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바이오차의 적정 시용량 - 농업 칼럼니스트 농학박사 허북구
  • 기사등록 2022-10-04 08:16:24
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바이오차는 "연소되지 않는 수준의 산소농도 조건과 350℃ 이상의 온도에서 바이오매스를 가열하여 만들어지는 고형물"이다. 


바이오차(Biochar)의 원료가 되는 목재나 대나무 등에 함유되어있는 탄소는 자연 상태에서는 미생물의 활동 등에 의해 분해되어 이산화탄소가 되어 대기 중으로 방출된다. 


그러나 목재나 대나무 등을 바이오차로 만들어 토양에 시용(施用)하면 탄소를 토양에 가두어(이른바 탄소 저류) 대기 중으로 배출하는 것을 줄일 수가 있게 된다.

 

바이오차는 이러한 특성으로 인해 최근 토양 탄소 저류 기술로 주목받고 있으며, 시용량에 따라 탄소 저류량이 증가하게 된다. 바이오차는 토양 투수성의 개선 효과나 산성 토양의 pH 개선(토양 pH의 상승) 효과가 존재하는데, 이점들이 지나치게 강조되는 경향이 많다.

 

그런데 바이오차를 지나치게 시용하면 토양의 pH를 높여 작물에 악영향을 미칠 가능성이 있으므로 바이오차의 시용량에는 상한선이 존재한다. 일본 농림수산성에서는 2016년 및 2008년에 바이오차의 시용량 상한(上限)의 기준을 파악하기 위한 위탁 연구를 했다.

 

그 연구 결과에 의하면 대나무로 만든 바이오차로 pH 10.2인 것을 사용했고 작물은 생육 최적 pH가 5.5-6.5인 평지류인 소송채(小松菜)를 사용하였다.

 

포트에 심은 소송채는 재배 전의 pH가 6.5 이하이면 수율에의 영향은 보이지 않았고, 재배 전의 pH가 6.5-7.0의 조건에서는 수량이 저하되었고, pH 7 이상에서는 성장이 어려웠다.

 

보통 농장 시험이나 농업 현장에의 바이오차의 시용량은 많아도 40t/ha이며, 대부분 10t/ha 이하이므로 바이오차 시용에 의한 pH 변화가 큰 미숙토(未熟土)를 제외하고 농장에서 최대치 이상의 살포는 생각하기 어렵다. 그렇지만 묘상(苗床) 등에서는 다량 시용의 가능성도 있고, 바이차의 대량 시용을 추천하는 정보도 일부 있으므로 바이오차의 시용 최대치를 정할 필요성이 있다.

 

작물을 재배할 때의 토양 pH의 최대치(상한선)는 작물에 따라 다르다. 대부분의 작물은 pH 7 이하 또는 pH 6.5 이하인데, pH의 최대치가 6 이하인 작물(감자, 고구마, 생강, 마늘 등)과 5.5 이하의 작물(차)도 있으므로 바이오차의 시용은 작물에 맞추어 조정할 필요가 있다.

 

많은 작물에서 토양 pH의 상한선인 pH 6.5 정도까지의 상승을 허용할 경우 바이오차의 시용 최대치는 검은색 흙의 경우 20(% 농장 시용량 227t/ha 상당), 미숙토에서는 2%(22.7t/ha 상당), 그 외 토양에서는 10%(113t/ha 상당)가 된다. 

 

토양 pH를 6 정도까지 허용할 경우 바이오차의 시용량은 검은색 토양의 경우 10%(113t/ha)이며, 미숙토에서는 시용불가이다. 그 외 토양에서는 5%(57t/ha)가 된다. 또한 차 재배 토양에서는 최대의 pH가 다른 작물에 비해 낮으므로 pH 상승에 주의하면서 시용하는 것이 필요하다.

 

한편, 바이오차의 사용으로 상승한 pH는 2년 정도 지속되므로 바이오차를 매년 계속해서 시용할 때는 토양 pH 상승에 의한 부작용이 발생할 수 있으므로 주의가 필요하다.

 

자료 출처

https://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/ondanka/biochar01.html(バイオ炭の施用量上限の目安について)

農研機構農業環境変動研究センター. 2020. 土壌炭素貯留効果のある炭の施用による農作物の生育への影響の調査. 農地土壌炭素貯留等基礎調査事業 報告書.

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