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  • 배양액 재사용 ‘친환경 스마트팜’ 농가 부담던다…비료 사용량 40%↓
- KIST 이주영·안태인 박사팀, 배양액 재사용 위한 UV살균 시스템·순환식 수경재배 시스템 개발
KIST 연구진이 개발한 순환식 수경재배 시스템을 실험하고 있다.[KIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 최근 수직농장, 스마트팜 등 도시농업 기술이 발전하면서 관련 시장이 빠른 성장세를 보이고 있다. 이 기술들은 흙 없이 영양분을 녹인 물(배양액)을 사용해 식물을 키우는 수경재배를 바탕으로 한다. 수경재배를 위해 공급한 배양액 중 20~30%정도는 작물에 흡수되지 못하고 배출된다. 대부분 국내 농가는 이를 그대로 방류하는 방식을 사용하고 있어서 환경 오염 및 농가의 경영비용 부담 문제가 적지 않은 상황이다.

배양액을 방류하지 않고 자외선으로 살균한 후 재사용하는 순환식 수경재배 방식을 사용하면 이러한 문제를 줄일 수 있다. 하지만 재활용되는 배양액 내 미생물 증식에 따른 병 발생 가능성 및 영양분 불균형에 대한 우려와 순환식 수경재배 시설 도입에 필요한 1헥타르(약 3025평) 기준 억대를 상회하는 초기 투자비용에 대한 부담 때문에 쉽게 적용되지 못하고 있었다.

한국과학기술연구원(KIST)은 강릉분원 천연물연구소 스마트팜융합연구센터 이주영‧안태인 박사 연구팀이 순환식의 수경재배 방식에서 안정적으로 미생물 개체수를 관리할 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다.

연구팀은 순환, 비순환식 수경재배 시스템에서 물, 양분 흐름과 미생물 유입, 증식, 살균, 배출에 대한 시뮬레이션 모델을 구축해 미생물 증식 특성을 통합적으로 분석했다. 그 결과 순환식 수경재배의 미생물 개체수는 UV 출력과 물의 공급량에 따라 조절할 수 있음을 확인했다. 반면 비순환식 수경재배의 경우 물의 양에 따라 미생물 개체수가 크게 변동하며 공급량이 적을 경우 미생물 개체수가 급증함을 확인했다.

UV 살균 시스템의 경우 실제 수경재배 조건에서 운용하려면 고가의 외산 제품을 사용해야 해 널리 보급되지 못하고 있었다. 연구팀은 연구결과와 기술시장 상황을 고려해 외산 시스템과 동일 수준의 성능의 UV 살균 시스템을 개발했다. 개발한 시스템은 외산시스템의 절반이하의 가격을 목표로 산업화 연구를 진행중이다.

순환식·비순환식 수경재배 시설 개요.[KIST 제공]

이러한 결과에 대한 산업계의 관심도 뜨겁다. 순환식 수경재배 운영관리 소프트웨어 기술은 두인바이오텍에 선급금 8천만원(경상 매출액의 8.5%)에 기술이전하였으며, 고도화된 순환식 수경재배 기술은 신한에이텍에 선급금 2억원(경상 매출액의 1.5%)에 6월에 기술이전할 예정이다. 이들 기업이 순환식 수경재배 시스템을 상용화 할 경우 1헥타르 농가 기준으로 연간 3천만원 정도 소요되던 비료값의 30~40%정도를 절약할 수 있을 것으로 보인다.

이주영 박사는 “개발한 시스템을 통해 많은 농가들이 친환경 순환식 수경재배 시스템으로 전환될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 환경과학분야의 국제 학술지 ‘저널 오브 클리너 프로듀션’ 최신호에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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