[비건뉴스=최유리 기자] 지속 가능한 농업이 전 세계적으로 화두가 되고 있는 가운데, 농업 폐기물의 처리 문제는 여전히 해결되지 않은 과제로 남아 있다. 현재 전 세계적으로 연간 약 140억 톤에 이르는 작물 짚과 1억 2500만 톤의 가축 분뇨가 배출되고 있다. 그러나 이들 유기 폐기물의 대부분은 효과적으로 처리되지 못한 채 방치되거나 비효율적인 방식으로 재활용되고 있다.

전통적인 퇴비화 방식은 리그노셀룰로오스(Lignocellulose) 분해 효율이 낮고, 병원균 및 항생제 내성 유전자(ARGs)의 제거에 한계가 있어 환경적, 건강적 문제를 야기할 수 있다. 이에 따라 보다 효율적이고 지속 가능한 방식이 절실히 요구되고 있다.

이러한 가운데 중국과학원 쿤밍식물연구소(KIB) 연구진은 작물 잔재물, 가축 분뇨, 폐버섯 배지를 결합한 '가축-작물-버섯(Livestock-Crop-Mushroom, LCM)' 순환 시스템을 개발해 눈길을 끌고 있다. 이 시스템은 희귀 식용버섯 Stropharia rugosoannulata를 활용해 농업 폐기물을 효과적으로 재활용하면서, 동시에 고부가가치 농산물을 생산할 수 있는 순환 구조를 갖추고 있다.

연구팀은 '짚과 소 분뇨의 공동 퇴비화 → 버섯 재배 → 폐버섯 배지의 재활용'이라는 세 단계 경로를 중심으로 LCM 시스템의 생태학적 효과를 분석했다. 특히, LCM 시스템이 귀리 생장과 뿌리 주변 미생물 군집에 미치는 영향을 메타유전체 분석, 기능성 유전자 분석 등 다중 오믹스 기법을 통해 입체적으로 규명했다.

실험 결과, 전통적인 퇴비(St)와 폐버섯 배지 혼합 퇴비(StM)를 비교했을 때, StM은 병원균 억제, 항생제 및 ARGs 감소, 뿌리 발달 촉진 등에서 월등한 효과를 보였다. 또한, LCM 바이오비료는 기능성 미생물의 다양성을 증가시키고, 부생성 곰팡이를 풍부하게 해 뿌리의 영양 흡수 능력을 향상시키는 것으로 나타났다.

특히 소 분뇨 내에 잔류된 항생제인 옥시테트라사이클린(Oxytetracycline)과 ARGs를 효과적으로 줄이며, 토양 내 병원성 미생물의 밀도를 억제하는 능력이 확인됐다. 이로 인해, 작물의 면역력 증진과 수확량 증대까지 기대할 수 있게 됐다.

이번 연구는 농업 폐기물의 재활용을 단순한 분해가 아닌, 생태계 전반에 긍정적인 영향을 미치는 순환 시스템으로 전환하는 데 있어 중대한 전환점을 제시했다. 연구팀은 "LCM 시스템은 농업의 친환경성, 생산성, 생물학적 안전성을 모두 충족할 수 있는 이상적인 모델"이라고 밝혔다.

이러한 시스템이 확산된다면, 농업 폐기물로 인한 환경 오염 문제를 근본적으로 줄이는 동시에 고품질 작물 생산이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있을 것으로 기대된다. 이는 농업 생태계의 지속 가능성을 높이는 데 결정적인 역할을 할 수 있다.