728x90


Abstract

Synthetic nitrogen (N) fertilizer has played a key role in enhancing food production and keeping half of the world’s population adequately fed. However, decades of N fertilizer overuse in many parts of the world have contributed to soil, water, and air pollution; reducing excessive N losses and emissions is a central environmental challenge in the 21st century. China’s participation is essential to global efforts in reducing N-related greenhouse gas (GHG) emissions because China is the largest producer and consumer of fertilizer N. To evaluate the impact of China’s use of N fertilizer, we quantify the carbon footprint of China’s N fertilizer production and consumption chain using life cycle analysis. For every ton of N fertilizer manufactured and used, 13.5 tons of CO2-equivalent (eq) (t CO2-eq) is emitted, compared with 9.7 t CO2-eq in Europe. Emissions in China tripled from 1980 [131 terrogram (Tg) of CO2-eq (Tg CO2-eq)] to 2010 (452 Tg CO2-eq). N fertilizer-related emissions constitute about 7% of GHG emissions from the entire Chinese economy and exceed soil carbon gain resulting from N fertilizer use by several-fold. We identified potential emission reductions by comparing prevailing technologies and management practices in China with more advanced options worldwide. Mitigation opportunities include improving methane recovery during coal mining, enhancing energy efficiency in fertilizer manufacture, and minimizing N overuse in field-level crop production. We find that use of advanced technologies could cut N fertilizer-related emissions by 20–63%, amounting to 102–357 Tg CO2-eq annually. Such reduction would decrease China’s total GHG emissions by 2–6%, which is significant on a global scale.

The Haber–Bosch process is one of the greatest inventions in modern human history. It enables industrial-scale production of ammonia from atmospheric N2 using energy. From ammonia, various synthetic nitrogen (N) fertilizers are manufactured, without which nearly half of the world’s population would not be alive today (1). However, synthetic N fertilizer has become “too much of a good thing” because much of the N applied to cropland escapes the agricultural system and becomes a pollutant, which disrupts terrestrial and aquatic ecosystem functions and contributes to global climate change. The environmental cost is considerable, between €70 billion and €320 billion per year just for the European Union according to a recent 5-y European nitrogen assessment (2). This 200-member expert panel considered N emission reductions a central environmental challenge in the 21st century and called for a global interconvention N protocol to address the issue. Indeed, coordinated global efforts are particularly critical when dealing with N-related greenhouse gas (GHG) emissions, because such emissions and their impacts recognize no borders.

China is central to the issue. This is not only because China is the largest emitter of fossil-fuel CO2 into the atmosphere (3) but because China has become a dominating force in the international N fertilizer market. In the past 2 decades (1990–2009), 61% of the world’s increase in N fertilizer production and 52% of the increased N consumption occurred in China (4). In 2010, China produced 37.1 terrogram (Tg) of N (Tg N; agricultural consumption of 28.1 Tg N, industrial use of 4.7 Tg N, and export of 4.3 Tg N). This accounted for >30% of world’s total and exceeded the combined N fertilizer use in North America (11.1 Tg N) and the European Union (10.9 Tg N) in 2009 (4). Furthermore, China’s N fertilizer production and utilization have distinct characteristics. N fertilizer relies heavily on coal as the main source of energy in its production. Coal has a greater carbon footprint than other forms of energy, such as natural gas (Table S1). China’s N fertilizer industry is fragmented, consisting of hundreds of small plants with a production capacity only a third to a quarter of typical facilities in developed countries (Table S2). These small enterprises often operate using outdated technologies with relatively low efficiency and high emissions. Perhaps the most striking difference between China and the developed economies is how fertilizer is used in the field. In contrast to the generally mechanized and integrated crop-soil-nutrient management practices widely adopted in developed countries, Chinese farmers hand-apply fertilizer to millions of small plots (Table 1), often resulting in gross overapplication (5). We believe that any global effort in N management must include strong participation by China, and quantifying the carbon footprint of China’s N fertilizer chain requires the consideration of conditions specific to China.


Table 1. Survey results of farmers’ practices regarding N fertilizer use in China
ItemsUnitRiceWheatMaizeFruitsVegetables
No. of farmers interviewed4,2184,5544,5226,8633,889
Synthetic N applicationkg N ha−1209 ± 140*197 ± 134*231 ± 142*550 ± 381*383 ± 263*
N applied as urea, %51%51%50%31%31%
N used as a single application, %9%26%13%16%22%
N used before planting, %50%60%49%—11%
N used by hand-broadcasting, %96%88%36%21%8%
Manure Nkg N ha−115 ± 48*15 ± 55*18 ± 52*42 ± 99*56 ± 145*
Crop yieldt ha−17.2 ± 1.8*4.9 ± 2.0*7.4 ± 2.7*36.7 ± 19.7*36.0 ± 36.1*
Aboveground uptakekg N ha−112212316212883
Balance†kg N ha−11028987464356

  • This table comprises data taken from responses to a questionnaire survey conducted in 2009 (details are provided in SI Text).

  • ↵*Number following a ± symbol is an SD.

  • ↵†Balance = Synthetic N + Manure N − Aboveground Uptake.

Here, we quantitatively evaluate GHG emissions for China’s N fertilizer chain through a life cycle analysis beginning from fossil fuel mining as the industry’s energy source to postapplication of fertilizers in the field. To do these analyses, we used survey data of 230 fertilizer plants (Table S2) and synthesized literature data of 853 field measurements (Table S3), from which emission factors were derived. We then calculated annual GHG emissions from 1980 to 2010 using statistical data from the China Nitrogen Fertilizer Industry Association (Fig. S1) and estimated future emissions in 2020 and 2030 assuming a 1% annual increment (the same as in the past decade) in N fertilizer demand. Next, we explore emission reduction potential by identifying efficiency gaps between current technologies used in China and more advanced technologies available and by adjusting future N demand based on principles of rational N use that have been proven effective in developed countries and in China. We also discuss socioeconomic factors and propose policy changes that can help curb N-related GHG emissions and assist in moving toward low-carbon agriculture.

Previous SectionNext Section

Results and Discussion

Emission Factors Along the N Fertilizer Chain.

 

For every ton of N produced and used on cropland in China, an average of 13.5 t of CO2-equivalent (eq) (t CO2-eq) is emitted (Fig. 1). The largest emission along the chain comes from ammonia synthesis (weighted average of 5.1 t CO2-eq, 37.8% of 13.5 t). This is partly due to the energy-intensive nature of the chemical engineering process that requires high temperature and pressure and partly due to the low energy efficiency of coal as the main energy source. Coal-based facilities have an emission factor of >5 t CO2-eq t NH3-N−1 compared with <3 t CO2-eq t NH3-N−1 for natural gas-based plants (Table S4). For the same energy source, large-scale facilities emit slightly less GHGs per unit of N than medium- or small-scale facilities (Table S4). The next phase involves converting ammonia into various N fertilizer products; the processes have a weighted emission factor of 0.9 t CO2-eq t N−1 but a wide range from 0.3 to 5.7 t CO2-eq t N−1 (Table S5). Thereafter, transport and distribution of the N products have an emission factor averaging 0.1 t CO2-eq t N−1.


Fig. 1.


Life cycle assessment of GHG emissions from manufacturing and field use of N fertilizer in China and weighted emission factors of main processes (system boundaries are described in the main text). Atmospheric nitrogen (N2) is combined with hydrogen using energy from fossil fuels. The produced NH3 is reacted with CO2, nitric acid, hydrochloric acid, or phosphoric acid to produce different N fertilizer products. These fertilizers are transported by various means before being applied to croplands. The solid line represents the materials and N fertilizer flow. The broken line represents GHG exchanges between the fertilizer chain and the atmosphere.

Coal supplies 86% of the energy consumed in the above processes. Methane emissions associated with coal mining have a global warming effect of 11.4 g CO2-eq MJ−1 (106 J), compared with <2 g CO2-eq MJ−1with natural gas or oil (Table S1). We calculated a weighted emission factor of 2.2 t CO2-eq t N−1 for the mining and transport of fossil fuel used in the N fertilizer industry (including 1.8 t CO2-eq t N−1 from mining of the energy used for ammonia synthesis and 0.4 t CO2-eq t N−1 for that used in N product manufacturing). This is 16% of the overall emissions of 13.5 t CO2-eq t N−1. Neglecting this component would lead to substantial underestimation of China’s N fertilizer carbon footprint.

At the end of the chain are GHG emissions from agricultural fields receiving N fertilizers. Weighted for the quantities of N fertilizer used on upland crops and paddy rice systems, the emission factor is 5.2 t CO2-eq t N−1, including direct emission of N2O (4.3 t CO2-eq t N−1) from nitrification and denitrification in soil and indirect emissions (0.9 t CO2-eq t N−1) calculated from N2O emission via N deposition (associated with ammonia volatilization), nitrate leaching, and runoff. Our direct emissions are slightly greater, but indirect emissions are substantially less than Europe-based estimates (Table S3). In China, the dominant use of ammonium-based products, together with excessive N application, leads to substantial direct emissions of N2O (5). As for indirect emissions, China’s ammonia loss exceeds that in Europe because of surface spreading and overapplication of ammonia-based N products, but nitrate leaching loss is only a fraction of Europe’s (Table S3) because of less nitrate-based products and lower rainfall in most regions of China (6,7). Our calculations show that upland crop systems emit more GHGs than paddy rice fields, 5.9 t vs. 2.8 t CO2-eq t N−1 (Table S3), which is comparable to Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) values (6.2 vs. 2.9 t CO2-eq t N−1).

The overall emission factor we obtained (13.5 t CO2-eq t N−1) is greater than the estimate for the European N fertilizer chain (weighted average of 9.7 t CO2-eq t N−1; ref. 7), mainly because of higher emissions associated with coal mining as well as ammonia synthesis and fertilizer manufacture from a general lack of technological advancement in China (discussed elsewhere in this paper). Our results also differ from two previous studies involving China’s N fertilizer-chain carbon footprint estimates. one estimated emissions at 9.6 t CO2-eq t N−1 (8), and the other estimated emissions at 15–31 t CO2-eq t N−1 (9). Their numbers were derived from limited data and did not include life cycle analyses.

Past, Present, and Future Emissions.

 

Estimated N fertilizer-related GHG emissions in China totaled 131 Tg CO2-eq in 1980 and increased steadily to 452 Tg CO2-eq in 2010, with an average increase of 10.7 Tg CO2-eq⋅y−1 (Fig. 2). This steep increase results directly from N fertilizer production and consumption trends (Fig. S1). In recent years, N-related GHG emissions account for about 7% of total emissions from China (6,100 Tg CO2-eq in 2004, the most recent data available; ref. 10; Table S6). Assuming a 1% annual increment in agricultural demand for N while maintaining the same export (4.3 Tg N) and industry use (4.7 Tg N) as in 2010, China’s N fertilizer demand for agriculture would amount to 33 Tg N in 2020 and 36 Tg N in 2030. Associated GHG emissions would reach 517 Tg CO2-eq and 564 Tg CO2-eq, respectively. To put these numbers in perspective, total national GHG emissions from France and Germany in 2009 from all sources were 458 Tg N and 937 Tg CO2-eq, respectively (11).


Fig. 2.


GHG emissions associated with the N fertilizer chain in China. Emission amounts for 1980–2010 were calculated using emission factors (Fig. 1) derived from a 2005 survey and annual N production and consumption records. Emission estimates for 2020 and 2030 consider four scenarios: scenario 1, business-as-usual; scenario 2, improved manufacturing technologies; scenario 3, improved manufacturing technologies plus controlled N use; and scenario 4, improved manufacturing technologies with reduced N use on croplands.

N fertilizer has played an indispensable role in doubling crop yields in China during the past 3 decades (12) and is estimated to have contributed to a net gain in soil organic carbon of 85 Tg per year (13). Nevertheless, our data show that N fertilizer-related GHG emissions are several times greater in magnitude than soil organic carbon gains. For China to reduce the gap between GHG emissions and soil carbon sequestration and to move toward low GHG emission agriculture, it is necessary to examine the entire N chain to identify potential emission reductions.

Potential Mitigation.

 

Technological innovation can have a large impact on emission reduction, particularly at the beginning of the N fertilizer chain involving coal mining, ammonia synthesis, and N product manufacturing. For each of these sectors, we compare current technologies used in China with more advanced ones and also with the best technologies available worldwide to estimate emission reduction potential (Table 2).

  • i) Methane emissions from coal mining operations have a large global warming effect, and their recovery is only 15–23% in China (14, 15), compared with 35% with more advanced recovery technologies or 60% with the best system available (16). Adopting one or another of these would lower the emission factor from the current 0.24 t CO2-eq t−1 coal to 0.20 or 0.14. The emission reduction benefit would extend beyond the N fertilizer industry because coal constitutes 70% of the total energy supplies in the entire country (12).

  • ii) Coal-fired electricity power plants in China have a heat conversion efficiency of 37–38% with the current subcritical engine units. Emerging technologies can increase the efficiency to 41–42% with supercritical units and to 46–48% with ultrasupercritical units (17). Adopting these new engine units would lower the carbon footprint for electricity from the current 1.12 kg CO2-eq kilowatt-hour (kWh−1) to 1.08 or 1.03 kg CO2-eq kWh−1. Again, the benefits would be applicable across the whole economy, and not just in the N fertilizer industry.

  • iii) The process of making NH3 from atmospheric N2 is energy-intensive; current technologies in China have an efficiency averaging 51.3 gigajoule (GJ) t NH3-N−1, compared with 43.7 GJ or 32.8 GJ t NH3-N−1 with more advanced or the best technologies worldwide (18). Adopting the superior technologies would lower the emission factor from 5.1 to 3.2 or 2.4 t CO2-eq t NH3-N−1.

  • iv) Urea is the main product, and its energy consumption could be lowered from 8.9 to 8.0 or 7.0 GJ t N−1using better or the best available technologies. More dramatic impacts on emissions could potentially be achieved with ammonium nitrate (AN) production. China’s AN production facilities mostly use 1960s’ technologies, which consume 3.5 GJ t−1 N compared with 1.6 GJ t−1 N or even less with modern technologies (18). Moreover, AN manufacturing involves converting NH3 into HNO3, and the conversion process emits N2O, currently at 8.0 kg N2O t HNO3-1 in China, whereas an N2O-abatement technology used elsewhere has lowered the emissions to 1.9 N2O t HNO3−1, or even 0.5 kg N2O t HNO3-1 with the best technology (18). At present, AN is a minor product in China’s N fertilizer portfolio (Fig. S1), but if the composition of N products is changed from ammonium-based to nitrate-based (see discussion below), adopting more efficient technologies at the manufacturing stage will be essential.


Table 2. Energy use and GHG emissions from N fertilizer manufacture
ItemsUnitCurrently in ChinaAdvanced technologyBest technology
Coal mining CH4 recovery%20*35*60*
Thermal efficiency at coal-fired power plants†%37–3841–4246–48
Energy use in NH3 synthesisGJ t NH3-N−151.343.7‡32.8‡
Energy use in N product manufacturingUreaGJ t N−18.98.0‡7.0‡
AN3.51.6‡0‡
N2O emission in AN manufacturekg N2O t HNO3-18.01.9‡0.5‡

  • ↵*Coal bed methane recovery is reported to be 15–23% in China (14, 15); we take 20% as the average. Recoveries for advanced and best technologies are from a US Environmental Protection Agency publication (16).

  • ↵†Data are from a study by Zhou (17).

  • ↵‡Data are from a report by the International Fertilizer Association (18), with advanced technologies being the world average and the best technologies being those that operate at the highest energy efficiency.

Combining all four components discussed above, we estimate the emission factor for the N fertilizer industry in China can be reduced from the current 8.3 t CO2-eq t N−1 (2.2 for energy mining + 5.1 for ammonium synthesis + 0.9 for N product manufacture + 0.1 for fertilizer distribution; Fig. 1) to 5.8 or 4.7 t CO2-eq t N−1with more advanced or the best technologies (Table S7). In performing these analyses, we did not include “carbon capture and storage” technologies currently being tested in Europe and America (19) because these are still a long way from commercial use.

At the end of the N fertilizer chain, there is also considerable scope to reduce emissions resulting from application of fertilizers in the field. Adopting science-based fertilizer application practices is critically important (5, 20), as discussed in subsequent paragraphs. Here, we present some technological- and management-related options (Table 3). First, nitrate-based fertilizers are associated with less N2O emission than urea or ammonium-based fertilizers (21) because most N2O is generated from the nitrification process, at least in relatively low-rainfall regions, such as the North China Plain (22). This contrasts with many other regions in the world (and probably other regions in China), where denitrification appears to be the dominant process generating N2O. Nitrate-based fertilizers also generate less ammonia loss than ammonium-based products (23). Therefore, adjusting the current N product makeup (with 97% being ammonium-based) may help reduce overall N2O emissions in some regions. However, such a product shift must be preceded by upgrading the AN manufacturing technologies as mentioned previously; otherwise, N2O emissions during HNO3 production may exceed potential emission reductions downstream in the field. Second, urea is the main N product in China, and its surface-spreading is associated with considerable N loss via ammonia volatilization (5). Adopting subsurface application can greatly decrease ammonia volatilization, and therefore reduce indirect N2O emissions (24). Still, possible tradeoffs exist. There may be greater N2O emissions from nitrification and denitrification of subsurface-applied urea (25). The net effect on emissions will need to be evaluated for different regions, cropping systems, and management practices. Lastly, enhanced efficient fertilizers (including products with surface coatings or incorporating inhibitors of nitrification or urease activity) can improve N use efficiency and substantially reduce GHG emissions; a decrease of 77% in N2O emissions from using nitrification inhibitors (22) or 60% in NH3 losses from using urease inhibitors (24) has been reported. The downside of these products is the increased cost incurred (26), making them prohibitive for widespread adoption in grain crops unless incentives are introduced through subsidies or other measures as a means of enhancing environmental services.


Table 3. N losses following fertilizer application
ItemsField typeUnitCurrently in ChinaAdvanced technologyBest technology
N2O emissionUplandkg N2O-N kg N−10.01050.01*0.007†
Paddy0.00410.003*0.003*
NH3 lossesUplandkg NH3-N kg N−10.1290.1*0.02‡
Paddy0.1790.1*0.1*
NO3− lossesUplandkg NO3-N kg N−10.098—0.04§
Paddy0.014——

  • ↵*Data are from a publication by the IPCC (37) (i.e., IPCC default values, which were mostly derived based on developed economies).

  • ↵†Data are from a study by Bouwman et al. (21), assuming replacement of urea with Ca(NH4)(NO3)3.

  • ↵‡Data are from a report by the International Fertilizer Association (23), assuming replacing urea with Ca(NH4)(NO3)3.

  • ↵§Data are from a study by Li et al. (39), based on experimental results using nitrate inhibitors.

Gross overapplication of N fertilizers in China has been well-documented, with a nationwide range of 30–60% above agronomically sound and environmentally sensible recommendations (5). The extent of N overuse is further illustrated by a large-scale survey we conducted recently with >13,000 grain producers and >10,000 fruit and vegetable farmers (Table 1). Excessive N use is widespread: Grain crops receive 220–270 kg N ha−1 but remove only 120–160 kg N ha−1, fruits and vegetables receive 400–600 kg N ha−1but remove only 83–130 kg N ha−1 (Table 1). The current situation is a result of numerous interacting economic, social, psychological, and policy factors, as discussed in a subsequent section of this paper.

At the national level, total N removal in aboveground crop parts amounted to 16.4 Tg in 2005 (27) and 17.2 Tg in 2010, and it will be 19.0 Tg by 2020 and 21.0 Tg by 2030 assuming a 1% annual increment in crop yield. Our recent work based on long-term intensively managed cropping systems in China shows that the optimum N rate for a crop approximates aboveground crop N removal (28). Applying this N balance concept would suggest that N fertilizer use nationally could be reduced by 42% from current use. Interestingly, the suggested 42% reduction is in line with direct experimental evidence that in two major grain-producing regions (the Yangtze Basin and the North China Plain), N rates can be reduced by 30–60% with no yield loss (5). Also, a rough balance between N fertilizer input and crop removal has been the case in general in developed countries (29).

To integrate the mitigation potentials discussed above and to evaluate their impacts on GHG emissions in coming decades, we performed scenario analyses (detailed data are provided in Table S7), and the results are summarized in Fig. 2. Scenario 1 is business-as-usual, maintaining current technologies and practices and assuming a 1% annual increment in domestic N fertilizer use (as in the past decade). GHG emissions would be 517 and 564 Tg CO2-eq for 2020 and 2030, respectively. Scenario 2 assumes upgrading industrial technologies to the more advanced level by 2020 and to the best level by 2030 while maintaining the 1% annual increment in N demand. This would result in a net reduction of 102 Tg CO2-eq by 2020 and 161 Tg CO2-eq by 2030 compared with scenario 1. Scenario 3 includes the same technological advances as in scenario 2 but keeps N fertilizer at the 2010 level (i.e., no further increase; the rationale for this scenario is discussed later). This would further increase the net reduction (from the base scenario 1) to 155 Tg CO2-eq for 2020 and to 243 Tg CO2-eq for 2030. Scenario 4 integrates the technological advances in fertilizer manufacture with more rational N application to crops (achieved using the N balance approach discussed earlier), decreasing N fertilizer use by 21% in 2020 and 42% in 2030 (i.e., a two-step approach to reduce excessive N use). The net reduction (from the base scenario) would be 222 CO2-eq for 2020 and 357 Tg CO2-eq for 2030, respectively. There is considerable scope to replace some N fertilizer with livestock manure and probably through better integration of biological N fixation into cropping systems. Thus, further emission reductions are possible, but an in-depth analysis is beyond the scope of this paper.

Overall, the magnitude of potential reductions associated with the various scenarios, ranging from 102 to 357 Tg CO2-eq, represents a 1.7–5.9% reduction in China’s total GHG emissions from all sources (2005 value). This is significant nationally and globally because the feasible emission reductions from improvements in the N fertilizer chain in China are similar in magnitude to the total national reduction goals for 2020, from all sources, sought by several countries [e.g., Germany (365 Tg), France (158 Tg), and the United Kingdom (235 Tg)] (30).

Previous SectionNext Section

General Discussion

Our analysis, using a life cycle assessment approach, demonstrates that it is essential to include the manufacturing component of the N fertilizer chain (even extending to methane emissions from the mining of coal as an energy source for N manufacture) because these parts of the chain constitute 61% of total emissions (Fig. 1) and provide considerable scope for substantial GHG reductions (scenario 2). China’s N fertilizer industry consists of ∼500 companies, as opposed to >200 million individual farmers at the “utilization” end of the chain; thus, it should be easier in the short to medium term to achieve changes in the manufacturing processes through technological innovation and government action. Large capital investment is required for this transformation. one possible solution is for the Chinese government to reallocate the large subsidies, roughly US $7.46 billion during 2008–2009 alone (31), provided to the fertilizer industry through tax breaks and energy subsidies, for technological upgrading of fertilizer plants. Another option is through international intervention via mechanisms, such as carbon trade/credits to accelerate technological advancement. More detailed discussion of the issue and a cost–benefit analysis are beyond the scope of this paper, but we hope this analysis stimulates international interests in upgrading the N fertilizer production chain in China.

China has to grow food to feed >20% of the world’s population with only 9% of the world’s arable land. Consequently, food security remains the top priority above other concerns unlike the case in developed economies, where national-scale food security is not a major concern (32). This is the basis for scenario 3, where we consider maintaining N fertilizer use at the 2010 level without further increases. This means putting an end to the 50-y trend of increased N production and use. This is not to be taken lightly, because to many, decision makers and farmers alike, continuous growth in agricultural output is thought to depend on increasing fertilizer input. Although still undesirable environmentally, this scenario is probably more likely than scenarios with fertilizer use reductions, given China’s political and societal modes.

Clearly, minimizing N fertilizer overuse at the end of the chain is vital. This would not only enhance N fertilizer efficiency and lower emissions in fertilized fields but, more importantly, decrease the total amount of N fertilizer demand. The latter means emission reductions involving the entire N fertilizer chain. Various factors contribute to the excessive N use in China. First, fertilizers have been kept at artificially low prices through heavy government subsidies (31), which obscure the financial burden resulting from excessive N use. Second, there is the absence of an effective and functional extension system that can reliably and systematically deliver science-based recommendations and techniques to hundreds of millions of farmers, although such recommendations have been developed for all major crops and cropping systems in China (33). Third, the land is farmed in small parcels, averaging <0.1 ha per household, which hinders the development and adoption of technologies for mechanized fertilizer application with better control and precision. Fourth, rapid economic development in China has led to the phenomenon of “part-time farmers” because many rural people, especially better educated younger people, are moving into nonfarm work, and this is often more important for household incomes than farming. Consequently, classic models of agricultural extension and assumptions of increasing technical understanding by farmers may no longer be applicable. Improving delivery of technical information at the farm level to enhance N fertilizer use efficiency has value but has been demonstrated to be slow in altering farmer behavior. We propose that alteration of policies related to fertilizer production will be more effective in delivering the necessary changes. Current N fertilizer-related policies were devised decades ago, with the aim of increasing N application for enhanced crop production (SI Text). These policies now need to be revised to address both food security and sustainability issues. The huge subsidies to maintain low fertilizer cost for farmers should be replaced with programs that promote environmental services without threatening national food security. For example, incentive programs are needed to improve the management and enhance the utilization of large amounts of livestock manure generated in the nation, which, in turn, would allow substantial reduction of chemical fertilizers (27). Also, payments can be made to cover the additional cost of nitrate-based fertilizer and enhanced efficient fertilizers in situations in which there is clear evidence that these will increase N use efficiency and decrease the amount of N needed. Furthermore, financial support to promote the development of a contractor sector for fertilizer application can be beneficial. Such contractors can (i) purchase machinery for subsurface urea application, decreasing ammonia losses; (ii) apply N at the “right time,” overcoming the labor shortage problem; and (iii) comprise a professional group to receive technical information on N fertilizer management.

Previous SectionNext Section

Conclusions

N fertilizer has been and will continue to be indispensable for China’s quest to produce sufficient food to meet its growing demands. However, decades of excessive N use have contributed to a variety of environmental problems, including large GHG emissions and serious water pollution. Our life cycle analysis shows the significance of the carbon footprint associated with the N fertilizer chain in China. GHG emissions tripled from 1980 to 2010, with the amount growing from 131 to 452 Tg CO2-eq⋅y−1, and, if unabated, to 564 Tg CO2-eq⋅y−1 by 2030. China needs a combination of reforms in the fertilizer industry and changes in management practices and technologies at the farm level to minimize excessive N use in the field. Our scenario analysis indicates it is feasible to reduce GHG emissions by 20–43% from a “business as usual” scenario by 2020 if an appropriate range of mitigation measures are introduced covering both N fertilizer manufacture and its agricultural use. The corresponding reduction by 2030 is 29–63%. Such reductions are in the range of 1.7–5.9% of current national total emissions from all sources. A reduction of this magnitude makes a highly significant contribution to national goals of moving toward a low-carbon economy and is highly significant globally. Minimizing N fertilizer overuse will also deliver “multiple wins” [e.g., improved water quality (with benefits for fish production), enhanced air quality (with associated benefits for human health), less acidification of the soil, improved income for farmers, greater spending power in the rural economy].

Previous SectionNext Section

Materials and Methods

Life Cycle Assessment Approach for N Fertilizer Chain.

 

We used a life cycle assessment approach to estimate GHG emissions due to the main components of the N fertilizer chain in China, primarily using Chinese-specific parameters rather than IPCC tier 1 default values. According to the International Organization for Standardization’s International Standard ISO 14042 (34), the life cycle of N fertilizer should be conducted from “cradle to grave.” Therefore, we include GHG emissions associated with mining of fossil fuel used for fertilizer production, transport of fossil fuel, fertilizer synthesis, fertilizer transport and distribution, and gaseous emissions (direct and indirect) when fertilizers are applied to farmland (Fig. 1).

GHG Emission from Fossil Fuel Mining.

 

Two published studies have estimated the GHG emission factors (CO2, CH4, and N2O) in Chinese energy production systems (coal, natural gas, oil, and electricity) using a life cycle assessment approach (14, 35). We used these China-specific emission factors in our study (details are provided in Table S1).

GHG Emission from Ammonia Synthesis.

 

Ammonia is the primary material from which various N fertilizer products are produced. Ammonia synthesis is a major contributor to GHG emissions because of the large energy requirement for its manufacture. The Chinese Nitrogen Fertilizer Industry Association (CNFIA) surveyed 230 companies (Table S2), which account for 40% of the total N fertilizer industry in the nation, including all the large- and medium-scale plants. The survey collected information on the total energy consumption between 2002 and 2005. We have adopted the raw material consumption rate of the ammonia industry determined by this survey and classified the industry into eight categories to estimate different GHG emission factors associated with ammonia synthesis (Table S4).

GHG Emission from N Fertilizer Manufacture.

 

As is the case with NH3 synthesis, a range of different processes are used in the manufacture of specific fertilizer products. We included five N fertilizer products in this study: urea; AN; ammonium bicarbonate (ABC); ammonium chloride; and compound fertilizers containing N, phosphorus, and potassium (NPKs). We used the specific energy consumption rate of each product determined by the CNFIA survey and by Fan et al. (36) and estimated a GHG emission factor for each (Table S5). The CO2 fixed during the production of urea and ABC is emitted later into the atmosphere when the fertilizers are applied in the field; thus, it was not included in the calculations.

GHG Emission from Transporting Energy and N Fertilizer Products.

 

We obtained the average transportation distances by train and truck in China for coal, crude oil, and N fertilizer from the National Bureau of Statistics of China (12). We adopted the IPCC (37) default emission factors for N2O, CH4, and CO2 for energy combustion by internal-combustion engines for vehicle transportation (Table S8). Combining these values, we estimate GHG emission factors for energy and fertilizer transportation (details are provided in SI Text).

GHG Emission from Postapplication Field.

 

The GHG emissions caused by N fertilizer applied to croplands are mainly in the form of N2O, including direct and indirect emissions. We classified Chinese agricultural land into two groups: upland fields and paddy fields. We compiled all published field measurements in China (a total of 853) and summarized the results using a meta-analysis method to derive direct and indirect N2O emission factors. Direct emission factors for upland fields and paddy fields were obtained from a study by Gao et al. (38), which includes 456 N2O emission measurements in China (195 paddy fields and 261 upland fields). Indirect emissions include N2O resulting from N deposition (associated with NH3 volatilization) and NO3− leaching. We summarized 397 published field measurements (138 paddy fields and 259 upland fields) from 47 literature sources. We used IPCC (37) values for the proportion of those losses emitted as N2O (Table S8). Then, we calculated the GHG emission factors for paddy fields and upland fields, respectively (Table S3).

Total GHG Emissions from N Fertilizer Production and Utilization.

 

We calculated annual total GHG emissions from N fertilizer production and consumption in China from 1980 to 2010. The emission factors for the various sectors (energy mining and transport, NH3 synthesis, fertilizer manufacture, N products distribution, and N application) were multiplied by the respective quantities of the materials to derive the amounts of sector-specific emissions, which were then summed for each year (details are provided in SI Text).

Previous SectionNext Section

Acknowledgments

We thank Huiyun Liu of the CNFIA for her help in data collection. This study was funded by the China 973 Program (Grant 2009CB118608), the Innovative Group Grant of the Natural Science Foundation of China (Grant 31121062), the Sino-United Kingdom Low Carbon Agriculture project (Grant FCO-C02/62.1001), and the United Kingdom-China UK-China Sustainable Agriculture Innovation Network (SAIN) program; it was also supported by the UK Biotechnology and Biological Sciences Research Council.

Previous SectionNext Section

Footnotes

  • 1W.-f.Z. and Z.-x.D. contributed equally to this work.

  • 2To whom correspondence should be addressed. E-mail: zhangfs@cau.edu.cn.

  • Author contributions: W.-f.Z., D.P., and F.-S.Z. designed research; W.-f.Z., Z.-x.D., P.H., X.-T.J., D.P., D.C., D.N., Y.-L.L., and X.-P.C. performed research; W.-f.Z., Z.-x.D., P.H., Y.Z., and L.W. analyzed data; and W.-f.Z., Z.-x.D., D.P., D.C., and K.G.C. wrote the paper.

  • The authors declare no conflict of interest.

  • This article is a PNAS Direct Submission. J.S. is a guest editor invited by the Editorial Board.

  • This article contains supporting information online at www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1210447110/-/DCSupplemental.

Previous Section
 

References

  1. ↵
     
    1. Erisman JW, 
    2. Sutton MA, 
    3. Galloway J, 
    4. Klimont Z, 
    5. Winiwarter W
     (2008) How a century of ammonia synthesis changed the world. Nat Geosci 1(10):636–639.
     
    CrossRefWeb of Science
  2. ↵
     
    1. Sutton MA, 
    2. et al.
     (2011) Too much of a good thing. Nature 472(7342):159–161.
     
    CrossRefMedlineWeb of Science
  3. ↵
     
    1. Chakravarty S, 
    2. et al.
     (2009) Sharing global CO2 emission reductions among one billion high emitters. Proc Natl Acad Sci USA 106(29):11884–11888.
     
    Abstract/FREE Full Text
  4. ↵
     
    International Fertilizer Association (2012) IFA database. Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1, 2012.
  5. ↵
     
    1. Ju XT, 
    2. et al.
     (2009) Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems. Proc Natl Acad Sci USA 106(9):3041–3046.
     
    Abstract/FREE Full Text
  6. ↵
     
    1. Ongley ED, 
    2. Xiaolan Z, 
    3. Tao Y
     (2010) Current status of agricultural and rural non-point source Pollution assessment in China. Environ Pollut 158(5):1159–1168.
     
    CrossRefMedlineWeb of Science
  7. ↵
     
    1. Brentrup F, 
    2. Palliere C
     (2008) In Conference Proceedings 639, GHG emission and energy efficiency in European nitrogen fertilizer production and use (International Fertilizer Society, York, UK), pp pp 1–25.
     
    Search Google Scholar
  8. ↵
     
    1. Huang Y, 
    2. Tang Y
     (2010) An estimate of greenhouse gas (N2O and CO2) mitigation potential under various scenarios of nitrogen use efficiency in Chinese croplands. Glob Change Biol16(11):2958–2970.
     
    Web of Science
  9. ↵
     
    1. Kahrl F, 
    2. et al.
     (2010) Greenhouse gas emissions from nitrogen fertilizer use in China. Environ Sci Policy 13(8):688–694.
     
    CrossRefWeb of Science
  10. ↵
     
    1. The Central People’s Government of the People’s Republic of China
     (2007) [National plan for coping with climate change]. Available athttp://www.gov.cn/gongbao/content/2007/content_678918.htm. Accessed April 1, 2012. Chinese.
  11. ↵
     
    1. United Nations Framework Convention on Climate Change
     (2012) GHG total including LULUCF 1990-2009. Available athttp://unfccc.int/ghg_data/ghg_data_unfccc/time_series_annex_i/items/3842.php. Accessed April 1, 2012.
  12. ↵
     
    1. National Bureau of Statistics of China
     (2011) China Statistical Yearbook (China Statistics Press,Beijing).
  13. ↵
     
    1. Piao SL, 
    2. et al.
     (2009) The carbon balance of terrestrial ecosystems in China. Nature458(7241):1009–1013.
     
    CrossRefMedlineWeb of Science
  14. ↵
     
    1. Yuan BR, 
    2. Nie ZR, 
    3. Di XH, 
    4. Zuo TY
     (2006) [Life cycle inventories of fossil fuels in China—Final life cycle inventories] Modern Chemical Industry 26(3):59–61, Chinese with English abstract.
    Search Google Scholar
  15. ↵
     
    1. Yao GX, 
    2. Wang JM
     (2010) [A glimpse of coalbed methane production overseas and reflections on accelerating coalbed methane development in China] Sino-Global Energy 15(4):25–33, Chinese with English abstract.
     
    Search Google Scholar
  16. ↵
     
    1. US Environmental Protection Agency
     (2009) Identifying Opportunities for Methane Recovery at U.S. Coal Mines, EPA Publ No. 430-K-04-003 (EPA, Washington, DC). Available atwww.epa.gov/cmop/docs/profiles_2008_final.pdf. Accessed April 1, 2012.
  17. ↵
     
    1. Zhou YG
     (2011) [The development and prospect of coal-fired power generation energy-saving technologies in China] Sino-Global Energy 16(7):91–95, Chinese with English abstract.
    Search Google Scholar
  18. ↵
     
    1. International Fertilizer Association
     (2009) Fertilizers, climate change and enhancing agricultural productivity sustainably. Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1, 2012.
  19. ↵
     
    1. Kanniche M, 
    2. et al.
     (2010) Pre-combustion, post-combustion and oxy-combustion in thermal power plant for CO2 capture. Applied Thermal Engineering 30(1):53–62.
     
    CrossRefWeb of Science
  20. ↵
     
    1. Matson PA, 
    2. Naylor R, 
    3. Ortiz-Monasterio I
     (1998) Integration of environmental, agronomic, and economic aspects of fertilizer management. Science 280(5360):112–115.
     
    Abstract/FREE Full Text
  21. ↵
     
    1. Bouwman AF, 
    2. Boumans LJM, 
    3. Batjes NH
     (2002) Modeling global annual N2O and NO emissions from fertilized fields. Global Biogeochem Cycles 16(4):281–288.
     
    Search Google Scholar
  22. ↵
     
    1. Ju XT, 
    2. et al.
     (2011) Processes and factors controlling N2 O production in an intensively managed low carbon calcareous soil under sub-humid monsoon conditions. Environ Pollut 159(4):1007–1016.
    CrossRefMedlineWeb of Science
  23. ↵
     
    1. International Fertilizer Association, Food and Agriculture Organization of the United Nations
     (2001)Global estimates of gaseous emission of NH3, NO and N2O from agriculture land. Available athttp://www.fao.org. Accessed April 1, 2012.
  24. ↵
     
    1. Chien SH, 
    2. Prochnow LI, 
    3. Cantarella H
     (2009) Recent developments of fertilizer production and use to improve nutrient efficiency and minimize environmental impacts. Advances in Agronomy Vol 102,267–306.
     
    Search Google Scholar
  25. ↵
     
    1. Engel R, 
    2. Liang DL, 
    3. Wallander R, 
    4. Bembenek A
     (2010) Influence of urea fertilizer placement on nitrous oxide production from a silt loam soil. J Environ Qual 39(1):115–125.
     
    CrossRefMedlineWeb of Science
  26. ↵
     
    1. Lammel J
     (2005) Proceedings of the IFA International Workshop on Enhanced-Efficiency Fertilizers, Cost of the different options available to the farmers: Current situation and prospects.Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1, 2012.
  27. ↵
     
    1. Ma L, 
    2. et al.
     (2010) Modeling nutrient flows in the food chain of China. J Environ Qual39(4):1279–1289.
     
    CrossRefMedlineWeb of Science
  28. ↵
     
    1. Ju XT, 
    2. Christie P
     (2011) Calculation of theoretical nitrogen rate for simple nitrogen recommendations in intensive cropping systems: A case study on the North China Plain. Field Crops Research 124(3):450–458.
     
    CrossRefWeb of Science
  29. ↵
     
    1. Vitousek PM, 
    2. et al.
     (2009) Agriculture. Nutrient imbalances in agricultural development. Science324(5934):1519–1520.
     
    Abstract/FREE Full Text
  30. ↵
     
    1. United Nations Framework Convention on Climate Change
     (2009) Quantified economy-wide emissions targets for 2020. The Copenhagen Accord—Appendix 1. Available athttp://unfccc.int/meetings/copenhagen_dec_2009/items/5264.php. Accessed April 1, 2012.
  31. ↵
     
    1. Heffer P, 
    2. Olegario A
     (2010) Fertilizer subsidy situation in selected countries: 2008/09. Available athttp://www.fertilizer.org. Accessed April 1, 2012.
  32. ↵
     
    1. Chen XP, 
    2. et al.
     (2011) Integrated soil-crop system management for food security. Proc Natl Acad Sci USA 108(16):6399–6404.
     
    Abstract/FREE Full Text
  33. ↵
     
    1. Zhang FS, 
    2. Chen XP, 
    3. Chen Q
     (2009) [Fertilizer Application Guideline for Main Crops of China](Chinese Agricultural Univ Press, Beijing) Chinese.
     
    Search Google Scholar
  34. ↵
     
    1. International Organization for Standardization
     (2000) Environmental Management-Life Cycle Assessment—Life Cycle Impact Assessment. (ISO14042) (ISO, Geneva).
  35. ↵
     
    1. Ma ZH
     (2002) [Comparison of GHG emission factor of the main energy in China]. PhD dissertation (China Atomic Energy Science Academy, Beijing). Chinese with English abstract.
    Search Google Scholar
  36. ↵
     
    1. Fan KZ, 
    2. Feng YQ, 
    3. Zen XK
     (2001) [China Fertilizer Manual] (China Chemical Industry Information Press, Beijing) Chinese.
     
    Search Google Scholar
  37. ↵
     
    1. Intergovernmental Panel on Climate Change
     (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, edEggleston HS, et al. (Institute for Global Environmental Strategies, Hayama, Japan).
  38. ↵
     
    1. Gao B, 
    2. Ju XT, 
    3. Zhang Q, 
    4. Christie P, 
    5. Zhang FS
     (2011) New estimates of direct N2O emissions from Chinese croplands from 1980 to 2007 using localized emission factors. Biogeosciences Discuss8(10):3011–3024.
     
    CrossRef
  39. ↵
     
    1. Li H, 
    2. Chen Y, 
    3. Liang X, 
    4. Lian Y, 
    5. Li W
     (2009) Mineral-nitrogen leaching and ammonia volatilization from a rice-rapeseed system as affected by 3,4-dimethylpyrazole phosphate. J Environ Qual38(5):2131–2137.
     
    CrossRefMedlineWeb of Science




http://www.pnas.org/content/110/21/8375.full?sid=bf683b85-cd85-4ea6-ac89-e0bd130bc9af#sec-7

728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'곳간 > 해외자료' 카테고리의 다른 글

앞으로의 녹색혁명  (0) 2013.06.28
진정으로 세계식량상을 탈 만한 사람은  (0) 2013.06.28
생명공학을 연구하다 유기농 농부가 된 사람  (0) 2013.06.26
몬산토가 드리는 세계식량상  (0) 2013.06.20
현재 5가지 해충이 GMO 옥수수와 면화에 면역이 되었다  (0) 2013.06.17
728x90


2013년 4월18일, 영국 서퍽에 있는 농지에서 바람으로 일어나는 토양침식의 모습.  사진: Alamy



새로운 보고서는 증가하는 세계 인구를 먹여살리려면 앞으로 40년 동안 식량 생산을 2배 이상으로 늘려야 할 것이라 한다. 그러나 세계의 식량 수요는 급격하게 증가하고 있으며, 여러 위기로 인한 제약이 늘어나고 있는 상황에 직면한 지구의 식량 생산력으로는 수십 억 명이 기아에 빠질 수 있다. 

유엔은 세계의 인구가 이번 세기 중반까지 현재 70억에서 93억으로 늘어날 것으로 예상한다. 지난주 세계자원연구소(WRI)에서 발표한 보고서에 따르면, 이렇게 늘어난 인구를 위해 적절한 식사를 보장하려면 "이용할 수 있는 세계의 식품 열량이 2006년 수준에서 약 60%까지 늘어나야 할 것이다." 현재 식량 손실과 폐기 비율을 감안하면, 2050년 평균 일일 음식 요구량과 이용할 수 있는 식량 사이의 차이는 약 "1인당 하루 900칼로리(kcal) 이상이 될 것이다."

보고서는 이 과제의 뿌리에 복잡하고 상호연결된 환경적 요인들이 놓여 있음을 확인한다. 그중 대부분이 공업형 농업 자체에서 발생한다. 온실가스 배출의 약 24%가 농업에서 발생한다. 거기에는 가축이 배출하는 메탄, 화학비료에서 오는 아산화질소, 농기계와 화학비료의 생산 및 토지 이용의 변화로 인해 발생하는 이산화탄소가 포함된다.

보고서에서는 공업형 농업이 기후변화의 주요 공헌자임을 밝힌다. 그 결과 더 집중적인 "폭염과 홍수, 강수 주기의 변화" 등이 발생해 "세계의 작물 수확량에 부정적 결과는 불러온다."

실제로, 세계의 농업은 모든 담수 사용의 79%를 차지할 정도로 물을 매우 집약적으로 이용한다. 농지에서 일어나는 양분의 유실은 "죽음의 구역"을 만들고, "세계 연안의 수역을 악화시키며", 기후변화는 작물 재배 지역에 계속해서 물 부족 현상을 강화시켜 식량 생산에 어려움이 닥칠 것이다. 

보고서는 또 다른 관련 요인들에 대해서도 경고한다. 지역적인 건조와 온난화로 인한 산림파괴, 연안 지역의 농경지에 영향을 미치는 해수면 상승, 늘어나는 인구로 인한 물 수요의 증가가 그것이다. 

하지만 보고서에서는 근본적인 문제가 토지에 대한 인간 활동의 영향이라고 지적하며, 이렇게 추정한다. 

"... 토양 황폐화는 세계의 작물 재배 지역 가운데 약 20%에 영향을 미친다."

지난 40년에 걸쳐, 약 20억 헥타르의 토양 -지구 면적의 15%에 해당(미국과 멕시코를 합친 것보다 큰 지역) - 이 인간 활동을 통해 황폐해졌고, 세계 농경지의 약 30%는 비생산적인 땅이 되었다. 그런데 침식으로 상실된 1mm의 겉흙이 만들어지려면 평균 100년이란 시간이 걸린다.

그러므로 사실상 토양은 재생불가능한, 급속하게 고갈되고 있는 자원이다. 

시간이 다 되어가고 있다. 보고서에서는 보수적으로 봐도 12년 안에 북남미, 동서 아프리카, 유럽 중부, 러시아만이 아니라 중동과 동남아시아 등 주요 식량 생산지역에서 심각한 물 부족으로 난리가 날 것이라고 추정한다. 

그러나 안타깝게도 보고서에서는 또 다른 중요한 요인을 간과하고 있다. 그것은 석유와 식량 사이의 뗄 수 없는 관계이다. 지난 10년 동안 식량과 연료의 가격은 밀접한 상관관계를 지녔다. 이는 우연이 아니다.

지난주 다섯 가지 농상품 -옥수수, 밀, 쌀, 콩, 팜유-를 조사한 세계은행의 새로운 보고서는 석유 가격의 상승이 식량 가격이 상승하는 데 가장 큰 기여를 했다는 사실을 확인했다. 회귀분석을 통해 특정 요인의 영향을 조사하고자 설계된 대수를 기반으로 하는 그 보고서는, 소비 수준이나 농상품 투기에 비례하여 이용할 수 있는 세계의 식량 재고량보다 석유 가격이 훨씬 더 중요하다고 결론을 내렸다. 따라서 세계은행은 식량 가격의 인플레이션을 잡는 핵심으로 석유 가격의 움직임을 제어하는 것이 좋다고 권고한다. 

석유와 식량 가격의 연결은 전혀 놀라운 일이 아니다. 미시간 대학의 연구는 산업화된 식량체계의 모든 주요 지점 -화학비료, 농약, 농기계, 식품가공, 포장, 운송- 이 석유와 가스 투입재에 매우 의존한다고 지적한다. 실제로 미국 경제를 지탱하는 화석연료의 19%가 식량체계로 가는데, 이는 자동차에 이어 두 번째이다.

1940년으로 돌아가면, 화석연료 에너지 1칼로리에 식량 에너지 2.3칼로리가 생산되었다. 현재 그 상황은 역전되었다. 1칼로리의 식량 에너지를 생산하기 위해 화석연료 에너지 10칼로리가 들어간다. 운동가이자 작가인 Michael Pollan 씨는 뉴욕타임스에서 이렇게 말했다.

"다르게 표현하면, 우리가 산업화된 식량체계를 통해 무언가를 먹을 때 우린 석유를 먹고 온실가스를 분출하고 있는 셈이다."

그러나 현재 고유가의 상태에 머물러 있다. 올해 영국 국방부의 평가에 따르면, 앞으로 30년 안에 1배럴에 500달러까지 오를 수 있다.

이러한 모든 요소가 점점 자멸적이게 되는 공업형 식량체계와 멈춤없이 증가하고 있는 세계 인구 사이의 수렴점으로 빠르게 접근하고 있다.

그런데 그 수렴점은 꿀벌의 치명적인 감소와 같은 예측하지 못한 일로 훨씬 빨리 올 수도 있다.

지난 10년에 걸쳐, 미국과 유럽의 양봉업자들은 연간 30% 이상의 벌떼가 사라지고 있다고 보고해 왔다. 그런데 지난 겨울 많은 미국의 양봉업자들은 40~50% 이상 사라지는 일을 경험했다. 일부 보고에서는 80~90%라고 한다. 전 세계에서 먹는 식량의 1/3이 수분매개체, 특히 꿀벌에 의존한다는 것을 감안할 때 이 현상이 세계의 농업에 미칠 영향은 치명적일 수 있다.  여러 연구에서는 농약, 기생진드기, 질병, 영양, 집약적 농법, 도시 개발 등 공업형 방식에 필수적인 요소들을 비판하고 있다.

그러나 특히 오랫동안 널리 사용된 살충제를 지목하고 있는 증거들이 있다. 예를 들어 유럽 식품안전청(EFSA)은 영국 정부의 유감에도  네오니코티노이드의 역할을 강조하여, 유럽연합에서 세 가지 일반적 살충제를 부분적으로 금지하는 것을 정당화하고 있다. 

현재 그에 대해 지난주 최신 과학적 경고가 발표되어, 유럽 식품안전청은 꿀벌에게 "매우 심각한 위험"을 가하는 또 다른 살충제인 피프로닐fipronil에 주목한다. 또한 연구에서는 수분매개체에 대한 위험을 포괄적으로 평가하는 것을 금지하고 있는 과학적 연구의 큰 정보격차를 지적했다. 

즉, 세계의 식량 상태는 이미 우리를 타격하고 있으며 앞으로 긴급조치가 없으면 더 심해질 위기와 긴밀히 연관된 최악의 상황에 직면해 있다.

그에 대한 답이 없는 것은 아니다. 지난해 과학자인 John Beddington 경 -17년 안에 식량과 물, 에너지 부족이란 최악의 상황에 대해 경고했던- 이 의장을 맡았던 지속가능한 농업과 기후변화에 대한 위원회는 더욱 지속가능한 농업으로 변화하도록 일곱 가지 구체적이고, 증거에 기반한 권고사항을 설정했다.

그러나 지금까지 정부는 그와 같은 경고를 무시해 왔다. 최근 리즈 대학의 연구는 아시아, 특히 인도와 중국, 파키스탄, 터키에서 앞으로 10년 안에 기후로 인한 심각한 가뭄이 옥수수와 밀 생산량을 엄청나게 저해하여 세계의 식량위기를 촉발할 것이라는 것을 밝혔다. 

토양침식, 토양 악화, 석유 가격, 벌의 군집붕괴, 인구 성장이란 요소가 갖는 의미는 극명하다. 산업문명은 잠식되고 있다. 방향을 바꾸지 않는다면, 앞으로 10년 안에 세계의 식량 종말을 시작으로 역사에서 침몰할 것이다. 


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 농-문화' 카테고리의 다른 글

대지와 곡물, 수확의 여신 데메테르   (0) 2013.07.05
고전문학에서 찾는 벌의 죽음에 대한 해결책  (0) 2013.07.03
초파리의 건강에 유기농산물이 미치는 효과에 대한 연구  (0) 2013.06.23
음식물쓰레기 퇴비화에 착수한 미국의 도시들  (0) 2013.06.22
지구를 구하고 싶다고? 그럼 고기 좀 덜 먹어라  (0) 2013.06.20
728x90


네팔 랄릿푸르 코카나Khokana의 논에서 모내기하는 농민들. 쌀은 네팔의 주식이다.



작물 수확량이 육식의 욕구를 충족시키기 위해서는 너무 느리게 개선되고 있다고 이야기하는 새로운 연구에 따르면, 물 중심의 식단으로 전환하는 것은 2050년 세계의 식량 수요를 충족시키는 데 도움이 되는 하나의 전략이다.


"그것이 논문의 매우 낙관적 부분이다"라고 주요 저자인 미네소타 주립대학 환경연구소의 Deepak Ray 씨는 말한다. 


그는 세계의 중산층이 2010년 69억 가운데 20억이었다고 지적한다. 그 숫자는 이번 세기 중반쯤 40억에 이를 것이다. 그는 역사를 보면 사람들이 더 많은 돈이 생기면 고기를 사서 먹는다는 것이 나타났다고 말한다. 


"아프리카에서 사회적으로 성공하면 무얼 처음 먹으러 갈 것 같은가? 카사바를 먹던 식습관을 바꾸려고 한다." 그 대신 "닭고기나 소고기를 먹는다"고 이야기한다. "그런 일이 일어나고 있다. 우리가 어떠한 노력을 하더라도 방법이 없다."


그래서 일부 사람들은 식량 공급과 수요 사이의 증가하는 격차를 좁히기 위하여 고기를 덜 먹자는 낙관적인 의제를 내놓는데, 현재 수확량을 개선하는 속도가 너무 느린 세계의 지역에서 작물 수확량을 높이는 데 초점을 맞출 필요가 있다고 한다.



격차를 지도로 제작


환경연구소의 그와 동료들은 증가하는 인구와 더 많은 고기를 먹는 식습관의 변화, 유제품 및 상승하는 생물연료 소비에 대한 예상 수요량을 충족시키기 위해서는 세계의 작물 생산을 2050년까지 2배로 늘려야 한다는 것을 전제로 한 자신들의 연구에 기반을 했다. 


연구진은 세계적으로 옥수수, 벼, 밀, 콩 같은 4대 작물의 수확량이 연간 0.9~1.6% 사이의 비율로 증가하고 있는데, 이는 이번 세기 중반까지 작물 생산을 2배로 늘리는 데 필요한 2.4%라는 비율보다 낮다는 사실을 밝혔다.


, as스탠포드 대학의 식량안보와 환경 센터의 부소장 David Lobell 씨는 센터의 계산을 덧붙였다. 그는 "세계의 수확량 증가율은 잘 알려져 있다"고 이야기한다. 


Ray 씨는 자신들의 연구가 새로운 점은 수확량 개선이 가장 필요한 곳에 대한 고해상도의 지도를 제공하기 위해 세계를 13,500개의 정치 단위로 나눈 것이라고 지적한다. 그 결과는 PLoS onE(논문)에 발표되었다. 


(a)옥수수, (b)벼, (c)밀, (d) 콩 수확량에서 현재의 변화율에 대한 세계 지도. 붉은 지역은 수확량이 감소하는 곳을 나타내는 반면, 형광의 녹색은 수확량이 증가하는 곳으로서 2050년까지 수확량이 2배로 늘어날 것이다.



그는 "현재 문제가 있는 곳과 그렇지 않은 곳을 더 정확히 알 수 있다"고 이야기한다. 예를 들어 옥수수 수확량은 2050년까지 2배로 늘리기 위하여 노스다코타에서는 충분히 증가하고 있지만, 옥수수가 식이 에너지의 36%를 제공하는 과테말라 같은 나라에서는 수확량이 떨어지고 있다.



수확량 증대


Ray  씨는 수확량을 높이기 위한 게이츠 재단을 포함하여 "아프리카의 현장에서 활동하는 영웅들"의 작업을 이야기한다. 그들은 어떻게 적절하게 작물에 비료를 주는지 등의 개선된 농법을 가르친다.


"그러나 오랜 시간이 걸릴 것이다"라고 Ray 씨는 지적한다. "하루밤 사이에 특히 아프리카 국가에 있는 100만 명의 농민을 현명한 농민으로 바꿀 수 없다. 이는 마치 항로를 수정해야 하는 거대한 배와 같다."


이번 논문의 목표는 수확량 개선에 노력을 집중하도록 돕고, 이에 따라 높아지는 수요를 충족시키고자 숲과 초원을 농지로 변환하여 생물다양성의 상실과 기후변화를 야기하는 것을 막는 것이라고 설명한다.  


"그 대신에 특히 더 많은 식물성 음식을 먹고, 음식물 쓰레기의 발생을 줄이는 것이 식량에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상되는 지금 그 부담을 줄일 수 있는 또 다른 전략이다"라고 논문에서 결론을 내린다. 


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 농-문화' 카테고리의 다른 글

초파리의 건강에 유기농산물이 미치는 효과에 대한 연구  (0) 2013.06.23
음식물쓰레기 퇴비화에 착수한 미국의 도시들  (0) 2013.06.22
증가하는 중국의 육류 소비  (0) 2013.06.18
미국의 연간 1인당 육류 소비량  (0) 2013.06.14
랭부르 형제의 그림 달력  (0) 2013.05.14
728x90

지난 월요일 유기농민들의 끊임없는 항소에 대하여 미국 법원은 몬산토와 그 특허받은 종자의 손을 들어주었다. 미국 대법원이 다시 한 번 만장일치로 농업계 거인의 '라이센스 계약'을 긍정한 지 한 달 만에 그 결정은 소농 공동체에 또 다른 타격을 주었다.


 사진: 비아 깜페시나의 Tineke D'haese 씨


그러나 80개국 2억 명의 농민으로 구성된 세계적 농업운동단체인 비아 깜페시나(Via Campesina)는 대형 농업에 굴하지 않고 있다. 지난 주 비아 깜페시나는 6차 국제조직회의를 인도네시아 자카르타에서 개최하여, 종자주권에 대한 근본적인 약속을 재확인했다.

녹색혁명은 이른바 기적의 씨앗과 함께 기아를 끝내겠다고 약속했다. 그러나 그 대신 종자 소유권과 지배, 심지어 소농을 범죄자로 간주하면서 다국적 기업이 농업을 통제하도록 하는 길을 열었다. UPOV 91로 더 잘 알려진 "몬산토 법안"에 따라, 다국적 기업이 특허를 출원하면 농장이나 소농이 그 씨앗을 사용하지 못하게 금지했다. UPOV 91은 토종 종자를 표준화된 산업 품종으로 위조하는 식물품종보호법과 긴밀히 협조하며 작동한다.   

이러한 정책이 여러 국가에서 채택되면서 남반구의 소농들은 일상적으로 추방되고, 환경에 악영향을 미쳤다. 북반구에서는 토종 종자가 하이브리드 품종에 밀려 거의 멸종에 이르렀다. 

“녹색혁명의 30~40년 뒤 우린 우리의 씨앗을 잃어버렸습니다”라고 프랑스에서 온 소농 Guy Kastler 씨(유럽의 종자법에 대한 그의 글을 보라. http://www.grain.org/article/entries/541-seed-laws-in-europe-locking-farmers-out)는 말한다. Kastler 씨는 다른 농업활동가와 함께 유럽부터 라틴아메리카와 아시아, 아프리카에까지 소농의 씨앗을 찾고 배우고자 여행했다고 설명한다. 비아 깜페시나는 2001년 종자 운동에 착수하여 그러한 배움을 교환하고, 이를 통해 기업의 종자 정책으로 가장 큰 타격을 입은 곳에 초점을 맞추어 각각의 지역에서 소농의 씨앗을 복원, 보호, 보존하고자 했다.

신자유주의의 실험실인 칠레는 라틴아메리카에서 최악의 농업정책을 계속 만들어냈다. 피노체트의 무자비한 군사정권에 반대한 Francisca “Pancha” Rodriguez 씨(칠레의 유명한 사회운동가. 스페인어라 알아듣기는 어렵지만 아래의 영상에 등장하는 사람)는 그녀의 남편이 혁명의 최전선에서 싸우고 있는 동안 토종 씨앗을 안전하게 저장할 곳을 찾아 자신의 치마에 씨앗을 들고 국경을 넘었다. 현재 Pancha 씨는 토착민과 농촌 여성의 전국연합(ANAMURI)을 통해 비아 깜페시나의 종자 운동에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 그녀는 가정과 전 세계에서 수많은 여성들을 훈련시켰다. 판차 씨는 “지역에서 우리는 사람들이 자신의 씨앗을 잃어버리면 무엇이 일어나는지 알았다”고 하며, “그러나 이는 우리만의 싸움이 아니라, 농촌 혁명으로 만들고 있는 보편적인 투쟁이다.”



인도 카르나타카 주의 농민연합(KRRS) 소속인 Chukki Nanjundaswamy 씨(https://www.facebook.com/chukki.krrs)는 녹색혁명의 기술이 1960년대 인도를 강타했을 때 다수확 품종을 사용하라고 하여 소농들이 씨앗을 잃어버렸다고 설명한다. “처음에는 기업들이 공짜로 씨앗을 제공하다가 이후 돈을 받기 시작했다”고 그년는 말한다. “다수확 종자는 인도 농민들이 60%나 일하며 사는 빗물농업 지대에서는 제대로 재배되지 않는다.” 카르나타카 주 농민연합과 비아 깜페시나를 통해 Nanjundaswamy 씨는 지역의 활동가들과 함께 지역사회의 종자은행을 만들어 자신의 농장에서 종자를 육종하고 있으며, 무투입 자연농법을 통해 농생태학을 옹호한다.

“씨앗은 생명이다”라고 짐바브웨에서 온 농부 Nelson Mudzingwa 씨(https://www.facebook.com/nelson.mudzingwa.50)가 열정적으로 설명한다. “씨앗이 없으면 먹을거리도 없고, 먹을거리가 없으면 생명도 없다.” Nelson 씨의 지역운동단체인 짐바브웨 유기농 소농포럼(ZIMSOFF)은 이번 주에 비아 깜페시나의 회원단체로 승인받았지만, 씨앗과 관련된 활동은 10년 이상 하고 있었다. 사실 넬슨 씨 본인은 자신의 기억하는 한 토종 종자를 받아왔으며, 그것이 자신의 조상으로부터 물려받은 농업 전통의 핵심이라고 말한다. “내 농장에서는 한 톨의 곡식조차 울타리 밖에서 들어와 재배된 것은 없다”고 자랑스럽게 덧붙인다.

이번 주에 열린 비아 깜페시나의 주요 행사 가운데 하나는 농민들이 서로의 경험과 방법을 교환하는 야외에서 열린 농생태학 박람회이다. 그 행사는 5개 대륙에서 온 농민들이 자신의 토종 종자를 나누는 의식으로 끝났다. 복잡하게 서로 연관된 쟁점 -토지수탈부터 기후변화와 이주까지- 에 대한 운동은 자신의 씨앗을 통제하는 데에서 시작한다는 것에 소농 활동가들은 동의했다.


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 씨앗-작물' 카테고리의 다른 글

GM 작물을 홍보하는 영국의 환경부 장관  (0) 2013.06.26
GMO 표시제 완전실현 광고  (0) 2013.06.20
다양한 닭의 품종과 토종 닭  (0) 2013.06.14
자연 삼림으로 들어가게 될 GM 밤나무  (0) 2013.06.03
그 이름은 프랑켄푸드, 유전자조작 식품  (0) 2013.06.03
728x90

농무부 장관 Vilsack 씨는 몇몇 최근 발표에서 기후변화가 작물 재배를 어렵게 할 것이란 인식을 확대시켜야 한다고 촉구했다. 옮은 방향으로 나아가는 것이지만, 필요한 변화를 일으키기 위해서는 돈과 인력에 중요한 전환이 있어야 한다. 

Vilsack 씨는 작물 사이에 덮개작물을 심는 등과 같은 사이짓기를 하고, 작부체계에 가축을 통합시키는 것을 지원하여  다양한 작부체계를 개발함으로써 농업을 더 탄력적으로 만들어야 한다고 경고했다. 그는 “다양한 작부체계와 이후 기후 위기를 관리하고 농업을 변화시킬 또 다른 방법들을 통해 얻을 보존 혜택에 관하여 우리의 소통을 개선하기 위해 더 나은 일을 할 수 있기를 바란다”고 말했다.

지난 여름의 끔찍한 가뭄이 기후의 영향을 훨씬 더 명백하게 만들었다. 그럼에도 불구하고 현재의 예산 부담에서는 필요한 변화 -미국 농무부가 앞으로 대규모 단작에서 벗어나겠다고 하는 약속- 를 만들기가 매우 어려울 것이다. 그러나 그러한 노력의 최종 결과는 환경과 농촌 공동체, 장기적 생산성, 자원의 보존을 향상시킬 것이다. 

미국 농무부의 유전학자가 덮개작물인 털갈퀴덩굴을 조사하고 있다. 이 식물은 환금작물 다음에 심어 질소를 고정시켜 토양비옥도를 증대하고, 토양침식을 감소시킨다.  미국 농무부 사진.

역설적이게도 높은 옥수수 가격이 대규모 단작(한 농지에서 해마다 옥수수나 콩을 심는 방식)을 증가시켰다. 이는 Vilsack 씨가 바라는 다양한 작부체계와 정확히 반대되는 것이다. 

한편, 미국 농무부의 연구예산 가운데 비중이 매우 적은 더욱 다양하고 탄력적인 농생태적 작부체계를 지원하는 프로그램은 예산이 삭감될 위기에 처해 있다. 여기에는 유기농업 연구와 지도 계획(OREI)과 지속가능한 농업의 연구와 교육 프로그램(SARE)이 포함되어 있다..

장관이 지지하는 복합적 작부체계는 이미 수확량을 더 높인다고 알려져 있다. 그러나 세 가지 작물이나 그 이상의 작물을 더 길게 돌려짓기하는 것이 더 큰 이득을 가져오기에, 두 작물 체계 -중서부의 옥수수-콩과 같은- 에 대한 그의 지지는 여전히 지속가능하지 않은 체계에 너무 결속되어 있는 것이다. 


생산성 이상의 것


이미 알려졌듯이, 기후변화에 대한 적응만이 아니라 왜 우리의 농업을 고쳐야 하는지에 대한 많은 이유가 있다. 또 여기에는 Vilsack 씨가 강조하는 생산성 문제보다 더 많은 것이 포함되어 있다. 예를 들어 세계의 바다에 생기는 약 400개의 죽음의 구역은 주로 비효율적인 농법에서 발생하는 질소에 의한 것으로, 중요한 해산물 생산 지역을 손상시키고 있다. 

천연가스로 만드는 대부분의 인공 화학비료로 인해 과잉된 질소는 이산화탄소보다 300배나 지구온난화를 일으킨다는 아산화질소의 주범이다. 

미시시피강 유역에서 광범위한 측정과 모델링에 기반하여 수행한 코넬 대학 Blesh 씨와 Drinkwater 씨의 최근 중요한 논문 은 더욱 다양한 농업이 관행농의 옥수수나 콩 농업보다 질소를 덜 남용한다는 것을 밝혔다. 이러한 다양한 농업은 유기적으로 질소를 생산하는 콩과식물과 덮개작물, 그리고 작물을 살찌우기 위해 분뇨를 활용하여 영양분을 순환시키는 작물과 가축의 통합 등을 포함한 돌려짓기를 활용한다.

다양한 농업은 여러 이유로 수확량이 더 낮다. 대규모 단작 체계에서 최근에 전환했다든지(악화된 토양이 회복하는 데 시간이 걸리기에), 작물이 유기적 퇴비보다 인공 화학비료에 반응하도록 육종되었다든지, 다양한 작부체계에 최적화된 영양 대응에 대한 연구가 부족하다든지 하는 것 때문이다. 이는 이러한 부정적 측면에 대한 연구를 통해 크게 개선될 가능성이 높다는 것을 뜻한다. 

또한 우리는 다양한 농업이 관행농의 대규모 단작에 기반하는 농업만큼 생산적이고 수익성이 있다는 것을 밝힌 아이오와 주립대학의 훌륭한 장기, 농장 규모 연구가 있다. 그리고 다양한 농업은 단순한 농업보다 더 적은 양의 농약과 화학비료를 필요로 한다. 좀 더 많은 양의 노동력이 필요하지만, 농민은 농약과 화학비료 같은 값비싼 투입재에 대한 지불을 줄임으로써 재배면적당 더 많은 수익을 유지할 수 있다. 그리고 조작되지 않은 훨씬 값싼 작물 품종의 씨앗으로 이렇게 다양한 체게에서는 조작된 씨앗을 키우는 것만큼 생산적일 수 있다.

큰 상승효과 덕분에 농촌 공동체에 더 나은 것이다(더 많은 돈을 지역에서 순환시킴). 또한 농약에 덜 노출되기에 농민과 농업노동자만이 아니라 그걸 먹는 소비자에게도 더 낫다.

Vilsack 장관도 기후변화와 함께 작물 해충이 증가할 가능성을 지적했다. 다양한 체계는 적은 농약 요구량으로 실증되듯이 해층 피해에 훨씬 탄력적이다. 

이처럼 제안된 변화는 농업 투입재 시장을 장악하고 있는 대기업에게는 좋지 않을 것이다. 기후변화와 화석연료에 기반한 산업과 마찬가지로, 몬산토와 바이엘은 그들의 시장을 유지하고자 맞서 싸울 것이다. 그들은  Blesh와 Drinkwater 씨가 지적하듯이, 충분하지는 않으나 제한된 방식에서는 도움이 될 수 있는 제초제에 의존하는 무경운이나 정밀농업 같은 투입재에 기반하는 농법을 밀어붙일 것이다. 그리고 그들은 계속하여 농약 사용량을 증가시킬 유전자변형 제초제 저항성 작물을 밀어불일 것이다.

이러한 기업들이 정부의 무상불하지에 연구시설을 세우는 데 엄청난 투자를 할 것이고, 의심의 여지없이 최대한 돈을 쏟아부을 것이다. 예전에 썼듯이, 농업 과학기술에 대한 대통령 위원회(PCAST)의 보고서는 농업 연구 방향에 대한 잠재적 악영향은 전혀 우려하지 않으며 이러한 "민관 협력"을 찬양하고 있다. 그 보고서에 대형 기업들이 개입되어 있다는 것은 놀라운 일이 아니다. 

그래서 농무부 장관이 추구하는 바를 확실하게 하도록 노력을 기울일 것이고, 그래야 점점 환경과 식량생산에 위협이 될 지속가능하지 않은 농업을 계속하려는 피할 수 없는 압력에 버틸 수 있다. 과학자들이 우리가 가진 진정한 대안을 대중과 정책결정자들이 이해하도록 돕는 데에 특히 중요한 역할을 수행할 수 있다. 


저자: Doug Gurian-Sherman(생명공학과 지속가능한 농업에 대한 전문가. 식물병리학 박사). Doug' 블로그

http://goo.gl/mVOax

728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 농법' 카테고리의 다른 글

인도의 농민들이 흙의 미량영양소를 풍부하게 하다  (0) 2013.03.14
퇴비 국가  (0) 2013.03.14
농약과 함께 흙을 갈아엎기  (0) 2013.03.13
트럭 농장  (0) 2013.03.07
미국의 옥수수 농업을 다시 생각할 시간  (0) 2013.03.06
728x90


옥수수와 대두 밭이 서부 옥수수 곡창지대의 초원을 급속하게 삼키고 있다.


미국의 옥수수 벨트 지역을 급속도로 옥수수와 대두가 점령하고 있다. 점점 심해지는 기후변화의 영향을 생각하면 옥수수밭을 차라리 소를 위한 목초지로 전환하여 대비하는 것이 더 낫다. 그 발상은 그러한 움직임이 토양에 대량의 탄소를 빨아들일 수 있다고 계산한 테네시 대학과 바드(Bard) 칼리지의 연구자들이 쓴 논문에서 얻었다. 그렇게 하면 농업에서 배출하는 온실가스를 연간 36%까지 줄일 수 있다. 이산화탄소 절감만이 아니라, 풀을 먹인 고품질의 소고기도 얻을 수 있다(옥수수로 완성된 음식보다 건강한 지방질을 지님).

그런데 중서부의 농민들이 반대의 일을 꾀하고 있었다. 연방의 옥수수 에탄올 프로그램 -위험을 경감시키는 연방의 작물보험 보조금에 의한 것만이 아니라- 으로 인해 작물의 가격이 상승한 데에 자극을 받은 농민들이 엄청나게 커다란 옥수수와 대두 카펫으로 걷어내기는 커녕 중서부를 뒤덮고 있다. 사우스 다코타 주립대학의 연구자들이 국립 과학아카데미에 발표한 새로운 논문의 요지가 그것이다. 

그들은 "서부 옥수수 벨트(노스 다코타, 사우스 다코타, 미네소타, 아이오와, 네브라스카)"라고 부르는 곳의 최근 2006~2011년 사이의 토지이용 변화를 관찰했다. 그들이 발견한 것은 그 지역의 초원이 "브라질, 말레이시아, 인도네시아의 삼림 벌채율에 비견할 만한" 속도로 갈아엎어지고 있다는 것이다. 연구자들에 따르면, 그 지역에서 초원이 사라지는 속도가 미국 농업의 급속한 기계화 시대였던 1920~1930년대와 비슷하다. 그들은 약 24억5000만 평의 초원 —거의 로드아일랜드와 델라웨어를 합친 넓이— 이 2006~2011년 사이에 갈아엎어졌다는 것을 알아냈다. 그 기간 동안 단 8120만 평 정도만이 옥수수/콩밭에서 초원이 되었고, 이는 옥수수 왕의 왕국이 약 16억 평으로 넓어졌다는 것을 의미한다. 

저자들은 쟁기로 갈아엎은 영역이 "한계지"가 되는 경향이 있다고 지적한다. 그곳은 "침식 위험이 높고 가뭄에 취약한 특징이 있어" 작물 농업보다 방목에 훨씬 나은 곳이다. 

그리고 위험도가 높다. 이번 달 초에 미국 농무부는 186쪽짜리 보고서 "미국의 기후변화와 농업"을 발표했다. 저자들은 주로 현행 옥수수-콩 작부체계가 지배하는 농업이 기온 상승이란 맥락에서 지속할 수 있을지에 대한 문제에 우려를 표한다. 답은 그리 낙관적이지 않다. 단기적으로, 저자들은 미국의 농업 체계가 "기후변화에 매우 탄력적일 것으로 예상된다"고 결론을 내린다. 그러나 이번 세기 중반까지 "기온 상승이 1~3°C를 초과하고 폭우가 격렬해지리라 예상되어," 저자들은 미국의 주요한 작물들에서 상당한 수확량 감소가 나타나리라 전망한다. 농민은 왜 그렇게 위험한 땅을 갈아엎을까? 간단하다. 연방의 정책이 높은 보상과 작은 위험을 제안하기 때문이다. 저자들은 연방의 에탄올 의무량과 끊임없는 월가의 투기에 추동되어 옥수수와 대두의 가격이 2006~2011년 사이에 실제 2배로 올랐다고 지적한다. 또한 연방의 작물보험 보조금도 있다고 덧붙인다. 농민들이 한계지에서 작물을 괴롭히며 어떻게든 농사를 지으면 높은 가격으로 보상을 받는다. 그러나 실패한다면 보조금을 받은 보험으로 손해를 메꿀 수 있다. 근본적으로 에탄올 의무량과 보험 프로그램을 통한 연방의 농업정책은 오히려 줄여야 할 시기에 옥수수와 대두 농업이 확대되도록 승인하고 있는 셈이다. 

물론 가장 주요한 미국의 작물은 옥수수와 대두이다. 현재 이 두 작물이 미국 농지의 거의 절반을 뒤덮고 있다. 안타깝게도 미국 농무부의 보고서는 이 두 작물에 대한 의존이 어떻게 우리를 기후변화에 더 취약해지도록 만드는지 결코 분석하지 않는다. 또한 그로부터 멀어져 작물을 다양화하는 하는 것이 더욱 탄력적이고 식량안보에 도움이 된다는 생각도 제공하지 않는다. 


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 농법' 카테고리의 다른 글

트럭 농장  (0) 2013.03.07
미국의 옥수수 농업을 다시 생각할 시간  (0) 2013.03.06
벼논양어로 기후변화에 대처하는 방글라데시  (0) 2013.03.04
인간과 가축의 똥을 재활용하는 것이 지속가능한 농업의 핵심  (0) 2013.03.01
<달과 농사> 공부 기록  (0) 2013.02.27
728x90

누구나 그렇겠지만, 사람은 먼저 꽃에 눈과 맘을 빼앗기기가 쉽다. 그렇게 꽃을 바라보다가 어떤 사람은 꽃에 대해 더 알고 싶다는 궁금증이 일어나게 된다. 그렇게 공부를 시작하다 보면 그 뿌리가 되는 씨앗에까지 가서 닿는다. 물론 그 반대의 방향으로 진행하는 사람도 있다 .하지만 시각에 가장 크게 의존하는 것이 사람이기에 먼저 꽃에 눈을 빼앗기는 일이 더 빈번하다.


농업에서 생산량을 높이려는 노력은 어찌 보면 전혀 농업에 도움이 되지 않았다. 그러한 목적의 농업은 농업 그 자체보다 오히려 상공업에 더 큰 혜택을 주었다. 미국의 경우 1840년에는 인구의 70%가 농민이었다고 한다. 그러던 것이 1950년에는 12%의 농민만 남고, 2002년에는 인구의 2% 미만의 농민만 남았다. 이러한 현상은 어느 선진국이나 다 마찬가지이다. 한국의 경우에도 1960년대 70%에 가깝던 농민이 점점 줄어들어 현재 300만 명도 안 되는 사람만 남아서 농사를 짓는다. 그리고 그 중에서 60% 이상은 60대 이상의 고령층이다. 이렇듯 다수확 농업은 농민을 도와준 것이 아니라 오히려 소농을 깨끗이 청소해 버렸다.


종자에서도 마찬가지이다. 잡종강세를 이용한 주로 다수확을 목적으로 하는 하이브리드 품종이 개발되면서 다양한 토종종자는 급속도로 사라졌다. 그 결과 1900~2000년 사이 세계의 작물 다양성은 75%나 감소했다고 한다. 역시나 한국에서도 이 현상은 동일하게 일어났다. 작물다양성은 결국 식량안보와 직결된다는 점에서 중요한 의미를 지닌다. 토종종자는 오랜 세월 동안 농민과 함께 살아오면서 여러 병해충과 기후변화에 적응해 왔다. 즉 그러한 과정을 통해 유적적으로 단련이 되었다고 할 수 있다. 헌데 다수확을 목적으로 하는 신품종은 계속 새로 사다가 심을 수밖에 없다. 지금도 농민들은 울며 겨자 먹기로 종묘상에서 종자를 구매해서 농사를 짓는다.


아직도 토종종자를 재배하는 농민들과 만나 이야기를 나누면 한결같이 이렇게 말한다. 


"토종이 신품종보다 훨씬 맛나지." 





그렇다, 근대의 농업은 맛 대신 수확량을 택했다. 아마 옛 문헌에 나오는 음식들의 맛은 지금의 농산물을 사용하면 그대로 재현할 수 없을 것이다.


성장, 발전이란 근대의 이념은 농업에서도 다수확이란 목표를 통해 달성되었다. 그 목표를 이루기 위해서 종자는 개량되고 선택되고 일부는 버려졌다. 그것은 비단 종자에서만 벌어진 일이 아니다. 농민 역시 개량되고 선택되고 일부는 버려져 도시로 흘러들어갔다. 그러한 희생과 발전을 바탕으로 인류는 역사에서 본 적이 없는 번영과 풍요를 이루었다. 우리는 그러한 풍요를 온 몸으로 받아들이며 누리고 있다. 평생 배고픈 적이 없고, 온갖 산해진미가 넘치며, 거리에는 맛집들이 즐비하게 늘어서 있다.

    

꽃에 정신이 팔리고 눈이 팔려도 좋다. 탐미적인 눈길을 사랑의 눈길로 바꿀 수만 있으면 된다. 꽃을 사랑하고 알고자 노력하자. 그러면 결국에는 씨앗에까지 가서 닿을 것이다. 아니면 씨앗을 사랑해도 된다. 이 씨앗이 어떤 싹을 내밀고 어떻게 자라 아름다운 꽃을 피울지 상상하라. 꽃과 씨앗은 결국에는 하나이다.


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 씨앗-작물' 카테고리의 다른 글

대형 종자회사가 농민들을 고소하다  (0) 2013.03.14
유전자조작 작물이 아무 문제가 없다굽쇼? 예, 그렇겠지요.  (0) 2013.03.11
밀 -왜성화, 생물다양성, 영양  (0) 2013.03.04
2012년 ISAAA 보고서의 내용  (0) 2013.02.25
유기농업과 GM 작물의 단순 비교  (0) 2013.02.25
728x90

1565년작인 Peter Bruegel의 그림에 나오는 밀 수확 모습과 아래의 근대농업에서 행하는 수확을 비교해 보라. 밀은 변화했다! 옛날 밀 품종은 키가 커서 비바람에 잘 쓰러져서 육종가들이 유전자를 바꾸어 밀을 작게 만들었다. 자연스럽게 쓰러지는 것만이 이러한 극적인 변화의 이유가 아니다. 



인공 화학비료가 발명되어 사용되며 1900년대에 생산량이 증가했을 때, 밀은 키가 빠르게 크면서 낟알의 갯수가 늘어나 머리가 무거워서 쉽게 쓰러지곤 했다. 과학자들은 우선 일본에서 가져온 품종(조선의 토종 앉은뱅이밀에서 나온 것)으로 키가 작은 품종을 만들었다. 미국에서 작업한 Orville Vogel은 키를 약 64cm로 작게 하여 밀의 수확량을 늘려 결국 전 세계에 퍼진 효율적인 반왜성 품종을 만들었다.  2차대전 이후 밀은 이탈리아에서 일본의 종자를 사용하여 수행한 육종사업에서 돌연변이를 만들고자 방사선에 노출시켜서 엄청 작게 만들었다. 이탈리아의 셀리악(Celiac) 환자들은 이탈리아 밀의 이러한 변화가 질병의 폭증을 이끌었다고 주장하지만, 육종가들은 글루텐에는 변화가 없다고 이야기한다 (셀리악병과 글루텐의 관계에 대해서는 여기를 참조하라 http://goo.gl/SdUXF).

식물 육종은 간단하고 해가 없으며, 식량 공급에 큰 혜택을 가져올 수 있다. 그러나 지난 50년에 걸친 밀의 급속한 변화는 실제로 혜택을 가져왔는지 의심스럽게 만들기 시작했다. 자연의 소중한 인간의 첫 작물을 고치려는 인간의 노력이 과연 심사숙고한 것인가?

생산량을 높이려는 노력이 농업에 도움이 되지 않았다. 1840년 미국인의 70%가 농업에 종사했는데,  1950년에는 12%로 떨어지고 2002년에는 2% 미만이 되었다. 다수확 농업기술은 소농을 날려버렸고, 단일 작물이 대규모 농지에 재배된다 . 이는 질병을 빠르게 확산시켜 농약 사용의 증가를 야기했다. 

 지난 세기 동안 식품산업이 빠르게 성장하면서 완제품이 일관된 품질을 갖도록 좀 더 값싸고 신뢰할 만한 원재료를 필요로 하게 되었다. 곡물학자들은 더 나은 빵이나 파스타를 생산하고 더 쉽게 제분할 수 있는 특정 품종의 밀이 있는지 확인하기 시작했다. 수천 년에 걸쳐 잡종이 되었지만 지금은 분리된 품종이 기본적으로 우리 음식의 유전적 다양성을 제한하고 있다. 

새로운 하이브리드 품종이 옛날 종자를 대체하며 1900~2000년 사이 세계의 작물 다양성이 75%나 사라졌다. 생물다양성은 식량안보와 마찬가지이다. 토종은 오랜 세월 질병과 기후변화에 적응해 오면서 유적적으로 매우 강해졌기 때문이다. 신품종은 지속적으로 재개발하고 교체해야 한다. 씨를 받아서 다시 심으면 영 시원찮아 꾸준히 개량된 것을 심어야 하기 때문이다. 

늘어난 수확량은 밀의 영양가를 감소시켜 버렸다. 근대에 육종한 모든 작물은 영양과 맛이 떨어진다. 1950년에 음식은 지금 우리가 먹는 것보다 훨씬 영양가가 많았음이 입증되었다. 

우리는 글루텐 예민성과 셀리악병이 급속하게 늘었다는 것을 알고 있다. 많은 사람들이 자각증상과 진단의 증가가 이 추세를 설명한다고 주장한다. 의도적으로 밀을 개량하면서 더 많은 글루텐이 함유되도록 한 것은 아닌가? 

다수확 밀의 육종은 세계 기아의 퇴치를 목적으로 했다. 이 문제는 매우 심각하여, 현재 전 세계의 9억 명 정도가 굶주리고 있다. 이와 함께 우리 대부분은 너무 많이 먹거나 음식을 버리며 산다. 세계 기아의 퇴치는 산업화된 농업에 대한 변명이다. 이에 대한 진정한 해결책은 전 세계에 식량을 공정하게 분배하는 것 아니겠는가?


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'농담 > 씨앗-작물' 카테고리의 다른 글

유전자조작 작물이 아무 문제가 없다굽쇼? 예, 그렇겠지요.  (0) 2013.03.11
농사가 씨앗이라면 음식은 꽃이다  (0) 2013.03.04
2012년 ISAAA 보고서의 내용  (0) 2013.02.25
유기농업과 GM 작물의 단순 비교  (0) 2013.02.25
GM 작물에 반대하는 10가지 이유  (0) 2013.02.16
728x90


GMO_Myths_and_Truths_1.3b.pdf


왜 유전자조작(GE) 식품이 위험한가


오늘 새로 발표된 보고서 "GMO 신화와 진실"에서는 유전자조작(GE) 작물과 유전자조작 생물체(GMOs)가 건강과 환경에 미치는 위험성을 면밀히 검토된 과학적 증거를 제시하며 밝힌다.

영국 킹스 칼리지(King's College) 런던 의학부의 미챌 안토니오 박사는 유전공학을 의학적으로 적용하긴 하지만, 사람의 식품과 동물의 사료를 개발하는 데 사용하는 것에 대해서는 경고한다.

"GM 곡물은 먹어도 안전하고, 환경에 유익하며, 수확량을 늘리고, 농약 의존도를 낮추며, 그리고 세계의 굶주림을 해결하는 데 도움이 된다며 확산되고 있다. 나는 과학적 견지에서 그러한 주장을 증거와 대조해 봐야 한다고 느꼈다. 조사와 연구 들은, 유전자조작(GM) 곡물은 먹이 실험을 한 동물과 농업환경에 위해함을 밝히고 있다. 유전자조작 곡물은 농약 사용량을 증가시키고, 수확량을 늘리는 데에는 실패했다. 우리의 보고서는 '인류의 식량수요를 충족시킬 수 있는 더 안전하고 효과적인 방안이 있다'는 결론을 내렸다."


존 파간(John Fagan) 박사는 유전공학자이며, 1994년 미국 국립보건원에 있을 때 유전자조작(GE)의 위험성과 윤리성을 우려하며 61만4000달러의 관련 연구비를 반환한 적이 있으며, 그 뒤 GMO 시험 회사를 세웠다.

"오늘날 이루어지고 있는 곡물 유전자조작(GE)은 완성되지 않아 엉성하고, 부정확하며, 쓸모없는 기술이다. 식품 안에 독소나 알레르기를 유발하는 항원을 생성할 수도 있고, 식품의 영양소에 악영향을 미칠 수도 있다. 유전자조작(GM)을 하지 않고도 유전체학(genomics)을 사용하여 곡물을 개량할 수 있는 더 좋은 방법이 있다. 
GM 곡물의 75% 이상이 제초제에도 견디도록 조작되고 있다. 이로 인해 제초제 내성 슈퍼잡초가 퍼지고 있으며, 이 유독한 독성 화학물질에 대량으로 농민들이 노출되는 일이 증가하고 있다. 역학연구에서는 선천적 결손증 및 암의 발생과 제초제 사용 사이의 연관성을 보여주고 있다.
이러한 사실들이 밝혀짐으로써, GM 곡물의 안전성과 유용성은 근본적으로 도전을 받고 있다. 그럼에도 불구하고 생명공학업계는 독립적인 과학자들의 연구를 차단하기 위하여 영향력을 행사하고 있으며, 유전자조작(GM)에 도전적인 결과를 밝힌 독립적인 과학자들의 신뢰성을 떨어뜨리고자 강력한 광고 체계를 가동하고 있다."

어스 오픈 소스(Earth Open Source)의 조사담당 이사인 클레어 로빈슨(Claire Robinson)은 다음과 같이 말한다.

"유전자조작(GM) 업계는 우리의 식량 공급을 매우 위험한 방향으로 바꾸려고 애쓰고 있다. 우리는 무슨 일이 벌어지고 있는지를 알아야 하며, 생명공학 기업들이 아닌 우리가 직접 식량체계와 종자에 대한 통제권을 가져야 한다. 우리의 보고서가 유전자조작(GM) 곡물과 이미 농민들이 성공적으로 행하고 있는 지속가능한 방법에 대한 이해를 넓히는 데 기여하기를 바란다."




이 보고서의 요점은 다음과 같다.

1. 곡물 개발에 사용되는 유전공학(GE)은 정밀하지도 않고, 예측가능하지도 않으며, 안전성이 밝혀지지도 않았다. 이러한 유전자조작 기법은 현행 규정에 따른 검사에서는 나타나기 어려운 예상하지 못한 독소나 알레르기 유발 물질이 식품에 생성되는 결과를 초래할 수 있다.

2. 이미 인간의 식품과 동물의 사료에 들어 있는 유전자조작 곡물을 포함하여, 유전자조작(GM) 곡물은 동물에 대한 먹이 실험을 통해 명백한 독성 신호를 나타낸다. 특히 간과 신장 기능, 그리고 면역반응에서 뚜렷하게 장애가 나타났다.

3. 유전자조작 옹호론자들은 과학적으로 용납할 수 없는 주장을 내세우며, 이러한 통계적으로 매우 유의미한 결과들을 생명공학적으로 무관하거나 무의미하다며 무시한다.

4. 유럽연합이 위임한 동물에 대한 유전자조작(GM) 곡물의 먹이 실험을 놓고, 유전자조작 옹호론자들은 유전자조작 식품이 안전한 것으로 보인다고 주장한다. 하지만 사실 이러한 연구들은 유전자조작(GM) 먹이를 먹은 동물과 통제된 동물 사이에는 우려를 일으킬만한 중대한 차이가 있음을 보여준다.

5. 유전자조작(GM) 식품이 인간에게 미치는 영향에 대한 적절한 실험이 수행되지 않았다. 인간을 대상으로 수행된 연구는 몇 개뿐이지만 그 결과는 우려를 일으킨다.

6. 미국 식품의약품안전청(FDA)은 유전자조작(GM) 곡물에 대한 법적인 안전성 검사를 요구하지도 않거니와, 유전자조작 곡물에 대한 안전성 평가조차도 하지 않는다. 반면, 유전자조작(GM) 곡물은 비유전자조작(non-GM) 곡물과 '잠재적으로 대등하다'는 생명공학 기업들의 말에 근거하여, 오로지 유전자조작(GM)곡물에 대한 '규제완화'만 하고 있다. 이는 광우병(BSE) 소가 잠재적으로 광우병에 걸리지 않은 소와 같으므로 먹어도 안전하다고 주장하는 것과 같다. "잠재적으로 대등하다"는 주장은 과학계에서는 정당화 될 수 없다.

7. 유전자조작(GM) 식품 규제 제도는 미국이 가장 취약하다. 미국에서는 유전자조작 식품이 안전성 평가조차도 받을 필요가 없으며, 시판할 때도 따로 표시를 할 필요가 없다. 세계 대부분의 지역에서 이루어지는 규제도 유전자조작 식품으로 인한 잠재적인 악영향으로부터 공중보건을 지킬 수 있을 만큼 충분하지 못하다.

8. 유전자조작(GM) 식품에 대한 규제가 엄격하다는 유럽에서는, 유전자조작(GMO) 식품을 시판하기 전 최소한의 검사를 거쳐야 한다. 그런데 해당 유전자조작 식품이 승인되면 그를 통해 수익을 얻는 바로 그 기업이 직접 검사를 수행한다. 이는 명백한 이해상충이다.

9. 세계 그 어떤 나라의 규제기관도 장기적으로 유전자조작 생물체(GMO)가 사람과 동물에 미치는 독성 실험을 요구하지 않고 있다.

10. 생명공학 기업들은 독립적인 연구자들이 연구목적으로 GMO에 접근하는 것을 막으려고 특허권과 지적재산권에 관한 법률을 악용하고 있다. 결과적으로 GM 업계로부터 자유로운 과학자들은 GM 식품과 곡물에 대한 제한적 연구밖에 행할 수 없다. 유전자조작 생물체의 안전성에 관한 우려를 불러 일으키는 연구결과를 내놓은 과학자들은 GM 옹호자들로부터 공격을 받으며, 그들이 조직적으로 벌이는 홍보활동으로 인해 신뢰성이 떨어지고 있다.

11. 75%가 넘는 대부분의 GM 곡물은 제초제에 견디도록 조작되고 있다. 그러한 GM 곡물이 도입된 곳에서는 제초제 사용량이 막대하게 증가했다.

12. GM 곡물 전체의 50% 이상이 저항성을 갖도록 조작된 라운드업 제초제는 주장되는 바처럼 안전하지 않다. 한편, 동물 실험에서 기형(선천적 결손), DNA 손상, 암을 유발하는 것으로 밝혀졌다. 인간에 대한 역학연구에서는 라운드업에 노출되면 유산, 선천적 결손, 신경장애, DNA 손상, 그리고 특정 암의 발생과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.

13. 라틴아메리카의 유전자조작(GM) 콩 재배 지역에서 공중보건 위기가 높아지고 있다. 이 지역에서 주민들은 라운드업과 기타 농약의 살포에 노출되어 선천적 결손증과 암 발생율이 급격히 증가하고 있다고 보고한다.

14. 수많은 연구들은 라운드업이 증가하는 곡물의 질병과 관계있다고 지적한다. 특히 콩 시들음병을 일으키고, 사람과 가축에게 독성이 있을 수 있는 푸사리움(붉은곰팡이)의 악영향을 지적하고 있다.

15. Bt 살충 성분을 자체 생산하도록 유전자조작(GM)된 곡물은 살충제 사용량을 지속적으로 감소시키지 못한다. 단, 살충제가 사용되는 방식을 살포에서 곡물에 내재하는 것으로 바꿀 뿐이다.

16. 해충들이 Bt 독소에 대해 내성을 갖추고 있으며, 후속 해충이 만연함에 따라 Bt 기술이 지속가능하지 않다는것이 입증되고 있다.

17. GM을 지지하는 자들은 전통 및 유기농업에서 자연적인 형태의 Bt가 오랫동안 사용되어 왔으므로 유전자조작(GM) 작물의 Bt 독소가 안전하다고 주장한다. 그러나 유전자조작(GM)된 Bt 독소는 자연적인 형태와는 다르며, 자연적인 형태의 Bt와 달리 독성과 알레르기를 유발할 수 있다.

18. 유전자조작(GM) Bt 독성은 해당 해충에만 국한되지 않는다. 유전자조작(GM) Bt 곡물은 실험실에서 그것으로 먹이 실험을 한 동물에게도 독성이 있다는 사실이 밝혀졌다.

19. 유전자조작(GM) Bt 곡물은 주위 환경에서 의도하지 않은 생물체에게도 독성이 있다는 것이 밝혀졌다.

20. Bt 독소는 소화과정에서 완전히 분해되지 않고, 그 독소가 임신중인 여성의 혈액에서 돌고 있으며, 태아에게 공급되는 혈액에도 있음이 캐나다에서 밝혀졌다.

21. 경운하지 않고 잡초를 제어하고자 제초제를 사용하며, 제초제 저항성 유전자조작(GM) 곡물을 재배하도록 장려되는 무경농법(無耕農法)은 경운하는 농법에 비해 기후 친화적이지 못하다. 흙속의 깊은 곳에서 측정하면, 무경운 경작지는 경운 경작지에 비해 탄소 함유량이 더 적다.

22. 무경운 농법 콩 재배는 제초제 사용으로 인해 환경에 악영향을 미친다.

23. 이른바 베타-카로틴이 풍부하다는 골든라이스(Golden Rice)가 영양실조에 걸린 사람들이 비타민A 부족을 극복하는 데 도움이 된다며 유전자조작(GM) 곡물이라며 장려되고 있다. 그러나 골든라이스는 독성의 안전성 시험이 이루어지지 않았고, 기초적인 개발상의 문제로 인해 곤혹을 치르고 있으며, 12년이 넘는 기간에 걸쳐 수백만 달러의 연구자금을 퍼부었지만 아직도 시판할 준비가 되지 않았다. 반면, 비타민A 부족을 해소할 값싸고 효과적인 해결책이 있음에도 자금이 부족하여 활성화되지 않고 있다.

24. 유전자조작(GM) 곡물이 늘어나는 세계 인구를 먹여살릴 "필수 도구"라고 홍보되곤 한다. 그러나 많은 전문가들은 유전자조작(GM) 곡물이 비유전자조작(non-GM) 곡물에 비해 더 많은 수확량을 내지도 못하고, 가뭄에도 잘 적응하지 못하기 때문에, 유전자조작(GM) 곡물의 기여도에 대하여 의문을 가지고 있다. 대부분의 유전자조작(GM) 곡물은 제초제 저항성을 갖도록 조작되거나 살충제를 함유하도록 조작된 것이므로, 이는 굶주리는 사람들을 먹여 살리는 것과 아무 상관이 없다.

25. 유전자조작(GM) 기업들이 일단 종자시장을 장악하고 나면 시장에서 비유전자조작(non-GM) 품종의 종자를 철수시키기 때문에, 이런 상황에서는 "농민의 선택"이란 개념은 적용되지 않는다. 따라서 농민들이 유전자조작 곡물을 채택한다고 해서 이것이 곧 유전자조작 곡물이 비유전자조작 품종보다 더 우수하다는 징표가 아니다.

26. 유전자조작(GM) 곡물이 비유전자조작(non-GM) 곡물과 유기농 곡물을 오염시킴으로써, 식품과 사료업계는 회수(recalls), 소송, 시장 상실 등으로 인한 막대한 재정적 손실을 입고 있다.

27. 많은 사람들이 높은 수확량, 해충과 질병에 대한 저항성, 가뭄 저항성, 영양적으로 개선된 곡물에 관한 글을 읽을 때 유전자조작(GM)을 떠올리곤 하지만, 사실 이 모든 것은 전통 육종법에 의해 이루어졌다. 이 전통 육종법은 곡물 생산성에서 유전자조작(GM)을 능가한다. 이 보고서에서는 성공적인 전통 육종법의 목록을 작성했다.

28. 어떤 "우수한 곡물"은 유전자조작(GM)에 의한 것이라고 주장되기도 하지만 사실은 전통 육종에 의한 것이며, 몇몇 경우에는 비유전자조작(non-GM) 생명공학의 표시선택법(marker assisted selection)으로 이루어진 것이다.

29. 표시선택법(marker assisted selection)과 같은 비유전자조작(non-GM) 생명공학의 도움과 함께, 전통적인 식물 육종법은 현재와 미래의 식량 수요를 충족시킬 수 있는 새로운 곡물 품종을 개발하는 데에, 특히 급격한 기후변화에 직면한 현실에서 유전자조작(GM)보다 더 안전하고 강력한 방법이다.

30. 전통 육종법에 의한 곡물을 지역에 맞게 생태농업의 방식으로 경작하는 것이 입증된 지구의 식량안보를 강화하는 지속가능한 방법이다.


<요약 대조표>

유전자조작(GM) 곡물 기업과 옹호자들이 내세우는 광범위한 주장에 근거하여 유전자조작(GM) 곡물이 홍보된다.
그러나 그들의 주장이 사실이 아님을 보여주는 과학적인 증거들이 많이 나타나고 있다.

GM 곡물에 대한 주장: Myths(신화)보고서에 제시된 반대의 증거: Truths(진실)
GM 곡물은 자연적인 번식의 연장이며, 자연적으로 번식된 곡물과 다른 위험이 없다GM 곡물은 자연적인 번식 방법과 전적으로 다른 기법을 사용하여 실험실에서 만들어지며, 비유전자조작(non-GM) 곡물과는 다른 위험성이 있다
GM 곡물은 먹어도 안전하며, 자연적으로 번식된 곡물보다 영양이 풍부하다GM 곡물은 독성과 알레르기 유발성이 있을 수 있고, 자연적인 곡물에 비해 영양이 못할 수 있다
GM 곡물은 안전성을 위하여 엄격히 규제되고 있다GM 곡물은 안전성을 확보하기 위한 적절한 규제가 없다
GM 곡물은 수확량을 늘린다GM 곡물은 잠재적 수확량을 늘리지 못한다
GM 곡물은 살충제(농약)의 사용량을 줄여 농민들에게 이득이며, 그들의 삶을 개선한다GM 곡물은 농민들에게 제초제 내성 슈퍼잡초와 토양의 질의 악화, 곡물의 병충해에 대한 민감성 증가 등의 심각한 문제를 일으킨다
GM 곡물은 경제적인 이득을 가져온다GM 곡물은  뒤섞인 경제효과를 일으킨다
GM 곡물은 환경에 이롭다GM 곡물은 토양의 질에 해롭고, 생태계를 교란하며, 생물다양성을 감소시킨다
GM 곡물은 기후변화로 인한 문제를 해결하는 데 도움이 된다GM 곡물은 기후변화에 효과적인 해결책을 제공하지 않는다
GM 곡물은 에너지 사용량을 줄인다GM 곡물은 다른 화학적 농업과 마찬가지의 에너지를 소비한다
GM 곡물은 세계의 인구를 먹여살리는 데 도움이 될 것이다GM 곡물은 세계의 기아 문제를 풀 수 없다. 빈곤과 식량에 대한 접근성 부족, 그리고 토지 문제 등과 같은 (기아의) 진짜 원인에 대한 초점을 흐린다


GMO_Myths_and_Truths_1.3b.pdf
4.16MB
728x90
저작자표시 비영리

'곳간 > 문서자료' 카테고리의 다른 글

[스크랩] 베트남 구근류의 끝은 어디인가?-고구마의 친척 꾸 마이(Cu Mai)  (0) 2013.02.25
식품 첨가물의 종류  (0) 2013.02.19
2012년 채소종자 작물별 국내생산량   (0) 2013.02.18
벼 품종과 쌀 소출  (0) 2013.02.11
올벼와 늦벼  (0) 2013.02.11
728x90

 Climate change could have a drastic and harmful effect on U.S. agriculture, forcing farmers and ranchers to alter where they grow crops and costing them millions of dollars in additional costs to tackle weeds, pests and diseases that threaten their operations, a sweeping government report said Tuesday.


An analysis released by the Agriculture Department said that although U.S. crops and livestock have been able to adapt to changes in their surroundings for close to 150 years, the accelerating pace and intensity of global warming during the next few decades may soon be too much for the once-resilient sector to overcome.


"We're going to end up in a situation where we have a multitude of things happening that are going to negatively impact crop production," said Jerry Hatfield, a laboratory director and plant physiologist with USDA's Agricultural Research Service and lead author of the study. "In fact, we saw this in 2012 with the drought."


The National Oceanic and Atmospheric Administration said 2012 was the hottest year ever in the USA since record-keeping began in 1895, surpassing the previous high by a full degree Fahrenheit. The country was battered by the worst drought in more than 50 years, and crops withered away in bone-dry fields across the Midwest.


In the report, researchers said U.S. cropland agriculture will be fairly resistant to climate change during the next quarter-century.


Farmers will be able to minimize the impact of global warming on their crops by changing the timing of farming practices and utilizing specialized crop varieties more resilient to drought, disease and heat, among other practices, the report found. Crops also may benefit by increasing the use of irrigation when possible and shifting production areas to regions where the temperature is more conducive for better output. Depending on where they live, some farmers could benefit financially at the expense of others.


By the middle of the century and beyond, adaptation becomes more difficult and costly as plants and animals that have adapted to warming climate conditions will have to do so even more — making the productivity of crops and livestock increasingly more unpredictable. Temperature increases and more extreme swings in precipitation could lead to a drop in yield for major U.S. crops and reduce the profitability of many agriculture operations. The reason is that higher temperatures cause crops to mature more quickly, reducing the growing season and yields as a result. Faster growth could reduce grain, forage, fiber and fruit production if the plants can't get the proper level of nutrients or water.


Among the biggest threat to crops from rising temperatures and accelerated levels of carbon dioxide is an increase in the cost for the agricultural industry to control weeds, a challenge that tops more than $11 billion annually, according to the study. Warmer weather provides an ideal atmosphere for weeds to thrive, but at the same time, it can stunt the growth of traditional plants like grain and soybeans.


The entire USA is likely to warm substantially during the next 40 years, increasing 1-2 degrees Celsius over much of the country, according to the study. The warmth is likely to be more significant in much of the interior USA where temperatures are likely to increase 2-3 degrees Celsius.


The USDA review said climate change will affect livestock by throwing off an animal's optimal core body temperature, which could hurt productivity and limit the production of meat, milk or eggs. A warmer and more humid weather pattern is likely to increase the prevalence of insect and diseases, further diminishing an animal's health and output.


The 146-page report, written by a team of 56 authors from the federal government, universities, the private sector and other groups, stopped short of providing answers on how to stop or curtail global warming. The analysis was done by reviewing more than 1,400 publications that looked at the effect of climate change on U.S. agriculture.


In a separate report, the USDA looked at literature reviewing the impact of climate change on the country's forests. The data indicated the most visible and significant short-term effects on forests will be caused by fire, insects, invasive species or a mix of these occurring together.


Wildfires are likely to increase throughout the USA, causing at least a doubling of area burned by the mid-21st century. "That's the conservative end," said Dave Cleaves, a climate change adviser with the USDA's Forest Service. "We can't just stand back and let these natural conditions occur."


728x90
저작자표시 비영리 변경금지

'곳간 > 해외자료' 카테고리의 다른 글

지속가능한 농업으로 혁신하자  (0) 2013.02.07
세계의 농지러쉬  (0) 2013.02.07
다보스 2013: 농업에 대한 새로운 전망은 농민에겐 철지난 소식  (0) 2013.01.26
기아와 이윤 사이의 세계 농업  (0) 2013.01.23
미래를 고칠 지속가능한 모델 찾기  (0) 2013.01.23

+ Recent posts

티스토리툴바