토양은 육상 생태계에서 가장 큰 유기탄소 저장고 중 하나로, 기후변화 완화와 토양 비옥도 유지에 핵심적인 역할을 한다. 토양 내 유기탄소의 축적과 안정성은 토양 관리 방식, 작물 재배, 기후 조건에 따라 크게 달라지며, 이는 농업 생산성과 탄소 순환에 직접적인 영향을 미친다. 특히 농경지 토양에서의 유기탄소 동태를 정량적으로 이해하는 것은 토양의 탄소 저장 능력을 평가하고 지속가능한 농업 관리 전략을 수립하는 데 중요한 과학적 근거를 제공한다. 본 연구실에서는 국내 농경지 토양을 대상으로 토심(표토 및 심토)을 고려한 토양탄소 저장량을 평가하고, 지형·기후·식생 등 환경 정보를 결합하여 토양탄소의 공간 분포를 예측하는 디지털 토양지도 기반 연구를 수행한다. 이를 통해 지역별 토양탄소 저장 특성을 정량화하고, 농업 부문에서 탄소중립 목표를 달성하기 위한 토양 탄소 저장량과 관리 방향을 제시하고자 한다.
지속적인 온실가스 배출 증가는 기후변화를 가속화시키는 주요 요인으로 작용하며, 농업 부문은 메탄(CH₄)과 아산화질소(N₂O)의 중요한 배출원으로 알려져 있다. 특히 벼 재배를 위한 담수 논은 환원 조건에서 메탄 생성이 촉진되어 전 세계 인위적 메탄 배출의 상당 부분을 차지한다. 논에서의 온실가스 배출은 토양 수분, 온도, 양분 관리 및 재배 방식에 따라 크게 변동하므로, 농업 생산을 유지하면서 배출을 저감할 수 있는 과학적 관리 전략의 개발이 필수적이다. 본 연구실에서는 논에서의 온실가스 배출이 재배 관리와 환경 변화에 의해 어떻게 달라지는지를 규명하기 위해, 벼 재배 조건(이앙 시기, 품종, 배수성 차이 등)에 따른 CH₄ 배출 변동을 평가하고, 기상 요인 및 토양 특성과의 연계를 분석한다. 또한, 기상 요인과 토양 특성과의 연계를 분석하여, 국내 농업 여건에 적합한 온실가스 산정 보정계수 확보 및 저감 가능성을 연구한다.
바이오차는 바이오매스를 열분해하여 생성된 탄소 기반 물질로, 토양에 적용될 경우 토양 물리·화학적 특성을 개선하고 장기적인 탄소 저장을 가능하게 하는 잠재력을 가진다. 토양에 시용된 바이오차는 토양 유기탄소의 안정화를 촉진하고, 양분 보유력과 미생물 활성을 변화시켜 작물 생육과 온실가스 배출에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 특성으로 인해 바이오차는 농업 생산성과 기후변화 완화를 동시에 달성할 수 있는 유망한 관리 기술로 주목받고 있다.
미세플라스틱은 농업 활동과 플라스틱 자재 사용의 증가로 인해 토양 환경에 지속적으로 축적되고 있으며, 토양의 물리·화학적 특성과 미생물 군집에 영향을 미칠 가능성이 제기되고 있다. 토양 중 미세플라스틱의 분포와 거동은 유기물 함량, 토양 구조, 수분 조건 등에 따라 달라지며, 이는 탄소 순환과 오염물질 이동에도 영향을 줄 수 있다. 따라서 농경지 토양에서 미세플라스틱을 정확하게 분석하고 그 환경적 영향을 규명하는 것은 지속가능한 농업과 환경 관리를 위한 중요한 연구 과제이다.
기후변화대응 농업연구센터
Climate Change Response in Agriculture Center
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