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편도훈 교수 미 콜로라도 의대(미생물학)


필자가 위스콘신 대학에서 면역학 과목의 조교를 했을 때다. 알레르기에 관한 수업을 준비하던 중에 필자의 지도교수와 알레르기의 심각성에 대해 이야기하고 있었다. 별다른 알레르기를 갖고 있지 않던 필자는 그 심각성을 잘 모르고 있었다. 필자의 지도교수는 적어도 미국인의 3분의 2 이상이 알레르기에 시달리고 있을 거라 말했고 필자는 믿지 못하겠다는 반응을 보였다. 다음 날, 수업 시작 전 필자의 지도교수는 알레르기를 갖고 있는 학생들에게 손을 들게 했다. 놀랍게도 200여 명 가운데 70∼80%가 손을 들었다. 필자의 지도교수는 의기양양하게 필자를 바라보며 “봤지?” 하고 말했다.


알레르기와 관련된 국제기구에서 발행한 올해 보고서에선 알레르기 환자의 숫자를 전 세계 인구의 약 30∼40%로 추정한다. 알레르기와 관계된 수많은 연구가 진행되고 제약회사들은 치료약을 개발하기 위해 힘을 쏟고 있지만, 아직까지 알레르기의 근본 원인에 대해 알려진 것은 거의 없다. 한 가지 분명한 사실은 알레르기 발생률이 현대사회로 오면서 현저히 높아지고 있고, 선진국일수록 더 많이 발생한다는 것이다. 서구식 생활방식이 알레르기 발생과 밀접하게 연관돼 있다는 주장이다.


1989년 영국의 데이비드 스트라챈 박사는 어릴 때 흙먼지에 노출이 적었던 사람들에게 알레르기 발생률이 높아진다고 주장했다. 이런 주장은 이후에 ‘위생 가설’로 발전했다. 면역계가 발달하는 영·유아 시절에 흙먼지·병원균 등 여러 오염물질에 적당하게 노출되지 않을 경우, 나중에 적은 양의 이물질에도 면역계가 과민반응을 하게 돼 알레르기가 생긴다는 가설이다. 처음에는 이를 받아들이는 과학자가 거의 없었지만, 이제는 꽤나 설득력을 발휘하고 있다.


위생 가설이 설득력을 얻게 된 계기 중 하나는 92년 두 가지 유형의 T세포 발견이었다. 그중 하나인 Th1세포는 바이러스와 같이 숙주 세포 안에 사는 병원균을 공격하는 T세포 면역을 높인다. 반면 Th2세포는 알레르기를 일으키는 IgE 항체 등 여러 항체를 만드는 B세포 면역을 높인다. Th1과 Th2 세포의 활동은 항상 균형을 유지하며 면역계를 지탱하는데, 어느 한쪽으로 심하게 기울 경우 다양한 질병을 유발할 수 있다. 유아 시절 병원균에 대한 노출이 너무 없을 경우 Th1세포의 발달이 약해지고 Th2세포가 과민하게 반응해 알레르기를 유발한다고 이 가설은 설명한다. 


요즘엔 이를 뒷받침하는 연구 결과들도 잇따른다. 미 애리조나 대학의 라이트 교수는 농촌지역 자녀들의 알레르기 발생 확률이 훨씬 낮았다고 밝혔다. 89년 베를린 장벽이 무너진 후 뮌헨 대학의 무티우스 박사는 각각 동·서독에서 자란 어린이들의 천식 발생률을 조사한 결과 대기오염이 훨씬 심각했던 동독 어린이들의 발생률이 훨씬 낮았다고 발표했다. 정확한 원인을 알 수 없지만, 대기오염이 천식 발생을 막는 역할을 한다는 것이다. 음식 알레르기도 중국·인도에서는 거의 찾아볼 수 없는 반면, 경제 수준이 높은 홍콩에선 심각한 수준이다.


물론 알레르기의 발생에 유전적인 영향도 무시할 수 없지만, 깨끗한 환경에서 자란 사람일수록 알레르기 발생 가능성이 커진다는 가설은 점점 더 설득력을 얻고 있다. 그렇다고 일부러 더럽게 살 필요는 없다. 청결한 환경이 각종 전염병을 포함한 수많은 질병을 예방하기 때문이다. 과유불급(過猶不及)이라는 고사성어가 말해주듯 과도한 청결은 오히려 면역체계의 균형을 무너뜨리고 알레르기라는 또 다른 병을 인간에게 안겨줄 수 있다. 아무리 옳은 일이라 해도 그것이 지나치면 분명히 부작용이 생긴다. 각자가 옳다고 생각하는 대로 말하고 행동하며 좌우 극단으로 치닫고 있는 우리 사회에 주는 경고가 아닌가 생각해 본다.


편도훈 경북대 미생물학과 졸업. 미국 위스콘신대에서 바이러스학과 종양학으로 석·박사 학위를 받은 뒤 하버드대 의과대학에서 박사 후 연구원을 지냈다.

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이 대목에서 "흙을 살리자"는 구호의 의미가 무엇인지에 대해 생각해볼 수 있을 것이다. 

흙을 살리자고 할 때 흙의 어떤 면을 살리자는 것인가? 

그 동안 화학비료를 많이 써온 결과 흙속의 미생물들이 죽어가고 있기 때문에 그 미생물들을 살리자는 것인가? 


그렇지 않으면 그 동안 흙을 잘못 관리해온 결과 흙의 항상성이 감퇴되었기 때문에 그것을 증강시키자는 것인가? 

어떤 이들은 흙속의 미생물 쪽에 관심을 갖는 것 같고 어떤 이들은 무엇을 하자는 것인지 분명하지 않다.


흙에 있는 미생물 쪽에 관심을 가진 이들은 흙에 이미 있는 미생물들의 번식을 촉진시키는 쪽보다는 특별히 유용할 것이라고 여겨지는 특정한 미생물의 번식을 촉진하는 쪽에 관심을 갖는다. 

그래서 이런 저런 종류의 미생물제를 만들어낸다. 


그런데 옥외의 포장조건에서는 이런 시도는 별로 성공적이지 못했다. 

이 시도에는 성공적일 수 없는 이유가 있다. 


그것은 아주 특이한 경우가 아니면 흙에는 미생물의 포자가 부족해서 미생물의 수가 늘어나지 못하는 것이 아니라 먹이가 부족서 미생물의 수가 증가하지 못하는 것이라는 사실이 그 이유다. 


토양에 어떤 특정한 미생물을 번식 시키고 싶다면 그 미생물의 포자를 흙에 뿌려주는 대신 그 미생물의 먹이를 공급해주는 것이 옳은 접근방법일 것이다. 


토양 미생물은 변화무쌍이다. 


이미 있는 미생들에게 낯선 유기물이 흙에 들어가면 오래지 않아 그 유기물을 먹이로 삼는 미생물이 생겨날 정도로 변화무쌍이다. 

이를 뒤집어 말하면 어떤 특정한 미생물의 포자를 어떤 흙에 넣어주더라도 그 미생물이 먹을 먹이를 지속적으로 공급하지 않으면 그 미생물은 바라는만큼 번식할 수 없을 것이다.


화학비료를 부적절하게 써왔다고 해서 흙이 갖는 항상성이 감퇴할 수 있을 것이라는 이론적인 추측은 가능하다. 

흙에 유기물의 공급이 단절된 상황에서 화학비료만 쓴다면 흙의 유기물 함량이 감소할 것이며 흙의 유기물 함량이 줄면 토양의 염기치완용량(Cation Exchange Capacity: CEC)이 작아지고 CEC가 작아지면 흙의 항상성의 용량이 작아질 것이라고 가정하면 이 추측은 근거가 있다고 할 수 있다. 


그런데 실제로는 화학비료를 쓴다고 해서 흙의 유기물 함량이 줄어드는 것은 아니다. 

비료를 적절히 주어 농사가 잘되면 흙으로 되돌아가는 볏짚 같은 유기물의 양이 증가하기 때문이다.


흙에 화학비료만 주면 미생물 수는 감퇴할까? 

그래서 화학비료만 주면 흙이 죽는 것이라고 여기는 것인가? 이 추측 또한 옳지 않다. 

화학비료를 적절히 주어 농사가 잘 되면 더 많은 양의 유기물, 즉 미생물의 먹이가 더 많이 토양으로 들어 가기 때문이다. 


미생물에 관심을 갖는 이들이 토양에 무엇을 주었을 때 흙에 들어 있는 미생물에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구결과를 발표할 때 이른바 특수한 기능을 갖는 것으로 여기는 미생물 들의 개체수의 변동을 발표한다. 

그런데 그 미생물들의 수란 것이 104 또는 10 범위이다. 


그런데 비옥한 토양의 미생물의 총 개체 수는 108 내지 109 범위이라는 사실을 명두에 두고 이 수치를 음미해야 할 것이다. 

미생물을 배양해서 그 개체수를 세는 것이 미생물학은 아니다. 

그것은 마치 은행의 창구에서 돈을 세는 이들이 금융인이 아닌 것과 같은 이치다. 


그런데 우리 주변에는 미생물 수를 세는 이들은 많아도 그 수가 무엇을 의미하는지를 아는 즉, 미생물의 본질을 이해하는 이는 그리 많지 많은 것 같다.


흙을 살리자고 주장할 때 구체적으로 무엇을 어떻게 하자는 것인지를 분명히 해야 할 것이다. 

그렇지 않다면 흙을 살리자는 구호 아래 우리는 아무 것도 하는 것이 없을 것이다. 

http://blog.daum.net/agropia17/91



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원제 Infection: The Uninvited Universe
감염 
제럴드 N. 캘러헌 (지은이) | 강병철 (옮긴이) | 세종서적 | 2010-07-09



 
2003년 전 세계는 사스(SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome) 공포에 휘청거렸다. 홍콩에서 시작된 사스는 16주 만에 사그러 들었지만 그 사이 전 세계적으로 8,737명을 감염시켰고 그 중 813명이 사망했다. 사스가 극성을 부리던 시기에 국내 상황도 국가 비상사태를 방불케했다. 또 2009년 신종플루가 퍼지면서 모든 모임들은 취소가 되었고 해외여행도 취소사태가 벌어졌다. 

사스와 신종플루는 인플루엔자 바이러스와 코로나 바이러스에 의해 발생한 전염병이다. 그 당시 많은 사람들은 이 전염병들을 예방하기 위하여 예방접종을 맞았다. 또 신종플루의 특효약이라는 타미플루를 구입하기 위하여 열을 올렸다. TV에서는 전염병을 예방하기 위해서는 위생에 만전을 기해야 한다며 이런 저런 손세정제들 광고가 나왔고 히트를 쳤다. 손세정제는 전철역이나 학교 등 공공장소 곳곳에도 설치되었다. 사람들은 세균과 바이러스를 예방하기 위해서 시시때때로 손을 씻었다. 사람들의 세균이나 바이러스에 대한 두려움은 커져만 갔다. 

세균이나 바이러스에 대한 반감은 전문가들도 별다르지 않다. 대학교에서 수의학을 배울 때 미생물학을 배운다. 세균에는 어떤 것들이 있고 바이러스에는 어떤 종류가 있으며 그러한 세균이나 바이러스들이 어떤 질병을 일으키는지 배운다. 그리고 내과학이나 공중보건학, 전염병학, 면역학에서 그런 세균이나 바이러스들이 일으키는 여러 질병들과 그 질병을 진단하고 치료하는 방법을 배운다. 또 약리학에서 다양한 항생제의 기전과 효능을 배운다. 적을 알고 적들과 싸우기 위한 무기까지 배우는 것이다. 그렇게 세균과 바이러스는 무찔러 버려야 할 적일 뿐이라고 배운다. 

인류의 역사에는 많은 전염병들이 있었다. 흑사병, 홍역, 볼거리, 백일해, 파상풍, 광견병 등 여러 전염병은 수많은 사람들의 목숨을 앗아갔다. 하지만 의학이 발달하기 이전에 사람들은 왜 수많은 사람들이 죽어 가는지 몰랐다. 그래서 때로는 마녀의 소행이라며 마녀사냥을 하기도 했다. 그러다가 파스퇴르가 미생물을 발견하면서 전염병의 원인이 눈에 보이지 않은 아주 작은 미생물에 의한 것이라는 것을 알게 되었다. 파스퇴르는 백신 접종법을 개발했고 영국의 세균학자 플레밍이 곰팡이에서 페니실린을 발견했다. 이로써 사람들은 눈에 보이지도 않는 이 작은 미생물들을 백신과 항생제로 정복할 수 있는 하찮은 존재라고 생각했다. 하지만 그것이 전부일까? 

린 마굴리스의 『마이크로 코스모스』를 보면 지구의 생명체가 어떻게 진화해 왔는지 나온다. 지구가 생성되고 화산연기가 자욱하던 때에 처음 나타난 생명은 세균이다. 이 세균은 20억년에 걸쳐서 지구를 생명이 생존할 수 있는 환경으로 만들었다. 그리고 변화한 환경에 맞춰서 세균은 진화하며 다양한 생명체로 진화한다. 그렇게 진화하는 과정 속에서 세균은 각 생명들과 공진화할 수 있는 방식을 모색한다. 세균의 세대에서 다른 생명체가 태어났다고 해서 세균의 세대가 끝난 것이 아니라 세균을 기반으로 해서 또 다른 생명체가 탄생을 한 것이다. 

가령 모든 진핵세포에는 미토콘드리아라는 세포소기관이 있다. 이 미토콘드리아는 세포 내에서 발전소와 같은 것으로 먹이로 섭취한 유기물질에 축적된 에너지를 ATP 형태로 만들어 세포들이 에너지원으로 사용할 수 있도록 해준다. 그런데 특이한 것은 미토콘드리아는 진핵세포와 다른 DNA를 가진다. 이것은 미토콘드리아가 진행세포와는 별개의 존재라는 것을 의미한다. 미토콘드리아는 고대에 원핵생물로 매우 활동적이었을 것으로 추정된다. 이 원핵생물은 진핵생물을 뚫고 들어가 진핵생물을 먹이로 하여 번식했겠지만 진핵생물을 파괴시킴과 함께 자신도 파괴되었다. 반면 숙주세포를 파괴시키지 않고 공존하는 방식을 취한 미토콘드리아는 숙주세포와 함께 살아남아 오늘날과 같이 모든 세포들에서 필수불가결한 요소가 되었다. 이렇게 공생한 미토콘드리아가 살아남아 숙주세포와 함께 번성하게 되었다. 

그러한 결과로써 오늘날 지구상에 많은 생명체들이 있는 것이다. 보이는 것이 전부는 아니다. 또 보이는 것이 중요한 것이 아닐 수도 있다. 지구상에는 눈에 보이는 수많은 생명체들이 있다. 하지만 지구에는 눈에 보이는 생명체보다 더 많은 10²⁹(10의 29승)개의 세균이 있다. 이 세균들이 식물이 공기 중의 질소를 고정할 수 있도록 해주고 동물들이 섭취한 먹이를 소화시킬 수 있도록 도와준다. 또 나무를 썩게 해서 흙으로 돌아가게 하고 동물의 분비물을 분해시키며 오물을 정화시킨다. 그렇게 하여 자연의 생명체들이 끝없이 순환할 수 있도록 해준다. 

면역학, 병리학자인 제럴드 N. 캘러헌은 『감염』에서 기존 사람들의 세균에 대한 인식은 너무나 잘못 되었다고 이야기 한다. 그는 세균의 감염은 질병의 방식만이 아니며 삶의 방식이기도 하다고 말한다. 『감염』에서 그는 세균이 생명에 주는 이로운 점들과 해로운 점들을 이야기하고 있다. 또 사스와 말라리아, 탄저병, 페스트, 광우병, 에이즈, 독감 등 갈수록 문제성이 심각해지는 전염성 질환에 대해 말하고 있다. 

사람들은 대부분 자신은 무척 깨끗하거나 순수한 존재라고 생각한다. 하지만 자신의 몸 속에 얼마나 많은 세균이 있는지 알게 된다면 소스라치게 놀랄 것이다. 사람의 소화관 내에 있는 장내 세균만 하더라도 우리 인체를 이루는 세포의 수보다 많은 대략 100조~120조에 달하며, 그 종류는 300~400 종류에 달한다. 인간 게놈의 서열 분석을 마쳤을 때, 과학자들은 인간 염색체 속에서 고작 2만~5만 종의 유전자만을 발견했다. 평균적인 인간의 몸속에서 오직 10퍼센트의 세포만이 '인간 세포'라고 할 수 있다. 절대 다수인 나머지 90퍼센트의 세포는 세균이다. 또 우리가 인간 세포라고 부르는 10퍼센트 중 단 한 개의 세포도 완전히 인간 세포라고 할 수 없다. 이 세포들 속에도 세균이 들어 있기 때문이다. 

만약 생명체에 세균이 감염되어 있지 않다면 어떤 결과가 발생할까? 과학자들은 무균마우스를 이용하여 다양한 연구를 했다. 연구결과 세균에 감염되지 않은 동물들은 감염된 동물들에 비해 음식과 물이 더 많이 필요했다. 무균 마우스를 대상으로 한 여러 실험에서 무균 상태의 설치류는 정상 설치류보다 3분의 1의 물을 더 마셔야 했다. 물은 대장에서 대부분 재흡수된다. 그러나 무균 상태의 대장은 정상세균총이 자리 잡은 대장에 비해 물을 재흡수하는 능력이 훨씬 더 떨어진다. 세균은 복합당 등 고열량 식품의 소화를 도와준다. 그래서 미생물의 도움이 없다면 에너지가 풍부한 복합당은 그냥 몸을 빠져나간다. 이런 손실을 보충하기 위해 무균 상태의 동물은 단순당과 지방을 휠씬 더 많이 섭취해야 한다. 또 무균 마우스는 정상 마우스라면 체내에서 합성할 비타민과 기타 영양소를 공급받아야만 한다. 우리 위장관에 서식하는 세균이 생명체에게 필수적인 것을 제공하는 셈이다. 

건강한 생명체는 세균에 감염되지 않은 상태가 아니다. 건강한 생명체는 세균이 감염된 상태에서 건강한 상태를 유지하는 것이다. 그러기 위해서는 세균에 반복적으로 감염되면서 면역력을 갖는 과정과 면역세포가 병원균과 싸워서 이길 수 있도록 도와주는 정상세균총들이 필요하다. 우리는 세균에 대하여 배울 때 몸에 질병을 일으키는 병원균에 대해서만 지나치게 경각심을 갖도록 배우지만 생명체와 공생하고 있는 대다수의 세균들의 역할에 대해서는 등한시한다. 몸을 건강한 상태로 유지할 수 있도록 생명체와 공생하고 있는 세균집단을 정상세균총이라고 한다. 이들 정상세균총은 소화 흡수, 3000종 이상의 효소 생산, 위장관발달, 면역계발달, 감염예방, 화학물질 분해, 위장관 혈관 형성, 수분 흡수 등 숙주의 기능을 향상 시킨다. 또 어떤 세균은 숙주 세포와 상호 반응하여 항생물질을 생산하여 생명체가 심각한 감염증에 걸리지 않게 해준다. 

건강한 생명체는 병원균에 감염되더라도 면역작용으로 병원균이 병적상태를 만들지 못하도록 스스로 조절한다. 이렇게 스스로 조절할 줄 아는 상태는 그냥 이루어지는 것이 아니다. 평상시에 수없이 세균들과의 전쟁을 치루면서 이루어지는 것이다. 이것은 군인이 훈련을 통해서 실전에 제 역할을 할 수 있는 것과 같다. 위생 가설(Hygiene hypothesis)이라는 것이 있다. 이것은 소아 천식과 알레르기의 원인에 관심을 갖고 있던 소아과 의사인 에리카 폰 무티우스가 통일 독일에서 동독과 서독의 아이들을 비교하면서 세워졌다. 무티우스 박사는 자란 환경이 지저분했던 동독의 어린이들이 천식과 알레르기가 더 심할 것이라고 예상했다. 하지만 연구 결과는 정반대였다. 중국과 오스트리아, 스위스에서 연구를 계속 진행한 무티우스 박사는 어린 시절에 세균에 노출된 정도와 천식 발생률 사이에는 반비례 관계가 있음을 알아냈다. 조금 지저분한 곳에 자란 아이들이 면역력이 높았다. 

사람들은 페니실린이 발견되면서 세균과의 전쟁에서 승리할 것이라고 생각했다. 하지만 얼마 있지 않아서 페니실린에 저항하는 세균이 생겨났다. 이에 따라 사람들은 연구를 거듭하여 페니실린에 저항하는 세균을 죽일 수 있는 항생제를 개발했다. 하지만 이 항생제에 대해서도 내성을 가진 세균들이 생겨났다. 세균들은 항생제에 의해서 죽는다. 하지만 간혹 살아난 세균이 있는 경우 그 세균은 자기가 그 항생제를 어떻게 이겨냈는지 그 정보를 플라스미드를 비롯한 여러 가지 방식으로 다른 세균들과 공유한다. 그래서 어떤 항생제에 대해서 내성균이 생기는 경우 내성균은 급속히 늘어난다. 인간과 세균의 공방전에서 여전히 세균이 유연하게 방어를 하고 있는 상황이다. 

인간은 1867년 파스퇴르에 의해 세균의 존재를 밝혀내고 이후 항생제를 개발하는 등 세균과의 전쟁에 돌입하였다. 하지만 이것은 세균과 생명이라는 존재를 인간중심적인 시각에서 단편적으로 파악한 오류에서 기인한다. 지구상의 모든 생명체들은 22억년에 걸쳐 세균에서 진화했으며 세균을 기반으로 생존하고 있다. 생명체는 세균의 협조를 바탕으로 생존한다. 세균이 없다면 어떠한 생명체도 존재할 수 없다. 인간이 세균보다 월등하고 우월하게 진화한 존재가 아니라 생명이 존재하기 위한 또 하나의 방식으로 진화한 것이다. 그런 전체 관계망 속에서 인간을 파악하고 세균을 파악해야 한다. 그래야만 인간 또한 세균들 속에서 지속가능할 수 있는 방향을 찾을 수 있을 것이다. 나는 단지 ‘나’가 아니다. 나는 미생물로 이루어진 또 하나의 소우주다. 
-해를 그리며 
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과일효소와 식물활성효소
 
흔히 '효소는 균인가?', '그것이 효모균인가?'하는 따위의 질문을 받는 경우가 있다. 그러나 효소는 균도 아니고 효모도 아니다.
예를 들어 포도당 용액에 효모를 넣어 두면 포도당이 분해되어 알콜과 탄산가스가 발생한다. 이런 현상을 발효라고 한다. 하지만 반드시 효모 같은 미생물을 넣어야 발효가 일어나는 것은 아니며, 알콜효모(酒精酵母)를 갈아 넣는 용액만 있어도 가능하다.
발효는 직접 효모가 작용해 일어나는 현상이 아니라, 효모 속에 있는 '치마제'라는 효소가 일으키는 변화이기 때문이다. 즉, 어떤 물질이건 발효가 일어나면 미생물(효모, 곰팡이, 세균)이 번식해 각각 특유한 효소를 만들어내고, 이 효소들이 작용해 발효가 완성된다. 따라서 효소란 생물이 아닌 화학물질이며 그 역할은 촉매작용이다.
 
일본의 시바다 겐지(柴田欣志)가 발명한 이 효소법이 어떤 미생물의 작용에 의한 현상인지는 아직도 과학적으로 해명되어 있지 않다. 그러나 현장에서 얻은 경험과 연구를 통해 판단해 볼 때, 원종(元種)은 몇 종류의 강력한 미생물공동체(종합활성미생물)이며, 효소법은 그 종합적인 작용에 바탕을 둔 것으로 생각된다. 세계가 수많은 민족국가의 공동체로 이루어져 있듯, 이 원종 또한 효모와 곰팡이, 세균 같은 여러 미생물이 모여 이루어진 공동활정군(共同活精群)이다.
 
 
가. 동양의 효소법과 서양의 효소과학을 종합
동양에서는 옛부터 탁주 등의 주류나 된장, 간장을 제조할 때 효소법을 활용해 왔다. 고온다습하고 춘하추동의 변화가 뚜렷한 아시아 몬순지역의 기후가 효소법을 발전시키는데 아주 좋은 자연환경을 제공하기 때문이다. 우리도 신라시대부터 법주를 빚어 약주로 애용해 왔고, 이웃 일본 역시 옛부터 전해오는 양조법이 있다. 현재 자연농업에서 활용하고 있는 방법도 전래의 우수한 양조법을 발전시킨 것이다.
 
서양의 효소화학은 화학방정식을 통해 이해·분석되며, 유리용기 안에서 실험, 배양된 결과를 바탕으로 구성되어 있다. 이에 비해 자연의 섭리를 따르는 자연농업은 직감과 반복되는 경험을 통해 얻는 종합적인 판단에 의지하고 있다. 대학이나 연구소처럼 대규모의 설비를 갖추는 대신 항아리나 토기, 삼나무통 등을 사용하지만, 뛰어난 능력을 갖춘 원종을 배양하는 데는 문제가 없다.
 
지역적 특성을 최대한 살린 이 효소법으로 생산한 원종은 과일효소를 아버지(陽)로 하고 전문효소를 어머니(陰)로 하는 종합활성효소이다. 과일과 설탕으로 만든 과일효소에서 발생한 효모가 중심이 되고, 여기에 전분효소에서 발생한 사상균(絲狀菌)등 세균류와 곰팡이가 참여해 이루어진 이 종합적 공동활정군은 강력한 효과를 갖고 있다. 실제로 이 효소법을 이용하는 농민들은 된장, 간장, 빵 등의 식료나 비료효과가 뛰어난 효소비료는 물론, 잡초나 잡분말로 사료까지 손쉽게 자급하고 있다.
 
동양의 효소법은 독특한 면이 있는 데다, 경험과 구전에 의해 습득되어 온 탓인지 과학적인 설명이 이루어지지 못했다. 이를 본격적으로 연구해 효소공업으로 발전시킨 것은 근대에 들어 서양의 효소화학이 도입되면서부터 이다. 그 대신 예부터 있던 동양의 효소법은 이제 뒷전으로 밀려나 술을 빚을 때나 응용되는 형편이다. 이제야 말로 직감과 축적된 경험으로 형성된 동양의 효소법과 실험이나 분석적 화학기호를 바탕으로 발전해 온 서양의 효소화학이 만나 새로운 효소과학을 탄생시키지 않으면 안된다.
 
 
나. 과일효소
과일효소는 항아리나 삼나무통을 이용해 인공적으로 만든 꿀이라고 생각하면 된다. 이 효소는 친종(親種)을 필요로 하지 않기 때문에 누구나 만들 수 있다. 제조방법은 직접 지도를 받아야 하는데, 개인보다는 여럿이 단체로 공부할 때 훨씬 좋은 효과를 거둘 수 있다. 과일효소는 영양활성효소(營養活精酵素)로 남성호르몬으로도 우수한 효과가 있다. 매일 조금씩 마시면 소화가 잘 되고 정력이 강해져 젊음을 되찾을 수 있다. 또 조미료로 사용하면 설탕보다 맛이 뛰어나며, 흰 설탕처럼 몸에서 칼슘분을 빼앗는 등의 해독도 없다.
 
① 재료 : 흑설탕(흰설탕도 가능). 여름일 경우 과일 ·야채 1kg에 흑설탕 1.1kg∼1.2kg의 비율로 하고, 겨울에는 1kg으로 한다. 주재료로는 으름나무 열매가 가장 좋고 이어 무화과, 딸기, 포도, 오디, 당근, 멜론, 바나나, 사과, 앵두 등을 쓴다. 부재료는 주재료가 적을 때 조금씩 섞는데, 시금치 뿌리, 산마, 감자, 양배추, 무 등을 사용한다. 부재료를 쓸 때는 적어도 세 종류 이상을 함께 쓰되, 감이나 귤류는 냉기와 산기(酸氣)가 있어 사용하지 않는다. 재료가 준비되면 항아리나 삼나무통에 흑설탕과 재료를 한층씩 번갈아 쌓아 샌드위치식으로 담는다. 맨 위에는 흑설탕을 충분히 넣고 한지로 뚜껑을 해 마무리한다. 재료의 양은 용기의 3분의 2를 넘지 않게 한다.
 
② 효과 : 숙성된 효소를 확대 배양해 양계나 양돈, 과수, 야채 등에 뿌려주면 병충해에 걸리지 않는다.
 
 
다. 식물성 활정효소
과일효소가 아버지고 전분효소가 어머니라면 식물성 활성효소는 그 2세에 해당한다. 병약한 부모가 튼튼한 아이를 길러낼 수 없듯, 효과가 약한 과일효소나 쉰 전분효소로는 우수한 식물성 활성효소를 만들 수 없다. 따라서 식물성 활성효소는 강력한 과일효소와 갓 만들어 적당한 발효상태에 있는 전분효소를 혼합해 만들어야 한다. 비율은 1대 1이다.
 
우선 과일효소에 약간의 흑설탕을 넣어 강화시키고, 전분효소 역시 미리 강화시켜놓는다. 강화가 끝나면 항아리나 삼나무 통에 과일효소를 조용히 부은 다음 전분효소를 조용히 붓는다. 여기에 다시 누룩과 밀가루를 넣고 그 위에 연수(軟水)를 부어 활성력을 증가시킨다. 전분효소가 딱딱할 때나 겨울철에는 물을 좀더 많이 붓고, 삼나무 젓가락으로 효소법에 따라 잘 저어준 뒤 한지로 뚜껑을 씌운다.
 
식물성 활성효소의 냄새나 맛은 복합적일수록 좋지만, 알콜화하거나 산화된 것은 효과가 없다. 숙성과정에서 큰 거품이 부글부글 올라오는 현상은 효소의 힘이 약하기 때문이며, 작은 거품이 한꺼번에 맹렬하게 끓어올라야 강력한 효소이다. 식물성 활성효소는 자연농업에 있어 빼놓을 수 없는 자재이다. 쓸모없는 자원을 활용한 효소사료, 효소식품 등 여러 곳에 응용할 수 있을뿐더러, 좋은 음료가 되기도 한다.



1. 토착미생물의 여러 가지 채취방법

다음에 농업에서 실제로 이용하는 토착미생물의 채취방법에 대해서 기술 하고자 한다. 
<토착미생물을 활용한다>(조한규 저, 農文協발행, 日本語版)가 참고서로서 가장 알기 쉬우므로 참고로 해 주시기 바란다. 여러 가지 채취법이 있으며 각자의 조건에 맞는 방법으로 채취하는 것이 기술정착의 골자이다. 
*한글판은 <조한규의 자연농업>, <자연농업 자재만들기>참고 


① 고두밥 도시락으로 산림, 죽림, 계곡에서 채취하는 방법 
고두밥을 넣은 삼나무 도시락을 한지로 덮고 고무줄로 고정시키고 부엽토 속에 묻는다. 비나 동물의 피해방지 장치를 하고 여름에는 2일, 겨울에는 10여 일 후에 꺼내면 상면이 희고 축축한 상태로 된다. 
이와 같은 상태의 밥을 항아리 등의 용기에 넣고 밥의 1/3~1/2량의 흑설탕을 넣고 한지로 덮개를 해 둔다. 1주일 후면 거의 액체상태가 되며 미생물이 대량으로 증식된다. 
보존할 경우에는 원액과 같은 양의 흑설탕을 가하여 냉장고 속이나 흙 속에 묻어 둔다. 설탕을 많이 넣으면 미생물이 불활성화되어 종균으로 보존하기 쉽다. 
 
② 토착미생물을 직접 흑설탕 배지로 옮기는 방법 
미리 천혜녹즙 100배 액에 밥을 혼합하고 가열한 뒤 식히고 부엽토를 혼합하여 1일간 둔다. 
여기에 쌀겨와 천혜녹즙이나 아미노산을 혼합하여 발효시킨 뒤 컨테이너에 넣어서 띄움비의 종균으로 그늘에서 보관한다. 
 
③ 쌀겨와 톱밥으로 토착미생물을 채취하는 방법 
쌀겨에 천혜녹즙 100배 액이나 생선 부산물과 당밀 부산물로 만든 아미노산 100배 액을 가하여 수분을 60% 정도로 한다. 이것을 삼림 토양의 표면에 두께 2㎝정도로 살포하고 그 위에 톱밥을 3∼5㎝정도 살포한다. 계절에 따라 균이 접종되는 시간이 상이하나 약 1주일 정도면 쌀겨에 토착미생물이 증식되어 간다. 
미생물이 들어가면 표토와 쌀겨, 톱밥을 함께 컨테이너에 담고 컨테이너째 띄움비의 종균으로 창고 등의 그늘에 보관한다. 
 
④ 산 속의 부엽토를 모아서 그 자리에서 배양하는 방법 
활엽수나 맹종죽이 있는 산(뿌리가 많아서 작업이 어려움)에 들어가서 부엽토가 많은 장소를 선정한다. 
깊이 20㎝ 정도의 표토를 파서 한 곳으로 모은다 
흙 부피에 1/3정도의 쌀겨를 가하고 가능하면 1%정도의 밀가루도 첨가한다. 천혜녹즙과 생선아미노산 100배 액으로 수분을 60% 정도 되도록 혼합해 주고 쌓아 둔다. 
쌓은 흙 주위는 낙엽으로 덮고 우기에는 거적 등을 덮어 둔다. 계절에 따라 발효가 시작되는 시간이 다르나 여름에는 2일, 겨울에는 5일 정도에서 50℃ 정도의 온도로 된다. 미생물의 번식을 균일하게 하기 위하여 온도가 상승하면 1일 1회 뒤집어 주며 그 때마다 점차 넓게 펴 주고 온도가 내려가면 컨테이너에 담아서 띄움비 종균으로 그늘에 보관한다.
 
⑤ 밥과 흰 미생물덩어리로 종균을 만드는 방법 
50℃로 식힌 밥에 동량의 흰 균 덩어리를 혼합하여 하룻밤 둔다. 한 솥정도의 양에 대해서 20㎏의 쌀겨를 혼합하고 물로 수분을 조절한다. 균으로 덮이게 되면 계속해서 쌀겨를 첨가하여 발효시켜 나간다. 1주일 정도 계속하고 그 뒤 1주일 정도 건조시켜 완성한다. 띄움비 종균은 통기성이 좋은 컨테이너에 보관한다. 
 
⑥ 논의 토착미생물(벼 그루터기에서 광합성균이나 메주균을 채취한다) 
논의 미생물은 산림의 미생물상과 다른 점이 있다. 특히 논에 시용하는 퇴비나 띄움비를 만들 경우에는 산에서 채취한 토착미생물과 논에서 채취한 토착미생물을 혼용하는 것이 좋다고 알려져 있다. 
이럴 경우 논의 토착미생물은 벼베기가 끝난 뒤의 벼 그루터기 위에 밥을 넣은 삼나무 상자를 거꾸로 덮어두고 야생동물에 의한 훼손을 막기 위하여 철망 등으로 주위를 덮어 두고 수일간 그대로 두면 논의 토착미생물이 상자 내로 들어온다. 
그 밥을 항아리에 넣고 밥의 1/3~1/2 분량의 흑설탕을 가하여 종균으로서 보관한다. 더욱 간단한 방법으로는 벼 그루터기를 파내서 논에 시용 할 띄움비 속에 넣어서 함께 발효시키는 방법도 있다. 
 
⑦ 통 밀가루로 누룩균 및 효모균을 채취하는 방법 
통 밀가루를 도넛 형태(수분 65∼70%)로 만들고 볏짚, 삼나무 생엽, 쑥 말린 것 도넛의 순으로 2∼3단으로 쌓아올리고 햇빛이나 비가 맞지 않도록 5일간 둔다. 도넛 속에 누룩균이 잔뜩 들어간다. 쌀, 싸래기, 쌀겨를 찐 뒤 20∼25℃로 냉각시키고 여기에 부드럽게 빻은 도넛을 혼합하여 항아리에 넣고 흐물흐물할 정도로 물을 넣는다(너무 많이 넣지 않는다). 5∼7일간 상온에서 발효시키면 완성된다. 
단맛이 나면 항아리를 땅에 묻든지 냉암소에서 보관하였다가 사용한다. 
가능한 한 발효상태가 강할 때 사용하는 것이 좋다.

메모: 지식과 지혜의 차이 
농업을 할 경우 책 등에서 얻는 지식을 경시해서는 안 된다. 
책에 쓰여져 있는 지식이라도 농업경험을 통해서 쓰여진 저자의 책은 현장에서 매우 도움이 된다. 
그러나 일반적으로 책의 형태가 되면 그것은 지식이 된다. 농업 현장에서는 지식은 물론 중요하나 보다 중요한 것은 지혜이다. 지혜는 작업을 진행해 나가거나 새로운 기술을 만들어 나가는 데 있어서 매우 중요하다. 
지식은 외부에서 들어오는 것이라 보면 지혜는 일의 과정 중에 자신이 외부로 내놓는 것이라 할 수 있다. 현장에서는 지혜가 무엇보다 중요한 부분을 차지한다. 
지혜는 농업과 생명에 대한 애정과 생산의욕이 뒷받침되는 노동 속에서 나오는 것이라고 말할 수 있다. 
토착미생물을 활용하는 기술은 일하는 농민의 지혜에 의해서 더욱 크게 발전돼 나갈 것이다. 
 
 
2. 토착미생물의 확대 배양법 
토착미생물의 확대배양을 기술적으로 실천하기에 앞서 지혜와 애정의 마음으로 대해야 한다. 
토착미생물을 농업에 정착시키는 데 있어 토착미생물을 화학비료나 농약과 같이 단순 물질로 보느냐 그렇지 않으면 생명으로 보느냐에 따라 기술의 진전은 크게 다르게 된다. 
토착미생물은 생물이며 절대로 무생명적인 물질이 아니다. 생물로서 인정하면 그것을 다루는 데 애정이 기술의 전제가 된다. 미생물에 대한 생명인식이 중요하다. 
 
토착미생물의 원종을 확대배양할 경우 원종 1에 대해서 쌀겨 3∼5정도를 혼합하고 천혜녹즙이나 아미노산 200∼500배 액으로 수분조정(60%정도 : 손으로 꽉 쥐었을 때 주먹밥 같이 뭉쳐지고 눌러 주면 부서지는 정도의 수분)을 한다. 술 찌꺼기, 왕겨 훈탄, 왕겨 등을 소량 혼합하면 발효가 잘 된다. 혼합한 뒤는 한 곳으로 모아 쌓고 통기성이 있는 거적 등으로 덮고 그 위에 건조되지 않도록 물을 뿌려 준다. 
배양하는 양에 따라 다르나 일반적으로 2일에서 4일 정도 지나면 발열하게 된다. 손을 집어넣어서 뜨겁다고 느껴지면 뒤집기를 한다. 연속적으로 확대배양 할 때는 여기에 쌀겨를 가하고 먼저 한 방법으로 발효를 반복시킨다. 예컨대 쌀겨를 위와 같은 방법으로 매일 한 포대씩 넣어 연속 확대배양이 가능하다. 
원하는 양이 되면 쌀겨의 첨가를 중지하고 뒤집기할 때마다 점차 넓게 펴 나가며 수분을 떨어뜨려서 수분이 20% 정도(파삭파삭한 상태)가 되면 컨테이너에 담아서 그늘에 쌓아둔다. 
반 년 정도는 보관이 가능하다. 점토 등 흙을 혼합하여 보관하면 더욱 좋은 상태로 장기보관이 가능하다. 퇴비에 사용되는 토착미생물은 앞에 말한 쌀겨에 의한 확대 배양법처럼 쌀겨 대신에 퇴비를 사용하여 원종 퇴비를 만들고 원종 퇴비를 증식시켜 두었다가 발효시키는 퇴비에 첨가한다. 이런 방법을 뒤돌림 발효퇴비 만들기라고도 한다. 

 
8. 토착미생물 활성제의 활용 
천혜녹즙을 비롯하여 생선아미노산, 천연미네랄 등 다양한 미생물 활성물질을 발효과정에 투입하여 활용하면 발효가 더욱 촉진되고 양질의 발효 효과를 얻을 수 있다. 구체적인 내용은 <천혜녹즙을 활용방법>(조한규감수 農文協 발행, 일본어판) 참고. (한국어판에는 <자연농업 자재 만들기> 참고-편집자 주) 

 


9. 음식부산물 문제에 대해서 
쓰레기 소각장에서 발생되는 다이옥신이 문제가 되고 있다. 음식 쓰레기로 인해 소각로의 연소 온도가 낮춰짐에 따라 다이옥신 발생이 크게 증가하는 것이다. 
 
부엌에서 발생되는 음식부산물은 원래 식품에 가장 가까운 고급재료이다. 유효하게 이용함으로써 퇴비는 물론 가축사료에도 충분히 활용될 수 있다. 따라서 음식부산물은 가능한 한 자원화해야 한다. 토착미생물에 의한 사료화는 도쿄 등의 도시 근교에서 실용화되기 시작했다. 여러 가지 기계설비화가 되어 있으나 기계화를 위한 용기나 그것에 투입되는 미생물, 더욱이 수만 엔이나 하는 가정용 음식물 쓰레기 처리기 등이 나돌아 다니고 있다. 가정에서 음식 쓰레기를 처리할 수 있는 방법은 각각의 환경조건이 상이하기 때문에 일률적으로 어느 방법이 좋다고 말 할 수 없다. 
 
여기서 토착균을 이용하는 가장 간단한 방법을 소개한다. 5ℓ 정도의 뚜껑이 달린 용기를 준비하고 부엌이 가까운 옥외에 둔다. 아침 저녁의 음식 쓰레기를 용기에 넣고 토착균을 뿌려 둔다. 토착균은 매번 뿌리지 않아도 된다. 냄새의 정도에 따라 판단하면 좋다. 
용기가 음식쓰레기로 가득 차게 되면 정원의 한 곳에 묻는다. 묻는 위치를 계획적으로 결정해 둠으로써 정원의 지력이 향상되고 무농약재배로 야채나 꽃 등을 즐길 수 있게 된다. 주부가 음식 쓰레기의 이용에 흥미를 갖기 시작하면 음식 쓰레기를 다른 쓰레기와 함께 내 가야 할 필요가 없어지기 때문에 쓰레기 양이 대폭적으로 줄어든다. 
 
가정 내에서 음식 쓰레기를 자원으로서 분별하는 것이 정착되어 간다. 
음식 쓰레기가 정원의 야채나 꽃의 무 농약재배에 이용되고 머지않아 새가 정원에 날아들며 생활 속에 자연이 덜어오게 된다. 어른들의 행동이나 정원의 야채나 꽃의 생육과 그리고 수확되는 채소나 과실의 맛을 체험하는 아이들에게 이런 것들이 한 평생 추억이 되는 어버이로부터의 선물인 것이다. 
그러나 음식 쓰레기 처리에 관해서는 기업과 그들의 어용학자가 돈벌이를 위한 장소와 재료로 생각하고 있다는 것을 알아둘 필요가 있다. 가정의 음식 쓰레기뿐만 아니라 슈퍼, 음식점, 식료품 관련 기업에서 배출되는 음식 쓰레기를 비료나 사료로 변환 시키는 시스템도 시급히 확립해야 한다. 이들은 토착균을 활용하면 쉽게 해결될 것이다. 

 
10. 토착미생물을 이용한 퇴비 만들기 
퇴비 만들기는 퇴비원료의 종류, 원료수분의 정도, 발효 가능시간 및 시용하는 작물이나 생육단계의 차이 등 여러 가지 요인에 따라 만드는 방법이 다르다. 이 곳과 같이 가축분뇨가 과잉인 지역에서는 가축분뇨 냄새를 없도록 하여 효율적으로 퇴비화시키는 것이 당면한 과제이다. 
 
가축분뇨란 무엇인가 ? 
가축분뇨를 퇴비화할 경우 분뇨를 생산자나 관계자가 어떻게 취급하느냐가 중요하다. 축산에 있어서 비용의 최대 부분은 사료비이다. 
알기 쉽게 말하면 100만 엔의 사료를 가축에게 급여했을 경우 가축이 흡수하는 부분은 대략 30만 엔이며 나머지 70만 엔은 분뇨로서 배출된다. 가축의 입에 들어가는 시점에서는 귀중한 사료이다. 약 24시간 뒤에 엉덩이에서 나오는 시점에서는 분뇨, 똥, 오줌이 되어 폐기물이 된다. 
사료이던 것이 소화 후에는 골치 아픈 환경폐기물로 인식된다. 그 사이의 시간은 불과 24시간이다. 
영양적으로 보면 100만 엔의 영양 중 30만 엔이 체내에 흡수되고 70만 엔의 영양이 체외로 배출되고 있다. 
이것이 돈 다발이라면 폐기물이라고 하지는 않을 것이다. 돈 다발 그 자체로는 먹거리를 만들 수 없다. 
분뇨의 영양적 가치를 생각하면 분뇨는 인간이 살아 나가는 데 있어서 보물과도 같은 것이라고 이해할 수 있을 것이다. 이 보물을 어떻게 처리하여 이용할 것인가에 지혜와 기술을 집중해야 하지 않을까? 
 
가축을 사육하는 단계에서 분뇨의 냄새가 최대의 문제이다. 따라서 냄새가 나지 않는 분뇨를 배출시키기 위한 먹이의 선택이 중요하다. 
더욱이 분뇨가 떨어지는 바닥에 사용되는 깔짚 재료를 분뇨의 냄새를 감소시키는 기능이 있는 것으로 선택할 필요가 있다. 
또한 그 깔짚을 반출하여 효율적으로 발효시키는 방법을 연구할 필요가 있다. 이 점에 대해서 각 가축에서 토착미생물의 이용부분에서 기술한다. 
 
일반적으로 가축분뇨는 비료로 이용한다. 이 경우 이용하는 쪽에서는 완숙퇴비에 대한 희망이 많다. 완숙화하기 위해서는 발효를 잘 해야 하는 것이 중요하다. 그러기 위해서는 시작할 때의 수분을 60%정도로 하는 것이다. 이 과정에서 토착미생물, 소주 찌꺼기, 아미노산, 천혜녹즙 및 미네랄 등을 혼합하면 발효가 매우 빠르게 진행된다. 
토착미생물을 얼마나 넣어야 좋은지 질문이 많으나 많이 넣을수록 좋다고 말할 수밖에 없다. 그러나 균의 확대배양에서 말했듯이 쌀겨로 확대배양시킨 토착미생물의 일정량을 넣어 퇴비에 확대배양을 하여 종균퇴비와 뒤돌림 퇴비를 만들어 둠으로써 퇴비발효를 위한 대량의 토착미생물을 사용할 수 있게 된다. 
몇 번 뒤집기해 나가면 발효는 약해지고 분뇨의 냄새도 없어진다. 완숙된 퇴비는 손으로 문지르면 흙과 같이 되며 전체가 희게 되고 부엽토의 냄새가 난다. 이와 같이 된 퇴비는 가축도 좋아해서 잘 먹는다. 

 
11. 번식우 경영에서 토착미생물의 이용 
번식경영은 소규모에서 대규모까지 다양하며 특히 소규모 경영은 마을 단위에 많다. 따라서 인근농가에 피해를 주지 않기 위해서 냄새나 해충에 대한 대책이 필요하다. 먼저 토착미생물을 채취하여 배양하고(가능하면 뒷산에서) 소 마굿간에 살포하여 냄새를 경감시킨다. 토착미생물을 배양하기 시작하면 점차 그 요령을 알게 되고 양질로 발효된 토착미생물을 만들 수 있게 된다. 
 
잘 발효되면 좋은 냄새나 소에게 먹여 보고 싶어질 것이다. 좋은 냄새가 나면 소 자신이 먹으려 한다. 먹이에 뿌려서 먹이면 축사의 냄새가 거의 없어지고 파리도 줄어든다. 어떻게 그렇게 되는지 그 메커니즘은 아직 알려지지 않고 있다. 인체실험이 중요하다. 
냄새가 없어지는 메커니즘을 알기 위해서 인체실험을 할 수 있다. 토착미생물에는 누룩곰팡이, 효모균, 메주균, 유산균 등이 많다. 여기서 생된장, 요구르트, 건포도 등을 조금씩 먹고 자기 방귀의 냄새를 확인해 본다. 실험해 보고 결과를 서로 맞추어 보면 이해가 빠르다. 

토착미생물을 사용하면 퇴비의 발효가 잘 된다. 토착미생물을 활용한 퇴비를 써 보고는 주위 채소농가에서 퇴비를 나누어 주었으면 좋겠다는 요구가 많아졌고 이제까지 이웃이 싫어했던 소 기르기가 지역에 공헌하는 소 기르기로 간단하게 변신한다. 천혜녹즙은 어미 소나 송아지에게도 음용수에 희석해서 먹이도록 하며 원액을 사료에 뿌려서 급여해도 좋다. 털 색이 좋아지고 소가 건강하게 되는 것을 알 수 있다. 
 
소를 위하여 약초류로 천혜녹즙을 만드는 사람들이 늘고 있다. 또한 분만 전부터 토착미생물을 먹이면 송아지의 설사병이 적어진다. 우사의 냄새가 없어지고 소가 잘 사육돼 경영자는 힘을 얻게 된다. 
우사에 냄새가 없으면 아이들도 가축과 접촉하는 기회가 많아지고 아이들과 가축의 관계가 깊어진다. 
12. 비육우 경영에서의 토착미생물의 이용 
비육우 경영에서는 우사관리가 비육성적에 미치는 영향이 크다. 우사의 상태를 좋게 하기 위해서는 톱밥을 자주 교환해 주는 것이 필요하다. 
 
그러나 근래에 들어 임업이 쇠퇴함에 따라 톱밥은 값이 비싸지고 구입이 어려운 경우가 많다. 
작물에게 비육우 경영에서 나오는 퇴비는 탄소율이 높기 때문에 지력을 향상시키는 등 유기물로서 다른 축종의 퇴비보다 좋다. 비육우의 깔짚에 사용되는 톱밥을 바닥에 살포하기 전에 토착미생물로 발효시켜 사용하면 비육농가에서는 톱밥의 이용효율을 높일 수 있고 퇴비이용 농가의 입장에서는 고기능 유기질 공급이란 효과를 누릴 수 있어 바람직한 방법이다. 
 
먼저 토착미생물을 채취하여 쌀겨로 확대 배양한다. 확대 배양한 토착미생물과 그 양의 5배 정도의 톱밥과 혼합하고 폐당밀 500배 액이나 소주 폐액으로 수분을 50∼60%로 조정하고 수일간 발효시킨다. 발효시킨 톱밥을 다시 대량의 톱밥과 혼합하고 폐당밀이나 소주 폐액으로 수분을 조정하면 발효가 진행되어 토착미생물이 번식된 톱밥을 우사에 처음부터 사용할 수 있게 된다. 
바닥을 걷어내면서 나오는 퇴비에는 토착미생물이 번식되어 있기 때문에 분뇨의 냄새가 없고 퇴적 후에도 발효가 순조롭게 진행된다. 이 퇴비를 완성시켜 수분이 저하되면 깔짚의 1/2은 이것으로 재활용할 수 있다. 
새 톱밥을 구입하면 우사에 사용하기 전부터 토착미생물로 발효시킨 뒤 돌림 퇴비와 혼합하여 사용함으로써 축사 환경을 개선하고 양질퇴비를 생산할 수 있으며 결과적으로 유기질 자원의 순환을 정상궤도에 올려 놓을 수 있게 된다. 
비육전기 사료를 소주 찌꺼기나 토착미생물로 발효시키는 것도 가능하다. 발효시킴으로써 낮은 품질의 사료자원을 고품질인 사료로 변환시킬 수 있게 된다고 본다. 이들 방법에 대해서는 현재 이리끼 목장에서 실험 중이다. 
이리끼 목장에서는 비육우의 바닥을 걷어내지 않고 3년간 그대로 사육하고 있다. 깊이가 40㎝ 정도로 퇴적되면 분은 더 이상 증가하지 않는다. 
바닥상태에 따라서 윗부분을 갈아 업거나 토착미생물을 살포하거나 해서 관리한다. 이 방식을 적용해 우사를 관리하면서 다양한 가능성을 확인하고 있다. 

 
13. 낙농에서 토착미생물의 이용 
낙농에서 분뇨처리 형태는 크게 후리 스톨에서의 고액 분리방식과 스텐드 죤에서의 자연 유화식으로 구분된다. 후리 스톨에서의 고액 분리방식에서는 먼저 액비 살포시의 냄새가 문제된다. 
이 냄새를 없애고 액비의 비료효과를 높이기 위해서 액비저장 중에 토착미생물을 투입하고 가능하면 순환펌프로 액비를 순환시켜 준다. 
토착미생물의 투입량은 많을수록 좋으며 처음에는 액비의 수% 정도를 투입하는 것이 빠르고 확실한 결과를 기대할 수 있다.
순환펌프를 설치할 수 없을 때는 공기 압축기의 배출구 호스를 탱크 안으로 삽입하여 공기를 1주일에 2회정도(20분/회) 분사시켜 호기성균의 활동을 촉진시키면 좋다. 자칫하면 공기를 분사하는 호스의 끝이 튀어 올라오므로 호스 끝의 위치를 탱크 아래쪽에 위치하도록 유도하기 위하여 긴 대나무 장대에 호스를 묶어두면 작업이 편리하다. 
 
이 때 대나무 장대를 충분히 길게 하지 않으면 분사 개시 때에 사람의 턱을 아래에서 처 올려 크게 다칠 가능성이 높음으로 충분한 주의가 필요하다. 토착미생물을 처리한 낙농 액비는 무취에 가까운 상태의 고기능 액비가 되며 안심하고 사료작물 재배에 활용할 수 있게 된다. 
고액 분리된 고형 분에 대해서는 통상의 퇴비발효의 수순으로 토착미생물을 번식시켜 완숙퇴비로 활용하면 좋다. 완숙퇴비로 수분이 저하되면 후리 스톨의 우상용 깔짚으로 이용할 수도 있다. 또한 통로의 깔짚으로도 이용할 수 있다. TMR에 의한 사료배합에도 1일 1두당 150∼200g의 토착미생물을 배합한 결과 가축의 병이 크게 감소하였으며 유지율이 향상되고 우사의 냄새가 완전히 없어진 낙농가가 있었다. 
 
가고시마대학 농학부 부속농장 이리끼 목장과 지역과의 공동연구를 추진한다. 
이와 같은 형태의 현지연구는 이리끼목장과 개량보급소 및 낙농가가 공동으로 한 덩어리가 되어 연구하여 얻어진 것이며 지역과의 협동연구는 이리끼 목장으로서 금후에도 적극적으로 추진할 계획이다. 

 
14. 톱밥발효 양돈의 바닥 관리기술 
발효에 의한 양돈에 관해서는 <토착미생물을 활용한다>(조한규 저, 農文協발행, 일본어판) 중에 기본적인 것은 쓰여져 있으므로 이것을 참고하기 바란다. 
여기서는 이리끼 목장에서 실험으로 얻어진 결과를 중심으로 기술하도록 한다. 
먼저 돈사는 남향이고 채광과 환기가 충분히 되는 것이 중요하다. 
 
① 축사 바닥의 깊이 
축사 바닥의 깊이는 90㎝ 정도면 충분하나 최저 몇㎝가 되어야 하나 하는 것은 아직 결론이 나와 있지 않다. 돼지를 출하한 뒤의 바닥을 파서 조사해 보면 윗부분에서 30㎝까지는 완전히 발효되어 톱밥의 형체가 남아있지 않다.
그러나 35∼40㎝ 이하는 톱밥의 형체가 남아서 타갈 색으로 약간 습한 상태로 되어 있었으며 깊이 70㎝의 밑바닥까지 같은 상태였다. 
또한 분뇨를 많이 배출하는 먹이통 근처와 반대편 바닥을 조사한 결과 표면에서 30㎝정도는 수분이 많았으나 그 이하의 톱밥은 분해되지 않았으며 타갈색으로 약간 습한 상태였다. 이 사실로부터 발효상의 깊이는 60㎝ 정도면 충분할 것으로 생각되나 이후 더욱 실험을 실시하여 적정한 발효상의 깊이를 분명히 하는 것이 필요하다. 
 
② 바닥의 발효 
자연농업 양돈을 시작할 때 톱밥에 토착미생물, 황토(20% 정도), 소금 및 소주 찌꺼기 등을 혼합하여 미리 발효시킨 것을 돈사 내에 투입하면 균의 활동이 좋고 바닥상태가 처음부터 순조롭게 되는 것이 분명하다. 톱밥을 절약하기 위해서는 바닥의 최하층에는 나뭇가지, 대나무 및 나무껍질 등을 넣어주면 효과가 있었다. 
 
③ 돼지의 사육밀도 및 사료의 TDN(가소화양분)과 바닥의 발효상태와의 관계 
돼지의 사양밀도와 먹이의 TDN에 의해서 바닥상태는 크게 영향을 받는다. 즉 단위면적 당 돼지의 두수가 많게되면 바닥의 발효상태가 저하된다. 또한 먹이에 가축분뇨 등을 발효시킨 것을 너무 많이 배합하게 되면 바닥상태가 저하된다. 따라서 자연농업양돈에 대한 적정한 사양밀도와 먹이의 TDN과의 관계를 분명히 하는 것이 금후의 과제이다.
 
④ 돈사 내에서의 돼지의 행동 
돼지는 먹이통 근처와 반대쪽에서 분뇨를 배설하는 습성이 있다. 따라서 분뇨 배설장소는 항상 습한 상태이며 손을 봐야할 때가 많다. 그러나 돼지는 그 장소에서 누워서 뒹군다. 돼지는 그런 장소를 좋아하는 습성이 있다. 
 
⑤ 발효톱밥 사육시의 발육속도와 장기 이상 
기생충이나 폐렴이 방지되면 발육은 양호하다. 발육측면에서 사육돈 장기의 육안적 이상은 콘크리트 축사 사육돈과 거의 다르지 않다. 특히 발효톱밥 관리구의 돼지에서 장기의 조직적 병변이나 출혈 및 폐렴이 확실히 적었다. 바닥표면의 과도한 건조는 폐렴을 유발시킨다. 또한 철저한 기생충 구제가 필수적이다. 
 
⑥ 발효상 사육 돈의 혈액성상의 특징 
발효톱밥 사육돈의 백혈구 수가 많은 경향을 나타내었다. 또한 총 코레스트롤 및 중성지방은 확실히 낮은 값을 나타내었다. 
 
⑦ 토착미생물을 사료에 혼합 
사료를 급이탱크에 투입할 때 확대 배양된 토착미생물을 1% 정도 혼합함으로써 돼지의 뱃속에서 토착미생물을 작용시키게 되어 냄새는 물론 사료효율도 향상시킬 가능성이 있다. 저비용으로 적절한 방법을 확립하기 위하여 사료에 대한 배합법에 관한 연구를 추진시켜야 한다.  
 
가장 쉽게 하는법 1번 을 변형 한것, 삼나무 상자대신 양파자루에 밥을넣어 부엽토속에 묻어두고 그위에 비닐로 덮어 비가들어가지 않게 하면 동일한 결과를 얻을수 있습니다. 고두밥을 사용하라고하나 먹기 좋토록 지어서 사용하면 됩니다. 진짜로 고두밥을 지어서 하면 수분 부족으로 90% 이상 실패합니다.
양파자루에 밥을넣을때 두께가 5cm를 넘지 않토록 펴서 묻어야 합니다. 두꺼우면 속에까지 미생물이 침투하지 못합니다. 그냥 쉽게 생각 하시고 하나씩 해보세요. 돈도 (별로)들지않고 의외로 간단 합니다.



한방영양제 제조법
한방영양제는 작물이 스스로 병균을 쫓아낼 수 있도록 체력을 높여주기 때문에 농약에 의하지 않는 농업에 반드시 필요로 한다.
 
가. 재료와 제조방법
재료는 한방약재인 당귀, 감초, 계피이며, 이것을 각각 발효시켜 소주에 담궜다 쓴다. 한방약재를 구할 수 없을 때는 마늘이나 생강도 가능하다.
 
① 우선 재료를 막걸리(가능하면 맥주)에 담궈 불린다. 재료가 겨우 찰랑찰랑 잠길 만큼만 막걸리를 부어 12시간 정도 놓아둔다.
② 재료 무게의 3분의 1에 해당하는 흑설탕을 넣고 4~5일 동안 발효시킨다.
③ 재료의 양은 용기에 3분의 1을 채우는 정도가 적당하며, 나머지인 3분의 2에는 소주를 부어 채운 다음 7~10일이 지나 액을 추출한다. 액을 추출하고 남는 찌꺼기는 버리지 말고 다시 소주를 부어 5회 정도 더 이용할 수 있다. 다만, 이때 숙성된 액을 용기의 3분의 1이상 남겨두었다가 새 소주를 부어야 한다.
 
나. 사용법
-종자처리액 : 천혜녹즙(500배), 현미식초(500배), 미네랄A액(1000배) 등과 한방영양제 500배액을 함께 타서 만든다. 담궈두는 시간은 발아까지의 시간에 따라 작물별로 조절한다. 오이, 배추, 무, 멜론, 연근, 감자 등은 4~5시간, 벼, 고추, 토마토, 비트 등은 7~8시간이 필요하며, 씨앗이 작을 때는 가제나 헝겊에 싸서 담근다.
 
-작물이 약해졌을 때 : 천혜녹즙(500배), 현미식초(500배) 등과 한방영양제 500배액을 함께 타서 사용. 무름병과 탄저병에 걸렸을 때 이 액을 엽면에 살포하면 증상이 완화되면서 더 이상 퍼지지 않는다.
 
-병을 불러들이지 않는 튼튼한 작물로 키울 때 : 가능하다면 미네랄 1000배액과 함께 위의 액을 7~10일에 한번씩 엽면에 살포한다.

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