농업이 첨단산업이 된다
1. 식량증산과 21세기 농업의 방향
현재 세계 인구는 70억에 이르렀고, 유엔 등의 예측에 의하면 21세기 말의 세계 인구는 130억에 달할 것이라고 한다. 농업을 중심으로 한 식량생산은 이와 같은 인구를 부양할 수 있을 것인가? 의문이라 하지 않을 수 없다.
1992년 통계에 의하면 질소비료는 7천 5백만 톤, 인산비료는 3천 5백만 톤, 칼리비료는 2천 4백만 톤이 소비되었으며, 단위 중량당 제조 에너지는 질소비료가 kg당 1만 3,700칼로리가 소용되고, 개발도상국의 질소비료사용량이 현재 선진국에서 사용하고 있는 수준으로 증가하면, 21세기 말에는 적어도 현재의 3배에 질소비료가 소비될 것이라 예측된다. 질소비료 소비가 이와 같이 증가할 경우 질소비료생산은 환경악화의 주범이 될 수밖에 없다.
따라서 21세기에는 환경 부하를 최소화하는 식량생산 시스템이 도입되지 않을 수 없다. 환경 저부하의 방향성은 비단 농업뿐만 아니라 모든 산업에 적용되어야 할 것이다.
농업의 환경 저부하에 방향성은 첫째, 농지에서 물질의 리사이클을 추진하여야 한다. 폐기물로 배출되는 음식물 쓰레기, 생활 오니, 축산분뇨 등을 농지에 환원하는 방법이 가장 중요한 문제로 대두될 것이다.
음식물 쓰레기 및 생활 오수 또는 하수 오니에는 Zn, Cu, Cd, Pb, Cr 등 중금속이 적잖게 함유되어 있어서, 이들 중금속이 반복적으로 토양에 투입됨으로 인한, 작물 생산에 무력한 토양이 만들어지지 않도록 하는 방법이 확립되어야 할 것이다.
둘째, 작물 생산에서 생물 질소고정세균을 식물이 공생시키는 윤작을 하거나, 공생 질소고정을 하지 않는 식물은 분자생물학적 방법에 의해 질소고정 식물로 개량하거나, 질소고정세균을 퇴비와 함께 투입하여 여타 미생물과 공생할 수 있는 환경을 만들어 주는 등의 방법을 생각할 수 있을 것이다. 이와 같은 방법은 화학비료에 비하여 유기태 질소의 유실이 경감될 것이다.
셋째, 식량수출입을 줄이는 것 역시 하나의 방향성이라 생각된다. 식량의 수출입은 수출입 자체에 대량 에너지가 소비될 뿐만 아니라 수출국, 수입국 양방에 대하여 물질순환의 균형을 무너뜨리기 때문이다.
넷째, 화학 농약사용의 저감, 병충해의 저감기술에 개발 등을 생각할 수 있을 것이다.
2. 토양과 문명의 성쇄로 보는 농업의 방향
1) 토양과 문명의 성쇄
인류는 깊이 30㎝에도 미치지 못하는 지표면을 반복적으로 경작하면서 살아왔다. 티그리스, 유프라테스 강 유역에 발생한 메소포타미아 문명, 나일강 유역의 이집트 문명, 인더스 강 유역의 인더스 문명, 황하유역의 중국문명 등 고대 문명은 오래가지 못하였다. 그 이유는 문명 발달의 원동력이 됐던 비옥한 토양을 사람들이 계속적으로 수탈함으로써 문명 자체가 붕괴되고 만 것이다.
고대 문명의 발상지에 비해서 지중해 연안의 여러 나라들은, 겨울철의 강우량은 많아도 경사지가 많고, 농지로 이용할 수 있는 토지의 면적이 적을 뿐만 아니라, 토양의 깊이도 얇아 농업을 할 수 있는 조건이 나빴고, 토양침식방지기술이나 경험도 열악하여 경사지를 개간하여도, 문명을 유지시킬만한 식량을 얻을 수 없어, 차츰 토양침식이 심화되고 토양은 열화 파괴되어갔다.
그 후 경사지에서도 생육이 왕성한 산양, 양 등을 사육하는 방향으로 변환하였으나, 이것이 오히려 토양황폐를 강화시키는 결과를 가져왔다.
자국에서 식량증산이 어려움을 깨달은 이들은, 식량을 찾아 식민지 경쟁에 나서기 위해 해운을 강화하였고, 해운국으로 발전되어갔으나, 식민지경쟁은 오래가지 못했고, 본국 자체가 국력을 상실하면서 문명이 붕괴되는 비극을 낳았다. 자국토양을 열화 파괴하고만 지중해연안 각국은 급기야는 역사의 무대에서 사라졌다.
이에 반하여 서구라파 지역(영국, 프랑스, 독일, 네덜란드, 벨기에, 덴마크, 스위스 등)은 지중해연안 제국에 비하면 비가 연중 고루 내리고, 농지에 적합한 넓은 토지가 있었기 때문에, 토양침식에 의한 토양의 열화 파괴는 지켜져서 토양황폐는 회피할 수 있었다.
한편 서구라파 각국은 토양의 생산력을 유지하고, 생물생산성을 높이기 위한 농업연구가 활발히 행해지게 되어, 급기야는 우수한 농업기술이 확립되게 되었다.
2) 오늘날 농업의 현주소
전 세계적으로 식량생산을 대규모로 하고 있는 나라들은 비료살포, 농약살포, 수확 등을 자동화/기계화에 의한 농작을 하고 있다. 그러나 여기에는 커다란 함정이 있다.
현대농업에서 사용하는 화학비료는 작물이 직접 흡수하여 성장에는 큰 문제가 없어 보이나, 앞서 말한바와 같이 토양 속에 서식하고 있는 수많은 미생물들의 먹이는 되지 않는다. 따라서 토양 속의 미생물들은 먹이 부족으로 서식밀도가 자연히 낮아질 수밖에 없다.
미생물의 서식밀도가 낮아진다는 것은, 작물을 유해미생물로부터의 공격을 방어해주는 유익미생물 생태계가 없어지는 것을 말하며, 그 결과는 작물이 유해미생물의 공격대상이 되고, 유해미생물의 대사물을 선호하는 유해곤충이 창궐하게 되므로, 불가피하게 농약의 대량 살포 없이는 작물을 재배할 수 없게 된다.
화학물질인 농약은 유해균뿐만 아니라 유익균까지 무차별 멸균, 살충함으로 토양 속의 미생물에 서식밀도는 더 낮아지는 악순환을 거듭하게 된다.
그뿐만 아니라 유기물이 땅에 떨어져서 무기화되는 과정과 더불어 고분자 유기물인 부식을 생성하게 되도록 자연에서는 규율되어 있는데, 오염 환경에서는 부식생성의 부식화 반응이 일어나지 않게 된다. 따라서 부식이 갖고 있는 생리활성기능, 생장촉진기능, 유해중금속에 대한 무해화기능, 유해균에 대한 길항작용, 유해곤충이 기피하는 기능이 저감됨으로 땅은 고화되고, 산성화되고 급기야는 사막화의 길로 치닫게 될 것이다.
3. 농산물 수출 2위국은 네덜란드다
농산물 수출 1위 국가는 미국이며, 2위는 네덜란드이다.
우리나라보다 인구도 훨씬 적고 국토면적도 좁은 나라인데도 호주, 캐나다, 브라질, 러시아를 앞지르는 게 네덜란드 농업이다. 우리는 이를 벤치마킹 할 필요가 있다.
4. 우리나라는 사람, 가축의 밀도가 세계 제1위
우리나라는 인구가 5천만 명, 소가 약 300만두, 돼지가 약 1,200만두, 닭·오리가 약 2억수 등 국토면적에 비해 대형동물의 밀도가 세계에서 유례를 찾아볼 수 없을 만큼 높다.
이들이 배설하는 분뇨가 사람이 5만톤/day, 소가 10만톤/day, 돼지가 6만톤/day, 닭·오리가 2만톤/day, 합계 23만톤/day, 연간 약 8,395만톤의 분뇨가 발생하고 있다.
그 이외에도 식품공장에서 발생하는 부산물, 매일 발생하여 정부를 골치 아프게 하고 있는 음식물쓰레기 약 15,000톤/day 등이 발생하고 있다. 이들 유기질을 잘 가공하여 비료의 기능, 토양개량제의 기능, 식물의 성장촉진기능이 있는 퇴비/액비를 만들어 농자재로 사용하면, 전국토가 청정농산물 생산의 메카가 될 것이다.
5. 농업이 첨단산업이 되려면
1) 작물은 누가 재배하는가
사람이 작물을 재배하는 것이 아니고, 좋은 토양이 좋은 작물을 재배하는 것이다. 좋은 토양을 만드는 것 역시 사람이 하는 일이 아니고, 토양 속에 서식하고 있는 미생물의 몫임으로 사람의 역할은 토양 속에 좋은 미생물이 배양되도록 유도해주는 일 이외는 하는 일이 없다.
2) 토양에는 얼마나 많은 미생물이 살고 있는가
일반적인 밭의 경우 300평당(10a)700kg의 미생물이 살고 있다. 그 중 70~75%는 곰팡이, 20~25%는 세균이고, 지렁이 등 토양생물은 5% 이하이다.
이들 토양 미생물의 80%는 수분이고, 나머지 20%인 140kg중 70kg이 탄소, 11kg이 질소이다. 보통 작물의 경우 질소의 시비량이 연간 300평당 약 10kg 이므로, 균체질소와 필적하는 점으로 보아 균체질소는 지력질소로서 대단히 중요한 의미를 갖는다.
토양생물 700kg중 490kg~525kg이 곰팡이 140kg~175kg이 세균이며, 이들 중 곰팡이균의 균사에 길이를 환산하면 6500만 km, 실로 지구로부터 달까지의 거리에 약 170배에 해당되고, 1gr의 토양당으로 환산하면 200m~500m의 균사가 있는 것이 된다.
세균은 300평당 약 7경(7만조)이라는 숫자가 된다. 즉 1gr당 10억개의 세균이 살고 있는 것이다. 이와 같이 토양 속에 상상을 초월하는 활력 있는 미생물들이 살고 있으면서, 토양이나 작물에게 지대한 영향을 끼치고 있다는 사실을 깨달아야 한다.
3) 현대의 화학비료 농법은 파탄
유기질 투여 없이 화학비료를 계속 투입한 결과, 현대농업은 토양 속에 서식하고 있는 미생물의 먹이가 공급되지 않음으로 인하여, 좋은 토양을 만들던 미생물의 밀도가 차츰 낮아져서 토양이 딱딱해지고, 산성인 화학비료의 영향으로 산성화되고, 작물을 유해미생물로부터 보호해주던 보호막으로서의 미생물 생태계가 붕괴됨으로써, 각종 병충해가 창궐하지 않을 수 없게 되었다.
만부득이 항균제, 살충제 등 농약의 다량 살포가 불가피해지게 되어, 토양은 더욱 황폐화 되고 먹거리는 농약에 오염될 수밖에 없게 되었다.
농약에 오염된 먹거리를 계속 후손들이 먹게 될 경우 인류의 미래는 어떻게 될 것인가. 두려움이 앞선다. 뿐만 아니라 공중질소 고정기술이 20세기 초 개발된 이래 100년이 지난 오늘날까지, 화학비료산업은 500℃의 고온, 수백기압의 압력이 필요한 고 Energy 소비형 산업이며, 온실가스인 CO2, N2O의 다량발생 및 과다한 화학비료생산과 소비는, 하천의 부영양화, 질산염의 유해성 등으로 지구환경에 새로운 문제점을 심각하게 노출하고 있다.
이에 대한 반성으로 유기질 비료를 투여하는 농업이 새로이 각광을 받기 시작하였다.
4) 퇴비/액비의 필요성이 절실함 !
그런데 인류는 퇴비/액비를 만드는 방법을 잊어버렸다.
작물은 특수한 경우를 제외하고는 유기질을 흡수하지 못하고 무기질을 흡수한다. 그런데도 논밭에 유기질 퇴비/액비를 투여하는 이유는, 토양 속에 서식하고 있는 미생물들의 먹이로 주는 것이고, 미생물들은 이들 유기질을 먹이로 하여 이를 분해하고, 무기질을 만들어 작물들에게 공급하게 되는 것이다.
따라서 유기질 비료는 토양 속에 서식하고 있는 미생물의 환경물질이기도 한 것이다. 바꾸어 말하면 유기질 비료를 만드는 과정에 참여하는 미생물들이 병원성 세균, 부패균 등 잡균이 우점하고 있으면, 이들이 토양 속에 들어가 토양 속에 살고 있는 유익균을 유해균으로 바꾸어 구축하면서, 작물이 병들게 되고, 유해균의 분비물을 선호하는 해충이 창궐하게 된다.
반대로 유익균이 우점하고 있으면, 토양 속의 미생물이 설사 유해균일지라도 이들을 유익균으로 바꾸어 구축하고 유익균이 우점하게 됨으로써, 작물은 병해를 입지 않게 되고 해충도 창궐하지 않게 된다.
그러나, 어떻게 하면 「유기질 비료를 유익균이 우점 하는 환경에서 발효시켜 퇴비화 할 것이냐 ?」에 대한 방법을 우리들은 잊어버렸고, 정부 역시 이와 같은 유기질 비료의 품질판정 기준을 정하지도 않고 있다.
5) 녹색의 땅을 이루려면
유익균이 우점된 환경에서 발효시킨 퇴비/액비를 만드는 방법을 찾아야 한다.
6천 년 인류 농경문화 속에서 우리 조상들은 두엄에서 만든 퇴비와 인분뇨 저장 웅덩이에서 만든 액비를 유기질 비료원으로 사용하여 왔었다.
두엄과 인분뇨 숙성 웅덩이는 모두 좋은 토양 위에 만들어져 있었던데 반하여, 현대인은 두엄을 모방하여 콘크리트 구조물을 만들어 퇴비를 만들고 있고, 분뇨 역시 콘크리트 구조물을 만들어 그 속에서 숙성시켜 두엄과 똥통의 Mechanism이 일어나도록 기대하고 있으나, 그렇게 되지 못하여 처리 과정이나 퇴비/액비에서는 악취가 나고 유해균이 우점하고 있다.
전자와 후자의 차이를 깨닫지 못하고 있는 것이다.
그러나 많은 선각자들이 있어서 이와 같은 차이점을 인식하고, 제대로 만든 퇴비나 액비가 제조된 현장이 여러 곳에 있음을 인지하였고, 그 기술을 찾아서 전국적으로 확산시켜야만 화학비료나 농약을 투여하지 않는 농업을 정착시키고, 미숙성 유기물폐수로 인한 하천오염이나 폐기물의 토양투기를 방지할 수 있으며, 유기물소각으로 인한 대기투기 등이 근절될 수 있고, 녹색의 땅이 달성될 수 있을 것이다.
6) 좋은 퇴비/액비란 어떤 물질이 있어야 하는가
(1) 염소 소독을 하지 않아도 퇴비/액비 속에서 유해균이 검출되지 않아야 된다.
(2) 오히려 유해균을 멸균시키는 기능이 있어야 한다.
(3) 퇴비/액비 자체에 내수성 입단구조가 발달되어 있어야 하고, 토양에 투입되면 토양을 내수성
입단구조가 발달되도록 하는 기능이 있어야 한다.
(4) 농약, 제초제, 유해금속을 무해화 시키는 기능이 있어야 한다.
(5) 생물에게 필요한 필수 원소 25종이 잘 분포되어 있어야 한다.
(6) 퇴비/액비가 악취를 제거하는 소취기능이 있어야 한다.
7) 유기질은 모두 재활용하여 농자재로 사용하여야 한다.
(1) 하수처리수, 하수스럿지도 농자재로 전량 재활용 하여야 한다.
환경학도는 「하수처리수 속에 부영양화의 원인물질인 질소와 인산이 고농도로 함유하고 있다」고 하여 머리를 싸매고 있는 반면, 농학도는 질소와 인산을 농지에 살포하기 위하여 질산, 인산 비료를 찾는다.
만일 하수처리수를 관개용수로 사용하여 그 속의 질산, 인산을 농자재로 재활용하는 방법은 없을까 생각해봄 즉하다.
한편 하수 스럿지는 퇴비 원료로 사용하지 못하게 규정하고 있다. 그 이유는 중금속 함량이 높다는 것 때문이다. 그러나 하수스럿지 속의 중금속을 무해화 시키는 기술이 얼마든지 존재한다는 사실을 잊어서는 안 된다.
(2) 축산분뇨 특히 양돈분뇨도 100% 농자재로 재활용하여야 한다.
환경담당 공무원들은 양돈분뇨를 처리하여 방류할 것을 고집하면서, 실현될 수 없는 질소와 인산을 엄격하게 규제한다.
농업담당 공무원은 양돈분뇨를 재활용하여 액비로 사용케 하려고 자금지원을 열심히 하고 있으나, 제대로 된 액비가 만들어지지 않고, 악취로 인한 민원은 끊어지질 않고 있으며, 눈에 보이지는 않으나 불량 액비의 토양 살포로 인한 토양의 부패화, 하천의 부영양화는 심각하다 하지 않을 수 없다.
그러나 양돈분뇨를 재활용하여 좋은 액비를 만드는 기술이 이미 개발되어 있는데도 그 사실을 외면하고 있다. 이와 같은 기술을 발굴하여 양돈분뇨의 방류시설이나 액비화 시설을 개선하고, 양질의 액비를 찾는 노력을 하여야 할 것이다.
(3) 결론, 녹색의 땅
그 이외에도 식품공장의 식품 잔재물, 호수 저변에 퇴적되어 호수부패의 원인이 되는 오니성물질 등 수많은 유기질 비료원이 얼마든지 있다.
이들을 퇴비로 재활용하면, 고온 고압 상태에서 Energy 다소비형 산업인 질소비료공장을 가동하여 생산하는 화학비료를 사용하지도 않고, 농약을 사용하지도 않으면서 유기농을 달성하고, 돈이 되는 농업, 도시 실업자의 귀농이 이어짐으로써 농촌이 젊어지고, 농촌에서 아기울음소리가 나는 녹색의 땅이 달성될 것이다.
6. 농업이 첨단산업이 되는 조건
1) 우리나라에서 발생하는 모든 유기성 폐기물, 유기성 폐수를 가공하여(처리하여) 비료의 기능, 농약의 기능, 토양개량제의 기능이 있는 퇴비/액비를 만들어 화학비료, 농약을 대신하게 하여야 한다.
2) 세계적인 추세인 [농산물은 농지에서만 만드는 것이 아니라, 건물 옥상, 도시의 짜투리땅 등 어디에서나 식물공장을 만들어 농산물을 생산한다]는 발상의 전환이 필요하다.
3) 작물을 생산하면 탄소동화작용에 의해 공기중의 CO2를 환원하여 유기질을 만들게 됨으로 온실가스인 CO2를 회수하게 된다.
4) 생산된 농작물은 모두 농약, 제초제 등을 전혀 사용하지 않는 유기농산물이어서, 그 맛이나 당도가 지금까지의 농산물과 전혀 다른 고품질이 된다.
7. 결 론
1) 21세기는 IT를 뛰어넘는 BT의 세기라고들 한다. BT의 세기에는 그 중심에 농업이 서게 될 것이다. BT시대의 종착점이 어떤 모습이 될지는 아직 우리는 상상할 수 없으나, 눈부신 발전이 있으리라 가슴조이며 기대한다.
2) 지금 당장 상상할 수 있는 농촌의 모습은 축산, 식품공장(맥주, 소주, 기타 식품을 원료로 하는 공장), 음식물쓰레기처리장 등 유기성 폐기물을 발생시키는 개별산업이, 악취를 발생시키는 혐오시설의 오명을 벗게 되고, 유익한 농자재의 생산 공장 모습으로 변화되어 농업의 중심에 위치하게 될 것이고, 하수처리장 역시 같은 위치에 서게 될 것이다.
3) 농업이 돈이 되게 되면, 귀농의 행렬이 줄을 잇게 되어 농촌이 젊어질 것이고, 아기의 울음소리가 농촌 곳곳에서 들려오게 되고, 무제한의 일자리가 보장될 것이다.
4) 농촌의 주부가 농업을 영위하면서 아기를 돌보게 됨으로 육아의 문제, 보육의 문제, 청년실업의 문제 등 사회문제가 대폭 해소될 것이라 생각된다.
5) 안전한 농작물, 안전한 축산물 등을 모든 국민이 섭취하게 됨으로 각종 알레르기, A-1의 공포, 슈퍼박테리아의 공포 등에서도 해방되고, 국민건강 문제도 경감될 것이라 생각한다.
글; 이박/ (주)GNCA 회장 2012. 9. 17
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