자원순환형 친환경농업이란

EM환경센타 이창홍(064-739-0892)

1. 생태복원이란

1. 생태복원에 대한 거시적 관점

환경문제는 인구의 증가와 함께 점점 더 심각해지고 있다. 특히 생태계의 파괴는 심각한 수준에 이르고 있다. 이러한 생태계의 파괴를 멈추고 복원하기 위해서는 단순히 개별적인 사안의 문제들에 대한 대응만이 아니라 보다 생태계에 미치는 근본적인 인간의 활동에 대해서 거시적인 시야로 살펴볼 필요가 있다.

생태학적으로 인류가 생태계에 미치는 직접적인 활동은 무엇보다도 생존하기 위해 식량을 생산하는 농업을 먼저 생각하지 않을 수 없다. 여기에서 출발하여 환경문제의 해결을 논하고자 한다.

농업이라는 인간의 행위가 어떻게 자연에 반하여 이루어져 왔으며 그 속에서 발생한 문제와 그 해결의 방향성을 찾는 것에서부터 환경문제를 고찰하고자 한다.

인류의 농업은 크게 두 가지의 단계를 거치면서 인류의 식량 생산과 더불어, 대지를 황야로 바꾸어 왔다.

첫 번째 단계는 수탈 농업의 단계이다. 인류 초기의 4대 문명(메소포타미아, 황하, 이집트, 인더스)의 시기가 바로 그것이다.

이 지역은 모두 비옥한 토지를 갖고 많은 인구가 집중하여 살았던 도시가 발달했던 지역이다. 그래서 대지로부터 얻은 대규모의 식량이 도시로 운반되어 소비되었으며 그 소비된 후의 분뇨와 잔사는 강에 단지 흘러 보냄으로써 강의 수질은 나빠지고 전염병의 다발의 가능성이 높아졌다. 반면, 농촌에서는 오직 토양의 지력에만 의존하여 대규모로 농사를 짓게 되어, 토양의 비옥도는 점점 떨어지게 된다. 즉, 토양에서 무언가를 도시로 가져갔지만 다시 토양으로 되돌아오지 못하는 일방적 물질의 흐름만이 있게 되어, 자원 순환의 고리가 끊어져 버린 것이다. 이렇게 도시와 농촌의 괴리는, 도시에는 환경문제를, 농촌에는 토양의 척박화를 가져오게 된다.

따라서 새로운 땅을 만들기 위해 더 많은 숲을 파괴하게 되어, 그 결과 대규모의 홍수가 발생하는 지역으로 변하고 대지는 더 이상 작물 생산에 이용되지 못하는 사막화의 길을 걷게 된다.

이것이 수탈농업의 말로이다.

두 번째 단계는 무기 농업의 단계이다. 산업 혁명 후의 도시 성립에서 현재에 이르는 시기이다.

산업혁명과 더불어 발달한 유럽의 도시는 강과 도시 내에서 악취가 발하는 심각한 환경문제를 겪는 동시에, 농촌은 작물 수확량이 급격하게 저하되는 현상이 심화되게 된다. 이러한 상황에서 대지에서 수탈한 무언가를 다시 원래의 대지에 돌려주지 않으면 작물의 생산은 더 이상 불가능하다는 인식을 하기 시작한다.

독일의 화학자 Liebig(리비히)는 이를 보고 직감적으로 ‘도시와 농촌의 괴리’가 이 사태의 원인이라고 파악했다.

그래서 등장한 것이 무기질 비료로 필수영양소(미네랄)를 보충한다는 사고이다. 대규모 질소 비료의 생산 기술의 발견, 인(P)과 칼륨(K)의 광석의 발견 에 의해서 무기질 비료가 대량 생산되게 된다.

이 무기질 비료는 처음에는 단지 ‘필수영양소’를 공급한다는 정도로 생각하였으나 그 효과가 탁월하여 점점 더 많은 사람들이 사용하게 되었고 근대농업의 근간을 이루게 된다.

이러한 무기질 비료의 대량 사용은 토양의 산성화, 토양의 필수영양소를 보유하는 능력의 저하, 염류의 집적 및 미량요소의 결핍과 토양미생물의 불균형에 의한 병충해의 다발 등의 문제를 낳게 된다. 따라서 무기질 비료를 주더라도 더 이상 작물의 생산이 불가능해지는 지역-또 다른 사막화 지역-이 확대되고, 더욱 문제가 되는 것은 독성이 강한 화학농약에 의존하게 됨으로써 생태계의 파괴와 인류의 건강에까지 위협을 주게 된다.

그리고 도시에서의 수질, 대기 환경 등은 여전히 문제로 남게 되고 오히려 도시의 대규모화로 문제는 더욱 확대되게 된다.

이렇게 인류가 대규모의 도시를 만드는 과정에서, 도시는 심각한 환경문제를 겪게 되고 농촌은 황야로 변하는 과정을 되풀이해 왔다.

이러한 문제에 대한 해결책으로 지속가능한 친환경농업이 대두되는 것이다.  따라서 친환경농업은 단순히 해로운 화학 물질을 사용하지 않는다는 차원을 넘어서, 붕괴된 지원의 순환을 회복함으로써 도시와 농촌의 문제를 해결하고자 하는 노력이 되어야 한다. 즉, 친환경농업 = 자원순환형 농업이어야 하는 것이다.

자원의 순환은 도시와 농촌의 끊어진 고리를 연결시키고 생태계를 복원하는 것을 의미한다.

이러한 관점에서 하천의 수질 개선을 포함한 생태 복원을 바라보아야 한다.

2. 수질 정화의 재인식 - 자원순환체계의 구축

지구의 생태계 역사에서 자원 순환을 원활히 하기 위해 만들어 놓은 것이 생물종의 다양성이다. 특히 육상 생태계는 끊임없는 호우에 의한 자원이 바다로 흘러들어가는 것을 막기 위해 식물과 동물은 상호 협력하여 왔다. 즉, 육상 생태계에는 일정정도 자원순환체계를 갖추고 바다로 흘러가는 자원의 양을 억제하고 때로는 바다로부터 자원을 육지로 되돌리는 시스템(회귀어류, 새 등의 역할)도 있는 것이다.

현재 환경문제의 핵심은 이러한 순환체계의 붕괴(생물 다양성의 붕괴)와 인간에 의해 촉진되는 육상생태계의 자원 고갈화로 말할 수 있다. 위에서 말했듯이 도시와 농촌 간의 자원순환의 붕괴는, 도시에는 환경문제를, 농촌에는 사막화의 문제를 낳았다.

이러한 관점에서 보면, 현재 환경문제의 해결 기술을 활용함에 있어 생태학적으로 바라볼 필요성을 느낀다. 예를 들면 도시에 대규모 하수처리장을 짓고서는 하수 속에 있는 유기물과 무기자원들(슬러지라고 함)을 없애는 것이 수질 정화의 핵심이라는 생각을 일반적으로 하고 있다. 일반인들의 관심도 대부분 여기까지이다.

여기서 생태계의 관점에서 본다면, 하수처리장에서 제거된 유기물과 무기자원들(슬러지)이 어디로 가야 하는가가 보다 중요하다. 현재처럼 해양투기를 계속한다면 그것은 바로 육상생태계의 자원의 고갈화를 촉진하는 것이며 토지의 사막화로 이어지는 것이다. 이것은 축산 분뇨나 기타 유기부산물의 해양투기도 마찬가지로 말할 수 있다.

따라서 이러한 유기부산물을 어떻게 대지로 돌려줄 것인가가 현재 환경문제 해결에 또 다른 과제인 것이다.

즉, 하천의 더러워졌던 물이 맑아진다는 것은 물속의 자원을 육상으로 되돌리는 생태계의 복원이 이루어진다는 의미로 이해되어야 한다.

3. 친환경농업의 기술적 토대

화학농법은 무기영양설에 입각해서 형성된 체계이다. 유기물을 시비하더라도 결국에는 분해되어서 무기화한 후에 작물에 흡수되므로 유기물은 그 속에 포함되어 있는 무기물의 양만큼 효과를 지닌다는 주장이 여기에서 자연스럽게 도출된다. 현재 친환경농업의 국제 가이드 라인도 이를 기반으로 만들어져 있다.

그러나 최근의 다양하고 정밀한 연구에서 식물은 다양한 유기물을 직접적으로 흡수한다는 사실이 밝혀졌다. 특히, 작물 생산에 중요한 질소를 무기태 대신에 아미노산의 형태로 다량 흡수한다.

이로써 친환경농업에서 화학농법보다도 다수확의 가능성이 밝혀졌으며 이미 현장에서 초과 다수확이 실현되고 있다. (화학농법은 광합성에 의한 빛에너지의 흡수로만 작물이 성장하지만 유기물의 직접 흡수로 여분의 에너지의 축적이 된다)

또한 유기물의 직접 흡수는 화학비료 특히 질소비료 사용 시 발생하는 미네랄 부족현상을 막아준다. 작물생산에 있어서 질소 과잉 현상은 만병의 원인이라 할 정도로 문제가 된다. 하지만 유기물을 직접 흡수하게 됨으로써 무기물에서 유기물을 합성하는 데 요구되는 미네랄이 필요 없게 되어 작물의 더욱 잘 성장할 뿐만 아니라 건강하게 된다.

그리고 엽면으로 유기물과 미네랄이 흡수된다는 것이 알려져, 이른 바 엽면 시비의 기술이 발달하고 있다. 이것은 식물의 생장을 도울 뿐 아니라 영양 균형이 깨져서 병충해가 발생하는 것을 막을 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 영양제의 기능과 농약의 기능이 통합하게 되어 친환경농업이 새로운 국면을 갖게 된다.

이러한 기술들의 발달은 친환경농업의 기초를 다지게 되어 병충해의 억제, 제초 등의 기능적인 문제들에도 응용되어 효과를 발하고 있다.

따라서, 친환경 농업으로 인해 수확량이 증대됨은 물론, 품질도 좋아지게 되어 화학농법의 수준을 초월하게 된다.

2. 자원순환형 농업의 토대

1. 한국의 발효 식품의 특징

현재의 미생물학은 서양의 발효식품에 대한 연구에서 출발하였기 때문에 통제된 상황에서 미생물을 순수하게 배양하는 것을 기본으로 하고 있다. 따라서 실험실 같은 통제된 상황이 아닌 하천이나 바다 같은 자연 상태에서 다양한 미생물들의 세계를 관리한다는 것은 미생물학에서는 거의 불가능한 것으로 여겨지고 있다.

그러면 어떻게 해야 하나? 그 해답은 한국의 발효식품에 있다.

예를 들어 요구르트와 김치를 비교해보자.(표)

표 요구르트와 김치의 비교

구분	요구르트	김치	비고
환경	통제적 환경(위생, 밀폐)	자연적 환경(비위생, 개방)	유해균의 침투
멸균과정	유	무	유해균 포함
접종균	우수 선발된 유산균	자연 도입균	특수한 균 비포함
재료	단순, 균일	다양, 비균일	균의 다양성
숙성	단기(부패로 이어짐)	장기(부패하지 않음)	유기물의 비무기물화
이용	일회(개봉 후 오염)	여러 회(개봉 후 비오염)	유해균의 증식 억제

요구르트는 단일한 재료에 유산균 한 종류에 의해 밀봉된 상태에서 만들어지지만 한국의 김치는 다양한 재료와 다양한 미생물에 의해 개방된 상황에서 만들어진다. 즉, 김치가 요구르트보다 자연 상태에 가까운 조건에서 유익한 미생물들의 생태계가 이루어진다는 것이다.

이러한 원리로 자연 생태계 내의 미생물을 유익하게 관리할 수 있다.

한국의 발효식품의 독특함을 자세히 설명하면,

첫째, 재료가 다양하다.

둘째, 개방된 상태에서 좋은 균만이 아니라 해로운 균도 침투 가능하다.

셋째, 장기간의 숙성을 한다.

재료가 다양하다는 것은 다양한 미생물이 살 수 있다는 의미이며 개방적이라는 것은 해로운 균이 침투하더라도 발효과정에서 살 수 없다는 것을 의미한다.

즉, 한국의 발효식품은, 다양한 미생물들로 구성된 생태계를 이루면서 해로운 균을 억제하는 환경에서 만들어진다는 것으로 이해할 수 있다.

이는 친환경농업의 측면에서 보면 병원균이 존재할 수 없는 환경을 만들 수 있다는 것을 의미한다.

그리고 장기간의 숙성이란 것은, 단백질, 탄수화물 등의 고분자유기물이 유익한 저분자의 유기물로 변하지만 암모니아, 황화수소 같은 악취 나는 무기물로 변하지 않는다는 것을 의미한다.

예를 들면, 젓갈은 단백질이 많은 생선류 등을 이용하는 데 이들은 부패하기 쉬우며 분해되어서는 다량의 암모니아 등 악취물질을 발한다. 그러나 젓갈은 이들을 수년 간 숙성 발효시켜 만들며 그 과정에서 아미노산 등 저분자의 유기물들은 생성되지만 암모니아 등의 무기화된 물질은 발생하지 않는다.

즉, 생물들이 이용하기 좋은 형태로는 변하지만 무기화되어 에너지를 잃고 해로워지는 과정이 발생하지 않는다는 것이다.

이러한 원리를 축분 등의 처리에 응용하면, 악취의 발생을 억제하는 동시에 아미노산 등의 유기산이 다량 형성되게 되며 유익한 미생물이 다량 증식하게 된다. 이렇게 발효된 축분은 농자재만이 아니라, 오히려 수질을 정화하는 재료로서도 활용할 수 있게 된다.

2. 한국의 발효식품의 원리

한국의 발효 식품은 발효 과정 속에서 유익한 미생물들이 다양하게 공생하는 상태 - 개별 미생물들의 단순히 하나의 환경에 공존하는 상태가 아니라 서로 다른 미생물들이 서로 결합하여 공생하는 군체(누리알 현상) - 를 이룬다. (그림)

<그림> 다양한 미생물들의 공생

이러한 군체화에 의해 다양한 환경에의 적응성을 획득하는 동시에 군체 내에서 유기물의 원활한 순환이 이루어져 유기물의 무기화가 발생하지 않는다.

이러한 현상에는 크게 항산화와 합성균이라는 주요 개념이 있다.

항산화 물질은 해로운 균의 유독 물질을 중화시켜 유익한 균들의 성장을 돕는 역할을 한다. 즉, 직접적으로 해로운 균을 억제(항생 작용)한다기 보다는 이로운 균과 해로운 균이 혼재하는 환경에서 이로운 균을 도와 해로운 균이 살지 못하도록 하는 정균 작용을 한다. 우리의 발효식품에서는 마늘, 생강, 댓잎, 숯 등이 이러한 항산화 작용을 한다.

그리고, 일반적으로 미생물은 유기물을 분해하여 종국에는 무기물로 만들고 부패에 이르게 한다는 것이 상식이다. 하지만 합성균은 갯벌 등에 자연적으로 존재하는 균으로 아미노산 등의 분해물을 재합성하는 작용을 하여 유기물의 무기화를 막아주며 영원히 부패하지 않게 해준다. (갯벌 근처에서 나는 고기로 젓갈을 만드는 이유임)

이로서 지금까지 처리하기 힘들었던 여러 유기폐자원을 발효시켜 재활용할 수 있게 된다.

예로써 남은음식물은 그 내용물의 다양성으로 인해 미생물을 이용한 발효가 불가능한 것으로 일반적으로 여겨져 왔다. 김치를 연상해 보면 쉽게 이해하겠지만, 위의 원리를 이용하는 경우에 이러한 골칫거리는 오히려 다양한 미생물의 생존 조건으로 작용하여 발효가 더욱 잘 되게 된다. 현장에서의 경험에 의하면 발효된 남은음식물은 하천 정화나 축분 등의 악취제거에 그 무엇보다도 탁월한 효과를 가지며 농업에서도 그 무엇보다도 유용하다는 것이 증명되어 가고 있다.

즉, 오염원이 훌륭한 정화원으로 재탄생하는 계기가 이루어진 것이다.

3. 자원순환농업의 출발점

친환경농업의 실현을 위해서는 충분한 농자재의 획득에서 출발해야 한다. 그를 위해서는 우선 무항생제 축산이 실현되어야 한다.

현재의 축산은 과도한 항생제에의 의존으로 축산물에의 항생제 잔류와 항생제 내성균의 빈번한 출현이라는 문제를 안고 있다. 특히 항생제 내성균의 문제는 통제할 수 없는 전염병의 발생을 일으킬 수 있어 관계기관 등에서 커다란 관심을 갖고 있다. 하지만 축산의 현실 여건 상 아직은 겉으로 드러내지 않고 있다.

무항생제 축산의 기본적인 출발점은 항생제를 사용하지 않아도 되는 환경을 만드는 것이다. 기존에는 이를 위해 무균, 멸균 상태를 지향하여 끊임없이 축사 내를 살균 소독을 행해 왔다. 하지만 이러한 행위는 오히려 가축의 면역력을 떨어뜨리고 침입한 병원균이 급속히 확산하는 환경을 만들어 더욱 항생제에 의존하게 만들었다.

따라서 관점의 변화가 필요하며 그 대안은 앞에서 말한 한국의 발효식품에 있다. 축사 내외의 환경을 김치처럼 만들면 되는 것이다. 즉, 유익한 미생물들이 우점하면서 유해균이 증식하지 못하는 환경을 만들면 되는 간단한 문제이다.

다음으로는 남은음식물은 물론 인분뇨, 생활 하수 및 식품 가공 폐기물 등 각종 유기폐기물들을 재활용할 수 있는 체계를 만드는 것이다. 이들을 처리하기 위해서 드는 비용을 재활용을 위해 이용하게 되면 농가는 저비용으로 농자재를 획득할 수 있게 되며 발생 당사자들은 커다란 골칫거리를 해결하는 것이 된다.

마지막으로 제주도를 요즘 문제가 되고 있는 유전자조작식품 GMO의 종자를 사용하지 않는 GMO자유지역으로 만드는 것이다. 친환경농업에는 GMO종자를 사용하는 것이 금지되어 있다. 하지만 GMO종자를 한 농가에서 사용하게 되면 자연스레 그 유전자가 이웃농가에 전파되게 된다. 결국은 GMO 종자의 유전자가 일정정도 퍼지면 자연스레 친환경농업은 어렵게 된다.

따라서 친환경농업을 전반적으로 실시히기 위해서는 GMO 종자의 사용을 초기에 차단하는 것이 중요하며 섬이라는 특징은 GMO의 차단을 더욱 쉽게 할 것이다.

또한 GMO 자유지역의 실현은 제주도의 청정 이미지를 세계적으로 확산하는 데도 커다란 도움이 될 것이다.

(보충) 화학비료와 농약의 피해

친환경농업은 과도한 화학비료와 농약에 대한 폐해에 대한 반성에서 등장하게 된다.

화학비료의 과다사용은 토양의 산성화와 경화, 영양 불균형 등 지력을 저하시키며 제주도의 경우는 토양 유실을 심각하게 초래하고 있다. 또한 식물체내에 축적된 질산성 질소(인체 내 흡수량 중 식물 유래가 85%이상)는 아기의 청색증 및 발암, 여성의 불임증(경반암), 당뇨병을 유발할 수 있다.

그리고 농업에서 화학비료에의 의존이 초래한 가장 큰 문제는 화학 농약의 사용이다. 화학 비료 하나에 하나의 병이라 할 정도로 화학비료는 식물체 내의 미네랄의 균형을 필연적으로 혼란에 빠지게 하며 그 결과 병이 발생하며 화학농약의 사용을 촉진하게 된다.

이러한 농약과 농작업의 편리를 위해 사용하는 제초제는 다양한 동식물의 멸종을 초래해 생태계의 파괴를 가져오고 식물체 내에 축적되어 그를 섭취하는 인간의 건강에도 위협을 주고 있다. 더욱이 농약은 기준치 보다 훨씬 적은 양일 때 환경호르몬으로 작용한다는 것이 밝혀져 문제가 되고 있다. 즉, 극미량이면 문제가 없을 것으로 여겨 왔는데 오히려 인간 및 자연계의 동물들의 생리 현상을 교란한다는 것이다. 따라서 화학농약에는 안전 기준치가 존재하지 않으며 그 피해를 막기 위해서는 사용하지 않는 방법 밖에 없다.

끝