ICT 만난 스마트팜, 영농 체질 바꾼다

작물 자동 분석해 온실 환경 정밀 조절
생산성 향상… 기후 대응 종자 개발도

“모든 곡물들이 잠을 깨는 곡우(穀雨)에 가물면 땅이 석 자가 마른다.”

24절기 중 청명과 한식, 곡우가 끼어 있는 4월은 1년 농사를 좌우한다고 할 정도로 중요한 시기다. 특히 ‘곡식을 깨우는 비’라는 뜻의 곡우는 매년 4월 20일쯤으로 농가는 이때를 전후해 본격적인 농사를 시작한다.

조선시대 농업은 ‘농자천하지대본’(農者天下之大本)이라고 표현될 정도로 인간이 살아가는 최고의 근본이라고 여겨져 왔다. 그렇지만 1960~70년대 본격적인 산업화가 시작되고 전체 국가경제에 농업의 비중이 점점 낮아지면서 사양산업으로 외면받기 시작했다. 실제로 지난해 통계청이 발표한 ‘농림어업총조사’ 결과에 따르면 우리나라 농가 경영주의 평균 연령은 66.5세로 국제 기준인 65세를 넘는 고령자가 전체 농가의 39%에 이르고 있다. 전문가들이 “국내 농업 종사자 숫자의 감소와 고령화는 다른 나라들에 비해 빠르게 진행되는 추세인 만큼 기술집약적 산업으로 체질 개선이 필요하다”고 지적하는 이유이기도 하다.

선진국에서는 농업을 통해 환경보존과 자연생태계 유지, 자연경관 유지, 홍수조절 및 수자원 보존 등의 가능성을 보고 정보통신, 생명과학, 나노기술 등 첨단 과학기술을 농업에 접목시켜 부가가치와 농촌생활의 편의성을 높이는 ‘스마트 농업’에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 대표적인 것이 정보통신기술(ICT)을 활용한 ‘스마트팜’(Smart Farm)이다.

스마트팜은 농부가 현장에 가지 않고 영농에 필요한 정보를 실시간으로 파악하고 작업을 수행할 수 있는 기술을 말한다. 이 기술을 활용하면 작물이 잘 자랄 수 있도록 생육환경을 실시간으로 모니터링하고 파종에서 수확까지 자동으로 조절해 균질한 품질의 농산물을 효과적으로 생산할 수 있게 된다.

현재 스마트팜 기술은 정밀제어가 가능한 유리온실이나 식물농장 같은 시설농업 분야에 우선적으로 적용되고 있다. ‘될 성싶은 나무 떡잎부터 알아본다’는 옛말처럼 작물의 어린 잎부터 생육상태를 관찰해 다 자랐을 때 생산성이나 수확량을 예측함으로써 우량품종 선발이나 개선에도 활용할 수 있다.

이를 가능하게 하기 위해서는 사람의 눈을 대신해 식물의 크기와 색, 형태를 감지하는 이미지 기반기술, 코와 미각을 대신해 작물의 향과 성분을 탐지하는 센서기반 모니터링 기술, 비파괴 성분 분석 기술, 노동력 절감을 위한 로봇자동화 기술, 생육데이터를 분석하고 유용한 농업정보로 변환시켜 주는 데이터 모델링 기술 등이 적용되고 있다.

미국, 네덜란드 등 농업 선진국들은 스마트 농업 이전부터 데이터를 기반으로 한 농업기술로 생산성을 높이고 있다. 미국은 농작물 생장에 대한 각종 데이터를 현장에서 농민이 직접 분석하고 관리할 수 있도록 하는 기술을 개발하면서 농업 생산성이 급격히 높아졌다. 현장에서 획득한 데이터는 급격히 변하고 있는 기후에 대응할 수 있는 종자 개발에도 활용되고 있다.

세계 농산물 수출 2위 자리를 지키고 있는 네덜란드는 유리 온실형 스마트팜을 개발해 식물 생육과 생리특성 분석 플랫폼, 적정 영상 분석기술 등 자동화와 데이터 기반 생산기술을 유리온실 설비에 적용해 생산 및 품질관리, 출하, 수출까지 농업 전과정에 과학기술을 활용하고 있다. 온실 관리 분야 글로벌 선도기업으로 꼽히는 네덜란드 프리바는 최적의 생산성과 품질을 확보하기 위해 작물의 재배환경 변화에 따른 미세한 생육 특성변화 정보를 바탕으로 온실 환경을 정밀하게 조절하는 기술을 확보하고 있다.

농업 선진국들의 움직임과 비교해 국내에서 스마트팜 기술은 아직 걸음마 단계다. 가장 눈에 띄는 것이 한국과학기술연구원(KIST) 강릉분원 천연물연구소를 중심으로 농업현장에서 얻어지는 작물과 생육환경 데이터 등을 활용해 농업 생산성과 경제성을 높이기 위한 ‘데이터 기반 농업 시스템’ 구축 연구 정도다.

KIST 관계자는 “현재 세계 스마트팜 기술과 산업은 과학기술을 농업 유통과 서비스 단계까지 접목시킨 ‘스마트팜 3.0’ 시대에 접어들었는데 우리나라는 온실개폐, 관수자동화, 농약살포 원격자동제어 등 생산 단계의 하드웨어 부분에 치중한 ‘스마트팜 1.0’ 수준에 머물러 있다”며 “스마트팜 기술은 농업시설, ICT, 생명공학(BT) 등 다양한 분야가 융합연구될 때만 가능해지는 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr