전 세계의 농업 시스템은 빠르게 변화하는 환경, 인구 통계 및 사회경제적 환경에 적응해야 하며, 수직 농업과 같은 새로운 대안적 관행은 그러한 적응을 가속화할 수 있는 새로운 기회를 제공할 수 있다.
수직 농업은 무엇이고 왜 중요한가?
현대 농업 시스템은 세계 표면적의 약 15억 헥타르를 포함한다. 인구와 자원 수요가 증가함에 따라 경작지의 가용성은 급격히 줄어들고 있다. 농업 혁명 이후, 전통적인 농업은 상당한 양의 공간, 물, 비료, 농약을 필요로 하는 관행에 초점을 맞추었다. 지난 50년 동안 현대 식량 생산은 증가하는 식량 불안을 해결하기 위한 희망으로 생산성을 높이는 것을 목표로 하기 때문에 이러한 요구 사항의 증가 속도가 빨라졌다. 미래를 내다보면, 식품 시스템에 예측할 수 없는 결과를 초래할 광범위한 환경 및 사회경제적 변화로 인해 수확량 생산량이 감소할 것으로 예측된다. 이에 대응하여, 많은 전략이 전통적인 농업 관행에 대한 대안으로 개발되었다. 이러한 전략은 공간, 물, 면적 단위당 생산량을 증가시키는 등 효과적인 주요 원칙과 조합에 초점을 맞췄다. 더욱이, 농약의 부정적인 영향 때문에, 현대 관행은 인간과 동물에 대한 잠재적인 악영향을 피하기 위해 상당히 적은 사용을 목표로 하고 있다. 그러한 대안 중 하나는 수직 농업의 발전이며, 수직 농업이라고도 한다. 이름에서 알 수 있듯이, 수직 농업은 수평이 아닌 수직적 생산 확대에 의존한다. 수직농업은 빛, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 물, 영양소 등 성장인자를 정밀하게 제어할 수 있는 다층 실내식물 생산시스템이다. 이것은 태양 빛과 다른 외부 조건으로부터 완전히 독립적인, 일 년 내내 작물의 성장과 생산을 가능하게 한다. 실제로 수직 농업은 통제된 조건에서의 성장과 수정을 최적화하기 위해 생태학과 생리학 내의 핵심 개념을 활용한다. 예를 들어, 광생물학, 열 형성, 수경재배, 유전자 사육의 요소들은 모두 수직 농업의 시스템 전반에 걸쳐 공통적으로 사용된다.
수평적 농업에서 수직적 농업으로 전환되는 이점, 과제 및 단점
농작물의 번식, 재배 및 수확에 대한 엄격한 통제의 결과로, 수직적 농업은 기존의 '수평적' 식량 생산 방법에 비해 몇 가지 이점을 제공한다. 이는 Kalantari 등이 2016년 Journal of Landscape Ecology에 발표한 문헌 검토의 주제였다. 시스템 관점에서, 동봉된 디자인은 높은 수준의 위생, 지속적인 모니터링, 비화학적인 소독을 채택함으로써 해충과 질병의 침입을 방지하고 농작물로부터 보안을 제공한다. 또한, 최근의 기술은 작물 시뮬레이션 모델 및 인공지능과 결합하여 센서 및 이미징 기술을 사용하여 환경 조건을 자동으로 제어할 수 있게 하여 물리적 노동의 필요성을 제한하고 있다. 수직 농업은 또한 농작물로 덮인 큰 수직 벽에서부터 운송이 가능한 큰 격납고 또는 재사용되는 선적 컨테이너에 이르기까지 다양한 디자인을 통해 유연한 구성을 가능하게 한다. 결과적으로 수직 농업 시스템은 많은 다양한 크기로 구성될 수 있으며 고도로 도시화된 도시의 중심에서 더 많은 교외나 시골 지역에 이르기까지 다양한 지역에 위치할 수 있다. 또한, 이 시스템의 수직성 요소는 영양소와 물의 흐름을 제공하므로 값비싼 자원을 재사용하는 데 도움이 됩니다. 공간의 감소는 또한 면적당 수확량이 크게 증가한다는 것을 의미하며, 미래 도시화의 세계에 대한 광범위한 잠재력을 가지고 있다. 경제적 관점에서 수직적 농업은 또한 지역화된 지역에서 더 많은 일자리를 제공하고 가까운 지역의 요구를 해결함으로써 지역사회에 초점을 맞추고 있으며, 이는 결과적으로 더 낮은 가격으로 식량을 제공할 수 있다. 마지막으로, 수직 시스템을 위한 위치의 선택성은 소비자가 도시 지역 내에서 접근하거나 인근 지역으로의 운송을 최소화할 수 있기 때문에 생산자가 운송 비용을 줄일 수 있게 한다. 그러나, 설계, 환경 및 경제적 이점에도 불구하고, 수직 농업은 또한 시스템으로서 그것의 광범위한 구현에 대한 도전으로 남아 있는 몇 가지 문제들을 통합한다. 수직 농업은 에너지 요구량이 높고 성공적으로 구현하고 개발하기 위해 막대한 투자 비용이 필요하다. 또한 과도한 자외선, 열 및 오존으로 인한 식물 손상과 관련된 실내 문제는 식물 성장에 예측할 수 없는 영향을 미칠 수 있다. 또한 수직 시스템은 더 큰 규모에 적응하기 어렵다. 그들은 건설하고 유지하는 데 비용이 많이 들고 지역사회 규모의 인구보다 더 넓은 지역에 식량을 제공할 수 있는 능력을 아직 보여주지 못했다. 이것은 개발도상국과 같이 식량 불안의 위험이 높은 지역에서 시행하기 어렵게 만들 것이다. 더 넓은 규모에 대한 경험적 연구가 부족하다는 것은 지속적인 이슈로 인해 더 큰 규모로 돌파하기가 어렵기 때문에 수직적 농업은 지역사회 차원의 개념 단계를 지나 아직 발전하지 못했다는 것을 의미한다.
하늘을 향해 성장하는 - 빠르게 인구화되고 변화하는 세상에서 수직적 농업의 의미
대체 농업 관행의 개발 중 수직 농업은 현재 농업 정책이 직면한 많은 도전에 대한 유망한 해결책을 제공한다. 그러나 수직 시스템이 더 큰 규모로 통합되기 위해서는 추가적인 기술적 진보와 경제적 투자가 필요하다. 그럼에도 불구하고, 점차적으로 더 많은 수직성을 구현하거나, 더 지속 가능한 관행을 목표로 하는 다른 관행과 결합하는 것은 유망할 수 있다. 예를 들어, 작물 간 재배와 같은 다른 관행과의 수직성의 조합은 특히 더 지속 가능한 식품 시스템을 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 수직 시스템에 기술적 진보를 통합하는 것 또한 거의 독립적으로 작동할 수 있는 자동화된 센서와 기계로 유망하다. 유전자 편집과 식물 게놈 수정의 진전은 또한 더 빠르고, 더 크고, 더 건강한 농작물을 가능하게 하여 수직 농업이 시간이 지남에 따라 더 많은 것을 생산할 수 있게 할 것이다. 농업 역사를 통틀어, 농업 시스템은 일반적으로 넓은 범위에 걸쳐 확산되었지만, 증가하는 인구를 수용하기 위한 수요의 증가와 함께 경작지의 감소는 그러한 전략을 재고할 필요가 있음을 의미하며, 수직 농업은 미래를 내다보는 역할을 할 수 있다.
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