UPDATED. 2017.9.20 수 17:39
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[심층분석] 빅데이터로 농산물 수확 시기까지 예측스마트팜 해외사례

일본을 위시한 외국에서도 스마트팜을 통한 생산성을 제고해 이를 통해 농가소득을 높이고 있다. 한국농촌경제연구원에서 발표한 ‘스마트팜 운영실태 분석 및 발전방향 연구’에 실린 외국의 스마트팜 사례를 간략히 소개한다.

일본의 PDCA 사이클 활용과 스마트팜 사례

일본은 후지쯔, NEC, IBM, NTT 등 유수의 기업들이 농업분야에 ICT기술을 접목한 다양한 서비스를 제공하고 있다.

일본 IBM의 농산물 이력추적 서비스, NEC의 사물 지능통신(M2M) 기반 생육환경 감시와 물류 서비스(Connexive), 후지쯔의 농업관리 크라우드 서비스(아키사이) 등이 대표적인 사례이다.

후지쯔의 아키사이는 IoT 센서를 통해 재배환경의 데이터를 실시간으로 계측, 수집하는 동시에 크라우드 서비스를 이용해 데이터를 축적, 분석해 토마토 등의 작물재배에 활용하고 있다.

아키사이는 재배시설에서 기온, 지온, 수분, 일사량, 토양의 비료농도 등을 측정하고 일정 간격으로 크라우드 서버에 전송해 수집, 분석, 예측 등을 수행한 후 최적의 물과 비료의 양을 제시해 준다.

이 시스템을 사용한 농가에서는 수확량이 20∼30% 증가했으며, 농가별 생산계획과 수확량 예상 등 일괄 관리가 가능해 농산물 조달 계획 수립을 위한 기반 데이터로도 활용된다.

그리고 기후변화 속에서도 소비자가 만족할 만한 품질의 토마토를 연중 일정한 양을 공급할 수 있도록 하는 스케줄링 소프트웨어를 개발해 시험운영 중에 있다.

일본 후지쯔 아키사이 홈페이지

아키사이는 온실 내에 설치되는 온습도 및 조도 감지기를 통해 획 득한 데이터를 이용해 누적온도 기반의 작물생육 예측 모델과 스케줄 및 환경정보를 표시해 준다.

이와 함께 일본에서 스마트팜을 이용해 10a 당 50톤 의 수확량을 기록한 사례가 있다. 2012년 6월에 준공된 최신식 시설을 갖추고 있는 토마토재배농업법인 IGH(Innovation Green House)은 총 면적은 1581㎡이며, 이 중에서 재배동은 1280㎡, 기계·공조실은 256㎡, 관리동은 45㎡로서 실질적으로 작물을 재배하는 공간은 약 388평 정도이다.

사업비 총액은 1억2790만엔이며 이중에서 경제산업성 보조금 8067만엔(63%), 토요하시시 보조금 2219만8000엔(17%)으로 자부담은 2503만2000엔 (20%)이었다.

이 농업법인은 지금까지 생산자가 정확한 수치가 아닌 감에 의존하던 재배방식을 식물이 생산능력을 충분히 발휘할 수 있도록 주간 단위로 PDCA사이클 을 돌려 1년 전체로 식물의 생육을 양호하게 유지하고 있다.

이를 통해 일반 시설재배 보다 시스템을 고도화하 여 수확량 증가와 동시에 고품질의 토마토를 생산 하고 있으며 2013년 2작기부터 단위당 50톤 생산을 달성했다.

스마트팜 기술 중 일본은 채소의 적시 출하 및 정확 한 생산예측을 위해 채소생산예측응용 시스템을 개 발했다.

이 시스템은 마이크로엑셀파일, 각 필드의 재배데 이터 입력시트, 주별 생산량 출력시트, 전문 기상데이터 수집을 위한 웹 조회 및 작물 생장시뮬레이션 모델 프로그램의 집합 명령으로 구성이 되어 있으며, 저속도 촬영카메라와 기상데이터베이스를 활용 하고 있다.

일일 평균온도, 일일 태양복사열 데이터로부터 상추 생장량인 일일 건조 상황의 무게를 계산하여 채소 생산자의 모든 필드에서 생장 시뮬레이션을 이용해 매주 상추 생산량을 예측한다.

적절한 수확시기가 재배지에서 시뮬레이터한 수확 일자로부터 일주일 이내가 되면 재배지에서 관측된 수확일이 80∼90% 정확하게 예측되는 것으로 나타나 시스템의 유효성이 높은 것으로 나타났다.

미국의 처방과 정밀농업

최근 미국 농촌에서는 ‘처방(Prescription )농법’이 확대되고 있다. 농기계와 농경지 이곳저곳에 감지기를 최대한 장착하고 이들이 수집하는 방대한 자료를 분석, 해당 지역에 최적 농법을 처방하는 방식이다. 처방농법은 농민에게 토양정보, 일기예보, 작물의 생장 상황은 물론 곡물 시세에 이르는 다양한 정보를 제공한다.

몬산토에 따르면 농부는 곡물을 재배하는 과정에서 작물 선택, 파종 시기, 시비량 조절 등 40가지 의사결정을 내려야 하는데 이 가운데 한두 가지만 정확하게 이루어져도 농업 생산성이 크게 향상된다는 것.

처방농업이 미국 전역에서 전면 실시되면 옥수수의 에이커 당 생산량은 4352kg에서 5440kg 수준까지 높아질 것이라고 예측하고 있다.

곡물의 최적 생산으로 추가되는 부가가치도 연간 200억 달러(24조원)에 달할 것으로 추정된다. 아직 전면적이지는 않지만 미국 전체 농민의 60%가 한 두 가지 종류의 데이터 서비스를 이용하고 있으며, 미국에서 운행 되는 농업용 트랙터의 80%에 데이 터 송수신 장치가 장착돼 있다.

정밀농업을 위한 장치는 해당지역의 30년 기후와 토질, 토양의 수분함량 및 파종될 종자의 특성을 빅 데이터로 실시간으로 분석하여 최적의 깊이로 파종 을 할 수 있도록 파종기를 조절하고 모니터링을 할 수 있도록 하고 있다.

씨앗이 뿌려 지는 것과 동시에 또 다른 모니터에는 토양의 비옥도 정보 가 실시간 제공됨. 파종 후 컴퓨터 화면에서 농장을 구글 지도로 확인할 수 있으며, 화면 한 구석에 날씨 정보가 실시간으로 업데이트 되는 가운데 파종한 옥수수 품종 번호를 입력하면 예상 수확일자와 수확량은 물론 이고 톤당 가격까지 제공된다.

이러한 정밀농업을 위한 대표적인 시스템은 Climate Corporation의 ‘Climate Fieldview Pro’와 Trimble사 ‘ConnectedFarm’ 등이 있으며, Climate Corporation에 따르면 프로그램 이용료는 에이커 당 15달러이지만 시스템 덕분에 에이커 당 수익이 100달러가 증가되는 것으로 나타났다.

이러한 서비스는 콤바인 내부에서도 가능하지만 스마트 폰에서도 이용이 가능해 활용도가 더욱 증가했다. Climate Corporation사가 몬산토에 인수 된 2015년, 프로그램 이용료를 에이커 당 3달러로 인하함과 동시에 더 많은 향상된 서비스를 제공하고 있다. 묶음 개체입니다.

연승우  dust8864@thekpm.com

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