흙속 미생물의 내뿜은 이산화탄소를 흙속에 저장해야

흙속의 미생물이 탄소화합물 등의 유기물을 먹고 나면 이산화탄소가 발생한다는 게 문제다. 생명체가 무엇인가를 먹었으니 배설을 해야 하는 건 당연한 생리현상이다. 그들이 내 품은 이산화탄소는 흙속에 그대로 저장되어 있어야 정상이다.

그러나 그들을 덮고 있는 흙을 농사를 짓기 위해 갈아엎는다거나 작물을 수확을 한 뒤 흙 표면을 그대로 방치해 둘 경우, 흙속에 갇혀있던 이산화탄소가 때를 만난 듯이 흙속에서 빠져나와 대기 중으로 달아나 버린다. 1에이커(1224평)에 사는 옥수수 밭의 흙속 미생물들은 이산화탄소를 얼마나 배출할까? 놀랍다. 이들이 배출하는 이산화탄소의 양은 건장한 25명의 남성이 일할 때 내뿜는 양보다 훨씬 많으니까.

그러니까 식물이 광합성을 위해 대기 중의 이산화탄소 15%를 흡수한다고 해도 여러 이유에 의해 흙속 미생물이 방출하는 이산화탄소 양이 많아져 지금처럼 대기 중에 이산화탄소 등의 온실가스가 축적되고, 결국 기후위기를 일으키는 것이다. 그러므로 대기 중에 쌓여 떠도는 잉여탄소를 어떻게 해서든지 원래의 고향인 흙으로 되돌려 보내야 한다.

그렇지만 지금과 같은 농사방법이나 흙의 생태계가 온전치 못한 상태에서는 흙의 탄소저장 기능이 떨어져도 한참 떨어진다. 이 때문에 “흙이 살아야 경제가 살고, 나라가 산다,”고 외치게 된 것이었다.

이산화탄소가 흙으로부터 생겨난 것이기 때문에-화석연료 등을 써서 생기는 것 등을 제외하고-흙에 그대로 저장할 수 있다는 이치를 여러분 모두 알고 계실 거라고 믿고서 하는 말인데 산업 시대부터 농지 개간과 농업을 위한 경작으로 흙을 파헤쳐 흙에 저장되어 있던 136Gt(기가 톤, 1기가는 10억, 즉 1360억 톤)의 탄소를 대기 중에 방출시켰다.

그래서 탄소를 흙으로 다시 불러들이기 위해서 “농경을 통한 식물 광합성으로 얼마나 탄소를 흙에 저장할 수 있는가?” 아니면 “흙으로부터 방출된 탄소를 어떻게 하면 흙으로 빠른 시간에 되돌려 보낼 수 있는가?”와 같은 연구가 지난 20년 동안 진행되어 왔다. 다섯 개 대륙에 걸쳐 다양한 흙과 농경방법을 통해 흙속의 탄소 저장에 관한 연구가 내린 결론은 제 각각이었다. 하지만 확실한 몇 가지를 소개하자면 이렇다.

흙을 갈아엎지 않는 유기농이면 1에이커(1,224평)당 평균 2.6톤의 탄소저장

우선 다년(多年)생 식물 생장 방식은 다른 농경 방식보다 더 많은 탄소를 흙으로 돌려보낼 수 있다는 결론을 얻었다. 시험 대상으로 삼은 모든 초원의 경우, 해마다 예외적으로 많은 탄소의 저장량을 기록했다. 즉, 에이커 당 1.9톤~3.2톤의 탄소를 저장했다. 평균적으로 보면 2.6톤이었다. 그러나 초원이 아닌 다년(多年) 생 작물 재배에 의한 탄소저장에 대한 연구는 거의 발견할 수 없었다.

다만 다년(多年) 생 임산물-나무와 숲은 많은 양의 탄소를 흙속에 저장할 수 있다는 증거를 찾았다. 한 예로, 노후(老朽)한 광산 주변의 흙에 아카시아를 심고 바이오매스(biomass, 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체와 이들을 식량으로 삼는 동물, 미생물 등 생물유기체를 총칭함)를 통해 관리가 된다면 해마다 에이커 당 2.8톤의 탄소를 저장할 수 있었다.

이에 대한 더 많은 연구가 필요하겠지만 퇴비나 비료를 주지 않아도 저절로 우거진 산림과 숲, 그리고 낙엽이 쌓여 만들어진 부엽토가 상당량의 탄소를 저장할 수 있다는 연구결과를 보면 아카시아 식재로 흙의 탄소 저장량을 높이는 방식은 충분히 납득이 간다.

그러나 질소와 인을 포함한 인공 화학 비료를 과도하게 사용하면 흙의 탄소의 저장을 심각하게 줄이거나 저장을 불가능하게 만들었다. 그 이유는 앞서 설명한 바와 같다. 흙속 미생물의 생태계가 파괴되기 때문인 것으로 보인다. 그러나 적정한 양의 퇴비는 흙의 탄소 저장 능력 에 방해가 되지는 않는 것처럼 보인다.

줄뿌림 작물-호미로 줄을 긋듯이 홈을 파서 작물을 쭉 연결해 심는 방식-의 탄소 저장에 대한 연구 결과, 화학비료 등 인공적인 물질을 사용하지 않았을 때 흙에 저장할 수 있는 탄소의 양은 에이커 당 0.23톤~1.66톤 사이로, 평균 0.55톤으로 나타났다.

이는 초원에서보다 적은 양이었지만 피복(被覆)작물을 키우고 화학적 비료가 아닌 유기 퇴비를 사용할 때, 비교적 많은 탄소를 저장할 수 있는 가능성을 보여줬다. 그렇지만 여기에서 경운을 하지 않을 때 효과가 커진다는 점에 주목할 필요가 있다. 줄뿌림 작물인 옥수수는 에이커 당 1.66톤의 탄소를 흙으로 돌려보내 가장 높은 탄소 저장량 능력을 보여줬는데 역시 경운을 하지 않았다는 조건이 따른다.

106.25기가 톤의 탄소 5년 안에 흙으로 되돌려 보내려면

결론을 내리겠다. 농사법에 따라 흙의 탄소 저장량의 차이가 있지만 위에 소개한 대로 탄소를 다시 흙으로 되돌려 보낼 수 있도록 농사를 짓는다고 가정해 보면, 이미 흙에서 방출된 106.25Gt의 탄소는 5년 안에 모두 흙에 저장할 수 있다.

유엔식량농업기구(FAO)는 지구상에 83억 에이커의 초원과 38억 에이커의 농경지가 있다고 밝혔다. 만약 모든 초원과 농경지에 초원의 탄소 축적 방식을 적용한다면, 에이커 당 평균 2.6톤을 저장하니까, 초원에서만 매년 21.6Gt의 탄소를 저장할 수 있다.

농경지에서는 에이커 당 평균 0.55톤을 저장하니까 매년 2.1Gt의 탄소를 흙속으로 되돌려 놓을 수 있다. 그래서 이 두 가지 방식을 합치면 매년 23.7Gt의 탄소를 흙에 저장하는 셈이니까, 앞으로 5년 뒷면, 지금까지 흙에서 방출된 106.25Gt의 잉여탄소를 모두 흙에 다시 저장할 수 있다는 계산이 나온다.