국립공주대 연구팀, 온실 토마토 생육·수량 예측 온도 기반 작물모델 개발

국립공주대학교 원예학과 최효길 교수 연구팀이 온실 토마토의 생육과 수량을 예측할 수 있는 온도 기반 작물 모델을 개발해 스마트농업 분야의 주목을 받고 있다.

국립공주대학교는 원예학과 최효길 교수 연구팀의 정재연 박사과정생(제1저자)이 참여한 연구 결과가 농업공학 및 스마트농업 분야의 국제학술지인 「Computers and Electronics in Agriculture(COMPAG)」에 게재됐다고 밝혔다.

게재 논문 제목은 「Development and Multiple Cultivation Seasons Evaluation of a Temperature-Driven Process-Based Model for Tomato Growth and Yield in Greenhouse Conditions」이다. 이번 연구는 기후변화로 인한 환경 변동성이 커지는 상황에서 온실 토마토의 생육과 생산량을 보다 정확하게 예측할 수 있는 기술을 제시했다는 점에서 의미를 갖는다.

연구팀은 국내 유리온실에서 2022년부터 2025년까지 3개 재배 작기에 걸쳐 수집한 환경 및 생육 데이터를 활용해 토마토의 줄기 생장, 잎 발생, 과실 형성 및 수량을 예측할 수 있는 온도 기반 동적 모델을 구축했다.

연구 결과 해당 모델은 토마토의 주요 생육 특성과 누적 수량을 높은 정확도로 예측했으며, 재배 시기가 달라져도 안정적으로 적용 가능한 것으로 나타났다.

특히 이번 연구는 다양한 환경 데이터를 필요로 하는 기존 모델과 달리 온도 데이터를 중심으로 작동하는 단순화된 과정기반(Process-based) 모델을 개발해 실제 스마트팜과 온실 재배 현장에서 활용 가능성을 크게 높였다는 평가를 받고 있다.

또한 연구팀은 광합성, 엽록소 형광반응, 광합성 색소 분석 등을 통해 환경 변화에 따른 작물의 생리적 반응을 해석하고 모델의 신뢰성을 검증했다.

최효길 교수는 “기후변화로 농업 생산 환경의 불확실성이 커지는 상황에서 온실 작물의 생육과 수량을 예측할 수 있는 기술은 스마트농업의 핵심 요소”라며 “이번 연구를 바탕으로 토마토뿐 아니라 충남 지역 특산작물인 구기자 등 다양한 시설원예 작물의 생육 모델 개발과 디지털트윈 기반 스마트팜 기술 개발로 연구를 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 2026년 Elsevier가 발행하는 국제학술지 「Computers and Electronics in Agriculture」에 게재됐으며, 오픈액세스(Open Access) 형태로 전 세계 연구자들에게 공개됐다.