물을 보존해 작물을 더 잘 자라게 만드는 스마트 토양

(Credit: University of Texas at Austin)

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.

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.

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.

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.

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.

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.

참고

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

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

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