로데일Rodale 연구소의 작부체계 실험

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1981년에 수립한 작부체계 실험Farming Systems Trial(FST)은 관행농과 유기농을 나란히 비교하는 미국에서 가장 오래 운영된 실험이다. 이 프로젝트는 유기농의 생산과 경제적, 환경적인 복합성과 에너지 보존의 실행가능성을 보여준다. FST는 우리의 흙과 물을 개선하는 동시에 관행농과 비슷하거나 더 나은 작물 수확량과 유통 이익을 발생시킨다는 유기농업의 잠재력을 밝혔다.

실험에 관하여

우리는 연구의 초점으로 특히 우리 지역과 중서부에 널리 심고 있는 옥수수/콩 생산을 선택했다. 그 작물들은 동물의 사료작물로 열심히 생산하고 있다. 그 오랜 역사 동안 FST는 각각 다양한 관리 방법을 특색으로 하는 세 가지 핵심 농업체계를 함유한다 : 거름에 기반한 유기농 체계, 콩과식물에 기반한 유기농 체계, 합성물질에 기반한 관행농 체계. 각 핵심 체계의 기본적인 가이드라인은 다음과 같이 특징지을 수 있다:

거름 유기농

이 체계는 유기적인 유제품이나 소고기 사업을 대표한다. 그것은 연간 먹이인 곡식 작물과 계속 반복되는 사료 작물을 모두 포함하는 오랜 돌려짓기를 특색으로 한다.  그 체계의 비옥도는 콩과작물과 주기적인 거름 공급에 의해 제공된다. 이런 다양한 돌려짓기는 또한 해충을 방어하는 주요한 line를 만든다.

콩과식물 유기농

이 체계는 유기농 돈벌이 곡식 체계를 대표한다. 그것은 연간 곡식 작물과 덮개작물로 구성된 중간 길이의 돌려짓기를 특색으로 한다. 그 체계의 유일한 비옥도의 원천은 해충을 방어하는 주요한 line이 제공하는 콩과작물과 돌려짓기이다.

합성물질 관행농

이 체계는 미국에서 주요한 곡식 농사를 대표한다. 그것은 비옥도를 위한 합성 질소에 의존하고, 풀은 펜실베니아주의 지도사업이 추천하여 적용하는 합성 제초제로 억제한다. 

몇 가지 주요 결과:

수확량

• 실험의 27년에 걸쳐 옥수수 수확량은 유기농과 관행농 체계가 맞멎었다.
• 콩 수확량은 거름과 관행농 체계가 같았고, 오직 콩과 체계가 조금 떨어졌다.
• 5년의 4번 보통의 가뭄에서, 유기농 체계는 옥수수 수확량이 관행농 체계보다 꽤 높았다(31% 높음).
• 유기농 체계에서 옥수수와 콩 작물은 관행농이란 상대보다 풀과의 경쟁에서 훨씬 더 잘 견뎠다. 반면 수확량은 비슷하게 생산했다.

1995년 건조한 여름철에 유기농 콩과(왼쪽)와 관행농(오른쪽) 체계에서 옥수수. 둘은 같은 날 똑같은 품종을 심었다. 하지만 오직 관행농의 옥수수만 물 부족 현상이 나타났다. 유기농 옥수수의 수확량은 관행농보다 그해 29% 높았다.

흙

• 토양의 탄소와 질소는 유기농 체계에서 크게 늘어났다. 하지만 관행농에서는 그렇지 않았다.
• 2009~2010년 예비적인 토양 표본자료에 기반하여, 유기농 체계는 실험을 시작한 이래 토양 탄소가 가장 많이 증가했다.
• 탄소 격리의 조건에서 거름 체계는 콩과식물 체계에 뒤이어 선두였다.
• 토양 탄소의 증가는 우선 실험의 13년 가장 컸다. 토양 탄소는 1994년 이후 15년 동안 두 유기농 체계에서 지속적으로 커졌다. 그러나 처음 15년보다는 더 느린 비율이었다. 
• 관행농 체계는 최근에 와서 탄소의 손실을 보여주었다.

물

• 각 체계를 통해 수량의 스며듦은 관행농 체계보다 유기농 체계에서 15~20% 더 높았다. 유기농의 관리에서 지하수가 차고 유거수가 감소되는 것이 나타났다.
• 종합적으로, 질산성 질소의 침출은 상당히 낮았고 모든 체계가 같았다.
• 유기농과 비교한 음료수에서 관행농의 침출수 표본이 질산성 질소 농도에서 법적 허용치 10ppm을 더 빈번하게 초과했다.
• 제초제는 오직 관행농 체계에서 수집한 물 표본에서만 검출되었다. 관행적인 돌려짓기로 옥수수에 이어 또 옥수수를 몇 년 동안 심었는데, 그러면서 2년 연속 atrazine이란 제초제를 뿌렸다. 침출수에서 아트라진 수치가 EPA에서 음료수 기준으로 정한 최대 오염물질 3ppb를 초과할 때가 있었다. 모든 관행농의 표본에서 아트라진Atrazine은 0.1ppb를 초과했다. 그런 농도는 개구리의 기형을 초래하는 것을 보여주었다(Hayes et al., 2002).

에너지

• 유기농 체계에서 총 에너지 사용은 관행농 체계에서보다 적었다.
• 관행적인 옥수수-콩 체계에서 에너지 사용은 질소비료와 제초제 투입에 의해 높아졌다. 반면 씨앗과 연료 사용은 유기농 체계에서 가장 큰 에너지 수요를 발생시켰다.

경제

• 실험 초기 년도의 몇몇 경제적 연구(1980년대와 1990년대)는 콩과식물과 관행농 체계란 두 곡물 사업에서 유통 이익이 같음을 보여주었다(모든 농업 생산물이 시장에서 똑같은 값을 받는다고 가정하고).
• 씨앗값과 장비 비용은 콩과식물 체계에서 더 높은 반면, 관행농 체계에서 비료와 농약이 가장 비용이 많이 드는 투입재였다(이러한 경제적 분석은 거름 체계를 포함하지 않았다; 오직 돈벌이 곡물 체계만 비교했다).
• 심지어 전환비용(시작 초기의 수확량의 잠재적 손실과 같은)과 가족의 노동력 비용을 포함해도, 유기농과 관행농의 수익을 같게 만드는 데 필요한 유기농의 가격 프리미엄은 관행농 생산물보다 단 10%만 높아도 된다. 1990년대 전반에 걸쳐, 유기농 가격 프리미엄이 그 수준에서 초과 이익을 얻었고, 프리미엄의 범위는 65~140% 사이였다.

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