‘2021 한국원예학회 제113차 춘계학술발표회’

(사)한국원예학회(회장 이희재)는 지난 21일 원예산업신문 등의 후원으로 ‘2021 한국원예학회 제113차 춘계학술발표회’를 개최해 주요내용을 요약했다. 이번 춘계학술발표회는 코로나19 장기화의 영향으로 한국원예학회 홈페이지를 통해 온라인 생중계 방식으로 진행됐다.

# 농업 디지털 전환위한 데이터 수집확대 필요

▲조용빈 농촌진흥청 디지털농업추진단장 ‘데이터, 지능화 기반의 디지털농업 연구 추진 전략’ = 농업의 디지털 전환을 위해서는 연결망, 데이터 수집과 분석 서비스 개발이 필요하고 데이터 표준, 품질관리가 가능한 규범이 우선 마련돼야 한다. 국내는 시설농업 중심으로 편리성과 생산성 향상에 집중하고 있어, 노지작물 등 농업전반의 데이터 수집과 확대가 필요하다. 디지털 농업기술의 국내 적용 및 확산을 위해서는 농업현장 연구데이터 기반의 지역단위 서비스가 가능한 기술적 접근방법이 필요하다. 농촌진흥청은 디지털농업의 실현을 위해 디지털농업추진단을 중심으로 분야별 추진반과 자문위원회를 구성했고, 디지털농업 촉진을 위한 기본계획을 마련해 적극 추진하고자 한다. 우선, 농업기술의 데이터 생태계 구축을 위해 농업현장과 연구실에서 발생되는 데이터 수집을 확대하고 표준화 품질관리를 강화하는 등 데이터를 체계적으로 저장·관리·공유 할 수 있는 AI 서비스 플랫폼을 구축한다. 또한, 농업생산기술의 디지털 혁신을 위해 원격탐사, 현장 센싱, 자율주행 등 농업의 자동화 및 지능화 기술을 개발한다. 아울러 데이터를 기반으로 작목을 선택하고 유통 및 소비 정밀의사결정 지원을 강화하며 공익직불제 정착 및 농작업 사고예방으로 농촌소멸을 방지한다. 이러한 디지털농업의 기술개발과 확산으로 농업인에게는 편리성과 생산성을 향상시키고, 소비자는 농산물 가격안정과 이력관리로 농산물을 안심하고 구매하며, 농업의 생산·유통·소비 데이터 연계를 통한 서비스 개발로 국내 농산물의 가치를 높이고 새로운 비즈니스를 창출할 것으로 기대한다.

# 스마트팜 실증·고도화로 융복합 기술개발 추진 지속

▲조성인 (재)스마트팜 연구개발사업단장 ‘스마트팜 다부처 사업 연구 개발 방향’ = 스마트팜 다부처 패키지 첨단연구개발 사업 목적은 기후변화, 농업 지속가능성 위기 등의 대응을 위해 인공지능과 빅데이터 융합 스마트 솔루션 및 차세대 원천기술 개발이다. 본 사업은 온실·축사 현대화, 혁신밸리 구축, 제도개선 등 상위 정책(사업)과 연계해 스마트팜 확산을 위한 정책지원 패키지 중 R&D를 전담하는 범부처 단일사업으로 추진된다. 기존의 단순 편의성 향상을 지향하는 1세대 스마트팜 기술 개발과 달리, 본 사업은 2·3세대 스마트팜 기술 개발이 주 목적이다. 또한, 2세대 스마트팜의 실증·고도화를 통한 농업 현장 착근 및 무인·지능화된 3세대 스마트팜의 융복합·원천기술 개발을 통한 글로벌 기술선도를 목표로 한다. 스마트팜 사업은 스마트팜 핵심기술 고도화와 실증을 통한 현장 최적화 및 스마트팜의 융복합·원천기술 개발의 집중 지원되며 1차 신규과제로 48개 연구과제가 기획·공고됐다. 스마트팜 다부처 사업은 농식품부·과기정통부·농진청 3개 부·청의 다부처 공동 기획사업이다. 스마트팜 사업의 1차 48개 신규과제는 2021년 2월에 공고돼 3월에 평가와 선정 과정을 거쳐 선정된 과제의 협약과정에 있다. 스마트팜 연구개발 사업의 목적인 사업화와 상품화를 통한 현장 보급의 확산을 위해 단계 평가를 시행할 예정이다.

# 공조 시스템과 PAD 등 활용한 능동적 온실관리 중요

▲명동주 농업회사법인 (주)써니너스 대표이사 ‘상업용 온실 내 재배 환경 안정화를 위한 습공기의 능동적 제어’ = 온실은 재배자의 재배 요구에 의해 개발·개량되고 생산성 향상, 기후변화 대응, 운영비 절감 등 여러 요구사항에 따라 변화되고 있다. 기존 온실에서 최적 생산성이 달성된 생산자의 경우 관행 시설과 운영 방법으로는 품질 및 생산성 제고가 이제는 불가능하다, 생산자는 작물 재배 과정에서 투입과 낭비요인을 최소화하면서 생산성을 극대화할 수 있는 최선의 선택은 무엇인지, 사계절 변화와 극한 극서 기후를 극복할 수 있는 온실 내 환경 조절방안에 대해 고민하게 됐다. 우리나라에서는 아트팜이 2008년 대형옥외 공조기 방식의 온실 내·외부 공기를 교환해 온실 내 환경을 조절하는 방식을 처음 시도했다. 2017년 창녕에서 온실 외부에 복도를 만들고 PAD를 통해 온실 내·외부 공기교환 및 습도관리가 가능한 온실을 운영했으며 기존 온실 개보수로 더욱 적극적인 온습도 관리가 가능한 모델을 제시했다. 2019년에는 온실 내에 공조 시스템과 PAD를 이용해 온실 내 온습도를 보다 능동적으로 관리할 수 있게 됐다. 이처럼 요소 기술 요구와 변화를 스마트농업 현장에 적용한다면, 품질 및 생산성 향상에 큰 역할을 할  것으로 보인다.

# 육묘산업 활성화 이룰 정책적 지원확대 절실

▲안세웅 국립원예특작과학원 채소과 연구사 ‘공정육묘 도입 30년과 스마트 육묘 연구 방향’ = 우리나라의 현대화된 채소 공정육묘는 시설원예 발달과 함께 1990년대 초반에 등장해 현재까지 빠르게 발전했다. 시설원예 채소 재배농가의 작물 생산기간 확대와 육묘 노력절감에 대한 요구에 따라, 육묘와 재배 분업화가 가속화 됐다. 이에 정부 차원의 공정육묘장 설치 정책 사업이 1992년부터 시작됐다. 과거 30년간 채소 공정육묘 산업의 시장확대와 채소공정 육묘기술 또한 눈부신 발전을 이뤘다. 육묘 플러그 트레이의 표준화에 따른 공정육묘 기초 기술이 개발됐고 관련 육묘 기자재의 국산화를 확립했다. 특히, 과채류 접목묘 생산을 위한 다양한 작물의 대목 품종개발, 원통형종이포트 육묘, 접목법, 접목로봇, 접목 활착환경 관리기술 등은 세계 최고 수준으로 발전했다. 우리나라 채소 공정육묘 산업은 지난 30년간 성장과 기술발전에도 불구하고, 지속가능한 발전을 위해 많은 숙제를 안고 있다. 채소 공정육묘 산업의 지속가능한 발전을 위해서는 국내 육묘산업의 규모 확대가 필요하다. 도시농업 및 친환경 모종 생산체계 확립과 모종 및 육묘 기자재 수출 확대 등 해외 진출을 통한 활성화가 필요하다. 이를 위해서는 정부의 육묘 산업 활성화를 위한 적극적인 정책적인 지원이 강구된다. 또한, 증가하는 육묘 생산비와 기후변화로 우량묘 생산이 어려운 상황에서 최적의 투입 및 환경관리를 통한 우량묘 생산 정밀 육묘기술 개발이 필요하다.

# 농업 자동화 기술개발 연구추진 확대돼야

▲강동현 한국농수산대학 교양공통과 교수 ‘시설 자동화 및 로봇화 연구 동향’ = 농촌 인구 감소와 고령화로 농업 자동화에 대한 필요성이 증가하나, 실제 현장에서 농업시설 자동화는 센서를 이용한 자동제어 수준에 머무르고 있고, 농업용 로봇 또한 개별장치 연구만 일부 진행되는 것이 현실이다. 농업로봇은 농업생산과 가공, 유통, 소비의 전 과정에서 스스로 서비스 환경을 인식하고 지능화된 작업이나 서비스를 제공하는 기계다. 주요 분야로는 주행 플랫폼, 자기위치 등 인식기술, 엔드이팩터 등에 대한 연구를 들 수 있다. 주행 플랫폼은 작물 이송, 방제, 관수 등을 수행하기 위한 로봇이 개발되어 일부 상용화됐으나, 표준화된 플랫폼 연구는 많지 않다. 인식기술은 다양한 GPS기술을 활용한 연구가 진행되고 있고, 장애물 확인을 위한 LIDAR기술과 영상인식 기술 연구가 진행되고 있으며, 작물, 수확물의 건강상태 등을 측정할 수 있는 초분광 이미지 기술의 활용도 폭넓게 활용되고 있다. 엔드이팩터 기술은 과일을 수확하거나 선별을 위하여 가장 많이 이용되는 기술이다. 진공식 공압이나 신축성 있는 재료를 이용하고 플라스틱 혹은 금속 재질로 정밀 제어해 과일손상을 최소화하는 등 다양한 방법이 적용된다. 농업시설 내 수행되는 작업인 파종, 정식, 생육관리, 방제, 시비, 수확, 선별, 포장에 대한 일부 장치에 대한 상용화는 진행됐으나, 많은 부분에서 기술 성숙도가 높지 못한 상황이며, 많은 연구가 진행돼야한다.

# 과수분야 빅데이터 활용제고 과수전문가 가이드 필수

▲이상현 전남대학교 원예생명공학과 교수 ‘빅데이터 활용 과수 연구 개발 현황과 미래’ = 과수분야의 빅데이터 활용연구 분야로는 먼저, 농업기술센터 둥에서 분석한 토양화학성 데이터가 있다. 수집된 정보로 토양화학성 변화를 모델링한다면 향후 비료사용에 따른 변화 예측과 사용량 조정방안이 도출될 것이다. 또 ICT 융복합사업 확대로 토양수분센서를 통한 토양수분정보를 실시간으로 얻을 수 있다. 이어 선과장 중량선별장치의 중량 데이터도 있다. 정부정책에 따라 APC로 알려진 과실선과장이 전국적으로 설치돼 있고 활용률은 급속히 증가하고 있다. 이에 농가별 선과장별 지역별 정보를 수집해 활용목적에 따라 분석하면 농가단위에서 활용될 품질정보와 작황예측, 공급량예측 등 주요한 정책수립 근거자료가 될 수 있을 것이다.  과수산업에서의 영상정보 활용은 대표성과 정확성에 때한 문제제기가 많았던 꽃가루 발아력의 정확성을 높이는 연구결과가 한국원예학회지에 발표된 예가 있다. 영상정보를 이용해 병해충을 등 발생정보를 확인하고자 하는 노력들은 국내 연구진들뿐 아니라 BASF, SYNGENTA 등 다국적 기업들에 의해 활발히 진행되고 있다. 빅데이터 활용은 정보수집단계에서부터 높은 기술력과 많은 노력이 소요되지만 수집된 정보를 활용목적에 맞게 해석하고 결과를 도출하는 노력이 필요한 실정이기에 과수분야 전문가들의 노력이 필수적이다. 빅데이터의 수집단계에서부터 활용단계까지 과수전문가의 가이드는 정보활용 현실성을 결정하는 필수인자다.

# 국내 원예치료 필요대상자 증가로 산업발전 전망

▲박천호 고려대학교 생명과학대학 교수 ‘우리나라의 원예치료’ = 우리나라에 원예치료가 처음 소개된 것은 1984년  한국원예학회 춘계학술발표회에서 고려대학교 곽병화 교수가 ‘새로 전개되는 분야의 원예와 원예학’이라는 제목의 특강을 통해서였으나 일반인들에게는 거의 알려지지 않았다. 1988년 장애인 올림픽 이후로 장애인의 시설과 특수학교 등에서 원예가 직업교육의 목적으로 이용되면서 관심을 갖게 됐고, 일부 병원에서 치료·재활의 목적으로 이용하기 시작한 것은 1990년대부터였다. 우리나라의 원예치료는 한국치료복지협회를 중심으로 식물과 원예활동에 기초한 인간. 환경 상호관계에 대한 연구사업, 식물을 이용한 다양한 원예치료 프로그램 연구 개발사업, 원예치료 전문가 양성을 위한 교육사업 등이 이뤄지고 있다. 우리나라에 원예치료가 본격적으로 소개된 지 20여 년밖에 안 되지만 세계적으로 유례를 찾아볼 수 없을 정도로 빠르게 발전해왔는데, 그 이유는 원예치료가 식물을 매개체로 하는 생명 중심적인 치료방법으로서 독특성과 장점이 있기 때문이다. 자연과의 교감을 통해 정서적 안정을 도모하고 삶의 질을 향상시킬 수 있다. 원예치료를 필요로 하는 대상자가 크게 증가할 것으로 예상된다. 또한 평균수명의 연장으로 치매환자도 빠르게 증가하는데 이들의 치료 및 재활방법의 하나로 원예치료에 대한 관심이 매우 높아져 전망도 매우 밝을 것으로 예상된다.

# 피부노화 예방효과 건강기능성 식품 등 연구 활발

▲이설림 가천대학교 바이오나노대학 생명과학과 교수 ‘원예 및 특용작물의 피부 기능성 소재 연구’ = 노화된 피부는 표피세포의 분열속도와 재생속도가 감소해 상처치유 능력이 저하되며, 피부의 세포면역이 저하돼 있어 각종바이러스나 진균에 의한 피부감염과 종양에 취약하다. 또한 항산화시스템 기능 저하로 인해 피부 산화손상은 점점 더 증가되며, 콜라겐 변화와 MMPs의 증가로 주름이 형성된다. 이러한 피부노화의 예방을 위해 피부건강 기능성을 가지는 건강기능 식품 및 기능성 화장품 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 식품의약품안정평가원에서 발행된 건강기능성식품 기능성 평가 가이드(피부건강에 도움을 줄 수 있음)를 중심으로 피부 건강 연구 방법 및 본 연구자가 발굴한 피부 노화 억제에 효과적인 기능성 소재를 소개하고자 한다. Ulmus davidiana의 뿌리 껍질에서 분리된 (-)-catechin과 Maclura tricuspidata 열매에서 분리된 alpinumisoflavone은 인간 진피 섬유아세포에서 TNF-α에 의해 유도된 ROS 및 콜라겐분해효소 MMP-1을 억제한다. 또한 iNOS, COX-2, IL-1β, IL-6 및 IL-8 등의 전염증성 매개체 및 사이토카인을 억제한다. 따라서 두 화합물은 산화스트레스 및 염증성 반응으로 인한 피부손상 완화에 효과적일 수 있다.

# 국내 의료용 대마산업 발전위한 제도마련 강구

▲박종석 충남대학교 바이오AI융합대학원 교수 ‘의료용 대마 산업의 현황과 비전’ = 의료용 대마인 햄프는 미국, 캐나다, 유럽을 중심으로 재배, 생산, 가공이 합법화돼 산업적으로 매우 급성장하고 있다. 최근 국내에서도 원예특작과학원이 의료용 대마 연구를 시작했다. WHO에 따르면 대마의 약리적 효능(CBD: Cannabidiol)은 항균성, 항염증성, 통증 완화, 신경보호 등 유용성이 다양하다. CBD는 마약과 같은 향정신성 약물 특성을 갖고 있지 않고, 남용이나 중독성이 매우 낮은 것으로 알려져 있다. 특히, 알츠하이머, 파킨슨 질환, 뇌전증, 암, 우울증 등 다양한 질환치료에 효능을 인정받았다. FDA는 2018년 CBD를 주요 성분으로 하는 뇌전증 치료제로 Epidiolex를 사용 승인했고, 현재 국내에 뇌전증 환자는 40만 명, 그 중에서 치료를 받고 있는 사람은 약 19만 명에 달한다. Epidiolex 한 병에 170만원으로 환자에게 매우 부담이었으나, 건강보험적용으로 10%만 환자부담으로 결정돼 올해 4월 1일부터 적용받는다. 미국은 2018년 12월에 트럼프 대통령이 ‘2018 팜빌’에 서명하면서 햄프는 마약류에서 제외됐고 연방 차원에서 합법화돼 시장 및 산업이 급속히 팽창되고 있다. 후발 주자인 대한민국이 산업적 발전 토대를 마련하기 위해서는 자성종자의 생산과 고품질 햄프 생산을 위한 스마트팜 재배 프로토콜이 확립돼야 하며, CBD 함량이 증대된 신품종 개발이 병행돼야 하고, 법적 제도적 뒷받침이 필요하다.

# 극한 환경서 안정적 작물재배 가능한 기술개발 긴요

▲김영준 ㈜그린플러스 기업부설연구소 연구원 ‘해외 온실사업 현황’ = 기후변화로 작물 생산량 감소와, 가뭄, 호우와 같은 기상재해 증가, 병해충 변화 등으로 농산물 생산성이 하락하며, 식량안보는 세계 공통의 문제가 되고 있다. 자국의 식량안보를 위해 세계 각국은 첨단농업기술분야의 연구개발을 수행하고, 각 국가별로 글로벌컨설팅, 스마트농업을 위한 전시산업, 물관리 등 환경제어기술, 농업용 로봇기술 등에 주력하고 있다. 대한민국도 한국형 온실의 특성 구축을 위해 환경조절 설비 및 물 소비 절약형 온실 기술을 조합해 활용도를 높이고 고품질 작물생산으로 안정적인 시설원예 기반 기술을 확보할 필요성이 대두되고 있다. 한국형 온실의 확대 보급을 위해 보유하고 있는 온실 기술 강점을 살려 국내와는 상이한 극한 환경에서도 안정적으로 작물을 재배할 수 있는 냉난방기술의 패키지화 등 적정 기술개발이 필요하다. 또한 현재 센서 및 구동계통 기자재 일부에 국한돼있는 온실 기자재 표준화를 온실 자재 전반에 걸쳐 진행해야하며, 표준기술을 보급해야한다. 온실 내 주요 환경을 측정, 관리, 조절해 극한 환경에서의 작물생산성을 높이고 안정적으로 생산할 수 있는 한국형 온실을 구축하는 것이 향후 세계시장 진출을 위해 필수적이다. 해외온실시장 및 국내 온실기업의 해외수출 현황을 분석하고, 수출 시 발생하는 문제점을 파악, 해결한다면 국내 온실기술의 해외수출 증대될 것이다.

# 상품고급화 이루는 ‘스마트 APC’ 탈바꿈 시급

▲홍윤표 국립원예특작과학원 저장유통과장 ‘디지털 시대에 맞는 스마트 APC 구축의 당위성’ = 우리나라 농산물 저장 유통 분야에서도 디지털 기술이 도입되고 있으며 그 첫번째 관문이 APC 현대화다. 전국의 품목별 APC는 품질관리, 시설장비, 운용능력 등으로 평가해 볼 때 상당한 수준 차이를 보이고 있다. 이는 선진국의 packing house와 비교해 국내 APC에 개선할 점이 많다는 것을 의미하며 상품화 과정이 원활치 않아 내수 유통과 수출시 클레임 원인으로 작용한다고 볼 수 있다. 우리나라 신선 원예 농산물의 대내외적인 경쟁력 제고를 위해서는 상품고급화와 전략적 수출이 필수다. 상품고급화를 이루기 위해서는 수확된 농산물이 신선하게 오래 유지돼야하고 품질 좋은 것을 잘 선별해 낱개 또는 소량으로 포장해야 한다. 이는 고도로 발달된 과학적인 기술이 투입된 온전한 상품화 과정을 거쳐야한다. 사과를 수확한 후 과정을 거쳐 소비자는 온라인 택배로 집으로 배달된 낱개 포장된 사과 겉봉지의 QR코드를 스마트폰으로 스캔하면 품질관련 정보를 볼 수 있고 소비 패턴은 다시 정보화되어서 해당 APC에 피드백 된다. 이러한 모습이 정보화, 자동화를 갖춘 ‘스마트 APC’다. 상품고급화를 이루려면 과학적인 수확 후 품질관리가 선행돼야 하고 ‘스마트 APC’로 탈바꿈해야한다. 스마트 APC를 거친 원예농산물은 품질경쟁력을 갖춰 국내 소비자를 만족시키고 세계시장 곳곳을 누비게 될 것이다. 이 과정이 시대 변화에 맞게 스마트팜과 연결되는 선진국형 스마트APC 구축의 당위성이다.