수경재배 역사 기술의 장단점에 대해 공부해보자

수경재배는 토양 즉 흙이 없이 물을 이용하여 작물을 재배하는 방식과 이에 필요한 기술로 작물을 기르는 것을 말한다. 어떻게 하는 재배하는 것인지 살펴보고, 역사를 통해 공부해보자. 우리나라의 도입과 현황에 대해 알아보고, 수경재배 기술의 장점과 단점에 대해 소개하고자 한다.

수경재배의 역사와 우리나라의 현황에 대해 살펴보자.

수경재배(hydroponics)는 토양 없이 생육에 필요한 양분을 적정 농도로 녹인 양액(nutrient solution)과 배지(substrate)를 이용해 작물을 재배하는 양분 수분관리 기술로서, 토용을 사용하지 않기 때문에 양액재배(nutriculture)라고 부르기도 한다. 도입된 초창기에는 양약재배, 무토양재배, 용액재배 등 여러 가지 명칭으로 혼용되었지만, 현재는 수경재배로 통일하여 사용되고 있다. 토양 없이 배지와 양액을 이용하여 작물을 재배하는 정밀농법으로 연작장해를 회피할 수 있고, 작물 생산성을 증진시킬 수 있으며 작업 편의성 향상이 가능하여 미래 디지털 농업의 핵심기술이다.

 

역사는 17세기의 벨리에 화학자인 반 헬몬트(Jan Baptista van Helmont)는 식물 생장의 원인을 물에서 찾아본 체계적인 과학실험을 했던 것이다. 1699년 영국의 존 우드워드가 토양과 물의 상호작용이 존재한다는 것을 밝혔고, 토양 대신에 물이나 배지에 생육에 필요한 무기양분을 녹인 영양액을 공급하면서 작물의 생육에 따라 적기에 필요한 양만큼의 양분을 공급해서 최고의 생산성을 올릴 수 있었기 때문에 부각되었다. 19세기 독일의 식물학자 삭스(Julius von Sachs)는 어떤 양분이 작물 생장에 얼마나 필요한지를 알기 위한 연구 수행을 하면서 기초를 확립했다.

 

우리나라의 경우는 1954년 중앙농업기술원에 수경재배 온실이 만들어지면서 기초연구가 시작되었다. 사회적 여건 변화로 인해 1977년 원예시험장(현 국립원예특작과학원)에서 연구가 시작되었다. 1990년대에는 대형 온실 및 하우스에 보급하면서 인공배지경 재배 방식으로 전환할 수 있었다. 1990년대 우루과이라운드 협상 타결로 세계자유무역 강화 움직임이 감지되자 고품질 농산물 생산을 통해 위기를 극복하고자 하는 농가가 생겨났다.

 

토마토, 파프리카, 장미 등 수출작물을 중심으로 하여 지속적으로 확대되었고, 그 면적도 급격히 증가했다. 연작 장해 회치, 작물 생산성 증진, 작업 편의성 향상이 가능한 미래 디지털 농업의 핵심기술로 친환경적이고 지속 가능한 재배 기술 확립에 대한 필요성이 증가하고 있다. 2020년 화훼류 면적은 295.5ha로 채소류 면적인 3,469.3ha에 비해 매우 작은 실정이다. 2022년 현재 스마트팜 혁신밸리 청년창업 보육 운영사업까지 경남, 경북, 전남, 전북에서 진행하기에 이르렀다. 

수경재배기술의 장점을 공부해보자.

첫째로 인공배지 유무와 관계없이 액체의 양액에서 식물을 재배할 수 있으며, 둘째로 최적의 시스템과 환경을 제어함으로써, 꾸준한 생산성을 바탕으로 안정적인 작물의 생산이 가능하다는 점이다. 셋째로 외부 기후변화에 대해서도 비교적 영향을 덜 받기 때문에 토양 기반의 재배방식보다 20배 물의 사용량을 절약할 수 있다. 넷째로 무균상태에서 작물을 재배하여 살충제 사용이 불필요해 친환경 식품으로써 작물의 가치를 높일 수 있다.

 

다섯째로 지역적으로 물의 공급이 어렵더라도 지역과 관계없이 최적화된 작물을 공급할 수 있는 생산처를 개발할 수 있고, 수확시기를 조절할 수 있기 때문에, 시설의 회전율을 극대화시켜 안정된 수익을 제공해준다. 여섯째로 식물 뿌리가 직접 흡수하여 양분의 에너지 손실을 줄여줌으로써, 양분 사용의 효율을 높일 수 있다.

수경재배기술의 단점을 살펴보자.

첫째로 토경재배 방식과 달리 부대시설에 필요한 초기 비용이 토경재배 시스템과 비교하여 상대적으로 높아 초기 진입의 어려움을 가지고 있다. 둘째로 수중 미생물 관리, 양액농도, 수상생물, 작물 등 관리해야 하는 품목이 많고, 전문성을 필요하는 기술들이기 때문에 단기간에 높은 생산성을 나타내기에는 어려운 것이 현실이다. 셋째로 대부분 장치들은 자동으로 운영되어, 농가 주인의 관리가 현저히 낮다고 알려져 있지만, 전기공급에 문제가 생기면, 전기로 운전되는 펌프가 중단되어 식물과 수상생물에 직접적인 피해를 초래할 위험성도 있다.

 

수경재배시 작물을 잘 기르기 위해서는 배지 종류, 재배 방식, 용수, 기본 설비에 대한 기초 지식을 토대로 양액의 조성, 농도, 산도 및 공급에 대한 정밀 관리가 필요하다. 우리나라 식물공장은 IT산업의 비약적인 발전에 동승하여 급격한 기술발전을 헤오고 있으며, 식물공장의 수입을 타진하는 국가도 있어서 플랜트 수출도 기대된다. 우리나라는 시설원예 산업의 발전뿐만 아니라 정보기술, 빅데이터 기술, 생명공학기술, 나노기술, 환경기술 등의 최첨단 산업분야와 융합하여 더욱 발전할 것으로 기대된다.