전기 자극이 식물 성장 가속화시켜

전기자극을 통한 식물 성장

[객원 에디터 6기 / 이승원 기자] 엘레니 스타브리니두 스웨덴 린셰핑대 유기전자공학연구소 교수 연구팀이 지난달 26일 미국과학원회보(PNAS)에 수경 재배에 관한 연구 논문 내용을 발표했다. 여기서 수경 재배란 흙 없이 물과 배양액으로 식물을 키우는 방식이다. 연구팀에 따르면 연구팀이 개발한 식물 성장에 필요한 환경을 이용해 보리 묘목의 뿌리에 전기 자극을 가하면 성장 속도가 빨라진다고 밝혔다. 

연구진은 식물에 전기 자극을 할 수 있는 ‘e농업(eSoil)’ 환경을 만들었다. 고분자 섬유질인 셀룰로오스와 전기가 통하는 고분자 물질인 PEDOT를 혼합해 만들었다. 전자 토양에 보리 묘목을 심고 전기로 자극하자, 전기로 자극하지 않았을 때보다 15일 내에 5일 동안 전기 자극을 준 후 최대 50%의 성장 속도 향상을 보였다. 전기 자극이 묘목이 성장할 때 꼭 필요한 질소를 처리하는 과정을 더 효율적으로 만들었기 때문이다. 하지만 이에 관련된 생물학적인 메커니즘은 확인하지 못했다.

연구진이 개발한 e농업 환경은 본래의 수경 재배를 할 경우 필요한 전압과 에너지보다 더 적은 양을 사용하고, 물의 낭비를 줄이고, 공간적 효율을 높일 수 있다는 이점이 있다. 

연구진은 “식물이 자라기 어려운 환경에서 e농업을 사용할 수 있다”며 “전 세계 인구 증가와 기후 위기의 심화로 지구의 식량 수요를 감당할 수 없는 상황에서 이 기술을 이용하면 식량을 쉽게 재배할 수 있다”라고 밝혔다.

연구진들이 밝힌 바와 같이, e농업은 식량 안보 문제를 해결할 수 있다고 말할 수는 없지만 경작지가 부족하거나 환경조건이 열약한 장소에서 유용하게 쓰일 수 있다. 또한, 성장 속도를 빠르게 해주는 것까지 고려하면 농업에서 엄청난 기술적 발전이라는 사실을 부정할 수 없다.

하지만 전기라는 해결해야 하는 문제가 존재한다. E농업 환경을 유지시키기 위해 농부들은 계속 전기를 켜두어서 뿌리를 자극시켜 주어야 한다. 그로 인해 전기로 인한 큰 비용이 발생한다. 그리고 전기 사용을 줄이기 위한 태양 전지를 설치하는 비용도 전기로 인한 비용과 맞먹는 크기일 것이다. 그러므로 열약한 상황을 위한 발명이지만 정작 열약한 상황 속 충분한 돈이 존재하지 않는 사람들은 사용하기 어렵다는 한계를 가지고 있다.