정밀농업, 코로나 이후 농업 대안으로 급부상

기존 농업에 ICT 기술 접목…친환경과 경제성 동시 달성

수확의 계절인 가을이 어김없이 돌아왔지만 작년과는 사뭇 다른 분위기다. 코로나19로 인해 사회 모든 분야가 멈춰버리거나 느리게 돌아가고 있는 가운데 농업마저 침체를 겪고 있기 때문이다. 코로나19 사태와 기후 위기로 인해 인류에게 새로운 식량위기가 닥치고 있는 가운데, 새로운 농법에 대한 관심이 높아지고 있어 관심이 모아지고 있다.

미국의 환경 운동가인 ‘레스터 브라운(Lester Brown)’은 20세기 후반부터 시작된 식량의 대량생산 과정을 지켜보며 이를 녹색혁명(green revolution)이라 불렀다. 전통적 농법이 아니라 품종개량 및 수자원 공급 시설 개발, 그리고 화학비료 및 살충제 사용 같은 새로운 기술이 농업에 적용되면서 농업 생산량이 기하급수적으로 늘어났기 때문이다.

미국 옥수수 수확량 예측 모델은 기존 농업에 ICT가 접목된 결과다 ⓒ descarteslabs

특히 화학비료와 살충제의 사용은 식량생산을 크게 늘리는 원동력이 되었는데, 이 같은 추세는 그리 오래가지 못했다. 1990년대 이르러 토양과 지하수가 화학비료 및 살충제로 오염이 되자 오히려 식량생산 규모가 감소하기 시작했다. 이른바 녹색혁명의 역설이다.

이처럼 생산량의 증가폭이 감소하기 시작하면서, 지속가능한 농업에 대한 필요성이 제기되었다. 필요성은 제기되었지만 방법론을 찾지 못해 10여 년을 헤매던 농업은 21세기에 들어와 눈부시게 발전한 ICT 기술 덕분에 비로소 길을 찾게 되었다. 바로 제2의 녹색혁명이라 불리는 ‘정밀농업(precision agriculture)’이 시작된 것이다.

농업에 ICT 기술을 정교하게 활용하는 것이 정밀농업의 핵심

정밀농업이란 한마디로 말해 농업에 ICT 기술을 활용하는 것이다. 농작물 재배에 영향을 미치는 요인에 관한 정보를 수집하고, 이를 분석하여 불필요한 농자재 및 작업을 최소화함으로써 농산물 생산 관리의 효율을 최적화하는 시스템인 것이다.

정밀농업의 기본 개념을 한 문장으로 표현해 주는 문구가 있다. 바로 ‘정확한 시간에, 정확한 장소에서 정확한 처리를 하는 것(Doing the right treatment, at the right times, in the right places)’이다. 즉 토양 특성과 작물 생육의 특성에 맞는 최적화된 방식의 농업이라는 의미다.

정밀농업은 ‘관찰’과 ‘처방’, 그리고 ‘농작업’ 및 ‘피드백’ 등 총 4단계에 걸쳐 진행된다. 1단계인 관찰 단계에서는 기초 정보를 수집해서 센서 및 토양 지도를 만들어내고, 2단계인 처방 단계에서는 센서 기술로 얻은 정보를 기반으로 농약과 비료의 알맞은 양을 결정해 정보 처리 분석 기술로 이용한다.

다음으로 3단계인 농작업 단계에서는 최적화된 정보에 따라 필요한 양의 농자재와 비료를 투입하고, 마지막 4단계인 피드백 단계에서는 모든 농작업을 마치고 기존의 수확량과 비교하면서 데이터를 수정 보완하여 축적한다.

정밀농업 빅데이터 분석체계 ⓒ 국토정보공사

물론 정밀농업은 하나의 기술을 일컫는 단어가 아니라 농업의 새로운 변화를 이야기하는 총체적인 개념이다. 따라서 비료를 살포하는 양을 정하는 과정도 통계와 ICT를 기반으로 하는 과학적 시스템을 기반으로 정하는 것이 특징이다.

예를 들면 정밀농업이 시행되기 전만 해도 다음 해의 비료량을 결정할 때는 작물을 수확한 후 포장의 토양을 분석해서 토양상태와 작물이 흡수가능한 영양분을 고려하는 것에 그쳤다. 농작물 상태를 고려하지 않고 작물별 양분흡수량과 작물을 심기 전 토양의 상태만 가지고 비료 살포량을 결정한 것이다.

반면에 정밀농업에서는 작물별 양분의 흡수량과 수확 후 토양 상태뿐만 아니라 현재의 작물 상태까지 진단하여 종합적으로 비료 살포량을 결정한다. 또한 더 정밀한 관리가 가능하도록 목표 수량 확보에 작물이 꼭 필요한 양만을 시기별로 결정하여 살포한다. 따라서, 정밀농업은 기존의 농법보다 한층 진화한 환경친화적 농법이라 할 수 있다.

정밀농업으로 친환경과 경제성을 동시 달성 가능

정밀농업이 주목받는 이유에 대해 전문가들은 부족한 노동력에 대응할 수 있는 농법이라는 점과 불확실성을 감소시킬 수 있다는 점, 그리고 친환경과 경제성을 동시에 달성할 수 있다는 점을 꼽는다.

부족한 노동력에 대응할 수 있는 이유는 스마트팜 형태로 농업이 운영되기 때문이다. 스마트 기기를 활용하여 실시간으로 농작물의 상태를 확인하면서 적절한 조치를 취할 수 있다. 또한 자동주행기술의 발달로 농기계까지 자동화되면서 최소한의 인력만 가지고도 운영할 수 있다.

이 같은 추세에 따라 미국의 경우 전체 농가 40%가 정밀농업 시스템을 도입한 것으로 나타났다. 또한 농업 선진국으로 유명한 네덜란드도 90년대 후반 들어 노동 인구가 급격하게 줄어드는 위기를 정밀농업으로 극복한 바 있다.

불확실성 감소는 농업이 갖고 있는 취약점을 보완하는 정밀농업만의 강점이라 할 수 있다. 토양에 대한 정보의 시각화로 지도가 만들어지고, 각종 센서 기술들로 부족한 양분과 취약한 병충해 관리가 가능해지므로 불확실성이 감소되는 것이다.

인공지능 제초로봇인 레튜스봇처럼 인간의 관여를 최소화하는 것이 정밀농업의 목표 중 하나다 ⓒ bluerivertechnology

미국의 경우 정밀농업이 농업의 불확실성을 감소시킨다는 연구결과가 밝혀진 후, 팜로그(Farmlogs) 같은 ICT로 무장한 정밀농업 기업들이 등장하고 있다. 이 회사는 강수량 정보와 토양 상태 정보를 실시간으로 제공하고, 현장에서 얻은 정보를 바로 스마트폰 앱에 입력하여 공유할 수 있도록 하는 플랫폼도 운영하고 있다.

친환경과 경제성을 동시에 달성할 수 있는 정밀농업의 특성은 지속가능한 농업의 미래를 가능케 한다는 것이 대다수 전문가들의 의견이다. 실제로 정밀농업을 적용한 스페인 농가의 경우 평균 비료 사용량이 14% 정도 감소했고, 물 사용량도 25%나 감소한 반면에 생산성은 20%가량 증가한 것으로 드러나 주목을 끌고 있다.

한편 정밀농업은 양질의 일자리 창출에도 많은 기여를 할 것으로 전망되고 있다. 정밀농업을 전담하는 기술자는 농산물 생산에 영향을 주는 요소인 토양과 생육 분야 등을 연구하고 지리정보체계(GIS) 같은 지구과학 기술을 활용해서 정확한 정보를 분석한다.

따라서 정밀농업기술자가 되면 농촌진흥청이나 농업기술센터 등에 취업하여 기술직이나 연구직 등에 종사할 수 있다. 정부도 법·제도적 차원에서 정밀농업 활성화 계획을 수립하고 있어서 앞으로 정밀농업기술자에 대한 수요가 점차 늘어날 것으로 전망되고 있다.

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