유엔 식량농업기구에 따르면 ‘2050년에 전 세계 인구는 100억 명에 육박하며 인구 전체가 식량난에 봉착할 것’이라고 경고했다. 유엔이 정한 하루 권장 섭취량은 2,100kcal로 이를 유지하기 위해서는 현재보다 최소 60%가 많은 식량이 필요하다. 

식량을 생산하기 위해서는 땅과 인력, 에너지, 물 등이 필요하다. 현재 우리나라 농업 여건은 끊임없는 농경지개발과 기후위기, 인력난은 고조되고 있으며 한정된 에너지는 지속적으로 고갈되고 있다. 우리는 농업이 이러한 심각한 문제들에서 벗어나 지속가능한 농업으로 가기 위한 해결 방안을 모색해야 한다.

바야흐로 4차 산업혁명 시대를 맞이하면서 드론, 로봇, 인공지능 등 기술발전이 어느 때보다 가속화되고 있다. 이러한 디지털 기반 기술을 농업적 응용을 통한 스마트농업 실현으로 지속 가능한 식량 생산을 위한 기술 수요에 빠르게 대응할 필요가 있다. 

과학적이고 객관화된 데이터에 기반한 스마트농업은 앞으로 식량문제 해결을 위한 유력한 대안이 될 수 있기 때문이다. 특히 우리나라 전문가들은 노지분야에 대한 스마트농업의 중요성을 강조하고 있다. 우리나라 노지농업의 면적(논+밭)은 약 1,581,000ha(96.5%)로 시설원예 면적 약 55,000ha(3.5%)에 비하여 월등히 넓어 그 파급효과가 상당할 것으로 예상하고 있다. 

그동안 노지작물은 시설작물에 비해 재배환경에 변수가 많고 최적의 조건으로 제어하기도 어려워 노지 스마트농업의 고충이 많았다. 하지만 최근 드론·인공지능·자율주행 등 요소기술들의 비약적인 발달로 노지 스마트농업의 실현 가능성을 높여주고 있다.

노지작물에 대한 스마트농업을 위해서 선행되어야 할 과정이 있다. 첫 번째로 농경지 농작물에 대한 정확한 모니터링과 진단이다. 드론을 통해 농작물 생육단계별 영양상태, 병해충 발생유무, 환경 스트레스 등 작물체 정보를 알려주는 역할을 하기 때문이다. 드론 원격탐사 기술로 농작물을 정밀하게 효율적으로 관측할 수 있는 계기가 마련되었기 때문이다. 고성능 센서가 탑재된 드론이 창공에서 실시간으로 식물체의 상태 계측하여 유용한 데이터를 생산할 수 있다. 

둘째로, 고도화된 빅데이터, 네트워크, 인공지능 등의 4사 산업의 주요 기술의 융합에 의한 의사결정시스템 구현이다. 현재는 농업인들이 의사결정 주체로 그 동안의 영농경험을 토대로 영농관리를 하고 있다. 그렇기 때문에 예측하기 어려운 돌발 변수들에 대해 대응하기가 어렵다. 미래에는 데이터에 기반한 과학적이고 객관화된 예측모델을 통한 의사결정을 시스템으로 기후위기 등 환경변화에 빠르게 대응하고 농자재투입을 최소화하면서 생산량을 극대화 할 수 있는 정밀농업을 구현할 수 있다. 

셋째로 지속가능한 농업이 가능한 단계로 모든 농작업에 로봇이나 농기계 등이 투입돼 논과 밭에 나가면 농업인이 없는 세상을 볼 수 있는 단계이다. 의사결정 시스템이 자율주행 농기계, 로봇, 드론 등 농작업기 및 자동 관배수 시스템 등 시설과 연계하여 위치정보에 의한 농작업 정밀 제어가 가능할 것이라는 전망이다.


우리나라는 1972년에 농업기계화 정책을 발표했다. 줄어드는 농촌 인력을 대체하고 많은 식량을 생산하기 위한 도전이었다. 손으로 벼를 심고 소로 땅을 갈던 자리에 이앙기와 트랙터 같은 기계들이 들어서면서 농업효율을 대폭 증가시킬 수 있었다. 2022년 현재 농업은 농업기계화율이 98% 이상 달성하였지만 농업인구의 고령화, 기후위기, 식량 수급 불균형 등 심각한 문제들에 직면해 있다. 

이제는 농업기계화와 더불어 과학적 데이터에 기반한 고도화된 디지털 기술이 접목되어야 한다. 지속 가능한 노지 스마트농업은 ‘필요조건’이며 이를 위한 드론을 활용한 고도화된 농업관측은 노지 스마트농업 시대를 빠르게 열 수 있는 ‘충분조건’이 될 것이다.

/전북농업기술원 강영호 농업연구사