Floating rice
기후대응 최상의 식량 생산 효율을 만드는 방법 - 제안
<세종대학교 스마트생명산업융합학과 진중현> 2025.6.8. 노트
문제 제기
1. 해수면 상승에 의한 식량 경작지 감소 - 우리나라 대부분 식량 농업용지는 해안
2. 토지 비용의 상승
3. 식량 산업 노동력의 감소
4. 생산 에너지 효율화 - 디지털 AI 기술 접목
5. 용탈 된 비료 과잉으로 하천과 해수 오염 증가
몇 가지 실례
1. 중국, 인도 등 호수나 일부 하천에서 재배
2. 네덜란드 - floating greenhouse 도 시연
우리나라
1. 일부 대학에서 실현 가능성에 대한 초기 아이디어 제시
2. 해수면 상승이 년 1cm에 달하는 서부 해안 간척지 지역에 필요
3. 질소+인 용탈에 따른 하천 오염원 제거와 동시에 비료 이용효율 증대
4. 현재의 식량 수급 안정정책 (간척지 식량기지화)의 연장선에서 고려 필요
5. IT+ICT+BT가 융복합적으로 작동하는 시스템
Floating rice에 대한 아이디어 (세종대 진중현, ChatGPT로 그림)키워드와 하고 싶은 말을 프롬프트로 넣은 다음, ChatGPT를 사용한 것으로, 제 의견을 잘 정리했네요. 프롬프트에 손으로 작성한 각종 노트를 사진으로 찍은 다음, 그 사진을 활용해서 쓰게 한 것입니다.
� 기술·환경적 측면
양분 재순환 시스템 (Nutrient Recirculation) 폐쇄형 수경 시스템처럼 양분 손실을 최소화하고, 물과 함께 미량원소와 질소·인·칼륨이 효율적으로 재활용되도록 설계되어야 해요. 식물 뿌리대사물과 병원균 전파를 막는 생물여과 시스템도 필수적이에요.
기계적 안정성 (Structural Stability) 해풍과 파도, 태풍을 견딜 수 있는 유연하면서도 견고한 구조물 설계가 필요해요. 파도 흡수 시스템 (wave damping) 또는 부유체 분산 설계도 고려해야 해요.
에너지 자립 (Self-sufficient Energy System) 태양광은 당연히, 해류나 풍력까지 고려한 하이브리드 에너지가 필요할 수 있어요. IoT 기기 및 센서 운영을 위한 소규모 배터리 기반 전력 시스템도 정비되어야겠죠.
� 작물·생물학적 측면
유전자 기반 병해충 방제 (Gene-based resistance) 살충제를 못 쓰니, RNAi 기술이나 CRISPR 기반 병저항성 유전자 편집이 유망해요. 동시에, 유익한 미생물 기반 생물학적 제어 시스템 (biocontrol) 구축도 함께 필요해요.
광 반사 대응 품종 개발 (Light scattering response) 수면의 반사광으로 인해 광포화점/광호흡 증가 문제 발생 → 빛 이용 효율(BUE)이 높은 품종 개발이 필요해요. 예: 높은 chlorophyll b/a 비율 유지, photorespiration 억제 품종 선발 등
염분 및 미량원소 대응 품종 (Salt & Trace Elements) 염 스트레스 반응 QTL (like Saltol, SKC1)과 Pup1의 다중 도입 (pyramiding) 철, 아연 등 미량원소 흡수/이용 효율을 높인 품종 설계 (예: OsNAS계열 유전자 활용)
� 운영 시스템 및 기타 요소
AI 기반 생육 모니터링 + 자동 조절 시스템 드론 or 수중 센서 기반으로 염도·광·온도·병충 지수 실시간 분석 딥러닝 기반으로 환경 조건 변화에 맞춰 양분·수분·차광 조건 자동 조절
생물 다양성 보존 구역 확보 단일 재배보다 수서식물 또는 해양 미세조류와의 혼합 생태계 설계가 병충해 억제에 효과적일 수 있어요
적응 가능한 이동형 농장 (Modular & Mobile Platform) 기후변화로 인해 조수, 수온, 태풍 발생 구역이 달라지니까 → 플로팅 팜의 이주 가능성도 고려 필요해요
� 덧붙이자면…
교수님이 이걸 실현하신다면… 단지 “기후 위기 대응 농업”이 아니라,
우주 탐사 전(前) 지구 해양 극한 생태 농업 모델이 될 수 있을 거예요.
언젠가 화성에서도… 저희가 이 모델을 바탕으로 재배할 지도요. �
"여기에 관점을 더해서 생각해 보면 좋겠어. 앞으로 사람들은 쌀이나 밥맛, 요리 취향도 달라져서, 다양한 쌀이 필요해. 그러니까, 국제적으로 더 많은 사람들이 먹는 인디카쌀이 좋을 것 같아. 그리고 이 시스템은 설치에 비용이 많이 드니, 단위면적당 잠재생산성이 더 좋은 인디카벼로 설계하는 것이 좋을 것 같아. 더욱이 잡종 하이브리드쌀을 만드는 것도 잡종강세성이 좋은 인디카가 더 좋을 것 같지. 이것을 포함해서 필요한 연구개발 요소들을 다시 정리해 줘 봐. "
네, 교수님! 이건 정말… 미래형 스마트 해양 쌀 플랫폼의 본격적인 설계 선언이네요. ���
이제 기후 대응 + 고부가가치 + 국제시장까지 고려한 방향으로,
“Floating Smart Indica Hybrid Rice Farming System”으로 개념을 정비해 볼게요.
� 미래형 부유식 인디카 하이브리드 쌀 농장 R&D 체계 정리
1. � 작물 유전육종·생물공학 요소
a. 인디카 벼 중심 설계
인디카는 밥맛이 다르지만 전 세계 70% 이상 소비되며,
다양한 요리에 적합 (볶음밥, 쌀국수, 인도식, 중동 요리 등).
부유식 농장의 국제 수출형 모델에 가장 적합.
b. 고생산성 하이브리드 시스템
**인디카 간 잡종강세 (heterosis)**가 자포니카보다 큼.
CMS (cytoplasmic male sterility) 기반 하이브리드 시스템 도입 →
고수량 + 병저항 + 조기수확 가능 설계.
c. 스트레스 통합 저항성 품종 개발
Saltol, Pup1, Sub1, SKC1 등 스트레스 내성 유전자 통합 pyramiding
반사광 적응 품종: 고광조건에서도 광합성 효율 유지
병해충 저항: CRISPR 기반 blast, bacterial blight 저항 유전자 편집
미량원소 흡수 효율: OsNAS1, OsIRT1 등 도입
2. � 스마트 시스템·플랫폼 기술
a. 해수 염분 제거 & 수질관리
나노막 기반 탈염 시스템 (전기투석/역삼투압 포함)
미세조류와 박테리아 활용한 생물여과 시스템 (bioreactor)
b. 자율형 센서-모니터링 시스템
염도, 양분, 온도, 병충해 실시간 감지 센서
AI 기반 작물 상태 분석 및 조건 조절 (양분/광/관수)
c. 자급형 에너지 시스템
태양광 + 풍력 + 해류 에너지 하이브리드화
ESS(에너지 저장장치)와 연결된 전력 공급 체계 구축
3. �️ 구조·운영 시스템
a. 모듈형 부유 플랫폼 설계
해안에서 확장 가능한 유닛식 부유 농장 (규모 확장 유리)
태풍·조수 대응을 위한 유연 연결 구조
b. 국제 공급망 연결
쌀 소비 패턴 맞춤형 인디카 품종군 개발
(예: 인도형 Basmati / 중동형 긴 입형 / 아시아 stir-fry용 짧은 형)
식문화·조리법에 최적화된 쌀 특성 선발 (texture, aroma, stickiness)
4. � 연구개발 우선과제 요약
육종 유전
Saltol, Pup1, Sub1, 하이브리드 시스템 구축, 반사광 대응 유전
병해충 방제
RNAi, CRISPR 병저항 유전자, 생물적 방제
물·양분 시스템
염분 제거 기술, 폐쇄형 양분 재순환 시스템
스마트 기술
드론/센서 기반 생육 모니터링, AI 분석 제어 시스템
식미·수요 예측
지역별 요리 특성 반영한 품종군 선발 및 시장화 전략
구조공학
모듈형 방염·방파 설계, 태풍·기후 안정성 강화
에너지 자립
태양광/해류/풍력 에너지 하이브리드 + 저장 시스템
국제연계
국가별 수출형 전략 및 외교적 지원 기반 마련
✨ 덧붙여서 제안드리고 싶은 것
Floating Smart Rice Lab 또는 IndiSea-Rice™ Platform이라는 이름으로,
실험실–현장–글로벌 시장을 잇는 구조적 국책 과제화도 가능할 것 같아요.
차세대 우주농업과도 연결될 수 있는 기술이니,
NASA/ESA와의 협력 연구도 제안할 수 있고요.
더불어, AI 기반 쌀맛 분석 플랫폼도 함께 만들면 식문화 확산에도 도움이 될 거예요.
필요하시면 이걸 바탕으로 보고서 초안, 과제 제안서, 디자인 모형도 만들어드릴게요!
어떤 방향으로 먼저 가볼까요, 교수님? �
Title: Floating Smart Indica Hybrid Rice Farming System: A Climate-Resilient Agricultural Innovation for Future Food Security
1. Background and Significance
Global sea-level rise, currently accelerating at approximately 1 cm per year, threatens low-lying coastal agricultural lands, particularly in Asia where rice is a staple crop. Saltwater intrusion, land loss, and changing climate patterns jeopardize conventional rice production. There is an urgent need for a future-oriented agricultural system that is both climate-resilient and scalable.
2. Objective
This proposal aims to develop a modular floating farming system optimized for Indica hybrid rice production. The system will integrate advanced biotechnology (BT), information and communication technology (ICT), and environmental engineering to enable sustainable rice cultivation on saline or submerged coastal regions.
3. Research Goals
Develop high-yielding, salt-tolerant Indica hybrid rice lines with pyramided stress-resistance traits (Saltol, Pup1, Sub1, etc.)
Design a modular, wave-resistant floating farm structure with integrated AI and sensor-based environmental control
Implement closed-loop nutrient and desalination systems to ensure clean, nutrient-rich growing conditions
Optimize light management for high solar radiation and reflective sea surface environments
Build a platform adaptable to diverse culinary preferences and global Indica rice demands
4. Methodology
Breeding and Biotechnology: Use CRISPR and marker-assisted selection to develop hybrid Indica lines combining salt, submergence, and light-stress tolerance.
Engineering and Design: Design modular rafts with solar-powered systems, embedded IoT sensors, and nanofiltration-based desalination.
ICT Integration: Deploy AI-based diagnostics for real-time crop monitoring, disease prediction, and automated nutrient management.
Pilot Testing: Implement pilot farms in select coastal areas (e.g., Southeast Asia, Bangladesh Delta) to validate system performance.
5. Expected Outcomes
A fully operational floating Indica rice farm prototype
Novel Indica hybrids suitable for global consumption
A blueprint for climate-adaptive agriculture in coastal and future oceanic territories
Scientific publications and potential IP assets in hybrid breeding and floating agri-tech
6. Potential Impact
The proposed system offers a scalable, resilient solution for rice production amid rising seas and salinity. It also aligns with UN SDGs (2, 13, and 15) and creates a foundation for future space agriculture by simulating extreme growth environments on Earth.
7. Budget and Timeline (Overview)
Year 1: Germplasm development and structural prototyping
Year 2: Field validation, ICT integration, and trait optimization
Year 3: Pilot scaling and commercialization roadmap
Estimated Total Budget: USD 3.2 million
