농업도 4차산업혁명시대, 울산도 ICT 스마트팜 활성화
(5·끝) 국내 환경 고려한 보급형 스마트팜 개발도 박차
스마트팜 솔루션 융합연구단
과학기술원등 5개 연구기관 모여
국내 환경에 맞는 기술 찾아내려
각기 다른 조건에서 토마토 재배
최적의 수확시기 찾는 시스템 개발
‘양액’ 필수적인 스마트팜
농업용수에 영양분 첨가한 양액
조절하며 공급하는것 매우 중요
융합연구단 ‘로드셀’ 방식 개발
식물이 원할때 원하는만큼 공급
국내외 선진 스마트팜에서는 ICT(정보통신기술)를 활용, 고품질의 농산물을 대량 생산해 생산성과 수익성 두마리 토끼를 잡고 있다. 이같은 장점에도 불구하고 아직까지 국내에서는 선진국의 설비가 잘 맞지 않는데다 소규모 농가가 많은 농업 특성상 스마트팜 구축에 필요한 막대한 비용 부담으로 활성화되지 못하고 있는 것이 사실이다. 농가 부담을 해소하고, 스마트팜 도입 확산을 위해 강원도 강릉에 위치한 한국과학기술연구원(KIST) 강릉분원 천연물연구소 내 ‘스마트팜 솔루션 융합연구단(이하 융합연구단)’에서는 우리나라 기후에 맞는 기술과 설비를 개발, 기술이전을 통해 민간에 보급하고 있다. 통상 스마트팜 구축을 위해 3300여㎡(1000평) 기준 6~7억여원이 필요한데, 융합연구단은 국산화를 통해 이를 절반 수준으로 낮추는 것을 목표로 기술개발에 박차를 가하고 있다.
◇5개 연구기관 스마트팜 기술 국산화 연구
융합연구단은 한국과학기술원·한국전자통신연구원·한국생산기술연구원·한국에너지기술연구원·한국식품연구원 등 국내 5개 연구기관의 연구자들이 모여 스마트팜 관련 기술과 설비를 개발하는 이른바 ‘드림팀이다. 지난 2015년 출범한 융합연구단은 올해 초 지금까지 개발한 기술과 시스템의 실증 테스트를 위해 실증팜을 개소, 활발하게 연구를 이어가고 있다.
지난 6월 말 찾은 KIST 강릉분원 내 792㎡(240평) 규모의 실증팜에서는 데이로스(Daylos) 품종의 토마토 수확이 막바지였다. 실증팜 내부는 토마토를 재배하면서 각종 기술과 시스템을 테스트하기 위한 장비들로 빼곡했다. 이곳 실증팜의 4개 온실은 서로 각기 다른 조건에서 토마토를 재배, 국내 기후에 맞는 스마트팜 기술과 설비, 재배 방법을 찾기 위한 연구를 하고 있다.
융합연구단에서는 국내 환경에 맞는 온실 내부 환경제어솔루션과 스마트팜 작업관리 시스템, 스마트팜 에너지관리 시스템 등을 개발 중이다.
특히 재배 중인 토마토의 작물 특성에 맞춰 유통에 적절한 토마토의 숙도(익은 정도)를 판별하는 시스템을 개발, 실증단계가 한창 진행 되고 있었다.
융합연구단은 숙도가 알맞은 토마토 사진으로 판별장비의 알고리즘 딥러닝 통해 기존 크기분류에서 그치던 장비 수준을 숙도를 기반으로 최적의 수확시기를 결정할 수 있도록 향상했다.
이주영 SFS융합연구단 박사는 “토마토의 품질과 가격은 적절한 숙도로 언제 출하하느냐에 달렸다”면서 “토마토는 숙도 판단 오류로 인해 유통과정에서 30~40% 버려지는 물량이 발생하는데 이 시스템을 활용하면 농가 손실을 크게 줄일 수 있다”고 말했다.
◇국내 환경에 맞는 관수·양액 제어 기술 개발
스마트팜에서는 농업용수에 작물의 생장에 필요한 각종 영양분을 첨가한 이른바 ‘양액’이 필수적이다.
양액을 적절하게 공급해 식물이 원활하게 자랄 수 있도록 조절하는 것이 매우 중요한데 융합연구단 실증팜에서는 일명 ‘로드셀’ 방식을 개발 중이다.
로드셀 방식은 식물의 줄기에 부착된 센서를 통해 광량과 온도가 일정 이상이 되는 뿌리활동이 활발한 조건을 분석, 이 때 양액을 필요한 만큼 공급하는 방식이다.
이주영 박사는 “스마트팜에서 양액은 식물의 생장에 필수적인 요소로 대부분의 스마트팜 농가에서는 원활한 생장활동을 위해 온실 내부 조건변화에 관계없이 양액을 과잉 공급하고 있다”면서 “이렇게 되면 많은 양의 양액이 버려져 이로 인한 토양과 지하수, 하천 등 환경오염을 일으킬 수 있어 적절한 양액공급이 중요하다”고 말했다.
환경 보호를 위해 네덜란드 등 선진국에서는 양액을 재활용 또는 재처리하도록 법적으로 규제하고 있다.
또한 양액을 재활용할 경우 양액 제조에 필요한 우수나 지하수도 아낄 수 있어 환경보호와 함께 일석이조다.
융합연구단에서는 국내 스마트팜 농가에서 활용할 수 있도록 불가피하게 발생하는 버려진 양액 즉 배액을 재활용 할 수 있는 기술도 개발하고 있다.
우리나라에서는 비용적인 이유로 암석가루를 이용한 암면배지보다 코코넛배지를 두배 이상 많이 활용하는데 이런 국내 조건을 고려해 암면·코코넛배지 모두에서 활용 가능한 재처리 시스템을 개발 중이다.
이 박사는 “암면배지를 통과한 배액은 모래여과와 UV살균 등을 통해 충분히 재처리 할 수 있지만, 선충이나 중금속에 오염됐을 가능성이 높은 코코넛배지를 통과한 배액은 탁도가 높아 UV살균이 어렵다는 단점이 있다”면서 “국내 원예농가 환경에 맞는 재처리 기술을 개발, 실증 중이다”고 말했다.
강릉 글=서정혜기자 sjh3783@
사진·편집=정다은기자 ksdaeun@ksilbo.co.kr