양재경 교수, 훼손지 유형별 식물생장 위한 기능성 식생기반재 개발, 김현태 교수 차세대 신성장동력 스마트팜 기술
양재경(왼쪽), 김현태(오른쪽) 교수
[경남=일요신문] 박영천 기자 = 국립 경상대학교(GNUㆍ총장 이상경) 농업생명과학대학 양재경(환경산림과학부), 김현태(애그로시스템공학부) 교수가 과학기술정보통신부와 한국과학기술기획평가원이 선발한 ‘2019년 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정됐다.
국가연구개발 우수성과 100선은 국가 발전을 견인하는 과학기술의 역할에 대해 국민들의 이해와 관심을 드높이고 과학기술인들의 자긍심을 고취하고자 2006년부터 과기정통부가 해마다 선정하고 있다.
이번 선정은 정부지원을 받아 수행한 6만 3000여 과제(2018년 기준) 중 각 부-처-청이 추천한 949건의 후보성과를 대상으로 이뤄졌다. 과학기술개발 효과 및 경제사회적 파급 효과 등 질적 우수성이 평가됐으며 대국민 공개검증도 거쳤다. 기술분야별 선정현황은 △기계-소재 21개 △생명-해양 23개 △에너지-환경 17개 △정보-전자 19개 △융합 10개 △순수기초-인프라 10개 등 100건이다.
경상대학교에서 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 것은 2006년 이상열(생명과학부) 교수, 2011년 남태현(나노신소재공학부) 교수, 2013년 김명옥(생명과학부) 교수, 2017년 박기훈(농화학식품공학과) 교수에 이어 이번이 5번째다.
특히 한번에 하나의 단과대학에서 2명이 선정된 것은 이례적이다. 지방에 위치한 거점 국립대 중에서는 경상대학교만이 선정됐다. 경남-부산 지역 대학 가운데서도 유일하게 경상대학교만 선정됐다.
양재경 교수는 에너지-환경 분야에서 ‘훼손지 유형별 식물 생장을 위한 기능성 식생기반재 개발’(산림청 임업기술연구개발사업, 연구기간 2012~2017년)이라는 과제로 선정됐고, 김현태 교수는 생명-해양 분야에서 ‘차세대 신성장 동력 스마트팜 원천기술 개발 및 제품 국산화’(농림축산식품부 농림축산식품연구센터지원사업, 연구기간 2017~2023년)라는 과제로 선정됐다.
양재경 교수에 따르면 현재 훼손지 복원을 위해 식물 생장을 목적으로 하는 식생기반재 제조 기술이 주목받고 있으며, 대부분 미국-캐나다 등에서 수입되는 피트모스를 이용하고 있다. 피트모스는 가격이 높고 장기간의 퇴적과정이 필요하다. 또한 토양 유실 방지에 대한 효과가 없기 때문에 경사지 적용이 불가능하다.
이에 따라 양재경 교수팀은 ‘훼손지 유형별 식물 생장을 위한 기능성 식생기반재 개발’ 과제를 수행해 산지습지, 도시지역 산지생태계, 터널갱구부, 석산개발지 등 다양한 훼손지 복원이 가능한 기능성 식생기반재를 개발했다.
양재경 교수팀은 “훼손된 토양과 산림을 신속하고 효과적으로 복원하는 기술과 이를 위한 적절한 복원 소재 개발이 절실하다”며 “목질원료는 천연 소재이고 수분 보유력이 높으며 자연적으로 분해되는 친환경 소재다. 목질원료에 다양한 전처리, 미생물 첨가 및 화학적 처리 기술을 적용해 훼손지 복원을 위한 기능성 식생기반재를 개발하고자 했다”고 설명했다.
양재경 교수팀은 목질원료의 전처리 기술을 통해 식물 생장에 유리한 공극 등의 물리적 특성을 개선함과 동시에 유기물 함량 또는 전기전도도 등의 화학적 특성을 조절할 수 있는 식생기반재 제조 공정 기술을 정립했다. 또한 식물 생장 유도와 토양 유실 방지에 효과적인 기능성 식생기반재를 제조하기 위해 전처리된 목질원료를 식물 영양제, 미생물 또는 셀룰로스와 최적 비율로 혼합할 수 있는 배합기술도 개발했다.
이 기술을 통하여, 산업화 또는 간벌작업 등에서 발생하는 목질자원을 원료로 하는 식생기반재를 개발함으로써 가격 경쟁력을 갖추었으며, 경사지 등 다양한 훼손지에 적용 가능한 3종의 기능성 식생기반재(생육강화형 식생기반재, 미생물강화형 식생기반재, 활착강화형 식생기반재)를 개발했다.
이 연구 결과를 바탕으로 양재경 교수팀은 논문 14건 게재, 국내 특허 출원 1건, 국내 특허 등록 6건, 해외 특허 출원 1건을 도출했다. 또한 식생기반재 전문 업체에 2건의 기술이전을 완료했으며 석사 2명, 박사 2명의 전문 인력 양성 및 연구 교수 2명을 고용 창출했다.
양재경 교수는 “우리 팀은 훼손지 복원을 위한 식생기반재의 원료로써 목질 자원을 주목했다. 기존과는 다른 원료를 이용하고 물리적-화학적 전처리 기술들을 응용함에 따라 많은 시행착오를 겪었다. 특히 초기에 제조된 식생 기반재가 식물 생장에 저해를 일으켰을 때 포기하고 싶었다. 그러나 포기하지 않고 끈기 있게 노력한 결과 우수한 성과를 얻었으며, 우리 연구실만의 차별화한 기술을 보유하고 있다는 자부심을 가질 수 있었다”고 소감을 말했다.
김현태 교수팀은 “농촌노동력 감소와 농업생산성 저하 문제 해결을 위한 방안으로 정보통신기술(ICT)융합 스마트팜이 신성장 동력 에너지로 주목받고 있다.”고 말하고 “국제 경쟁에서 대한민국 고부가가치 농산물의 수량성-상품성을 향상시키고 고성능 기자재의 국산화를 통한 스마트팜 확산뿐만 아니라 석-박사 우수 전문인력 양성을 통해 취업 및 관련 업체의 인력수급 불균형을 해결하는 것이 매우 중요하다.”며 연구배경을 설명했다.
김현태 교수팀은 스마트팜 확산을 위한 전문인력 양성 및 실용화 기술 개발을 목표로 ‘축산 스마트팜 핵심 기술 개발’, ‘시설원예 스마트팜 핵심기술 개발’, ‘스마트팜 기반-관리 시스템 개발’ 등 크게 3개의 핵심과제로 구성했다.
김현태 교수팀은 스마트 축사와 온실 구축을 위한 원천기술을 확립하고 국산 기자재를 개발했다. 이 연구 과정에서 JCR 상위 10% 저널 게재 등 과학기술논문 인용색인(SCI) 논문 13편, 특허출원 5건을 달성하고 국산 기자재(팜링크) 개발로 14억 900만 원의 매출을 달성했다.
또한 김현태 교수팀은 축산 부문에서 비접촉식 생체 데이터 수집으로 동물복지 실현이 가능하도록 하고 악취와 화재 등을 관리-예방 가능하게 함으로써 노동생산성 제고 및 4조 원에 이르는 스마트팜 국내 시장 경쟁력을 확보했다. 원예 부문에서는 비파괴 진단기술로 작물의 스트레스를 판단할 수 있게 했다.
김현태 교수는 “스마트팜 기술 개발에는 기계공학-통신공학-축산학-원예학 등 다양한 학문의 이해가 필요하다. 특히 스마트 축산 구현을 위한 연구 중 실험돈사에서 돼지와 몇 달 간 동고동락했던 기억은 잊을 수 없다. 스마트팜시스템연구실의 국내외 여러 연구원들이 함께했기에 대한민국 농업을 선도할 스마트팜 첨단 기술을 개발하는 것이 가능했다”고 소감을 전했다.
한편 이번에 선정된 성과에는 인증서와 현판이 수여되고 관계규정에 따라 사업과 기관평가 등에서 가점을 받게 된다. 선정된 연구자는 국가연구개발 성과평가 유공포상 후보자로 추천되고, 신규 연구개발(R&D) 과제 선정에서 우대받는다.
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