골프코스의 정밀관리는 기술 발전과 함께 최근 코스관리에서 연구되고 있다. 이는 보다 세밀한 관리 데이터 수집으로 투입되는 자원은 줄이면서 코스 품질은 유지하는 것을 핵심으로 하고 있다.

관수나 시약·시비 등에서 이미 부분적으로 정밀관리가 이뤄지는 경우가 있으나, 종합적인 체계는 아직 진행중이다. 이에 마이클 칼슨 박사는 2000년부ㅈ터 2022년까지 270개 이상의 연구를 검토해 ‘골프코스 잔디에 대한 정밀 관리 검토(Crop, Forage & Turfgrass Management. 2022)’라는 학술논문을 내놨다. 칼슨 박사의 논문은 GCM 최근호에서도 소개됐으며, 이를 정리해 정밀 코스관리 체계의 현주소와 보완점 등을 알아봤다.

코스잔디에 필요한 관리 강도는 잔디관리 제품에 대한 수요와 경제적 지출을 주도한다. 골퍼는 TV로 중계되는 코스의 영향으로 그린에서 고급진 색상의 잔디, 잘 다듬어진 표면, 긴 볼 롤링 등을 기대한다.

정밀 잔디관리는 관수, 시비, 시약, 경종적 관리 등을 대상으로 잔디 기능 및 미적 목표를 달성하기 위한 정밀한 필드 관리로 정의되며, 코스잔디의 회복력을 높일 수 있는 가능성을 제공한다.

물은 코스잔디 생육에 가장 중요한 자원이나 여러 규제를 받을 가능성도 높다. 정밀관리로 관수 효율을 높이면 이상적인 경기성과 미관을 유지하면서 비용과 환경 영향을 줄이는데 도움이 될 것이다.

질소는 코스에서 사장 많이 사용되는 비료로, 이를 정밀관리하면 코스 안팎의 비대상 지역에 대한 과도한 시비를 줄이는 등 질소 사용 효율을 증가시킬 것이다.

잔디병, 잡초, 해충은 잔디의 경기성 및 미관을 감소시켜 이를 예방 및 치료하기 위해 작물보호제 살포가 필요하다. 미국에서 잔디 작물보호제 사용량은 큰 변동은 없으나 통합 병해충 관리(IPM)을 시행하는 코스가 대폭 증가했다.

IPM에는 해충 예찰, 날씨 모니터링, 약제 교차 살포, 스팟 처리, 식물 건강 개선 등이 포함돼 있다. IPM과 결합된 정밀관리는 병해충 방제를 위해 표적 약제 처리 정확성을 높여 코스 회복력을 높인다.

지오레퍼런스(지리공간에서 정확하게 객체나 지역의 위치를 결정하는 기술) 센서와 지리정보 시스템을 사용해 효율적 관수, 비료, 약제 적용을 위한 자원의 미세관리를 증가시킴으로써 일관된 경기성과 미관을 유지하는 것이 정밀관리의 목표다.

정밀관리는 잔디 회복력을 높이면서 환경 영향을 줄이기 위해 관수, 시약·시비 적용의 현장별 효율성을 높이는 등 자원 투입에 있어 정밀농업 콘셉트를 채택한다.

연구의 목적은 정밀관리에 대한 기존 연구를 요약하고, 현재 연구 및 채택을 설명하고, 향후 연구 우선순위에 대한 제안을 하는 것이다. 검토된 연구는 GPS, 원격탐사, 이미지화, 전기 전도 등 4가지 그룹으로 나뉜다.

GPS 시스템

자원 투입 프로그램의 효율을 높이려면 잔디 성능 및 스트레스 요인을 측정하고 찾을 수 있는 지오레퍼런스 센서가 필요하다.

이를 활용한 연구를 살펴보면 코스 점토 함량 측정에 사용되는 토양 체적 수분 함량과 전기전도도의 공간변이를 정량화했다. 또 연간블루그래스바구미의 공간변이는 퍼팅그린 높이 잔디보다 러프 높이에서 더 높은 것으로 나타났다.

해충 개체군의 지리적 위치화는 정밀 살충제 프로그램 개발에 사용될 수 있다. 또 같은 방법으로 잔디병 침입 위치를 찾으면 잔디 성능에 대한 병의 영향을 줄일 수 있다.

달라스팟은 조이시아에서 라지패취의 공간적 집합과 유사하게 벤트그래스 및 새포아풀에서 생육기 내내 안정적인 공간 집합 패턴을 나타낸다. 드론 이미지화는 페어웨이의 스프링데드스팟 영역을 분류할 수 있으나, 시약기 하드웨어 및 이미지 분류 소프트웨어는 정확한 살포를 위해 개선여지가 있다.

개별 노즐 제어가 가능한 GPS 샘플링 및 시약기를 채택하면 원하는 곳에만 살포해 작업시간과 약제 사용량을 줄일 수 있다.

원격탐사

캐노피 반사율은 잔디의 전자기 스펙트럼에서 반사된 가시광선 및 비가시광선을 측정한다. 반사율 측정은 잔디 건강, 시각적 품질, 색상 또는 기능과 관련되는 데이터를 제공할 수 있다.

반사율에서 계산된 식생지수는 잔디 성능 또는 스트레스 요인을 측정하는 보편적 방법이다. 적색 및 근적외선 파장의 반사율을 측정하는 NDVI(정규식생지수)는 시각적 품질 및 질소 상태와 높은 관계가 있다. NDVI 측정값으로 시각적 증상이 나타나기 최대 47시간 전에 가뭄 스트레스를 알 수 있다.

자원 투입 프로그램 효율을 높이는데 사용할 수 있는 반사율 시각 품질, 바이오매스 생산, 관수의 관계를 정량화하는 모델을 개발하는 연구는 아직 적었다. 정밀관리를 위한 의사결정 지원 시스템 도구를 개발하려면 잔디 생육 및 스트레스 요인에 대한 식생지수 반응 모델이 필요하다.

이미지화

열화상 카메라는 캐노피 온도 상승을 감지해 벤트그래스에 시각적 증상이 나타나기 5일전 잔디 가뭄 스트레스를 감지할 수 있다. 이를 스트레스 지수와 함께 사용해 가뭄 스트레스를 줄이는데 필요한 관수 시기 및 양을 식별할 수 있다.

지오레퍼런스 열화상 카메라는 관개 적용 시 정확한 위치를 제공해 관수 효율을 높일 수 있다. 영상 카메라는 잔디에서 병증상을 찾고 살균제 사용량을 줄이는 정확한 방법을 제공할 수 있다.

카메라 이미지의 디지털 분석은 육안 진단보다 톨페스큐에 대한 브라운패치 감염을 진단하는데 더 정확하며, 살균제 처리 지도를 만드는데 도움이 될 수 있다. 또 디지털 이미지 분석으로 잔디와 잡초를 구분해 제초제 처방 프로그램을 개발할 수 있다.

이러한 기술로 광범위 제초제 살포에 비해 투입량을 20~60%까지 줄이는 정밀 제초제 살포 지도를 만들 수 있다. 이미지는 제초제 적용 정확성을 높일 수 있으나, 데이터 처리 자동화를 위해 사용자 친화적인 소프트웨어를 개발해야 한다.

전기전도 및 지표투과 레이더

토양 전기전도도(ECa)는 토양 염분, 침출, 점토, 유기물 함량의 분포와 변이를 정량화한다. 이는 코스관리자가 토양의 염분이 잔디에 주는 영향을 줄이는데 도움이 될 수 있다. ECa를 지오레퍼런스로 위치화하면 토양 샘플링에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있다.

지표투과레이더(GPR, 레이더로 지표 및 지형을 이미지화)는 그린의 지하배수 파이프 시스템을 매핑하고 토양 수분 함량을 정량화할 수 있다. 표면 단단함은 클레그 해머 테스트보다 GPR을 이용하면 더 짧은 시간에 정량화할 수 있다.

향후 과제

연구에 따르면 인터뷰에 응한 소그룹의 코스관리자 중 누구도 정밀관리를 코스에 적용하는데 필요한 데이터 처리법을 이해하지 못했다. 이밖에도 정밀관리 채택의 주요 장벽은 실사용 경험 부족, 치밀한 관리일정에 대한 태도, 물적자원 관리 부족, 제시된 혜택에 대한 회의 등이 보고되고 있다.

이로 미뤄볼 때 정밀관리 채택을 위해선 프로그램 수를 늘리지 않는 단순한 관리법을 개발해야 한다. 또 정밀관리 채택의 혜택과 비용을 평가하고 정량화해야 한다.

앞으로의 연구는 각 코스별 원하는 경기성 및 미관 목표에 대한 올바른 제품 및 적용 비율을 결정하기 위한 모델 및 의사결정 지원 시스템을 개발해야 한다. 또 코스관리자를 위한 데이터 처리 및 추천을 자동화하는 소프트웨어 개발에 중점을 둬야 한다.

진화된 데이터 과학 기술은 병해충과 스트레스를 분류하고 처리 프로그램 모델을 개발하는 시간을 줄일 수 있다. 미래의 자동화되고 상호 연결된 코스를 관리하려면 새 하드웨어, 소프트웨어와 데이터 과학에 대한 교육이 필요하다.