[전남인터넷신문]찌는 듯한 더위는 지구 온난화의 심각성을 일깨우려는 듯이 계속되고 있다. 지구 온난화에 따라 농업은 다양한 입장에 처해있다. 벼농사도 마찬가지이다. 벼 재배는 지구 온난화에 따라 가해자적 입장과 피해자적 입장을 안고 있다.

가해자적 입장은 논에 물을 대면 토양 혐기상태로 되어 메탄균이 활성화되므로 메탄이 대량으로 발생한다는 점이다. 이를 증명하듯 우리나라에서 메탄 발생량의 1위는 벼농사이다. 2020년 기준 우리나라 벼농사에서 배출한 메탄은 6.3백만톤 CO2eq.이다. 이 때문에 농업은 비환경산업으로 여겨지고 있다. 특히 벼재배를 많이 하고 있는 아시아는 메탄 배출의 삭감이 큰 과제로 되고 있다.

피해자적 입장은 온난화에 의해 벼가 각종 스트레스를 받고 있다는 점이다. 벼는 고온에 약하고, 온도(고온), 바람, 햇빛 시간, 해충 등의 스트레스로 이산화탄소가 증가해 벼 성장에 플러스로 될 것들이 상쇄하고, 생산량 감소, 품질 저하는 피할 수 없다는 주장이 많다.

최근의 연구 결과에 의하면 바이오차를 논에 시용하는 것에 의해 메탄 배출량을 22.9% 삭감할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 바이오차는 SOC(토양 유기탄소)를 36.3% 증가시키고 작물 수율을 16.2% 증가시켰다. 이 결과는 바이오차가 온실가스 배출을 완화하고 SOC 함량과 작물 수율을 증가시키는 효과적인 해결책이 될 수 있음을 시사한다(Sustainability 15(12):9200).

따라서 왕겨로 만든 바이오차는 물 관리의 유무에 관계없이 벼농사 기간을 통해 메탄 억제 효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 또, 바이오차의 혼합량 실험에서도 최저 250kg/10a를 혼합하면 메탄 억제 효과를 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났고, 혼합량을 늘림으로써 억제 효과가 보다 높아질 것으로 기대된다.

바이오차는 일반적으로 토양의 산성도를 낮추고, 완충능력을 높이고, 용존 유기탄소나 전유기 탄소, CEC(토양 100g이 보유하는 치환성 양이온의 총량을 mg당 양으로 표시한 것), 이용 가능 양분, 보수성, 단립 안정성을 높이고, 부피밀도를 낮추며, 미생물의 활성을 높이고, 영양 순환을 촉진하고 질소의 용출과 휘발을 감소시킨다.

바이오차는 평균적으로 4.6배의 P(인) 가용성을 증가시키고, 중금속의 식물 조직 농도를 17%~39% 감소시키고, 토양으로부터의 이산화탄소 외의 온실가스를 배출량을 12%~50% 감소시킨다. 또한 바이오차와 미네랄이나 유기비료, 미네랄을 조합한 배합은 양분 이용효율이 높다.

벼는 지상부 건조 중의 10% 정도가 규소이다. 이 중 왕겨 껍질 중의 성분 비율로는 80% 미만이 셀룰로오스 등의 유기물이며, 나머지 20%는 대부분 비정질 실리카와 약간의 미네랄로 구성되어 있다. 특히 왕겨에 함유된 실리카는 물리적 스트레스(가뭄, 숙근, 저온·고온, 자외선), 화학적 스트레스(중금속, 염분) 등 다양한 종류의 비생물적 스트레스(Abiotic Stress)에 대항할 수 있다.

따라서 왕겨를 바이오차로 만들어 벼 논에 사용하면 메탄의 배출 억제뿐만 아니라 지구 온난화에 따른 고온 대책으로도 활용할 수가 있다.

[참고자료]

Lee et al. 2023. Effects of Biochar on Methane Emissions and Crop Yields in East Asian Paddy Fields: A Regional Scale Meta-Analysis. Sustainability 15(12):9200.

허북구. 2022. 미래를 바꾸는 탄소 농업. 중앙생활사.