올부터 2년간 부안 청주 예천서 현장실증 연구 들어가
농진청, ‘감탄’ 이름짓고 친환경농업 단지 우선 보급
농촌진흥청이 메탄 발생을 줄이면서도 쌀의 품질과 생산성은 갖춘 저탄소 벼 품종 ‘감탄’을 개발했다.
신품종 벼 ‘감탄’은 최근 기후위기 심화와 온실가스 배출 문제로 인해 지속 가능한 농업의 중요성이 커지고 있는 가운데, 유전자조작(GMO)이 아닌 전통적인 육종 방식으로 개발된 품종이라는 점에서 친환경 농업의 확대를 이끄는 중요한 성과로서 주목받고 있다.
정병우 국립식량과학원 밭작물개발부장, 메탄 저감 유전자 보유 ‘감탄’ 브리핑 현장
벼는 생장하면서 뿌리에서 메탄을 발생시키는 고세균 먹이 물질인 메타노젠을 배출하는데, 지에스쓰리(gs3) 유전자는 이 물질이 적게 분비되도록 작동, 메탄 발생을 줄이고 대신 벼알을 굵게 하는 역할을 한다.
‘감탄’은 기존 벼(새일미) 대비 메탄이 약 16% 적게 발생하고, 비료 사용량을 절반으로 줄이면서, 메탄 발생량이 약 24%까지 줄어든다. 일반적으로 비료를 50% 줄이면 벼 수확량이 15~20% 감소하지만, ‘감탄’은 약 7%만 줄어 생산성 손실도 현저히 적다. 또한, 장비 투입이나 별도의 재배 관리 없이 품종 교체만으로 메탄 발생량을 줄일 수 있어 실용성과 현장 적용성이 높다.
농진청은 2030년까지 2018년 대비 온실가스 배출량을 농수축산 부문에서 27.1%를 감축한다는 정책을 뒷받침하기 위해 ‘그린라이스(Green Rice)’ 사업을 추진하고 있다.
‘그린라이스’는 화학비료를 적게 사용하고 메탄가스가 적게 발생하는 품종을 통해 자원 투입을 줄이고 탄소중립을 달성할 수 있는 기후변화 대응형 벼를 말한다. ‘감탄’은 그린라이스 사업의 첫 성과물로, 밥맛이 우수하고 병에도 강해 친환경 농업에 적합하다.
‘감탄’은 올해부터 2년간 전북 부안, 충북 청주, 경도 예천에서 현장실증 연구가 이뤄지며, 9월 연시회를 통해 수요자 의견을 수렴하고 보급 확대를 위한 현장 적응성 강화에 나설 계획이다.
향후 친환경 단지를 중심으로 종자를 우선 보급하고, 저탄소 인증 및 고품질 상표(브랜드) 쌀 전략과 연계, 시장 확대와 농가 소득 향상을 도모할 계획이다.
농진청 정병우 밭작물개발부장은 “‘감탄’은 세계 최초로 특정 유전자를 활용, 전통 육종으로 개발된 메탄 저감 벼 품종”이라며, “앞으로도 탄소중립과 식량안보, 환경보전을 동시에 실현할 수 있는 벼 품종 개발과 재배기술 연구에 더욱 속도를 낼 것”이라고 밝혔다.
권영호 국립식량과학원 농업연구사, 메탄 저감 유전자 보유 ‘감탄’ 브리핑 현장
Q. ‘감탄’ 품종을 통한 국내 온실가스 감축 가능량은?
‘감탄’ 품종이 실제 국가 온실가스 감축에 기여하기 위해서는 국가온실가스 배출계수 등록을 해야 한다. 아직 개별 품종이 국가온실가스 배출계수에 등록된 사례는 없지만, 현재 시험연구 중이다. 만약 배출계수가 이번 연구처럼 16% 감축량으로 등록이 된다면, 10만ha 재배했다고 가정 시 벼 재배에서 발생하는 온실가스 전체 배출량의 약 2.3%(17만1000톤)를 감축할 수 있다.
Q. 논에서 온실가스가 나오는 경로는?
A. 논에서 이뤄지는 벼 재배는 농업 분야에서 메탄가스(CH4) 배출의 중요한 원인 중 하나로 꼽힌다. 벼농사는 일반적으로 논에 물을 깊이 대어 담수 상태를 유지하는 방식으로 이뤄지는데, 이러한 환경은 토양 내 산소가 거의 없는 무산소(혐기성) 조건을 형성한다. 이 조건에서 벼 뿌리에서 분비되는 물질을 메탄 생성균이 이용해 메탄가스를 발생시킨다. 이렇게 생성된 메탄은 벼의 줄기를 통해 약 90%가 방출된다.
Q. 논에서 메탄 발생을 줄이는 방법은?
A. 논에서 발생하는 메탄을 줄이는 방법은 중간물떼기ㆍ논물 얕게 걸러대기 등 논물 관리, 규산질 비료 시용, 볏짚 관리, 경운 관리 등 여러가지 기술이 있지만, 기술의 다변화를 위해 품종 육성을 통한 메탄 저감 기술을 개발하고 있다.
Q. 비 GMO 육종 방식이 가지는 장점은?
A. 이전의 특정 유전자를 이용해 메탄 발생을 줄인 연구 모두 형질전환을 통해 만든 GMO 식물체였다. 이러한 GMO 식물체는 우리나라 일반 농업인들은 심을 수 없다. 하지만 gs3는 자연적으로 발생한 것으로, 이 유전자를 이용해 품종을 만들면 농가에 보급할 수 있어 파급효과가 크다.
Q.gs3유전자란?
A.gs3 유전자는 주로 벼의 낟알(종자) 크기를 조절하는 데 중요한 역할을 하는 유전자다. 이름 그대로 ‘Grain Size 3’의 약자로, 낟알의 길이와 무게를 결정하는 주요 유전자 중 하나로 알려져 있다.
Q. ‘감탄’ 연구결과에 대한 학술적인 가치는?
A. 과학계에서 가장 권위 있고 영향력 있는 학술지 중 하나로 꼽히고 있는 저널 ‘Nature’의 자매지인 ‘네이쳐 클라이밋 체인지(Nature Climate Change)’에 2023년에 게재됐다. 피인용지수가 30.7로 그 가치를 세계적으로 인정받고 있다고 할 수 있다.
Q. ‘감탄’의 소비 재배 적응성이 농가 현장에서 가지는 의미는?
A. 현재 정부에서도 친환경 재배를 권장함으로써 비료를 적게 처리하는 것을 권고하고 있다. 비료를 적게 처리하면 쌀의 단백질 함량이 줄어들어 밥맛이 증가하기 때문이다. 하지만 비료를 적게 주면 수확량이 많이 줄어들어 실제 농민들이 꺼리고 있다. (비료를 50% 줄이면 약 20% 수량 감소) 하지만 ‘감탄’은 비료를 50% 줄여도 수량 감소율이 7%에 불과하기때문에 농가의 적용성을 높일 수 있을 것이다.
Q. ‘감탄’ 보급 현황과 계획은?
A. ‘감탄’은 2025년 국립종자원에 품종 출원된 품종으로 아직 농가에 보급되고 있지는 않다. 앞으로 온실가스를 줄이는 효과를 최대화할 수 있도록 비료를 50% 줄이고, 논물 관리까지 병행해 수행이 가능한 친환경 단지를 중심으로 보급할 계획이다.
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