기후 변화와 스마트 기술 도입에 따른 농업 정보 서비스, 온실 환경 제어 및 내재해형 시설 관리의 중요성 doc_id PCY_201708100230040241_1

최근 스마트폰 보급이 급속하게 확대되면서 스마트폰 특성에 적합한 농업정보 서비스의 필요성이 높아졌다. 농업인도 스마트폰을 이용하여 시간과 장소에 상관없이 영농과정에 필요한 농업정보를 검색하고자 한다. 이러한 정보매체의 변화와 수요를 고려하여 농촌진흥청은 농업인과 도시민이 필요로하는 정보를 쉽게 접할 수 있도록 스마트폰용 앱을 20여종 서비스하고 있다. 농촌진흥청의 앱은 농업기술 연구·지도분야의 다양한 결과물을 편리하게 접근, 이용할 수 있도록 활용성에 중점을 두고 개발하여 왔다. 앞으로도 스마트 기기에 적합한 양질의 컨텐츠를 지속적으로 확충 및 사용자 이용패턴에 따른 이용편의를 개선하고, 좀 더 많이 이용하도록 온·오프라인 홍보강화와 전문가·수요자 간의 소통공간을 마련할 계획이다. 스마트시대에 스마트한 농업정보 서비스와 스마트한 농업경영인의 만남으로 살 맛 나는 행복한 농업·농촌을 만들 수 있을 것이다. 스마트폰을 이용한 온실 환경제어 기술은 2013년에 전국 10개소를 시작으로 올해 25개소로 사업을 확대하여 추진하고 있다. 온실 환경제어시스템은 온실의 제어시스템 내부에 웹서버와 데이터베이스(DB) 서버를 두고 외부에 로컬 서버를 관제할 수 있는 중앙 서버를 둔 이중 구조의 시스템이다. 따라서 통신이 두절됐을 경우에도 데이터의 손실이 없으며 안정성이 높다. 이 시스템은 컴퓨터와 스마트폰을 이용하여 온실 환경과 작동장치, 작물생육 상태를 모니터링하고 최적제어값에 따라 온도, 습도, CO2, 광 조건을 정밀하게 조절하여 에너지를 절감할 수 있다. 특히 외부에서도 원격으로 창과 커튼 등 각종 장치의 다단계 제어가 가능하다. 또한 정전상황에 대한 점검과 기기상태를 실시간으로 감시하고 있어 온실 환경이나 기기에서 이상이 발생했을 때는 관리자에게 바로 통보되도록 설정돼 있다. 생육환경을 모니터링함과 동시에 허브종합센터 운용을 위한 DB화 프로그램도 구축되어 있어 온실 내부온도, 습도, 일사량, 이산화탄소 등 재배 환경요소는 실시간으로 시스템에 연결된 컴퓨터 데이터베이스에 저장돼 환경관리를 위한 참고자료로 활용할 수 있다. 우리나라의 시설채소 온실면적은 51,058㏊로 세계 2위 수준이며 99%가 비닐하우스이다. 국내 시설원예 생산액은 약 5조원으로 농축산업의 12%, 원예작물의 40%를 점유하고 있다. 한편 농가보급형 자동화하우스가 보급된 이후 1995년부터 현재까지 기후변화에 따른 이상기상이 빈번함에 따라 해마다 적지 않은 면적의 온실이 무너져 내렸으며 그 피해규모는 연 평균 790억원에 이른다. 온실의 구조안전성에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 바람과 눈이며, 작물하중과 여러 가지 장치하중 등이 부수적인 요인들이다. 따라서 내재해형 온실모델을 설계하기 위해서는 먼저 온실을 설치하고자 하는 지역의 눈의 양과 바람의 세기를 알아야 한다. 이를 위하여 각 지역의 최근 기상자료를 분석하여 30년 빈도를 기준으로 내재해 설계기준 적설심과 풍속을 설정한다. 적설심은 20㎝부터 최대 40㎝까지 2㎝간격으로, 풍속은 초속 22m부터 최대 40m까지 2m/s간격으로 구간을 나누고 각 지역의 설계기준을 구간별로 구분한다. 한편 설계도를 어렵게 생각하는 사용자를 위하여 온실의 모양을 3차원 그래픽을 통해 미리 알아보고 온실의 각종 기본정보를 미리 파악할 수 있는 프로그램인 GHModeler를 개발하여 보급하고 있다. 이 프로그램은 사용자가 단동 온실의 폭, 높이, 시공하고자 하는 지역을 선택하면 자동으로 온실 모델의 형상을 3차원으로 보여준다. 또한 선택한 온실을 시공할 때 소요되는 파이프의 총 길이, 조리개의 개수, 지붕·측면·전후면 등에 소요되는 비닐의 면적, 시공 후에 발생하는 그림자의 면적과 함께 소요되는 재료비까지 산출해준다. 농림축산식품부와 농촌진흥청에서는 이처럼 최신의 설계기술을 이용하여 개발한 내재해형 원예시설을 보급하고 있으며, 농가가 설계내용을 쉽게 이해할 수 있도록 다양한 정보와 도구를 제공하는 등 기상재해 대응을 위한 기술개발과 함께 현장의 목소리에 귀를 기울이고 있다. 기상청은 시나리오(RCP8.5)에 따라 우리나라의 21세기 말 평균기온이 5.9℃ 상승하고 강수량도 18% 증가할 것으로 예측하였다. 그림에서 보듯이 21세기 후반에는 강원도를 제외한 남한 대부분의 지역이 아열대 기후구가 될 것으로 전망하였다. 이에 따라 남한의 상당부분이 아열대 기후와 같이 더워지고 이에 따라 재배하는 작물의 종류도 달라질 것으로 예상된다. 강수량이 증가하기 때문에 호우에 의한 피해가 증가하는 반면 아시아몬순 기후 특성은 유지하여 봄, 가을에는 건조하여 가뭄 위험도 나타날 수 있다. 특히 콩, 옥수수 등 밭작물은 상시적으로 담수상태를 유지하는 벼와는 달리 토양의 수분상태에 민감하여 수분을 잘 유지하였을 때와 가뭄 등으로 수분스트레스가 지속될 때 생산성에 미치는 영향을 비교하면 질소 등 시비의 영향보다도 더 큰 경우가 많다. 앞서 언급한 우리나라 기후 시나리오(RCP8.5)에 따라 농경지의 토양수분이 변동되는 양상을 분석하여 미래에는 강수량이 증가하기 때문에 얼마나 가뭄위험이 줄어드는지 알아보았다. 콩, 옥수수 등 밭작물을 파종하고 정식하는 시기인 4∼6월은 가뭄에 의해 발아불량, 어린식물의 생육 저해 등 작물 피해가 심한 시기이기 때문에 미래에는 어떻게 경향이 바뀔지 알아보았다. 아래 그림은 ‘봄철 가뭄위험 최대 지속일수 ’에 대해 연도별, 지역별 차이를 지도로 나타낸 것이다. 일반적으로 밭작물 재배에서 봄이나 가을에 어느 정도 토양이 건조한 상태에서 14일 이상 연속으로 비가 오지 않으면 가뭄피해 위험성이 높아지는 것으로 판단될 수 있고 심할 경우 작물이 말라죽을 수 있다. 좌측 그림은 가까운 미래인 2012년부터 2020년도까지 봄철 가뭄위험을 나타낸 것인데 2014년부터 2016년까지는 크게 가뭄에 의한 작물피해는 없을 것으로 나타났으나 지역에 따라 차이가 많은 것이 특징이다. 2017년부터는 14일이 넘어가는 지역이 부분적으로 나타나 지역별 사전 대비가 필요할 것으로 전망된다. 민원인의 방울토마토에서 발생한 잎, 줄기의 갈변 및 고사 증상은 역병 (병원균: Phytophthora infestans)에 의한 피해로, 역병의 발생양상을 보면 온도가 높은 9〜10월에는 병이 발생되지 않았으나, 10월 말에서 11월 초에 주야간 온도차가 심한 시기에 병 발생이 시작되었다. 이시기에는 주야간 온도차가 심하여 비닐하우스 내에 이슬이 많이 맺히고 톱밥 먼지 등으로 인해 하우스 내의 투광률이 낮아 이슬 지속시간이 길어서 역병 발생이 많았던 것으로 판단된다. 토마토 역병(병원균: Phytophthora infestans)은 토양이나 병든 식물체 잔재물 등에서 월동하여 병을 일으키며 노지보다는 시설하우스에서 피해가 심하다. 특히 주야간 기온변화가 심한 시기에 시설내 습도가 높고, 과습조건이 오래 지속될 경우 병이 심하게 발생한다. 역병의 발병적온은 18〜22℃이고, 습도는 91〜100%에서 발병이 심하나, 28℃이상의 고온에서는 역병의 발생이 감소하는 것으로 알려져 있다.