(사)한국원예학회(회장 임기병)는 지난 2일부터 5일까지 제주국제컨벤션센터에서 원예산업신문 등이 후원한 가운데 ‘2022 한국원예학회 임시총회 및 제116차 추계학술발표회’를 성황리에 개최했다. 이에 추계학술발표회의 주요 발표 내용을 요약했다.
# 탄소중립 달성위한 신기술 개발·보급 지속돼야
▲이충근 농촌진흥청 국립원예특작과학원 시설원예연구소장 ‘탄소중립시대 시설원예의 과제와 해결 방안’ = 최근 농업은 후계자 감소와 고령화에 따른 노동력 부족, 지역 커뮤니티 쇠퇴, 지구온난화로 인한 대규모 자연재해 증가로 농산물의 지속 안정적인 공급 불안과 생산량 감소 등에 직면해 있다. UN 등 국제기구에서는 인류의 공동 목표로 2050 탄소중립 실현과 2030 지속가능 발전목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 식량의 생산-유통-소비 등 전 분야에서 새로운 농업체계로 전환할 것을 요구하고 있다. 이에 발맞춰 우리나라도 2020년에 ‘2050 탄소중립’을 선언했으며, 2030년까지 온실가스 배출량을 2018년 대비 40% 감축하고 2050년에는 온실가스 국내 순배출량을 0으로 만드는 것을 목표로 하는 국가 온실가스 감축 전략을 발표했다. 2018년 우리나라의 온실가스 총 배출량은 72,760만 톤이었으며, 이에 따라 2030년까지 그 양의 40%에 해당하는 29,100만 톤을 줄여야 한다. 농축수산 부문은 2018년 배출량 2,470만 톤 대비 27.1%가 감축된 1,800만 톤을 목표로 하고 있다. 순수 농업분야(비에너지) 온실가스 배출량은 2,120만 톤으로 국가 전체 온실가스 배출량의 약 2.9%를 차지하고 있다. 국내 시설재배 면적은 57,380ha 정도이며, 그 중 겨울철 가온면적이 19,184ha로 33.4%를 차지하고 있다. 지속 가능한 농업을 위해서는 농업 활동이 자연에 주는 부담을 최소화해야 한다. 시설원예분야에서 국제적 요구인 탄소중립과 지속가능 발전목표를 달성하기 위해서는 폐자원의 재활용을 위한 제도적 방안 마련과 우리 실정에 적합한 시설원예 에너지 공급원의 다양화와 순환식 수경재배시스템 등 신기술 개발과 보급을 위한 다양한 노력들이 필요하다.
# 아열대 채소 지속 공급 통한 시장 확보 중요
▲김성철 농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구소 연구관 ‘국내 아열대 채소 현황과 전망’ = 기후변화와 다문화 가정의 증가, 식문화에 대한 트렌드 변화로 아열대 채소에 대한 관심이 증가하고 있다. 여주는 박과의 덩굴성 식물로서 원산지는 열대 아시아다. 우리나라에서 가장 많이 재배되는 아열대 채소로서 69.7ha를 차지하고 있다. 여주는 기능성 성분인 Momordicin과 Charantin이 들어 있어 식물 인슐린이라고도 불리며 당뇨병과 혈당조절에 효과가 뛰어난 것으로 알려지고 있다. 주로 미숙과를 샐러드, 절임, 튀김 등으로 이용하며 일본 오키나와에서는 고야찬불이 대표적인 음식이다. 한국에서는 다문화 가정을 중심으로 생과를 이용한 요리가 이뤄지고 있으나 대부분은 말려서 차로 이용하고 있다. 보통 노지나 비가림하우스에서 6~10월 생산이 이뤄진다. 강황은 동남아시아나 인도 등 열대·아열대 다우지역이 원산지로서 한국에서는 26.1ha가 재배되고 있다. 강황은 예로부터 향신료는 강장제 등으로 이용돼왔으며 한약재로서 울금으로 알려졌다. 메꽃과에 속하는 공심채는 중국남부와 열대·아열대지역에 널리 자생하는 작물로 어린잎을 나물로 이용한다. 공심채는 속이 비어 있어 공심채라 불리며 향이 없고 질감이 좋아 여러 가지 채소요리에서 맛을 살려주는 효과가 있다. 한국에는 9.3ha가 재배되고 있으며 앞으로 재배면적이 증가할 것으로 예상하고 있다. 얌빈은 중앙 아메리카의 열대·아열대지역 원산으로 지하부의 괴근을 사용한다. 생식이나 샐러드, 물김치, 튀김 등 다양하게 이용이 가능하다. 한국에는 약 8.5ha가 재배되고 있으며 앞으로 면적이 확대될 것으로 기대가 되는 작물 가운데 하나다. 한편 아열대 채소는 다문화 가정이나 외국인 근로자를 중심으로 다품목 소량 소비의 특성을 나타내 배추나 오이처럼 면적이 크게 확대되는 데에는 앞으로도 해결해야 할 과제들이 많이 있다. 한국인 소비자들이 입맛에 맞는 식품으로 계속 재탄생돼야 하며, 우수 기능성 발굴과 홍보를 통한 한국인 소비자들의 구매 욕구와 함께 재구매가 이뤄질 수 있도록 해야 하고, 지속적인 공급을 통한 시장 확보가 필요하다.
아열대채소 우수 기능성 홍보 통한 재구매 높여야
작물 환경 및 양수분관리 스마트화 … 생산성 ↑ 환경부하 ↓
# 빅데이터 활용 스마트팜 연구 성장 도모
▲박경섭 국립목포대학교 교수 ‘한국형 스마트팜 연구 기술 개발 현황’ = 농업과 선도적인 ICT기술을 결합한 스마트팜을 통해 기존농업의 한계를 극복하고, 어려움을 돌파하기 위해 정책적으로 지속적인 추진을 진행하고 있다. 스마트팜에 이어 디지털농업을 통해 육종 영역까지 아울러 전방위적인 농업기술혁신을 도모하고 있다. 스마트 온실(팜)이란 네트워크(인터넷)와 자동화 기술을 융합해 시공간의 제약을 뛰어넘어 온실 환경을 계측하고, 다양한 정보를 기반으로 생산성 향상 및 에너지 절감하면서 효율이 높은 농업을 의미한다. 정보통신기술(ICT), 스마트팜, 제4차 산업혁명과 같이 새로운 기술의 적용을 통해 시설원예의 생산성을 극대화하고, 네덜란드의 시설원예와 동등한 수준으로 빨리 나아가기 위한 전략적인 선택이라 볼 수 있다. 9년 동안 스마트팜에 대한 전략적인 선택과 집약적인 투자를 통해 국산화 및 기술 자립화라는 상당한 기술 진전을 이뤘다. 예를 들어 스마트 스케일, 삼중발전시스템, 자동생육측정시스템, 마이크로 수체전기적 신호(PIES) 시스템과 같이 상당한 수준까지 국산화를 달성했다. 각 제품마다 상업화 정도가 다르나, 국가 주도의 상당한 집약적인 연구기술 개발을 통해 빠른 기술 진전을 보이고 있다. 지금까지 개발한 기술을 기초로 생육 및 생체 정보, 에너지 및 환경 정보, 양·수분 정보를 모아 빅데이터를 분석하고, 작물에게 적합한 환경 및 양수분 관리 정보와 방안을 제시할 수 있다면 온실 작물의 생산성 향상과 환경부하 감소라는 친환경적인 성장과 순차적인 젊은 창농의 혁신을 달성할 수 있을 것이다.
# 화훼류 범용형 스마트팜 기술 필요
▲김종윤 고려대학교 식물생명공학과 교수 ‘스마트팜 기술을 활용한 스마트 화훼산업 활성 방안’ = 스마트팜 기술 개발에 있어 화훼 작물을 대상으로 한 연구 및 기술 개발은 상대적으로 부족한 실정이며, 이는 채소, 과수와 같은 타 원예작물에 비해 화훼작물로 이용되는 식물종과 재배 방식이 매우 다양하므로 특정 작물 및 시설을 특정하기 어렵기 때문일 것이다. 그러나 화훼 식물은 타 원예 작물과는 다르게 식용보다는 관상에 목적이 있고, 품목이 다양하며, 유통 및 이용 방법이 다르므로 더 많고 새로운 스마트 기술 연구 소재와 방향들이 구상될 수 있다. 스마트팜 기술을 화훼 생산에 이용할 시 대부분의 분화, 초화의 경우는 한 농가에서 다품목을 생산하는 경우가 많기에, 다양한 재배환경과 각 품목에 알맞게 재배 환경을 제어하는 기술 개발이 필요할 것이며, 화훼류에 적용성이 넓은 범용형 기술이 요구될 것이다. 유통 과정에서도 화훼류는 매우 다양한 특성을 지닌 품목들이 다뤄지고 있고, 유통 중의 품질 관리가 매우 중요한 요소이므로 재배 생산에 국한되기 보다는 스마트 유통 체인에 대한 연구도 필요하다. 예를 들어, 각 식물종, 품종별로 품질 유지에 알맞은 온도와 습도를 제어하는 기술, 혹은 시장에서 판매시의 품질을 잘 유지할 수 있는 형태의 스마트 기술 활용 역시 스마트 화훼산업을 이끌어 나가는 견인 역할을 할 수 있을 것이다. 또한, 화훼 시장에서도 다양한 화훼 품목들의 원산지, 품질, 가격 및 유통경로에 대한 정보들이 최신 스마트 기술들을 활용해 시장 구성원들과 소비자들에게 전달될 수 있으며, 이를 통해 스마트 화훼 시장이 형성될 수 있다. 각 화훼 상품에 대한 생육 정보, 기대 수명, 관리 방법들을 일반 소비자들에게 제공하는 것과 더불어 빠르게 변화하는 화훼 트랜드에 대한 정보 취득과 공유도 가능해질 것이다. 초화와 분화의 이용적인 측면에 있어서는 정원 및 조경 시공뿐 아니라 추후 유지 관리 분야에 있어 화훼식물의 관상가치를 저비용 저관리형으로 잘 유지할 수 있는 스마트 유지관리 기술 개발이 필요하다. 화훼 산업은 단순한 생산 위주의 산업이 아니라 생산자, 유통자, 이용자, 소비자에 이르기까지 넓은 범위를 지니고 있으므로 전반적인 화훼 산업의 변화에 대한 인식 제고가 필요하며, 이를 위한 다양한 첨단 스마트 기술들을 개발, 활용해 스마트 화훼 산업의 발전이 이뤄졌으면 한다.
# 감귤 개별인정형 원료 등록 연구 시급
▲김상숙 국립원예특작과학원 감귤연구소 연구사 ‘감귤의 기능성 성분과 생리활성 연구’ = 감귤은 세계적으로 생산량이 가장 많은 중요 과수 작물로 열대 및 아열대 지역을 중심으로 광범위하게 재배되고 있으며, 다양한 생리활성 물질들을 함유하고 있다. 식물 속에 존재하는 phytochemical은 각종 미생물, 해충 등과 같은 외부 이물질로부터 자신의 몸을 보호하는 역할을 하는 식물 생리활성 영양소로 항산화, 항염, 항균 등에 대한 효능이 알려지면서 기능성 소재 개발에 적용하기 위한 연구가 진행 중이다. 감귤류에도 비휘발성과 휘발성 화합물들이 함유돼있으며 이러한 성분들은 품종에 따라 다르게 함유돼있어 색, 맛, 향의 차이로 나타난다. 감귤의 유용성분은 비휘발성 성분과 휘발성 성분으로 나눌 수 있으며 비휘발성 성분에는 flavonoid를 비롯해 carotenoid, vitamin C, 구연산, 유리아미노산 등이 있고, 이 성분들은 항산화, 항암, 항염증 등의 효과를 갖는다. 특히 감귤류에 함유돼있는 flavonoid 성분 중 nobiletin과 tangeretin은 다른 채소나 과일에서 보고되지 않은 polymethoxy flavonoid로 혈소판 응집 억제, 임파구 증식 억제, 항궤양, 항염증 등의 생리활성을 나타낸다. 휘발성 화합물은 식물에 많이 함유돼있는 중요한 2차대사산물로 23,000개 이상의 terpenoid 화합물의 구조가 확인됐다. 감귤 역시 휘발성 화합물을 다량 함유하고 있어, 생식용 또는 주스용으로 소비되는 것뿐만 아니라 화장품과 생활용품 등의 소재로 활용되고 있다. 감귤은 품종마다 다양한 유용 성분을 함유하고 있고, 이러한 유용성분들은 항산화, 항염, 장내미생물 개선효과 등을 갖는다. 그러나 건강기능식품 등으로 활용하기 위한 개별인정형 원료로 등록된 감귤 소재가 없어 이후 감귤의 부가가치 향상과 소비 확산을 위해 개별인정형 원료 등록을 위한 연구가 필요하다.
디지털 활용 농산물 품질 객관적 예측 가능
스마트밸류체인 운영 통한 안정적 유통 추진
# 다양한 인삼 상품개발·효능 홍보 필수
▲윤진우 농촌진흥청 농산업경영과 박사 ‘인삼·인삼가공품의 소비행태 분석’ = 인삼의 생산 측면에서 살펴보면 2010년 이후 재배면적, 생산량, 생산액 등은 2019년도까지 감소 추세에 있으나, 코로나19 발생 이후 시점인 2020년도에는 소폭 증가했다. 인삼재배는 미계약재배 형태의 비중이 증가하고 있으며, 연작장해, 이상기후 등으로 주산지가 전국적으로 확산 및 북상(경기, 강원)하는 추세이다. 소비측면에서는 인삼의 전체 소비량, 1인당 소비량 등의 소비는 지속적인 감소 추세를 보였으나 2019년 이후 회복세를 보인다. 인삼의 수출량 및 수출액은 지속 증가하는 추세이며 특히, 권역별로는 아시아가 84%의 비중을 차지하고 중화권으로의 수출이 53%로 가장 많은 것으로 나타났다. 한편, 건강에 대한 관심이 코로나19 영향으로 더욱 커지면서 건강기능식품 시장규모는 2021년 40,321억 원으로 2017년 대비1.8배 증가했다. 건강기능식품 매출액 중 홍삼은 부동의 1등을 유지하고 있으나 최근 타 건강기능식품 제품들과의 경쟁 심화로 매출액 비중이 2012년 47%에서 2020년 기준 26%로 감소하는 등 성장이 정체되고 있다. 소비행태 분석결과, 인삼류의 가구당 구매액은 증가 추세였으나 2020년 116,404원에서 2021년 95,169원으로 감소했으며, 인삼가공품의 감소폭이 큰 것으로 나타났다. 2021년 기준 소비자의 인삼류 구매는 인삼(수삼, 19%)보다 인삼가공품(81%)의 비중이 매우 높았다. 구매처별로 인터넷 구매가 22%, 전문점 구매가 21%로 구매 비중이 높았다. 시기별 구매행태를 보았을 때 삼계탕소비가 높아지는 7월에 인삼 구매빈도가 증가하며, 인삼가공품은 설날, 추석 등 명절과 스승의날, 어버이날 등에 선물용으로 구매액 증가하는 것으로 판단된다. 인삼을 주로 소비하는 세대는 50대 이상이 80%로 많은 비중을 차지하고 있으나, 과거와 달리 젊은 층의 비중이 증가하는 추세다. 소비자 인삼 및 홍삼(가공품 포함)에 대한 소비 인식조사 결과, 정기 구매보단 감기·면역력 저하(48.6%) 등 필요 시 섭취했으며, 구매 용도로는 일상 활력 증진(55.2%)을 위해 주로 구매했다. 인삼을 섭취했을 때 건강 증진 등의 효과에 대한 체감은 높은 편(52.9%)으로 평가됐다. 인삼의 기능 중 기억력, 항산화 등 보다 면역력 증진 및 피로개선 기능을 중시했으며, 제품 형태로는 스틱형(41.4%)으로 나온 간편한 제품의 인기가 가장 높았고 파우치, 정, 캡슐 등 순으로 나타났다. 특히 소비자들은 한약재 및 기타첨가물이 들어간 제품보다 홍삼으로만 만들어진 제품(77.2%)을 선호하나, 홍삼 함량의 증가는 가격 상승으로 이어져 소비자의 가격 저항 고려가 필요하다. 또한, 코로나 19 이후 섭취량을 그대로 유지한다는 응답(71.1%)이 가장 많으나 늘리고 있다는 응답(23.6%)이고 향후에도 지속적으로 섭취할 계획(79.4%)이라고 응답해 인삼류에 대한 소비는 안정적일 것으로 전망된다. 코로나19 이후 면역력 증진 등 건강관리 및 유지에 대한 중요성이 더욱 커지고 있다. 인삼 소비의 활성화를 위해서는 간편성, 건강기능성 등 소비자의 다양한 니즈에 맞춘 상품 개발과 인삼의 효능에 대한 홍보를 통해 소비·수출 활성화를 도모해야 한다. 또한, 영세한 개별농가는 가공시설을 갖거나, 연구개발, 판로확보·마케팅에 접근성이 낮으므로 규모화 및 조직화를 통해 기반을 구축하고 생산·가공 전문화와 소비시장에 대한 전문역량을 강화하는 등으로 경쟁력을 확보할 필요가 있다.
# 인공지능 활용 농산물 품질 균일화 가능
▲곽호재 ㈜에이오팜 대표 ‘AI 기반 원예작물 선별 기술의 고도화’ = 모든 농산물은 모양, 결함의 위치와 크기, 당도 등 품질의 상태가 모두 다른 비정형 데이터로 이뤄져 있다. 비정형 데이터에 대한 분석은 분석하려는 데이터의 클래스가 다양할수록, 데이터의 양이 많을수록 기존의 조건문 형태로는 구분하기 어려워서 실제 농산물에 적용하는 것은 불가능에 가깝다. 따라서 지금까지의 검사시스템으로는 이러한 농산물의 결함을 검출할 수 없었고, 대부분 사람에 의한 육안선별작업으로 진행돼왔다. 기존에는 적외선 카메라와 초분광 카메라를 기반으로 한 검사방식이 도입되거나 개발된 사례가 있으나, 비정형 데이터에 대한 분석을 정형데이터를 활용해 구분하는 것은 한계가 있었다. 하지만 4차 산업 혁명이 도래해 인공지능 기술이 눈부신 발전을 거듭하면서 CNN 계열의 네트워크가 등장했고, 농산물의 결함에 대한 패턴을 찾아내 농산물의 결함을 구분하고 인식하는 것이 가능해졌다. 이를 통해 지금까지는 원물들을 사람이 조금씩 다른 선별기준으로 농산물을 선별해 유통해왔으나, 이제는 인공지능이 농산물의 크기 또는 중량과 결함에 대한 데이터, 당도값 등을 통해 농산물 품질을 일관적이고 객관적으로 예측할 수 있게 됐다. 결과적으로 농산물도 공산품처럼 표준적인 기준으로 유통돼 농산물의 유통 생태계가 크게 바뀔 것이다. 게다가 이러한 AI가 장착된 시스템으로 농산물의 품질정보 및 결함정보를 자동 획득하게 되며, 농산물 생산 단계에서의 Input 데이터와 수확 후 선별단계의 Output 데이터를 융합해 최적의 농업 기법과 환경 구축에 이바지해 농업인의 생산성을 향상시키는데 기여할 수 있을 것이다.
# 스마트밸류체인 정책·전담조직 마련돼야
▲김신백 ㈜디타스 부사장 ‘농산물 스마트유통 밸류체인 고도화 방안’ = 농식품 관련 IT산업은 여전히 반도체 등 고부가가치 사업에 비해 인력 및 기술 접목이 턱없이 부족한 실정이다. 고도의 IT서비스를 정밀농업에 적용한다면 스마트밸류체인 운영이 가능하다. 먼저, 농작물의 생육 데이터와 토양 데이터를 IoT 디바이스를 통해 주기적으로 확보할 수 있다. 이를 화상 데이터로 구현하고 머신러닝, 딥러닝을 통한 AI 학습을 통해 AI모형을 만들며, 만들어진 모형을 기반으로 IoT 자동으로 장비를 제어한다. 그리고 AR과 VR 기술을 이용해 실시간으로 농작물 상태를 확인하고, 관리하며 통제, 상호 교감하는 서비스 모델을 구현하게 된다. 이 서비스 운영과 데이터 축적을 통해 농작물의 종자 선택, 파종, 농약, 비료, 수확 등 일련의 과정을 좀 더 효율적으로 관리하는 종합적 통합 서비스 플랫폼을 구축할 수 있다. 다시 사후 생산된 농산물의 수확 후 관리 품질 데이터, 가공, 유통, 물류, 가격, 소비처 데이터와 결합해 수확시기, 상품화 계획, MES 연동 등 다양한 농식품 상품화로 확대, 연계하게 된다. 스마트밸류체인은 농산물의 생산부터 소비자에게 농식품으로 전달되는 모든 과정을 IT, 과학기술을 활용한 (PI)프로세스 개선, 디커플링, DT(AT 포함)를 통해 개선, 농식품 산업전반의 효율성을 증대시키는 시스템이다. 생산자는 고도화된 스마트밸류체인을 통해 생산비절감, 적정생산, 출하가격의 실질적 상승효과를 누릴 수 있고, 유통업체는 원가 절감, 제조상품의 안전성, 경영 리스크 감소, 소비자의 입장에서는 안전하고 안정적인 농식품 구매, 편리성 강화를 기대할 수 있다. 스마트밸류체인을 구성하기 위해서는 생산, 유통, 소비 전 분야의 데이터를 연계하고 종합적 관리, 운영을 위한 국가 차원의 정책 마련 및 전담 조직이 필요하다. 이를 통해 지속가능한 산업 생태계를 조성하고, 민간의 자유로운 영리 활동 및 시장 활성화로 농식품산업 발전을 도모해야 할 것이다.
