Ecoshell의 더 건강한 스마트팜 제시 < 스마트팜

독립영양미생물의 이해
1. 독립영양미생물의 정의
  미생물 중에서 CO2 만을 탄소원으로서 사용하여 생체 유기물 (세포 구성 성분) 전부를 합성할 수 있는 생물체로 세포 구성 성분 합성을 위해서 다른 생물이 만든 유기 화합물을 필수로 하는 종속 영양균 [heterotrophic microorganism]과 대비된다. 이 분류는 탄소 동화를 기준으로 하며, 에너지 획득을 기준으로 한 분류에서 무기물을 전자 공급체로 하는 무기 영양과는 다른 정의이다.
2. 독립영양미생물의 분류
  1. 광독립영양미생물[photoautotroph]
    - 빛을 이용하여 에너지 획득
    - Chlorella를 비롯한 대부분의 조류, 홍색황세균, 녹색황세균 등이 포함됨
  2. 화학독립영양미생물[chemoautotrophs]
    - 화학적 암반응에 의해 전자 공급체를 산화하여 (단순한 무기물을 통해) 에너지 획득
    - 전자 공급체의 종류에 따라 구별
    암모니아산화균(대표균:Nitrosomonas), 아질산산화균(대표균:Nitrobacter), 황산화균, 철산화균(대표균: Thiobacillus), 수소세균(대표균: Alcali-genes) 등이 있음.
3. 독립영양미생물의 지구 탄생 초기 역할
  1. 생물이 살기 부적합한 조건이었던 지구 탄생 초기 상태
    - 이산화탄소 수치는 높고 산소 수치는 극히 부족했던 대기
    - 토양과 물의 산성화
  2. 독립영양미생물이 기초 환경을 조성함
    - 남조류와 광합성 세균 같은 독립영양미생의 광합성 작용으로 이산화탄소 제거
    - 산소, 탄수화물 등을 생산하여 다양한 식물 및 미생물들이 토양에서 생존, 번식 가능 환경 조성
  3. 알칼리성을 띈 미생물들이 물과 토양을 중화
    - 고등 생물 및 식물 번식할 수 있는 환경 조성
4. 독립영양미생물을 이용
  - 지구 탄생 초기와 흡사한 지금의 황폐한 환경을 개선하기 위해서 독립영양미생물을 이용하는 것이 친환경적인 근본적 해결책이 될 것으로 전망
스마트팜 경작 시 독립영양미생물의 중요성
선진국 대부분의 스마트팜 형태인 수직 재배는 양액 재배를 기반으로 하고 있음.
- 식물 성장에 필요한 영양분을 물에 넣은 양액이 토양의 역할 대체.
- 성공적인 스마트팜을 위해서는 ICT 기술만큼 양액의 성분이 중요.
- 여러 가지 현실적 한계로 대부분 수용성 화학 비료가 불가피하게 사용되고 있음.

생태계 친환경 농사법 유지
- 초기 경작지에 발효액을 살포 후 식물의 필요 양분을 자체적으로 생산하도록 유도
- 농작물의 발육상태 및 환경에 따른 영양분 적기 투입 필요성 해소
- 자체 대사 과정으로 항균물질 생산하여 병충해 저항성 증가
화학비료로 인한 토양 오염을 예방
다양한 영양분의 공급
- 칼슘, 유기영양소, 탄산칼슘 등의 유기적인 결합을 유도함
- 미생물이 철분, 구리, 아연, 몰리브, 망간에 흡착 후 식물에 흡수됨
- 토양 내 풍부한 인산, 질소, 유기물 및 미네랄 공급
- 토양 내 산소 함량 1~2시간 내 안정화 가능
토양 수분 유지
- 미생물 자기 질량의 13배의 수분을 식물에 공급

1 STEP	종속영양미생물이 지배하던 경작지 토양에 초기부터 지속적으로 남조류와 광합성세균(독립영양미생물)을 임의로 공급하여 이들이 우점을 하도록 생태계를 조성
2 STEP	토양이 남조류와 광합성 세균이 지닌 다양한 영양분을 충분히 공급 받도록 함
3 STEP	다양한 발효미생물(Aspergillus, Rhizophus, Bacillus)이 자라는 기반 형성
4 STEP	유기양분의 다양화를 유도하게 하고 따라서 칼슘과 유기영양소, 탄산칼슘 등의 유기적인 결합을 유도

구분	독립 영양농법	일반 재래농법
관련 미생물	독립영양 미생물 우점	종속영양 미생물 우점 (토양세균, 방선균, 사상균)
초기 생장상태	지하부(뿌리) 생장 강화	지상부(줄기, 잎) 생장
토양 상태	점액질 분비 mucilage-chelate	유기물 분해, 부식형
토양 내부상태	산소공급, 이산화탄소 감소	산소감소, 이산화탄소 포화 뿌리 호흡 장애
농작물	고칼슘, 약알칼리성, 기능성	산성에 가까움
농법	유기화, 합성형 농법	무기화, 분해형 농법