농업이 제조업이 될수 있을까 1편

안녕하세요 댕댕이 입니다.!

브런치에 좋은글이 있어 포스팅 합니다. 브런치에 좋은글들이 많은것 같습니다. 제가 독서를 잘 안하는데 브런치에 글들을 많이 읽어야 겠습니다.! 

출처는 브런치 에코타운님 글 입니다.

1. 들어가기

  영국 이코노미스트지 과학분야 편집자인 지오프리 카는 농업이 늘어나는 세계 인구를 계속를 계속 부양하기 위해서는 제조업처럼 바뀌어야 한다라고 주장한다. 6시 내고향을 보며 농업을 떠올리는 사람들에게 이런 주장은 생뚱 맞아 보인다. 그래서 찾아봤다. 도대체 농업이 왜 제조업처럼 되어야만 한다고 주장하는지를, 나 스스로 그 질문에 대한 답을 찾고 싶었다.

가. 인구증가와 식량안보

2050년이면 90억이 넘어가는 인구, 사람들은 더 많이 먹고, 식성도 더 까다로워진다. UN 식량 농업기구는 2005년 대비 2030년이면 식량생산이 40% 더 증가해야 하고, 2050년이면 70%의 식량이 더 필요하다고 예상한다. 이렇게 늘어나는 식량 수요를 감당하기 위해서 현재의 농업으로 어려울 것처럼 보였다. 뭔가 혁신이 필요하다는 주장에 수긍이 갔다. 그럼 그게 환경 친화적이고 가족농 중심의 농업을 해체해야만 달성 가능한 것일까, 나는 더 깊이 들어가보기로 했다.

세계 농경지 면적은 5억 KM2 수준에서 멈추어 있다. 이는 전 세계 육지의 37% 수준이다. 지구의 육지가 늘어날리 없으니 이는 당연한 결과라 할 것이다. 물론 몽골 등 중앙아시아 중심으로 대규모 농경지가 더 늘어날 지역이 남아있지 않은건 아니지만 물이 없으니 희망적이진 않다. 이에 반해 쌀을 비롯한 주요 곡물의 생산멱적 증가는 2010년대 들어서부터 정체를 보이고 있다. 단위 면적 당 생산량도 답보 상태이다. 

농업의 큰 흐름 역시 이런 글로벌 식량 수요에 바탕을 두고 움직인다. 농업 생산서성을 올리기 위한 정밀 농업 기술의 확산, 유전 공학 기술을 신품종 종자 개발, 도시 농업과 수직 농장 등 새로운 개념의 농업이 등장하고 있다. 지오프리 카의 상상처럼 현실의 농업은 점점 더 공장처럼 변해가고 있다.

나. 진화하는 소비자.

 식품소비 부문에서는 더 큰 변화가 일어나고 있다. 소비자들은 자신이 먹는 음식이 어떻게 만들어지고 어디서 오는지 관심을 가지기 시작했다. 이런 소비자의 관심은 농장에서 슈퍼마켓, 농장장에서 레스토랑 까지 푸드 체인 전반에 영향을 미치기 시작했다. 푸드 체인 전반에서 어떻게 투명성을 확보하고 소비자가 필요로 하는 정보를 제공할 것인가는 시장의 승패를 판가름하는 요소가 되어가고 있다. 유기농산물, GAP와 이력추적제, 동물복지 농장 인증, 로컬 푸드 등 수많은 인증제도가 소비자의 선택을 받기 위해 시장에서 경쟁하고 있다. 

우리나라 역시 세계적인 식품 트렌드 변화에 민감하게 반응하고 있다. 소비자들은 식품 안전성에 대해 더 민감해졌고, 유기농산물과 동물복지에 대한 관심도 크게 증가했다. 최근에는 까다로운 소비자 운동이 벌어지고 있다. 식품이 더 이상 칼로리를 충족하기 위한 생존품의 역할 보다는 삶의 질을 높이는 문화상품으로 격상되었다.

우리의 식품시스템은 빠르게 변화하는 소비자의 기호를 어떻게 충족할 것인가라는 숙제를 안게 되었다. 식품 소비자와 공급자 간 간격은 점점 더 넓어지고, 이 틈을을 외국 농식품과 식문화가 빠르게 채워가고 있다.

2. 현재 뜨고 있는 농업기술

 농업이란 여러 환경변수를 조합해서 최선의 수확을 만들어 내는 함수 풀이라 할수 있다. 이 함수를 구성하는 변수에는 기상,토양수분,양분함량 잡초와의 경쟁, 병해충 관리, 그리고 이 모든 것을 다룰 때 투입되는 비용 등이 있다. 이 복잡 다양한 변수를 제대로 관리할 수 있을 때 농민은 최고의 수확과 이익으로 보상 받는다.

현재 각광받고 있는 농업기술은 모두 이 변수들을 어떻게 비용효과적으로 제어할 것인가에 초점을 맞추고 있다. 정밀 농업 기술은 대규모 조방농업을 중심으로 하는 국가에서는 광법위하게 채택되고 있고, 세균과 곰팡이를 활용하여 토양의 연작장해와 양분흡수, 병행충 문제의 해결책을 찾아나가는 기술도 하나씩 실용화되고 있다. 이외에도 유전공학 기술을 활용한 새로운 종자의 개발, 인공 배양육 등 농식품 산업의 지형을 바꿀 기술들이 숨가쁘게 시도되고 있다.

가. 정밀 농업

정밀 농업이란 정밀한 측정에 바탕을 둔 비용효과적인 제어라는 두 가지 기술의 조합으로 최적의 생산을 추구하는 농업을 말한다. 여기에는 농업환경변수에 대한 정밀한 측정과 최소의 노력으로 농업생산에 영향을 비치는 변수를 제어하는 기술을 포함한다. 이때 기계의 도움이 반드시 필요하다. 대규모 농업에 적용되는 기술이다 보니 기본적으로 자동화 기계에 부착되어 적용된다. 정밀 농업 농기계 분야에서 가장 앞서가고 있는 기기업은 세계 최대 농기계 기업인 존디어 사이다. 트랙터에 GPS 센서를 부착하여 센티미터 수준의 정확도로 위치를 측정하고 제어할 수 있게 한다. 이런 정밀도 덕분에 트랙터의 불필요한 운행을 줄여 연료비의 40%를 절갑했고, 비료와 농약의 살포 효율을 크게 향상했다.

나. 세균과 곰팡이

미생물 하면 일단 식물병원균이 떠오르겠지만, 사실 미생물은 농업에 없어서는 안될 중요한 플레이어다. 질소 고정 세균은 공기 중에서 질소를 고정하여 천연 비료를 작물에 공급하고, 토양 곰팡이균은 토토양속 미생물을 광범위하게 이동시키는 고속도로 역할을 한다. 미생물에 대한 과학적 지식이 늘어나면서 농업생물공학기술도 빠르게 변하고 있다. 이 분야는 몬산토와 노보자임 여연합이 단연 두각을 나타내고 있다. BioAg 컨소시엄으로 불리는 거대 바이오기업 연합은 2013년에 출범했는데 이미 수십개의 미생물 기반 제품을 출시했다.

BioAg 연합에서 만든 제품에는 살균제,살충제,토양분(질소,인,칼륨)을 가용성으로 만들어 작물이 쉽게 흡수할 수 있도록 도와주는 미생물이 있다. 2015년에는 수천 종의 미생물을 시험하여 옥수수와 대두의 수량을 3% 이상 증가시키는 미생물을 찾아내기도 했다. 신젠타와 DSM 역시 비슷한 연합을 결성하였고, 화학 기업인 듀폰은 갤리포니아에 위치한 스타트업인 택손바이오사이언스를 인수했다.

보스턴에 위치한 바이오 스타트업인 인디고는 4만 여종의 미생물을 대상으로 가움과 염류 스트레스를 해소하는 실험을 진했했다. 이외에도 여러 농업 바이오 스타트업들이 염류, 열, 가움에 의한 스트레스를 완화하는 미생물을 연구하고 있다.

다. 종자개량과 유전 공학

C3 작물인 쌀을 C4 작물로 개량하려는 시도가 필리핀에 위치한 국제미작 연구소에서 진행중에 있다. C3 작물에 비해 C4 작물의 생산성은 50% 정도 더 높은 것으로 평가되고 있다. 광합성 효율이 훨씬 더 뛰어나기 때문이다. 옥수수 등 60여종의 작물이 C4 사이클을 광합성 매커니즘으로 채택하고 있지만, 아직 C4 사이클을 가진 쌀 품종은 없다. C3 작물인 쌀에 C4 광합성 메커니즘을 도입하려면 유전자재조합 기술의 사용이 불가피하다. 과학자들에게는 식량위기를 해소할 해결책이긴 하지만 반 GMO 운동가들의 반대를 어떻게 헤쳐 나갈지가 관건이다. 예전엔 기술적으로 어려웠지만 현재는 성공에 상당히 근접했다는 소식이다.

GMO 기술이 많은 반대에 부딪혀 어려움을 겪는 것과는 달리, 크리스퍼가위라 불리는 유전자 편집 기술은 크게 각광받고 있다. 타 생물의 유전자를 작물에 인위적으로 도입하는 GMO와는 달리 저항이 훨씬 적을 것으로 기대되기 때문이다.  유전가가위로 불리는 CRISPR/Cas9은 미생물에 침투한 바이러스의 유전자이다. 이 유전가 가위를 이용하면 밀 등 작물에 자신이 원하는 유전자를 정확하게 삽입할 수 있다.

듀폰사의 종자 사업 자회사인 파이어니아는 크리스퍼가위를 이용해서 밀의 자가 수분을 방지하는 기술을 험하고 있다. 이 기술이 성공하면 밀의 하이브리드 종자를 더 쉽게 만들 수 있게 된다. 중국과학 아카데미에서는 밀에 치명적인 흰가루병 저항성을 가진 품종을 육성하는 데 크리스퍼가위 기술을 활용하고 있다. 미국에서는 유전자 가위 기술로 만들어진 작물을 GOM에서 제외하고자 하는 논의도 진행중이다.

라. 배양육, 고기 맛을 내는 식품

식품분야에서는 인공 육류를 만드는 연구가 실용화 단계에 접어들었다. 2013년 마스트리크대학교의 마크 포스트 박사는 근육 세포를 조직 배양하여 햄버거 패티를 만들었다. 2016년에는 캘리포니아 멤피스 미트에서 미트볼에 적합한 배양육을 만들었었다. 포스모가 커지면 이 비용을 크게 낮아질 것으로 예상된다. 이런 노력이 성공한다면 KG 당 65달러 수준에서 배양육 생산이 가능할 것이라 전망된다.

이런 신기술 분야에 대한 투자자들의 관심도 뜨겁다. 빌 게이츠를 포함한 투자자들은 최근 멤피스 미트에 17백만 달러의 시리즈 A 투자를 단행했다. 이 회사의 인공육은 일반 축사에 비해 토지는 1%, 물은 10%만 사용한다.

이외에도 샌프란시스코에 위치한 클라라 푸드는 합성계란 흰자를 개발했다. 유전자 변형 효모를 활용해서 필요한 단백질을 만들고 배출토록 한것이다. 또한 단백질 조합을 달리 함으로써 머랭을 더 쉽게 만들 수 있게 했다. 이 회사 창업자들은 달걀을 먹지 않던 채식주의자들에게 받아들여질 수 있기를 기대하고 있다. 달걀을 생산하고 고기를 만들지만 이걸 농업이라 부를 수 있을까 의문이 든다.