완벽한 잔디밭
섬세한 균형
많은 운동선수들이 인조잔디를 좋아하지 않습니다. 덥고, 달리기에 불편하고, 공이 움직이는 방식이 바뀌고, 천연 잔디보다 비접촉 부상이 더 많이 발생한다는 연구 결과도 있습니다. 심지어 프로 여자 축구 선수들은 2015년 여자 월드컵에서 인조잔디를 사용하기로 한 FIFA의 결정에 대해 소송을 제기하기도 했습니다.
완벽한 연구 기회
브리검 영 대학교를 비롯한 일부 대학에서는 대부분의 운동장에 천연 잔디 구장을 사용하는 방식으로 대응하고 있습니다. 이러한 천연 잔디 운동장의 과제는 잔디가 잦은 사용에도 잘 견디고 교통량이 많고 기상 조건이 좋지 않은 시기에도 좋은 성능을 발휘할 수 있도록 하는 관리 방법을 개발하는 것입니다. 이는 완벽한 연구 기회입니다.
최적의 퍼포먼스를 위한 완벽한 수분과 영양소 공급
BYU 잔디 교수인 브라이언 홉킨스 박사와 식물 및 야생동물학과의 동료들은 온실과 자연 환경에서 다양한 토양 및 식물 건강 지표를 연구하기 위해 새로운 최첨단 시설을 구축했습니다. 이 시설에는 주거용 조경과 스포츠 경기장에 사용되는 다양한 잔디 종과 품종이 포함되어 있습니다.
센서를 설치하기 전에
처음에는 표준 타이머 기반 관개 컨트롤러로 잔디 시설을 유지 관리했지만, 시간이 지나면서 수분 함량과 영양분 부하 대비 잔디의 성능을 파악하는 것이 중요하다는 사실을 깨달았습니다. 어느 해 현충일 주말에 관개 시스템이 작동을 멈췄는데 아무도 알아차리지 못했습니다. 그 나흘 동안 기온이 40°C(100°F)까지 올라갔고, 축구 경기장을 재현해야 할 잔디밭의 넓은 부분이 열 스트레스로 인해 휴면 상태에 빠졌습니다.
장애 방지 시스템 구상
이에 따라 홉킨스 박사는 식물의 성능을 지속적으로 모니터링할 수 있는 토양 수분 센서 시스템을 구상하기 시작했습니다. 그는 잔디가 죽지 않도록 하는 것뿐만 아니라 스트레스의 요소를 제대로 이해하여 잔디를 건강하게 유지하면서 투입량을 줄일 수 있기를 원했습니다.
수분 함량 + 수분 잠재력-함께하면 더 좋습니다
얼마 지나지 않아 닐 한센 박사를 비롯한 동료 과학자들은 METER 수분 함량 및 수분 전위(토양 흡입) 센서를 설치하여 뿌리 영역 너머로 이동하는 물을 측정했습니다. 이러한 측정값을 결합하여 식물이 스트레스 상태에 도달하는 시기와 잔디가 스트레스 징후를 보이다가 휴면 상태에 들어가는 속도를 명확하게 확인할 수 있었습니다. 온도 및 전기 전도도의 보조 측정은 표면 및 뿌리 영역 온도와 비료 농도 역학을 모델링할 수 있는 기회를 제공합니다.
오류 공개
연구원들이 알게 된 것은 그들이 물을 너무 많이 사용하고 있다는 것이었습니다. BYU와 함께 센서 설치에 참여한 기상청 과학자 콜린 캠벨 박사는 "첫해에 식물이 스트레스를 전혀 받지 않는다는 것을 발견했습니다. 그래서 우리는 6cm(~2.5인치)의 수위를 스트레스 범위로 떨어뜨리는 동시에 15cm(~6인치)의 WP를 관찰하여 뿌리를 더 깊숙이 밀어 넣기 위해 관개 투입량을 줄였습니다."라고 설명합니다.
잔디밭에서는 가뭄 스트레스만이 문제가 아닙니다. 물을 너무 많이 주면 곰팡이가 생기고 영양분이 제거되거나 유실되어 이를 해결하는 데 많은 비용과 시간이 소요됩니다. 아래 동영상에서 캠벨 박사는 너무 습한 상태와 너무 건조한 상태 사이에 종종 미세한 경계가 있는 이유를 설명합니다. 수분 함량과 수분 전위를 모두 모니터링하면 잔디를 최적의 수분 수준으로 유지할 수 있습니다.
미래는 어떻게 될까요?
연구원들은 토양에서 일어나는 일을 모니터링하는 것 외에도 지상에서 일어나는 일을 모니터링하고 싶었습니다. 그래서 연구진은 ATMOS 41 기상 관측소와 NDVI 센서를 설치했습니다. 기상 관측소는 관개 일정에 도움이 되는 증발산량 값을 비롯한 여러 데이터 포인트를 제공합니다. NDVI 센서는 캐노피의 건강 상태/스트레스에 대한 정보를 제공합니다. 이 모든 데이터를 ZENTRA Cloud (기상청의 데이터 소프트웨어)에서 이 모든 데이터를 확인하면 잔디가 건조해지면서 식물에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.
아래 링크를 클릭하면 자세한 그래프가 포함된 BYU 스토리의 전문을 읽을 수 있습니다.
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