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목차
이사의 편지 / 머리말 / 전체 요약 / 배경 / 유기농 무경운과 롤러 크림퍼 / 로데일 연구소의 유기농 덮개 실험
결과
덮개작물 투입재 / 토양의 질에 대한 효과 / 풀 통제 / 수확량 / 폐기물 생산 / 수익성 / 결과 요약
협력 농민의 사례 연구
Genesis 농장 / Swallow Hill 농장 /Meadow View 농장 / Quiet Creek 농장
유기농 무경운 체계를 시행하기
출처
용어 설명
참고 도서
추가 문헌
이사의 편지
로데일 연구소는 J.I. Rodale 씨가 1947년 칠판에 우리의 좌우명을 처음 적은 이후 농업을 통해 세계를 더 나은 곳으로 만들기위해 전념해 왔다. 건강한 토양 = 건강한 먹을거리 = 건강한 사람이 우리의 모든 사업을 추동한다.그것이 우리가 모든 노력을 시험하는 시금석이다.
그래도 J.I. 씨는 건강한 토양이 건강한 먹을거리를 기르기 위한 토대라는 사실을 이해했다. 우리는 오늘 J.I. Rodale 씨의 신념과 Robert Rodale 씨의 수고로 펜실베니아 주 커츠타운Kutztown 외곽에 333에이커 규모의 농장에뿌리를 내리고 계속하고 있다.
로데일 연구소에서 수행한 연구와 홍보활동은 건강한 토양을 기반으로 하는 농업 체계를 창안하기 위함이다. 60년이 넘는 기간에 걸쳐, 우리는 유기농업을 연구하고 세계의 농부와 과학자들과 의견을 나누면서 재배자를 지원하는 정책을 지지하고 있다.
지난 수십 년 동안 가장 보람찬 발전 가운데 하나는 유기농 농민을 위한 모범사례를 시험하고 개발하면서 모든 농민들이 채택할 수 있는 기술과 방법을 찾았다는 점이다.
이 특별 프로젝트를 통해 우리는 유기농업 체계에서 경운과 검은비닐의 사용만이 아니라, 무경운 관행농업 체계에서 제초제의 사용과 관련된 토양의 건강 문제를 해결할 수 있다는 걸 발견했다. 목표는 경운과 검은비닐의 대안으로 유기농 농민들이 무경운의 혜택에 접근할 수 있는지와 모든 농민들이 풀을 관리하고 좋은 덮개작물을 죽이기 위하여 검은비닐과 제초제 이외의 도구를 제공할 수 있는지의 여부를 결정하는 것이었다.
모든 농민들이 그들의 토양을 보호하고 보존하며 시간과 돈을 절약할 수 있는 새로운 방법을 모색함으로써, 기존의 체계 안에서 창의적으로 가능성을 탐구하는 공동 연구가 필요하다. 관행농업과 유기농업 공동체 사이에 지식을 공유하는 일을 더욱 증진시키고, 그 결과를 연구하는 일은 예상보다 더 강하고 탄력적인 농업을 창출하는 데 필수적이다.
최고의 과학적 연구와 교육을 통하여 우리는 더 지속가능한 먹을거리 체계를 향한 모든 농민의 여정을 지원할 수 있기를 바란다.
Coach Mark Smallwood
머리말
1988년부터, Northeast SARE는 농사에 대한 지속가능한 접근법을 발전시키고자 교육과 응용연구를 목적으로 보조금을 제공해 왔다. 그 25년은 많은 학습과 많은 성공만이 아니라 도전도 가져왔다. 변화는 위험할 수 있기에 혁신이 늘 쉬운 건 아니다. — 잘 알려진 사례와 결점, 모든 것이 광범위한 지원을 제공하는 경우가 많다. 덮개를 너무 빨리또는 너무 멀리 덮으면 참여하고자 하는 우리의 매우 많은 수혜자들이 멀어지게 할 수 있다.
그 결과, Northeast SARE는 수혜를 원하는 농민들과 협력 관계를 맺고, 그들에게서 의견을 구하고자 했다. 제안의 계획부터 실행과 결과의 공유까지 공동의 노력으로 간주되었다. 이 과정은 수혜자와 이해관계자 사이의 관계를 강화하고, 과학자부터 생산자뿐만이 아니라 다른 모든 방향으로 흐르는 학습 공동체를 구축한다.
SARE의 초창기에 이러한 연구 모델을 받아들이도록 특정 종류의 기관이 필요했다. 토지를 허가하는 몇몇 대학과로데일 연구소 같은 소수의 미래지향적 기관들이 이를 보완했다. 로데일을 포함한 초기의 협력자 가운데 상당수는 SARE와 지속적으로 관계를 맺어 오랜 세월에 걸쳐 일련의 혁신적인 아이디어를 모색하고 협력적인 농민 네트워크를 구축했다.
1988년, SARE가 활동한 첫 해에 로데일 연구수는 비디오를 활용해 농민들이 지속가능한 농법을 어떻게 채택할지 실제로 “보게” 하자는 아이디어를 제안했다. 그 이후 로데일은 작물의 수확량과 질병을 관리하기 위한 덮개작물과 무경운, 유기농 곡물 생산, 퇴비 또는 퇴비차의 활용을 탐구하기 위한 일에 대한 보조금을 받았다. 가장 최근에 로데일은 채소 생산에서 호밀-베치의 사이짓기 효과로 풀을 억제하는 동시에 토양의 질소를 증가시키는 연구에 대한 자금을 지원받았다.
이 프로젝트는 우리의 보조금 검토자들과 공감하는 특성을 보여주었다: 한 가지 농법을 수정하는 점진적 변화를 뛰어넘어 작부체계를 재설계하는 시험이다. 이 사례에서 전체의 목표는 비닐 덮개의 사용을 제거하는 것만이 아니라, 콩과의 질소를 제공하는 동시에 토양 건강의 물리적 측면을 향상시키는 것이 포함된다. 좋은 SARE 프로젝트와 마찬가지로, 농민들은 여러 해 동안 연구 활동에 종사하고 있다.
Northeast SARE의 교부금을 받고 있는 로데일의 성공은 농업의 체계에 접근하는 방법을 활용해 지속가능한 농업을 연구하는 능력에 달려 있다. 단일 작물, 단일 해충 또는 생산에 대한 단일 장벽에 집중하는 편이 더 쉽고 예측이 가능하다. 공간과 시간에 따라 달라지는 전체 농장의 상호작용을 조사하고 이해하는 일은 훨씬 어렵다. 우리는 이러한 지적 야망을, 특히 새로운 아이디어가 합리적으로 채택될 만큼 현실적으로 근거가 충분할 경우에 칭송한다. Northeast SARE의 성공은 혁신을 촉진하기 위하여 우리가 제공하는 자금을 사용하는 수혜자 —협력자— 에게 달려 있는데, 항상 우리가 봉사하고자 하는 농촌 지역사회와 협력한다.
vern grubinger, Northeast SARE 지역 코디네이터
배경
잡초 방제는 세계 곳곳의 여러 농민들이 여러 세대 동안 직면한 주요한 과제의 하나이다. 1940년대 제초제가 도입되기 이전에는 경운과 수작업 및 세계의 일부 지역에서는 물대기를 통해 잡초의 성장을 억제하는 기술이 활용되었다. 1970년대 인구 성장과 함께 매우 급속하게 제초제가 사용되면서 이제는 그것이 잡초를 방제하는 주요한 방식이 되었다.
오늘날 대부분의 관행농민들은 경운과 제초제를 조합하는 방식으로 잡초를 처리한다. 이러한 기술은 잡초의 개체수를 낮추는 데 매우 효과적이면서, 토양과 환경 및 인간의 건강에 여러 가지로 악영향을 미친다. 토양을 교란하고 제초제를 살포해 토양 생태계에 손상을 가하고, 물을 흡수하고 유지하는 능력 및 양분을 저장하고 순환시키며 좋은 토양의 구조를 유지하는 능력을 떨어뜨린다. 그 결과 침식과 양분의 침출이 발생하기 쉬워지고, 농경지에서 소중한 물질이 제거되며 이 물질들이 흘러가 수자원에 피해를 준다. 또한 토양 생물에 미치는 영향으로, 경운이 쟁기바닥층을 두텁게 형성해 뿌리의 성장과 물의 흐름을 방해할 수 있다. 일부 제초제는 유실되어 하천과 호수 등에 흘러 들어가거나 지하수에 침출되면 환경과 인간의 건강에 해를 끼칠 수도 있다.
1950년대에 검정비닐 덮개가 풀을 억제하는 데 도움이 되는 또 다른 농자재로 시장에 도입되었다. "검정비닐"로 간단히 언급되는 검정비닐 덮개는 석유로 만드는 얇은 플라스특 막으로서, 농민들은 두둑의 표면을 덮고 그 아래로 관개용 관을 설치하곤 한다. 작물은 손이나 농기계로 비닐의 구멍에 옮겨심는다. 비닐은 영농철 막판에 농경지에서 제거하여 폐기한다.
검정비닐은 그것을 덮은 곳에서 풀이 자라는 걸 매우 효과적으로 방지한다. 맨흙에 채소를 재배하는 것과 비교하면, 검정비닐을 사용했을 때 제초제를 친다거나 노동집약적인 수작업 제초 같은 노력을 매우 경감시킨다. 검정비닐의 또 다른 장점은 토양을 따뜻하게 만들어 파종 시기를 앞당긴다는 점이다. 이러한 이유 때문에 검정비닐은 지난 50년 동안 큰 인기를 얻었다.
건강한 토양 생물군의 중요성
건강한 토양은 작물과 농민에게 여러 혜택을 제공하는 다양한 미생물 들이 포하되어 있다. 이러한 박테리아와 원생동물, 선충류, 곰팡이, 미세 절지동물 등이 식물의 잔류물을 분해하고, 토양의 응집력과 다공성을 향상시키며, 토양 유기물과 미네랄의 영양소를 식물이 이용할 수 있는 형태로 순환시키고, 식물을 병원균에게서 보호한다. 그 결과 건강한 토양 생물군과 함께 자라는 식물은 질병 저항성이 더 좋아지고, 가뭄이나 혹서 같은 스트레스에 더 잘 대처할 수 있다. 농지는 수분을 흡수하고 유지할 수 있으며, 침식이 될 가능성이 더 낮아진다.
그러나 검정비닐에는 단점도 있다. 유기농업에서도 허용되기는 하지만, 석유로 만들고 재활용이 어려워 본질적으로 지속가능하지 않다. 검정비닐을 사용하는 농경지 1200평당 45-55kg의 폐기물이 발생한다. 게다가 검정비닐을 사용하면 농경지 표면의 50-70%가 물이 침투할 수 없게 되어 유실과 침식이 각각 40%와 80% 증가한다. 그리고 검정비닐을 사용하는 곳에 제초제와 살충제를 살포하면, 농경지에서 유실되는 이러한 화학물질의 농도가 높아져 환경과 인간의 건강에 더 많은 해악을 미친다. 마지막으로 한여름 검정비닐에 덮힌 토양의 온도가 높아지면서 토양생물군을 균류가 아니라 박테리아 쪽으로 바꾸어 놓으며, 미생물의 스트레스를 높이는 것으로 밝혀졌다. 검정비닐은 1200평당 연간 250-300달러, 폐기에 1200평당 20달러의 비용을 발생시키기도 한다.
이러한 이유들 때문에 연구자들은 검정비닐 덮개의 대안으로 덮개작물 덮개 체계를 탐구해 왔다. 풀깎개, 롤러 크림퍼 또는 덮개작물을 베어 덮개로 바꾸는 농기계를 포함하여, 몇 가지 덮개작물 기반의 채소 생산체계가 과학적으로 개발되고 논의되었다.
검정비닐이 토양의 질을 손상시키는 반면, 덮개작물 덮개는 토양에 유기물을 첨가하고 토양미생물을 증가시킴으로써 그를 향상시킨다. 연구자들은 지표면에 덮개작물의 잔류물을 남기면 작물의 "질병 저항성이 높아지고, 활력이 증가하며, 상품성 있는 수확량이 높아지고, 작물의 노화가 늦추어진다"는 사실을 밝혔다. 이러한 체계는 검정비닐보다 비용이 적게 들며고 실행이 더 빠르며, 농사가 끝난 뒤 그를 제거하고 폐기하는 데 비용과 노동력이 들지 않는다.
연구자들이 덮개작물 덮개 체계의 유효성을 개발하고 시연하는 데 큰 진전을 이루었지만, 개발된 체계의 대부분은 덮개작물이 제공하는 잡초 방제를 보충하고자 합성 제초제에 어느 정도 의존하고 있다. 이러한 이유 때문에 로데일 연구소의 연구자들은 잡초를 억제하기 위해 제초제가 필요하지 않은 덮개작물 체계를 개발하는 데 몰두해 왔으며, 유기농업만이 아니라 관행농업의 채소 생산자도 덮개작물 덮개를 활용할 수 있도록 더욱 발전시켰다.
John teasdale 씨와 Aref abdul-Baki 씨의 작업
John Teasdale 씨와 Aref Abdul-Baki 씨는 모두 미국 농무부의 식물 생리학자인데, 1980년대에 검정비닐의 대안으로 덮개작물 덮개를 탐구하기 시작했다. 그들은 토마토에 털갈퀴덩굴을 베어서 덮는 체계를 개발했다. 토마토를 심기 직전 털갈퀴덩굴을 베어내고, 농사철에 털갈퀴덩굴이 다시 자라는 것과 다른 풀을 통제하기 위해 1-2가지 제초제를 적용한다. 그들의 연구에서 이 체계에서 재배되는 토마토는 검정비닐에서 자라는 것보다 일반적으로 수확량이 더 낫고, 잎의 질병이 적으며, 상업적 비료가 더 적게 필요하다는 사실을 밝혔다. 또한 털갈퀴덩굴 덮개 체계는 검정비닐 체계에서 올리는 수익보다 2/3 정도 더 많은 수익을 올렸다. Teasdale와 Abdul-Baki 씨는 덮개작물 덮개 체계를 검정비닐 덮개의 대안으로 활용할 수 있다는 사실을 입증했을 뿐만 아니라, 이 체계가 토양과 식물, 환경에 유익하다는 사실을 증명했다.
유기농 무경운과 롤러 크림퍼
유기농 무경운은 무엇인가?
경운은 파종 전 풀을 관리하고, 거름과 작물의 잔류물을 넣으며, 토양을 개량하는 등의 준비를 하려고 활용되곤 한다. 경운은 때로는 토양 유기물의 분해를 매우 빠르게 촉진하기에 토양에는 좋지 않다. 또한 토양의 구조에 물리적인 손상을 가할 수 있고, 떼알구조와 침투 물길 같은 구조요소를 파괴한다. 경운은 토양을 뒤집기도 하여 토양생물을 교란시킨다. 그래서 유기농 무경운은 유기농업을 겨냥하여 비판을 하곤 한다. 너무 경운을 심하게 하여 토양을 교란시킨다고 말이다. 채소 농민은 특히 여러 번 작물을 심고 한해살이 풀을 관리하려고 1년에도 몇 번씩 토양을 경운한다.
관행농민들은 제초제를 사용해 풀을 통제하고, 파종을 위해 특수한 무경운 농기구를 활용해 농지에서 경운을 줄이거나 하지 않을 수 있다. 제초제는 유기농업에서 선택할 수 없기에, 대부분의 유기농민은 풀을 통제하기 위해 경운에 크게 의존하며 토양을 경운하는 일로 비난을 받곤 한다. 롤러 크림퍼 같은 지난 20년 동안 개발된 새로운 기술과 도구는 유기농민이 그 생산 체계에서 경운을 줄일 수 있도록 한다.
유기농 무경운은 세 가지 기본 원리에 근거한다. (1) 토양 생물이 체계를 강화하고, (2) 덮개작물이 비옥도와 풀관리의 근원이며, (3) 경운은 제한적이고 특정 간격으로 한다. 목적과 관념에서, 유기농 무경운은 다른 종류의 유기농법과 매우 비슷하다. 여기에는 유기물과 토양 생물로 토양을 개량하고, 다양하고 비화학적 수단으로 풀과 벌레 및 질병을 관리하며, 토양의 건강과 좋은 관리법을 통해 식물을 건강하게 한다는 것이 포함된다. 그러나 유기농 무경운은 이러한 목표를 달성하기 위하여 여러 방법을 활용한다. 토양을 건강하게 하고 풀을 관리하는 수단으로 경운을 대체하는 덮개작물에 훨씬 중점을 둔다.
롤러 크림퍼(Roller-Crimper)
롤러 크림퍼는 로데일 연구소가 설계한 특별한 농기구로서, 농민들이 살아 있는 덮개작물을 덮개로 전환시킬 수 있도록 한다. 이 농기구는 덮개작물을 한쪽 방향으로 굴리고, 줄기를 부수어 쭈글쭈글하게 만든다. 적절하게 처리되면 식물체가 죽어 지표를 덮고 풀의 성장을 억제하는 고밀도의 잔류물 깔개를 남긴다.
이 체계는 생물학과 기계학에 근거하기 때문에 어느 규모에나 적용할 수 있다. 작은 농장이나 큰 농장에서 모두 활용하기에 적합하다. 롤러 크림퍼는 트랙터와 말 뒤에서 끌 수 있고, 아니면 규모에 따라서는 손으로 밀 수도 있다. 트랙터의 앞이나 뒤에 장착할 수도 있다. 앞에 장착하면 무경운 드릴이나 말린 덮개작물에 직접 작물을 옮겨심는 도구를 트랙터의 뒤쪽에 자유로이 설치할 수 있다. 이런 방법으로 덮개작물을 끝내고 한번에 환금작물을 심을 수 있다.
풀깎개와 언더커터 같은 다른 도구도 덮개작물을 덮개로 전환시킬 수 있지만, 롤러 크림퍼는 그것들과 다른 몇 가지 장점이 있다. 연료가 덜 들고, 더 고르게 덮개를 만든다는 점이다. 풀깎개와 언더커터는 군데군데 덮개를 덮지 못하는 곳이 생기지만, 롤러 크림퍼는 땅바닥을 완전히 덮을 수 있는 깔개를 만든다.
앞쪽에 장착한 롤러 크림퍼. 호밀과 베치 덮개작물을 토양의 깔개로 만든다.
덮개작물을 관리할 때 고려할 사항
덮개작물을 끝내고 다시 자라는 걸 막는 데 100% 성공하려면 굴리는 시기가 중요하다. 대부분의 덮개작물을 굴리는 정확한 시기는 식물에 꽃이 피거나 꽃가루를 생산할 때이다. 식물의 수명주기 가운데 이 단계일 때 매우 취약하여 롤러 크림퍼로 효과적으로 죽일 수 있다. 털갈퀴덩굴의 경우 적어도 75% 이상이 개화해야 하며, 100% 개화했을 때가 이상적이다. 펜실베니아 동부에서 겨울 호밀과 털갈퀴덩굴을 끝내는 적당한 시기는 보통 5월 말이나 6월 초이다.
풀을 적절하게 통제하기 위해서는 개화기에 도달할 때까지 덮개작물의 바이오매스가 충분해야 한다. 덮개작물은 보통보다 씨앗을 많이 뿌리고, 건조물로 1200평당 약 3-4톤을 생산해야 한다. 이런 이유 때문에 바이오매스의 양이 많은 덮개작물이 무경운 체계에서 가장 잘 작동한다. 또한 탄질비가 20:1보다 높은 걸 선택하는 게 중요하다. 탄질비가 높을수록 탄소가 더 많아 더욱 천천히 분해될 것이다. 이는 농사철 내내 꾸준히 풀을 관리할 수 있도록 한다.
수확 이후 남아 있는 덮개작물 잔류물은 땅속으로 넣고, 다음 농사철의 덮개작물을 재배할 수 있다. 따라서 농사는 이듬해를 계획하면서 가을에 시작된다. 이런 이유 때문에 유기농 무경운은 장기 계획이 필요하다.
로데일 연구소의 Je Moyer 씨는 앞에 롤러 크림퍼를 장착하고 뒤에 무경운 파종기를 장착하여 덮개작물을 끝내는 동시에 곧바로 대두를 심는다.
로데일 연구소의 유기농 덮개 실험
로데일 연구소는 2009년 Northeast Sustainable Agriculture Research and Education(NE SARE) 프로그램의 지원금을 받아서, 토마토와 기타 채소의 생산에 일반적인 검정비닐과 굴리고 베어낸 덮개작물 덮개에 어떤 차이가 있는지 비교했다.
이 연구의 목적은 서로 다른 덮개 체계의 영향이 어떠한지 측정하는 것이었다.
1) 토양의 품질과 비옥도
2) 풀 통제
3) 수확량과 폐기물 생산
4) 중소규모 채소 생산의 수익성
덮개작물 덮개가 토양의 품질과 비옥도를 향상시키고, 검정비닐과 비슷하게 풀을 통제하고 수확량을 보여주며, 폐기물을 거의 또는 전혀 생산하지 않고, 채소 생산에 더 유리한 기술일 것이라 예상했다.
설계
로데일 연구소에서 행한 실험밭 설계는 아래와 같다. 각각의 처리법은 4번 반복되었다. 아래 표시된 색상과 패턴은 다음에 나오는 도표와 일치한다. 이 실험에서 총 9가지의 처리법이 있었는데, 각각 다음의 덮개작물과 종료법 가운데 하나가 조합되었다.
토마토는 밭마다 한 줄에 45cm 간격으로 심었다. 토마토는 전형적인 재배법처럼 지주를 박고 줄을 띄웠다.
실험밭은 로데일 연구소의 인증을 받아 2009년, 2010년, 2011년 가을에 설치하여 9가지 덮개 체계를 비교했다. 모든 실험밭은 쟁기질과 디스크 쟁기질, 다지기를 하고 9월에 각각의 밭에다 덮개작물을 넣었다. 덮개작물“Aroostook”이란 호밀과 “Purple Bounty”란 털갈퀴덩굴을 활용했다. 털갈퀴덩굴은 1200평에 16kg의 비율로, 호밀은 1200평당 76kg의 비율로, 호밀/털갈퀴덩굴은 1200평당 43kg(호밀 32kg, 털갈퀴덩굴 11kg)의 비율로 심었다.
덮개작물이 겨울을 나고 초봄에 다시 자라도록 한 뒤, 연구진은 처리법 방식에 따라 각각의 밭에서 덮개작물을 끝냈다. 검정비닐 처리법에서는 파종 한 달 전인 5월 초에 덮개작물을 갈아엎었다. 비닐 덮개와 관개호스를 쟁기질하고 몇 주 뒤에 설치했다. 다른 두 처리법에서 덮개작물은 5월 말이나 6월 초에 적어도 절반 정도 개화기에 이르렀을 때(꽃가루를 생산) 풀깎개나 롤러 크림퍼로 베어냈다. 이 시기는 보통 파종하기 1주일 전쯤이다.
모든 처리구에서 똑같은 수준의 질소가 투입되도록 덮개작물의 양분 분석을 수행했고, 부족한 부분을 보충하여 거름을 주었다. 토마토는 6월 중순에 심었고, 상업용 토마토 생산의 표준안처럼 지주를 세우고 줄을 띄웠다. 점적관개 호스를 덮개 처리구에 더하고, 모든 처리구에 필요에 따라 관개를 했다. 수확은 8월 초에 시작해 10월 중순까지 계속되었으며, 일반적으로 일주일에 한두 번씩 행했다. 농사철 내내 연구진은 토양 수분, 토양의 상태(수분, 온도, 탄질비 등), 풀의 바이오매스와 토마토의 수확량(전체와 시장용)에 관한 자료를 수집했다.
로데일 연구소의 현장내 연구 이외에도, 펜실베니아와 뉴저지의 협력 농민 4명이 2011년과 2012년 그들의 농장에서여러 덮개 방법을 실험했다. 이 농민들의 도움으로 연구진은 다양한 장소와 토마토, 고추, 수박, 호박, 양배추, 애호박 등 이들이 재배하는 여러 작물을 대상으로 덮개 체계를 실험할 수 있었다. 이러한 현장외 실험의 결과는 이 보고서의 사례 연구 부분에서 볼 수 있다.
로데일 연구소의 2010년 실험밭. 왼쪽 밭은 호밀/털갈퀴덩굴과 함께 검정비닐을 덮고, 오른쪽 밭은 호밀/털갈퀴덩굴을 베어서 덮었다.
결과
덮개작물 투입량
덮개작물 바이오매스
이 처리법에서 덮개작물은 검정비닐 실험밭을 경운하는 시기에 맞추어 다른 두 가지 처리법의 덮개작물보다 더 일찍 종결시킨다. 그 결과 검정비닐 처리법의 덮개작물은 생육기간이 짧아져 갈아엎을 때 바이오매스가 더 적었다. 이는 털갈퀴덩굴 덮개작물만 파종한 밭에서는 관찰되지 않았다. 또한 호밀을 추가한 덮개작물은 털갈퀴덩굴만 심은 곳보다 더 많은 바이오매스가 생겼다.
덮개작물 탄소 투입량
더 일찍 끝냄에 따라 바이오매스가 더 적게 생성된 결과, 검정비닐 처리법에서 덮개작물이 탄소에 기여하는 정도는 유기농 덮개 처리법에서보다 적었다. 이 효과는 털갈퀴덩굴이 검정비닐 실험밭을 경운하기 전인 초봄에 빠른 성장기를 지남에 따라 털갈퀴덩굴만 파종한 처리법에서 덜 관찰되었다. 그러나 호밀을 포함한 실험밭에서 굴리고 베어낸 처리법은 탄소에 기여하는 정도가 검정비닐 처리법보다 평균적으로 60.2% 높았다. 세 가지 서로 다른 덮개작물 사이에서도 탄소에 기여하는 정도에는 차이가 있었다. 털갈퀴덩굴만 파종한 덮개작물은 1200평당 평균 812kg의 탄소인데, 호밀과 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물은 1200평당 각각 평균 1565kg, 1510kg이었다.
덮개작물 질소 투입량
3년에 걸쳐 덮개작물 질소 투입량은 호밀만 파종한 처리법에서 가장 낮았다. 호밀에 털갈퀴덩굴을 추가하면 질소 투입량은 2배로 늘었다.
이 도표는 2011년 모든 처리구에서 덮개작물을 종결시키기 직전에 측정한 덮개작물의 바이오매스를 보여준다(에러바는 표준 오류를 나타낸다.)
이 도표는 아홉 가지 처리법 각각에서 덮개작물의 평균 탄소 투입량이 어떠한지 보여준다. 여기의 수치는 2010년, 2011년, 2012년의 평균값이다.
이 도표는 아홉 가지 처리법 각각에서 덮개작물의 평균 질소 투입량이 어떠한지 보여준다. 여기의 수치는 2010년, 2011년, 2012년의 평균값이다.
토양의 질에 미치는 영향
연구진은 농사철 동안 모든 처리법에서 토양의 수분과 온도를 측정했다. 토양의 탄소와 질소의 백분율은 각 농사철 전후에 처리법마다 측정했다.
토양 수분
토양 수분은 굴리고 베어낸 처리법과 비교하여 검정비닐 처리법에서 더 낮았다. 검정비닐 실험밭은 점적 관개를 통해 수분의 대부분을 공급받았기 때문에, 이 차이는 검정비닐 실험밭에서 관개의 양이나 빈도를 증가시킴으로써 쉽게 교정할 수 있었다.
2011년 농사철을 평균했을 때, 검정비닐로 덮은 지역은 토양 수분이 25%였는데 반해 굴리고 베어낸 지역은 모두 수분이 28%였다. 2012년 평균은 검정비닐에서 20%, 베어낸 처리법에서는 23%, 굴린 처리법에서는 22%였다.
이 도표는 토양 수분 자료를 통해 관찰된 경향을 보여준다. 검정비닐 덮개로 덮은 두둑은 굴리고 베어낸 두둑보다 일반적으로 수분이 더 적었다. 이런 양상은 여러 표본 추출 날짜에 관찰되었는데, 항상 그런 건 아니었다.
토양의 온도
검정비닐과 덮개작물 덮개 사이의 토양 온도 차이는 농사철 초기에 더 컸고, 말미에는 매우 적었다. 6월과 7월에 검정비닐로 덮은 실험밭은 베어내고 굴린 실험밭보다 토양 온도가 더 높았다. 이런 차이는 농사철이 끝날 무렵(9월, 10월)에는 미미했다. 검정비닐 처리법에서 최고 토양 온도는 6월에 굴리고 베어낸 처리법보다 3.2도씨 더 높았고, 7월에는 2.2도씨, 9월에는 1.1도씨, 10월에 0.3도씨 더 높았다. 2012년 6월과 7월에 최저 토양 온도는 검정비닐 처리법에서 약 1.1도씨 더 높았다. 덮개작물 유형에 따라 토양 온도에는 차이가 없었다. 덮개작물 덮개는 토양 온도를 알맞게 유지시키고 시간에 따른 변동을 줄여서 토마토 생산에 유리하다.
이 표는 2012년 6월부터 10월까지 세 가지 다른 종결 처리법에서 월간 최고와 최저 토양 온도를 요약한 것이다.
토양의 양분: 탄소와 질소 백분율
로데일 연구소의 현장 토양에서 탄소와 질소의 백분율에는 관측할 수 있는 변화가 없었다. 그러나 2012년의 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물에서 굴리고 베어낸 처리법 모두에서 농사철에 따라 탄소의 백분율이 증가했다. 굴린 호밀/털갈퀴덩굴에서 증가한 양은 베어낸 호밀/털갈퀴덩굴 처리법에서 증가한 양의 2배였다.
협력 농장의 실험에서, 4개의 농장 가운데 하나에서는 검정비닐 처리법에서 토양의 탄소 백분율이 약간 증가(0.22%)한 반면, 다른 곳에서는 굴린 호밀/털갈퀴덩굴에서 0.31% 증가했다.
이 도표는 2012년 로데일 연구소 실험밭의 농사철 이전과 이후의 토양 탄소 백분율을 보여준다. 호밀이나 털갈퀴덩굴만 파종한 곳에선 탄소 백분율에 별다른 변화가 없었기 때문에, 여기에서는 호밀/털갈퀴덩굴 처리법만 표시되었다.
풀 통제
풀의 바이오매스는 토마토를 심고 4주 뒤에 측정했다. 2010년과 2012년, 풀의 바이오매스 표본을 추출한 지역은 두둑과 고랑 모두를 포함한다. 2011년, 풀의 바이오매스 측정은 두둑에서만 이루어졌다. 이는 2011년 모든 처리법에서, 특히 검정비닐 처리법에서 풀의 바이오매스 값이 더 낮아지는 결과를 가져왔다.
2010년, 호밀과 호밀/털갈퀴덩굴 체계의 덮개작물 덮개 처리법에서는 풀의 압박이 거의 없었다. 호밀/털갈퀴덩굴 처리법 가운데, 굴리고 베어낸 체계에서 풀의 압박은 검정비닐 호밀/털갈퀴덩굴 처리법의 평균 5%에 불과했다. 굴리고 베어낸 호밀은 검정비닐 호밀에서 풀 압박의 평균 13%를 나타냈다. 덮개작물의 유형 가운데 털갈퀴덩굴이 풀의 성장을 억제하는 데 가장 효과적이지 않았다.
2011년에 했듯이 두둑에서만 풀의 바이오매스를 측정했을 때, 검정비닐 처리법에서 풀의 바이오매스가 매우 낮았다. 호밀/털갈퀴덩굴과 호밀 체계에서는 굴린 실험밭이 베어낸 실험밭보다 풀의 바이오매스가 더 낮았다.
2012년, 각 덮개작물의 유형에서 굴리고 베어낸 처리법은 검정비닐 처리법보다 풀의 바이오매스가 더 높았다. 털갈퀴덩굴과 호밀 덮개작물 체계에서는 약 2배, 털갈퀴덩굴/호밀 체계에서는 약 3배였다.
3년에 걸쳐 모든 처리법에서 풀의 바이오매스에는 변동이 있었다. 하지만 검정비닐 체계는 굴리고 베어낸 체계보다 더 일관적이었다. 검정비닐은 2011년과 2012년에 풀을 더 효과적으로 억제했는데, 굴리고 베어낸 체계가 2010년에는 더 우수했다. 굴림은 베기보다 일반적으로 풀을 억제하는 데에 더 효과적이었다. 모든 해에 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물 체계가 털갈퀴덩굴과 호밀 체계와 일치하거나 그 이상의 효과를 나타냈다.
이 도표는 2010년 모든 처리법에서 토마토를 심고 4주 뒤에 측정한 풀의 바이오매스를 보여준다. 이 수치들은 두둑에서 성장한 풀만 나타낸다(고랑 제외).
이 도표는 2011년 모든 처리법에서 토마토를 심고 4주 뒤에 측정한 풀의 바이오매스를 보여준다. 이 수치들은 두둑에서 성장한 풀만 나타낸다(고랑 제외).
이 도표는 2012년 모든 처리법에서 토마토를 심고 4주 뒤에 측정한 풀의 바이오매스를 보여준다. 이 수치들은 두둑과 고랑에서 성장한 풀을 나타낸다.
수확량
토마토는 필요에 따라 일주일에 1-2번 수확했다. 전체 수확량은 모든 연도에 측정하고, 상품 수확량은 2011년과 2012년에 측정했다. 2012년, 잎마름병으로 토마토 수확이 확 줄어서 모든 처리법에서 전체 수확량과 상품 수확량에 영향을 미쳤다.
전체 수확량
2010년, 굴리고 베어낸 덮개작물 처리법 모두가 검정비닐 처리법의 전체 수확량보다 더 많았다. 덮개작물 유형은 토마토 수확량에 큰 영향을 미치지 않았다.
2011년 전체 수확량은 검정비닐 체계의 2010년 수확량과 비슷했지만, 유기농 덮개 체계에서 크게 감소했다. 전체 수확량은 검정비닐 처리법에서 더 많았고, 검정비닐 처리법 안에서 덮개작물의 유형은 수확량에 큰 차이를 일으키지 않았다. 유기농 덮개 체계에서 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물을 활용한 곳이 털갈퀴덩굴과 호밀 체계와 비교해 각각 2-2.5배 수확량이 많았다. 2011년의 결과는 호밀과 털갈퀴덩굴을 조합할 때 토마토 수확량에 시너지 효과가 있음을 보여주었다.
2012년의 전체 수확량은 잎마름병으로 크게 감소하였는데, 2011년에 관찰된 결과와 유사한 양상을 보였다.
상품 수확량
2011년, 상품 수확량은 전체 수확량과 평행을 이루었고, 각 처리법에서 평균 20% 감소했다. 굴리고 베어낸 호밀/털갈퀴덩굴 처리법이 검정비닐 호밀/털갈퀴덩굴의 약 70%에 해당하는 상품 수확량을 올려 검정비닐 처리법과 가장 경합을 했다.
2012년, 잎마름병 때문에 전체 수확량의 23%만 상품성이 있었다. 굴리고 베어낸 털갈퀴덩굴 처리법이 가장 낮은 상품 수확량을 올렸고, 다른 전체 처리법 사이의 상품 수확량에는 큰 차이가 없었다.
이 자료는 여러 덮개 유형이 토마토 수확량에 미치는 영향은 해마다 다를 수 있음을 시사한다. 덮개의 성능에 대한 이러한 연간 변화와 관련된 요소를 더 잘 이해하기 위해서는 장기간의 연구가 필요할 것이다.
이 도표들은 2010년과 2011년의 전체 토마토 수확량을 보여준다. 2010년에는 덮개작물 덮개가 검정비닐 처리법보다 우수한 결과를 나타냈고, 2011년에는 그 양상이 바뀌었다.
폐기물 생산
실험한 모든 체계의 모든 처리법에서 관개용 비닐호스를 사용했기 때문에 비닐 폐기물이 조금 생산되었다. 그러나 밭에서 꺼낸 비닐의 양은 검정비닐 처리법에서 1200평당 비닐 덮개 41.5kg에 비닐호스 14kg을 더해 4배나 많았다.
수익성
비용
처리법에 따라 비용이 변동되었지만(가변 비용), 나머지는 모든 처리법에서 동일했다(고정 비용). 가변 비용에는 덮개작물 씨앗, 비료, 비닐 덮개, 장비의 이동, 비닐의 처분, 제초 인건비 등이 포함되었다. 고정 비용은 1200평에 총 9,668.26달러였는데, 여기에는 비닐호스, 지주, 끈, 토마토 씨앗, 상토, 포트에 줄을 띄우고 수확하고 심고 분류하는 인건비가 포함되었다.
각 체계의 총 비용에서 가장 두드러진 차이는 덮개작물의 유형에 따라 발생했다. 털갈퀴덩굴 덮개작물 체계는 질소비료가 필요하지 않아 일반적으로 연간 비용이 가장 낮았다. 호밀 체계는 질소비료가 가장 많이 필요하여 보통 연간 비용이 제일 높았다. 검정비닐 처리법은 굴리고 베어내는 체계보다 실행하는 데에 일반적으로 비용이 많이 들었지만(평균 135달러 차이), 이에 대한 자료에 변동이 너무 많았다는 게 중요하다.
수익
이 계산에서 토마토의 가격은 동부의 여러 대형 유기농 도매상의 보고서를 기반으로 한다. 매년 활용된 가격은 계절에 따른 토마토 가격의 평균이다. 연간 수익은 각 체계의 상품 수확량에 그해의 유기농 토마토 가격을 곱하여 계산했다. 상품 수확량은 실험의 첫해에는 측정하지 않았기 때문에, 2011년에 관찰한 바와 같이 20%의 도태율을 가정하여 추측에 근거해 2010년의 상품 수확량을 계산했다.
각 체계의 수익은 상품 수확량과 직접적으로 연관된다. 따라서 매출액은 체계와 해에 따라 크게 달라졌다. 각 처리법에서 가장 수익이 높은 건 2010년에, 가장 낮은 건 잎마름병 때문에 2012년에 관찰되었다.
이윤
각 체계의 수익성은 해에 따라 다양했다. 모든 체계에서 가장 수익성이 높은 해는 2010년이었다. 굴리고 베어낸 체계는 검정비닐보다 훨씬 더 수익성이 좋아, 1200평당 평균 2만3천 달러의 수익을 올렸다. 베어낸 체계는 2010년에 일관적으로 가장 수익성이 좋았다. 유기농 덮개 체계에서는 털갈퀴덩굴과 호밀/털갈퀴덩굴 처리법이 호밀 처리법보다 연간 수익이 더 높았다.
2011년, 검정비닐 처리법은 2010년과 비슷한 수확량을 올렸지만 굴리고 베어낸 체계는 수익성이 훨씬 더 낮았다.검정비닐 처리법은 2011년에 가장 수익성 좋은 처리법이었다. 유기농 덮개 가운데 호밀/털갈퀴덩굴 체계가 가장 수익성이 좋고, 계절에 따라 순 손실이 일어나 호밀이 가장 낮았다.
모든 체계는 2012년 잎마름병으로 순 손실이 발생했다. 이 해에는 수익이 관찰되지 않았다.
해마다 수익성에 많은 변동이 일어났기 때문에 각 체계의 수익성을 고려하려면 3년 모두를 살펴보는 게 도움이 된다. 2010-2012년 동안을 평균으로 내면, 가장 수익성 높은 건 굴린 호밀/털갈퀴덩굴과 베어낸 호밀/털갈퀴덩굴 체계에서 달성되었다. (도표는 아래를 참조.)
2010-2012년 평균 연간 비용, 수익, 그리고 1200평당 이윤
2010년에는 상품 수확량을 측정하지 않았기 때문에, 그해의 상품 수확량은 2011년에 관찰된 것과 같이 20% 도태율을 활용해 계산했다.
더 많은 덮개작물 덮개 연구
이 연구가 로데일 연구소에서 진행되는 동안, 다른 곳에서도 유기농과 관행농 덮개작물 덮개 체계를 더 깊이 살펴보고 있었다. 몇 가지를 소개하면 아래와 같다.
“털갈퀴덩굴 덮개작물에서 경운을 줄인 유기농 옥수수 생산”Teasdale, J.R., S.B. Mirsky, J.T. Spargo, M.A. Cavigelli, and J.E. Maul 2012. Reduced-tillage organic corn production in a hairy vetch cover crop. Agronomy Journal 104:621-628
Teasdale 들은 풀씨가 저장된 양이 적을 때 굴려 죽이는 털갈퀴덩굴 덮개작물의 유기농 옥수수가 디스크쟁기로 죽인 털갈퀴덩굴의 옥수수보다 훨씬 수확량이 많다는 사실을 밝혔다.
“가을과 봄에 파종한 덮개작물 덮개가 호박의 수확량과 열매의 청결, 푸사리움 열매 썩음병 발달에 미치는 영향”Wyenandt, C.A., R.M. Riedel, L.h. Rhodes, M.A. Bennett, and S.G.P. Nameth. 2011. hortTechnology 21:343-354
봄에 종결시킨 덮개작물 덮개에서 재배한 호박은 맨흙에서 생산한 호박보다 숫자와 무게에서 약간 더 높았다. 또한 이 실험밭의 호박들은 FFR(Fusarium solani f. sp. Cucurbitae race 1)에 덜 감염되었다. .
“덮개작물 덮개 체계의 풀 관리에 대한 기계론적 접근”Wells, M.S. 2013. (Doctoral dissertation). Retrieved from http://www.lib.ncsu.edu/ resolver/1840.16/9082
이 연구의 여러 발견 가운데 하나는 옥수수와 대두의 생산에서 1200평당 약 4082kg의 바이오매스가 나오는 굴린 호밀이 풀을 훌륭하게 통제한다는 것이다.
결과 요약
덮개작물의 바이오매스: 검정비닐 덮개와 관련하여 초기에 종결시키면, 이 실험밭에서는 굴리고 베어낸 실험밭과 비교하여 더 적은 덮개작물의 바이오매스가 나온다. 호밀과 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물은 털갈퀴덩굴 덮개작물의 바이오매스보다 약 2배가 많다.
덮개작물의 양분 투입: 호밀/털갈퀴덩굴은 양분 투입이란 측면에서 뛰어난 덮개작물이었다. 1200평당 가장 많은 양의 질소를 제공하며, 1200평당 탄소의 양도 최고치에 매우 근접한다. 한편 종결 방법은 토양에 투입되는 질소에 큰 영향을 미치지 않으며, 탄소 투입은 굴리고 베어낸 처리법에서 더 높았다.
토양 수분: 검정비닐 처리법이 일반적으로 유기농 덮개 처리법보다 수분이 더 적었다.
토양 온도: 검정비닐 처리법에서 최대 토양 온도는 6월에는 굴리고 베어낸 처리법보다 평균 3.2도씨, 7월에는 2.2도씨, 9월에는 1.1도씨, 10월에는 0.3도씨 더 높았다. 2012년 최소 토양 온도는 검정비닐 처리법에서 6월과 7월에 약 1.1도씨 더 높았다. 덮개작물의 유형에 따른 토양 온도의 차이는 없었다.
토양의 양분 함량: 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 처리법에서 토양의 탄소 백분율이 조금 증가했다. 모든 처리법에서 토양의 탄소와 질소의 백분율에는 큰 변화가 없었다.
풀 억제: 3년 동안 모든 처리법에서 풀의 바이오매스에 변동이 있었지만, 검정비닐 체계는 굴리고 베어낸 것보다 더 일관적이었다. 검정비닐이 2011년과 2012년에 더 효과적으로 풀을 억제했는데, 2010년에는 굴리고 베어낸 체계가 검정비닐보다 뛰어났다. 굴리기는 일반적으로 베기보다 풀을 더 효과적으로 억제했다. 모든 해에 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물 체계가 털갈퀴덩굴과 호밀 체계와 비슷하거나 더 뛰어났다.
전체 수확량과 상품 수확량: 토마토 수확량에 뿌리덮개의 유형이 미치는 영향은 해마다 달랐다. 2010년에는 덮개작물 덮개 체계가 검정비닐 체계보다 수확량이 더 높았지만, 2011년과 2012년에는 그 반대였다. 덮개작물 덮개 체계(털갈퀴덩굴, 호밀, 호밀/털갈퀴덩굴)에서는 굴리고 베어낸 호밀/털갈퀴덩굴 처리법이 가장 수확량이 많았다.
폐기물 생산: 검정비닐 덮개를 사용하면 비닐 폐기물의 양이 4배 정도 늘어났다. 덮개작물 덮개 처리법은 관개호스 때문에 1200평당 약 13kg의 비닐 폐기물이 발생했다. 검정비닐 처리법은 관개호스와 비닐 덮개 때문에 1200평당 약 55kg의 비닐 폐기물이 발생했다.
수익성: 유기농 덮개 체계의 연간 수익성은 검정비닐 체계의 그것에 비교해 훨씬 변동이 많았다. 그러나 2010-2012년에 걸쳐 평균을 했을 때, 가장 높은 수익성은 굴린 호밀/털갈퀴덩굴과 베어낸 호밀/털갈퀴덩굴 체계에서 달성되었다.
협력 농민의 사례 연구
로데일 연구소에서 실행한 실험 이외에도 펜실베니아와 뉴저지 주에 있는 4명의 농민들이 2011년과 2012년에 자신의 농장에서 덮개작물 덮개를 실험했다. 각자 로데일의 실험에서 행한 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 체계를 그들이 풀을 억제하는 보편적 방법과 비교했다. 한 농민은 자신의 실험밭에 새롭게 설계된 휴립 롤러를 활용해 두둑을 지어 재배했다. 그들의 현장 연구에 활용된 실험 작물에는 토마토, 겨울과 여름 호박, 고추, 양배추가 포함된다.
2011년, 협력 농민들은 연구진이 덮개작물 덮개로 얼마나 풀이 억제되는지 정확하게 평가할 수 있게 그들의 굴린 덮개작물 처리밭에 풀을 매는 걸 허용하지 않았다. 2012년, 농민들은 토마토를 심고 4주 동안 수행한 풀 억제 평가한 이후에 굴린 실험밭의 풀을 맬 수 있었다. 이러한 이유로, 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 처리법의 수확량은 2011년보다 2012년에 전반적으로 더 좋아졌다. 두 해 모두, 농민들은 자신의 관리 체계에서 일반적으로 사용하는 풀 통제법을 사용하도록 허용되었다.
사례 연구 #1: Genesis Farm의 지역사회 지원 텃밭
농장 일괄
위치: Blairstown, NJ
농민: Mike Baki
농사 경력: 22년
전체 면적: 9만 평
경작 면적: 6만 평
토양 유형: 각편상석력질의 미사질 양토(Nassau-Manlius complex)
작물: 다양한 채소 생산, 과일, 건초
가축: 산란계
상품판매: 지역사회 지원 농업 회원 300명
미국에서 초기에 지역사회 지원 농업을 시작한 농장의 하나. 농민은 왼쪽부터 Smadar
English, Mike Baki, Judy Vonhandorf 씨.
Genesis Farm의 실험밭에서, Mike Baki 씨는 자신의 표준인 검정비닐 체계 바로 옆에 로데일의 굴리는 호밀/털갈퀴덩굴 체계를 실험했다. 그의 표준 체계에서는 두둑에 생분해 비닐을, 고랑에는 짚 덮개를 사용한다. 인력 제초는 필요할 때 표준 처리법으로 실행했다. 2011년 Mike 씨는 애호박, 토마토, 수박을 재배하고, 2012년에는 수박을 고추로 대체했다.
2011년, 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 밭은 검정비닐 밭보다 풀의 압박이 더 심했다. 이는 모든 작물의 수확량에 영향을 주었지만 정도는 달랐다. 굴린 호밀/털갈퀴덩굴의 수박과 애호박은 Mike 씨의 표준 검정비닐 처리법에 비교해 2배 정도 수확이 적었다. 그러나 토마토는 두 체계에서 비슷하여, 검정비닐 밭에서 생산된 양의 약 75%가 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 밭에서 나왔다.
2012년, 농민들에게 4주 뒤에 김매기를 허용했을 때에는 두 처리법에서 풀의 압박은 큰 차이가 없었다. 고추와 애호박 수확량은 굴린 호밀/털갈퀴덩굴에서 뚜렷하게 적었다. 토마토 수확량은 두 체계에서 거의 비슷했다. 굴린 호밀/털갈퀴덩굴에서 1200평당 7231kg이고, 검정비닐 처리법에서 1200평당 7468kg이었다.
굴린 호밀/털갈퀴덩굴 처리법의 비용은 91.4m당 202.50달러로, 검정비닐 처리법의 506.80달러의 절반에도 미치지 못했다. 2012년의 토마토 수확량이 꾸준하게 계속된다면, 위의 처리법 비용은 상당한 절감으로 이어질 것이다. Mike 씨는 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 체계를 계속 실험하며, Genesis Farm에서 실제로 활용할 수 있는 효과적인 방법을 찾길 바라고 있다.
Genesis Farm의 실험밭: 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 처리법이 왼쪽, 검정비닐이 오른쪽이다. 두 처리법 사이의 고랑은 Mike Baki 씨의 표준 풀 관리 체계의 일부인 짚으로 덮었다.
사례 연구#2: Swallow Hill Farm
농장 일괄
위치: Cochranville, PA
농부: Douglas와 Elizabeth
Randolph 씨
농사 경력: 20년
전체 면적: 6만 평
경작 면적: 3만6000평
토양 유형: Glenelg 미사질양토
작물: 고추, 토마토, 십자화과 채소, 호박, 건초, 호밀짚, 블루베리, 식용 대황, 아스파라거스
가축: 없음
상품판매: 농장 판매와 텃밭 센터와 식당에 도매
Douglas Randolph 씨가 농장에서 덮개작물로 호밀과 붉은토끼풀을 심고 있다.
Douglas와 Elizabeth Randolph 씨가 이 연구에 참여했을 때, 덮개작물 덮기는 이미 그들의 표준적인 작부체계의 일부였다. 그들이 개발한 체계는 자주개자리 건초 이후 호밀을 조합하거나 호밀과 붉은토끼풀을 활용하고, 컬티패커(cultipacker)를 이용해 종결시킨 뒤 살아 남은 덮개작물을 죽이고자 글리포세이트를 살포했다.
Randolphs 씨는 로데일의 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 체계와 자신의 변형 기술을 비교했다. 호밀과 붉은토끼풀을 컬티패커로 갈아버리는 대신 굴리고, 가끔 발아 후 제초제를 살포했다. 그들은 무경운 파종기로 실험 작물인 버터호두호박을 심었다. 2011년과 2012년, 호밀과 붉은토끼풀 체계에서 호박 수확량은 27% 증가했다. Randolphs 씨에 의하면 붉은토끼풀은 펜실베니아 남부(평균 최저 기온 -23도씨에서 -17.8도씨)에서는 뿌리를 빽빽하게 내리는데, 추운 겨울에는 죽기 때문에 더 북쪽의 농민에게는 적합하지 않을 수 있다고 한다. 그럼에도 불구하고 Randolphs 씨는 적절한 기후에서 붉은토끼풀을 재배할 경우, 그것이 굴리는 덮개작물 체계에서 털갈퀴덩굴의 실용적인 대안이란 것을 입증했다.
Douglas와 Elizabeth 씨는 두 가지 서로 다른 덮개작물의 조합이 비슷하게 풀을 억제한다는 것을 관찰했다. 컬티패커를 활용하여 덮개작물을 끝내는 그들의 예전 방식과 비교하여, 롤러크림퍼는 더 효과적으로 줄기를 구불구불하게 만들고 덮개작물이 다시 자라는 걸 방지했다. 그 결과, 롤러크림퍼를 사용했을 때 발아 후 제초제를 살포할 필요가 줄었다.
이 연구에 참여한 이후 Randolphs 씨는 호밀이나 호밀과 붉은토끼풀 덮개작물을 종결시키기 위해 컬티패커 대신 롤러크림퍼를 활용하게 되었고, 농장에서 사용하는 제초제의 양이 40-50% 감소했다.
Randolphs 씨 농장의 굴린 호밀과 붉은토끼풀에서 재배하는 버터호두호박
사례 연구 #3: Meadow View Farm
농장 일괄
위치: Bowers, PA
농부: James와 Alma Weaver 씨 및 아들들
농사 경력: 38년
전체 면적: 9만3600평
경작 면적: 8만4000평
토양 유형: Clarksburg 미사질양토
작물: 토종 고추와 토마토, 호박, 단옥수수, 사료용 옥수수, 대두, 밀
가축: 양, 산란계
상품판매: 농장 판매대, 도매, 해마다 고추 축제
Meadow View Farm의 James Weaver 씨는 호밀/털갈퀴덩굴 덮개작물을 끝내기 위해 두둑 짓는 롤러크림퍼를 사용한다.
James Weaver 씨는 똑같은 땅에서 38년 동안 농사를 지었다. 그는 지역에서 잘 알려져 있으며, 여러 가지 토종 품종만이 아니라 신품종 토마토와 자신이 육종한 유령고추를 재배한다.
로데일에서 이 연구에 참여할지에 관하여 James 씨에게 물었을 때, 그는 약 1만8000평에 해마다 검정비닐을 덮어서 농산물을 생산하고 있었다. 그는 자신의 표준 검정비닐 관리법 옆에 로데일의 굴린 호밀/털갈퀴덩굴을 실험했다.James 씨의 표준 체계는 인력 제초와 식초의 살포(식물의 끝부분이 시들게 함) 및 가끔 억센 여러해살이 풀에 농약을 치며, 검정비닐 덮개를 사용한다. James 씨는 2011년에는 실험밭에 두 종류의 토마토를, 2012년에는 양배추를 재배했다.
James 씨는 첫해에 활용한 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 체계에서 두 종류의 토마토 수확량이 모두 형편없었다고 보고한다. 그는 이것이 연구의 설계에서 굴린 실험밭의 제초를 허용하지 않았기 때문이라고 생각한다. 실험 둘째 해에 4주 뒤 제초를 허용했을 때, James 씨의 토마토 수확량은 굴린 처리법에서 1200평당 7098kg을 올렸고, 검정비닐 처리법에서는 1200평당 9364kg을 올렸다. 검정비닐 실험밭이 전체 수확량에서 32% 더 나왔지만, James 씨는 굴린 호밀/털갈퀴덩굴의 토마토 품질이 열과 현상 때문에 검정비닐의 그것보다 훨씬 좋았다고 보고한다. 그 결과, 각 처리법의 실제 상품 수확량과 수익성은 매우 비슷했다.
James 씨는 두 처리법 모두 양배추는 흉년이었다고 하는데, 검정비닐 실험밭의 수확량이 약 65% 더 높았다.
그는 로데일의 덮개작물 덮개 실험에 참여한 이후 호박밭의 검정비닐 덮개를 굴린 호밀로 대체하고 검정비닐의 총사용량을 거의 절반으로 줄였다. 그는 자신의 농사 가운데 더 많은 면적을 덮개작물 덮개 체계로 바꾸고 싶어한다. 안타깝게도 다음해를 위해 제때 덮개작물을 심을 공간이 없다. 호밀과 털갈퀴덩굴을 심어야 할 9월인데 그의 작물이 아직도 대부분 재배되고 있다. 그럼에도 불구하고 그는 그걸 적용할 방법을 찾을 수 있기를 바라고 있다. James 씨는“특히 내가 늙어갈수록 비닐을 제거하고 폐기하는 일을 하지 않아도 되는 게 좋다”고 이야기한다.
사례 연구 #4: Quiet Creek Farm
농장 일괄
위치: Kutztown, PA
농부: John과 Aimee Good 씨
농사 경력: 12년
전체 면적: 9600평
경작 면적: 9600평
토양 유형: Clarksburg 미사질양토
작물: 다양한 채소 농사
가축: 없음
상품 판매: 지역사회 지원 농업의 농장 나눔, 도매
지난 8년 동안 John과 Aimee Good 씨는 로데일 연구소에서 임대한 토지에서 유기농업을 실행했다.
John과 Aimee Good 씨의 농장은 로데일 연구소에서 임대한 땅이다. 그들은 로데일의 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 옆에서 검정비닐 없이 경운을 하는 그들의 유기농 풀 관리법을 실험했다. 그들은 실험 작물로 버터호두호박을 선택하고, 실험 기간에는 제초를 전혀 하지 않았다.
Weed pressure in John과 Aimee 씨의 실험밭에서 2011-2012년 풀의 압박은 다채로웠다. 첫해에 풀의 바이오매스는 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 처리법에서 약 4배 더 많았다. 그러나 2012년 이들의 표준 노지 처리법에서는 굴린 호밀/털갈퀴덩굴보다 풀의 압박이 2배 더 심했다. 두 체계의 평균 수확량은 매우 비슷했다. 굴린 호밀/털갈퀴덩굴은 1200평당 6124kg이었던 한편, 그들의 표준 관리법에서는 1200평당 6463kg으로서 약 5% 차이가 났다.
John 씨는 굴린 호밀/털갈퀴덩굴 체계를 실험하고 있으며 그들의 농장에 적용할 방법을 찾길 바라고 있다. 그들이 여러 종류의 채소를 재배한다는 점이 걸림돌이 되긴 한다. 다양한 작물의 시기에 맞추는 일이 복잡할 수 있으며, 씨앗의 크기가 작은 채소를 덮개작물 덮개에 곧뿌림하는 것이 어려워질 수 있다.
그들은 채소밭 가운데 약 1200평 정도는 계속 검정비닐을 사용한다. 그러나 이 연구에 참여한 이후 John과 Aimee 씨는 그 체계에 덮개작물을 도입하기 시작했다. 그들은 현재 토양에 유기물을 더하고 비닐로 인해 유실량이 증가하며 발생하는 침식을 줄이기 위해 검정비닐 두둑 사이의 고랑에 독보리와 토끼풀을 심었다. 또한 John 씨는 이 기술 덕에 특히 땅이 축축할 때 두둑 사이에서 작업하기에 훨씬 더 편한 공간이 만들어졌다고 보고한다. 그들은 잔디깎이로 고랑의 덮개작물을 관리한다.
유기농 무경운 체계를 시행하기
시작하기
여기에서는 단일한 씨앗을 심지 않으며 어떻게 시작할지에 대해 몇 가지 제안을 하려고 한다. 다음의 아이디어는 새로운 체계에 적응하는 위험을 관리하면서 유기농 무경운 농민으로 성공하려는 여러분에게 도움이 될 것이다.
독서 및 학습
여러분의 지역에서 잘 자라는 덮개작물에 관하여 최대한 많이 찾으라. 이에는 다른 유기농과 무경운 농민과 이야기를 나누고, 지역의 기술센터에서 이용할 수 있는 자료를 활용하고, 참고 안내서를 참조하는 것이 포함된다.
지역의 씨앗 탐색
지역에 적응된 덮개작물 씨앗은 이미 여러분의 지역에 적응한 작물이라 여러분에게 유리할 것이다. 겨울에 얼어 죽을 가능성이 낮아지고, 농장에서 더 잘 자랄 수 있다. 지역의 씨앗을 찾는 데 시간이 좀 걸릴 수 있으니 일찍 시작해야 한다. 이는 양이 제한될 수 있기에 유기농 종자의 경우 특히 중요하다.
실험밭
유기농 무경운의 가장 큰 위험은 새로운 관리 체계와 완전히 새로운 기술로 전환하는 일일 수 있다. 처음 몇 해 동안에는 학습 곡선이 매우 가파를 수 있다. 여러분의 농장에서 작은 실험 구역이나 실험밭을 설정해 시작하는 것도 좋은 생각이다.
농장 평가
토양의 유형, 심으려는 작물, 보유하고 있는 농기구 및 자원, 새로운 작부체계를 탐구해야 할 시간을 살펴보라. 농장의 변화와 마찬가지로, 지식은 힘이며 새로운 덮개작물 관리 도구가 어떻게 운영될지 이해하는 일이 성공의 지름길이다.
무경운 경고문
유기농 무경운은 다양한 상황에서 활용할 수 있지만, 여기에는 몇 가지 유의해야 할 사항이 있다.
질소 정체현상
유기농 무경운은 체계의 질소 순환 방식을 변화시킨다. 분해 과정에서 식물이 일시적으로 질소에 쉽게 접근하지 못하게 된다. 이는 특히 매우 건조한 토양에서 작업할 경우 그러하다. 덮개가 곡류라면 농사철 초기에 질소 정체현상이 나타날 수 있다. 성숙한 덮개작물, 특히 곡류를 갈아엎고자 했을 때에도 질소 정체현상이 나타날 수 있다. 이러한 부작용을 최소화하기 위하여 할 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 콩과식물을 덮개작물이나 그 일부로 섞어서 활용하거나, 목초의 덮개작물에 콩과의 환금작물을 심는 것(호밀에 대두)만으로도 유기물 형태로 질소를 보충할 수 있다.
관개용수 활용
일부 덮개작물, 특히 호밀 같은 경우에는 많은 양의 물이 필요하다. 건조한 곳에서 농사를 짓거나 봄의 눈 녹은 물이나 빗물에 의존하는 경우, 덮개작물이 이용할 수 있는 물의 대부분을 차지하여 환금작물과 경쟁할 수 있으며뒷그루에 충분하지 않은 양의 물을 남길 수 있다. 좋은 소식은 시간이 지남에 따라 무경운 농법이 토양의 유기물 함량을 높임으로써 토양의 건강 상태를 개선하고, 그로 인해 수자원 보존에 큰 도움이 될 수 있다는 사실이다.
불충분한 바이오매스
덮개작물이 듬성듬성 자라면 유기농 무경운 체계가 제대로 작동하지 않는다. 어떤 이유에서든 덮개작물이 제대로 자리를 잡지 못하면, 농부는 덮개작물을 현실적으로 평가해야 한다. 그런 다음 계획처럼 계속하기로 결정하든지,갈아엎는 걸 선택하거나 풀을 통제하기 위해 제초제를 살포해야 한다.
너무 일찍 굴림
흔히 하는 실수 가운데 하나는 너무 일찍 굴려서 롤러크림퍼로 빈약할 때 죽이게 되는 일이다. 성숙하기 전에 덮개작물이 성숙하기 전에 그냥 굴려 버리는 유혹에 빠지기 쉽다. 특히 나는 덮개작물을 기다리는데 이웃들이 파종준비를 마칠 때 그렇다. 완전히 죽지 않은 덮개작물은 양분과 수분을 빼앗아 환금작물과 경쟁할 수 있다.
환금작물을 파종하는 문제
파종기가 제대로 작동하는지 확인하는 몇 가지 실험이 필요할 수 있다. 일반적인 어려움은 다음과 같다. 파종기가 덮개작물을 자르지 못한다. 파종기가 씨앗을 흙에 적당히 넣지 못하거나 깊이 조절 바퀴가 들려 있어서, 씨앗이 골에 자리를 잡기 어렵다.
늦게 심음
덮개작물을 효과적으로 죽이기 위해 봄에 성숙할 때까지 기다려야 하기 때문에, 평소 환금작물을 파종하는 시기보다 더 늦춰야 할 수도 있다. 더 일찍 성숙하는 덮개작물 품종이나 여러분의 특정 지역에 더 잘 어울리는 품종을원할 수 있다. 당신이 북부 지역에 산다면, 봄에 파종할 날이 며칠 안 될 수도 있다. 살고 있는 지역에 따라 북부의 농민에게는 여름에 덮개작물을 재배하는 일이 더 나을 수도 있다. 당신의 농사에 필요한 구체적 특성을 고려하라. 그런 다음 이러한 특성을 나타내는 품종을 찾으라.
차가워지는 토양
덮개작물은 토양에 그늘을 드리워 봄철의 토양을 더 차갑게 만든다. 토마토, 가지, 고추 같이 더운 기온을 좋아하는 작물은 시작이 느려질 수 있다. 하지만 토양의 온도가 연중 일정하게 평탄해지기에 이점이 될 수도 있다. 한번굴리고 쭈그러뜨리면, 덮개작물은 이후 덥고 건조한 농사철에 더 시원하고 촉촉한 토양 상태를 유지하도록 돕는다.
로데일 연구소의 굴린 털갈퀴덩굴에서 재배하는 유기농 무경운 옥수수
원문
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