현재 지구는 100세 시대를 맞고 있다. 길고 가늘게 오래오래 사는 것이 적자생존인 시대에 살고 있다. 건강하게, 먹고, 자는 가장 동물적인 생존은 100년 후에도 변함없이 추구될 것이다. 유엔 인구센세스에서 30여년후면 세계인구는 100억명이 된다고 한다. 그중 60세이상이 약 35%를 차지한다고 한다. 과학의 기술발전은 인류가 소비할 만큼 먹거리를 지금 생산하고 있다. 오늘은 땅위에서 자라는 광합성 식물의 먹거리 미래에 알아보겠다.

■생명공학 기술발전과 GMO 식품

- GMO는 Genetically Modified Organism의 약자이고 현재 개발된 GMO 대부분이 유전자조작 또는 재조합 등의 기술을 통해 재배·생산된 농산물 식품을 의미한다. GMO 식품의 대상이 되는 식물은 토마토, 감자, 옥수수, 대두, 파파야, 황금쌀, 사탕수수 등이다.

- 인구의 폭발적 증가와 경지면적의 지속적인 감소로 식량의 안전적인 수급을 위한 새로운 방법이 모색되기 시작됐다. 식량문제 해결에 전 세계는 GMO 기술이 중요한 역할을 하고 있다. GMO 기술로 만들어진 작물은 제초제 및 해충 저항성을 갖추어 생산량이 증가하게 되며, 특정한 영양분을 강화한 작물을 생산하므로 현대인에게 필요한 영양분을 보충하고 있다.

- 미국에서 새로운 GMO 식품이 상업용 재배 승인을 받고 있다. 예를 들면, 잘랐을 때 색깔이 변치 않는 사과, 튀겼을 때 발암물질이 적게 나오는 감자 등이다. 최근에는 소비자의 직접적인 기호에 맞는 2세대 더욱 발전된 GMO가 등장하여 다양한 생산의 증대를 이루고 있다.

■4차산업의 총아, 농업용 드론

- 거대한 현대식 농장 관리: 넓이 4마일에 길이가 40마일인 농장, 160평방마일(약 1억 2,500만평)의 면적에 작물들이 자라고 있다. 물을 대고, 비료를 주며 해충을 감시하고 때 맞춰 수확해야 한다. 이 거대한 160평방마일의 농장을 걸어서 눈으로 확인하는 것은 불가능하다. 새로운 4차 산업의 드론이 해결책을 제시하고 있다.

- 드론의 도입: 드론 카메라는 낮은 고도의 영상으로 가시광선과 근적외선을 이용하여 멀티 스펙트럼 영상을 찍어 건강한 식물과 허약한 식물을 구별한다. 고해상도, 멀티 스펙트럼 영상 등의 편의를 넘어 저렴한 드론 가격은 다른 방법보다 저렴한 비용으로 다음과 같이 농업에 응용되고 있다

물관리: 초분광, 멀티 스펙트럼, 도는 온도센서를 이용하여 건조지역을 찾아내고 작물이 자라면 식생지수(vegetation index)와 열신호 계산을 가능하게 한다.

분무: 거리측정도구를 이용한 드론이 다양한 지형을 따라 적당한 양의 살충제를 분무하여 비용 절감과 지표수를 보호할 수 있다.

씨앗 뿌리기: 영국의 스타트업인 ‘바이오카본 엔지니어링’은 드론이 생분해성의 씨앗 포드가 든 압력 통을 싣고 다니면서 이를 땅에 분사하는 기술을 개발했다. 씨앗 포드는 땅에 떨어지면서 부서지고 씨앗은 뿌리를 내린다.

수직농장, 미래의 식물공장: 식물 공장이란 작물이 필요한 햇볕, 물, 온도, 영양분을 건물 내에서 물안개를 흙이나 주거나 물에 뿌리를 담가 식물을 마치 공장에서 옷을 만들듯이 작물을 재배하는 것이다. IT 산업과 과학자들의 복합혁명으로 기후에 관계없이 농사를 짓는다. 다음과 같이 구체적을 살펴보자

뉴저지주의 수직농장, 에어로팜의 경우: 낡은 철강 공장을 리모델링해 세계 최대 규모로 약 1,900평으로 10m 높이의 건물 실내에 7~8단으로 설치된 식물공장 재배대에서 잎채소가 자라고 있다. 연간 1,000톤의 채소를 한해에 30회 이상 수확하고 있다. 30층 수직농장서 5만명 이 먹을 수 있는 식량이 나올 것으로 추산된다.

IT와 GMO의 융복합혁명: 햇볕 대신에 LED 재배등을 이용하여 붉은 빛, 푸른빛 등 다양한 불빛을 이용해 최대한 광합성작용을 유도하고 있다. 뿐만 아니라 작물이 내뿜는 수분을 재활용해 물 사용을 극소량화 하고 있다. 컴퓨터 제어 시스템을 이용한 습도, 온도, 영양분 그리고 빛의 양을 조절한 높은 생산성은 현대 농업혁명의 중추적 기능이 된다.

수직농장의 문제점: 초기 투자 부담이 크고 상업성이 적다는 단점이 있다. 빛과 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등 환경 조건을 각기 다른 작물에 맞추는 것이 어렵다. 사람의 입맛에 맞추는 것도 쉽지 않은 것이다.

결론: 100억 인구의 100세 시대가 30년 후로 다가온다. 가뭄이 극심한 미 서부 지역과 작물의 90% 이상을 수입하는 알래스카 같은 곳에서는 미래의 농업으로 식물공장이 발전하고 있다. GMO종자 개발, 대량 재배와 생산 등 기업형 농업 그리고 국책 사업으로 먹거리의 자급 자족을 위해 노력하고 있다.

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<강신용 CPA>