코로나-19로 가뜩이나 힘들어 죽겠는데 날씨까지 연이어 폭염이라 정말 힘든 하루하루를 보내고 있다. 올해는 유독 짧은 장마로 비도 별로 안 오고 그나마 가끔씩 비를 몰고 다녔던 태풍들도 우리나라를 비켜나가는 바람에 가뭄 피해를 걱정해야 할 지경에 이르렀다. 지구 온난화의 전조라고도 하고 한편에서는 지구의 자연스러운 순환 과정이라고도 하는데 어쨌든 농업인들이 살아가기에 좋은 날들은 아닌 듯 싶다.

2019년 7월 농촌진흥청 자료에 따르면 국내 농업 미생물 시장의 가치는 약 3조4천억 정도로 추정하며 세계시장 규모의 688억 달러(약 75조)의 4.5%를 차지한다고 하여 미생물의 대한 관심과 이용이 늘어나고 있다. 특히 미생물을 이용한 친환경 농약, 비료, 생균제 등에서 활용도가 높으며, 가축의 질병을 막는 항생제 효과를 보여주기 위해 이용되는 생균제는 1,000억 정도의 규모로 가장 큰 성장을 기대하는 분야라고 보도가 되었다. 우리나라의 힘든 농업이 미생물을 적극적으로 활용하여 토양의 힘이 늘어나고 작물 생산성도 증대되는 효과들이 많이 나왔으면 좋겠다.

다양한 물질들이 토질이나 재배하는

작물의 특징에 따라 토양에 투입

토양의 미생물들은 이렇게 더운 날들에는 어떻게 지내고 땅 속에서 어떤 일들을 하고 있을지 오늘은 미생물들의 토양 내 역할에 대하여 알아보도록 하겠다.

토양에 작물을 심기 전에 농민들은 토양의 유기물을 충분히 공급하여 작물의 생장을 돕고자 한다. 그렇게 토양에 뿌려진 유기물들은 대표적인 유박 비료 외에 볏짚, 톱밥, 쌀겨, 낙엽 그리고 왕겨 등 다양한 물질들이 토질이나 재배하는 작물의 특징에 따라 토양에 투입된다. 그러나 이러한 유기물들은 물에 안 녹는 특성상 작물의 뿌리에 흡수가 되질 못 한다. 모든 식물의 뿌리는 물에 녹는 성분만을 흡수하는 성질이 있기 때문이다. 그래서 물에 잘 녹는 화학비료들은 토양에 투입되면 빠른 시간 내에 식물의 뿌리가 흡수하기 때문에 비료 효과가 2~3일 내에 육안으로 확인이 되는 것이다. 반면에 물에 안 녹는 쌀겨, 톱밥, 볏짚 그리고 낙엽등과 같은 유기물들은 식물 뿌리에 흡수가 안 되기 때문에 살포를 해도 눈에 띠는 효과가 없는 것이다.

1g의 흙 속에는 최소한 1억 내지

100억 마리의 미생물이 서식

그러면 식물이 빨아 먹지도 못 하는 물질들을 왜 유기질 비료라고 토양에 뿌려줬던 것일까?

그것은 바로 미생물들이 역할을 해주기 때문이다. 흙 속에는 수많은 미생물들이 살고 있는데 1g의 흙 속에는 최소한 1억 내지 100억 마리의 미생물이 서식을 하고 있다. 그렇게 많은 미생물들이 살고 있지만 우리 실험실에서 분리하고 확인할 수 있는 미생물들은 많아야 10% 정도 밖에 안 된다. 그러니까 아직도 우리가 알지 못하는 미생물들이 많은 셈인데 그렇게 수많은 미생물들이 농민들이 토양에 넣어준 유기물들을 분해하는 역할을 하고 있다.

미생물을 현미경으로 관찰해 보면 형태가 제 각각인데 우리 사람처럼 입이나 구멍이 나 있질 않다. 그러면 어떻게 미생물은 먹이를 먹는 것일까? 미생물은 세포벽에 구멍이 나 있지는 않지만 물에 녹는 물질을 흡수를 할 수는 있다. 바로 식물 뿌리와 같이 물에 녹는 성분들을 세포 내로 맞아들일 수 있는 것이다.

미생물이 어떤 효소를 분비하는가에 따라서

미생물의 특성이 결정

미생물은 토양 내에 있는 볏짚이나 톱밥이나 쌀겨 또는 지렁이 사체 등과 같은 유기물을 아주 거대한 먹이 덩어리로 인식하고 그것을 먹기 위해서 자기가 흡수할 수 있는 아주 작은 형태인 포도당이나 아미노산과 같은 형태로 작게 부술 수가 있다. 미생물이 커다란 물질을 부술 수 있는 것은 미생물이 체외로 분비해내는 효소에 의해서 가능하다. 효소는 생명체가 외부로 분비하는 물질로서 볏짚이나 지렁이 사체 등과 같은 커다란 유기물 덩어리를 녹이는 역할을 한다. 그러니까 효소는 가위와 같은 역할을 하는 셈인데 안타깝게도 특정 효소는 특정 물질 1종류만 녹일 수 있다. 지렁이 사체나 선충 또는 미생물의 사체와 같은 단백질을 분해하는 효소는 단백질만을 분해하고 볏짚이나 쌀겨, 낙엽과 같은 섬유소를 분해하는 효소는 섬유소만 분해하는 특징이 있다. 그러니까 효소는 절대 만병통치약으로 사용하면 안 된다. 우리 사람도 몸에서 다양한 효소를 분비해 내는데 가장 대표적인 효소가 입 안에 있는 침이다. 침은 녹말을 분해하는 능력이 탁월한 효소인데 주식으로 먹는 쌀을 분해해서 포도당을 만드는 능력이 있다. 침은 전분을 분해하는 능력 말고는 다른 물질은 분해할 수 없다. 단백질은 입에서 분해가 안 되고 소화기관에서 분비되는 트립신이라는 효소를 통해 아미노산으로 잘게 부수어 진다. 지방은 리파아제라는 효소에 의해 분해가 된다. 이렇듯 특정 효소는 특정 물질만을 분해하는 능력이 있기 때문에 미생물이 어떤 효소를 분비하는가에 따라서 미생물의 특성이 결정지어진다.

단백질을 분해하는 효소인 프로테아제를 분비 잘 하는 미생물은 토양 내에서 지렁이나 선충, 아메바, 짚신벌레와 같은 소동물의 사체를 분해하여 아미노산으로 만드는 재주가 있고, 섬유소를 분해 하는 효소인 셀룰라아제를 분비 잘 하는 미생물들은 볏짚이나 낙엽과 같은 유기물을 분해해서 포도당을 만드는 것이다. 일반적으로 단백질을 분해 잘 하는 미생물이 우리가 잘 알고 있는 바실러스에 속하는 녀석들이고 섬유소를 분해 잘하는 녀석들은 주로 곰팡이들이다. 지금도 토양 속에서는 수 많은 미생물들이 자기가 잘 분해할 수 있는 유기물들을 부지런히 분해하면서 작물의 뿌리와 주거니 받거니 하면서 균형을 이루며 살아가고 있을 것이다.