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| 제목 | 이산화탄소 늘어나 식량 생산 20% 감소 | ||
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| 작성일 | 2010년 09월 07일, 관리자 | 조회수 | 1,731회 |
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‘질소에 굶주린 농작물’ 양산될 우려도 - 2010년 06월 03일(목) 지구와 인류의 현안 이산화탄소 증가로 인해 심각한 환경재난이 발생할 것으로 예상되고 있다. 특히 대기 중 이산화탄소 증가가 농작물의 단백질 함량을 20%까지 감소시킬 수 있다는 연구결과가 나와 경각심을 일깨우고 있다. 캘리포니아 주립대학교 데이비스 캠퍼스 소속 연구자인 아놀드 블룸(Arnold Bloom) 박사는 최근 사이언스지를 통해 “이산화탄소가 증가하면 단백질이 모자라는 농작물, 즉 ‘질소에 굶주린’ 농작물을 만들어낼 수 있다”고 경고했다. 이산화탄소 늘어나면 질소동화작용 위축 질소는 공기의 79%를 차지하는 기체로 생물체의 단백질을 만드는데 필요한 핵심적 원소다. 대부분의 고등식물은 뿌리를 통해 질소의 한 형태인 질산염(NO)을 흡수한다. 흡수된 질산염은 식물체에 의해 암모니아로 환원된 다음 아미노산을 생산하고, 이는 곧 단백질 합성으로 이어진다. 문제는 지금과 같은 추세로 이산화탄소 량이 계속 늘어날 경우 식물 질소동화작용이 위축돼 농작물의 단백질 함량, 즉 수확이 크게 줄어들 수 있다는 점이다. 블룸 박사는 “앞으로 20~50년 후에는 이산화탄소가 증가로 인해 농산물의 단백질 함량이 5분의 1까지 줄어들 수 있다”고 우려했다. 연구진은 밀과 애기장대를 이용해 이산화탄소 증가량이 식물에 어떤 영향을 미치는지 연구했다. 식물이 이용할 수 있는 토양 질소의 두 가지 형태인 질산염과 암모늄을 대상으로 이들이 고농도 이산화탄소 대기 조건에 사는 외떡잎식물과 쌍떡잎식물에 어떤 영향을 미치는지를 조사했다. 연구결과 질산염에 노출된 식물은 단백질과 같은 질소 함유 화합물을 생성하는데 어려움이 있는 것으로 나타났다. 반면 암모늄에 노출된 식물은 그렇지 않았다. 문제는 농작물과 같은 대다수 고등식물들이 질산염 형태로 질소를 흡수하고 있다는 것이다. 결과적으로 이들 농작물들이 적은 단백질을 생산할 경우 그만큼 수확도 줄어들어 향후 인류가 필요로 하고 있는 식량 수급에 큰 차질이 예상되고 있다. 식량증산 위한 새로운 시비법 개발해야 블룸 연구팀은 그동안 식물 광합성작용의 핵심 원료인 이산화탄소와 단백질 생성 간의 관계를 면밀히 관찰해왔다. 여러 연구모델을 통해 농작물의 생육 시나리오를 관찰한 결과 이산화탄소 양이 증가하면 초기 단계에서는 농작물의 생산성이 높아졌다. 그러나 이런 환경이 지속될 경우 식물이 이산화탄소에 적응하기 때문에 생산성이 높아지는 효과는 차츰 감소하기 시작한다. 그리고 이번 연구결과는 이산화탄소 량 증가로 인한 질산염 흡수 저해가 식물이 번창하지 못하는 하나의 이유가 될 수 있다는 점을 말해주고 있다. 멕시코의 국제 옥수수·밀 연구소 소속 연구원 마르타 로페스(Marta Lopes)는 이 연구결과에 비추어 “농작물의 질소 이용률을 개선하는 새로운 시비법 개발이 시급하다”고 말했다. 덧붙여 “암모늄 시비법이 하나의 대안이 될 수는 있지만 환경에 독이 될 수 있으므로 주의를 기울여야 한다”고 말했다. 미국 국제식량정책연구소 농업경제학자인 제럴드 넬슨(Gerald Nelson)은 이번 연구결과가 “이산화탄소 양이 늘어나면 식량 생산성이 높아진다는 ‘이산화탄소 비옥화(carbon dioxide fertilization)’ 주장을 뒤집으면서 이산화탄소의 부정적인 영향을 뒷받침하고 있다”고 말했다. 엽록소를 가진 식물은 태양의 빛 에너지를 이용, 물과 이산화탄소로부터 녹말이나 포도당을 만드는 탄소동화 작용을 한다. 그동안 사람들은 이산화탄소 농도가 높아지면 그 영향을 받아 엽록소에서 이루어지는 식물의 광합성 속도가 빨라진다고 생각해왔다. 그러나 이번 연구결과는 기존의 ‘이산화탄소 = 식량 증산’의 도식을 뒤집는 것으로서 과학계는 물론 농업계에도 큰 영향을 미칠 전망이다. 이강봉 편집위원 | aacc409@naver.com 저작권자 2010.06.01 ⓒ ScienceTimes |
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