탄산업계 신시장 개척

동일한 광도·온도서 CO₂농도 생산성 좌우

탄산가스 미시용대비 16~37% 소득 향상

다행히도 지난해 드라이아이스 대일본수출 활성화로 인해 타 산업분야에서의 손해를 벌충하는 듯 싶었으나 조선산업에 비해 작은 크기의 파이와 언제까지 드라이아이스 수출 활성화가 지속될지 알 수 없는 상황에서 탄산업계가신규시장 개척에 나서고 있다.

대한탄산공업협동조합(이사장 배상도)이 올해의 중점사업으로 채택하고 나선 농업용 탄산시장 개척이 바로 그것이다.

본지에서는 대다수에게 생소하게 느껴질지도 모르는 농업용 탄산에 대해 알아보도록 한다. /편집자 주

식물의 광합성에 영향을 미치는 외적 요인에는 광도, 온도, CO₂농도 등이 있으며 이 중에서 두 가지 요인이 갖춰졌을 때는 나머지 한 요인에 의해 광합성 작용이 지배된다. 따라서 주어진 광도 및 온도 하에서는 CO₂농도의 고저에 따라 광합성량이 결정된다는 것이다.

노지에서 작물을 재배할 때는 대기의 순환에 의해 적정 CO₂농도가 거의 일정하게 유지되지만 시설작물 재배에 있어서는 외부와의 공기 이동의 차단과 작물의 광합성 시 소모되는 CO₂로 인해 시설 내 CO₂농도가 점차 낮아져 정상적인 광합성 작용을 저해한다.

따라서 탄산농법이란 시설 인근에 탄산가스 저장탱크나 실린더 집합대, 압력계, 압력조정기, 고압가스용기 밸브 자동조절기 등 관련 장비를 설치, 액화탄산가스를 기화시키거나 드라이아이스 등을 이용해 시간대별로 최적 CO₂농도를 유지시켜 작물이 광합성하기 가장 좋은 환경을 형성, 수확량을 극대화시키는 것이다.

이로 인해 사회적 문제가 되고 있는 농가의 소득향상은 물론 탄산업계의 블루오션 개척과 더 나아가 공기 중으로 배출될 CO₂를 포집해 작물의 성장을 촉진시킨다는 점에서 친환경적 온실가스저감의 측면도 엿보인다.

이러한 인위적인 CO₂공급으로 하우스 내 작물의 성장을 촉진시키는 방법은 이미 많은 연구자료가 발표된 바 있다. 특히 농촌진흥청 기술연구소는 파프리카, 토마토, 딸기, 장미 등 대표 작물의 하우스 재배 시 탄산가스의 시용 (농약이나 비료 등을 살포해 이용하는 것)과 미시용에 대한 작물 성장률 비교분석자료는 물론 탄산가스 미시용대비 시용 시 소득 증가율 연구결과를 공개했다.

자료에 따르면 경제적 평균 시용 농도인 1,000~1,500ppm의 탄산가스 시용으로 인한 광합성 촉진은 작물의 수량 및 품질개선 효과를 향상시켜 품종에 따라 차이가 있지만 소득증가율은 16~37%까지 증대된 것으로 나타났다.

따라서 시설 내에 인공적으로 탄산가스를 공급, 식물이 광합성하기 알맞은 CO₂농도를 유지시켜 최적의 환경을 조성해 작물의 생산성 및 품질개선 향상효과를 극대화시킬 수 있다는 것이다.

대부분의 식물은 오전 중에 70~80%의 광합성이 이뤄지므로 일출 후부터 2~4시간 공급이 적당하나 오전 중에 흐리거나 광합성 조건이 맞지 않으면 광합성 시간은 조건이 충족되는 시간으로 이동한다. 이는 광합성이 오전에만 진행되는 것이 아니라 오후에도 이뤄진다는 뜻이다.

이에 따르면 탄산가스 시비처리에 따른 생육의 초장은 탄산가스 시비에 영향을 거의 받지 않았지만 생체중과 건물중은 탄산가스를 시비한 것이 높은 결과를 보였다. 탄산가스 시비를 한 그룹은 무처리 그룹에 비해 전체적으로 과실이 크고 과피가 두꺼우며 수량이 많은 경향을 나타냈다.

■ 탄산가스 투입으로 얻는 이점

탄산가스 투입으로 작물은 생체의 초장엽 면적이 증가되며 엽육이 두꺼워지고 뿌리의 성장촉진효과로 영양소의 흡수율이 높아진다. 이로 인한 광합성의 증가로 20~50% 정도의 증수 효과와 생육을 촉진해 조기수확 및 품질향상에 따른 소득증대를 기대할 수 있다. 또한 왕성한 생육으로 병해충 발생률이 감소해 내병성이 향상되며 이로 인해 농약사용이 줄어 경영비절감 및 친환경 농산물 생산 등의 이점이 있다.

과채류의 경우 암꽃의 수가 증가하고 임성이 촉진돼 착과에 용이함을 보이고 화훼류에서는 꽃의 수가 증가하고 개화촉진 및 줄기가 굵어지며 화색의 선명도 향상과 절화의 수명이 연장된다.

■ 단기간 내 효과 입증

특히 토마토, 오이, 가지 등 과채류의 경우 열매의 알찬 정도는 수익과 직결되기 때문에 탄산가스 시용으로 광합성을 촉진시켜 작물로부터 상품성이 높은 결과물을 만들어내게 하는 것이 가장 중요하다.

안인상 광주시 토마토 연구회장 겸 광주시 친환경 연합회 부회장은 “15년간 토마토를 재배해 오다가 지난해 7월경 처음으로 탄산가스를 사용해 봤는데 상상외로 좋은 결과가 나왔다”라며 “탄산가스를 사용하지 않고 재배했을 때에 비해 내용물이 실해져 열매가 단단해지고 모양도 잘 나오게 됐다”고 설명했다.

토마토는 보통 일년에 2회 농사를 짓는데 벼농사의 모내기에 해당되는 ‘정식’ 후 4~50일 뒤부터 수확이 시작된다.

안 회장은 “토마토 농사의 경우 탄산가스 시용 후 단기간 내에 효과를 눈으로 확인할 수 있어 소득 올리는 재미가 쏠쏠하다”고 말했다.

■ 탄산사용 필수 ‘시설재배’

시설재배란 비닐하우스나 유리온실 같은 인공시설 하에서 인위적으로 재배환경을 조절하면서 작물을 재배하는 방법의 총칭이다.

원예작물은 생체(生體)로 이용하는 것이 대부분이며 높은 수분을 함유하고 있기 때문에 저장하기가 어렵고 변질되기 쉬우며 신선도가 떨어지면 상품가치를 잃게 된다. 시설원예로 채소와 꽃 등이 연중 생산됨으로써 소비자의 기호에 맞는 상품을 공급해기 위해 생육환경을 억제·촉진할 수 있는 시설재배가 발달하게 됐다.

시설원예는 시설물을 세우고 모든 재배환경을 인위적으로 조절해야 하므로 자본집약적인 면은 있으나 작물재배에 가장 중요한 수분·온도·광선·영양분 등을 조절할 수 있어 출하시기 조절이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 특징들로 인해 시설원예는 점차 널리 보급돼 새로운 원예산업으로까지 육성·발전되고 있다.

■ 시설재배 장점

일반 노지재배의 경우 작물생장은 서리가 내리지 않는 기간 동안만 가능하나 시설 내에서는 기후환경의 제한 없이 한겨울에도 작물재배가 가능해 작물을 연중생산할 수 있으며 계획된 생산구역이라는 특성을 살려 농업기계화 및 자동화를 접목, 고정시설 내 저투자 고효율 생산이 가능하다.

또한 노지재배와 달리 강우에 의한 비료의 유실이 없으며 파이프관수, 점적형관수 등의 관수방법으로 혹한기 관수에 따른 지온저하를 방지하고 시설 내 탄산농도제어로 식물의 광합성 촉진과 출하시기 조절을 통한 소비자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있다.

#비닐하우스

시설재배의 종류로는 첫째로 일반적으로 가장 많이 이용되는 비닐하우스를 들 수 있다.

비닐하우스는 국내 전체 시설농가수의 96%, 전체 시설면적의 97%를 차지할 정도로 일반적인 시설재배 형태로 1954년경부터 비닐필름이 농업에 이용되기 시작하면서 하우스 ·터널 등이 눈부시게 보급되었다.

특히 비닐하우스는 급속도로 발전해 현재 가장 중요한 원예시설로 전국에서 이용되고 있다. 비닐하우스는 채소류 재배에 가장 많이 쓰이며 화훼류(花卉類)·과수류(果樹類)의 재배에도 이용되며 기밀성(氣密性)이 높아 유리온실보다는 약간 떨어지나 비교적 보온력이 높다.

#유리온실

유리온실은 외부피복재가 유리로 되어 있는 온실을 말하며 온실의 골조는 H형강, 사각관, C형강 등의 철재와 용마루, 서까래 등의 알루미늄 프로파일로 구성돼 있다.

유리온실은 광투과성, 보온성, 환경제어, 안전성, 작업성 등이 우수하며 작물을 연중 생산체계화할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.

유리온실에서 재배할 수 있는 작물은 토마토, 오이 등 채소류와 장미, 백합 등 화훼류가 있으나 비닐하우스에 비해 많은 자본을 필요로 하는 유리온실의 투자 및 유지비용을 고려해 재배작물을 선택에 제한이 있다.

경량온실은 구조적 강도가 비닐하우스보다 강하고 유리온실보다 약한 중간형이다.

본래 비닐하우스의 약한 내구성을 보강하기 위해 0.2mm 이상의 여러 종류 경질(硬質) 플라스틱판을 이용한 강화판(强化板)을 사용하며 현재 사용되는 주요 경질판으로는 유리섬유 강화폴리에스테르판(FRP)·유리섬유 아크릴판(FRA)·아크릴수지판(MMA) 등이 있는데 평평한 평판형과 골이 진 골판형 등이 있다. 강화판은 투광률이 유리와 비교해 손색이 없으며 오히려 파손의 우려가 적고 가벼운 장점이 있다.