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Bioin스페셜 WebZine 2010년 18호 [식물공장]

식물공장의 연구 및 사업화 현황과 전망

두홍수  (재)전주생물소재연구소 실장

1. 서론

 1) 식물공장의 정의

식물공장(植物工場, plant factory, vegetable factory, factory-style plant production system)이라는 단어에서 우리는 식물을 키우는 과정이 토양에 종묘를 재식하여 생육시키는 기존의 전통적인 방식이 아닌, 식물의 생육조건을 인공적으로 조절함으로써 자연환경으로부터 자유롭게 식물을 생산하는 것을 연상할 수 있다. 이 용어의 기원은 정확하지 않다. 다만, 1960년대에 유럽에서 채소의 시설 재배가 성행하였고, 이러한 시설재배가 공장식 농업을 지향하면서‘식물공장’이라 불려진 것으로 알려진다. 이와 같은 공장식 농업을 도입하게 된 배경에는 북유럽지역에 흐린 날이 많고 일조 시간이 적기 때문에 채소의 생육에 좋은 환경이 아니었고, 따라서 이러한 불량환경을 극복하여 보다 많은 채소를 안정적으로 많이 수확하기 위하여 노지재배보다 시설재배가 발달하게 되었던 것이다. 이 때 네덜란드에서 채소생산에 수경재배가 성행하게 되었고, 땅에 뿌리를 박고 있지 않은 작물을 사람들이 보고 마치 식물공장 같다고 하였다.

현재 ‘식물공장’을 정의하는 데 있어서 학자들에 따라 약간의 표현차이가 있지만 “농작물에 대하여 통제된 일정한 시설 내에서 빛, 온ㆍ습도, 이산화탄소 농도, 바람 및 배양액 등 식물의 환경조건을 인공적으로 제어하여 계절이나 장소에 관계없이 자동적으로 연속 생산하는 시스템”을 말한다. 즉 온도와 습도를 제어하고 인공 광원으로 농작물을 재배하는 시설농업으로서, 날씨나 계절에 관계없이 농작물을 연중 안정적으로 생산할 수 있다. 따라서 식물공장의 유형은 그 기준에 따라 다양하게 분류할 수 있으며, 개념적으로는 협의(狹義)와 광의(廣義)로 구분이 가능하다. 먼저, 협의의 식물공장이라 함은 식물을 생산하는 시설 그 자체를 말하며, 주로 수경재배 방식을 기본으로 지상부 제어 범위로는 광, 온ㆍ습도, 탄산가스 및 바람(공조) 등이 해당된다. 반면, 광의의 식물공장이라고 하면 협의의 식물공장의 범위 뿐만 아니라 조직배양 방법에 의한 클론 증식시스템, 세포배양 방법에 의한 세포 대량증식시스템 등까지 포함하는 개념이다(손, 1997).

또한 광원을 기준으로 할 경우 세 종류의 식물공장이 있다. 하나는 온실형태의 식물공장(greenhouse type plant factory)으로써 정교환 환경제어 시스템, 기계, 계측장비, 컴퓨터, 그리고 태양복사열이 낮을 때 보충장치로 쓰는 인공광원들로 설비되어 있는 형태이며, 다른 하나는 폐쇄된 완전제어 식물생장공장(closed fully contgrolled plant growing factory)으로서 태양복사를 이용하지 않는 형태이다. 이들 두 형태의 식물공장 이전에 이미 인공광은 이용되지 않지만 환경조건을 인위적으로 조절하는 온실 역시 태양광을 이용하는 식물공장이라고 할 수 있다. 작물의 재배상(栽培床) 배치에 따라 평면에 1단으로 배치하여 재배하는 평면식과 재배상을 2단 이상 다단으로 구성하여 재배하는 입체식이 있으며, 작물의 생육기간에 이동하지 않는 고정식과 생육에 따라 이동하는 이동식 등이 있다(이, 2010).

우리나라에서 식물공장이란 용어가 통용되고 있는 것은 1970년대에 유럽의 농업 기술을 소개한 일본에서 식물공장이라는 용어를 사용하면서 우리나라 역시 한자식 표현의 용어로 파급되어 현재에 이르고 있다.

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