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전 세계적 문제인 이상기후

공기가 있어야만 성장할 수 있는
절대 호기성 미생물로 답을 찾다

밭에 뿌렸을 때 토양 표면에 하얗게 곰팡이가 피는 종균제를 구입을 하고 싶은데 어디에서 구입을 해야 하는지에 대하여 농민으로부터 문의를 받았다. 그 농민은 효과가 좋은 종균제를 뿌리면 밭에 곰팡이가 피는 것으로 알고 있었던 것이다. 밭에 하얀 곰팡이가 핀 원인은 종균제에 들어있던 미생물의 역할이라기보다는 종균제 내에 들어있는 유기물의 역할이 더욱 크다고 볼 수 있다.


만약에 농민들이 밭 토양 표면에 하얀 곰팡이가 발생하길 원한다면 흑설탕에 쌀겨를 조금만 버무려서 밭에 뿌려놓고 며칠이 지나면 밭에 곰팡이가 피는 것을 관찰할 수 있다. 이렇듯 대부분의 곰팡이는 땅 속 보다는 지표면에서 더 잘 피는 것을 볼 수 있는데 곰팡이는 반드시 공기가 있어야만 성장을 할 수 있는 절대 호기성 미생물이기 때문이다.


지구 온도 점점 높아지면서
한반도 농작물 재배 추세 점점 북쪽으로 올라가

막걸리를 담그거나 식초를 만들 때 표면에 곰팡이가 발생되는 것도 곰팡이의 호기성에 기인한 것이다. 그런데 이러한 호기성 미생물들에 의해서 이산화탄소가 만들어지고 이 이산화탄소가 지구온난화에 기여를 한다면 믿을 사람이 얼마나 될까?


지구 온난화로 인해 우리 농산물 생산 지도가 바뀌어 가고 있다. 1970년대 경북 경산에서는 2,491ha 면적에서 사과를 재배하였는데 2015년에는 49.2ha로 98%의 사과 면적이 감소하였다. 그러나 강원도 정선 지역은 1970년대 3.7ha에 불과하던 사과재배 면적이 141.8ha로 38배나 증가하였다. 지구의 온도가 점점 높아지면서 한반도의 농작물 재배 추세가 점점 북쪽으로 올라가고 있는 것이다. 그런데 이런 온도 변화 추세에 미생물들이 단단히 한 몫을 한다는 것이다.  


지구환경 전반에 영향끼쳐
호기성 미생물이 CO2 생성

요즘 미생물에 대한 이야기를 쓰면서 새롭게 느끼는 것이 우리 생활이나 지구 환경 전반에 걸쳐 미생물의 영향이 안 미치는 곳이 거의 없구나 하는 생각을 하게 된다. 지구의 온도가 올라가면서 극지방의 빙산이 녹고 불어난 물 때문에 해일이 발생하는 등 온난화 문제가 심각하게 대두되는데 이 지구 온난화에 기여하는 물질중의 하나가 대기 중에 있는 이산화탄소이다.


대기는 79%의 질소, 21%의 산소 그리고 0.03%정도의 이산화탄소로 구성되어 있는데 이렇게 소량의 이산화탄소가 지구의 온실효과를 유발하는 것이다. 태양으로부터 나온 에너지가 지구 표면(땅)에 닿으면 그 에너지가 흙에 모두 흡수되는 것이 아니라 일부는 다시 반사가 되는데 이렇게 반사되는 에너지를 복사 에너지라고 한다. 토양 표면으로부터 튕겨져 나온 복사에너지는 공기 중의 이산화탄소에 의해 흡수가 된다.
이렇게 공기 중의 이산화탄소에 의해 흡수된 복사에너지에 의해 열이 공기 중에 갇히게 되어 결국에는 지표면의 온도가 상승하여 온실효과가 나타나는 것이다. 그래서 공기 중에 이산화탄소의 농도가 높아질수록 지구의 지표면이 더욱 따끈따끈해 지는 것이다. 그래서 지금 전 세계적으로 이산화탄소의 배출을 감소시키기 위한 노력을 하고 있는 것이다. 지구 온난화에 크나큰 문제를 일으키는 이산화탄소를 호기성 미생물들이 생성을 하고 있는 것이다.


호기성 미생물 활용해 광합성 필요한 CO2  공급
지구의 모든 생물체는 생존하기 위해서 어떤 방식으로든 에너지를 만들어야 하는데 모든 동물들은 외부에서 먹이를 섭취해서 생활해 나가는 생물이므로 종속 영양생물이라고 한다. 종속영양생물인 미생물은 포도당(볏짚과 같은 섬유소를 분해해서 얻은 물질)을 세포내에서 태워 에너지를 만든다.

어떤 물질이라도 불을 붙이기 위해서는 산소가 필요한데 이렇게 포도당을 태우기 위해 산소가 필요한 미생물을 호기성 미생물이라고 한다. 물질을 태우다 보면 필연적으로 이산화탄소가 발생이 된다. 즉, 미생물 세포 안에서 포도당을 태워 에너지를 얻어야 하는데 불을 피우기 위해서 산소를 공급해주어야 할 것이고 이렇게 포도당이 타고나면 이산화탄소가 필연적으로 발생이 되어 외부로 배출 되는 것이다. 물론 사람도 똑같다. 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내 뱉는 것도 다 이와 같은 원리이다. 우리가 잘 알고 있는 대표적인 호기성 미생물이 바로 대부분의 곰팡이와 Bacillus속에 속하는 미생물들인데 이러한 미생물들은 산소가 있어야만 성장하는 것으로 산소를 소비하고 이산화탄소를 배출한다.


남부지방에서 파프리카 재배를 하는데 필요한 이산화탄소를 공급하기 위해 1ha당 1천만원이 넘는 금액을 이산화탄소 가스 비용으로 지출을 하고 있다. 특히 파프리카는 온실 내에 이산화탄소를 공급해줌으로 수량이 증가되고 좋은 품질의 열매를 수확할 수 있기에 보편적으로 사용하고 있다. 드넓은 비닐하우스 안에 숨을 쉬면서 이산화탄소를 내 뱉어 주어야 할 사람은 별로 들어가지 않고 첨단 장비를 갖춰 기계적으로 하우스를 운영하다보니 식물의 광합성에 필요한 이산화탄소가 절대적으로 부족해진 것이다.


이산화탄소 공급 장치 비용은 나중에 계산하더라도 이산화탄소 가스 비용만으로 수 천 만원이 소요된다는 것은 엄청 큰 부담이 아닐 수 없다. 얼마 전 방문했던 일본 농가에서 모종을 직접 키울 때 미생물의 호기적 발효가 왕성하게 일어나고 있는 고체 배지 위에서 모종이 자라고 있길래 왜 저럴까 곰곰이 생각을 해보니 이산화탄소 공급과 연관이 있는 것을 알게 되었다. 농업적으로 유익한 미생물 중에 호기성 곰팡이나 바실러스 계통의 미생물을 활용하여 이산화탄소를 자연적으로 발생시킨다면 식물의 광합성에 필요한 이산화탄소를 조금이나마 보충해줄 수 있지 않을까 생각을 해본다.

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