선진 유기농법
농업현장에서 널리 활용되는 유용 미생물과 그 기능
글 농촌진흥청 유기농업과 김용기(031-290-0554)
미생물(microorganism)은 극히 작은 생물로 눈에는 보이지 않고 현미경으로나 관찰이 가능한 유기체이다. 미생물은 지구상의 어느 곳에서나 존재하며 사람을 포함한 모든 생명체의 탄생과 생존에 가장 근본적 생물이다. 미생물 중에는 인간과 동식물에 질병을 일으키는 병원균과 독을 생산하여 식중독을 일으키거나 먹을거리를 변질·부패시키는 해로운 미생물도 많다.
반면에 유용한 미생물은 의약, 식품, 환경 및 에너지 원으로 활용 범위가 무한대로 넓다. 미생물은 간편한 시설로 배양할 수 있기 때문에 생물에너지 자원으로도 각광받고 있으며 바이오산업의 가장 기본적인 자원이기도 하다.
농업 분야의 유용 미생물은 작물의 생육을 도와주고 생산량을 증가시키며 병해충을 막아주는 역할을 한다. 그 외에 토양개량, 환경정화, 재해경감, 분뇨처리 등 이용 가치가 매우 높은 천연 자원이다. 특히 미생물을 이용한 생물농약과 생물비료는 그간 화학농약, 화학비료로 인한 인축독성 및 환경오염 문제를 동시에 개선할 수 있는 미래의 유망한 천연 자원이라 할 수 있다. 최근 친환경 농업의 증가에 따라 농업에서 미생물 활용에 대한 기대치가 높아지고 있다.
특히 유기농업에서는 생물의 다양성과 자연 순환을 강조하는데, 미생물은 눈에 보이지 않는 농업 생태계의 주인으로 토양을 포함한 농업 생태계의 건강과 농작물의 생산에 매우 중요한 영향을 미치기 때문에 미생물에 대한 관심과 중요성은 더욱 커지고 있다. 농업현장에서 작물의 생산성 및 안전성 증대를 위해 널리 활용되는 미생물의 기능은 다음과 같다.
■작물에 질소를 공급한다
식물이 생장하는데 가장 주요한 양분은 질소이다. 질소는 공기 중에 가장 많이 존재하는 흔한 성분이지만 식물은 이것을 양분으로 직접 사용하지는 못한다. 농업에서 널리 활용되고 있는 몇몇 미생물(바실러스속, 패니바실러스속, 광합성 세균)은 공기 중의 질소를 잡아서 고정하는 능력을 가지고 있다. 이러한 미생물은 대기 중의 질소를 이온 상태로 만들어 식물이 흡수할 수 있게 한다.
■토양 중의 비료 성분인 인산과 칼슘의 흡수를 높여준다
김치, 치즈, 요구르트, 와인 등에 많이 존재하는 유산균이나 일부 효모는 유기산 또는 인산 분해 효소를 분비하여 토양 내 인산을 작물이 흡수할 수 있는 형태로 바꿔주어 작물의 생장을 돕기도 한다. 또한 유산균이 만들어내는 젖산은 칼슘과 결합하여 작물에 잘 흡수될 수 있도록 도와준다.
■식물 생장에 도움을 주는 호르몬을 생성한다
사람에게 호르몬이 있는 것처럼 미생물은 오옥신이라는 호르몬을 만들어 생육을 촉진시킨다. 마른 풀이나 부엽토에 많이 존재하는 다양한 세균은 오옥신을 생성하여 잘 자라게 한다. 또한 우리가 먹는 식품인 술(막걸리, 와인 등), 빵, 장류(고추장, 된장, 간장 등) 제조에 활용되는 효모 중에도 일부는 오옥신을 생산하는 것으로 알려져 있다.
■작물 병원균의 생육을 억제하는 물질(항생물질)을 생성한다
미생물은 자라면서 다양한 물질을 생성하는데 그중 다른 병원균을 억제하는 항생물질을 생성하기도 한다. 이러한 천연 항생물질을 생성하는 미생물을 이용하여 흰가루병, 잿빛곰팡이병, 역병 등을 방제할 목적으로 미생물 농약이 개발되어 농업 현장에서 널리 활용되고 있다.
■병원균에 기생하여 식물병의 밀도를 감소시킨다
병원균은 눈에 보이지 않는 작은 미생물이다. 그러나 자연 생태계는 참 놀라운 것이어서 그 작은 미생물에 기생하는 또 다른 천적 미생물이 존재한다. 이 기생 미생물은 병원균 속에서 증식하여 결국 병원균을 죽이는 특성을 가지고 있다. 암펠로마이세스 등의 특정 곰팡이들은 여러 채소에 병을 일으키는 병원균을 공격하여 작물을 보호한다.
■해충에 병을 일으켜 해충을 억제한다
사람이 병에 걸리듯이 곤충 또한 자연환경에서 다양한 병에 걸리게 된다. 이런 병을 일으키는 미생물을 이용하여 천연 살충제로 사용하는데, 일명 비티라는 세균은 나방류 해충의 장내로 들어가 곤충 내장에서만 작용하는 독소를 이용하여 해충을 죽이는 특성을 가지고 있다.
■작물 체내에 병 저항성을 유도한다
유용한 미생물은 직접 병원균을 죽이고 억제하기도 하지만 때론 식물체를 튼튼하게 만들어 병을 이겨낼 수 있도록 해주도 한다. 미생물 자체 또는 그 미생물이 생산하는 물질이 식물 체내 병 저항성을 유도하고 생장을 촉진하게 하는 것이다. 예를 들어 바실러스 발리몰티스 EXTN란 세균은 작물에 처리할 경우 생육을 촉진하면서 병 저항성을 유도하여 여러 가지 병 발생을 억제하므로 농업 현장에서 널리 활용되고 있다.
이상에서 보듯 농업 현장에서 활용되는 미생물은 다양한 기능을 가지고 있어 농업 생산성 향상에 큰 도움을 줄 수 있는 귀중한 보물단지이다. 앞으로 그 기능을 잘 이해하고 농업 생산여건에 맞춰 잘 활용한다면 작물의 생산성 증대는 물론 농산물의 가치도 증진시킬 수 있을 것으로 사료된다.
