미래 농업을 위해 스마트팜이 필요하다.

횡성군농업기술센터 농촌자원과장 곽기웅 kkw3047@korea.kr

지난해와 같이 잦아진 기상재해를 극복하기 위해 비닐하우스에 대한 지원을 늘려 달라는 농업인의 요구가 더욱 커지고 있다.
이는 노지에서 농사짓기가 그만큼 어려워졌고, 이를 극복해야만 하는 농업인의 숙명이 되어 가고 있다.
일례로 예전에는 큰 문제가 안 되었던 고추 탄저병이 최근 몇 년 사이에 여름 습한 날이 많아짐에 따라 대발생하여 고추 하나도 수확하지 못하는 밭이 많아져 농업인에 큰 경제적 어려움을 주고 있다. 또한 따뜻한 겨울로 인해 우리군에서 월동하지 못하던 꽃노랑총채벌레가 월동하기 시작하여 토마토, 고추 등에 통칭 칼라병이라는 토마토반점위조바이러스가 번성하여 토마토 재배 농가를 괴롭히고 있다.

비닐하우스 측창 자동개폐기 고장으로 인한 열해받은 토마토

이러한 문제들을 해결하기 위해 비닐하우스를 설치하여 작물을 재배하면 작물이 비를 맞지 않아 병으로 인한 피해가 줄어 들뿐 아니라 물주기와 비료주기를 조절할 수 있어 작물 생산량도 많아지고 품질이 향상되어 농업인의 소득도 높아지는 등의 이점이 많다. 그러나 비닐하우스를 설치했다고 하여 모든 문제가 해결되는 것만은 아니다. 비닐하우스에서 농사를 짓다 보면 측창을 개폐하지 않아 작물이 열상을 받아 타버리는 경우가 발생하기도 하고, 7월, 8월의 고온으로 인해 열매를 맺지 못하는 일도 다반사로 일어난다. 

작물재배의 최적의 조건을 만들어 주기 위해 사람이 아닌 기계가 비닐하우스 안이 추우면 문을 닫고, 더우면 문을 열고, 비료와 물을 주는 등의 일련의 농작업 과정을 알아서 해준다면 얼마나 편리하겠는가? 이 물음에 답하기 위해 스마트팜이나 디지털 농업이 연구되고 보급되고 있다.

횡성군 시설 농업의 발달과정

1988년이전에 우리군에는 작물재배을 위한 단 한동의 비닐하우스도 없었다. 1988년 횡성군농촌지도소에서는 고랭지 과채 비가림재배 시범사업을 둔내면 두원1리에서 추진하면서 영리성 작물을 재배하기 위한 비닐하우스 300평을 횡성군에 처음 설치하였다. 이 당시 둔내면 지역에서의 토마토 재배방법은 4~5월 육묘하여 6월초에 밭에 정식하고 6월 중하순에 아카시아 나무로 A자형 지주를 세워 기르는 방식이었다. 밭에서 재배하던 토마토는 석회결핍증 발생이 많았고, 9월까지만 생산할 수밖에 없어 생산량이 많지 않았다. 그러나 비가림재배 시범사업 비닐하우스는 밭 재배보다 재배기간이 길어지고, 비로 인한 병해충이 감소되어 생산량은 64% 증수되었고, 소득은 69% 향상되는 효과를 거두어 1989년부터 본격적으로 과채류 비가림 확대 재배 시범사업의 단초가 되었다. 1991년에는 187농가가 비닐하우스 25㏊를 설치하여 토마토, 고추, 오이 등을 재배하였고, 1994년에는 수경재배가 횡성읍 반곡리에서 시작되었고, 1996년에는 네델란드의 벤로형 유리온실이 도입되기도 하였다. 현재 2,478농가가 비닐하우스 385.8㏊를 경영하고 있다(표 1). 

표 1/ 횡성군비닐하우스 면적 변화

하지만 우리군에 설치되어 운영되고 있는 비닐하우스는 대부분 단동형 비닐하우스로 원형으로 구부러진 파이프 위에 단 1겹의 비닐만 덮어 놓은 상태다. 자동화 시설이라고는 측창을 시간이나 온도에 따라 열고, 닫을 수 있는 자동개폐기 뿐이며, 물을 주는 관비시설도 사람이 매일 일일이 스위치를 켜고, 꺼야 한다. 그리고 물과 비료를 주는 시간과 양을 경영주의 감에 의존해 실시함에 따라 많은 문제가 발생되기도 한다. 이 결과 경영주에 따라 수확량 차이가 확연한데 어떤 경영주는 토마토를 연간 평당 25㎏만 수확하지만 실력이 좋은 경영주는 평당 55㎏을 수확하기도 한다.

농업도 인공지능(AI) 시대

중국 웨이보를 운영하는 텐센트는 2018년부터 세계 최고의 농과대학으로 평가받는 네델란드 와게닝겐 대학과 “세계 농업 인공지능 대회”를 열고 있다. 이 대회에는 농업 전문가들뿐 아니라 인텔, 마이크로소프트, 텐센트, NXP 반도체 등 첨단 IT 기업 소속 인공지능 개발자들도 참여했다. 경기 방식은 와게닝겐 대학 온실을 참여 팀별로 일정면적을 배정 받아 토마토를 심어 놓은 다음 각종 센서와 제어기를 설치하고 원격으로 7월부터 12월까지 재배하며 생산된 토마토를 시장에 팔아 수익을 남은 것을 평가하는 방법이다. 비교 대상은 네델란드에서 20년이상 토마토를 재배한 농업인이었다. 결과는 모든 인공지능 팀이 베테랑 농업인이 생산한 토마토보다 생산량뿐만 아니라 품질, 시장성도 좋았으며 당연히 수익도 높았다. 우리나라 디지로그팀으로 출전하였던 전 농촌진흥청장 민승규 박사는 “농업 인공지능(AI)은 사람이라면 하지 않았을 것을 한다. 가령 온실 온도를 낮추고자 한다면 사람은 창문을 여는 정도로만 생각한다. 하지만 AI는 온실의 어느 창문을 어느 정도로 열어 몇분 만에 목표 온도를 맞추는 것이 작물 생육에 최적이라고 제시한다. 이래서 인간과 AI는 다르다.”고 하였다. 이 대회에 투입되었던 기술을 우리 횡성군에 도입할 수 있을까? 당연히 못한다. 왜냐면 우리가 가지고 있는 시설이 매우 빈약하기 때문이다. 모든 것을 조절 할 수 있는 값비싼 온실을 우리군에 설치했을 때 과연 수익성이 있을까 하는 의문도 든다. 또한 온실을 지을 수 있는 소수의 돈 많은 자본가만 더 배부르게 해줄 수 있다는 생각도 드는 것이 사실이다.

우리군 실정에 맞는 스마트 팜을 만들자.

횡성군농업기술센터에서는 2019년부터 비닐하우스 내외부 온도, 습도를 매 시간 모니터링하고 데이터를 축적해 놓을 수 있고, 스마트폰 웹을 통해 측창을 원격 제어하며 비닐하우스에 작물에 큰 영향을 줄수 있을 정도로 온도가 급상승되었을 때 비상 문자메세지가 경영주에게 자동으로 전송되는 기능이 있는 애니팜이라는 스마트 팜을 선보였다. 또한 이 애니팜에 CCTV를 부착하여 자동화기기 작동 모습이나 작물을 실시간 관찰할 수 있는 기능을 더한 애니팜플러스를 개발하여 보급하고 있다.

2024년에는 비닐하우스 내 온도와 토양습도를 모니터링하여 토양센서에서 계측된 결과값에 의해 자동으로 물을 공급 해 주어 광합성량을 최대로 끌어 올리는 방안을 강구하는 연구를 할 예정이다. 또한 생산량이 월등하고 토마토 상품수량이 많은 농가를 선정하여 1등급, 2등급, 3등급 과일 생산량과 기상과의 상관관계를 분석하여 무엇 때문에 그런 결과가 나왔는지를 파악하여 토마토 농업인에게 알려 줄 예정이다.

내년에는 작물재배에 적합하며 각종 첨단 장비와 시설을 갖춘 횡성형 스마트팜 모델 비닐하우스를 개발하고자 한다. 이 시설은 햇빛이 최대로 투과되는 비닐을 피복하고, 보온력이 우수한 자재를 도입하여 설치하고 작동 우선순위를 정한 자동화기기와 원격제어와 데이터를 축적하는 스마트 팜을 구성하고자 한다. 이 시설에서 매일 생육조사를 실시하여 환경조절에 따른 결과값을 데이터화하여 우리군 스마트팜 개발에 박차를 기하고자한다. 완전 무결하게 우리군 실정에 맞는 스마트팜을 개발하여 보급 할 수 있다면 얼마나 좋겠는가? 하지만 우리군 스마트 팜 개발에는 많은 시행착오가 있었고, 앞으로도 그럴 것이다. 하지만 중단없이 꾸준히 가다 보면 최상의 결과를 얻을 것이다.