온습도, CO2, 토양수분 등
내외부 수집 정보로 최적의 생육환경 조성
기술 편차 및 낮은 신뢰도 개선 시급
체계적인 사후관리 절실

정보통신기술(ICT)이 농업에 접목되면서 이전에 볼 수 없었던 정밀농업, 지능화된 농업 즉, 스마트팜으로 상징되는 새로운 농업시대가 열리고 있다. 스마트팜은 농작물 재배 시설의 온도 · 습도 · 햇볕량 · 이산화탄소 · 토양 등을 24시간 자동으로 측정, 분석하고 분석 결과에 따라 이루어지는 최적의 농업환경을 조성한다.
특히 스마트팜은 자리를 비우기 어려운 농업의 특성을 시간과 공간의 제약 없이 각종 센서와 네트워크를 기반으로 계량화, 객관화 하여 농작물 생육 환경을 최적의 상태로 유지 및 관리하며 편리성과 생산성을 높이고 있다. 기존의 힘들고 어렵고 낡은 이미지의 농업에서 벗어나 노동력을 덜 투입하고도 생산성과 품질을 높이는 미래 성장 산업으로 농업을 부각시키고 있다.

◇ 도입 후 생산성 30.1% ↑ 병해충 피해 17.3% ↓

농림축산식품부에 따르면 스마트팜 도입이후 생산성을 분석한 결과, 생산성은 30.1% 1인당 생산량은 36.9% 증가했다. 반면, 고용노동비는 8.6% 병해충 질병은 17.3% 줄어든 것으로 나타났다. 농식품부는 이러한 성과를 기반으로 스마트팜을 혁신성장 선도사업으로 선정, 기존의 농가 단위의 스마트팜 보급 전략을 보완한 종합대책을 마련했다. 정책대상을 청년 농업인, 전후방 산업으로 확대, 집적화된 확산거점 조성한다는 계획이다. 아울러 A/S 지원 다양화 및 맞춤형 교육 추진 등 농가 현장지원체계 구축하고 스마트팜 확산사업을 위해 초기 시장 형성 및 관련 산업 생태계 조성한다는 방침이다. 이를 위해 핵심 센서·제어기 25종에 대한 단체표준 등록으로 설계·개발비용 감소를 통한 기자재 보급단가 인하를 추진한다. 또 호환성 및 관리 편의성을 제고하고 스마트팜 기업 홍보, 관련 기자재 해외진출 등을 위한 국내외 박람회 참가 지원, 연구기관·학계 등으로 ‘수출연구사업단’ 구성 해외진출 추진한다.
이와 함께 배추, 양파, 대파 등 채소뿐만 아니라, 사과, 감귤 등 과수와 삼백초 등 다양한 노지작물에 스마트팜 적용이 추진된다. 이를 위해 모델 11개과제(10개 시·군)를 선정했다. 노지작물에 데이터가 쌓이고 분석기반이 마련되면, 물·비료·병해충 등이 체계적으로 관리되고 불필요한 농작업이나 농자재 투입이 감소할 것으로 기대된다.

◇ 다양한 센서 통해 정보 수집

스마트 팜은 각종 센서 및 폐쇄회로TV(CCTV)를 통해 온실환경을 자동으로 제어하는 1단계부터 온실대기, 토양환경, 작물 스트레스 등을 실시간으로 계측해 적절한 조치를 취해 주고, 빅데이터 분석으로 영농의 의사 결정을 지원하는 2단계, 로봇 및 지능형 농기계로 작업을 자동화하고, 작물의 영양상태를 진단·처방까지 하는 3단계로 구분해 추진되고 있다. 현재는  2단계 기술을 적용 중이다.
스마트팜은 시설원예 내ㆍ외부의 환경을 감지하는 각종 환경센서에서 수집된 정보를 중요정보로 활용한다. 외부센서로는 온도, 습도, 풍향/풍속, 강우, 일사량 등을 측정한다. 내부에서는 온도, 습도, CO2, 토양수분(토경), 양액측정센서(양액농도 EC, 산도 PH), 수분센서(배지) 등을 통해 정보가 수집된다. 영상장비는 적외선카메라, DVR(녹화장비) 등이 있다.
또 환기, 난방, 에너지 절감시설, 차광 커튼, 유동팬, 온수/난방수 조절, 모터제어, 양액기 제어, LED 등이 시설별로 제어된다. 각 분야별 센서에서 수집된 정보는  다시 양액기, 보일러, 환기창, 유동팬 등 각종 기계장치에 전달돼 최적의 생육환경을 이루게 된다.
한편, 시설원예를 비롯해 농업환경의 변화 속에 큰 흐름 속에 등장한 스마트팜이 생산성 향상 및 노동력 절감 등의 효과를 보이고 있지만 개선해야할 점도 다양하다. 한국시설원예ICT융복합협동조합 김태완 이사장은 “스마트팜을 도입한 농가를 보면, 생산성 및 편리성 향상 등 다양한 효과를 보면서 소득을 올리고 있다”면서도 “농가의 기술적인 편차와 낮은 신뢰도로 인해 최신 자동장비를 수동으로 사용하기도 한다”고 했다. 이어 “이러한 문제를 개선하기 위해서는 교육 등 체계적인 사후관리를 적극적인 지원이 진행돼야 한다”며 “표준화도 업계의 의견을 반영하고 장기적인 관점에서 추진돼야 실질적인 표준화를 이룰 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 특히 “빅데이터도 정보 수집에 그치는 경우가 많아 제대로 분석, 활용할 수 있는 시스템을 시급히 마련해야 한다”며 “데이터 수집시 연구용과 농업현장으로 구분하면 사용처의 목적에 따라 다양하게 할 수 있을 것”이라고 강조했다.

◇ 양액기, 목적에 맞춰 구매해야

양액기는 토양을 이용하지 않고서도 고품질 농산물을 생산할 수 있는 양액재배의 필수 장치다. 특히 농작물 생육에 필요한 필수원소를 흡수비율에 따라 적당한 농도로 용해시킨 배양액으로 작물을 재배하기 때문에 고품질, 맞춤형 농작물 생산을 가능하게 한다. 또한 장치화와 기계화 등으로 규모확대가 가능하고 깨끗한 작업환경을 만들 수 있으며 풍흉의 차이 없이 안정적인 수확을 가능하게 한다. 즉 물과 함께 영양물질 공급을 통해 양분의 효율을 높이고 노동력 절감 및 수확물 품질 향상의 효과를 가져오는 시설재배의 핵심장치다. 특히 생육적기에 필요한 영양분을 인위적으로 파악해 공급할 수 있는 특성을 지니고 있다. 국내에서 판매중인 양액기는 기능과 원리 제어방식 등이 매우 다양하게 보급되고 있다.
다만  양액의 농도, pH, 온도 및 용존산소 등의 영양분과 수분의 흡수 등을 주의깊게 조절 관리해야 한다. 또한 양액 공급기는 물과 양분을 실시간으로 공급하는 정밀한 기계장치로 고장이나 사용자의 조작실수, 센서 및 부품의 노후화, 불안정한 전기공급 등 여러가지 이유로 잘못 작동되면 재배작물에 심대한 영향을 끼칠 수 있어서 철저한 관리가 필요하다. 특히 양액 공급기는 장기간 사용되는 제품이므로 구입단계에서부터 제품의 특징과 성능 및 기능과 신뢰성을 비교하여 목적에 맞추어 선택해야 한다.

◇ 자동방제 및 온습도 조절로 제품 보급 증가세

에어포그는 농산물 생산성은 높이면서 고된 농작업을 효율적으로 대신하는 무인방제시스템으로 최근 보급이 늘고 있다. 에어포그는 시설하우스 내에 적은 양의 작물보호제(농약)를 사용해 병해충을 방제하는 시스템과 온습도 조절용으로 다용도로 사용되고 있다. 에어포그를 통한 병해충 방제시 일반 관행농법보다 농약 양이 50% 이상 절감되는 것으로 알려져 있으며 방제시간도 평균 60분에서 5~10분으로 대폭 줄어 노동력 절감에도 효과를 나타냈다.
특히 농촌 고령화 등에 따른 노동력 부족문제를 자동 방제를 통해 농약살포에 따른 농약 피해도 줄일 수 있게 한다. 즉, 초미립자로 농약이 살포되어 약제 부착효과가 뛰어날 뿐만 안정적으로 포그 입자를 유지하기 때문에 농산물 상품성 등 품질향상에도 도움이 되고 있다.
시설원예 농가에 막대한 피해를 입히는 병해충을 효과적으로 방제하는 무인 고정식 및 이동식 방제기 보급도 늘고 있다. 병해충 방제는 적기에 방제를 해야 효과가 높은 것은 두말할 나위가 없다. 보급중인 무인방제기로 방제하면 방제 시작후 15분 정도면 하우스내의 공간을 다 채울 정도로 속도가 빠르게 방제가 가능하다.
이외에도 스마트팜은 난방기, 시설환기용 순환·유동팬, 공기교반 장치, CO2발생장치, 광환경 제어장치 등 다양한 장비를 통합, 운영을 통해 미래 성장산업으로서 농업환경을 개선하며 보급이 늘어날 것으로 전망되고 있다.