토양 생물의 중요성

작성자 : 농촌진흥청 유기농업과 이상범(031-290-0557, korealee@korea.kr)

토양생물들의 역할은 지구의 생화학적 순환에 식물과 동물없이는 생각할 수 없는 것처럼 자연의 물질순환에 (미)생물 없이는 생각할 수 없을 정도로 그들은 자연생태계와 농업생태계내에서 매우 중요하다. 토양에 서식하고 있는 생물은 크게 미생물과 미소동물로 구분할 수 있다.

토양 미소동물들은 일시적 또는 생활사의 한 단계 이상을 토양 속에서 생활하는 생물로서 편형동물, 완보동물, 환형동물 및 절지동물들이 이에 포함되며 농업에서 중요한 대표적인 종류는 톡토기류, 응애류, 와충류, 다지류, 지렁이 등이 있다. 일반적으로 아메바류, 선충류, 톡토기류, 응애류, 지렁이류, 윤충류 등 토양 미소동물들은 주로 물리성을 개량하고 식물체 잔재물을 혼합 분쇄하는 역할을 한다.

토양의 비옥도는 물리‧화학적 특성은 물론 생물학적 특성에 의하여 좌우되며, 지속적인 작물생산성을 유지하기 위해서는 무엇보다도 생물학적 특성들을 간과해서는 안 된다. 토양 생물은 크게 미생물과 미소동물들로 분류되는데 이들의 활성은 토성과 영농형태에 의하여 좌우된다. 이러한 토양 생물 중 미생물에 관한 연구는 지속적으로 이루어 졌으나 미소동물에 대한 국내 연구는 미흡한 실정이다. 농경지 밭 토양에 서식하고 있는 미소동물은 m2에 약 26,000에서 47,000마리로 톡토기류와 응애류가 주종을 이루며, 대부분 표토로부터 토양 10cm내에 분포하고 있다. 한편, 식양토와 사양토에서 시기별 미소동물의 연중 서식 변동실태는 2가지 토양 모두 유사한 경향이지만 5월에서 7월 사이에는 큰 차이가 있는데 식양토에서 서식밀도가 높았다.

토양 미생물은 사상균, 박테리아, 방선균, 조류, 균근균 및 혹자는 지하부의 미세 식물기관 등을 포함한다. 미생물들은 효소학적 반응으로 동‧식물체를 빠르게 분해하여 유기물과 결합된 무기물을 분해하는 등 토양내 생화학적 물질대사에 관여하여 농업생산 활동을 가능하게 하고 토양오염을 억제시키는 역할을 담당하고 있다. 토양 미생물은 토양 유기물의 1%보다 적게 차지하고 있음에도 불구하고 토양의 특성을 좌우하고, 물질분해에 주도적인 역할을 하고 있다는 것이 많은 학자들에 의해서 증명되어 미생물의 중요성이 더욱 부각되고 있다.

한편, 농경지 토양에서 토양효소 활성이 높은 토양은 낮은 토양보다 작물생육이 양호하다. 셀룰로스분해 효소활성(㎍ GE/g‧토양‧24h), 요소분해 효소활성(㎍ NH4-N/g‧토양‧h) 및 인산분해 토양효소활성(㎍ pNP/g‧토양‧h)에 대하여 작물생육 상태별로 분석 비교해 보면 작물생육 불량지보다 양호지와 건전지에서 높게 나타난다.

이와 같이 농업활동과 환경보전에 중요한 위치를 차지하고 있는 생물들의 서식에 필수 전제 조건은 토양 복합체내에 공기와 수분이며, 아울러 작물의 생육, 토양 종류, 토양반응, C/N율, 유‧무기물, 토양관리 및 기상 특히, 미세기상등에 의하여 영향을 받게 되는데 표토로부터 지하로 내려감에 따라 생물 서식에 불리한 토양조건으로 인하여 토양 (미)생물의 생장과 활성은 급격히 저하된다.

또한 화학합성 농약과 비료의 과다 시용으로 염류장해, 양분의 과다 집적, 토양 산성화 등으로 토양중 살아있는 구성성분인 생물들은 특정 종의 우점과 단순화 및 먹이연쇄(Food chain)의 불균형이 초래되어 토양의 기능이 저하된다. 과부하된 토양생태계는 지속적 작물생산성 유지와 환경정화 기능이 점점 상실되어져 인간에게 직‧간접적으로 위험성을 부여하게 된다.

아울러 인류의 역사와 함께 밀접하게 관련되어 발전된 일반 미생물들은 1684년 네덜란드의 뤼벤획(A, Van Leeuwenhoek)에 의해서 박테리아에 대하여 처음 기술된 후 농업은 물론 제약, 음료, 식품, 사료 및 화학 산업 등에 활용하게 되었다. 생물은 유기물의 분해, 합성, 변환 및 무기물의 고정과 가용화 등 물질대사 반응을 촉매하고 있다. 예를 들어 미생물에 의하여 유래되는 효소들은 물질대사 반응을 10배 정도 높여 주며, 반응속도를 1010배 정도 빠르게 진행시켜 효소 촉매없이는 100년 이상이 소요되는 물질분해도 단 몇 달 또는 몇 년 이내에 완료시킬 수도 있다.

토양생물은 이러한 작용을 촉진할 수 있는 물질들을 분비하여 인간활동 등에 의한 자연계내에 유입되는 각종 유기물들을 빠르게 분해함으로서 작물에 필요한 양분을 공급하는 동시에 자연생태계내 환경오염을 방지하는 지상의 가장 중요한 역할을 담당하고 있다.

이상범  

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