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[전문가기고] 밭작물기계의 디지털전환 위한 연구개발 방향“고성능·자동화 밭농업기계 개발확대”
[전문가기고] 밭작물기계의 디지털전환 위한 연구개발 방향
- 김영근 농촌진흥청 밭농업기계화연구팀장
 
“고성능·자동화 밭농업기계 개발확대”
 
세계 스마트 농기계 연평균 13.3% 성장···한국은 30.9% 성장
ICT융복합 미래농기계·정식기·수확기·여성친화형 등 지속개발

 

◇ 밭작물기계화의 중요성

김영근 농촌진흥청 밭농업기계화연구팀 팀장

전 세계가 코로나바이러스로 인해 모든 일상이 제한되고 있어 ‘코로나19 시대’라고 일컬어지고 있다. 특히 인력 의존도가 높은 밭농사는 외국인 근로자로 부족한 노동력을 대체하고 있었으나, 외국인 근로자의 자국 귀환 등으로 노동력 부족을 넘어 노동력 공백이 생기는 심각한 상황에 이르렀다. 이처럼 예상하지 못한 코로나19 등과 같은 상황은 언제든지 우리 사회에 다시금 나타날 수 있다. 이에 농업을 지속가능하게 하기 위해서는 노동력을 최소화 하는 방안을 마련해 실현시켜야 할 것이다. 이에 대한 대표적인 방안으로 디지털기술을 기반으로 하는 밭농업기계가 영농현장에 실용화 되는 것을 꼽을 수 있다.

농산물 생산에 있어 기계화·자동화는 생산효율을 극대화하는데 매우 중요한 역할을 하고 있다. 과거에는 주로 쌀 생산 효율을 높이기 위해 동력경운기를 시작으로 보행이앙기, 소형 콤바인, 트랙터용 작업기 등의 농기계가 개발·보급되며 식량증산에 크게 기여했다. 이후 경제성장과 도시화·공업화·세계화 물결에 따라 ‘이촌향도(離村向都)’현상과 WTO, FTA 등으로 농촌노동력과 농업경쟁력의 감소는 가속화됐다. 이 위기를 극복하기 위해 중형 트랙터, 승용이앙기, 자탈식 콤바인, 광역방제기 등 고성능 농기계를 개발·보급해 벼농사 기계화를 완성했다.

이 같은 농업기계화로 노동력과 생산비를 절감해 농산물의 경쟁력을 높여 우리 농업이 경제발전의 한축을 담당해왔다. 농업기계화로 노동생산성 뿐만 아니라 토지 생산성도 향상으로 오히려 쌀의 과잉생산이 문제가 되면서 쌀의 불균형 해소와 밭작물 자급률을 높이기 위해 밭작물 중심의 논이용 타작물재배 전환사업이 추진되고 있다. 그렇지만 농촌인구 감소와 더불어 고령화·여성화에 따른 노동력 부족 등으로 밭작물 기계화의 중요성은 더욱 커지고 있다.

무 복합파종기

◇ 현황과 문제점 그리고 추진방향

지금 우리 농업은 농가인구 감소와 고령화·여성화로 인한 일손부족으로 어려움을 겪고 있다. 이처럼 농업이 당면한 문제들을 해결하기 위해서는 노동력에 의존하기보다는 첨단 과학기술과의 융·복합을 통한 농업기계 기술혁신이 필요하다.

통계청에 따르면 2018년 기준 65세 이상의 농가인구는 103만5000명으로 고령화율이 44.7%이며, 여성 농가인구는 118만5000명으로 총 농가인구 대비 51.2%에 달한다. 즉 농촌인구 절반이 고령이거나 여성이라고 해도 과언이 아니다.

고령·여성 농업인이 주로 작업하는 밭농업은 기계화가 거의 완성된 논농업(98.4%, 2018)에 비해 기계화율이 60.2%에 낮게 나타나고 있다. 밭농업 기계화율를 높이기 위해 여러 개선방안이 나오고 있으나 아직 어려운 상황에 처해 있다.

밭농업 기계화가 어려운 이유를 크게 세 가지로 나눠볼 수 있다. 첫째, 우리나라 밭작물은 대부분 영농형태가 소규모이며 다(多)작목이다. 동일 작목이라 하더라도 지역별 재배양식이 달라 농기계 현장적응성에 어려움이 있다.

둘째는 밭작물 재배농가 대부분이 재배면적 0.3ha 미만의 영세농으로 고가의 농기계 구입부담이 커 농가 개별이용률이 낮다. 또 농기계를 생산하는 업체 대부분이 종업원 30인 이하로 영세해 다품목 소량생산에 따른 부담이 커 밭농업 기계생산에 어려움을 호소하고 있다.

셋째로 우리나라 밭은 논처럼 경지정리가 된 곳이 밭 전체면적의 16% 수준으로 기계화 기반이 미흡하다. 또 밭의 경작규모가 작고 분산돼 있으며, 경사지가 많아 기계화에 매우 불리한 형태의 지형이다. 그동안 밭의 용수개발, 농로정비 등 기반정비를 추진해 왔지만, 전체 밭 면적의 3분의 2가 7% 이상의 경사지로 밭농업 기계화에 속도가 더딜 수밖에 없다.

수집형 배추수확기

이를 극복하기 위해 선택과 집중의 전략으로 우선 2025년까지 밭작물기계화율 80% 달성을 목표로 정부주도의 농기계개발 및 보급 등 밭작물기계화를 중점 추진하고 있다.

첫째, 기계화가 미흡한 파종·정식, 수확작업에 대해 현장의견을 반영해 맞춤형으로 농기계를 개발·보급하고 있다. 밭에 종자를 바로 심는 파종기는 마늘파종기, 전자동 감자파종기, 콩 파종기, 무 복합파종기 등과 육묘를 심는 정식기는 양파정식기, 인삼정식기, 고구마정식기, 채소정식기 등을 개발했다.

참깨 예취기, 콩 예취기, 수집형 무 수확기, 수집형 감자 수확기, 자주식 참깨들깨 탈곡기 등 수확 기계를 개발해 영농현장에 보급하고 있으며, 인삼 직파기, 배추 수확기, 풋옥수수 수확기 등도 개발해 보급하고 있다.

둘째, 기존 농기계를 개량·보완해 범용화·고성능화하는 기술개발을 추진하고 있다. 범용화한 농기계는 잡곡콤바인, 비닐피복·복토기, 참깨·들깨 예취기, 서류 줄기파쇄기가 있으며, 범용콤바인, 수집형 두류콤바인, 밭작물 트랙터, 승용 정식기 등을 고성능화했다.

셋째, 주요 작물별 파종에서 수확까지 전과정 기계화 기술은 맞춤형 농기계개발과 함께 기계화에 적합한 품종, 재배양식 표준화 등 재배기술을 개발하고 있다. 현재까지 마늘, 양파, 잡곡, 고구마, 감자, 콩 등 6종에 대해 전과정 기계화하였다. 그 중 콩 전과정 기계화 기술을 대표적으로 살펴보면, 관행 소규모 콩 생산과정은 관리기를 이용해 두둑성형과 비닐피복하고 그 위에 인력식 보행파종기를 이용해 종자를 파종했다. 재배관리는 대부분 인력에 의존했으며, 다 자란 콩을 수확하기 위해서 배부식 예취기와 탈곡기를 이용했다. 이 관행 작업체계는 대규모의 논이나 밭에 적용하기 어려워 작업공정을 단축할 수 있는 기계화 체계로 개선했다.

이와 더불어 고령·여성농업인을 위해 밭작물 소형트랙터, 소형 동력파종기, 트랙터용 작업기 탈부착장치, 3륜 승용관리기 및 부착작업기, 농산물 도난방지시스템 등과 같이 사용자가 편리하게 자동화한 농기계와 편이농기계도 개발하고 있다. 이처럼 작업편이성과 효율을 높여 쉽고 편리하게 사용할 수 있는 여성친화형 농기계 개발을 확대 중이다.

풋옥수수 수확기

◇ 미래 전망과 역할

4차 산업혁명 시대를 맞이한 우리는 ICT, IoT가 적용된 가전제품과 자동차, 휴대폰 등이 일상생활에서 많이 이용되고 있다. 농업에서도 트랙터, 이앙기, 콤바인을 비롯해 빅데이터 기반의 스마트팜, 농업용 로봇기술 등을 앞세워 농작물생산에 기계화, 자동화를 추진하고 있다. 이처럼 지속적인 농업과학기술 발전으로 국민의 삶의 질 향상과 함께 작지만 강한 농업인들의 지속 성장을 위해 농업기술 경쟁력을 키워나가고 있다.

지금 우리 농업을 보면, 예전에는 상상할 수 없던 농기계로 드넓은 들판 전체를 단 몇 일만에 농작업을 마치고, 드론을 이용해 하늘을 날며 농약이나 종자를 살포하는 등 공상과학 영화에서나 보던 일들이 현실로 이뤄지고 있다. 이것은 하루아침에 나타난 것들이 아니고 과거부터 많은 사람들의 노력과 땀이 모여 지금의 농기계로 발전했다.

특히 농업부문에서는 지속가능한 경쟁력 확보를 위해 첨단 과학기술과의 융·복합한 스마트 농업기계가 각광을 받고 있다. 이 스마트 농업기계는 농업기계에 각종 센서와 제어기를 탑재해 성능을 고도화한 ICT기반의 고성능 농업기계이다.

스마트 농업시대에서 빅데이터, 클라우드, AI 기술도 중요하지만 정작 농작업을 수행하는 농기계가 없다면 무슨 소용이 있겠는가? 지금의 밭농업기계를 단계적으로(step-by-step) 기술 진화시켜 고성능화·고도화해 미래농업의 중심인 ICT 기반의 스마트 농업기계로 탈바꿈해야 한다.

스마트 농업기계의 세계시장 규모는 22억 달러(2015)에서 연평균 13.3% 성장해여 49억 달러(2020)로 예측됐고, 일본은 연평균 24.6% 성장해 52억 엔(2020)에 이를 것으로 예측됐다. 한편, 국내 시장은 아직 형성단계로 그 규모가 작으나 ICT 기반 산업들의 빠른 성장과 더불어 연평균 30.9% 성장하며 100억 원(2020)의 규모를 넘을 것으로 전망됐다(Technavio(2015), KISTI marketreport(2016)).

세계시장 변화에 따라 ICT·IoT 등 첨단기술과의 융·복합해 농작업을 고성능·자동화한 미래형 농기계를 지속적으로 개발하고 보급해 나갈 계획이다. 또한, 농업경쟁력 제고를 위한 여성 및 고령자 친화형 소형농기계, 밭작물 정식기 및 수확기, 고효율·고성능 농기자재, 농업용 드론 등 밭농업기계 개발을 확대 할 계획이다. 이처럼 시대적 흐름에 따라 스마트 농업기계는 고효율 및 다목적, 자동화, 로봇화 기술과 융·복합되면서 다목적 고성능 농기계 중심으로 발전하며 시장확대가 될 전망이다.

드론방제기

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