지구온난화의 가속화에 따라 세계적으로 온실가스 배출량 감축에 대한 다양한 방안을 제시하고 있는 추세이며, 우리나라 또한 탄소중립 선언을 하였고 이후 다양한 분야에 따른 정책과 제도를 발표하였다. 이에 본 연구는 국내 계분을 활용하여 바이오차를 제조하고 이를 토양에 적용시켜 토양에서의 온실가스 배출 감소에 효과가 있는지를 살펴보기 위한 특성 연구를 진행하였다.
계분 바이오차를 제조할 때 열분해 온도를 세분화하여 이후 토양개량제로서의 최고의 효율을 보일 최적의 생산조건을 찾고자 하였다. 국내 계분을 기반으로 제조된 바이오차는 높은 탄소 함량을 보이며 알칼리도가 높은 특징을 가졌다. 표면에는 수많은 기공들로 인해 다공성 구조를 띄며 이러한 기공의 크기는 열분해 온도가 높아질수록 작아져 고온에서 열분해가 이루어지면 많은 미세기공을 가지고 있음을 확인하였다. 이후 비표면적과 작용기 그룹의 다양성을 비교하여 500℃에서 생산된 계분 바이오차가 가장 좋은 성능을 보일 것을 기대할 수 있었다.
다음으론 계분 바이오차를 직접 토양에 적용하여 온실가스 배출에 대한 영향성을 살펴보았다. 계분 바이오차가 첨가된 토양은 높은 OM 농도와 높은 CEC 수치를 보이며 토양개량제로서 식물의 생장 증가에 도움을 주었다. 또한 자체 알칼리성으로 인해 토양에서 pH 완충 능력을 확인하였다. 더불어 토양에 계분 바이오차가 저장될 시 TC와 TOC의 함량이 증가되는 것을 통해 농업 토양의 온실가스 배출이 저감될 것임을 기대할 수 있었다. 이처럼 계분 바이오차는 토양개량제로서 pH 완충 능력이 최대로 발휘될 수 있고 토양의 Zn 오염을 문제를 일으키지 않을 5~7%의 질량 비율로 토양에 첨가될 시 긍정적인 효과를 기대할 수 있다.