지난 호에 이어 이번 호에서는 흙에 탄소를 저장하려면 어떻게 해야 하는지, 다시 말해 흙이 살아나면 무슨 원리로 탄소가 저장되는지를 알아보고 그에 맞는 농사법이 무엇인지 지금까지 연구된 토양 전문가들의 발표를 토대로 소개해 보고자 한다.
토양 입단(粒團, 작은 흙 알갱이가 모인 흙)과 흙의 곰팡이 균사(菌絲)의 탄소 저장
탄소가 흙에 저장되는 원리를 알려면 우선 토양입단(土壤 粒團)이라는 것을 이해해야 한다. 토양 입단이라 함은, 여러 개의 흙 입자(粒子)가 뭉쳐서 만들어진 흙덩어리로 흙이 건강한지 아닌지를 알아보는 척도(尺度)다. 입단이 훌륭하게 만들어진 흙이라면 손안에 움켜쥐었다가 펼치면 마치 작은 콩알 같은 흙 알갱이들이 흩어지게 될 것이다.
작은 콩알 같은 그런 흙 알갱이를 토양입단(土壤粒團)이 라 한다. 만약 단단한 흙덩어리로 뭉쳐진다면 입단이 원활하게 형성되어 있지 않아서 그런 것이고 흙이 좋지 않다는 것이다. 토양입단은 점토(粘土), 유기물(有機物), 철(Fe) 또는 알루 미늄의 산화물, 칼슘 등이 모인 복합체로 바람과 물의 침식(侵蝕)으로부터 버틸 만큼 강하다.
공기, 물, 그리고 식물 뿌리가 영양분을 찾을 수 있도록 흙속에 틈새를 확보해 준다. 이러한 식물의 보호 공간을 확보해 줌으로써 토양입단은 콩과 식물의 뿌리혹박테리아(질소를 붙잡아 콩과 식물이 스스로 운영하는 비료공장)와 같은 역 할을 수행한다고 할 수 있다.
흙속의 균근(菌根) 곰팡이의 균사(菌絲)는 그런 입단을 누에가 실로 고치를 만들듯 감싸서 마치 ‘끈끈한 줄로 가방을 만들듯’이 입단 형성을 돕는다. 이때 필요한 접착제가 식물뿌리에서 배출하는 액체 탄소 분비물이다. 입단은 이런 분비물을 균근 곰팡이의 균사(菌絲) 네트워크를 통해 받고, 그 대신 흙속 미네랄 성분을 식물에 제공하게 된다.
이런 과정을 통해 탄소가 흙속에 저장된다고 할 수 있다. 흙의 입단은 흙속 미생물들이 활동하기 좋은 환경을 만들기 위해 수분 함유량을 높이고, 입단 내부의 산소 압력을 낮게 유지한다.
흙의 글로말린 단백질이 흙의 탄소 27% 저장
이러한 입단을 만드는 중요한 접착제 가운데 하나가 ‘글로 말린’이라 불리는 당 단백질이다. 1996년에 발견된 이 물질은 일부 과학자들에 의하면 흙의 탄소 저장량의 27%를 차지하고 있는 것으로 알려져 있고, 조건에 따라서 40년 이상 탄소를 흙속에 저장할 수 있다고 한다.
‘글로말린’은 식물뿌리에서 배출한 액체 탄소를 원료로 나 뭇가지처럼 퍼진 모양을 한 수지상체균근(樹枝狀體菌根)곰팡이가 생산한다. 이 균근은 식물 뿌리 세포 내부로 자신의 균사를 뻗어 넣어 식물로부터 당분(糖分)을 얻고 그 대가로 물과 양분을 식물에 제공한다. 그러니까 식물 뿌리 와 흙의 입단 사이를 이 균사가 다리로 연결하고 있는 것이다.
그렇다면 식물은 흙속 미생물인 곰팡이 등과 공생 관계를 유지하기 위해 탄소를 흙에 저장하는 거냐?고 물을 수 있다. 대답은 ‘그렇다’이다. 이미 밝혔듯이 흙속의 미생물이 살아있어야–다시 말하면 흙이 기름져야 이들의 활동으로 탄소가 저장된다는 것이다.
대기 중 이산화탄소는 현재 400ppm으로 이를 350ppm 로 낮춰야 한다. 결국 어느 때인가 지구의 탄소가 제로 상태가 된다고 해도 기존에 대기에 남아있는 50ppm의 탄소 혹은, 탄소106.25Gt을 흙으로 돌려보내지 않으면 기후위기는 끝날 수 없다는 것이다. 참고로 대기 중의 이산화탄 소 100만분의 1에는 2.125Gt의 탄소가 포함되어 있다.
탄소가 흙으로부터 생겨난 것이기 때문에 흙속에 다시 저장할 수 있다는 사실은 모두가 인지해야 마땅한 것이다. 그러나 모든 사람들이 자기 발밑에 있어서 그런지 흙의 중요성과 가치를 인식하고 있는 사람은 소수에 불과하다. 대부분 흙이란 식량 생산을 위한 이용 대상정도로 알고 있다.
탄소 저장을 하는 곳이라고 생각하지 못한다. 하지만 인류는 산업시대부터 농지 개간 그리고 농업을 위한 경작 (耕作)으로 무려 136Gt의 탄소를 대기 중에 배출했다. 이 때문에 토양과학자들은 지난 20년간 흙에 탄소를 다시 저장하는 방식을 고민해 왔고 농경 광합성이 토양 탄소를 축적할 수 있는 비율을 측정하기 위해 많은 연구를 진행하고 있다고 지난 호에 밝혔다. (이어서 http://www.m-economynews.com/news/article.html?no=38786#로 이어집니다.)
