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Cover crops can improve soil quality, add nitrogen and reduce weeds, but how can they fit into a conventional rotation? Will Wilson reports from a Controlled Traffic Farming meeting on the topic

On paper, cover crops sound appealing for arable growers: they can help improve soil structure and quality, provide a source of nitrogen, and potentially suppress weeds and pests.

But fitting them into a rotation, deciding which of the myriad options to grow, and measuring the benefits is not quite so straightforward. So is there a place for them on farm?

Why introduce cover crops?

The direct agronomic benefits are reason enough for growers to at least consider whether to grow a cover crop.

But the political pressure on reducing the impact of pesticides, the knock-on effect on resistance building, particularly to weed killers, and increasing input costs, including fertilisers, could also add to the pressure to introduce them in future.

By using cover crops growers can reduce the pressure on some herbicides, potentially, and reduce fertiliser costs, while also increasing the organic matter content and structure of the soil.

And it is possible to take advantage of these benefits without necessarily affecting yields or requiring a change in rotation.

Most growers should be able to benefit from cover crops in some way, suggests Frederic Thomas, of Conservation Agriculture Brittany, a cover crop enthusiast, who has been trialling their use in France.

"The choice of rotation and cover crops you use depends completely on what you hope to achieve."

For example, growers on heavy clays susceptible to waterlogging, or light sands at risk from drought, could be particularly interested in the help cover crops can provide in building soil organic matter and enhancing soil structure, while those with spring crops in the rotation, could use cover crops to give a nitrogen boost or suppress weeds in the following spring crop.

Are there any trials results showing benefits?

Preliminary results from the New Farming Systems trials run by NIAB TAG would suggest that using three different covers, a non-legume radish, a legume clover bi-crop and an all species mixture can have a positive effect on yield when used in a conventional rotation.

Each cover crop approach was tested in combination with zero, 50% or 100% nitrogen rates, says Ron Stobart, head of crop research communication for NIAB TAG.

Yield responses in the 2009 and 2010 wheat and spring oilseed rape crops to the white cover bi-crop averaged 2% across all three N rates, but were strongest where less N was applied, while the radish cover crop averaged 7% yield increase and the all species mixture averaged 9% improvement over current practice. In the latter two cases, yield improvements were less influenced by nitrogen dose.

"All three cover crop approaches led to an improvement in cumulative margin of on average about £80/ha once nitrogen costs are taken into account," he says. "But it is likely that cover crops would only cover their seed and establishment costs based on these margins."

However, more benefits could accrue as the system matures, he suggests. "The choice of specific cover crop species, or species mixtures, should help to maximise any potential benefits, while changes to input costs are likely to impact on the returns and additional income from appropriate environmental schemes could improve the attraction and add further financial support."

Other benefits have also become apparent in the trials, he adds. "For example, we are also finding cover crops keep more moisture in the system. The trials suggest a September-drilled clover crop can double the soil infiltration compared with soil in a conventional regime."

What about reducing pests and weeds?

Some cover crops can help weed control through allelopathic effects. The cover crop exudes chemicals into the soil that inhibit germination and growth of the weeds, explains Francis Rayns of the charity, Garden Organic. "Both vetch and rye, for example, have allelopathic effects." Fast-growing cover crops can also help with weed control simply by out-competing weeds.

The requirement for pest control can also be reduced if, for example, cover crops provide habitats for the predators of common pests. "Winter cover can provide a habitat for generalist predators, while flowering crops can be a haven for predators such as hoverflies," says Dr Rayns.

In addition, some cover crops, such as hot mustard species, can have nematicidal properties, which could be useful for potato growers.

What type of species should be used?

Depending on what you hope to achieve, there are a range of plants that can be used as cover crops. "We often divide them up into the period of time they are going to be grown," says Dr Rayns.

Long-term leys can be planted for 12-18 month periods; these are typically used in organic systems before nutrient intensive crops, such as brassicas, he says.

Faster-growing winter green manures can be planted to over-winter fallow fields before spring crops to help reduce nitrogen leaching, while summer green manures can be grown in short two to six-month blocks between crops for a quick nitrogen boost.

"Often when people think of green manures they think legumes for their nitrogen fixing abilities," Dr Rayns says. "Red clover is perhaps one of the most commonly known in the UK, particularly in vegetable rotations."

In most cases it's a reliable crop, he says, though if over grown it can be susceptible to clover sickness.

"Persian clover is another species that showed quite a lot of promise in trials." It has rapid growth and fleshy stems that can help to boost short term nitrogen availability.

"Vetch should also be considered as it can be planted both in spring and the autumn and, unlike some legumes, can grow during the winter."

Longer term clovers could include sweet clover, though he has seen mixed results with it, and white clover and lucerne.

"There's also a whole range of grasses that can be mixed with clovers to increase organic matter, with ryegrass and cocksfoot the most common," he says. "Westerwolds ryegrass has also been used as a quick organic matter builder."

Brassicas can also be included in cover cropping. "Oil radish, white mustard, yellow mustard and fodder radish are useful sources of longer term organic matter," says Dr Reyns.

What are the disadvantages of cover crops?

Fitting the cover crop into a rotation is not always easy. In most conventional systems, long-term cover crops are not economic, while delayed harvesting can prevent a cover crop being practical. Not only might the cover crop not be in the ground long enough to bring a benefit, but in wetter situations, any benefits might be outweighed by the damage done by establishing it, notes Dr Rayns.

Cover crops can also conflict with cropping, which requires rigorous cultivations, such as de-stoning, he adds.

Growers might also find that introducing a cover crop requires a time investment. "To get the best from cover crops takes a different and tailored approach to current farming practices," says Dr Reyns.

What about establishment?

Establishment costs vary depending on what you want the cover crop to achieve and what variety you are planting.

There are a number of establishment options available including strip drilling, Auto-casting and even spreading cover crops as part of a liquid slurry system; each system carries its own costs.

Seed costs can range from £30/ha for a simple one variety mix to significantly more for a more advanced multi-variety mix.

Case study: Peter Renwick, West Sussex

Peter Renwick has been experimenting with a diverse mixture of cover crops for two years on his 280ha farm near Chichester, creating seed mixes which he supplies to around 10 growers currently.

"At the moment we grow cover crops before all our spring crops, establishing them from the end of August, and then either grazing or killing them off in the winter, before direct drilling in the spring."

Getting in quick after harvest is important, he says. "You've got to get in behind the combine - two or three days difference can have a significant impact on crop cover."

The seed mixes include sunflowers, brassicas, millet and vetch and are designed to give multiple benefits. "The rooting profile of each is different, as is the growing profile. For example, the turnips break up the soil while we include the sunflowers to add plenty of organic matter."

The results have been a more friable soil in the spring, and a 40-50kg/ha savings in nitrogen for one of the growers trying the mix in a following spring oat crop. "In the longer term we hope to see savings in herbicides and pesticide requirements."

http://www.fwi.co.uk/articles/13/03/2012/131916/cover-crops-what-are-the-benefits.htm

The NRCS’s National Soil Health and Sustainability Teamand Plant Materials Program are working together to improve our knowledge of using cover crop mixes to produce healthy soils.

Cover crops have the potential to provide multiple benefits in a cropping system. They prevent erosion, improve soil’s physical and biological properties, supply nutrients, suppress weeds, improve the availability of soil water, and break pest cycles along with various other benefits. The species of cover crop selected along with its management determine the benefits and returns.

Cover Crop Termination Guidelines

The termination guidelines provides information on termination of cover crops on non-irrigated cropland. They were created by NRCS, Risk Management Agency (RMA), Farm Service Agency (FSA), and other public and private stakeholders to address concerns about cover crops’ impact on crop insurance. Click here for termination guidelines.

In the News

Radish cover crops control weeds in wild seed production - Wild grass and flower seed growers can better control weeds by planting radishes as a cover crop prior to seeding, results of a trial at the Aberdeen Plant Materials Center show.

Cover Crop Plant Guides

The following plant guides describe the characteristics of some commonly used cover crops. They provide assistance in selecting appropriate cover crops, when and how to plant and when to terminate or incorporate the plant into the soil.

These documents require Acrobat Reader.

• Plant Guide for Cereal Rye (Secale cereale L.) (PDF; 122 KB) Rye is a 3-6 feet tall, cool season, annual grass. Uses include livestock forage, hay, wildlife food, cover crops, green manure, and weed suppression.
   
• Plant Guide for Crimson Clover (Trifolium incarnatum) (PDF; 326 KB) Crimson clover is commonly used as a winter or summer annual cover crop in rotation with vegetables or field crops (Clark, 2007). It can be used alone or as part of a mixture with other legumes, small grains, and winter annual grasses.
   
• Plant Guide for Cowpea (Vigna unguicula) (PDF; 88 KB) Cowpea (Vigna unguiculata) is an annual, summer cover crop that can be used for food, forage, hay, green manure, and wildlife.
   
• Plant Guide for Field Mustard (Brassica rapa ssp. rapa) (PDF; 299 KB) Field mustard (Brassica rapa ssp. rapa) is an annual or biennial forb that is used as forage, cover crop, or biofumigant. There are also horticultural cultivars used as vegetable crops including turnip and rapini or broccoli raab.
   
• Plant Guide for Lablab (Lablab purpureus) (PDF; 306 KB) Lablab (Lablab purpureus)  is an annual, summer cover crop that can be used for food, forage, green manure, cover crops, and wildlife.
   
• Plant Guide for Oilseed Radish (Raphanus sativus) (PDF; 225 KB) Oilseed radish Raphanus sativus is a cultivated annual/biennial species in the mustard family used as a cover crop on croplands.
   
• Plant Guide for Pea, (Pisum sativum) (PDF; 335 KB) Peas are grown as green manures and cover crops because they grow quickly and contribute nitrogen to the soil (Ingels et al., 1994; Clark, 2007).
   
• Plant Guide for Pigeonpea (Cajanus cajan) (PDF; 506 KB) Pigeonpea (Cajanus cajan) is a perennial, summer cover crop that can be used for food, forage, green manure, and wildlife.
   
• Plant Guide for Sorghum (Sorghum bicolor L.) (PDF; 1 MB) Sorghum is used as a drought tolerant, summer annual rotational cover crop either alone or seeded in a warm season cover crop mixture.
   
• Plant Guide for Sunn hemp (Crotalaria juncea) (PDF; 199 KB) Sunn hemp (Crotalaria juncea) is an annual, summer cover crop that can be used for forage, green manure, and wildlife.

Additional Resources

• Additional Plant Materials technical publications relating to cropland
• Cover crops improve soil health, help farmers weather drought
• Soil Health, Unlock the Secrets in the Soil
• Under Cover Farmer - This Youtube video produced for the NRCS East National Technology Support Center (ENTSC) showcases farmers experiences with cover crops.
• Plant Materials Soil Health Study Blog - *USDA Connect USDA Employee Blog
  *Only USDA authenticated users can access this content)
  Use the Soil Health community and its forums as your centralized place to discuss and obtain resources to promote Soil Health! The National Soil Health and Sustainability Team sponsors this community.
   
• Penn State Extension - 2013 Cover Crop Innovations Webinar Series - Penn State Extension is hosting a series of webinars during the winter of 2013 to focus on cover crop innovations.

If you encounter any problems with the files provided on this page, please contact the Plant Materials ProgramWebmaster at 520-292-2999 Ext. 112.

A tillage study was established in 1981 at the University of Nebraska Rogers Memorial Farm (RMF), 10 miles east of Lincoln, to gain experience with various tillage systems. These dryland research and demonstration plots are showing that long-term continuous no-till builds soil structure, usually has the highest yield, and is the most profitable.  Located on a sloping, upland silty clay loam soil, they were started as a soybean/grain sorghum rotation common to southeast Nebraska at the time.

Soil & Water Management: Soil Structure

Soil is much more than the individual particles of sand, silt, and clay. Ideally, the soil should be one-half solid materials (sand, silt, clay, nutrients, minerals, organic materials, and biological life) and one-half pore space (half of that containing water and the other half being air space). Biological life and organic matter provide the "glues" to create soil aggregates, forming soil structure.

A healthy soil is one with good aggregation, where stable pores extend from the soil surface to deep into the profile. These pores allow water infiltration, root penetration, and air exchange to occur.  The sample on the left was taken from a field no-tilled for more than 10 years.  The one on the right is from a continuously tilled field with the same soil type.

While tillage has been used for crop production, it does destroy soil structure, breaks up the soil pores, and reduces the amount of residue on the soil surface. If the soil structure was bad, e.g., compaction, this may be desirable as tillage can break up the compacted soil and create some new pores. However, if the soil structure was already favorable for crop growth, the tillage operation will break up the existing soil structure and make it more susceptible to compaction by reducing the soil’s strength. Without soil structure, future operations may compact the soil by squeezing out the pore spaces between the soil aggregates.

Soil Biological Life

While tillage has been used to prepare a seedbed, it also destroys the existing root structures in the soil and some of the soil’s biological life. Without this biological life, soil structure suffers and many of the nutrients are not as available for crop uptake.

• The roots themselves are like rebar in concrete, giving the soil structural stability.
• The decaying roots provide channels for water penetration and new roots to grow in.
• The many fungi, bacteria and other microorganisms are the glues that hold individual soil particles together. They also process the roots and residue of the previous crops, cycling nutrients and carbon through the soil system.
• Larger organisms such as larva, bugs and worms feed on the microorganisms further cycling materials in the soil and provide additional channels through the soil profile.

Soil biological life improves under diverse no-till systems, building soil aggregation and stability. Tillage destroys this aggregation and the desirable habitat for soil organisms which break down crop residue and roots, cycling the nutrients and carbon contained in them back into the soil system.

Visible in the photo is a healthy soil showing good aggregation, abundant roots, and even a night crawler in the lower right portion of this soil sample.

Residue Management

The tilled plots in the foreground had considerable soil loss and runoff during intense spring rains. The tilled soil surface was susceptible to raindrop impact, causing erosion and surface crusting. The crop residue on the no-till plots in the background absorbed raindrop impact and allowed more water to infiltrate into the soil. With the improved soil structure, the crop is healthier in the no-till.

Crop residue absorbs raindrop impact and keeps the wind off the soil surface.

• This reduces soil particle detachment, reducing erosion from the forces of water and wind.
• By protecting the soil surface, surface crusting is also reduced, improving infiltration and decreasing runoff.
• This effect conserves soil and water and reduces risks to the environment.
• The residue mulch further conserves water by reducing evaporation from the soil surface.
• The decaying residue feeds soil microbes and earthworms, cycling the nutrients and building soil structure.

Crop residue must be properly managed year-round to provide the benefits without interfering with crop production.

Water Conservation

Improved water infiltration, less runoff and reduced evaporative losses in no-till systems can save from 5 to 12 inches per year, making more water available for crop production. The tilled grain sorghum on the right yielded only 61 bu/A in a dry year while the no-till on the left yielded about 121 bu/A.

• With improved soil structure and residue management, more water is available for crop production.
• Better infiltration and less crusting allows more water to be stored in the soil profile rather than lost to runoff.
• Minimizing exposure of the soil surface to wind and sunlight reduces evaporation and keeps the soil surface cooler, often resulting in better rooting, especially near the soil surface.
• Better rooting makes the plant more efficient in using light rainfall events that don’t soak far into the soil profile.

However, depending on the soil moisture holding capacity of the soil, this improved infiltration may lead to leaching nutrients below the active crop rooting zone. Producers must manage their crop selection to make efficient use of the water when it is available and, in some cases, intensify their cropping system to use the water that may be lost.

http://cropwatch.unl.edu/web/tillage/home

번역하기 참 까다로운 문장이었다. 용어도 낯설고, 문장도 어려운 편이었기 때문.

핵심만 요약하자면, 제초제를 쓰지 않고 밭에서 풀을 관리하는 최고의 방법은 '부지런함'이 첫째요, '풀씨를 받지 않음'이 둘째요, '풀이 자라는 초기에 잡음'이 셋째라는 말이다.

작물을 심기 직전에 풀을 한 번 싹 잡아주고 심으면 작물이 자라는 초기에 자라는 놈들은 그다지 풀들과 경쟁관계에 놓이지 않기에 상관이 없다. 그 풀들을 4~6주쯤 되었을 때 다시 한 번 싹 잡아주면 나중에 수확할 때까지 그다지 걱정하지 않아도 된다는 말이렸다.

또한 풀씨를 자꾸 받는 건 다음 농사에 지장을 불러오는 일이니 피해야 할 일이다. 풀들이 아직 잘잘하여 씨를 맺을 생각을 하고 있지 않을 때 부지런히 갈거나 베어서 씨를 받지 말라고 충고한다.

그리고 너무 풀이 만연하여 잡기 힘들면, 덮개작물을 활용하는 등의 방법으로 풀을 어느 정도 억제해 놓고서 농사를 짓는 것이 좋다고 권한다.

그 내용은 엉터리 번역이지만 아래의 글을 보면 그래도 좀 이해가 되실 듯하다.

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들어가며

유기적 풀 관리의 “통제” 부분은 노동력, 연료, 기계에 대한 비용과 토양에 대한 해로움을 최소로 하면서 현재 또는 미래의 생산을 위협하는 풀을 제거하는 것을 목표로 한다. 농장의 모든 풀을 제거하려고 하는 것은 손실로 이어질 것이며, 건강한 토양을 만들려고 하는 노력도 허사가 될 수 있다. 따라서 농부는 지속적으로 고려해야 한다. 지금 이 작물에 있는 풀을 죽여야 하는가? 농사짓는 동안 풀을 통제하기 위해 중요한 순간은 언제인가? 

한 가지 기준이 있을 수 있다: “풀은 언제나 작물의 성장과 수확량을 억제시킨다.” 텃밭 농부들은 큰 풀을 뽑거나 잘라서 공짜로 덮개나 퇴비 재료를 얻어서 어느 정도 성공을 거두며 이 지침을 활용한다. 그러나 농장 규모에서는 이렇게 하면 작물을 구출하는 데 필요한 노력이 수익을 떨어뜨리거나 토양의 비옥함을 감소시키기에 너무 늦다, 유기농 농부에게 '풀을 통제하기 위한 중요한 기간'은 풀의 악영향에서 현재와 미래의 작물을 가장 효과적으로 보호할 수 있는 시점이다. 중요한 시점은 다음과 같다. 

• 작물을 심을 때
• 풀의 싹이 막 나올 때
• 작물의 최소 풀이 없는 기간 동안
• 여러해살이 풀의 양이 최소에 이르렀을 때
• 풀이 씨앗이나 번식체를 맺기 전

깨끗한 모판에서 시작하라

작물을 심기 전이나 함께 나오는 풀들은 나중에 나오는 풀보다 작물의 수확량에 더 큰 영향을 미친다. 깨끗하고 풀이 없는 농지에 심는 일은 필수적이다. 작물을 심기 며칠 전에 겉보기에 깨끗한 모판을 준비해도 아직 눈에 띄지 않는 풀의 싹이 1200평당 수백만 개가 있을 수 있다(그림 1). 가능하면 땅을 준비하는 마지막 단계 직후에 곧바로 심어라.

그림 1. 이 모판은 사진을 찍기 며칠 전에 준비한 상태이다(왼쪽). 겉으로는 깨끗해 보이지만, 가볍게 표면을 긁은 다음 다시 보라!(오른쪽). 심기 전 곧바로 매우 얕이갈이하여 이 모판에서 새롭게 발아한 풀의 대부분을 잡을 수 있다.   사진: Mark Schonbeck, Virginia Association for Biological Farming.

대부분의 작물은 이렇게 초기에 풀의 싹을 제거하면 작물이 다 자랄 때까지 모판을 깨끗하게 사용할 수 있다. 더 큰 모판의 채소는 유리하게 시작하기 위해 로터리를 칠 수 있다. 당근처럼 늦게 발아하는 작물을 이기는 풀의 싹은 불태워서 제거할 수 있다. 일부 농민들은 유리판으로 두둑을 덮고 이 작업을 한다. 작물이 유리 밑에서 처음 나올 때, 밭은 불태워 김을 맨다. 작물의 나머지는 하루 이틀 뒤 깨끗한 밭에서 나온다. 

풀이 작을 때 처리하라

풀이 작아야 더 쉽게 잡을 수 있다. 대규모 풀의 제거가 일어나곤 하는 농사철 초기, 많은 농민들이 밭에서 풀이 눈에 띌 때까지 기다리기보다 풀이 "흰 선"으로 보이는 초기 단계 또는 막 나타났을 때 얕이갈이를 한다(풀이 작물과 경쟁을 시작하기 오래 전). 얕이갈이는 다음과 같은 이유 때문에 한다. 

• 토양 구조와 토양 생물의 손상을 최소화
• 햇빛에 자극되어 발아하는 풀들이 추가되는 걸 최소화
• 더 적은 연료와 노동력이 필요함
• 새로 나타나고 있는 수백만의 풀을 잡을 수 있음

이 방법은 특히 작물이 뿌리내리고 성장하는 초기 단계에 유용할 수 있다(그림 2). 풀이 더 자라기 전에 갈이를 한다. 일부 풀은 이 단계를 지나서 갈이 이후 다시 뿌리를 내리는 놀라운 능력을 개발했을 수도 있다. 풀이 5~8cm 정도 자라면 더 격렬하게 갈이해야 해서 더 많은 연료를 소비하고, 토양 구조를 해치며, 추가로 풀 씨앗이 발아되도록 자극하게 된다. 

그림 2. 이 바구니 제초기(basket weeder)는 어린 모종의 줄 사이에 있는 작은 풀을 제거하기 위해 3cm 정도 깊이에서 작동한다.   사진: Mark Schonbeck, Virginia Association for Biological Farming.

적기 갈이를 위한 이러한 "사전적" 방식의 한 가지 단점일 수 있는 건 작물이 뿌리내리기 전까지 작은 풀들을 제거하기 위해서 여러 번 작업할 수 있다는 것이다. 갈이의 깊이보다 빈도를 최소화하기 위해 노력하는 대안적인 전략은 특정 상황에 적합할 수 있다(상자를 참조).

많은 좋은 도구와 방법이 작물의 여러 성장 단계와 줄 간격 등에 맞춰 개발되어 왔다. 

최소로 풀이 없는 기간 동안 작물을 깨끗하게 유지하라

풀을 초기에 제거한 뒤, 작물이 최소로 풀이 없는 기간을 지날 때까지는 계속해서 나중에 나타나는 풀을 관찰하고 통제한다. 이 기간에 활발한 채소는 보통 작물 재배철의 첫 1/3 또는 4~6주에 해당하는데, 토마토와 호박, 오이, 강낭콩, 옮겨심은 십자화과 같은 작물이 그렇고, 아마 가지와 고추는 약간 더 길다. 양파나 당근처럼 덜 활발한 작물은 적어도 생애주기의 적어도 처음 절반 동안은 풀 없는 조건이 필요할 수 있다. 아마 8주나 그 이상이다.

어떻게 이 기간 동안 충분히 깨끗하도록 하는가? 작물들도 최소로 풀이 없는 기간 동안 풀에 대한 고유한 내성에 차이가 있다. 파슬리처럼 천천히 자라고, 풀에 민감한 채소, 직파하는 양파나 당근은 풀이 갈이 전 잎이 2개인 단계에 이르도록 놔두면 힘들어 할 수 있다. 따라서 "초기에 자주 갈이"하여, 작물이 잘 자리잡을 때까지 풀이 흰 선인 단계에 잡아야 한다. 콩과 단옥수수 또는 감자와 같은 활발한 작물은 풀의 잎이 2장 나오는 단계 또는 심지어 좀 더 커서 갈이를 해도 충분하다. 

작물이 아직 작은데, 풀이 작물에 가깝게 크면 가장 심각하게 경쟁한다. 따라서 작물의 줄 안만이 아니라 줄 사이의 풀도 효과적으로 제거해야 한다. 풀이 작고 작물이 충분히 클 때에만 작물의 줄 안에서 기계로 작업이 가능하다. 최소로 풀이 없는 기간 이후에 작물이 자라면서 줄 안에 자라는 풀에 그늘을 드리우기 시작하는데, 줄 사이의 풀은 여전히 방해받지 않고 자라 위협이 될 수 있다. 이 시점에서 일부 채소는 사이갈이를 하며 북을 주어 줄 안에 자라는 작은 풀들을 흙에 묻어 잡을 수 있다. 이 작업은 감자, 옥수수, 토마토, 브로콜리와 기타 북을 줄 수 있는 키가 큰 채소를 대상으로 할 수 있지만, 상추와 시금치 기타 땅에 가까이 먹는 부분이 자라는 채소에는 알맞지 않다.

그 양이 적을 때 여러해살이 풀을 쳐라

뿌리줄기, 뿌리, 기는 줄기, 덩이줄기나 알뿌리로 복제하는 개밀, 향부자, 캐나다 엉겅퀴 같은 외래종과 방황성 여러해살이는 가장 관리하기 어려운 풀이다. 이러한 구조를 잘게 자를 정도로 깊이 초기 경운을 하면 각 조각은 곧 새로운 식물을 다시 생성함으로써 풀이 효과적으로 퍼질 것이다. 그러나 이러한 식물들은 방해받지 않는 땅속의 구조에서 자라는 식물보다는 더 약하다. 분할된 뒤 처음 3~4주 동안, 뿌리나 뿌리줄기의 조각은 다시 재생하고자 자신의 땅속의 양을 늘린다. 그 각각은 여러 잎을 내면서 광합성을 통해 그 양을 다시 구축한다. 그 이후 곧바로 그들은 새로운 뿌리줄기, 알뿌리, 덩이줄기 또는 기타 식물의 번식을 시작할 수 있다.

추가 경운 또는 그저 윗부분만 제거하여, 풀의 잎이 3~4장에 이를 때마다 매우 효과적으로 외래종 여러해살이 풀을 훨씬 약화시킬 수 있다(그림 3). 농부는 심하게 퍼진 풀을 잡으려면 3~4주 간격으로 이렇게 몇 번 해야 할 수 있다. 경운 이후 곧바로 빽빽한 비율로 메밀이나 기타 덮개작물을 심어 풀이 만연하는 걸 막고, 더 적은 갈이로 더 빨리 작업을 마칠 수 있다.

그림 3. 이 두둑은 브로콜리를 심기 바로 전 지역화하여 만연한 캐나다 엉겅퀴의 뿌리를 조각내면서 갈이를 했다. 잘린 뿌리와 조각은 현재 그 양을 재구축하기 충분할 만한 크기로 새로 재생되고 있다. 이 외래종 여러해살이 풀을 약화시키는 과정으로 즉각적인 갈이나 괭이질을 계속해야 한다.   사진: Mark Schonbeck, Virginia Association for Biological Farming.

방황성 여러해살이 풀이 채소 작물에 나타나면, 이 풀의 잎이 3~4장이 될 때마다 풀의 윗부분을 자르는 갈이를 한다. 딸깍이나 칼로 토양의 표면 바로 아래 부분을 자른다. 

풀이 퍼지는 걸 막아라

작물이 일단 최소로 풀이 없는 기간을 지나면, 풀 통제는 너무 엄격히 할 필요가 없다. 그러나 풀이 씨앗을 맺는 걸 최대로 방지하는 것이 유기농업에서는 매우 중요하다. 4년 연속으로 모든 풀의 씨앗이 맺히는 걸 막으면 실질적으로 봄과 초여름에 나타나는 풀의 개체밀도를 줄일 수 있다. 농장 규모에서 이를 달성하기란 어려울 수 있지만, 풀씨가 맺히는 걸 최소화하려는 노력이 오랫동안 풀의 밀도를 낮추는 보상으로 돌아온다. 

나중에 나타나는 풀들은 이러한 풀들이 꽃을 피우기 전에 수확하는 빨리 성숙하는 채소로 쉽게 관리할 수 있다. 수확한 다음 풀이 씨를 맺기 전에 간단히 갈거나 신속히 벤다. 연달아 몇몇 재배기간이 짧은 채소를 심는 것도 풀이 전파되는 걸 제한하는 하나의 방법이고, 토양(풀의 종자은행)에 풀씨의 수를 줄일 수 있다.

재배기간이 긴 채소에서는, 이러한 늦게 자라는 풀들이 씨를 맺는 걸 막기 위해 줄 사이의 풀을 베거나 갈이 또는 손으로 뽑거나 자르는 것과 같은 추가 조치가 필요하다. 수확이 완료되자마자, 베거나 갈이로 풀이 더 퍼지는 걸 근절시킨다. 작물의 잎과 줄기에 의해 그늘이 지게 된 풀들은 상대적으로 적은 씨앗을 형성하는 반면, 대량의 긴급 "탈출"이 토양의 풀씨 종자은행에 많이 저축되어 앞으로 농사지을 때 주요한 풀 문제를 일으킬 수도 있다. 그건 각각에서 수천 개의 씨앗이 빠져나가기 전에 큰 풀들을 "밭에 걸어다니면서" 뽑아내는 게 좋다(그림 4). 뿌리째 뽑히거나 잘린 풀은 종종 덜 익은 씨앗이 숙성될 수 있으니, 수분이 일어나기 전에 밭에서 그 풀을 제거해야 함을 기억하다. 

그림 4. 이 명아주는 충분히 늦게 나오고 멀어서 여름 호박을 수확할 때 크기나 품질에 어떤 영향도 주지 못한다. 그러나 이들이 밭의 풀 종자은행에 대규모로 "저금"을 하여 몇 배로 받기 전에 뽑거나 잘라낸다.   사진: Mark Schonbeck, Virginia Association for Biological Farming.

외래종이나 방황성 여러해살이에 주의를 기울여, 그들이 적극적으로 "씨앗"을 형성하기 전에 발목 높이일 때 처리하라. 그것이 그들의 전파를 방지하기에 실용적이지 않은 경우라도 수확 이후 곧바로 밭 전체를 활발히 갈이하거나 작물의 줄 사이에 있는 풀을 베는 것이 뿌리줄기와 덩이줄기가 형성되는 걸 제한할 것이다. 

풀이 통제를 벗어나는 것 같을 때

만약 풀이 특정 밭을 "접수"하는 것 같다면, 그건 보통 일정 기간 동안 풀 관리에 대한 관심이 부족했다는 걸 뜻한다. 특정 기간 동안 풀 통제를 위한 하나 이상의 중요한 시기를 빠뜨리면 풀이 작물보다 우위를 차지하는 결과가 나올 수 있다. 풀이 퍼지게 하면 풀의 개체밀도가 더 높아져 다음 농사철에 통제하기 더 어려워진다는 걸 뜻한다. 부지런함과 적시 갈이에도 풀이 "접수"하려고 한다면, 풀을 막기 위한 관리법에 더 많은 관심이 필요하다. 이는 풀의 생애주기를 방해하도록 작물의 돌려짓기를 조정하고, 덮개작물의 활용도를 높이며, 작물이 풀의 성장을 이기도록 토양의 영양 관리를 개선하거나 심지어 몇 년 동안 여러해살이 토끼풀이 밭에 번지도록 하는 방법을 포함한다.   

외래종 영양번식 여러해살이 풀은 관리하기 특히 어렵고, 부지런히 통합적 풀 관리 프로그램을 활용해도 걷잡을 수 없을 때가 있다. 너무 지나치게 무성해지면, 땅속의 양이 최소에 이를 때까지(3~4장의 잎이 나왔을 때) 반복적으로 풀을 쳐라. 2~3번의 경운 이후 곧바로 메밀과 동부 또는 호밀+완두 같이 빨리 자라고, 매우 경쟁적인 덮개작물을 심어 여러해살이 풀의 재생을 훨씬 지연시킬 수 있을 뿐만 아니라, 반복된 경운을 통해 손실된 토양 유기물과 토질을 되살리는 데에도 도움이 된다.

http://www.extension.org/pages/18882/knock-weeds-out-at-critical-times

“우린 2050년까지 90억의 사람들을 먹여살려야 한다”는 말은 식량산업의 대표들이 생산과 지속가능성의 궁극적 목표로 드는 일반적인 후렴이다. 유감스럽게도 이 과제를 해결하기 위한 현행 방식은 경제적, 생태적, 사회적 측면에서 지속가능하지 않다. 

오늘날의 투자된 돈은 소비의 증가가 경제성장의 핵심이라는 믿음에 기반한 놀라울 정도로 근시안적인 사업 모델로 가고 있다. 그러나 모두가 알고 있듯이 지구의 자연자원은 유한하며,  우리가 그걸 보충하는 속도보다 더 빨리 고갈되고 있다. 따라서 우리는 “더 많은 소비”에서 “더 나은 소비” 모델로 전환해야 한다.  우리는 증가하는 인구를 위한 식량을 생산할 때 생태계에 탄력성과 재생성을 구축하는 데 도움이 될 수 있는 미래를 대비한 전략이 필요하다. 

투자를 재검토하고 새로운 해결책을 개발함으로써, 2050년 이후로도 90억을 위한 충분한 식량뿐만 아니라 깨끗한 물과 비옥한 토양, 풍부한 생물다양성을 제공하는 지구 및 더 건강한 소비자와 강한 공동체를 보장할 것이다. 

농업의 진화

지난 몇 십 년 동안 농업 체계는 엄청나게 바뀌었다. 2차대전 이후 농업 부문은 처음으로 널리 사용된 농약의 하나인 DDT와 함께 화학혁명이 일어났다. 많은 농민들이 원치 않는 해충이나 풀을 제어하는 방법으로 그것을 받아들였는데, 그 비용은 인간과 야생생물들이 부담했다. 1960년대 농약은 신경계와 간 손상, 유방암, 유산, 발달지연과 남성 불임 등으로 이어졌다.

미국에서는 DDT가 현재 금지되었지만, 다른 화학물질이 그와 유사한 우려가 있다. 세계적으로 광범위하게 사용되는 몬산토의 라운드업 제초제의 활성성분인 글리포세이트는 선천적 결손증과 암에  연결되어 있다. 또한 유럽 농경제학 저널(European Journal of Agronomy)에 2009년 발표된 논문은 그 성분이 질병에 더 취약하게 하고 궁극적으로 수확량이 감소하도록 만드는, 식물의 방어 메커니즘을 손상시킨다는 것을 밝혔다.

미국의 농장 규모는 농지를 통합하고 대규모 단작을 행하도록 도운 1970년대 연방 정책 탓에 증가했다. 경제연구 서비스의 보고서에 따르면, 2007년 기준으로 12만 평 이상인 농장이 현재 미국 농지의 60% 이상이며, 미국의 모든 농산물 가치의 40% 이상을 차지한다. 농장 규모는 본질적인 문제가 아니지만, 농장을 관리하는 방법에 영향을 준다. 지속적인 독성 화학물질 사용은 인간의 건강과 환경에 비용을 부담시키고, 획일성은 체계에 취약점을 만든다. 

가장 최근의 농업 개발은 유전공학에 집중되어 있다.  유전자변형 작물(보통 GMO라고 함)이 상업적으로 재배된 지 20년 가까이 됐는데, 주로 두 가지 특성을 추가하는 데 초점을 맞추었다. 풀을 죽이기 위해 치는 제초제에도 살아남도록 하는 제초제 저항성과 독성을 내장해 농민이 더 적은 살충제를 사용할 수 있도록 설계된 해충 저항성이 그것이다. 옥수수, 콩, 카놀라, 목화 같은 작물에 더 적은 화학물질을 사용하도록 설계되었지만, 2012년 유럽 환경과학Environmental Sciences에 발표된 1996~2011년 살충제 사용에 대한  연구에 따르면 두 가지 특성이 실제로는 미국에서 농약 사용이 18억1436만 톤 증가하도록 만들었다.

더 복잡한 문제는 “슈퍼잡초”가 진화하며 자연이 화학물질의 살포에 적응하고 있다는 것을 보여주는 증거들이다. 이 풀들은 화학물질 저항성이 있다. 현재 24종의 풀이 글리포세이트 에 저항성이 있다. 이는 농민들이 풀과 싸우기 위해서 더 많은 —또는 더 독한— 농약을 사용해야 한다는 것이다(역주; 이는 비단 유전자변형 작물의 재배지역에서만 나타나는 문제가 아니라, 산업화된 대규모 농경지에서 제초제 의존도가 높아질수록 어디에서나 나타나는 문제임). 이를 통해 인간에게 위험하다고 알려진 위험요소가 생산되고, 흙과 물이 오염되어 결국 농민에게 도움이 되지 않는다. 

마지막으로, 우려하는 과학자연합이 수행한 연구에서는 제초제 저항성 유전자변형 옥수수나 콩이 미국에서 고유 수확량 —현장에서 농사지을 때 발생하는— 을 증가시키지 못했다는 것을 밝혔다. 단 독성이 내장된 특성의 옥수수만 수확량이 1996~2009년까지 1년에 약 0.2~0.3% 정도 완만하게 증가했음이 나타났다. 전통적 품종의 수확량 증가와 비교하여 –옥수수 수확량은 지난 몇 십년 동안 매년 평균 1%씩 증가했음–  GMO 작물의 영향은 기껏해야 완만한 편이다.

이렇게 이야기해도 이것이 투자에 반향되지 않는다. 최신 성과에 바탕하여, 우리는 GMO라는 특별한 상자에서 벗어나 문제를 해결하기 위해 사용할 수 있는 다양한 도구에 투자해야 한다.  

더 나은 길을 향하여

증가하는 인구를 지속가능하게 먹여살리기 위하여, 식량 관계자들은 체계를 재고하고 더 지속가능한 미래에 대한 투자를 가속화해야 한다. 혁신은 이미 나와 있다. 그것을 이제 전 세계에 걸쳐 다듬고 퍼뜨려야 한다. 그리고 2050년까지 90억을 먹여살리기 위하여 이러한 혁신에 투자해야 할 기업은 하나가 아니다. 오히려 우리의 자원을 투자할 곳은 금융 부문, 식량 부문, 정부, 비영리단체 또는 단순히 먹는 사람인 우리 자신 등 모든 곳이다.  

개별 부문만 보고 문제를 이해할 수 없기에 큰 그림을 그리며 더 넓은 쪽으로 이동함으로써 이를 수행할 수 있다. 각 부분이 어떻게 상호작용을 하며 서로 영향을 주는지 이해해야 한다. 자연주의자 John Muir의 유명한 말처럼, “우리가 스스로 무엇을 선택하려고 할 때, 우린 우주의 모든 것이 얽혀 있음을 발견한다.”

아래에서는 이 복잡한 연결망의 모든 측면에서 식량체계에 관하여 어떻게 다르게 생각하기 시작할지 알아보자. 

다시 생각하기: 어떻게 농사지을까

농업은 우리 식량체계의 근본이기에 여기에서 시작하는 것은 중요하다.  우린 식량생산을 증가시킬 뿐만 아니라 활기찬 농촌사회를 만들고 건강한 생태계를 보호하는 혁신이 필요하다.

농생태학에 투자하자 — 많은 농민들이 작물을 재배하기 위해 화학물질에 크게 의존하는 반면, 일부 농민들은 농생태학의 방법을 통하여 생산성과 생태계의 건강 사이의 균형을 이루는 방법을 찾고 있다. 농생태학은 자연생태계의 구조와 기능에 대한 이해를 바탕으로 농경지를 관리하기 위한 과학적 방법이다.

Kenneth Miller 씨는 토양의 건강을 위해 덮개작물과 가축을 농생태학의 방법을 사용하는 노스다코타의 농민이다.  다른 이웃들과 달리 Miller 씨는 자신의 농지를 관리할 수 있는 구역으로 나누어, 가축을 풀어넣고 스스로 “덮개작물의 짬뽕”이라 부르는 것을 고안했다. 덮개작물의 짬뽕은 다양한데, 그 목적은 하나의 곡물을 생산한 뒤에 토양의 미생물과 물리적 기능을 회복시키고 다양성을 확보하는 데 도움이 되도록 여러 가지 식물의 종과 유형을 포함시키는 것이다. Miller 씨는 지속가능한 농지의 중요한 요소로 토양 유기물을 만들고 있다. 또한 그는 비용을 줄이면서 작물의 수확량을 높여, 그 결과 수익성이 좋아지고 있다. 

농화학물질을 신중하게 적용하자 — 농생태학을 실천하는 농민이라도 여전히 농화학물질의 사용을 원할 수 있다. 하지만 그것은 첫 번째 조치가 아니라 최후의 수단으로 적용해야 한다. 나는 땅속 10m까지 뿌리를 뻗으며 30년 동안 살면서 농지를 황폐하게 만들곤 하는 무시무시한 풀과 덩굴에 맞서고 있는 농민들을 알고 있다. 이러한 농민들 가운데 일부는 제초제를 사용하지만, 그 다음해에는 비화학적 방식으로 덩굴과 맞서기 위하여 노력하고 있다. 마찬가지로  Mark Bittman 씨가 뉴욕타임즈의 2012년 기사에서 소개한 아이오와 주립대학의 Marsden 농장의 연구는 가축 관리를 통합시키는 것과 함께 옥수수와 콩, 귀리, 자주개자리를 포함시킨 4년 주기의 돌려짓기를 행한다. 이 방법은 옥수수와 콩, 또는 옥수수와 콩, 귀리만 돌려짓기하는 것보다 수확량이 더 높았다. 연구에서는 질소비료와 제초제 사용이 88% 이상 감소하고 토양의 독성이 200배 줄어든 한편, 수익은 예전과 똑같았다(역주; 여기를 참조). 다시 말하지만, 농생태학 원리를 실천한 또 다른 사례인 것이다.

오염물질에서 멀어지고 농민을 더 잘 지원하기 위하여, 농화학 기업들은 비독성이고 잔류하지 않는 제품의 혁신에 투자하도록 전환해야 한다. 또한 과도한 폐기물과 오염을 제거하는 생물에 기반한 해결책에 더 많은 관심을 기울여야 한다.

그뿐만 아니라 우리는 토양에 무엇을 어떠한 비율로 넣어야 할지 정확하게 측정해야 한다. 현재 우리에겐 농약(활성, 비활성 성분)을 추적하고 토양에 얼마나 오래 잔류하는지에 대해 종합적이고 공개적으로 이용할 수 있는 자료가 없다. 이를 만들어야만 한다.  더 중요한 것은 이러한 화학물질이 어떻게 장기간에 걸쳐 환경과 인간, 동물 등에 영향을 미치는지 독립적인 연구를 수행해야 한다는 것이다.  

농부의 지식망을 개발하자 — 농민과 공개 연구를 통한 혁신과 정보를 공유하는 것이 중요하다. 농업의 전환은 지식망에 의해 지원받아야 한다. 소프트웨어 개발자들이 “오픈소스”의 공유 코드를 사용하여 비약적으로 혁신한 것처럼, 농민은 특정 환경과 지리 조건에서 어떠한 작물에 대한 정보에 접근할 수 있다면 훨씬 빠른 속도로 혁신할 것이다. 

일부 진취적인 농민들은 이미 이 길로 가고 있다. 1999년 북부 평원의 지속가능한 농업협회(Northern Plains Sustainable Agriculture Society)에 가입된 농민단체가 농장 육종동호회(Farm Breeding Club)를 형성했다. 그들의 목표는 씨앗 저장 및 작물 육종을 위한 지식과 물량을 공유하는 것이었다. 농장 육종동호회는 농민들이 식물 육종 활동에 참여할 수 있도록 직접적으로 정보를 제공한다. 오늘날 감자와 귀리, 단옥수수를 포함하여 농민이 육종한 13가지의 작물을 보유하고 있다.

다시 생각하기: 어떻게 식량을 운송할까

농사 다음으로, 식량을 어떻게 밥상까지 이동시킬지 다시 생각해야 한다. 각 단계별로 이를 개선하기 위한 충분한 여지가 있다. 

더 지역화된 체계로 전환하자 — 전문가들은 굶주린 사람들을 먹여살리는 일은 생산의 문제가 아니라 분배의 문제라고 오랫동안 주장해 왔다.  2012년 5월의 보고서에서 유엔 식량농업기구는 농업 생산성이 2050년까지 60% 증가하더라도 식량을 이용하지 못하여 3억 명의 사람들이 여전히 굶주릴 것임을 밝혔다. 

지역화는 수출을 뺄 필요성이 없다. 어쨌든 대부분의 농업은 자연—가뭄, 우박, 장마 등— 에 반응하여, 생산 수확량이 계절에 따라 달라진다. 그러나 좀 더 지역적인 체계로 전환함으로써 농민들은 자신의 지역 시장에 의존해야 할 것이다. 세계의 농업을 지역화함으로써 지역사회는 자급하며 수입에 덜 의존할 수 있다. 지역은 생태적 차원에 기반하여 정의되어야 한다. 그것은 근처의 인구를 먹여살리기 위해 필요한 조건 및 물과 토지 자원 같은 생태적 조건을 고려한 지리적 영역이다.

쓰레기를 줄이자 — FAO에 따르면, 해마다 세계에서 생산된 식량의 1/3이 농장과 밥상 사이의 어느 곳에선가 폐기된다. 이는 13억 메트릭톤의 식량이다. 미국에서 쓰레기의 비율은 40%이다. 전국 자원보호위원회(National Resources Defense Council)의  2012년 8월의 보고서에 따르면, 총 미국의 식량 손실이 15%만 줄어도 2500만 명 이상의 미국인이 해마다 먹고살 수 있다고 한다.

손실이 발생하는 곳을 날카롭게 바라보면, 문제를 해결하기 위한 첫 걸음을 뗄 수 있다. 부유한 국가들에서는 가정의 음식물쓰레기를 줄이고, 퇴비화에 대한 장려금을 지급하며, 수확 후 관리와 저장을 개선하고, 흠이 있는 과일과 채소 등의 못난이 농산물을 취급하는 시장을 만드는 등 소비자의 의식을 제고할 수 있다. 저소득 국가에서는 수확 기술의 개선과 저비용의 저장법, 저온저장시설 등이 상하는 식량을 줄일 수 있게 한다. 손실이 발생하는 곳이라면 어디든 이 과제를 해결하기 위해 힘써야 한다. 이와 같은 손실은 아무도 하지 않으려는 행동이겠지만 돈을 내버리는 것과 같다. 

노동자의 지위를 향상시키자 — 식량을 농장에서 소비자에게 어떻게 운송할지를 다시 생각하는 데에는 노동자의 활동에 대한 새로운 인식이 필요하다. Daniel Pink 씨는 자신의 책<Drive>에서 사람들에게 동기를 부여하는 것에 대한 40년 동안의 과학적 연구를 서술한다. 거기에서는 숙련도, 자율성, 목표라는 세 가지 요소를 강조한다. 기존의 보상과 보수가 여전히 역할을 하고 있지만, 이러한 무형의 요소들이 높은 성과와 혁신을 가져오는 열쇠이다. 그리고 혁신은 자신의 일이 최고라고 생각하는 현장의 노동자에게서 나온다. 

캘리포니아 우드랜드에 있는 Morning Star 기업은 미국에서 해마다 25~30%의 토마토를 가공하는 세계의 가장 큰 토마토 가공업체이다. 이곳은 아무도 직급이나 계급이 없고 노동자들이 협력을 통해 목표를 달성하도록 권한을 부여하는 사업 모델을 만들었다. 그 기업의 한 사람이 말하기를, “아무도 당신의 상사가 아니라 모두가 당신의 상사이다.” 이 모델은 주체성, 전문성, 융통성, 성실성을 포함하여 많은 장점을 가져왔다. 

다시 생각하기: 어떻게 먹을까

식량체계를 바꾸는 것에 관한 이야기에서 소비자의 역할을 말하지 않을 수 없다. 우리의 식습관이 쉽게 바뀌지는 않지만, 우리가 먹는 것과 땅이 연결되어 있다고 자각해야 한다. Wendell Berry 선생의 말을 인용하면, “먹는다는 것이 농사이다.”

고기는 덜 먹되 더 좋은 걸 먹자 — 미국인은 세계 인구의 4.5%를 차지하지만, 세계에서 생산되는 육류의 약 15%를 먹는다. 미국 농무부의 자료에 따르면, 이는 1인당 1년에 77kg에 해당한다(역주; 한국의 경우 1년에 1인당 44kg을 소비함). 이 동물의 대부분이 곡물을 소비하고, 그 결과 많은 농지가 이들을 먹여살리기 위해 활용된다. 사실 세계의 곡식 생산의 1/3이 동물의 사료가 된다. 

고기는 건강한 식단의 일부가 될 수 있지만, 너무 지나치면 고콜레스테롤과 심장병 같은 건강에 문제를 일으킨다. 그리고 동물이 환경을 오염시키는 방식으로 사육되면서 이 문제를 악화시킨다. 예를 들어 밀폐된 시설의 가축 분뇨는 물과 토양으로 흘러갈 수 있고, 심각한 농도의 온실가스를 방출한다.

그 대신 동물을 생산 체계에 도움이 되도록 사육할 수 있다. 그들은 효율적인 초식동물이며 작물 돌려짓기에 꼭 필요한 존재가 될 수 있다. 밀폐된 축사 대신 초지에 동물을 풀어놓아 그들의 숫자를 줄일 수 있고, 그들은 더 넓은 공간에서 자라며 항상제를 일상적으로 필요로 하지 않아도 되고, 더 많은 농지가 사람들을 먹여살리는 데에 직접적으로 활용될 것이다. 따라서 우리는 고기를 적게 먹는 간단한 선택을 통해 여러 장점을 기대할 수 있다.

먹을거리 교육을 하자 — 좋은 먹을거리를 먹는 것이 새로운 식습관을 개발하는 일의 하나이다. 우리는 그것이 어떻게 만들어진 것인지 알아야 한다. 먹을거리를 어떻게 기르는지 가르치고, 요리법을 알려주며, 미각을 훈련시킴으로써 식량체계를 확 바꿀 수가 있다. 한정된 자원을 가진 지역사회에 공공서비스를 제공하는 Food Corps이란 전국적인 단체는 아이들을 위한 먹을거리 교육을 시작하여 그것이 어디에서 온 것인지 알려주었다. 불과 몇 년 만에 이 단체는 2만9천 명 이상의 아이들에게서 변화를 끌어냈다.

식품기업은 마카로니와 치즈 같은 가공식품과 함께 찐 브로콜리 같은 자연 식품을 제공하거나 학교와 지역사회에서 이루어지는 먹을거리 교육을 지원함으로써 이에 적극적으로 참여할 수 있다.  결국, 무엇이 우리 후속세대의 건강에 더 지대한 영향을 미칠 것인가? 

더 나은 미래를 위하여

늘어나는 인구를 먹여살리기 위하여 식량과 관계된 집단은 더 지속가능한 식량체계에 대한 투자를 가속화해야 한다. 혁신은 이미 이용할 수 있으며, 지금은 이에 대해 투자하고 다듬어야 할 때이다. 체계의 변화 하나의 기업이나 정부, 개인으로부터 오지 않는다. 모두가 참여해야 한다. 여러 요소를 고려해야 하는가? 물론이다. 이는 복잡한 해결책을 지닌 복잡한 문제이다. 몇 년 안에 이를 수 있는가? 힘들다. 하지만 2050년까지 90억 명을 먹여살리는 지속가능한 길을 찾기 위하여 패러다임의 전환이 필요하다는 것을 일깨워야 한다. 이 지구상의 사람들과 우리가 의존하는 자연자원은 직선으로 나아갈 여유가 없다. 그 대신 우린 체계를 다시 생각해야 한다. 

http://ensia.com/voices/food-rethought/?viewAll=1

N. 질소. 원자번호 7. 무색무취이지만 인간의 위장을 가득 채운다. 농업의 동력이자, 많은 이가 굶주리는 세계에서 풍요의 핵심이다. 

이 독립적인 요소 없이, 그리고 다른 가스와 결합하지 않으면, 광합성 조직은 제대로 기능하지 못한다. 단백질을 형성할 수 없고, 식물이 자랄 수 없다. 옥수수, 밀, 벼 등 인류가 생존을 위해 의존하는 빠르게 자라는 작물은 모든 식물 가운데 가장 질소에 굶주려 있다. 사실 그러한 작물은 자연이 제공하는 양보다 더 많이 요구한다.

현대화학으로 들어가자. 거대한 공장들이 대기 중에서 불활성 질소가스를 붙들어 천연가스의 수수와 화학적 결합을 시켜 식물들이 갈구하는 화합물을 만든다. 1년에 수억 톤 이상이 사용되는 질소비료는 풍성한 수확을 만들어낸다. 그것 없이 인간의 문명은 지금과 같은 모습으로 존재할 수 없다. 지구의 토양만으로는 70억 명이 늘 그렇듯이 먹는 충분한 식량을 기를 수 없다. 사실, 인간 육체의 근육과 장기 조직에서 발견되는 질소의 거의 절반이 비료공장에서 시작된 것이다. 

그러나 이 현대의 기적은 대가를 요구했다. 호수와 하천으로 유출된 질소가 야생동물의 숨통을 막고 있으며, 지하수를 오염시키고, 심지어 지구의 기후를 따뜻하게 만들고 있다. 굶주린 세계에서 수억 명의 입이 질소가 풍부한 단백질을 바라고 있는 지금, 비옥한 농지에 대한 우리의 수요를 이기고 깨끗한 물과 공기가 얼마나 살아남을 것인가?

질소의 딜레마는 음식을 사랑하지만 공급이 부족해질까 걱정하는 중국에서 가장 생생히 볼 수 있다. 일상적 관광객에게 그러한 우려는 이상해 보였다. 겉보기에는 모든 거리에 진수성찬이 마련되어 있다. 나는 난징 외곽의 식당에서 찐 생선, 튀긴 양갈비, 국화잎과 달걀국, 고구마로 만든 국수, 튀긴 브로콜리,  쌀밥 등 경이로운 음식의 행렬을 보았다. 

“늘 이렇게 잘 먹습니까?”라고 농학자 Liu Tianlong 씨에게 물었다.

소년처럼 미소를 띠다가 잠시 어두운 얼굴이 되었다. “아니요.” “내가 어렸을 때는 하루 세 끼만 먹어도 족했지요.”

Liu 씨는 1959~1961년 3000만 명이 굶어죽었다고 추산되는 중국의 대기근이 있었던 무렵에 어린 시절을 보냈다. 가뭄의 탓도 있었지만, 마오쩌둥의 변덕 때문에 대참사가 일어났다. 마오쩌둥의 대약진 정책은 농업을 집단화하고 농민들이 중앙집권적인 관청에 자신의 수확을 넘기도록 강제했다.

기근은 지나갔지만, 식량난은 농민이 다시 자기의 수확물에 대한 통제권을 되찾은 1970년대까지 이어졌다. “겨우 2년 만에 식량이 남게 되었다”고 장쑤성의 작은 마을에서 어린 시절을 보내며 당시 상황을 지켜본 Deli Chen 씨가 회상한다. Chen 씨는 현재 호주 멜버른 대학의 토양학자이다. 

하지만 중국의 새로운 농업 경영인들에게 또 다른 장벽이 생겼다. 농지의 제한이 그것이다. 중국의 인구는 1970~1990년 사이 3억 명이 증가했고, 중국의 전통적인 농업은 이들을 부양하려고 애썼다. 

난징 북서부 마을의 나이가 들었지만 기운찬 농부 Song Linyuan 씨는 예전에 1500평의 농지를 최대한 비옥하게 만들고자 집에서 나오는 쓰레기는 물론 돼지와 닭의 똥도 모아서 퇴비를 만들었다고 기억한다. 이러한 노력으로 아마 매년 농지에 수백 킬로그램의 질소를 넣었을 것이다. 그는 1200평당 1200~1500kg의 벼를 수확했다. 

그 양은 세계 어느 곳보다도 뛰어난 수확량이다. 그러나 현재 그는 그보다 2배 이상인 1200평당 3260kg을 수확한다. 많은 농민들이 꿈만 꾸던 수확량이다. 

차이는 무엇인가? 그는 “더 나은 비료이다”라고 한다. 우린 농민들에 둘러싸여 가게에 앉아 있었다. Song 씨의 대답에 사람들이 웅성거렸다. 일부는 비료가 핵심이라는 말에 동의했지만, 다른 사람들은 종자가 더 중요하다고 이야기했다. 실제로 두 가지 기술은 서로 얽혀 있다. 1950~1960년대 육종가들이 개발한 다수확 벼와 밀 품종이 더 많은 질소를 사용할 수 있게 만들었다. 

중국 정부는 그 작물들이 잘 자란다는 것을 확인했다. 1975~1995 사이 수백 개의 질소공장을 세웠고, 화학비료의 생산이 4배로 늘어 중국은 세계 최대의 생산자가 되었다. Song 씨는 현재 요소비료의 형태로 자신의 농지를 채워 예전보다 약 5배 많은 질소를 사용한다. 이는 1200평당 약 240kg의 질소를 넣는다는 것을 의미한다. 채소를 재배하는 농민들은 이보다 더 많이 사용한다. 일부 농민은 3000평당 1~2톤까지 질소를 넣는다. 그들 중 이것이 해롭다고 생각하는 사람은 거의 없다. 화학비료의 환경에 대한 영향을 묻자, “아니요, 오염은 없어요”라고 Song 씨는 말한다.

과학자들은 다르게 이야기한다. 집약적으로 관리되는 농지에서 “질소비료는 30~60% 정도 남용되고 있다”고 베이징 중국농업대학의 Xiaotang Ju 씨는 말한다. “오용입니다!” 농지에 뿌려진 질소 화합물은 달갑지 않은 방식으로 우리의 환경을 바꾸고 있다.  질소의 일부는 농지에서 직접적으로 씻겨가 하천으로 들어가거나 공기 중으로 달아난다. 일부는 곡물의 형태로 인간이나 가축이 섭취하지만, 하수나 세계의 농장에서 사육하는 돼지와 닭의 분뇨로 환경으로 배출되기도 한다. 

Deli Chen 씨는 어린 시절 물고기를 잡던 때를 회상한다. “강이 아주 맑았다. 강바닥까지 그대로 보였지.” 1980년쯤에는 “어디에서도 물고기를 볼 수 없었다.” 부영양화 현상으로 인하여 식물성 플랑크톤이 급증하면서 물이 뿌옇게 변했다. 최근 중국에서 전국의 40곳의 호수를 조사한 바에 따르면, 그 절반 이상이 지나친 질소나 인으로 문제가 발생하는 것으로 나타났다. (인 성분을 함유하고 있는 화학비료는 호수에서 조류의 성장에 책임이 있다고 지적되곤 한다.) 중국에서 세 번째로 큰 담수호인 타이 호는 가장 잘 알려진 사례이다. 이곳에서는 정기적으로 유해 남조류가 발생한다. 2007년 장쑤성 우시 인근의 도시에 사는 200만 명이 이로 오염된 물을 공급받기도 했다. 미시시피 강에서 흘러간 비료 성분이 멕시코만의 어업을 파괴하는 것과 같은 식으로 과도한 영양분이 중국 연안 지역의 어업에 피해를 주고 있다. 조류와 식물성 플랑크톤이 발생하여 죽어 분해되면서 산소를 너무 사용하여 만들어진 죽음의 구역으로 인해 물고기들이 질식하고 있다.

물론 먹을거리에 대한 우리의 수요에게만 책임이 있는 것은 아니다. 자동차와 발전기를 가동할 때 산화하여 대기 중으로 질소산화물이 방출되고, 그 화합물은 빗방울과 함께 땅으로 돌아와 화학비료와 똑같은 작용을 일으킨다. (이는 타이 호의 질수 부하 가운데 약 1/4을 차지한다.) 그러나 전 세계적으로 판매되는 화학비료가 매년 인간 활동이 생산하는 질소의 약 70%를 담당한다. 

토양에서 질산염을 먹는 박테리아는 이러한 파괴적인 형태의 질소를 대기의 약 80%를 구성하고 있는 원래의 상태로 전환시킬 수 있다. 하지만 이 과정에서 박테리아가 강력한 온실가스인 아산화질소를 소량 방출하기에 양날의 검이다. “영양분의 과부하 문제를 해결하는 것이 나의 꿈이다”라고 헤라클레스의 과제에 전념하는 과학자 네트워크의 일원인 Xiaotang Ju 씨는 말한다. Zhu Zhaoliang 씨는 1998년 중국의 공산당 대회에서 농업의 오염 문제가 지닌 심각성에 관해 강의하여 모두를 놀라게 했다. 당시 중국 공산당의 대표 장쩌민은 농업이 그렇게 심각한 오염을 일으킬 수 있는지 전혀 몰랐다고 응답했다. 

이러한 과학자들이 농민들과 함께 더 적은 화학비료로 수확량을 감소시키지 않고 생산비도 아끼면서 농사지을 수 있다는 것을 입증하기 위하여 작업을 시작했다. 그들은 퇴비의 사용을 홍보하고, 식물이 실제로 필요로 하는 양의 합성 화학비료를 주도록 농민을 교육하고 있다. 하지만 그들은 거의 진전되지 않았다고 인정한다. 가장 큰 장애물은 대부분의 중국 농민들이 비정규직이라는 점이다. 그들은 화학비료의 사용을 줄임으로써 돈을 절약하는 데에 별 관심이 없다. 그보다 더 중요한 일은 시간을 절약하고 일자리를 유지하는 것이어서, 효과는 신속하지만 비효율적으로 화학비료를 준다. 

식량난에 대한 공포가 여전히 중국인의 머릿속에 남아 환경에 대한 우려를 씻어내고 있다.  중국 농업정책센터의 이사 Huang Jikun 씨는 정부 관료에게 그들의 우려가 잘못이라고 설득하고자 여러 번 시도했다. “난 그들에게 중국은 어느 때보다 더 많은 식량을 확보하고 있다고 이야기했다.” 그러나 관료와 농민들은 더 적은 비료를 사용하면 수확량이 떨어지는 위험이 있다고 생각하는 듯하다. 

중국은 —그리고 다른 나라들도— 앞으로 더 많은 질소를 사용할 가능성이 높다. 인구는 계속해서 늘어나고 있으며, 더 많은 사람들이 육식을 즐기고 있다. 돼지나 소를 먹이기 위해서는 지금의 몇 배나 되는 농업 생산이 사람들을 직접적으로 먹이는 것보다 가축에게 사용되어야 한다. “중국인들이 서구 사회처럼 식습관을 바꾼다면, 환경 압력은 훨씬 높아질 것이다”라고 Xiaotang Ju 씨는 음침하게 말한다. “우린 이 문제를 해결해야 한다. 그렇지 않으면 정말로 큰일이 날 것이다.”

아이오와 주 서부의 작은 마을 Harlan 외곽에 있는 농장에서 해결의 단초를 엿볼 수 있다. 여기에서는 90마리의 소를 방목하고, 수백 마리의 돼지가 땅을 헤집으며, 알팔파와 옥수수, 콩, 귀리, 보리를 심는 농지로 둘러싸여 있다.

Ron과 Maria Rosmann 씨는 적어도 공장에서 생산되는 질소비료는 자신들의 농지에 뿌리지 않는다. 그 대신 대두와 알팔파, 클로버 같은 질소를 고정시키는 뿌리혹박테리아가 있는 콩과식물을 덮개작물로 가을에 심어서 생물학적으로 질소를 공급한다. 이 덮개작물은 봄철 옥수수를 심기 전에 갈아엎어 토양으로 집어넣는다. 그 질소의 일부는 옥수수가 이용하고, 그걸 돼지들에게 먹인다. 그 대부분은 결국 분뇨가 되어 다시 농지로 돌려주고 모든 것이 다시 순환된다. 다른 많은 유기농업 농민들과 달리 Rosmann 씨는 이웃에서 퇴비를 사들이지 않는다. 

“우리의 목표 가운데 하나는 닫힌체계를 유지하는 것입니다.” “우리는 유기농업이 해야 하는 일에 대한 모델입니다.”

우린 옥수수밭으로 걸어갔다. 옥수수가 우리 머리 위로 자라 있었다.  “이 옥수수를 보세요” Rosmann 씨가 기뻐했다. “우린 여기에서 5100kg의 옥수수를 수확했습니다.  많은 반대자들이 유기농업으로는 세계를 먹여 살리지 못한다고 말했지요. 난 그것이 거짓이라고 봅니다. 이 작물들을 보세요!”

그러나 Rosmann 씨의 방법은 그들 자신의 희생으로 수행된다. 이러한 방식의 농법은 더 많은 일을 해야 한다. 생물학적 효과는 질소공장보다 훨씬 느리게 작동한다. 알팔파처럼 토양의 질소 저장을 강화하는 작물은 많은 돈을 벌거나 질소에 굶주린 옥수수처럼 많은 사람들을 먹이지 못한다. 

이는 비단 미국만의 문제가 아니다. 중국보다 1인당 농지가 6배 이상인 미국은 사람들이 기꺼이 그에 대해 지불하려 한다면 환경을 보호하기 위해 덜 생산적인 작물을 심는 사치를 부릴 수 있다. 이 방법은 Rosmann 씨가 하는 것처럼 작동한다. 그는 정부에서 환경 보조금의 일부로 적은 직불금을 받고 자신의 유기농산물을 비싼 가격에 판매한다. 

그러나 모든 사람이 그 가격을 지불할 것인가? 그의 방법이 세계에서 가장 인구가 많은 국가를 먹여 살릴 수 있을까? 난징의 토양학 연구소에 있는 사무실에서 Zhu Zhaoliang 씨는 이 질문을 받고 크게 웃었다. “유기농업은 중국을 위한 해결책이 아니다”라고 단호하게 말한다. 

그러나 질소 오염을 줄이면서 뛰어난 수확을 올리는 것은 중도일 수 있고, 세계의 가장 활발한 연구 분야 가운데 일부는 그 방향으로 나아가는 길을 가리키고 있다. 정확히 3000평 크기의 농지들이 미시간 주립대학의 Kellogg 생물실험소의 일부를 구성한다. 20년 동안 이 농지에서는 관행농부터 유기농까지 네 가지 방식을 나란히 놓고 비교하기 위하여 옥수수와 콩, 밀을 매년 똑같은 주기로 재배하고 있다. 농지에 들어가거나 나가는 모든 것을 세심하게 측정한다. 강우량, 비료, 토양에서 방출되는 아산화질소, 지하수로 침출되는 물, 마지막으로 수확량까지. 

이 장기 실험의 설정을 도운 미시간 주립대학의 Phil Robertson 씨는 이 농지를 안내해 주었다. 그는 새롭고 “매우 놀라운” 자료를 공개하고 싶어 좀이 쑤셔 했다. 표준적인 경운과 시비 권장량에 따라 작물을 심은 각 농지는 지난 11년에 걸쳐 미시간 주의 지하수로 1200평당 210kg의 질소를 방출했다. “그래서 우리가 넣은 비료의 약 절반이 손실되었다”고 Robertson 씨는 말한다. 이 손실은 중국의 일반적인 양보다 훨씬 적다. 그러나 이보다 수억 평에 이르는 미국의 농지를 감안하면, 부영양화된 미시시피 강과 지하수로 인해 멕시코만에 엄청난 죽음의 구역을 만드는 오염을 발생시키기에 충분한 양이다. 

상업적인 화학비료나 퇴비를 넣지 않은 Robertson씨의 유기농 실험 농지는 그 양의 1/3만 손실되었다. 하지만 이 농지에서는 곡물이 20% 덜 생산되었다. 매우 흥미롭게도 적은 양의 화학비료를 넣었지만 겨울철 덮개작물을 심은 “저투입” 농지가 최고의 결과를 낳았다. 평균 수확량은 관행농 농지만큼 높지만 질소 유출은 유기농 농지 수준으로 매우 감소되었다. Robertson 씨는 미국의 농민들이 이 정도 수준으로 질소 손실을 줄일 수 있다면 습지와 하천을 깨끗하게 복원할 수 있을 것이라고 생각한다. 하지만 중국에서는 많은 농민들이 변화하기 어려울 수 있다. 가족의 생계가 걸려 있기에 적은 양보다 많은 양의 화학비료를 사용하는 것이 더 안전해 보일 수 있다. “현재로서 좋은 청지기가 되는 일은 불공평한 경제적 결과를 가져온다”고 Robertson 씨는 말한다.

아프리카의 경우에는 상업적 화학비료의 남용 문제가 사치스러워 보인다. 아프리카의 농민들은 평균적으로 1200평당 3kg이라는 아주 적은 양의 화학비료만 사용한다. 퇴비나 콩과작물 같은 대안적인 방법도 부족한 실정이다. 

아프리카 농촌 마을의 대부분은 악순환의 고리에 빠져 있다. 기아에 대한 두려움으로 그들은 최대의 열량을 제공하지만 토양에서 영양분을 앗아가는 경향이 있는 벼나 옥수수 같은 작물에 집중한다. 악화된 토지는 점점 수확량이 줄어들게 되고, 그로 인해 농민들은 화학비료 같은 어떠한 자원을 살 만한 재정적 여유도 없는 상태가 되고 있다. 그리고 상업적 화학비료에 대한 수요가 매우 적다 보니까 아무도 지역에서 그것을 생산하려 하지 않기에, 수입하여 매우 비싸다. 

많은 전문가들에 따르면, 아프리카의 토양은 채굴되고 있다.  자연적인 비옥함의 저장고 —지난 세월에 걸쳐 분해된 뿌리와 잎이란 유기물에 저장된 영양분— 가 그것을 대체하기보다 해마다 더 많은 질소와 인, 칼륨을 농업으로 추출함으로써 줄어들고 있다. 이는 땅의 의존하여 먹고 사는 사람들을 서서히 떠나게 만든다. 세계은행에 따르면, “장기적으로 재앙의 시나리오”라고 한다. 

사하라 사막 이남의 아프리카에서 평균 곡물 수확량은 1200평당 약 408kg으로, 중국 평균의 1/5 수준이다. 이 상황을 지켜보는 거의 모든 사람들이 아프리카의 농민들이 그 수확량과 생활을 개선하기 위해서는 더 많은 질소가 필요하다는 데에 동의한다. 그러나 그와 관련하여 격렬한 논쟁이 일어나고 있다. 

콜럼비아 대학 지구연구소의 Jeffrey Sachs 같은 사람들은 농업 생산을 증가시키려면 더 많은 상업적 화학비료가 필요하고, 가난한 아프리카의 농민들이 그것을 살 여유가 없다면 부유한 나라에서 그것을 제공해야 한다고 믿는다. 여러 아프리카 국가의 80곳의 마을에서 Sachs의 새천년 마을 프로젝트로 개량종 종자와 화학비료가 전달되었다. 그리고 그들의 자료에 따르면, 이 프로젝트는 큰 영향을 미치고 있다. 탄자니아와 케냐, 말라위의 새천년 마을에서 곡물 생산이 단숨에 2배가 되었다. 

2006년 말라위 정부는 전국 농민의 약 절반에게 값싼 화학비료를 제공하기 시작했다. 비록 많은 이가 부채를 안게 되었지만, 옥수수 생산량이 2배가 되었다. 그러나 이 프로그램은 미래에 대한 불안을 낳고 있다. 화학비료 보조금은 1970~1980년대 많은 아프리카 국가에서 시도되었지만 부정부패로 값비싼 대가를 치렀기에 그다지 호의적이지 않다. 말라위의 현형 보조금 프로그램은 이미 위기에 봉착했다. 그에 대한 정부의 재정이 고갈되고 있다. (아프리카에서 확산되고 있는 화학비료를 활용하는 '녹색혁명' 이야기와 그 문제점에 대해서는 르완다의 사례도 흥미롭다 http://blog.daum.net/stonehinge/8724800 )

“아프리카는 막대한 양의 화학비료를 살 여유가 없다”고 미시간 주립대학의 작물학자 Sieglinde Snapp 씨는 말한다. 그녀는 더욱 지속가능한 방법은 질소고정 식물을 활용하는 것이라 한다. 말라위에서 수천 가구의 가족농이 그들의 농지에소 일부 옥수수를 대체하여 질소를 고정하는 비둘기콩과 땅콩 등을 재배하기 시작했다. 이는 지역의 병원, 농민, 농업연구자들에 의해 시작된 10년의 역사를 지닌 실험의 일부이다. (말라위에서 실시되고 있는 보존농업에 대한 영상 http://blog.daum.net/stonehinge/8726441)

비둘기콩이 토양을 더 비옥하기 만들기에, 다음 농사철의 옥수수 수확량이 더 늘어났다. 더 적은 땅에 옥수수를 심어도 그것이 보상되었다. “더 적은 옥수수가 곧 더 많은 옥수수이다”라고 Snapp 씨는 말한다. 또한 비둘기콩이 영양가와 단백질이 더욱 풍부한 식사를 제공한 것은 덤이었다. “그러나 이것이 하루아침에 이루어진 것은 아니다”라고 Snapp 씨는 말한다. “콩과작물을 어떻게 활용하는지에 대한 교육이 이루어졌다. 병원이 함께 참여하여 그에 20년이 걸렸다. 사람들이 자신의 요리법을 바꾸었다.” (이와 비슷한 사례로 아프리카의 건조지역에서 콩과식물인 '무군가'라는 나무를 활용하여 혼농임업의 방식으로 농업 생산량을 증진시킨 실험이 존재한다 http://blog.daum.net/stonehinge/8723812)

Snapp 씨의 의견은 이 전 세계적인 과제에 몰두하는 많은 사람들에게 반향을 일으켰다. 중국 농업에 가장 필요한 일이 무엇이냐고 묻자 토양학자인 Zhu Zhaoliang 씨가 곧바로 “더욱 규모화”하는 것이라 대답했다. 이는 더 크고, 더 능숙하게 농장을 관리하는 것을 의미한다. 아이오와에서 Ron Rosmann 씨는 질소를 넣지 않는 농사는 “더 많은 관리와 노동력, 세세한 부분에 대한 관심이 필요하다. 우리는 일종의 광신자이다”라고 표현한다. (이러한 대안적인 농법 또는 전통농업의 사례를 발굴하여 활용함으로써 지역 공동체와 농업을 부활시킨 사레들은 <농업이 문명을 움직인다>에 다양하게 소개되어 있다 http://blog.daum.net/stonehinge/8728255)

100년 전 화학자 프리츠 하버가 처음으로 공기에서 질소를 포착하는 방법을 알아냈을 때, 합성 화학비료는 농업의 가장 중요한 영양분을 무한정으로 공급하여 식량난을 해결하는 지름길 같아 보였다. 그러나 질소에 대한 새로운 한계가 나타나고 있다. 이 시간 인류와 지구를 구하기 위한 혁신은 화학 실험실에서 발명되지 않을 수 있다. 세계 곳곳에 있는 농민들과 농지에서 시작되고 있을지 모른다. 

출처 http://ngm.nationalgeographic.com/2013/05/fertilized-world/charles-text

출처: Adapted from: Clark, A. (ed.) 2007. Managing cover crops profitably. 3rd ed. National SARE Outreach Handbook Series Book 9. National Agricultural Laboratory, Beltsville, MD. (Available online at: http://www.sare.org/publications/covercrops.htm) (verified 24 March 2010). Note: For this article, all information from the source that does not comply with organic certification regulations has been removed.

메밀

유형: 마디풀과의 한해살이풀
역할: 빠르게 토양을 덮고, 잡초를 억제하며, 밀원이자 곤충의 서식지를 제공함. 겉흙을 부드럽게 하고, 척박한 땅을 되살림
섞어심기에 좋은 식물: 붉은토끼풀, 숙마

사진 1. 메밀은 1200평에 건초로 2~3톤을 생산할 수 있다 . 사진: 오레곤 주립대학 Alex Stone.

메밀은 빨리 자라는 덮개작물이다. 줄기가 자라 꽃이 피기까지 30~45일이면 충분하고, 그 잔류물도 빠르게 사라진다. 수확을 하려면 70~90일이면 모두 익는다. 메밀은 잡초를 압도하고, 익충과 벌 등에게 많은 꽃을 제공한다. 메밀은 죽이기도 쉽고, 알려진 바에 따르면 다른 덮개작물보다 토양에서 인을 더 잘 뽑아 먹는다. 메밀은 서늘하고 습도가 많은 조건에서도 버티지만, 서리에는 견디지 못한다. 미국의 5대호 지역에서 6~7월에 덮개작물로 애용된다. 메밀은 더위나 건조한 조건에 쉽게 죽지 않고, 특히 가뭄에 강하다. 

장점

빨리 덮는다

몇몇 덮개작물이 메밀만큼 빠르고 쉽게 자리를 잡는다. 그 둥근 삼각형의 씨앗에서 3~5일만에 싹이 튼다. 7cm 정도의 잎이 2주일 안에 전개되어 꽤 빽빽하게 토양에 그늘을 드리운다. 메밀은 보통 1200평에 2~3톤의 건초를 생산하는데, 매우 빠르다. 6~8주 정도 걸린다(Marshall and Pomeranz, 1982). 메밀의 부산물은 또한 빠르게 분해되어 다음 작물을 위한 영양분이 된다. 

잡초를 억제한다

메밀의 강한 잡초 억제력은 따뜻한 계절의 한해살이풀을 압도해 버린다. 또한 여러해살이풀이 무성해졌을 때 경운을 한 뒤 집중적으로 심는다. 경운에 이어서 메밀을 배게 심어 효과적으로 엉겅퀴, 방가지똥, 좀가시풀, 흰대극, 달구지국화, 다닥냉이 등을 억제할 수 있다(Marshall and Pomeranz, 1982). 개밀에도 매우 효과적이다(Björkman et al., 2008). 자라고 있는 메밀의 알레로파시가 잡초를 억제하는 효과를 내는 한편(Rice, 1974), 그늘과 경쟁을 통해 잡초에 주요한 영향을 미친다. 

토양의 인을 청소

메밀은 작물이 이용하지 못한 인을 가용성으로 만들어 취한 뒤, 분해되어 이후의 작물을 위해 인 성분을 토양에 돌려놓는다. 메밀의 뿌리는 토양으로부터 영양분을 배출해 약한 산을 생산한다. 이러한 산이 또한 천천히 방출되며 인산염 같은 유기비료를 활성화한다. 메밀은 천근성 뿌리를 뻗어 넓은 범위의 겉흙에서 영양분을 흡수한다. 

척박한 토양을 되살림

메밀은 다른 곡물보다 척박한 땅에서 잘 자란다. 그래서 숲 지역에 정착할 때 가장 처음 심는 작물로 활용되곤 했으며, 여전히 지나친 경작으로 망가진 땅을 되살리는 첫번째 작물로 이용된다. 그러나 메밀은 너무 딱딱하고 건조하거나 지나치게 축축한 흙에서는 제대로 자라지 못한다.

빠르게 재성장

메밀은 25% 정도 꽃이 피었을 때 베어내면 재성장한다. 또한 꽃이 피는 기간 동안 두번째 파종을 한 뒤 가볍게 사이갈이해도 된다. 일부 농민은 새로 개간한 땅에 이러한 방법으로 메밀을 3번이나 심기도 한다. 

토양을 부드럽게 함

메밀의 풍부한 뿌리는 겉흙을 부드럽게 하여 최소한의 경운만으로도 흙을 부들부들하게 만든다. 그래서 온대 지역에서 가을 작물을 심기 전에 한여름에 토양을 개량하는 좋은 방법이 된다. 

밀원

메밀의 작은 하얀 꽃은 진딧물과 응애 등의 해충을 잡아먹거나 그에 기생하는 익충을 끌어온다. 메밀의 꽃은 파종 후 3주 안에 피기 시작하여 10주까지 지속된다. 

보호 작물

빠르고 적극적으로 자라는 덕에 메밀은 드물게는 보호작물로도 쓰인다. 메밀은 영하의 온도에 확실히 죽기 때문에 때때로 늦가을에 심는 월동성 콩과작물을 보호하기 위해서도 쓰인다.

관리법

메밀은 물이 잘 빠지는 토양에 중간 정도의 빛을 좋아한다. 사양토, 양토, 미사질양토가 좋다. 중점토, 습토나 알칼리성 토양에서는 잘 자라지 않는다. 메밀은 서늘하고, 습한 조건에서도 잘 자란다. 그러나 서리에는 약하다. 가뭄 저항성도 떨어진다. 한낮의 열기는 시들시들하게 만들지만, 밤이 되면 다시 생생해진다.

정착

서리 위험이 없는 때 메밀을 심는다. 갈지 않거나 최소한만 갈거나 싹 갈아엎은 토양에 30평당 22~25kg을, 15~20cm 간격으로 2~4cm의 구멍을 파고 심는다. 특히 잡초가 많거나 건조한 땅에서는 씨앗을 30평당 2배 정도 더 심는다. 전반적으로 흩뿌리는 것보다 점뿌림을 하는 것이 더 활기차다. 흩뿌린다면 최대한 균일하게 뿌리고, 씨앗과 흙을 가볍게 밟아주는 편이 좋다. 늦여름이나 가을에 심는 월동성 콩과작물을 늦게 심기 위해 보호작물로 이용할 때에는 일반적인 양의 1/4~1/3 정도만 파종한다. 이렇게 심으면 한 그루당 더 많은 가지가 뻗고, 꽃 하나에 더 많은 씨가 맺힌다. 그러나 씨앗을 너무 아끼면 잡초를 억제할 만큼 제대로 그늘이 만들어지지 않는다. 새모이 등급의 씨앗을 사용하면 비용을 낮출 수 있다. 촘촘하게 심을수록 줄기가 가늘어져 바람이나 호우에 쓰러지기 쉽다. 

돌려짓기

메밀은 한여름 잡초를 억제하고 휴한지를 대체하는 덮개작물로 가장 흔하게 쓰인다. 미국의 북동부와 중서부에서 메밀은 채소 작물을 수확하고 심은 뒤에 다음으로 가을 채소, 겨울 곡물 또는 서늘한 계절의 덮개작물을 심는다. 늦게 심어 겨울에 죽은 부산물은 좋은 토양 덮개를 제공하고 무경운을 쉽게 만든다. 여러 지역에서 겨울 밀이나 카놀라를 수확한 다음 메밀을 심을 수 있다. 일부 포도 재배자들은 두둑에다 3발마다 메밀을 심어 수수와 수단그라스 같은 여름철 덮개작물을 대체하도록 한다. 

병해충 관리

메밀을 괴롭히는 해충이나 질병은 거의 없다. 메밀과 가장 크게 경쟁하는 잡초는 이전 작물에서 떨어진 씨앗이다. 마리화나, 명아주 등으로 문제가 될 수는 있다. 이런 상태에서는 덮개작물이 제대로 작용하지 않기에 문제가 발견되는 즉시 다시 심어야 한다. 잡초는 또한 잎을 떨어뜨릴 수도 있다. 질병은 Ramularia와 Rhizoctonia 같은 세균에 의해 야기되는 반점병이 있다. 

기타 방법

주작물이 실패하거나 기후조건 등으로 새로운 작물을 심을 수 없을 때 토양을 보호하고 잡초를 억제하기 위하여 응급 덮개작물로 메밀을 심을 수 있다. 

사진 2. 메밀꽃은 다양한 익충을 풍부하게 만든다. 메밀은 환금작물로 심을 수도 있다.  사진: 오레곤 주립대학 Alex Stone.

익충의 서식지 역할을 보장하기 위해서는 최소 20일 정도 꽃이 피도록 해야 한다. 난방애꽃노린재가 알을 낳으려면 그 정도 시간이 필요하다. 

메밀은 미국의 북부에서는 7월 중순까지, 남부에서는 8월 초까지 심으면 곡물을 수확할 수 있다. 그 시기라면 여러 지역에서 채소를 수확한 뒤에 심을 수 있는 때이다. 꽃이 말라 시드는 걸 막기 위해 좀 서늘하고 습도가 있는 2개월이 필요하다. 미국에서 상업적 재배는 워싱턴, 노스다코다, 미네소타, 뉴욕, 펜실베이니아 등에서 이루어진다.  

주의사항

떨어진 씨앗에서 너무 일찍 싹이 틀 경우 메밀은 잡초가 될 수 있다. 꽃이 피기 시작한 뒤 약 10일 뒤에 벤다. 가장 처음 익은 씨앗이 마지막 꽃이 피기 전에 떨어질 수 있다. 일부 씨앗은 겨울을 나기도 한다. 충해는 거의 없는데, 일부 해충이 메밀에 잠복할 수 있다. 장님노린재나 진디가 문제가 되기도 한다. 메밀은 또한 뿌리의 성장에 상처를 주는 선충류(Pratylynchus penetrans)를 돕는다(Marks and Townsend, 1973).

비고

• 메밀은 전체 바이오매스의 약 절반 정도에 해당하는 뿌리를 지닌다(Robinson, 1980). 즙이 많은 줄기가 빠르게 분해되어 토양으로 들어간다.
• 토양을 붙드는 작물로 이용하려면 최대한 빨리 심는다. 메밀은 보리보다 3배, 호밀보다는 10배 정도 효과적으로 인을 흡수한다(Robinson, 1980). 환금작물로서 메밀은 콩의 절반 만큼만 토양 수분을 사용한다(Myers and Meinke, 1994).

참조 및 인용

• Björkman, T., R. Bellinder, R. Hahn, and J. W. Shail. 2008. Buckwheat cover crop handbook. Cornell University. (Available online at:http://www.nysaes.cornell.edu/hort/faculty/bjorkman/covercrops/buckwheatbrochure.html) (verified 5 April 2010).
• Choi, B. H., S. T. Kim, K. K. Park, and R. K. Park. 1991. Acid amide, dinitroaniline, triazine, urea herbicide treatment and survival rate of coarse grain crop seedlings. Research Reports of the Rural Development Administration, Upland and Industrial Crops 33: 33–42.
• Marks, C. F., and J. L. Townsend. 1973. Multiplication of the root lesion nematode Pratylynchus penetrans under orchard cover crops. Canadian Journal of Plant Science 53: 187–188.
• Marshall, H. G., and Y. Pomeranz. 1982. Buckwheat: Description, breeding, production and utilization. p. 157–210. In Y. Pomeranz (ed.) Advances in cereal science and technology. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN.
• Myers, R. L., and L. J. Meinke. 1994. Buckwheat: A multi-purpose, short-season alternative. MU Guide G4306. University of Missouri Extension, Columbia. (Available online at: http://extension.missouri.edu/xplor/agguides/crops/g04306.htm) (verified 5 April 2010).
• Rice, E. L. 1974. Allelopathy. Academic Press, Inc., New York.
• Robinson, R. G. 1980. The buckwheat crop in Minnesota. Bulletin 539. Agricultural Experiment Station, University of Minnesota, St. Paul.

덮개작물을 이용해 흙을 건강하게 만드는 미국의 농부들 이야기.

풀이 쓰잘데기 없는 존재가 아니라구요.

Organic Farming Systems and Soil Health - Pat Carr from SC-NRCS & ESRI-SC Partnership on Vimeo.

Two Cotton Fields from SC-NRCS & ESRI-SC Partnership on Vimeo.

똑같은 목화밭인데 토양 간리를 어떻게 하느냐에 따라서 차이가 난다는...

한쪽은 그냥 맨흙을 노출시켜 목화를 심고, 다른 한쪽은 덮개작물을 덮은 다음 심었더니 이런 차이가 난다.

토양 표면의 온도와 습도 등에 큰 차이를 준다고... 눈으로 확인하시라!