염류 토양 바이오차, 토양 및 작물 생산성 개선
염류 토양은 전 세계 식량 안보와 지속 가능한 농업 발전에 심각한 제약을 가하며, 토양 구조 저하, 양분 가용성 제한, 작물 생장 억제를 초래합니다. 다공성 구조, 높은 탄소 안정성 및 다양한 물리화학적 특성을 지닌 바이오차는 염류 토양 개량을 위한 유망한 물질로 부상하고 있습니다. 본 연구는 염류 토양에서 바이오차 적용이 토양 특성 및 작물 수확량에 미치는 영향을 체계적으로 정량화하고, 이러한 반응을 지배하는 핵심 요인을 규명하며, 다양한 환경 및 관리 조건에서 바이오차의 합리적인 적용을 위한 과학적 근거를 제공하고자 했습니다. 78개 발표 연구에서 추출한 831쌍의 관측치를 기반으로 글로벌 메타 분석을 수행하여 바이오차 적용이 토양 용적 밀도(BD), 전기 전도도(EC), pH, 염도, 토양 유기 탄소(SOC) 및 작물 수확량(Yield)에 미치는 영향을 평가했습니다. 또한, 작물 유형, 기후대, 기후 조건, 농업 관리 방식, 토양 특성 및 바이오차 특성에 따라 하위 그룹 분석을 수행했습니다. 랜덤 포레스트 모델을 활용하여 기후 요인, 토양 특성, 관리 방식 및 바이오차 특성이 토양 및 수확량 반응 변화에 기여하는 상대적 기여도를 파악했습니다. 바이오차 적용은 BD, EC, pH, 염도를 각각 8.2%, 30.7%, 0.5%, 13.7% 유의하게 감소시켰으며, SOC와 작물 수확량은 각각 38.4%와 28.9% 증가시켰습니다. 하위 그룹 분석 결과, 바이오차에 의한 BD 감소 및 SOC와 수확량 증가는 대부분의 환경 및 관리 조건에서 비교적 일관되게 나타났습니다.