현장 운영 관리 기술
NFT와 DFT는 우열이 아니라 선택한 뒤의 운용으로 수확량이 결정된다
방식의 우열로는 수확량이 결정되지 않는다
양액 시스템을 새로 구성하거나 다시 바꾸는 이야기가 나오면, 대개 처음에 부딪히는 것이 「NFT로 할까, DFT로 할까」가 아닐까요. 얇게 흘릴 것인가, 깊게 고일 것인가. 조사해보면 비교표가 얼마든지 나오고, 어느 쪽이든 일리가 있어서, 오히려 결정하지 못하게 된다 — 그런 답보 상태가 며칠씩 계속된다. 그런 경험이 없으신가요?
조사하면 조사할수록 「결정적인 요소가 없다」는 느낌이 드는 법입니다. NFT는 물이 흐르기 때문에 뿌리 썩음이 생기기 어렵다는 말을 들으면, 그럼 NFT인가 싶다가도. DFT는 물이 많은 만큼 정전이나 고장에 강하고, 문제가 생겼을 때 시간을 벌 수 있다고 읽으면, 잎채소를 대량 생산한다면 결국 그쪽이 마음이 놓이는가 싶어 흔들린다. 비교표를 봐도, 항목마다 어느 한쪽에 동그라미가 쳐져 있고, 합산하면 거의 무승부가 된다. 이건 조사가 부족한 게 아니라, 애당초 무승부가 되도록 만들어진 게 아닐까 — 그런 생각이 든 적 없으신가요? 어느 쪽을 선택해도 결국 그다음의 물 관리에 달려 있다면, 처음 이 갈림길에 이토록 많은 시간을 쏟고 있는 이유는 대체 무엇일까요.
실제로 현장을 여럿 보다 보면, 그 「무승부가 되도록 만들어졌다」는 시각이 맞습니다. 저 비교표는 방식의 특성을 나란히 나열하고 있을 뿐, 현장의 수확량을 결정하는 변수가 들어 있지 않습니다. 잎상추를 몇 년씩 봐오면서, 수확량이나 품질이 흔들린 원인을 추적하면, 거의 매번 「방식」이 아니라 「그날의 유량·수온·용존산소」 중 하나였습니다. NFT에서 뿌리 썩음이 나오는 것은 방식 탓이 아니라, 유량이 떨어져 막이 끊어지고 뿌리 끝이 건조해졌을 때입니다. DFT에서 웃자라는 것도 방식 탓이 아니라, 수온이 올라 용존산소가 빠져나가 뿌리가 약해졌을 때입니다. 어느 쪽을 선택해도, 결국 그 부분을 매일 보는지 여부로 결정됩니다. 그러니 비교표의 합산이 무승부가 되는 것은 당연하며, 거기서 승패를 가리려는 것 자체가 문제의 위치가 잘못된 것입니다.
그렇다면 방식은 어떻게 결정하면 될까요. 이건 꽤 단순하게 생각해도 됩니다. 현장의 제약에 따라 결정됩니다. 정전이나 고장이 났을 때 몇 분을 버티고 싶은지, 그 안심을 물의 양으로 사고 싶다면 DFT 쪽으로. 선반 단수를 늘려 가볍게 만들고 싶고, 배관도 단순하게 하고 싶다면 NFT 쪽으로. 규모와 자신이 허용할 수 있는 리스크의 범위에 따라, 거의 자동으로 결정되는 범위입니다. 며칠씩 고민할 갈림길이 아닙니다.
오히려 시간과 공을 들여야 할 것은, 선택한 이후의 이야기입니다. 어느 방식이든 공통적으로 효과를 발휘하는 것은 「멈추면 바로 알 수 있는 장치」입니다. 펌프가 멈췄다, 수온이 올랐다는 것을, 사람이 선반 앞에 없는 시간대에 어떻게 감지하느냐. NFT는 흐름이 생명줄이므로 멈추면 빠르고, DFT는 물의 양이 있는 만큼 알아채는 것이 늦어도 약간의 여유가 있다 — 그 차이는 있지만, 어느 쪽이든 「알아챘을 때는 이미 늦었다」가 가장 큰 손실입니다. 그러니 망설이는 시간을 방식의 우열에 쓰는 것보다, 「어느 방식을 선택해도, 멈춘 것을 몇 분 안에 알아챌 수 있는가」를 먼저 정해두는 것이 좋습니다. 그것이 정해지면, 방식 선택은 그 아래에 달린 작은 선택이 되어, 술술 결정됩니다.
「무승부가 되도록 만들어졌다」는 것은, 비교한 연구를 봐도 그렇습니다. NFT와, DFT와 같은 담액식 계열인 DWC(심수)로 잎상추 같은 잎채소를 키워 생육량이나 수확량을 비교해도, 양쪽에 큰 차이는 나타나지 않고 모두 수확 적기의 무게에 도달했다는 보고가 있습니다. 방식 자체로는 차이가 나기 어렵다는 것은, 현장의 실감뿐 아니라 비교 시험에서도 나타나 있습니다. (참고: 1)
방식을 이끄는 것은 허용 가능한 시간과 규모
양액 시스템을 새로 구성하거나 다시 바꿀 때, 방식의 우열 자체로 수확량이 결정되는 것이 아니라는 이야기를 여기까지 해왔습니다. 그렇다면 어디서 차이가 생기는 걸까요. 앞 장 마지막에 놓은 「멈춘 것을 몇 분 안에 알아챌 수 있는가」라는 물음을, 여기서부터 파고들어 갑니다.
이 물음을 세우면, 곧 하나의 의문이 떠오릅니다. 그 「몇 분」은, 결국 방식에서 역산되는 것이 아닌가라는 의문입니다. NFT라면 멈췄을 때 건조해지는 것이 빠르므로, 허용 시간이 짧다는 전제로 감시를 구성해야 합니다. DFT라면 물의 양이 있는 만큼 여유가 있으므로, 조금 더 느슨해도 됩니다. 그렇다면 「몇 분 안에 알아챌 수 있는가」를 먼저 정한다고 하면서도, 실제로는 방식에 따라 요구되는 엄격함이 달라집니다. 방식을 선택하기 전에 「자신은 몇 분이라면 허용할 수 있다」고 완전히 결정할 수 있는 걸까요. 아니면, 허용 시간 쪽이 먼저 있고, 거기서 DFT냐 NFT냐가 자연스럽게 결정되는 걸까요.
순서는 분명합니다. 허용 시간 쪽이 먼저입니다. 방식에서 역산하는 것이 아닙니다. 허용 시간은 방식이 아니라, 현장 사정에 따라 결정됩니다. 야간이나 이른 아침에 사람이 없는 시간이 얼마나 되는지, 이상 상황을 감지한 뒤 누군가가 선반에 도달하는 데 몇 분이 걸리는지, 멈춘 한 선반에서 잃는 모종이 몇 주이며, 그것이 얼마의 손실인지. 이것들은 방식을 선택하기 훨씬 전부터, 그 현장에 처음부터 있는 숫자들입니다. 인공광형의 밀폐실에서, 실온이 연중 거의 일정하다는 전제라면, 멈췄을 때의 리스크라는 면에서 효과를 발휘하는 것은 거의 이 「사람이 없는 시간과, 도달하기까지의 시간」입니다. 물론 현실에서는, 바닥이 감당할 수 있는 물의 무게나 견적, 이미 도입된 설비 같은 즉물적인 사정도 방식을 이끕니다. 다만, 그것들도 비교표를 뚫어져라 봐서 나오는 답이 아니라, 역시 자신의 현장에 처음부터 있는 숫자들입니다.
그 「허용 시간」이 정해지면, 방식은 역산이 아니라 필요 조건으로 좁혀집니다. 예를 들어 야간에 네 시간 무인이고 도달하는 데 삼십 분이 걸리는 현장이라면, NFT에서 흐름이 멈춘 순간에 막이 끊어져 선단이 건조해지는, 그 속도에는 맞지 않습니다. 그러니 NFT를 선택한다면 감시를 엄격하게 한다는 이야기가 아니라, 애당초 선택하기 어려운 것입니다. 반대로, 그 여유를 물의 양으로 살 수 있다면 DFT 쪽으로 합니다. 방식이 감시의 엄격함을 결정하는 것이 아니라, 먼저 있는 허용 시간이 방식과 그 물의 양을 함께 이끌어 옵니다. 그러니 모순이 없습니다. 「몇 분이라면 허용할 수 있는가」는 방식과 무관하게 현장에서 먼저 결정되고, 방식은 그 시간을 충족하기 위한 하나의 수단에 불과합니다. 물의 양으로 시간을 살 것인지, 감시와 달려오는 체제로 살 것인지, 그 배분의 문제입니다. 그리고 실제로는, DFT를 선택해도 용존산소를 보지 않으면 여유는 환상이고, NFT도 멈추면 즉시 알 수 있는 장치가 있으면 속도는 두렵지 않습니다. 결국 다시, 선택한 이후의 운용으로 돌아옵니다. 그러니 허용 시간을 먼저 종이에 써두고, 방식은 거기에 달아두는 순서가 좋습니다.
또 하나, 방식을 자연스럽게 이끄는 현장 사정이 있습니다. 규모와, 어디까지 기계로 할 것인지입니다. 작게 수작업으로 돌리는 동안은 NFT의 가벼움이나 배관의 단순함이 맞지만, 규모가 커지고 정식이나 반송, 수확을 기계화해 가면, 패널째로 흘려서 다룰 수 있는 담액식 쪽이 맞아 들어옵니다. 다만, 이것은 「규모가 크니까 DFT로 결정」이라는 이야기가 아닙니다. 실제로 효과를 발휘하는 것은 방식 자체가 아니라, 「사람의 손이 그 물에 몇 번 닿는지」 쪽입니다. 수작업 단계에서는, 멈춰도 사람이 앞에 있어 빨리 알아챌 수 있습니다. 그러니 NFT의 속도가 두렵지 않습니다. 기계화해 가면, 사람이 선반 앞에 서 있는 시간이 대폭 줄어듭니다. 그러면, 아까의 「무인의 시간과 도달하기까지의 시간」이 한꺼번에 길어집니다. 즉 규모나 자동화는 방식을 직접 결정하는 것처럼 보이지만, 실은 「허용 시간」 쪽을 움직이고 있습니다. 그쪽을 경유하여, 방식에 효과를 미칩니다. 규모가 커지고, 기계화하고, 사람이 물에서 멀어지고, 무인의 시간이 길어지고, 허용 시간이 줄어든다 — 그 줄어든 시간을 물의 양으로 사고 싶다면 DFT 쪽으로 기운다는 연쇄입니다.
그리고 현실에서는 섞입니다. 규모가 커도 전부가 기계화되는 것은 아니고, 자동화된 라인에서도 센서와 알림을 제대로 구성하면, 무인이어도 「멈추면 즉시 안다」를 되찾을 수 있습니다. 그렇게 되면, 규모가 커도 NFT가 사라지는 것은 아닙니다. 반대로 작아도 야간 완전 무인이라면 DFT의 물의 양이 효과를 발휘합니다. 그러니 「규모가 커지면 DFT」라고 한마디로 단정 지을 수 없습니다. 규모와 자동화는 방식 선택에 확실히 영향을 미치지만, 그 영향 방식은 방식을 직접 결정하는 것이 아니라, 사람이 물에 닿는 횟수를 바꾸고, 무인의 시간을 바꾸고, 허용 시간을 바꾸는 — 한 단계 위를 움직이는 것입니다. 그러니 규모가 바뀌었을 때 먼저 다시 그려야 할 것은 비교표가 아니라, 「지금 이 규모에서, 몇 분 무인이 되고, 멈추면 몇 분 안에 알아챌 수 있는가」 쪽입니다. 방식은, 역시 거기에 달려 옵니다.
선택한 뒤에 매일 보는 유량과 수온과 용존산소
선택한 뒤, 관심은 완전히 「매일 어디를 볼 것인가」로 옮겨 갑니다. 방식 논의에서 반복해서 나온 것은, 유량·수온·용존산소 세 가지였습니다. 그렇다면 이것을 매일 볼 때, 실제로 무엇을 어떻게 보면 될까요. 아침에 한 바퀴 돈다면, 세 가지를 어떤 순서로, 어떤 숫자를 보고, 「이건 괜찮다」「이건 좋지 않다」를 어떻게 선을 그어야 할까요. 세 가지는 보는 타이밍도 같아도 될까요. 수온처럼 낮 동안 서서히 변하는 것과, 유량처럼 멈춘 순간 아웃인 것은, 보는 방식이 달라집니다.
실은, 이 「멈춘 순간 아웃인 것」과 「서서히 변하는 것」을 구분하는 감각 자체가, 이미 답이 되어 있습니다. 세 가지는, 보는 방식이 완전히 두 계통으로 나뉩니다.
우선 유량은, 분명히 「멈춘 순간 아웃」형입니다. 그러니, 아침에 한 바퀴 돌아 눈으로 확인한다는 보는 방식과는 상성이 좋지 않습니다. 사람이 앞에 없는 시간에 멈춰버리면, 누군가가 다음에 보러 갈 때까지의 동안, 계속 아웃 상태로 진행되어 버리기 때문입니다. 그러니 유량만은, 사람의 육안이 아니라 기계가 감지하도록 합니다. 펌프가 멈추거나 유량이 떨어진 순간에 감지하여, 사람에게 알림이 날아온다. 여기는 장치에 맡기는 곳입니다. 그리고 유량은, 「제로인지 아닌지」만이 아니라, 좋은 범위가 있습니다. 너무 적으면 막이 끊어져 뿌리 끝이 건조해지고, 너무 빠르면 뿌리가 안정되지 않습니다. 그러니 「멈추지 않았는가」와 동시에, 「대략 이 범위에 들어 있는가」를 봅니다. 구체적인 숫자는 현장에서 다듬어야 할 것이므로 단언하지 않겠지만, 너무 적음·너무 빠름 양쪽에 문제가 있다는 감각은 가지고 있으면 좋을 것입니다.
유량에 좋은 범위가 있다는 것은 숫자로 봐도 분명합니다. NFT 잎상추에서 유량을 변화시킨 실험에서는, 가장 수확량이 나온 것이 1.0 L/min 부근이었습니다. 이보다 느린 0.5 L/min에서는, 물 흡수나 기공 움직임이 둔해져 생체중으로 약 3할 가까이(약 28%) 줄고, 잎의 질산염도 올라갑니다. 반대로 4.0 L/min까지 늘리면, 이번에는 뿌리가 물리적으로 손상을 입어 검게 변하고, 흡수력이 떨어집니다. (참고: 2) 다른 근대 실험에서도, 적당한 유량은 뿌리에 좋은 자극이 되지만, 과도해지면 뿌리가 수축하고 생육이 떨어진다는, 산 모양의 반응이 나왔습니다. (참고: 3) 「흘리면 안심」도 「많을수록 좋다」도 아니며, 너무 빠르지도 너무 느리지도 않은 범위에 맞춰야 비로소 제 모습이 나오는 것입니다.
한편, 수온과 용존산소는 「서서히」형입니다. 낮 동안, 공조의 효과가 약한 시간대에 서서히 움직이는 정도이므로, 매일의 육안 확인과 기록으로 잡아낼 수 있습니다. 아침에 한 바퀴 돌 때 수온과 용존산소를 보고, 그날의 값을 적어 둔다. 전날, 그 전날과 나란히 놓으면, 서서히의 움직임이 선으로 보이게 됩니다. 그리고 이 두 가지는 별개가 아니라 연동되어 있어, 수온이 올라가면 그 물에 녹아 있을 수 있는 산소가 줄어듭니다. 그러니 수온이 올라가고 있는데 용존산소를 보지 않으면, 어느새 뿌리가 산소 결핍으로 약해집니다. 특히 DFT는 물의 양이 많은 만큼, 바닥 쪽의 산소가 빠져나가기 쉽습니다. 이것은 방식의 약점이라기보다 물의 성질이므로, 운용 측에서 통기를 통해 — 물에 공기를 보내 — 막아 줍니다. 산소를 빼앗는 수온 쪽과, 산소를 더하는 통기 쪽, 양쪽에서 용존산소의 범위를 유지하는 것입니다.
용존산소를 운용 측에서 더하는 것에도 뒷받침이 있습니다. 깊게 고인 물에 미세한 기포(마이크로버블)로 공기를 넣어주면, 보통의 폭기보다 용존산소를 높게 유지하기 쉽고, 소송채도 시금치도 같이 잎채소의 생육이 늘어났다는 같은 연구 그룹의 보고가 있습니다. (참고: 4, 5) 다만 이것도 「넣으면 넣을수록 좋다」가 아닙니다. 폭기의 강도에는 산이 있어, 어느 정도부터는 더 늘지 않거나, 너무 강하면 오히려 생육이 떨어지기도 합니다. 유량과 마찬가지로, 여기에도 적당량의 범위가 있습니다.
그러니 매일의 운용 방식은 두 가지 트랙이 됩니다. 갑자기 멈추는 유량은, 기계가 잡아서 즉시 알린다. 서서히 변하는 수온과 용존산소는, 사람이 아침에 한 바퀴 돌아 눈으로 보고 기록한다. 자동 감지가 「급정지를 놓치지 않는」 역할이고, 사람의 육안이 「느슨한 이상이 손 쓸 수 없는 지경이 되기 전에 알아채는」 역할입니다. 어느 한쪽만으로는 빠짐이 생깁니다. 기계만으로는, 멈추지는 않았지만 서서히 나빠지는 것을 놓칩니다. 사람만으로는, 무인 시간에 갑자기 멈춘 것에 제때 맞지 않습니다. 두 바퀴가 함께 돌아야, 비로소 선택한 방식의 실력이 나옵니다.
두 가지 선택지 밖과 가역·불가역의 선 긋기
NFT와 DFT만이 선택지는 아닙니다. DWC(심수)는, 뿌리를 깊은 물에 푹 담그는 방식으로, 물을 고인다는 의미에서는 거의 DFT의 동류입니다. 담액식으로 묶어서 봐도 되고, 여기까지의 DFT 이야기가 거의 그대로 해당됩니다. 분무식은, 뿌리에 안개를 내뿜는 방식으로, 용존산소라는 의미에서는 가장 유리합니다. 뿌리가 공기에 노출되어 있으므로, 산소는 가장 풍부합니다. 다만 뒤집어 말하면, 물을 고이지 않는 만큼, 멈추면 가장 빠르게 건조됩니다. NFT에서 「흐름이 멈추면 막이 끊어져 선단이 건조해진다」고 말했지만, 분무식은 그 속도가 더욱 두드러집니다. 그러니 이것은, 멈춘 순간의 감지와 정지 대책을 상당히 두텁게 구성할 수 있는 현장의, 한정된 용도에 적합합니다. 거기가 구성되어 있다면 강력하지만, 지금의 두 가지 선택지의 연장으로 보면 충분하고, 굳이 따로 떼어 고민할 것은 아닙니다.
막을 수 있는 것과 다 막지 못하는 것의 선 긋기는, 「가역인가, 불가역인가」로 긋습니다. DFT의 용존산소나 유량의 범위처럼, 이탈해도 알아채고 되돌리면 다시 범위에 들어오고, 뿌리가 회복된다 — 이런 가역적인 것은, 운용으로 막는 쪽입니다. 매일 보고, 벗어나면 손을 써서 되돌립니다. 여기는 사람과 기록의 일입니다. 한편, NFT에서 흐름이 멈추어 뿌리 끝이 건조해지는, 저 건조는 되돌아오지 않습니다. 한 번 피해를 입은 선단은, 물을 되돌려도 원래대로 돌아오지 않는다. 이것은 운용의 육안만으로는 다 막지 못합니다. 그러니 감지와 알림, 그리고 비상전원이나 백업 펌프 — 설비와 체제 쪽에서, 멈추는 것 자체를 미리 제거해 두는 쪽입니다. 선 긋기는 이렇게 됩니다. 가역적인 것은 운용으로 받는다. 불가역적인 것은 운용에 짊어지게 하지 않고, 설비와 배치로 미리 제거해 둔다. 서서히 오는 가역은 사람이 보고, 갑자기 오는 불가역은 기계와 대비로 막는다는 것입니다.
다만, 가역인지 불가역인지는 방식에 붙은 라벨이 아니라는 점만 덧붙여 두겠습니다. 유량도 너무 올리면 뿌리는 불가역으로 손상되고, DFT도 여름의 고수온이나 정체를 방치하면, 가득 찬 물이 이번에는 식지 않는 온수로 변해 뿌리가 썩는다 — 물의 양이 있다는 강점이, 방치하면 뒤집히는 것입니다. 그러니 「DFT는 물의 양이 있으니까 안전하다」고 단정 지을 수 없습니다. 경계를 움직이는 것은 방식의 속성이 아니라, 「이탈의 폭과, 얼마나 방치했는가」 쪽입니다. DFT가 벌어주는 것은 「알아채고 행동하기까지의 여유」이지, 보지 않아도 된다는 보험이 아닙니다.
이 이야기의 사정거리와 가지고 돌아가는 한 가지
마지막으로, 범위를 하나 놓아두겠습니다. 여기까지의 이야기는, 인공광형의 밀폐실에서 잎채소를, 깨끗한 물로 돌리는 전제였습니다. 과채류나 뿌리를 뻗는 작물, 대규모, 태양광을 도입하는 온실과의 수익성 비교가 되면, 같은 축에서도 중요도가 달라질 것입니다. 거기는 「이 시각을 적용하면 이렇게 될 것」이라는 견해로 읽어 주십시오. 그리고 선택한 뒤의 양액 자체를 다듬는 방법 — EC나 pH를 어떻게 맞출 것인지, 병해를 어떻게 억제할 것인지 — 는, 방식 선택과는 또 별개로, 한 편 세워 이야기해야 할 주제입니다.
그 위에서, 여기까지의 이야기를 한 마디로 정리하면, 이렇게 됩니다. NFT인지 DFT인지라는 물음에 며칠을 씨름해도, 수확량은 거기서 결정되지 않습니다. 방식은 규모나 현장의 제약에 따라 자연스럽게 결정되는 수준이며, 절대로 어느 쪽이 위라는 답도, 하나로 결정되는 조건도 없습니다. 효과를 발휘하는 것은, 선택한 뒤의 유량·수온·용존산소를 매일 보는 것과, 멈추면 알 수 있는 장치 쪽입니다. 그러니 한 마디로 말하면, 방식 선택으로 고민하는 시간을, 선택한 뒤의 운용에 돌려주었으면 합니다. 그것으로 충분합니다.