물을 보존해 작물을 더 잘 자라게 만드는 스마트 토양

 (Credit: University of Texas at Austin)

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물은 농사에서 아주 중요한 요소입니다. 너무 가뭄이 오래 지속되거나 홍수가 나면 농사를 망칠 수밖에 없습니다. 인간의 힘으로 이 모두를 조절할 수는 없지만, 그래도 현대 농업은 과학기술의 힘을 빌어 이를 최대한 극복합니다. 홍수 예방 시설과 가뭄에 대비한 저수지, 관계 시설 등이 대표적입니다.

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하지만 그럼에도 농사에 확보할 물을 충분히 얻지 못하는 경우가 드물지 않은 데, 이미 인간에 의해 상당수의 토지와 수자원이 개발된 상태이기 때문입니다. 세계 여러 지역에서 농사 용수를 확보하는 일이 점점 더 어려워지고 있습니다.

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텍사스 대학의 연구팀은 물 사용량을 줄이면서도 농작물 생산량은 반대로 높일 수 있는 스마트 토양 (smart soil)을 개발했습니다. 이 스마트 토양은 흙의 1% 정도에 해당하는 무게의 하이드로겔을 넣어 물과 영양분을 머금고 있게 해서 식물이 더 많이 흡수하게 만드는 것이 핵심입니다. 당연히 더 적은 물과 비료를 사용해 작물을 키울 수 있습니다.

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연구팀에 따르면 이 스마트 토양의 또 다른 비결 중 하나는 상대 습도가 높아지는 밤에 토양이 공기중에서 더 많은 수증기를 흡수하게 도와주는데 있습니다. 사실 농작물에 준 물의 일부만 작물에 흡수되고 상당 부분은 그냥 지하로 흡수되거나 토양에서 공기중으로 증발해 사라집니다.

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연구팀은 낮에 섭씨 30도에 상대 습도 30%, 밤에는 섭씨 25도에 상대습도 60% 혹은 90% 환경을 만들고 스마트 토양의 효과를 검증했습니다. 그 결과 스마트 토양이 일반 토양에 비해 138% 정도 식물 줄기가 더 크게 자랐습니다. 그리고 같은 수준으로 키우기 위한 물을 40%까지 줄일 수 있었습니다.

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농작물에 주는 물과 비료가 사실 상당부분 낭비된다는 점을 생각하면 참신한 아이디어로 보이지만, 이 하이드로겔의 가격이 얼마나 할지, 그리고 환경에 미치는 악영향은 없을지를 검토해봐야 하지 않을까 생각합니다. 아마도 논 농사처럼 아예 물에 잠기는 방식에서는 큰 의미는 없겠지맘, 건조 지역에서 옥수수나 콩 같은 작물을 키울때는 유용하지 않을까 생각합니다.

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참고

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https://newatlas.com/science/smart-soil-hydrogel-bigger-crops-less-water/

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https://cockrell.utexas.edu/news/archive/10029-smart-soil-can-water-and-feed-itself