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온실가스 감축 밀 품종 육성의 의미 - 농업 칼럼니스트 농학박사 허북구
  • 기사등록 2021-09-03 08:09:40
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[전남인터넷신문] 화학비료(chemical fertilizer)는 무기질 원료를 이용하여 화학적 방법으로 제조된 비료로 무기질 비료라고도 한다. 


1843년에 처음으로 화학비료가 만들어진 후 현대 농업에서 큰 비중을 차지하고 있다. 화학비료 중 질소 비료는 비료의 3요소로 농작물의 재배에 많이 사용된다. 


질소 비료는 주요 비료이나 농지에 시비한 비료의 과반은 작물에 이용되지 않고 농지 밖으로 용탈 유출된다. 이렇게 손실된 질소 비료 대부분은 토양세균에 의한 '질화( 窒化)'의 원인이 된다. 


질화는 토양의 질화균이 질소 비료를 구성하는 암모니아태질소(암모늄)를 질산태질소로 산화시키는 반응경로로 지구의 질소 순환에 매우 중요한 과정이다. 그러나 밭작물의 생산성 향상을 위한 과도한 시비는 과도한 질화에 의해 여분의 질산태질소가 만들어진다. 


질산태질소는 마이너스 전하를 가지고 있어 토양 입자에 흡착되기 어려워 비가 오면 작토(作土)에 머무르지 않고 지하로 유출되기 쉬우므로 밭작물에 이용하기 어려운 질소 형태이다. 


작물에 흡수되지 않고 용탈된 잉여 질산태질소는 식수로서의 지하수 오염과 부영양화 등 수권 환경 악화를 일으킨다. 


암모늄이 질화할때에는, CO2의 298배의 온실 효과가 있으며, 아산화질소(N2O)도 생긴다. 질화균에 의한 질화를 억제하는 기술은 작물의 질소 이용 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 질소 비료의 손실과 환경 오염을 줄이고 지구온난화 완화로 이어진다. 


특히 밀은 세계 3대 곡물 중 하나로 널리 재배되는 작물이므로 질소 이용 효율의 향상에 의한 질소 비료의 손실을 줄이고 환경 오염의 저감 필요성이 크다. 


일본 국립연구개발법인 국제농림수산업연구센터(国立研究開発法人 国際農林水産業研究センタ)는 이러한 배경에서 국제 밀. 옥수수 개량 센터(CIMMYT), 바스크 대학(University of the Basque Country), 일본 대학생물자원과학부와 공동으로 질소 비료의 양을 줄여도 높은 생산성을 나타내는 생물학적 질산화 억제(Biological Nitrification Inhibition, BNI) 강화 밀 개발에 성공했다


(DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2106595118). BNI 강화 밀은 토양 염화 질화를 늦추고 토양의 질산 농도를 향상시켜 낮은 질소 환경에서도 밀 생산성을 높일 수 있다. 


질화에 의한 농지에서의 온실가스 배출량과 수질 오염을 줄이고 생산성을 향상시키면서 지구 온난화를 완화하는 것을 기대할 수 있다. 자세한 연구 결과는 'Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America (PNAS)' 온라인 판에 게재(8월 24일)에 게재되었다. 


위의 연구와 밀 육성은 농작물의 품종을 변경하는 것만으로 비료를 줄일 수 있고, 생산성을 높이면서 환경 부하도 경감 될 수 있음을 의미한다. 


따라서 농작물의 품종 육성은 병충해에 강해서 재배가 용이하고, 우수한 품질의 다수확 특성뿐만 아니라 지구 환경보전 측면에서 온실가스를 줄이는 방법 중의 하나가 될 수 있으므로 현장에서는 이를 반영하고 활용했으면 한다.

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