가까운 미래에는 위성을 사용하여 식량 작물의 초기 재배 기간에 영양분 수준을 모니터링하여 농부들이 해결할 수 있는 문제에 대한 조기 통찰력을 얻고 잠재적으로 글로벌 영양실조 문제를 완화할 수 있을 것입니다. 충분한 칼로리를 섭취함에도 불구하고 먹는 음식에 미량 영양소가 결핍되는 현상(숨겨진 배고픔이라고도 알려진 추세)은 전 세계 10억 명 이상의 사람들에게 영향을 미치는 가장 큰 식량 불안 문제 중 하나입니다.
유엔식량농업기구(FAO)도 세부 보고서에서 “기아와 영양실조 감소에 있어 용납할 수 없을 정도로 느린 진전”을 강조하고 있습니다. 여기서 핵심 문제는 필수 미량 영양소가 풍부한 식단을 제공하는 데 초점을 맞춰야 하기 때문에 단순히 먹이는 것만으로는 충분하지 않다는 것입니다. 그러나 여러 관점에서 볼 때 과제가 있습니다. 수확한 곡물을 실험실에서 분석하여 영양분을 확인하는 것은 비용과 시간이 많이 소요되지만 더 큰 문제는 측정이 수확 후에만 이루어질 수 있다는 것입니다.
성장 초기에는 성장하는 작물의 영양 성분을 평가할 방법이 없습니다. 그러한 지식이 이용 가능하다면 올바른 화학 물질을 공급하는 등의 개입을 통해 영양분 격차를 해소할 수 있습니다. 위성이 성장하는 작물의 핵심 영양소 구성을 분석하고 농부들에게 격차를 해결할 수 있는 기회를 제공함으로써 그림이 나올 수 있는 곳입니다. 트벤테 대학과 이탈리아 국립 연구 위원회의 전문가들이 수행한 초기 연구는 이미 고무적인 결과를 얻었습니다.
어떻게 가능하게 됐나
위성에는 다양한 종류의 센서가 있지만 작물의 화학적 구성을 확실하게 읽을 수 있는 센서는 많지 않습니다. 그러나 작업을 수행할 수 있는 도구 종류, 특히 이탈리아 우주국이 관리하는 Prisma 2 임무에 설치된 초분광 장비와 Copernicus Sentinel-2 임무에 장착된 다중 스펙트럼 시스템이 있습니다. 원격 감지 환경 저널(Remote Sensing of Environment Journal)에 발표된 최신 연구에서 과학자 팀은 이러한 센서 판독값을 사용하여 이탈리아 포 밸리(Po Valley) 지역의 옥수수, 쌀, 콩 및 밀밭을 분석했습니다.
팀은 위성에 장착된 센서의 스펙트럼 분석에서 식별된 중요한 작물 광물의 작은 배치를 선택한 다음 이를 실험실 곡물 분석에서 얻은 결과와 비교했습니다. 위성 분석은 2020년 작물 주기의 세 가지 핵심 단계(영양, 생식, 성숙)에서 수행되었습니다. 성장하는 식량 작물의 다량 영양소 및 미량 영양소 함량을 예측하는 이 독특한 접근 방식은 칼륨, 인과 같은 중요한 요소에 대해 긍정적인 결과를 가져왔습니다. , 마그네슘 및 철.
위성 데이터를 활용한 식량 작물 재배 분야의 영양 예측 정확도는 밀과 대두의 경우 유망한 것으로 나타났습니다. 그러나 위에서 언급한 4개 대상 작물에 대해 칼슘, 질소 등의 미네랄을 분석한 결과, 특히 옥수수와 쌀의 경우 정확도가 그리 높지 않았습니다.
유망한 미래
연구를 위해 팀은 단파 적외선(SWIR) 대역과 Sentinel 2의 근적외선(NIR) 대역에서 PRISMA를 통해 수집된 판독값에서 긍정적인 결과를 얻었습니다. 제한 사항을 제쳐두고, HyNutri 프로젝트의 결과는 충분히 고무적이어서 팀은 총 9가지 영양 목표에 대해 옥수수, 쌀, 수수, 테프 및 밀 작물을 평가할 EO4Nutri라는 후속 프로젝트에 대한 계획을 이미 스케치하고 있습니다. 칼슘, 철, 마그네슘, 질소, 인, 칼륨, 셀레늄, 황, 아연.
이 프로젝트는 유럽 우주국(European Space Agency)의 지원을 받으며, 작물 영양분의 더 큰 다양성을 평가하기 위한 첨단 초분광 장비를 운반하는 기관의 CHIME 위성 임무에 의존할 것입니다. ESA의 지구 관측 과학, 응용 및 미래 기술 부서 코디네이터인 Espen Volden은 “우리는 이 연구가 결국 농부들이 재배 시즌 초기에 개입하여 곡물의 영양 품질을 향상시킬 수 있기를 바랍니다”라고 말했습니다.
여기서 최종 목표는 성장 중인 농작물이 초기에 중요한 영양소가 부족한 경우 위성이 농부와 정부 지원 식품 기관에 조기 경고 파이프라인을 제공하는 것입니다. 따라서 농부와 농업 이해관계자는 식물의 흡수를 보장하기 위해 필요한 유기 또는 무기 보충제를 토양에 공급하는 등의 조치를 통해 결핍 문제를 해결할 수 있습니다. 이 접근 방식은 기후 변화로 인해 전 세계 농부들이 피해를 입는 시대에 많은 가능성을 갖고 있습니다.
