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지렁이에 대한 흥미로운 연구이다.
흙속에 지렁이가 존재하면 확실히 식물의 성장이 더 나아지고, 질소의 함량도 높아진다고 한다. 식물과 벌레와의 관계는 좀 복잡한 양상인데, 식물의 총채벌레에 대한 저항성은 높아지지만 진딧물에게는 오히려 취약한 모습을 보인다고 한다. 식물이 더 잘 자라서 맛있으니까 진딧물이 더 꼬이는 걸까? 아무튼 재미나네. 요약 부분을 엉터리이지만 옮기면 다음과 같다.

http://onlinelibrary.wiley.com/…/1…/1365-2435.12969/abstract


요약

1. 지렁이 같은 땅속의 부식성 생물은 굴을 파고 똥을 싸는 활동으로 토양 양분의 가용성을 높일 수 있다. 최근 여러 연구에서 지렁이가 원인이 되는 이러한 변화가 식물의 자람새와 초식동물에 대한 저항성에 영향을 미치는지의 여부를 탐구했지만, 아직까지 이 논문들이 공식적으로 집계되지는 않았다.

2. 우린 2016년까지 발표된 논문들의 메타 분석을 수행해, 식물의 성장과 초식 곤충에 대한 저항 및 화학적 방어에 지렁이가 미치는 영향을 공식적으로 실험했다. 또한 지렁이가 식물의 성장과 저항에 미치는 효과의 크기에 대한 연구들 사이의 변화를 설명하는 생태적 요인도 탐구했다. 

3. 우린 지렁이의 존재가 식물의 성장(20%까지)과 질소 함량(11%까지)을 증가시킨다는 사실을 발견했다. 전반적으로 지렁이는 씹어 먹는 초식동물(애벌레, 민달팽이, 뿌리벌레류)에 대한 식물의 저항성에는 별 영향을 미치지 못했고, 심지어 체관부에서 먹이활동을 하는 초식동물(진딧물)에 대한 식물의 저항성은 22%나 떨어지기까지 했다. 하지만 지렁이의 존재는 식물이 세포를 먹어치워 공격(총채벌레류)을 당할 때 화학적 방어력을 31%까지 높였으며, 그 결과 총채벌레에 대한 저항력이 81% 증가했다. 지렁이가 미치는 효과의 강도는 생태적으로 여러 종이 혼합되고 지렁이의 밀도가 높을 때 더 컸다. 

4. 이러한 결과는 지렁이의 존재가 초식동물에 대한 식물의 방어에 자연적 변이를 일으키는 중요한 요인임을 시사하며, 기초연구와 응용연구 모두에서 식물-초식동물의 상호작용에 대한 연구에 토양생물의 더 나은 통합을 요구하는 바이다.


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2010년대에 들어와 자주 보았던 뉴스가 있다.

모기를 매개로 하여 확산되는 질병을 막고자, 유전자변형 모기를 풀어서 해결한다는 이야기들이다.

아래의 기사들을 보면 그 내용을 살펴볼 수 있는데, 핵심은 이렇다.

사람의 피를 빨지 않는 수컷 모기의 유전자를 변형해 치명적 유전자를 가지게 만든 뒤, 그들이 암컷 모기와 짝짓기를 하여 후손에게 그 유전자가 전달되면 유충들이 성충이 되지 못하고 도중에 알아서 죽게 만든다는 것이다. 

http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201406222052215&code=990100

http://news.hankyung.com/article/2016021474201?nv=o

http://www.pressian.com/news/article.html?no=155864



그와 똑같은 방식을 응용하여 작물의 해충을 해결하겠다는 움직임까지 생겼다.

양배추 같은 십자화과의 작물에는 배추좀나방이란 놈들이 해를 끼치곤 하는데, 이들을 해결하겠다고 양배추 농사를 짓는 기간 동안 유전자변형 배추좀나방 수컷을 풀어보는 실험을 진행하겠단다. 



배추좀나방의 성충(위)과 유충(아래). 이들이 십자화과에 미치는 피해에 대한 설명은 여기를 보라. https://www.syngenta.co.kr/baecujomnabangdiamondback-moth




아직 상업화까지 된 것 같지는 않지만, 양배추에 배추좀나방이 피해를 주기로서니 이렇게까지 해야 하나 싶다. 농약을 치는 것보다 훨씬 싸고 확실한 효과를 보려나? 머리 아프게 만드네.



해당 이야기는 여기를 ... https://geneticliteracyproject.org/2017/07/11/usda-approves-first-release-ge-diamondback-moths-new-york-cabbage-fields/#.WWUzi_-0ASs.twitter

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한국에도 미국선녀벌레가 들어왔다는 이야기는 들었는데, 요즘 곤충들을 살펴보고 있는지라 한번 찾아보았다.

유럽에는 이미 1970년대 말에 이탈리아에서 처음 발견된 뒤, 40여 년이 지난 현재 계속 퍼져서 표에 보이듯이 저런 상황이라고 한다.





그럼 방제법은 딱히 없는가 해서 살펴보니, 뉴질랜드 쪽에서 나온 보고서가 있었다. 그래서 가만히 보니 살충제를 쳐도 이놈들이 워낙 여기저기 동에 번쩍 서에 번쩍 날아다니니 큰 효과는 없다고 한다. 그놈들 잡는 데 열중하기보다는 그놈들에 의해서 옮겨지는 세균성 질병을 막는 데 신경을 쓰는 게 낫다고 하는 것 같으니... 박멸은 어렵겠구나 하는 생각이 든다. http://www.kvh.org.nz/vdb/document/91532

이런 놈들이 한국에도 들어왔으니 이제 전국으로 퍼지는 건 시간문제일 텐데, 이놈들을 완전히 죽이기는 어려우니 이놈들에 의해서 퍼지는 2차감염 등에 어떻게 대처해야 할지 궁리하는 일이 필요하겠다는 생각이다.

아! 나 이놈들 보았다. 고산 자연휴양림에 놀러 갔는데 이상한 벌레가 꽃가루 같은 걸 지고 다니기에 이놈들은 도대체 무슨 벌레인가 했더니 미국선녀벌레였다! 그랬구나. 그렇게나 흔하게 볼 수 있을 정도로 퍼졌구나.




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식물의 질병은 어떻게 비나 물을 주는 일을 통해 전파되는가?

<네이처 커뮤니케이션스>에 게재된 미국 MIT 기계공학과의 정영수 연구원과 컬런 뷰이 조교수의 연구 결과가 그에 대한 답을 제공할 수 있다. 


그들의 연구에 의하면, 아래의 사진처럼 빗방울이나 물방울이 다공성 표면(지표면)에 떨어지면 납작해지는 동시에 그 안에서 무수한 공기방울이 생성된다. 그리고 곧이어 공기방울이 솟구쳐 올라 물방울 표면에서 터지면서 많은 물알갱이(에어로졸)를 발산한다. 바로 이때 지표면에 있던 미생물은 물론, 식물의 질병균까지 대기중으로 확산되는 것이다. 그러니까 비가 오거나 아니면 조리개 등으로 물을 줄 때, 이러한 현상을 통해 지표면에 있던 질병균이 밭 여기저기로 퍼질 수 있다는 뜻이다.




그렇다면 이러한 방식으로 확산되는 질병을 막으려면 어떻게 해야 하는가? 당연히 이러한 현상이 일어나지 않도록 하든지, 아니면 짚이나 풀, 낙엽 등으로 맨흙이 그대로 노출되지 않도록 해야 한다. 그렇게 하는 방법이 이 현상을 통해 식물의 질병이 확산되는 걸 막거나 줄일 수 있다.


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너무나 재미난 식물의 세계. 

지금까지 식물에 있는 가시의 종류가 초식동물에게서 자신을 방어하기 위한 무기로만 간주되었는데, 

곤충에게도 그러한 기능을 수행할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 


가시를 제거한 잎과 가시가 달린 잎을 두고 애벌레에게 먹게 하자, 가시가 있는 잎을 더 늦게 먹는다는 사실이 밝혀졌다.




토종 배추나 토종 무의 잎에도 가시 같은 게 발달한 품종이 꽤 있는데 그런 이유였는가? 

또 벼의 까락도 그런 기능을 수행할 수 있을까? 


이거 너무너무 재미난 연구이다.





http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/13/5/20170176

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자세한 내용은 문외한이라 잘 모르겠지만, 이 시각화 자료만으로도 무언가 엄청난 것 같다. 

제목을 통해 유추하자면, 그러니까 폐농경지에서 토양생물들의 연결망이 더욱 풍부해지고 자연복원이 진행되면서 대기중의 탄소를 격리하는 양이 많아진다는 건가?


그러면 농사에서는 토양을 교란하는 일을 적게 하면 적게 할수록, 즉 유기농법과 무경운 같은 대안적인 농법을 활용할수록 기후변화를 완화시키는 데 도움이 된다는 건가? 


자세하고 정확한 설명은, 전문가의 도움이 필요하다. 흙흙.


https://www.nature.com/articles/ncomms14349

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이런 게 바로 나비효과인가? 아니면 촘촘하게 엮인 세계화의 영향인가?

영어 실력 탓에 꼼꼼히 읽지는 못했지만 대략...
캄보디아는 우기 등에 내리는 폭우로 토양과 작물에 요오드 성분이 부족하여 특히 성장기 아동들에게 영향이 컸음. 그걸 국제 원조 등으로 요오드를 소금에 첨가하는 방식으로 보충했는데, 일본 후쿠시마에서 핵발전소 사고가 난 이후 국제 요오드 가격이 폭등하면서 중단되었다고 함. 이후 캄보디아에선 아동들이 요오드를 제대로 섭취하지 못해 여러 문제가 발생하고 있다고 함. 

우리는 방사능 수치 등에만 주목하며 우오오오 일본 사람이 살 곳이 아니다 이러고 있는 사이 세계에서는 이런 문제도 발생하고 있었다니. 쩝.


https://mobile.nytimes.com/2017/05/15/health/tsunami-japan-cambodia-iodine-defiency.html?smid=tw-nytimesscience&smtyp=cur&referer


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매우 재미난 연구결과입니다.



개밀의 경우, 영양 경쟁보다 빛 경쟁에 더 취약한 모습을 보인다고 하네요. 영양 경쟁을 할 때는 오히려 뿌리줄기를 더욱 발달시켜서, 이듬해에 또 그 뿌리줄기들에서 더 많은 싹이 나타날 가능성이 높아진다는 겁니다.

그러니까, 여러해살이 풀인 개밀을 억제하는 데에는 그들이 빛을 덜 받도록 농경지의 환경을 조성하는 것이 더 효과적이라는 이야기입니다. 한번 싹 풀을 잡고, 잎이 넓어 그늘이 많이 지는 작물이나 그 사이짓기로 덮개작물을 잘 활용하면 개밀 같은 풀들이 밭을 장악하는 일을 효과적으로 막을 수 있다는 게 이 연구의 의의가 아닐까... 합니다만.


논문은 여기 있는데, 돈을 내야 볼 수 있답니다. 흙흙.


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오늘은 산책을 하다가 말라죽어 있는 소루쟁이의 잎을 발견하고 신기해서 자세히 들여다보았다.

그랬더니 까만 벌레가 붙어서 갉아먹은 것임이 드러났다.


지인들께 물으니 이게 바로 무잎벌레, 좁은가슴잎벌레라고 하더라.

이놈들, 주로 무와 배추에 달라붙는 해충의 하나이다.


그러니까 소루쟁이를 이용해서 무와 배추에 달라붙는 이놈들을 꾀어낼 수도 있을 것 같다.

물론 잘못하다가는 없던 해충도 불러와서 무와 배추에 피해를 줄 수도 있으니 조심해야 한다.

이러한 방식이 바로 생물학적 통제의 하나이겠다.

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앞에 지목했던 벌레가 아니었다!

소루쟁이를 먹어치우는 벌레는 좀남색잎벌레였다! 

여기를 참고하시라. 똑같이 생겼다. http://www.idomin.com/?mod=blog&act=articleView&idxno=198352






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샌프란시스코에서 남쪽으로 90마일 떨어진 왓슨빌에 있는 농장은 비틀즈의 히트곡 “Strawberry Fields Forever”에서 영감을 받은 것처럼 보일지 모른다. 겨울철에 긴 검은 비닐로 덮인 흙은 이듬해 딸기를 심을 두둑이다. 농민들은 여기를 클로로피크린 같은 화합물로 훈증소독한다. 이 물질은 미국 환경보호청과 캘리포니아 농약규제부에서 모두 대기오염 물질로 지정되어 있다.

이 지역에서는 딸기를 해마다 심기 때문에 딸기 재배농들은 딸기를 숙주로 삼는 verticilium 같은 토양 매개 균류 질병을 통제하고자 이런 물질에 의존하고 있다. 그러나 유기농 농부인 하비에르 자모라Javier Zamora 씨는 다른 전략을 취한다. 

“난 딸기를 심은 뒤에는 늘 다른 종류를 심어요”라고 한다. 그의 JSM 유기농 농장은 5년 만에 1800평에서 12만 평으로 확장했다. “난 보통 딸기를 심은 직후에는 브로콜리를 심고, 3년 동안은 감자나 토마토, 가지 같은 건 심지 않아요. 그러한 작물들은 딸기와 똑같은 질병의 숙주거든요.” 이러한 작물의 다양화가 모든 병해충을 없애는 건 아니지만, 농산물에 해를 입히지 않고 관리하기 쉽게 만든다. 또한 토양 매개 질병을 줄여준다고 믿고 있다. 

꼼꼼하게 돌려짓기 계획을 짜는 일 외에도, 자모라 씨는 딸기 두둑 끝에 금잔화를 사이짓기하고 그들 사이에는 라벤더 같은 꽃이 피는여러해살이 식물을 심는다. 

자모라 씨는 “모든 꽃이 익충들에게 이로울 겁니다. 또 어떤 건 내가 시장에 팔 수도 있죠”라고 한다. 멕시코 미초아칸에서 이민을 온 자모라 씨는 유기농업을 추구하는 Agriculture and Land-Based training Association (ALBA) 프로그램에 참여하기 전인 43세에 지역사회 대학에 입학했다. 그는 자신의 성공을 잘 짜인 작부계획과 토양의 건강에 관심을 쏟은 덕이라고 한다. 자모라 씨는 “나처럼 매우 다양화된 농사를 지으려면, 자기 농사에 빠삭해져야 해요. 난 벌써 2018년에는 어디에 딸기를 심을지 계획해 놓았어요”라고 한다.

  

‘먼 유전적 사촌’을 농사를 개선하는 데 활용

자모라 씨는 자신의 돌려짓기를 계획하는 한편, 버클리에서 북쪽으로 두 시간 떨어진 곳의 박사후과정 연구원은 돌려짓기가 해충 통제에 더 나은지를 알아보고자 식물을 다양화하고 작물을 돌려짓기하는 농장의 사례들을 연구한 결과를 분석하고 있다. 최근 켄터키 대학의 조교수로 고용된 데이비드 공티에David Gonthier 씨는 작물의 돌려짓기가 병해충의 순환을 깨뜨릴 뿐만 아니라, 토양의 건강을 개선시키고, 영양 균형을 관리하며 보수력을 향상시키는 효과적인 도구임을 확신한다. 이의 혜택은 생태학자들이 아이오와부터  온타리오에서 행한 최근의 연구가 뒷받침한다. 

생태학의 논문에서는 작물의 다양성이 일반적으로 좋다고 확고하게 언급하지만, 정확하게 돌려짓기하는 작물에 집중하여 농민에게 도움이 되는 연구는 매우 드물다. 이 격차를 해소하기 위하여, 버클리와 산타크루즈의 캘리포니아 대학에 다닌 공티에와 그의 동료들은 참여형 연구와 농장의 지리정보시스템 지도 제작 및 "계통학"이라 부르는 진화 관련성의 측정을 결합시킨 새로운 방법을 개발했다. 

공티에 씨는 진화의 과정에서 공통의 조상으로부터 가지가 뻗어나온 다양한 식물의 과를 지닌 생명의 나무를 상상하라고 설명한다. 이론적으로 더 먼 식물의 사촌은 똑같은 작물 병해충의 숙주가 될 가능성이 적다. 이것이 일부러 해충이 서식하는 걸 방해하도록 작물의 돌려짓기를 설계하는 자모라 씨 같은 농민에게 강력한 도구가 될 수 있는 이유이다. 그런데 이러한 식물이 얼마나 먼 사촌이어야 하는가?

생태학자는 생물학적 해충 통제에 초점을 맞추기에, 공티에 씨는 네이처 지에 실린 캘리포니아 대학 산타크루즈의 생태학자  그렉 길버트Greg Gilbert와 잉그리드 파커Ingrid Parker의 2015년 논문을 읽고는 흥미를 일으켰다. 그들은 초지에 대해 연구했는데, 더 먼 사촌으로 더 많이 집중되어 있는 -또는 계통학적 다양성- 식물 군락이 질병의 수준도 더 낮았다는 걸 밝혔다. 공티에는 길버트와 파커와 연락해서 이 원리가 농장에서도 성립하는지 보기 위해 그들의 방법론을 모방해도 되는지 물었다. 

공티에 씨는 진화의 다양성이 돌려짓기가 더 잘 작동하는지 설명하는 데 도움이 될 수 있는지 살피고자 기존의 작물 돌려짓기에 대한 연구를 분석하며 작업을 시작했다. 그러나 대부분의 연구가 소규모 실험밭에서 실시되었다는 걸 알았고, 공티에 씨는  그 결과가 농장 규모의 생태계에서는 어떠할지 추정하지 못했다. 그래서 그는 자모라 씨를 포함한 농민들과 함께 협력하기 시작했다.  

캘리포니아 북부에 있는 27명의 딸기 농민과 함께 작업을 진행한 콩티에 씨와 연구진은 현재 전체 농장 규모로 "딸기와의 진화적 거리"에 따라 색깔을 달리하는 작물다양성의 지리정보시스템 지도를 개발하고 있다. 그 과정에서 그들은 연구자료를 생성하는 일만이 아니라, 적합한 관리를 위한 시각화 도구를 만드는 일도 농민과 공동으로 하고 있다.

연구에 참여하는 농민들은 공티에 씨와 그 연구진이 수집한 자료에 자신이 관찰하고 목격한 자료를 지도에 표기하고, 여러 작물의 조합이 환경에 어떠한 영향을 미치는지 비교하기 위하여 자기 농장의 진화적 다양성을 그래픽으로 표시할 수 있다. 또한 그 지도는 생태학적, 경제적 적소를 모두 채우는 작물에 관하여 농민과 연구자 들 사이에 활발히 대화하도록 만들었다. 예를 들어, 자모라 씨가 재배하고 있는 다양한 장식용 꽃들은 그의 농사에 생물다양성과 새로운 고부가가치 작물을 모두 더하고 있다. 


다양성을 넘어, 전체 생태계에 적용

공티에 씨는 농민에게 즉각적인 혜택을 주는 것을 넘어, 농장에 더욱 기능적인 생물다양성을 장려하는 일이 식단의 다양성과 식량안보를 향상시킬 수 있다고 믿는다. 그리고 많은 다양한 종류의 작물을 재배하는 것이 대규모 환경 문제를 해결하는 데 기여할 수 있다고 생각한다. 

해충을 저절로 더 잘 통제하도록 농민이 농장의 생태계를 설계하여 농약의 사용을 줄일 수 있다면, 토양과 수질과 농촌 지역사회에 영향을 미치는 독성 물질의 부담을 크게 줄일 수 있을 것이다. 또 향상된 생물다양성이 기후변화에 대한 탄력성을 개선하면서 농민을 도울 수도 있다. 새로운 병해충이 기온의 상승과 강수 패턴의 변화와 함께 나타날 수 있기 때문이다. 또한 공티에 씨는 지리정보시스템 지도가 식물이 어떻게 양분을 사용하는지부터 적절하게 거름을 주고 수분매개자를 유인하는 일까지 자기 농장의 상태 등을 살피려는 농민을 도울 것으로 예상한다. 

공티에 씨는 농민들이 다양한 작부체계를 넘어 대규모 단작을 선택하는 건 보통 농업 부문의 정치경제적 결과물이라고 강조한다. 공티에 씨는 무엇을 돌려짓기하는 것이 이상적인지 알아내기 위해 자모라 씨와 같은 농민들과 함께 작업하면서, 앞으로 나아가 그러한 장애물을 넘기 위하여 사회학자들과 협력할 계획이다. 왜냐하면 —비틀즈에겐 외람되지만— 딸기밭은 영원하지 않을 것이기 때문이다. 


http://civileats.com/2017/04/03/mapping-the-benefits-of-farm-biodiversity/

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