세계적인 농업기업 몬산토가 지속가능한 농업을 위한 2018년 주요 R&D 파이프라인을 발표했다. 데이터 과학, 식물 육종, 식물 생명공학, 작물 보호, 생물학적 제제의 다섯 가지 플랫폼에서 지난 해 역대 최다 프로젝트의 진전이 있었다. 이로써 몬산토는 5년 연속으로 R&D 파이프라인에서 20개 이상의 프로젝트 성과를 이루게 됐다.

몬산토 부사장 겸 최고기술책임자인 로버트 프레일리 박사는 “전 세계적으로 식량 수요는 지속적으로 늘어나고 있지만 농업인들은 제한된 토지와 물, 기후변화 때문에 어려움을 겪고 있다. 더 많은 작물을 생산하는 동시에 더 적은 물과 에너지를 사용할 수 있는 효율적인 솔루션이 그 어느 때보다 중요하다”며 “우리는 17개의 UN 지속가능발전목표에 기여하고 있고 R&D 파이프라인의 많은 프로젝트들은 현대 농업의 기후 스마트 농법을 지원하고 있다. 농업인들은 가뭄, 잡초, 해충, 질병 등과 싸워나가는 동시에 경작지에서의 다양한 기회를 최대한 활용해야 한다. 몬산토는 인공지능과 머신러닝(machine learning)과 같은 혁신적 데이터 과학 기술을 도입함으로써 농업인들이 환경과 소비자에 다양한 혜택을 제공할 수 있도록 적극 노력할 것이다”고 말했다.

지속가능한 현대 농업을 실행할 수 있도록 지원하고 있는 몬산토의 주요 R&D 플랫폼은 다음과 같다.  

■ 작물에 대한 위협 해소

UN 식량농업기구에 따르면 매년 전 세계 잠재 수확량의 40%가 해충, 잡초, 질병으로 인해 소실되고 있다. 지난 세기 동안 농작물을 보호하기 위한 다양한 솔루션은 농업인이 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 더 많은 농작물을 생산할 수 있도록 발전해왔다.

• 노린재 및 삽주벌레 통제 면화 기술은 노린재, 삽주벌레, 딱정벌레류 해충으로부터 면화 작물을 보호하기 위해 개발됐고 개발 4단계로 진입했다. 이 기술은 위 세 종류의 면화 해충을 통제해 농작물에 뿌리는 살충제의 양을 줄일 수 있도록 하는 최초의 제품이 될 잠재력을 가지고 있다.

• 트레셉타(Trecepta™) 기술은 농업인이 가을 거염벌레, 큰담배밤나방 유충, 조명충나방, 거세미 등의 해충으로부터 옥수수를 보호할 수 있도록 하는 기술로, 2018년에 출시할 예정이다.

• 네마스트라이크(NemaStrike™) 기술은 뿌리를 공격해 작물에 나쁜 영향을 끼치는 작은 기생충인 선충으로부터 옥수수, 대두, 면화 작물을 보호하기 위한 기술이다. 또한 바이오에그 얼라이언스가 노보자임스와 개발한 소이 바이오네마티사이드(Soy BioNematicide) 제품은 토양 미생물을 이용해 선충을 방제하는 기술로 개발 3 단계까지 진행됐다.

• 클라이미트 코퍼레이션의 질병 진단 및 식별 기술은 인공지능을 사용해 옥수수, 대두, 밀의 질병을 실시간으로 진단해 농업인이 병충해에 신속하게 대처할 수 있게 한다. 이 기술은 개발 단계에서 상업화 전 단계까지 진행됐다.

• 검증된 제초제 제품의 새로운 제조와 결합은 농업인이 농작물로부터 햇빛, 물, 영양소를 빼앗아가는 잡초를 관리할 수 있도록 도울 것이다. 하네스 맥스 아세토클로르 프리믹스(Harness® Max Acetochlor Premix)는 2018년 출시 예정이고 넥스트젠 디캄바 프리믹스(Next Gen Dicamba Premix)는 개발 2단계, 아세토클로르 + 디캄바 + 3세대 MOA 프리믹스(Acetochlor + Dicamba + 3rd MOA Premix)는 1단계에 진입했다.

몬산토의 글로벌 농업 생산성 기술 총괄인 매트 헬름스(Matt Helms)는 “우리는 농장에서 지속가능하면서도 생산적이고 효율적으로 작물을 재배할 수 있게 하는 제품과 기술, 정보를 활용하고자 한다. 이들의 상호작용에 대한 이해를 통해 적절한 제품을 적절한 시기에 확신을 가지고 사용할 수 있다”며 “몬산토의 R&D 파이프라인은 광범위한 기술을 포함하고 있다. 이 중 새로운 결합의 차세대 제초제 프리믹스를 포함한 일부는 이미 잘 알려져 있고, 종자에 대한 토양 미생물과 인공지능처럼 혁신적이고 새로운 기술들도 포함되어 있다”고 말했다.

■ 경작지에서의 기회 극대화

몬산토는 종자에 토양 미생물을 활용하는 것에서부터 선별적 육종을 통해 작물 생산량을 높이는 것까지 다양한 연구를 통해 농업인들이 경작지를 최대한 활용할 수 있도록 하고 있다.

• 옥수수 바이오일드 2(Corn BioYield 2)는 식물의 영양소 흡수력을 높이는 종자 코팅의 방법으로 토양 미생물을 활용한다. 바이오에그 얼라이언스가 진행하는 이 프로젝트는 한 해 동안 경작지에서의 뛰어난 성과를 바탕으로 개발 4 단계까지 진입했으며 규제 승인을 받으면 ‘액셀러론 B-360 ST’ (Acceleron® B-360 ST) 브랜드가 될 것으로 예상된다.

• 2018년에 런칭 예정인 몬산토의 고밀도 옥수수 시스템은 전통 육종 방법을 통해 옥수수가 경작지에서 서로 가까이 있어도 잘 자랄 수 있도록 한다. 농업인은 햇빛, 물, 토양 양분을 최대한 활용할 수 있도록 작물 간 거리를 좁힘으로써 경작지 내 작물의 수(식물 밀도)를 극대화할 수 있다.

• 몬산토의 채소 육종 프로그램은 매년 20가지 작물에서 평균 125개 이상의 새로운 품종을 제공한다. 그 결과 작물의 생장, 향미 프로필, 크기, 색상, 모양을 점진적으로 향상시키고 있으며, 매년 진행되는 육종 업그레이드를 통해 몬산토 종자를 사용하는 농업인들이 시장에서 성공할 수 있도록 기여하고 있다.

• 클라이미트 코퍼레이션의 발전된 종자 처방 도구는 농업인이 경작지, 날씨, 토양, 연구 데이터 등 다양한 데이터를 통합해 특정 유전자와 수확 목표에 적합한 씨앗을 파종할 수 있도록 처방한다.

몬산토의 글로벌 면화, 밀 및 특용 작물 총괄인 쉐논 허프(Shannon Hauf) 박사는 “현대 농업에서의 지속적 혁신은 초기부터 작물을 강화하는 미생물 종자 코팅과 최신 교배종으로 식물 밀도를 높이는 것까지 확대되며 동시에 데이터 과학을 활용해 종자가 최적의 위치에 있도록 한다”고 말했다.

■ 자연 자원의 효율적 사용과 영농투입재의 정확한 이용

오늘날 농업인들은 기후변화에 대응하기 위해 토양, 물, 에너지와 같은 자원을 보존하기 위한 혁신적 방법을 활용하면서 종자, 살충제, 비료 등 다양한 영농투입재를 보다 정확하게 사용해야한다. 현대 농업은 이러한 농업인들을 도울 수 있는 기술을 제공하고자 노력하고 있다.

• 클라이미트 코퍼레이션의 질소 관리 기술은 데이터 결합을 통해 농업인들이 질소 과용을 방지할 뿐 아니라 질소 투입 시기와 양을 효율적으로 결정할 수 있도록 돕는다. 또한 클라이미트 코퍼레이션의 하이드로바이오 관개 관리 플랫폼과 향상된 관개 조사는 농작물 관개 데이터 분석을 통해 농업인들이 물을 더욱 효과적으로 사용하고 관리할 수 있도록 한다.

• 4세대 제초제 저항성 면화(2단계 진입) 같은 제초제 저항성 시스템의 진화을 통해 표토를 보존하고 개울, 강, 호수로 토양이 유출되는 것을 방지할 뿐 아니라 경운을 최소화하는 무경운 또는 보존 경운 농법까지 가능케 한다. 경운하지 않은 토양은 농작물과 식물 재료를 통해 흡수된 탄소를 저장하고 유지시킬 수 있다.

• 트레셉타 기술과 더불어 옥수수를 위한 4세대 지상 해충 보호같은 해충 저항성 시스템의 진화(3단계 진입)를 통해 살포하는 농약의 양을 줄일 수 있고 연료 사용과 탄소 배출도 절감할 수 있다.

클라이미트 코퍼레이션의 최고과학책임자인 샘 이싱턴(Sam Eathington) 박사는 “데이터에 기반한 혁신은 단순히 생산량을 늘리는 것을 넘어 농업인들이 종자, 비료, 물 같은 중요한 영농투입재를 관리할 수 있도록 도와 자신의 경작지를 보다 지속가능한 방식으로 최대한 활용할 수 있도록 한다”고 말했다.

몬산토의 과학자들은 인공지능과 머신러닝과 같은 데이터 혁신을 활용해 그 혜택을 농업인과 소비자에게 제공한다. 농업은 데이터 과학을 통해 알고리즘과 분석에서 딥 러닝(deep learning)과 인공지능으로 진화하고 있다. 해당 영역의 발전은 기후변화에 직면한 농업인들이 자연 자원을 보다 효과적으로 사용하면서 필요한 식량을 생산할 수 있도록 돕는다.

몬산토의 IT 파트너쉽 및 지원 총괄 안주 굽타(Anju Gupta)는 “몬산토의 식물 육종가, 기후 과학자, 토양 미생물학자 들은 농업에서 데이터 과학, 인공지능, 머신러닝을 가장 빠르게 활용한 사람들”이라며 “내가 식물 육종가와 정량 유전학자로 일한 수년 동안 우리 팀은 어떤 상품을 개발할지 결정하기 위해 예측 분석 방법을 활용해 심지어 파종 전에도 종자의 잠재성을 확인할 수 있었다. 이처럼 우리 채소 연구팀은 토마토 같은 농작물의 맛을 예측할 수 있는 모델링 도구들을 개발하고 있고 토양 미생물 팀은 매년 수십 만개의 균주를 평가하기 위해 분석 방법을 활용하고 있다”고 말했다.

몬산토는 농업 혁신, 영농 방법의 지속적 개선, 공공 및 민간 부문의 협업이 농업인, 소비자, 환경에 긍정적 변화를 가져올 것이라 고 밝혔다.