인간 등 동물과 마찬가지로 식물에도 전기 신호가 흐르고 있고, 전기적 활동으로 인해 식충식물이 움직이거나 먹을 수 있을 것 같을 때 경고하기도 하는데, 새로 스웨덴 린쇼핑대학이 이끄는 연구팀이, "오옴기 뿌리에 전기 자극을 주면 성장이 촉진된다"는 연구 결과를 보고했다.
세계 인구가 증가하는 가운데 식량 문제도 심각해지고 있어, 유엔식량농업기구(FAO)는 2022년 기아에 직면한 사람은 7억8300만 명에 달하고, 2019년과 비교해 1억2200만 명이나 증가했다고 보고. 격화되는 식량 문제에 대한 해결책으로, 곡물과 채소 등의 수확량을 효율적으로 늘리는 방법에 관심이 쏠리고 있다.
수경재배는 토양을 사용하지 않고 물, 영양소, 뿌리를 고정하는 발판만을 이용하기 때문에, 다른 농법보다 적은 물이나 비료로 식물을 키울 수 있으며, 토양이 식물에 적합하지 않은 지역에서도 채소 등을 수확할 수 있다. 또 노지 재배에 비해 필요한 작부면적이 적고, 재배설비를 세로로 쌓을 수 있어, 빌딩이나 창고 내에 차세대 수직농장을 만들 수도 있다는 것.
린셰핑대 유기일렉트로닉스연구소 조교수인 엘레니 스타브리니도 씨는, "세계 인구는 증가하고 있고, 기후변화도 일어나고 있기 때문에, 기존 농법만으로 지구 식량 수요를 충당하지 못할 것이 분명합니다. 하지만 수경재배를 이용하면 도시에서도 잘 관리된 환경에서 음식을 키울 수 있습니다."라고 말한다.
스타브리니도 씨들의 연구팀은 수경재배 수확량을 증가시키기 위해, "오옴기 모종 뿌리에 일정 전압을 가하는 저전력 수경재배 시스템"을 개발하고, 이 시스템에서 오옴기는 "eSoil"이라고 불리는 도전성 발판에 고정되어 5일 동안 저전압을 가했다.
eSoil은 식물 세포벽의 주성분이기도 한 셀룰로오스에 폴리에틸렌 디옥시티오펜(PEDOT)이라고 불리는 전도성 고분자를 혼합한 것. 연구팀은 발아 5일 후 오옴기를 eSoil에 놓고, 5일간 저전압을 가한 채 키웠고, 전기자극을 끄고 5일간 키웠다. 이렇게 총 15일간 키운 오옴기의 건조 중량을 전압을 가하지 않고, 15일간 수경재배한 오옴기의 건조 중량과 비교했다.
그 결과, 전기 자극을 받은 오옴기는 비교 대조 오옴기와 비교해 건조 중량이 평균 50%나 무겁고, 30%나 길게 성장한 것으로 나타났다. 전기 자극이 오옴기의 성장을 촉진하는 메커니즘은 불분명하지만, 실험에서는 전압이 가해진 오옴기가 질산염을 보다 효율적으로 질소 함유 바이오매스로 변환한다는 것을 시사하고 있다.
스타브리니도 씨는, "이 방법으로 더 적은 자원으로 모종을 더 빠르게 성장시킬 수 있지만, 실제로 어떻게 작용하는지, 어떤 생물학적 메커니즘이 관여하는지는 아직 불분명합니다. 우리가 발견한 것은 모종이 질소를 더 효율적으로 처리하는 것이지만, 전기 자극이 이 과정에 어떤 영향을 미치는지는 알려져 있지 않습니다"라고 말하고 있다.
또 주목할 점으로, 오옴기의 성장에 차이가 난 것은 전기 자극을 받고 있는 중이 아니라, 전극 스위치를 껐다가 재배가 끝날 때까지 5일 만에 일어났다는 점도 꼽히고 있다. 이는 5일보다 짧은 전기 자극이라도 식물 성장에 지속적인 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 것.
연구팀은 논문에서, "결론적으로 우리는 바이오일렉트로닉스 성장 발판인 "eSoil"을 개발해, 수경재배에서 오옴기 모종의 성장을, 전기 자극을 준 후 평균 50% 향상시켰다"며 "그러나 우리의 연구는 모종에 초점을 맞춘 것이었기 때문에, 성장 초기 단계의 자극에 의한 성장 촉진이 식물의 성장 사이클 전체에 영향을 미치는지 알기 위해서는 추가 연구가 필요하다"고 말하고 있다.
EmoticonEmoticon