흙에 탄소를 돌려보내고 안정화시키는 방법 연구 진행 중
토양학자들은 부엽토를 구성하는 요소와 미생물 생태를 연구하면 할수록 흙속 생태계 즉 미생물의 도움을 받아야 흙속 탄소 비율을 높일 수 있는데다 이들이 없으면 탄소 저장을 할 수 없다는 사실을 밝혀내고 있다.
말을 바꾸자면, 흙속에 유기물을 넣어주면 흙속 미생물의 먹이가 풍성해져 미생물 군집이 더 많이 창출되고 그 덕분에 농작물이 잘 자랄 수 있을지 모르지만 탄소를 장기적으로 축적하려면 유기물을 넣어 주는 외에도 더 많은 조치가 필요하다고 입을 모은다.
식물이 자라지 않는 텅 빈 흙은 쇠가 산화(酸化)하여 녹이스는 것처럼 흙속 탄소를 산화시켜 불모지로 만든다. 탄소의 산화 작용을 막는 것이 식물이다. 특히 녹색 식물은 공기와 흙 사이의 방어막을 형성하며 미생물에 의한 탄소 배출 과정을 느리게 만든다.
바람과 물에 의한 침식도 토양 탄소의 주요한 적인데 이에 대항하기 가장 좋은 방법은 식물을 키우는 것이다.
이처럼 식물은 토양 탄소를 보호할 뿐 아니라 광합성의 위력을 통해 흙속의 탄소량을 증가시킨다. 간단히 설명하자면, 흙이 농작물 사이에 맨 땅으로 나와 있거나 땅을 갈거나, 농작물을 수확하고 땅을 묵히기 위해 그대로 노출된 상태로 둔 흙은 탄소 저장량을 감소시킬 뿐이다.
콩과 식물이나 피복 작물을 농작물 수확 후 흙에 파종 해 그런 작물이 흙을 덮어 겨울을 나는 것처럼 흙의 덮개를 식물로 만드는 관습은 매우 중요하다. 이를 통해 토양의 탄소 저장을 증가시키고 탄소의 산화를 막을 수 있으니까. 이런 식물은 겨우내 토양 생물들에게 먹이를 공급하는 것이며 결과적으로 흙을 떼 알과 같은 입단(粒團) 구조로 만들어 준다.
기경(起耕)을 최소화하기가 흙의 탄소 저장의 기본
유기 농가들이 채택하기 가장 어려운 것은 아마 기경(起耕)을 최소화하는 일이 아닐까 한다. 제초제를 사용하지 않고 잡초에 대항하기 위해서는 유기 농가들은 흙을 갈아엎는 기경 농사를 할 수 밖에 없을 테니까 말이다.
그러나 아시다시피 기경을 하게 되면 땅을 뒤집어 놓는 것이니, 이 과정에서 흙속에 들어있는 탄소가 대기 중에 노출돼 산화되기 시작한다.
흙을 갈아엎으면 우선 균근(菌根) 곰팡이의 균사(菌絲) 등 액체 탄소를 만드는 데 공생관계를 가진 흙속 미생물의 생활터전을 찢고 파괴하게 된다. 사실 균사는 앞서서 본 것처럼 매우 연약한 망사 형 네트워크로 흙속에서 식물 뿌리에 수분과 영양분을 공급한다. 한 연구에 따르면 기경을 감소한 흙에서 균계(菌界)의 미생물이 증가하고 있다.
기경을 하면 또한, 질소 고정과 탄소 안정화와 같은 중요한 화학 변화를 보호하기 위해 미생물의 분비물로 이루어진 복잡한 흙의 입단(粒團)을 파괴할 수 있다.
그리고 마지막으로 기경을 할 경우, 공기와 수분을 가둬 미생물의 생명력을 높이는 흙의 기공(氣孔)을 파괴하는 경향이 있다. 그리고 기경은 온실가스를 내뿜는 화석 연료에 의해 운영되는 장비 아닌가.
어떤 연구에 따르면 어떤 유기농이든 기경을 없애고 동물의 분비물을 발효시킨 거름과 같은 유기물을 충분하게 흙에 투여해야 높은 수준의 탄소 저장을 기대할 수 있다고 했다. 기경을 비판하는 사람들은 수년에 단 한 번만의 기경으로도 기경 전의 모든 기간 동안 축적된 탄소의 대부분이 손실된다고 했다.
기경을 하지 않고 얻어지는 흙의 탄소는 흙 속 깊은 곳에 저장되는 게 아니라 흙 표면에서 이루어진다는 연구가 있다. 이 연구대로 흙속 깊숙한 곳이 아닌 흙 표면에서 탄소 저장이 이루어진다면 문제가 있지 않을까?
부엽토를 형성하거나 미네랄이 탄소를 흡착해 장기간 탄소를 저장 하려면 흙속 깊은 곳에 저장되어야 할 것 같기 때문이다. 그러나 기경 없이 흙 표면에 축적된 탄소라도 다른 유기물 분해 작용과 흙의 혼합 작용이 이루어져 10년~15년 뒤에 흙 속 깊이 천천히 침투된다는 연구도 있다.
롤러 크림퍼(roller crimper)를 활용한 피복작물 키우기로 탄소 저장
흙의 탄소저장 농법에 예민한 일부 유기 농가들은 기경을 줄이기 위해 여러 가지 시스템과 장치를 고안하고 있다. 우선, 씨앗이나 묘목을 심을 수 있을 만큼만 흙을 개방 후, 작업이 끝나면 바로 닫는 방법이 있다.
또한, 피복작물이 개화하기 전-즉 씨앗을 퍼뜨리기 전에 롤러로 쓰러뜨리고 절단하여 흙에 돌려주는 롤러 크림퍼(roller crimper)라는 기구(機具)를 사용하기도 한다. 이 기구는 이전 작물의 잔여물 위로 롤러가 굴러가면서 다음 작물을 파종한다.
때문에 화학물질을 전혀 투여하지 않고도 잡초를 잡는, 무경운 유기농업에 꼭 필요한 것이다. 이처럼 기경 없이 잡초를 억제할 수 있는 많은 발상들이 지속적으로 개발되고 있다.
잡초를 억제할 수 있는 또 다른 방법에는 멀칭 필름을 이용하는 것이다. 이는 햇볕이 잡초에 도달하지 못하도록 하는 것인데 가장 간단한 것이 멀칭 필름이다. 하지만 이것을 생산하는데 화석 연료가 쓰이며 덮개 제거 자체가 어렵고 많은 시간이 소요될 수 있는 게 문제이다.
그래서 건초나 절단된 작물 잔해 등의 유기농 재료를 사용한 멀칭 필름은 부패된 유기물을 흙에 투여할 수 있는 것이어서 흙속에 탄소를 축적할 수 있다는 장점이 있다.
하지만 생물학적으로 활동이 활발한 흙은 유기물을 지속적으로 요구하고 있기 때문에 이에 부응하려면 시간과 가격이 들어가야 한다는 게 어려움일 수 있다. 멀칭 필름의 근본적인 결점은 살아있는 다른 식물처럼 대기 중의 탄소를 포집하거나 광합성을 통해 흙속에 탄소를 고정하지 못한 다는 것이다.
윤영무 보도본부장
