환경보호와 작물생산성 증진을 위한 정밀농업

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환경보호와 작물생산성 증진을 위한 정밀농업
[기고] 정밀농업에서의 화학성분 분석기술

2022.12.01 09:00 김동민

김동민 Pessl Instruments社 화학센서개발 연구원

농업기술의 발전의 선두지역인 북미와 유럽

농업기술은 과학기술과 맞물려 꾸준히 발전하고 있지만 아직 우리에게 큰 체감이 되지 않았던 이유는 우리 생활에 있어서 농작물은 소비자였지 생산자가 아니었기 때문이다. 농업 생산자인 농업인도 새로운 농업 기술을 적용해 저비용 대량생산의 시스템을 받아들이기에는 우리나라처럼 지역 특성상 아직 시장이 성숙하지 않은 면도 있었다.

이와 다르게 환경보호와 식량안보가 이슈인 요즘 농업기술을 가장 적극적으로 발전시키고 일반 농가들도 관심이 많은 지역은 북미, 유럽이 될 수 있다. 북미 지역의 경우 대규모 평원이 조성되어 있어 단일작물을 대량생산 하는 데 유리하므로 작물의 특성에 따른 환경 데이터와 토양 성분 데이터를 수집하고 이를 바탕으로 비료 사용량을 조절함으로써 생장 속도를 최적화하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 농가들의 규모가 대규모인 만큼 새로운 기술을 투입하는 데 있어서 더 적극적이다.

유럽의 경우 수직 농업이 처음 도입된 네덜란드를 중심으로 IT 기술이 접목된 자동화 실내 농업을 발달시켜 기후변화에 대비할 수 있는 미래농업을 발전시키고 있다. 특히 유럽연합 회원국을 중심으로 공동연구가 활발하게 이루어지고 있는데 농업기술을 미래 먹거리 산업으로 인식하고 환경보호의 선두 기술로 공동 인식하여 이에 대한 기술 발전에 시너지 효과를 낼 수 있도록 시스템을 구축했다. 대표적으로 유럽의 환경분석기술 연구연합체 eurofin을 들 수 있는데 최근 식물의 영양상태를 실시간으로 분석하고 이를 통해 식물의 비료요구량을 예측하는 기술을 적극 발전시키고 있다.

우리나라 농업산업의 발전 모델

농작물의 효율적 관리는 비단 비용 문제 뿐 만 아니라 환경보호 측면에서도 매우 중요하다. 아프리카나 개발도상국에서의 주력산업이 농업인 데 반해 선진국일수록 농업이 경제에서 차지하는 비중은 낮은 경향이 있다. 그런데도 북미와 유럽이 이렇게 농업기술에 관심을 많이 갖는 이유는 농업을 경제적인 측면에서만 보지 않고 기후변화시대에 꼭 필요한 핵심 산업으로 인식하기 때문이다.

우리나라도 최근 실내 농업을 도입하는 농가가 늘어나고 있지만 그 비중은 아직도 현저히 낮은 편이다. 가용 토지 면적이 적고 기후변화에 따른 농작물 피해가 심각한 우리나라는 미국의 대규모 농장모델보다는 유럽의 실내 농업 시스템을 적극적으로 도입하여 미래의 식량주권을 확보해야 할 필요성이 있다. 국가 주도로 농업산업을 육성하여 우리의 강점인 IT 기술과 자동화 기술을 농업에 적극 도입한다면 충분히 농업기술이 발전할 가능성이 있다.

정밀농업시대의 생산자와 소비자

이를 위해선 여러 분야의 기술이 필요한데 특히 화학분석 기술은 농작물의 실시간 영양상태를 파악하는 데 중요하다. IT/자동화가 식물성장에 적합한 온실조건을 만든다면 화학분석 기술은 식물의 실시간 건강검사라고 볼 수 있는데 이러한 두 가지 데이터를 축적한다면 식물별 맞춤 실내 농장을 구축할 수 있게 된다.

실내 농업 시스템에서 가장 중요한 기술 중 하나인 화학성분 분석 기술은 작황 상태와 작물 품질 판단에 근거가 될 수 있는 영양 수치를 제공할 수 있다. 이러한 영양수치를 일반사용자도 보다 빠르고 간편하게 얻을 수 있도록 하는 것이 정밀농업이 나아가야 할 방향이 된다. 이렇게 영양 수치 판단 키트가 생산자뿐 만 아니라 소비자에게도 접근 가능하다면 4차산업 시대에 농업의 발전도 피부로 느낄 수 있는 분야가 될 것이다.

김동민 오스트리아 페슬인스트루먼트사 화학센서개발 연구원

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