친환경 LED로 '농업 혁명' 이끌어

■도심형 식물공장 주목

(아주경제 김종원 기자) 

미래형 농업과 생명분야에서 LED 조명의 융복합 적용 기술이 주목받고 있다.

온실가스 저감, 해충방제, 살균기술 등 LED가 가진 다양한 장점을 농업과 가축 질병 예방 등에 활용하는 것이다.

농업과 LED 기술에 접목된 가장 대표적인 형태는 식물공장. 식물공장은 도시내 빌딩 등 실내에서 생물의 생육환경을 인공적으로 제어해 마치 공산품처럼 농업 생산을 시스템적으로 조절하는 미래형 농업형태다.

특히 도시형 농업으로 불릴만큼 도시근교의 농업을 할 수 있어 신선하고 안전한 농산물 공급이 가능하고 운반에 따른 온실가스 배출 등이 줄어들 수 있다.

또 기후변화로 인해 갈수록 강해지는 태풍 등의 기상재해에도 농작물을 안정적으로 공급할 수 있게 된다.

초창기에는 식물공장의 광원으로 백열등, 형광등, 나트륨램프 등이 사용됐으나 최근에는 LED가 적극적으로 활용되면서 그 가능성이 더욱 커지고 있다.  

식물공장 광원으로 LED만을 이용한 완전제어형과 자연채광과 LED를 함께 사용하는 복합형을 사용하고 있는데, 이는 LED를 이용해 선택적 파장을 공급하면 식물의 색소제어나 항산화물질 증강, 병해충 방제 효과가 발생하기 때문이다. 

즉 무농약 재배 등 친환경 농업생산과 해충방제, 생장촉진 등 효능향상이 강화된 농업 생산이 동시에 달성되는 것이다.

이 때문에 일본에서는 LED 등을 활용한 식물공장이 전국의 50곳에 달하며 향후에는 150개로 늘릴 계획이다. 

이미 실용화수준에 이르렀다는 평가를 받고 있는 일본은 지난해 정부의 지원 예산만 97억 엔에 달했다.

특히 일본 정부는 채소류 중심의 식물공장에서 의약, 기능성제품 등 밀폐형 식물공장으로 변화하기 위해 연구개발(R&D)에 총 10억 엔을 투입하기도 했다.

미국 역시 초기에는 우주공간에서 식량을 공급할 목적으로 식물공장이 개발됐으나  콜롬비아대학을 중심으로 실용화 수준의 공정자동화를 구축한 식물공장 개발이 활발히 이뤄지고 있다.

LED 조명 기술은 식물생장 자체에도 커다란 영향을 미쳐 농업의 커다란 잠재력을 키우고 있다.

식물에 붉은색 파장은 식물의 광합성을 이용해 성장을 촉진하고, 파란색은 성장을 억제하는 대신 잎이 넓고 크게 자라도록 하는데, LED는 광원 조절이 자유롭다.

LED 조명을 통해 식물의 광합성이나 생장에 필요한 파장만을 갖는 단색광을 표출하면, 생산량 증대와 품질향상, 기능성 물질 증대, 출하시기 조절 효과를 볼 수 있다.

LED의 유지비가 낮고, 수명이 거의 반 영구적인 점을 감안하면, 에너지 절감의 효과도 기대할 수 있다.

이와 함께 LED 조명 기술은 해충방제와 살균에도 사용되고 있다.

단파장에 따라 해충을 유인하거나 기피할 수 있기 때문에, 화학농약에 의한 해충방제의 직접적 비용과 사회적 반감을 크게 낮출 수 있다.

또 LED 기술을 활용한 살균방식은 식품에 닿아도 미네랄이 파괴되지 않고, 살균 소요시간이 짧으며 멸균률이 99.9%에 달하는 등 많은 장점을 지니고 있다.

윤형도 전자부품연구원 수석연구위원은 "최근에는 가축질병 치료나 의료조명에 LED를 활용하는 경우도 많아지고 있다"며 "농생명 분야에서 LED 조명의 융복합 적용기술은 새로운 시장을 창출할 수 있는 기회로 작용할 것"이라고 밝혔다. 

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