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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.53 No.1 pp.135-149
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2019.53.1.135

Seeding Performance of the Bean Seeder Attached to the 3-wheel Riding Cultivator

Chang-Hoon Lee1, Beom-Seob Lee2, Il-Su Choi3, Young Choi3, Soo-Nam Yoo1*
1Dept. of Rural and Biosystems Engineering, Chonnam National University, Gwangju, 61186, Korea
2Ofe Corporation, Kyoungnam, 52007, Korea
3Field Mechanization Team, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonbuk, 55365, Korea
Corresponding author: Soo-Nam Yoo Tel: +82-62-530-2155 Fax: +-62-530-2159 E-mail: snyoo@chonnam.ac.kr
August 8, 2018 November 26, 2018 January 2, 2019

Abstract


The seed plate type precision bean seeder attached to the 3-wheel riding cultivator was designed and manufactured. The bean seeder was tested in the field to analyze seeding performance for the soybean. Results from the seeding performance tests, the average seeding depths, and the average numbers of seeds sown in a hill were measured to be in the ranges of 2.34~3.98 cm, 2.00~2.36, respectively. And the average hill distances of seeds sown at the setting hill distances of 15, 20, and 25 cm were shown to be in the 15.48~16.80, 20.04~22.04, 23.96~24.60 cm ranges, respectively. The numbers of establishing seedlings in a hill were found to be in the 1.89~2.12 range, and the establishing rate of seedlings was estimated to be approximately 90%. And at the setting hill distances of 15, 20, and 25 cm, the average hill distances of establishing seedlings were measured to be in the 15.10~16.32, 19.84~20.45, and 24.23~24.56 cm ranges, respectively. The seeder showed very good plating performance at the setting hill distances of 15, 20, 25 cm, and the seeding speed of up to approximately 1.7 m/s, because the ratio of the average hill distance between the of establishing seedlings to the setting hill distance and the numbers of establishing seedlings were in the ranges of 96.9~108.8%, and 1.89~2.12, respectively. Considering the field efficiency of 60%, and the seeding speed of 1.0 m/s, the effective field capacity of the seeder was estimated to be approximately 30 a/h.



3륜 승용관리기 부착 콩 파종기의 파종성능

이 창훈1, 이 범섭2, 최 일수3, 최 용3, 유 수남1*
1전남대학교 지역·바이오시스템공학과
2오페주식회사
3국립농업과학원 밭농업기계화 연구팀

초록


본 연구는 3륜 승용관리기 복부 장착형의 회전 종자판식 2조 정밀 콩 파종작업기를 개발하여 장류 콩인 대원 콩을 대상으로 시험 포장에서 설정 파종 주간거리에 따른 작업속도별 파종작업기의 파종성능을 분석 하였다. 파종작업기 포장시험 결과 평균 파종 깊이는 2.34~3.98cm 범위로 나타났으며, 평균 주당 파종 종자 수는 2.00~2.36개의 범위로 나타났고, 평균 파종 주간거리는 설정 주간거리 15, 20, 25cm일 때 각 각 15.48~16.80, 20.04~22.04, 23.96~24.60cm의 범위로 나타났다. 평균 주당 출아 수는 1.89~2.12개 로 약 90% 이상의 높은 출아율을 보였으며, 평균 출아 주간거리는 설정 주간거리 15, 20, 25cm일 때 각 각 15.10~16.32, 19.84~20.45, 24.23~24.56cm의 범위로 나타났다. 콩 파종기는 설정 파종 주간거리 15, 20, 25cm에서 파종 작업속도 약 1.7m/s까지 설정 주간거리에 대한 평균 출아 주간거리의 비율과 평 균 주당 출아 수가 각각 96.9~108.8%, 1.89~2.12개로 나타나 매우 우수한 점파 파종성능을 보인 것으로 판단되며, 파종 작업속도를 1.0m/s, 포장효율을 약 60%로 고려할 때 콩 파종작업기는 약 30a/h의 유효작 업능률을 보일 것으로 예상되었다.



    Rural Development Administration
    PJ011807022017

    서론

    국내의 콩 재배면적은 약 8만 ha, 기계화율은 약 57.7%, 식량자급률 약 31%, 소요노동시간은 12.5시 간/10a로 승용 관리기 작업이 가능한 파종부터 예 취작업까지의 노동시간 비중은 45%이며 이중 중경 제초작업이 12%로 가장 큰 비중을 차지하고 있다 (KSAM, 2014). 콩을 비롯한 두류 작물은 파종, 순 지르기, 시비, 중경제초, 방제, 예취작업의 기계화율 이 매우 저조하며, 콩의 승용 기계화율은 2015년에 파종 10.4%, 비닐피복 23.9%, 방제 10.7%, 제초 0.7%, 수확 17.4%, 순지르기 0.0%에 머물러 승용 기계화율이 매우 부진함을 알 수 있다(RDA, 2015;NIAS, 2016). 이들 작업의 기계화를 위하여 국내의 경우 4륜 구동, 4륜 조향형의 승용관리기가 시판되 고 있으나 비닐피복 등 재배요인과 차륜거리, 작업 기 조간거리 조절이 힘들고, 주로 작업기가 관리기 후방에 장착되어 작업상태 확인 곤란, 작업 중 운전 자 부주의로 인한 작물 손상의 위험이 커서 보급에 한계를 보이고 있다. 3륜 승용관리기는 우리나라의 다양한 밭작물 재배양식에 적용할 수 있도록 지상고 가 높고, 차폭 조절이 용이하며, 조향 등의 성능을 개선할 수 있다. 또한 3륜 승용관리기 복부에 장착 하므로 작업 관측이 용이하여 작업의 정밀도 및 편 의성을 향상을 기할 수 있어서 노약자나 부녀자도 작업이 가능하다. 특히 파종, 중경제초, 중경배토, 순지르기, 예취작업에 필요한 작업기를 부착하여 작 업할 수 있어서 밭작물의 체계적인 전 작업과정 기 계화에 기여할 수 있다. 우리나라와 같이 밭작물이 중소규모 경지의 영세 농가에는 작업능률, 작업자 편이성 향상, 비용 절감을 위한 3륜 승용관리기 및 부착작업기 개발기술이 매우 필요한 실정이다. 국외 의 경우 파종작업부터 예취 등 수확작업에 이르기까 지 고능률, 편이성을 갖춘 3륜 승용관리기 및 부속 작업기에 대한 연구가 이미 이루어져 관련 제품이 시판되고 있으나(Minoru, 2005;Yanmar, 2017) 국 내에서는 현재 개발 연구를 진행하고 있다(Choi et al., 2016;2017).

    콩의 생산성을 높이기기 위해서는 최적을 재식밀 도를 유지하여야한다. 최적의 재식밀도 유지를 위해 서는 정확한 파종률(또는 파종밀도, 단위면적 당 파 종 종자 수)로 파종하고 생육에 필요한 적절한 토양 의 물리적 환경을 조성해 주는 파종기가 필요하다. 점파 파종기는 정확한 파종률 유지와 파종의 균일성 를 유지하는데 가장 유리한 파종기이다. 콩의 종류 및 품종에 따라 달리 나타나는 파종률은 점파 파종 기의 경우 조간 거리, 주간 거리, 주당 파종 종자 수를 정확히 유지하여야만 파종의 정확도와 균일성 을 기할 수 있다. 또한 출아율을 높이기 위해서는 적절한 경심, 복토와 진압, 수분, 비료 등 토양환경 조성이 필요하다.

    정밀 점파 파종기는 수평, 수직, 경사 종자판식, 핑거 부착 종자판식, 압축 공기 종자판 및 종자드럼 식, 진공 종자판식, 벨트식, 펀치식 등이 있다(Heege & Billot, 1999). 여러 가지 형식의 정밀 점파 파종기 단일 종자 파종에 대한 파종 정확도(seed selection accuracy, 파종 셀 수에 대한 파종 종자 수 비율) 연구(Roth & Porterfield, 1960;Akyurt & Taub, 1966;Harriott, 1970; Wilkins, 1970; Halderson, 1983), 파종률과 출아에 대한 연구(Wiggins, 1939;Athow & Caldwell, 1956;Fehr et al., 1973;Nave & Paulsen, 1979;Celik et al., 2007), 파종 조간 거리와 주간거리에 대한 연구(Erbach et al., 1972;Horne, 1973;Chhinnan et al., 1975;Smith et al., 1979;Kachman & Smith, 1995;Panning et al., 2000), 파종 깊이에 대한 연구(Grabe & Metzer, 1969;Fehr et al., 1973;Hummel et al., 1981)가 광범위하게 이루어졌다. 이 외에도 정밀 파종기의 파종 종자의 수, 파종 간격, 파종의 균일성 등 파종 성능 평가를 위한 용어의 정의와 방법에 대한 연구 (ISO, 1984;Kachman & Smith, 1995;Kocher et al., 1998)를 수행하였다. 국내에서는 콩 기계화 재 배 파종으로 조간거리 70cm, 주간거리 15~20cm, 파종 종자 수 2개를 제시하고 있다(RDA, 2015). 현 재 국내에는 다양한 정밀 파종기(FACT, 2018)가 시 판되고 있고 시판을 위한 검정방법 및 기준(FACT, 2016)이 있으나 자세한 파종성능을 파악하기에는 미 흡함이 많은 실정이다. 또한 정밀 파종기를 대상으 로 파종성능에 영향을 미치는 요인들에 따른 실제 포장에서의 상세한 파종성능 구명 연구는 국내에서 거의 이루어지지 않은 실정이다.

    따라서 본 연구는 미진한 콩 파종작업의 승용 기 계화율 제고를 위하여 3륜 승용관리기 복부에 부착 할 수 있는 구멍 종자판식 2조 정밀 콩 파종작업기 시작기를 개발하였으며, 장류 콩인 대원 콩을 대상 으로 파종 주간거리, 파종 작업속도에 따른 파종시 험을 수행하여 3륜 승용관리기용 콩 파종기의 파종 성능을 구명하였다.

    재료 및 방법

    1. 시험용 3륜 승용관리기 시작기

    포장시험에 사용된 3륜 승용관리기의 주요 구조는 최대출력 15.5kW의 공랭식 4행정 가솔린 엔진, 주 변속장치로 정유압 무단 변속장치(HST, Hydrostatic Transmission), 부 변속장치로 저속, 고속의 2단 선택 맞물림 기어식 변속장치, 체인 전동장치, 차동 장치, 클러치 및 브레이크 등으로 구성되어 전·후 륜 주행부와 작업기 PTO(Power Takeoff) 축에 동 력을 전달하는 동력전달부, 다양한 밭작물 재배양식 에 대응 후륜 구동바퀴의 폭을 유압실린더를 이용하 여 조절하도록 하고, 선회반경 감소를 위하여 전륜 배속장치를 채용 한 전·후륜 3륜 구동방식의 주행 부, 정유압 변속장치 외에 유압실린더 등 유압장치 를 이용 작업기의 정밀한 위치제어, 관리기 조향제 어, 후륜 폭을 조절하는 유압부, 주요 작업기를 3륜 승용관리기 복부에 부착 작업상태 관측을 용이하도 록 함으로써 작업의 정밀도와 편이성을 향상시키도 록 한 평행 링크 방식의 작업기 부착부, 그 외 3륜 승용관리기의 운전 및 주요부 조작을 위한 운전조작 부, 차체 프레임 및 커버 등으로 구성되어 있으며 (Choi et al., 2016;2017), Fig. 1과 Table 1은 외 관과 주요 사양을 나타낸 것이다.

    2. 시험용 3륜 승용관리기 부착 콩 파종기

    2.1. 주요 구조 및 작동

    시험에 사용된 3륜 승용관리기 부착 파종작업기는 평지와 두둑에서 정밀 파종을 할 수 있도록 토양 정 지륜, 구절기, 종자통, 종자배출장치, 종자관, 복토 판, 진압륜, 구동륜 및 동력전달 체인, 주간거리 조 절장치, 조간거리 조절장치, 파종심 조절장치, 3륜 승용관리기 부착 프레임 및 부착보조 작업기 이동용 바퀴장치 등으로 구성된 2조식의 파종작업기를 사용 하였다. 종자배출장치는 회전식 원형 구멍 종자판식 으로 두류 종자의 크기와 파종립 수에 따라 종자판 을 선택하여 적용할 수 있도록 하였으며, 조간거리 와 파종심 조절은 수동 나사방식으로, 종자배출장치 종자판 구동은 지면 구동륜에 의하여 이루어지도록 하였다.

    Figure 2는 파종작업기의 동력전달 계통도를 나 타낸 것으로 지면 구동륜의 구동력이 3조의 체인 전 동장치, 주간거리 조절용 체인지 기어박스, 작업기 중앙 구동축, 베벨기어 및 배종판 구동축에 전달되 어 종자판을 구동시키는 것을 나타낸 것이다.

    Figure 3은 종자배출장치를 구동시키는 지면 구 동륜의 중앙 구동축, 작업기 프레임과의 연결 모습 을 나타낸 것이며, 작은 바퀴는 3륜 승용관리 복 부 부착을 위한 파종작업기 이동용 바퀴를 나타낸 것이다.

    Figure 4는 두둑 정지륜, 구절기 및 파종심 조절 장치, 종자 호퍼 및 배종장치, 복토판, 진압륜, 프레 임 및 링크 등으로 구성되어 작업기 구동축과 작업 기 조간 간격 조정 축, 작업기 프레임에 부착되는 파종부의 구조를 나타낸 것이다. 파종 깊이의 조절 은 구절기 위에 설치된 수동 나사에 의하여 구절기 앞 두둑 정지륜에 대한 구절기의 상대 높이를 상하 로 조절함으로써 이루어지도록 하였다.

    Figure 5은 회전 종자판식 종자배출장치의 구조 를 나타낸 것으로 중앙 베벨 기어 구동축으로 종자 판을 구동하며, 이때 종자는 녹아웃 스프링에 의하 여 종자관을 통해 구절기 뒤로 배출하도록 하였다. 종자판은 Fig. 6에서와 같이 파종 종자의 크기에 따 라 종자 구멍의 지름이 다른 종자판을 선택·교환하 여 사용할 수 있도록 하였다.

    Figure 7과 Fig. 8은 설계·제작된 파종작업기의 전체 외관과 3륜 승용관리기에의 부착모습을 나타낸 것이다.

    2.2. 주요 제원 및 성능

    3륜 승용관리기용 파종작업기의 파종 조수는 2조 로 조간거리를 수동 나사에 의하여 620 900mm 간 격으로 무단조절 할 수 있도록 하였다. 주요 제원 은 길이×폭×높이가 1,270×1,430×775mm이며, 질량은 약 200kg이다. 변속기어의 조합(기어 잇수 18~31개, 10조합)에 따라 달리 나타나는 주간거리는 구동륜에 의한 구동 시 종자판의 변속비가 0.45~1.33 으로 분석되었으며, 슬립을 약 6%로 가정할 경우 주 간 거리는 약 84~250mm 범위로 조절 가능하도록 하였다. 파종 깊이는 수동 나사에 의하여 토양 정지 륜에 대한 구절기의 높이를 약 0~70mm까지 조절할 수 있도록 하였다. 종자는 대두, 팥, 서리태 등 두류 종자 파종을 고려하였는데 종자의 종류에 따라 구멍 크기가 8∅, 10∅, 14∅인 종자판을 교환하여 사용 할 수 있도록 하였다. 종자판은 16등분으로 2열의 종자 구멍을 배치하여 파종 시 약 2개의 종자가 파 종되도록 하였다. 파종 후 복토는 2개의 복토판에 의하여 수행되며, 진압륜은 구절기 앞 두둑 토양 정 지륜과 동일한 바퀴로 제작하였다. 그 외에 파종작업 기는 3륜 승용관리기 복부의 평행 링크에 부착되므로 파종작업기 이동 및 3륜 승용관리기에 용이한 부착을 위하여 이동용 바퀴를 설치하였다. Table 2는 3륜 승 용관리기용 파종작업기의 주요 제원을 나타낸 것이다.

    3. 3륜 승용관리기용 콩 파종작업기 파종성능 시험

    3.1. 시험 포장 및 시험 재료

    3륜 승용관리기용 파종작업기의 파종성능을 파악 하기 위하여 2017년 6월 28일에서 29일까지 이틀간 장류 콩인 대원 콩을 대상으로 경남 거창군 가조면 우혜리 소재 약 100×30m 크기의 시험포장에서 파 종성능 시험을 실시하였다.

    3.2. 시험 내용 및 방법

    Table 3은 콩 파종작업기의 포장시험 계획을 나타 낸 것이다. 3륜 승용관리기용 파종작업기의 파종성 능 시험은 파종 주간거리와 파종 작업속도를 시험요 인으로 3반복 시험하였다. 파종 주간거리는 보통 관 행의 콩 파종이 20cm 내외인 것을 고려하여 15, 20, 25cm 3수준으로 설정·시험하였다. 파종 작업속 도는 3륜 승용관리기의 파종작업 예비시험 결과 운전 자가 안정적으로 작업할 수 있는 최대 작업속도가 약 1.8m/s인 것으로 조사되어 저속, 중속, 고속이라 판 단되는 0.5, 1.0, 1.5m/s 3수준으로 주 변속과 부변 속 레버의 위치를 맞추고 시험하였다. 그러나 시험 반복에 따른 포장 상태, 3륜 승용관리기의 운전상태 등 파종 여건의 차이로 실제 파종 작업속도가 반복에 따라 약간씩 차이를 나타내 실제 파종시험 시 평균 파종 작업속도인 약 0.6, 1.0, 1.7m/s의 3수준을 고 려하였다. 조사 항목으로는 설정 주간거리 및 파종 작업속도에 따라 파종 후 복토된 토양을 조심스럽게 손으로 걷어낸 후 파종 깊이, 주당 파종 종자 수, 파 종 주간거리를 조사하였다. 또한 조사 시 미 발견 파 종 종자와 미 출아 종자를 고려하여 콩 종자 출아 후 주당 출아 수 및 출아율, 출아 주간거리, 주 내 전후 및 좌우 출아 거리 등을 재조사하여 파종작업기의 점 파 파종의 우수한 정도를 분석하였다. 시험 작업구간 은 파종 주간거리, 파종 작업속도 요인 및 수준에 따 라 100m씩 3반복 시험하였다. 작업속도 측정은 각 반복마다 1회씩, 파종 깊이, 주당 파종 종자 수, 파종 주간거리, 주당 출아 수, 출아 주간거리 조사는 처리 마다 샘플링 구간을 약 1m씩, 6곳에서 실시하였다. 조사된 자료는 5% 수준에서 Duncan의 다중비교 분 석(SAS 9.4 software, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 하였다. 또한 파종 작업 시 작업속도, 포장효율을 고려하여 3륜 승용관리기용 파종작업기의 작업능률을 추정하였다.

    결과 및 고찰

    1. 파종성능

    3륜 승용 관리기용 파종작업기의 설정 주간거리, 파종 작업속도에 따른 평균 파종 깊이, 평균 파종 종 자 수, 평균 파종 주간거리를 나타낸 것이 Table 4이 며, Fig. 9는 파종시험 광경, 파종된 종자 모습을 나 타낸 것이다.

    파종작업기 구절기의 구절깊이를 약 3~4cm로 설 정하여 시험한 결과 파종 종자의 평균 파종 깊이는 Table 4에서와 같이 2.34~3.98cm의 범위로 나타났 다. 파종 깊이는 설정 주간거리나 파종 작업속도에 따라 일정한 경향 없이 차이를 보였다. 이는 파종 두둑이나 골의 좌우 높이 등 지면형상 차이와 파종 작업기 좌우 흔들림으로 설정 주간거리와 파종 작 업속도에 따라 불규칙한 차이를 보인 것으로 보인 다. 콩의 파종 깊이는 출아에 큰 영향을 미치므로 대립종은 3~4cm, 소립종은 2~3cm, 가뭄이 예상 되면 5cm 정도가 적당하다고 제시되어 있다(RDA, 2015). Fehr et al.(1973)은 파종 깊이 5cm일 때가 7.5, 10cm일 때보다 출아율이 높아 90% 이상의 출 아율을 보이며, Hummel et al.(1981)은 파종 깊이 4cm가 최적이고 2.5~5cm에서의 파종 깊이에서 파 종률에 따른 출아율의 차이가 없다고 보고하고 있다. 따라서 본 연구의 파종작업기는 대부분 2.5~4.0cm 범위의 파종 깊이를 나타내 비교적 적정한 깊이의 파종심을 보인 것으로 판단되었다.

    평균 주당 파종 종자 수는 Table 4와 같이 2.00~ 2.36개의 범위로 나타났다. 설정 주간거리 15cm, 파종 작업속도 1.71m/s의 경우를 제외하고는 설정 주간거리, 파종 작업속도에 따른 평균 파종 종자 수 의 차이가 없는 것으로 나타났다. Table 5는 설정 주간거리, 파종 작업속도에 따른 주당 파종 종자 수의 비율 분포를 나타낸 것이다. 설정 주간거리와 파종 작업속도에 따라 주당 3개 파종 비율의 차이가 일부 나타났으나 모두 2~3개의 파종 종자 수를 나 타냈다. 주당 3개의 파종도 콩의 생육 시 보완 특성 을 고려하면 재배에는 문제가 없을 것으로 판단되 었다. 단일 종자 파종의 경우와 직접적인 비교는 힘들지만 Halderson(1983)은 시판 4종의 정밀 점 파기의 미파종 비율을 나타내는 파종 정확도가 저 속에서만 95% 정도 성능을 나타낸다고 보고하였 다. 따라서 본 연구의 콩 파종기는 파종 종자 수의 관점에서 미파종 없이 전반적으로 주당 목표 파종 종자 수 2개(RDA, 2015)에 근접하여 매우 우수한 성능을 보였다.

    평균 파종 주간거리는 Table 4에서와 같이 설정 주간거리 15cm일 때 15.48~16.80cm, 설정 주간거 리 20cm일 때 20.04~22.04cm, 설정 주간거리 25cm 일 때 23.96~24.60cm의 범위로 나타났다. 또한 같은 설정 파종 주간거리 간에서 평균 파종 주간거리는 파종 작업속도에 관계없이 같은 것으로 분석되었다. 그러나 설정 파종 주간거리가 15cm, 평균 파종 작업속도가 0.83m/s 이상, 설정 파종 주간거리가 20cm, 평균 파종 작업속도가 1.62m/s 의 경우에는 설정 주간거리 대비 평균 파종 주간 거리의 표준편차가 크게 나타나 설정 주간거리가 작을수록 파종 작업속도의 증가에 따라 주 내 종 자가 흩어져 파종되어 점파 파종성능이 저하되는 것으로 나타났다. 이 때 설정 파종 주간거리 대비 평균 파종 주간거리와의 오차 비율은 설정 파종 주 간거리 15cm, 평균 파종 작업속도 0.83m/s 이상 일 때 약 11.4~12.0%, 설정 파종 주간거리 20cm, 평균 파종 작업속도 1.62m/s일 때 10.2%로 나타났 으며, 이를 제외하면 모두 약 4.2% 이내의 보였다. 보통 곡물 조파의 경우 평균 파종거리의 변이계수 (coefficient of variation)가 20% 이내(Griepentrog, 1998), 정밀 점파의 경우 평균 주간거리의 표준편 차가 실내 시험에서 ±10%, 포장시험에서 ±20% (Zhenjiang agricultural machinery college, 1978) 정도면 양호하다는 결과를 보고하고 있다. 따라서 본 연구의 콩 파종기는 설정 파종 주간거리 15cm 와 20cm의 파종 작업속도 1.5m/s 이상의 경우를 제외하고는 모두 그 이상의 성능을 나타냈으며, 특 히 기계화 콩 파종작업이 관행으로 주간거리 20cm, 파종 작업속도 1m/s 내외로 작업하는 것을 고려하 면 설정 파종 주간거리에 대한 평균 파종 주간거리 는 오차 비율 약 2.2%, 평균 파종 종자 수 2.04개 로 3륜 승용관리기용 파종작업기는 우수한 점파 파종성능을 보인 것으로 판단되었다.

    2. 출아 상태

    Table 6은 파종된 콩의 평균 주당 출아 수, 평균 출아 주간거리, 주 내 출아의 전·후, 좌·우 거리 등 출아 상태를 나타낸 것이며, Fig. 10은 콩의 출 아 모습을 나타낸 것이다.

    Table 6에서와 같이 평균 주당 출아 수는 1.89~ 2.12개의 범위를 보였으며, 설정 주간거리, 파종 작 업속도에 따른 차이는 없었다. Table 7은 Table 4 에서의 평균 주당 파종 종자 수와 Table 6의 평균 주당 출아 수를 고려한 평균 출아율과 주당 출아 수 에 따른 비율 분포를 나타낸 것이다. Table 7과 같 이 평균 출아율은 90.6~98.0%의 범위로 나타나 모 두 90% 이상의 높은 출아율을 보였다. 파종 깊이 5cm에서 출아율 90% 이상(Fehr et al., 1973), 파종 깊이 2.5cm에서의 출아율 81~89%(Hummel et al., 1981)의 연구 결과와 비교해 보아도 출아율이 비슷 하거나 높음을 알 수 있다. 이는 양호한 기상조건과 약 2.34~3.98cm의 적절한 파종심 유지로 높은 출아 율을 보인 것으로 판단되었다. Hummel et al.(1981) 은 작물 개체 수가 권장 개체 수의 20~30% 보다 적은 경우 수량에 심각한 영향을 미친다고 보고하였 다. 본 연구의 파종기에 의한 파종은 Table 7과 같 이 출아가 되지 않은 결주는 없었으며, 대부분 주당 1~3개의 출아 수 분포를 보였다. 따라서 높은 평균 출아율과 결주 없이 권장 개체 수에 매우 근접한 결 과를 보여 생육에 적절한 작물 밀도를 보인 것으로 판단된다.

    평균 출아 주간거리는 Table 6과 같이 설정 주간 거리 15cm 일 때 15.10~16.32cm, 설정 주간거리 20cm 일 때 19.84~20.45cm, 설정 주간거리 25cm 일 때, 24.23~24.56cm 범위로 나타났으며, 같은 설정 파종 주간거리에서 파종 작업속도 변화에 차이 는 나타나지 않았다. 설정 파종 주간거리 대한 평균 출아 주간거리의 오차 비율은 설정 파종 주간거리 15cm, 평균 파종 작업속도 1.71m/s일 때 약 8.8% 인 것을 제외하고 모두 약 3.1% 이내를 보였다. 이 와 같은 결과는 Table 4에 나타난 평균 주당 파종 거리 보다 오차 비율이 작게 나타났다. 이는 주당 파종거리 측정 시 복토 토양의 걷어낼 때 종자의 움 직임에 기인한 것으로 보이며, 실제로는 평균 주당 파종거리가 Table 4의 결과 보다는 약간 좋았을 것 으로 보인다. 평균 출아 주간거리가 본 시험 조건에 서 평균 주당 파종거리의 고찰에서 언급한 기준 (Zhenjiang agricultural machinery college, 1978;Griepentrog, 1998) 이내의 우수한 성능을 보였으 며, 평균 주당 출아 수 1.89~2.00개를 함께 고려하 면 전반적으로 우수한 점파 파종성능을 보인 것으로 분석되었다.

    주 내에 전후, 좌우 출아 된 모의 간격을 조사한 결과 출아 모의 평균 주 내 전후 거리와 좌·우 거 리는 각각 1.50~3.11cm, 0.54~1.37cm의 범위를 보 였으며, 설정 파종 주간거리 대한 출아 모의 평균 주 내 전·후 거리와 좌·우 거리와의 비율은 각각 약 6.7~20.3%, 2.3~6.9%의 범위로 나타났다. 이 중 파종 작업속도 약 1.5m/s 이상인 경우는 파종 작 업속도 약 1.0m/s 이내인 경우 보다 출아 모의 평균 주 내 전·후 거리와 표준편차가 크게 나타나 점파 파종성능이 약간 저하되었다. 또한 설정 파종 주간 거리가 25cm에서 20, 15cm로 작아질수록 설정 파종 주간거리 대한 출아 모의 평균 주 내 전·후 거리 비율이 커지는 것으로 나타났다. 출아 모의 평균 주 내 좌·우 간격은 약간의 차이를 보였으나 모두 설 정 파종 주간거리의 약 6.9% 이내로 나타났으며, 설 정 파종 주간거리, 파종 작업속도에 따라 일정한 경 향 없이 불규칙하게 나타난 것으로 분석되었다.

    3. 파종성능 고찰

    3륜 승용관리기용 복부 장착형 회전 종자판식 2조 콩 파종작업기는 조간거리를 620~900mm, 주간거리 를 84~250mm로 조절할 수 있으며, 주당 약 2개의 종자를 정밀 점파할 수 있는 파종기이다. 포장에서 의 장류 콩인 대원 콩을 대상으로 한 파종성능 시험 결과 15, 20, 25cm의 파종 주간거리에서 최대 약 1.8m/s의 작업속도까지 작업이 가능하였다. 본 연구 의 콩 파종기는 설정 파종 주간거리가 짧고 파종 작 업속도가 비교적 빠른 파종 주간거리 15cm, 파종 작 업속도 1.71m/s 조건을 제외한 대부분의 파종조건에 서 매우 우수한 점파 파종성능을 보였다. 콩 파종작 업기의 적정한 파종 작업조건으로 약 파종 깊이는 약 2.5~4.0cm, 파종 주간거리는 15~25cm, 파종 시 포장의 상태, 운전자의 작업의 편이성과 안전성을 고려하면 파종 작업속도는 1.0m/s 내외로 판단되었 다. 포장효율을 약 60%, 파종 작업속도를 약 1m/s 로 고려할 때 3륜 승용관리기 부착 파종작업기의 유 효작업능률은 약 30a/h를 보일 것으로 예상되었다.

    감사의 글

    본 연구는 농촌진흥청 연구사업(과제명: 3륜형 승 용관리기 부착작업기 개발 및 성능시험, 과제번호: PJ011807022017)의 지원에 의해 이루어진 것입니다.

    Figure

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    View of the 3-wheel riding cultivator.

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    Power flow diagram for the bean seeder attached to the 3-wheel riding cultivator.

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    Schematics of the ground-driven wheel driving the seed metering device.

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    Schematics of the seeding units.

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    Schematics of the seed metering device.

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    Schematics of the seed plates for various bean seeds.

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    Schematics of the bean seeder.

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    Views of the bean seeder and the 3-wheel riding cultivator.

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    Views of seeding performance test, and the seeds sown on the ridge.

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    View of the establishing seedlings.

    Table

    Main specifications of the 3-wheel riding cultivator

    Main specifications of the seeder for the 3-wheel riding cultivator

    Experimental plan for field testing of the bean seeder attached to the 3-wheel riding cultivator

    Seeding performance of the bean seeder

    Distribution of the percentage according to the number of seed in a hill

    States of establishing seedlings

    Average percentage of establishing seedling and distribution of the percentage according to the number of seedling in a hill

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