.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문초록 Ⅸ
• Ⅰ 서론 1
• 제1장 연구 배경 1
• 제2장 연구 필요성 7
• 제3장 연구 목적 10
• Ⅱ 본론 11
• 제1장 기계정식용 삽목묘 생산 11
• 제1절 무병묘를 이용한 삽수 조건 및 육묘 기간에 따른 삽목묘의 생육과 수확량 11
• 1. 재료 및 방법 11
• 가. 삽목묘 육묘 11
• 나. 정식 및 재배 관리 14
• 다. 삽목묘 생육 조사 16
• 라. 수확량 조사 16
• 마. 통계 분석 17
• 2. 결과 및 고찰 17
• 가. 삽목 생존율 17
• 나. 묘 생육 및 수확량 21
• 제2절 종순을 이용한 삽수 조건 및 육묘 기간에 따른 삽목묘의 생육과 수확량 41
• 1. 재료 및 방법 41
• 가. 삽목묘 육묘 41
• 나. 정식 및 재배 관리 43
• 다. 삽목묘 생육 조사 43
• 라. 수확량 조사 44
• 마. 통계 분석 44
• 2. 결과 및 고찰 44
• 가. 삽목 생존율 44
• 나. 묘 생육 및 수확량 47
• 제3절 종순을 이용한 삽수 삽식전 기존엽 제거 유무별 생육 52
• 1. 재료 및 방법 52
• 가. 삽목묘 육묘 52
• 나. 정식 및 재배 관리 54
• 다. 삽목묘 생육 조사 56
• 라. 수확량 조사 56
• 마. 통계 분석 57
• 2. 결과 및 고찰 57
• 가. 삽목 생존율 57
• 나. 묘 생육 및 수확량 59
• 제4절 적요 65
• 제2장 기계정식 시스템 적용한 삽목묘의 생육 및 경제성 분석 66
• 제1절 기계정식 시스템 적용 삽목묘의 생육 66
• 1. 재료 및 방법 66
• 가. 삽목묘 육묘 66
• 나. 정식 및 재배 관리 69
• 다. 생육 조사 73
• 라. 수확량 조사 74
• 마. 통계 분석 74
• 2. 결과 및 고찰 75
• 가. 초기 생육 75
• 나. 중기 생육 및 괴근 발달 86
• 다. 수확량 93
• 제2절 기계정식 시스템 적용 삽목묘의 경제성 97
• 1. 재료 및 방법 97
• 가. 관행 육묘 및 정식 비용 산출 97
• 나. 삽목묘 생산비 산출 98
• 다. 기계정식 비용 산출 99
• 라. 경제성 분석 방법 99
• 2. 결과 및 고찰 101
• 가. 관행 육묘 및 정식 비용 101
• 나. 삽목묘 생산비 105
• 다. 기계정식 비용 108
• 라. 경제성 분석 결과 110
• 마. 총비용 소요분석 결과 114
• 제3절 적요 117
• IⅡ 결론 118
• 참고문헌 121
• Abstract 131