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[뉴스에프엔 김맹근 기자] 생분해성 플라스틱이 환경 친화적인 대안으로 주목받고 있지만, 농업 생태계에 미치는 영향은 여전히 복합적이고 미확인 요소가 많다는 연구 결과가 나왔다.

최근 외신에 따르면 중국 신장대학교와 닝보대학교의 Tida Ge 박사 연구팀은 기존 미세플라스틱(폴리프로필렌·폴리에틸렌)과 생분해성 미세플라스틱(폴리카프로락톤·PBAT)을 대상으로 농업용 토양 내 효과를 비교한 실험을 진행했다. 실험에는 완두콩을 모델 작물로 선택해 묘목기, 개화기, 성숙기 등 생장 단계별로 토양과 작물에 미치는 영향을 관찰했다.

연구 결과, 생분해성 미세플라스틱인 PBAT는 뿌리 생장 측면에서 유의미한 긍정 효과를 보였다. PBAT 0.1%가 첨가된 토양에서는 대조군에 비해 완두콩 뿌리 바이오매스가 35.3% 증가했다. 이는 미생물 활성 촉진을 통해 식물이 더 많은 양분을 흡수할 수 있게 했기 때문으로 분석된다.

반면, 전통 미세플라스틱의 효과는 혼재되어 있었다. 예컨대, 1% 폴리프로필렌(PP) 처리 토양에서는 묘목의 지상부 바이오매스가 43.4% 감소했지만, 0.1% 처리에서는 개화기에 오히려 126.1% 증가했다. 폴리에틸렌(PE)도 개화기에 지상부 생장을 일시적으로 촉진시키는 경향을 보였다. 이는 전통 플라스틱의 물리적 특성이 토양 구조에 영향을 미쳐 작물 생장에 긍정 또는 부정적 작용을 할 수 있음을 시사한다.

토양 미생물 생태 측면에서 생분해성 플라스틱은 탄소, 질소, 인의 농도를 높여 영양분 순환을 촉진하는 효과를 보였으며, 기존 미세플라스틱보다 분해 가능성이 높아 유기물 분해에 기여할 수 있는 잠재력을 드러냈다. 그러나 모든 미세플라스틱은 미생물 네트워크의 복잡성을 높였고, 이로 인해 생태계 기능 변화 가능성도 제기됐다.

연구팀은 특히 생분해성 미세플라스틱이 초기에는 미생물 활성화를 통해 작물 생장을 자극할 수 있지만, 이후 미생물이 탄소원을 고갈시키면서 작물과 양분 경쟁을 유발할 수 있다고 경고했다. 완두콩의 뿌리에서 방출되는 신선한 탄소는 미생물의 ‘탄소 배고픔’을 해결하기에 부족했으며, 이로 인해 토양 내 질소·인의 경쟁이 촉발됐다.

이번 연구는 단기적 실험에 한정된 결과라는 점에서, 생분해성 및 기존 미세플라스틱의 농업 생태계 영향에 대한 장기적 연구의 필요성이 강조된다. 연구진은 “콩과식물처럼 생물학적 질소 고정에 의존하는 작물을 중심으로 한 장기 현장 실험이 필요하다”고 밝혔다.

플라스틱 오염이 농업에 미치는 영향이 점차 가시화되는 가운데, 생분해성 소재가 단순한 대안이 될 수 없는 복합적 생태학적 과제를 던지고 있다.

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