기후위기를 맞이한 시대에서의 연구 활동,

제2기 국민평가단 현장점검으로 배웠습니다!

                                                          제2분과 김현재 적응 리포터

 

안녕하세요. 제3차 국가기후변화대책 적응대책 제2기 국민평가단 2분과 리포터 현재입니다. 지난 11월 3일, 현장답사를 통해 적응대책 현장을 확인해 앞으로의 대책 방향을 고민할 수 있게 하고자 현장 점검 시간을 가졌습니다.

 

농촌진흥청 산하 기후위기 적응 관련 기관과 시설을 돌아보는 활동을 진행했는데요, 관측, 연구를 위해 다양한 기술들이 실현되고 있었던 장이었습니다. 어떤 현장을 확인했는지, 2분과 리포터인 제가 알려드리겠습니다!



 

첨단 디지털 온실에서 재배를 위해 운영하는 스마트팜

 

먼저, 첨단디지털온실부터 둘러보았습니다. 본래 온실은 겨울을 포함한 4계절 내내 지속적으로 작물을 생산하는 것이 목적이므로 자연에너지를 사용하여 재배하고 있습니다. 환기도 시뮬레이션하고, 효율적으로 할 수 있도록 반밀폐형 온실을 채택했으며 히트펌프, 연속형 천장, 에어로겔 다겹보온커튼, 풍향 가변형 순환 팬, 고압 포그, 독립셀 구조, 외부 차광막까지 설치해 온도 관리 및 환기를 효율적으로 진행하고 있습니다.

 

 

첨단디지털온실에 들어가기 전, 발에 묻은 흙과 먼지를 털어내었고, 실시간으로 측정하는 사용전력 및 온도를 통합 온실 모니터링하여 수시로 확인이 가능하도록 준비한 현장의 모습이었습니다.

 

이 시설의 특징은 인공지능 기반 복합환경제어시스템이 적용되었다는 점입니다. ‘클라우드 기반 재배 데이터 분석 의사결정 지원 서비스’, ‘온습도 제어를 위한 신뢰성 향상 정말 환경 센서’, ‘이기종 시스템 간의 통합 운영 호환성 고려’ 기능을 활용해 작물의 생산성 향상과 에너지 효율성 증대까지, 두 마리의 토끼를 전부 잡습니다. 현장에서는 온도, 습도, 햇빛까지 조절이 가능하다고 합니다.

 

 

그리고 여기서는 일하는 노동자까지도 고려합니다. 농사는 계속 앉고, 불편한 자세로 일해야 하다 보니, 위험도가 크다는 점을 고려해 재배방식은 수경재배(행잉거터 방식)와 수직 재배를 병행하며 줄기 유인은 순서대로 상향, 하향, 상향_평면 유인 방식으로 재배지를 구성합니다.





여기에 노동자의 부담을 줄여주는 존재로 ‘무인 방제 로봇 시스템’이 있습니다. 작물들 사이를 돌아다니며 물과 농약을 뿌리는 역할을 하며 그 외에 작업자를 인식하며 최대 300kg까지 작물을 운반하는 ‘작업자 추종형 운반 로봇 시스템’도 존재합니다.





 

전반적으로 여기에서는 토마토, 참외, 딸기를 재배하고 있습니다. 생산량, 작물 생육 상태, 작물병해진단까지 스마트팜에서 일일이 검토해야 하는 과정 없이 지표에 따라 작물을 생산할 수 있도록 체계가 마련되어 있습니다.

 

수확하는 작물마다 생육-재배하는 방식도 제각각인데요, 대표적으로 딸기는 <코이어 배지 수경재배> 방식을 통해 현재 재배하고 있습니다.

 

한편, 첨단디지털온실은 냉난방을 이용하는데, 입구 앞에 있는 냉난방 기기를 활용해 여름에는 찬물, 겨울에는 뜨거운물을 각각 아랫물, 윗물로 넣어 효율적으로 활용합니다. 공기의 흐름을 상승기류, 하강기류를 활용해 관리하는 것입니다.





 

국립원예특작과학원: 이상기상연구동과 인공기상연구동에서 만난 작물재배의 미래

두 번째로 방문한 국립원예특작과학원은 이상기상에 대응해 채소를 안정적으로 생산할 수 있도록 기술을 개발하는 곳입니다. 기후변화 시나리오에 따라 생길 수 있는 피해를 평가하고 있습니다.

 

 

 

바로 여기, 이상기상연구동에서는 온실에서 이상기상에 대응해 채소 박물별로 기후 및 생육인자에 따른 생산량을 추이 모델을 개발하고, 검증합니다. 기존 기후온실이 하나 있다고 치면, 옆의 온실은 5도 낮은 기온을 유지하고 있는 등 온실마다 기상기후를 다르게 조성해 연구합니다. 이를 통해 환경스트레스(저일조, 고온, 저온, 건조, 강우 등)에 따른 채소 작물별 피해 기작을 해석하고, 경감기술 개발에 활용합니다. 이렇게 농업에서 활용할 수 있는 참조 표준을 만들어갑니다.

 

연구시설 하부에는 토양통을 통해 물 잔여 배수량을 측정하고, 이를 통해 수자원 필요량을 정확하게 측정합니다.

그리고 인공기상연구동에서는 작물의 생리상태를 연구하는 것을 목적으로 작물의 기상환경(이산화탄소, 온도, 햇빛 등)에 따른 반응을 살펴 기상재해 경감방안을 수립하고자 합니다. 이를테면, 재배 시기의 변화하는 것으로 부작용 없이 작물을 계속 재배할 수 있을 것이고, 쌀가루의 경우, 전용 품종을 연구하여 익는 온도가 다른 점을 연구해 벼마다 알맞은 재배 시기를 찾아 식량문제 해결을 위해 노력하고 있습니다. 가능하다면, 추수기 조절도 고민하고 있습니다.

 

 

미래 식량작물을 연구하고, 생육단계별로 고온, 오존, 강우 등의 상황을 두고 실험합니다. 전반적인 생육을 관찰하며 온도에 따라 연구하는 과제도 제각각입니다. 바깥에서 햇빛을 받으며 실험하기도 하며

 

-18도(최고 23도, 최저 13도/바로미2 등숙 온도에 따른 형질 변화 과제)

-21도(최고 26도, 최저 16도/온도에 따른 쌀 담백질 함량, 형질 변화, 콩 품종별 생육 변화 과제)

-24도(최고 29도, 최저 19도/담백질 함량과 형질변화는 동일. 출수기 조절 대사물질 구명 과제)

-27도(최고 32도, 최저 22도 / 고온이 벼 생육과 품질에 미치는 영향, 바로미 2 고온육묘 시험, 온도에 따른 콩 품종별 생육 변화 구명 과제)

-33도(최고 38도, 최저 28도/ 27도 과제와 동일)

 

비가 내린다는 가정을 세워 지속적인 강우가 작물에 끼치는 영향을 연구하기도 합니다. 강우 및 폭우가 내려버리면, 수바라(싹)이 자라 품질이 떨어지기 때문입니다. 이를 방지할 대책을 연구합니다.

 

한편, 필요한 경우, 온실에서 실험하기도 합니다.

-28도(최고 33도, 최저 23도, 일장 12hrs/ 출수 대사 관련 신규 gene 구명시험)

 

우리가 먹는 쌀은 벼를 재배해 수확하여 먹지만, 재배면적이 높은 것과는 별개로 재배량과 자급률은 그리 높지 않습니다. 기상기후에 따라 풍년과 흉년이 결정되는 농사인 만큼 이러한 연구 활동이 잘 이어져야 한다는 생각이 듭니다. 작물의 미래가 국민의 미래라는 말이 과언이 아닙니다.

 

국립농업과학원: 농업을 위한 기후 전문! 농업기상재해 조기경보시스템

 

마지막으로 본 곳은 농업에 필요한 온도, 습도 등이 제각각이고, 작은 요소가 농업에는 치명적인 악영향을 끼칠 수도 있습니다. 이를 고려해 일사량, 강수량, 일조시간 등 기상자료를 촘촘하게 수집합니다. 자세한 내용은 다음과 같습니다.

 

-온도: 대기온도, 초상온도, 토양온도(지하 10, 20cm 기준)

-강수 및 습도: 강수량, 증발량, 결로시간, 대기습도, 토양수반(지하 10, 20cm 기준)

-바람 및 햇빛관련: 풍속, 풍향, 일사량, 일조시간

 

이를테면, 바람개비: 풍속 / 센서: 풍향을 측정하는 데에 활용되는 기상측기탑을 시작으로, 센서를 통해 수변 지속 시간(물방울이 처음 맺힌 시간) 측정도 합니다. 잎에 물이 묻으면 조직이 약해져 해당 식물 및 작물의 면역력 약화로 이어지기 때문입니다.

 

그리고 일조시간 센서: 태양이 뜬 시간 / 일사량(빛의 양)

초상온도센서: 풀 위의 온도 / 강수량 측정(안에 바구니가 있으며 겨울에는 히터가 작동하여 증발량으로 계산)

 

 

한편, 토양 수분 센서는 땅속에 매립되어 있으며 추후 기상청과 함께 서리도 관측할 계획이라고 합니다. 전반적으로 센서와 맺힌 물방울 등으로 파악할 수 있습니다.

 

여기서 관측-수집한 정보는 웹서비스에 제공해 공공데이터 포털에다가 공유합니다. 이를 본 농민들은 더욱 유연하게 농업을 진행하고, 상황에 대처할 수 있게 해준다는 점에서 의미가 있습니다.

 

“기후위기를 이야기할 때, 늘 심각성으로 이야기하는 것이 식량 전쟁이 올 것이라는 말이었습니다. 역사적으로도 보릿고개를 넘는다는 말이 존재하고, 흉작, 흉년, 기근을 겪은 사람들이 많이 죽어갔으니, 식량 때문에 전쟁까지 발발하는 것이 불가한 일도 아니겠습니다.

 

게다가 기후위기의 큰 문제점은 평균 기온이 높아지면서, 오늘 돌아보았던 농촌진흥청 국립원예특작과학원, 국립식량과학원, 국립농업과학원 등에서의 표본이 사라질 수 있어서 연구 진행이 어렵게 되는 시기가 올 수도 있다는 점에서 심각합니다.

 

우리가 살던 세상과 책에서 배우던 생태계가 책 속의 이야기로만 남을 수 있다는 점에서 기후적응의 큰 의의는 가이드라인 마련과 모든 주체의 참여를 구체화하는 것이 중요하다는 의지를 독하게 품었던 하루가 아니었나 싶습니다.”