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레오나르도 다빈치가 이런 이야기를 했다고 합니다. "우린 발 아래 흙에 관해 아는 것보다 천체의 움직임에 관해 아는 게 더 많다." 그리고 현대의 토양학자들은 여전히 그러하다고 이야기한답니다. 흙을 알아야 농사가 사는데 말이죠. 


흙은 인간을 기릅니다. 흙에서 자란 식물과 그에 의존하며 사는 가축을 먹고 사니까요. 그런데 건강한 흙은 이렇게 인간의 건강과 연결될 뿐만 아니라, 토양침식을 막으며 기후변화의 영향도 완화시킬 수 있습니다.


먼저, 토양을 건강하게 하면 음식을 통해 인간의 건강을 개선시킵니다. 덮개작물 -녹비로 알려져 있죠- 은 토양을 비옥하게 하고자 땅이 놀 때 농민들이 심는 작물입니다. 예를 들어, 농민이 콩을 수확한 뒤 땅을 그대로 비워두기보다는 토끼풀을 심기로 하는 식이죠. 그렇게 땅이 놀 때 덮개작물을 심어 놓으면 그냥 놀릴 때보다 흙과 상호작용을 하고, 뿌리를 통해 영양분을 교환하며 비옥하게 만듭니다. 그렇게 되면 비료 없이도 농사가 잘 되고, 또 잡초도 적어져 농약 같은 것도 덜 써도 되지요. 외국에서는 사슴이나 먹는다고 하여 buckwheat이라 불리는 메밀도 아주 좋은 덮개작물입니다. 이걸 심으면 나중에 수확해서 국수나 묵 같은 건강식을 만들어 먹어도 되겠지요.


다음으로, 토양침식은 건강한 흙에서는 줄어들 수밖에 없습니다. 흙속의 미생물들이 활발히 활동하면 이것이 풀처럼 작용해 흙이 떼알구조를 이루도록 돕지요. 그렇지 않으면 흙이 밀가루처럼 풀풀 날려 버릴 겁니다. 그런 흙은 당연히 비바람에 침식이 훨씬 심하겠지요. 그런데 농약을 너무 치면 흙속의 복잡하고 미묘한 관계를 형성하며 살고 있는 미생물들이 죽어 사라지게 됩니다. 그러면 흙의 떼알구조도 무너지고 밀가루 같은 흙이 되어 버리는 것이지요. 떼알구조의 흙은 물을 잘 머금고 있으면서도, 또 물이 너무 많으면 그건 배수해 버리는 특징도 있습니다. 그래서 가뭄에도 작물들이 가뭄을 덜 타고, 비가 너무 많이 와도 침수 피해를 덜 받아 농사에 아주 좋답니다. 이런 건강한 흙이 여러 이유로 그 건강을 잃고 침식되기 시작하면 악순환의 고리에 빠져 계속해서 나빠지게 되지요. 사람이나 흙이나 건강할 때 건강을 잘 지키고 볼 일입니다.   


마지막으로, 덮개작물이나 목초 등을 활용해 흙을 건강하게 함으로써 기후변화의 영향도 완화시킬 수 있지요. 덮개작물이나 목초를 심으면 그들이 흙에 뿌리를 박고 살면서 기후변화의 원인이 된다는 대기 중의 이산화탄소를 변환시킵니다. 뭐 그 양이 얼마나 되고 얼마나 효과가 있는지에 대해서는 저도 잘 아는 바는 아니지만, 어쨌든 미약하나마 기후변화를 줄이는 데 일조하지 않겠습니까. 이렇게 덮개작물이나 목초 같은 걸 심으면 흙만 건강해지는 게 아니라 그걸 이용해 가축을 잘 키울 수도 있겠죠. 요즘 겨울에 사료작물을 심으라고 농진청에서 엄청 권고하더만요. 현장에서 얼마나 실천될지는 모르겠습니다만. 


자, 농사를 잘 지으려면 흙이 건강해야 합니다. 그리고 흙이 건강하려면 덮개작물 같은 걸 잘 활용해야 합니다. 그러니 농진청에서 권고하는 사안을 받아들여서 한번 속는 셈 치고 따라해 봅시다. 이러저러한 덮개작물이 많은데 어떤 것이 필요할지 고객상담센터에 전화해서 귀찮게 묻고 따지고 그래 봅시다. 농사도 잘 짓고, 인간도 건강하게 하고, 지구를 살리는 일은 그리 어렵지 않을지도 모릅니다. 




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Imagine if someone invented machines to suck carbon out of the atmosphere — machines that were absurdly cheap, autonomous, and solar powered, too. Wouldn’t that be great? But we already have these gadgets! They’re called plants.

The problem is, plants die. So there’s one hurdle remaining: We have to figure out how to lock away the carbon in dead plants so that it doesn’t just return to the atmosphere. The obvious place to put that carbon is into the ground. And so, for years, scientists and governments have been urging farmers to leave their crop residue — the stalks and leaves — on the ground, so it would be incorporated into the soil. The trouble is, sometimes this doesn’t work: Farmers will leave residues on a field and they won’t turn into carbon-rich soil — they’ll just sit there. Sometimes, the whole process ends up releasing more greenhouse gasses than it locks away.

This has left people scratching their heads. But now a simple idea is spreading that could allow farmers to begin reliably pulling carbon out of the atmosphere and into their soil.

Clive Kirkby was one of those government agents urging farmers to leave dead plant residues in their fields. He was working in New South Wales, Australia, where farmers traditionally have burnt off their wheat stubble after harvest. Kirkby implored farmers to stop. Instead of torching all that plant residue and releasing the carbon into the air, he told them, let it stay on the ground. It seemed like a win-win: The carbon was harmful in the air, where it contributed to the greenhouse effect, and beneficial in the ground, where it made the soil rich.

As he was proselytizing, Kirkby began to bump heads with an agronomist named John Kirkegaard. “Look, Clive,” Kirkegaard would say, “the best treatment here is burn and cultivate — that’s the one that’s growing the best crops.”

This made Kirkby crazy. Burning was bad enough, and cultivation, which essentially means plowing, was also exactly the opposite of what he wanted. When farmers break up the soil with cultivation it releases some of the carbon stored there, according to conventional wisdom. But Kirkby had to admit that Kirkegaard had data on his side. The agronomist would show him the numbers, and it was clear that the soil organic matter (which holds the carbon) wasn’t increasing. In some cases, it was decreasing.

“I’ve been returning the stubble to the ground now for six years, and it’s just not going into the soil,” Kirkegaard told him.

The way that soil locks up greenhouse gas has been frustratingly mysterious, but the basics are clear: After plants suck up the carbon, the critters (microbes and fungi and insects) swarming in the topsoil chew up plant molecules, subjecting them to one chemical reaction after another as they pass through a fantastically complex food web. If everything goes right, the end result is microscopic bricks of stable carbon, which form the foundation of rich black soil.

Kirkby knew that there must be some mysterious quirk of this topsoil ecosystem that was thwarting him. But how do you investigate a complex, microscopic community that lives underground? There are just so many different organisms eating each other, and cooperating, and parasitizing one another, that we have no clue what’s going on there. People are studying it — but mostly they are reporting that the soil microbiome, as it’s called, is far more confusing than anyone suspected.

Kirkby, however, came up with an idea, that in theory, might allow farmers to manipulate the soil microbiome without having to understand everything that was going on in that black box. He pursued this idea for years, and though he was already nearing retirement age, went back to school and earned a PhD as he assembled evidence. If he’d simply tried to win his original confrontation with Kirkegaard, they’d have remained locked in a stalemate. Instead, because they allowed their minds to be shifted by the evidence, that adversarial relationship was tremendously productive. Kirkby came full circle when Kirkegaard took him on as a post-doctoral fellow (at the age of 66, Kirkby had to be one of the oldest postdocs ever).

The idea that drove Kirkby was elegant in its simplicity. “The way you get carbon into the ground,” he said, “is to take plant residue and turn it into microorganisms.” To grow microorganisms you have to feed them.

They will eat corn stalks and wheat straw, but that, alone, is not a balanced diet. That’s like giving people nothing to eat but a mountain of sugar. There are certain elements that all creatures on earth need to build the bodies of the next generation: carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur, oxygen, and hydrogen. These six elements are the basic ingredients of living organisms. By leaving stalks and stems on the fields they were providing a lot of carbon, and oxygen and hydrogen comes easily from the air, but the bugs were lacking in nitrogen, sulfur, and phosphorus. Provide enough of these missing building blocks, Kirkby figured, and the soil microbes would finally be able to consume the plant residue. He tried it. It worked.

One lab test provides a dramatic visual of how this works. The scientists added wheat straw to two pans of sandy soil, and fertilized one with nutrients. That pan looks like rich compost. The untreated control looks as lifeless as the surface of Mars.

 

Courtesy of CSIRO Plant Industry / CSIRO Agriculture (CA Kirkby, JA Kirkegaard, AE Richardson)

I saw this picture recently when I met, via Skype, with Kirkby, Kirkegaard, and another collaborator named Alan Richardson. All work at the Australian government’s Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation. They crowded together in front of the computer in Kirkegaard’s Canberra office.

“That’s moist soil with chopped up wheat straw on the left,” Kirkegaard said. “There’s no reason why that shouldn’t have decomposed, except for the fact that nutrients are missing. When you give them the nutrients, all the wheat straw is gone, and you get the results of the microbial activity and their bodies and it creates a whole lot of…”

“Humus!” cried Kirkby. He spoke with enthusiastic, rapid-fire intensity, his accent pinching the vowels through the nose: “With the right balance of nutrients you get a population explosion. And that’s what you want. The carbon is in the soil’s organic matter, and that’s essentially dead bug bits. And live bugs. Humus!”

Richardson, who stood leaning against the far wall, chimed in, gruff and sedate compared to Kirkby. “Historically we’ve fertilized the crop,” he said. “We’ve been interested in the crop. The paradigm shift is in thinking that you have to fertilize the system, the microbes and all that. And through that you support the crop.”

Instead of simply trying to optimize for the plants, they’ve realized, you can optimize soil along with the plant – you can optimize the whole system.

The three men explained that, when they looked at soil organic matter from around the world, the proportions of nutrients — the ratio of carbon atoms to nitrogen, for instance — are stunningly consistent. The organic matter is microbes. And if you want to build more of it, you have to give the microbes the right ratios of nutrients to build more tiny, cellular bodies.

Instead of trying to identify every soil microbe and understand what it’s doing, they have hit upon a way of treating the whole mess like a super-organism that responds in predictable ways.

The scientist Richard Jefferson, who introduced me to this work, calls it breeding by feeding: We don’t actually know what these microbes are that we’re breeding; we only know that when we set out the right proportions of food, they click into high gear.

All this helps explain why organic farms often capture more carbon. In adding compost to amend the soil, organic farmers are adding the same ratios of nutrients. The organic claim that fertilizing with synthetic nitrogen kills off soil life actually makes sense, Kirkby said; it’s just that the problem has nothing to do with the nitrogen’s artificiality. The trouble is that farmers are applying the nitrogen without the other nutrients necessary to nurture the microbiome.

“As agronomists, we talk about nutrient-use efficiency,” Kirkegaard said. “Now, the best way to have high nutrient-use efficiency is to mine the organic matter, because that comes to you for free. You’re wanting to put on juuuust enough nutrients to feed the crop and not have any left over. And that just means the other crop, under the soil, the microbial crop, misses out. As a result, we’ve lost about half the organic matter in land we’ve been using for agriculture.”

I wanted to get a reality check from another scientist, because this all sounded almost too good to be true. So I got in touch with a true authority in the field, Rattan Lal, president elect of the International Union of Soil Sciences. Lal took a look at look some of the work and pronounced his judgment: “I agree,” he said. “This phenomenon is well understood.” A colleague of Lal’s was teaching students to applyexactly the same ratios of nutrients 50 years ago, he said.

This stopped me. If this is old news, why haven’t we been putting it to work? Why the confusion when no-till fails to capture carbon? Why the mystery surrounding the ability of organic farming to do so?

Sometimes good information simply doesn’t spread everywhere it should go, Lal said, with a note of weariness. This isn’t a exactly breakthrough, he said, but he welcomed the work and said he hoped people would pay attention this time. When he followed up with an email, he wrote: “The theme addressed is very important and it must be brought to the attention of general public and policy makers.”

When I initially spoke with Kirkby, Kirkegaard, and Richardson, they had been forthright in telling me that we’ve known about this golden ratio of nutrients for a long time. They also noted that there were other scientists like Sébastien Fontaine publishing similar papers. In a follow-up email, Richardson wrote, “What we think is new is the direct connection between the soil microbiome and the [soil organic matter], which is mediated by [the ratio of nutrients].  We think that our set of recent papers provides some of the first real evidence that underpins this connection and shows evidence that the dynamics can in fact be changed.”

Jefferson says the Australians are being modest, and conservative with their claims. Connecting the well-known nutrient ratios with the microbiome truly is a breakthrough, he said.

“Now they have a mechanism to explain how this works, which allows you to make predictions, so you can imagine experiments driving this forward. one of the things that’s exciting for me is that this really bridges empiricism and scholarly science nicely. There have been tens of thousands of anecdotes noted about the performance of small scale, traditional agriculture — empirical studies or stories of small farmers who do exciting things in terms of performance and resilience. It has been largely dismissed by the hard-core science community because it has not been scalable and replicable. We can’t take one farmer’s success and move it to the next farmer or the next ecosystem because we have no understanding of how it works — complex systems don’t extrapolate well, they don’t work out of context.”

In other words, when we see an organic farmer building up the soil and achieving amazing results, it’s hard to copy it because we don’t know what to imitate. What is it that makes this work? The type of fertilizer? The local microclimate? The prayer the farmer says before breakfast? The work coming out of Australia provides the traction to separate superstition from the stuff that gets results.

Both Lal and the Australian scientists agree that there’s still one more major hurdle, which may have kept this information from spreading: These nutrients cost money. If farmers were paid for locking up carbon, they would gladly buy the fertilizers, Lal said, but right now the reimbursements are far too low. Even at the high point of the carbon markets, when people were paying $30 per ton, it would not be enough to reimburse farmers. “It costs $800 a ton of CO2 to do geological sequestration, you know, pumping carbon underground,” he said. “If farmers could get even a tenth of that, $80 a ton, I know many soil-poor farmers would participate.”

Kirkby thinks that, by tinkering with the soil microbiome, farmers might see enough gains to pay for the extra inputs. There’s already evidence that the soil microbes can help suppress plant disease and improve dirt quality. Extending this concept of growing a healthy system, not just a healthy crop, could yield profits.

“We’re probably not going to increase yields incredibly, but we might be able to improve incrementally,” Kirkby said. “In a sandy soil we might improve water-holding capacity. In a heavy clay soil we might reduce diseases a little bit — added together it might pay for the nutrients at the end of the day.”

One thing is certain: If agriculture were able to switch from an emitter of carbon to an absorber of carbon, the effect would be huge. Plants, those cheap carbon-removal machines that nature has given us, work well. If we can get them to make our dinner while they are also sucking up greenhouse gas, what a coup that would be.

But it would be an even greater coup if we could begin, as these scientists have done, to understand how to manipulate whole ecological systems — rather than just systems that have been simplified and stripped down to easily controllable parts.

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  • 미생물은 소농에게 더 공정한 선택권을 제공할 수 있다

  • 기술 향상을 위해 실험실부터 현장까지 계속해서 미생물을 얻어야 한다

  • 온두라스에서 멜론 수확량이 이미 미생물 덕을 보았다



선택적 육종이나 유전공학을 통해 비료와 농약의 수요를 감소시키면서 작물의 수확량을 엄청나게 늘리는 미생물을 활용하는 것이 식물 그 자체의 유전자를 변형하는 것보다 훨씬 비용이 적게 들고 탄력적이라고 이 보고서의 저자는 이야기한다. 

 
이로운 박테리아, 곰팡이, 바이러스 같은 미생물들은 식량안보와 소득을 상당히 개선해야 할 개발도상국의 소농들이 자신이 살고 있는 지역에서 생산할 수 있다고 미국 미생물학회의 관리자이자 지난달 발표된 보고서의 공동저자인 Ann Reid 씨는 믿는다.
 
"엄청난 투자가 필요한 작물의 유전자변형은 대형 농기업이 아닌 모두에게는 폐쇄되어 있다"고 그녀는 말한다.
 
"미생물의 최적화는 지역의 공동체와 대학 수준에서 이루어져, 소농들이 더 쉽게 구할 수 있다."
 
그녀의 언급은 미생물이 작물의 영양 흡수와 질병 저항성, 환경 압박, 심지어 맛을 향상시켜 식량생산에 중요한 영향을 미칠 수 있다는 보고서의 연구결과를 반영한다.

그뿐만 아니라 해충을 죽이는 독소의 분비나 질소고정과 같은 자연적으로 발생하는 특성을 강하게 하려면, 자연환경에서 미생물이 대량으로 번식하도록 해야 한다. 
 
예를 들어, 콜롬비아의 연구진은 당근 뿌리에서 번식하는 곰팡이의 계통에서 육종하여 카사바의 영양 흡수를 개선시키는 곰팡이를 대량으로 생산했다.
 
최근 급속한 DNA 시퀀싱, 이미지화, 컴퓨터 모델링 같은 기술개발로 더 나은 해법을 제공하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 미생물이 번창하는 데 필요한 복잡한 환경을 더 많이 이해할 수 있게 되었다고 보고서는 말한다. 
 
이러한 발전이 20년 안에 미생물로 식량생산을 5배 높이고, 그만큼 비료의 수요를 감소시킬 가능성을 높인다는 것을 밝힌다. 
 
그러나 이 야심찬 목표를 달성하기 위하여, 연구집단은 호기심 중심의 기초연구와 더 저렴한 시퀀싱 기술의 개발, 실험실에서 현장으로 발견물을 옮길 수 있는 절차의 확립 등에 종사할 필요가 있다고 이야기한다.
 
Reid 씨는 농민들이 개량종 종자를 구입하려고 정기적으로 돈을 지불해야 하는 유전자변형과 달리 , 미생물은 토양에 무기한으로 머무를 수 있다고 덧붙인다.
 
그러나 아직 큰 대학교의 복잡한 연구 영역이 필요하여 불가피하게 자금 지원이 뒤따라야 한다고 그녀는 말한다. "우린 이것이 자금 지원 기관들에게 비용 대비 높은 만족도라는 평을 얻길 바란다."
 
나폴리 대학의 식물생리학 교수 Matteo Lorito 씨는 수준 높은 연구센터가 적합한 미생물과 기술을 밝히고 선택하는 데에 참여해야 한다고 동의한다.
 
그러나 일단 미생물을 번식시키는 발효탱크 같은 걸 필요로 할 수 있는데 이 토대는 마련되었다고 그는 말한다. 
 
이러한 접근법의 영향은 이미 온두라스 같은 곳에서 나타나, 식물의 방어기제를 강화하는 곰팡이를 적용한 곳에서 멜론 수확량이 15% 증가했다.
 
옥수수와 토마토, 밀 같은 다른 작물들은 이러한 기술 덕에 생산량이 50% 이상 높아질 수 있다고 그는 믿는다. 
 
그러나 네덜란드 바헤닝언 대학의 식물생산시스템 교수 Ken Giller 씨는 농민이 혜택을 받기 전에 특히 토양의 미생물을 얻는 방법에 대한 더 많은 작업이 선행되어야 한다고 말한다. 
 
"분자생물학은 일반적으로 (식량생산의) 해법을 찾는 데 도움이 된 생물학의 이해에 매우 중요했다"고 이야기한다.
 
"그러나 현장에 영향을 미칠 수 있는 이러한 과정을 속임수라 본다면, 우린 아직 좋은 침입 경로를 찾지 못했다."


미생물로 세계를 먹여살린다.pdf
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작물을 바꾸면 그에 따라 토양미생물도 바뀐다는 사실을 밝힘.


토양층


로마시대부터 활용된 돌려짓기는 식물의 영양을 개선하고, 병이 퍼지는 걸 억제한다. Nature의 ‘ISME 저널’에 발표된 새로운 연구에서는 박테리아와 균류, 원생동물이 토양을 기름지게 하는 데 미치는 지대한 영향을 밝혔다.

“작물의 종을 바꾸면 토양미생물의 함유량이 크게 바뀌어, 결과적으로 식물이 영양을 얻고, 성장을 조절하며, 스스로 병해충을 막는 일을 도와 수확량을 증대시킵니다”라고 존이네스 센터의 Philip Poole 교수는 말한다. 

토양을 노리치 근처의 밭에서 수집했는데, 여기에는 밀과 귀리, 완두콩을 재배했다. 밀을 재배한 뒤, 크게 변하지 않고 남아 있었으며 그 안에 있는 미생물은 대부분 박테리아였다. 그러나 동일한 토양 표본에서 귀리와 완두콩을 재배하자 원생동물과 선충으로 확 전환되었다. 완두콩을 재배한 토양은 균류가 매우 풍부해졌다. 

“뿌리 근처의 토양은 밀을 재배하기 전과 후에는 비슷했지만, 완두콩과 귀리는 미생물의 다양성을 고쳐 놓았습니다”라고 Poole 교수는 말한다.

지구에 있는 모든 생물은 원핵생물(박테리아를 포함)과 진핵생물(인간과 동식물만이 아니라 균류를 포함)로 나눌 수 있다. 4주 정도 재배한 뒤 밀 주변의 토양은 약 3%의 진핵생물을 함유했다. 이것이 귀리와 완두콩에서는 12~15%로 상승했다. 균형의 변화는 작물을 몇 주가 아니라 몇 달씩 재배하는 밭에서는 더 심해질 수 있다.

분석은 기존의 증폭 DNA 표본에 의존했다. 이는 한 번에 박테리아 같은 하나의 분류학적 집단을 분석하려는 과학자들을 제한한다. 그건 또한 해당 집단에 존재하는 모든 것이 활성 역할을 담당하고 있는 것이라기보다는 분석된 것임을 뜻한다. 토양 1g당 5만 종 이상의 박테리아가 함유되어 있어서 이 작업은 엄청난 것이다. 

발현된 활성 유전자, 또는 RNA가 상대적으로 더 적은 것이 있다. 현재 계에 걸쳐 RNA를 시퀀스할 수 있어서 전체 스냅샷은 활성 박테리아와 균류, 원생동물 및 기타 토양미생물을 잡을 수 있다. 연구는 이스트 앵글리아 대학과 노리치 리서치파크의 게놈분석 센터와 협력하여 이루어졌다. 

“RNA 시퀀싱으로 우린 활성 토양미생물의 큰 그림을 볼 수 있습니다”라고 존이네스 센터의 박사과정 Tom Turner 씨는 말한다. 

“이를 통해 어떻게 그것들이 식물을 돕고 있는지를 포함하여 그들이 거기에서 하고 있는 일을 알 수 있게 해줍니다.”

“우리의 작업은 밭에서 농민들이 경험하는 걸 설명하는 데 도움이 됩니다”라고 Poole 교수는 말한다.

“최고의 종자는 최대의 잠재력을 발휘할 수 있는 최선의 농법과 결합되어야 합니다.”

“대규모 단작에서는 하나의 종만 계속 이어짓기하여 한 방향으로 토양을 끌어당기지만, 돌려짓기는 토양을 건강하게 한다는 이점이 있습니다.”

종자는 인간이 우호적인 박테리아를 접종하듯이 파종하기 전에 박테리아를 접종할 수 있다. 그러나 이 연구에서는 그렇게 하여 미생물의 다양성이나 수량을 획득하지는 못한다는 것을 밝혔다. 

또한 과학자들은 균류 병원균으로부터 뿌리를 보호하는 화합물인 아베나신(avenacin)을 정상적인 수준으로 생산할 수 없는 귀리 품종을 재배했다. 그들은 그 결과 토양에 균류가 더 높은 수준으로 함유되겠다고 예상했지만, 그 대신 원생동물 같은 기타 진핵생물의 다양성이 더 풍부해졌음을 발견했다. 

연구 결과는 토양에 이로운 미생물을 북돋는 식물 품종을 개발하기 위해 사용될 수 있다. 존이네스 센터의 과학자들은 이미 일반적으로 완두콩과 관련된 질소고정 박테리아와 연계할 수 있는 곡물 작물을 개발할 수 있는지 조사하고 있다.

“식물 유전자형의 작은 변화가 뿌리 주변의 토양미생물에 복잡하고 예기치 않은 영향을 미칠 수 있습니다”라고 Poole 교수는 말한다.

“과학자와 육종가, 농민은 이러한 효과를 최대한 활용할 수 있습니다.”

연구는 생명공학과 생물학 연구협의회(BBSRC)와 존이네스 센터의 핵심전략 교부금에서 자금을 지원받아 이루어졌다. 


전체 참조

Comparative metatranscriptomics reveals Kingdom level changes in the rhizosphere microbiome of plants by Thomas Turner et al. The ISME Journal advance online publication 18 July 2013; doi: 10.1038/ismej.2013.119




http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-07/nbi-wcr071513.php

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요즘 하도 언론에서 떠들어서 도시농업이라는 말은 한 번쯤 들어보았을 겁니다. 도시농업은 무엇일까요? 네, 말 그대로 도시에서 농사짓자는 것이지요. 먼저 그 역사를 돌아볼까요. 내가 태어나기 위해서는 부모님이 있어야 하죠. 부모를 보면 그 자식이 보인다는 말이 있습니다. 마찬가지로 어떠한 일에 대해서 더 잘 이해하기 위해서는 그것의 역사를 돌아보면 좋습니다.


도시농업이라는 말이 지금처럼 널리 퍼진 것은 2000년대 중반 이후입니다. 그러니까 아직 10년이 안 되는 나이를 가지고 있는 셈이죠. 그런데 그 이전에도 도시에서 농사짓는 일이 없었던 것은 아닙니다. 집 근처 골목을 지나다니면서 유심히 본 사람은 알 것입니다. 화분이나 화단 등에 이런저런 작물을 심어서 가꾸어 먹는 분들이 있지요. 그것도 일종의 도시농업이라고 할 수 있습니다.


도시농업이 지금처럼 퍼지기 전에는 주말농장이라는 이름으로 행해지고 있었습니다. 1990년대 말에서 2000년대 초반, 주5일 근무제 등이 조금씩 시작되면서 주말의 여가를 보낼 방법을 찾던 사람들이 주말에만 가서 농사짓고 돌아오는 주말농장이 도시농업의 시작이었습니다. 여기 안산의 바람들이 농장도 처음에는 주말농장이라는 이름으로 출발했지요. 처음 농촌으로 농사지으러 가려는 사람들의 교육 등을 하는 귀농운동본부라는 단체의 실습농장으로 역할을 하다가, 도시농업 운동을 펼치는 텃밭보급소가 만들어지면서 본격적으로 도시농업의 실현지로 역할을 하게 되었습니다. 현재 2000여 평의 규모에 100여 명의 회원들이 함께 농사를 짓고 있습니다.   




바람들이 농장의 다른 주말농장과는 다른 점이 있습니다. 바로 농사지을 때 농약, 화학비료, 비닐을 쓰지 않는다는 것입니다. 농약과 화학비료에 대해서는 들어본 적이 있나요? 모두 농사를 더 잘 짓기 위해서, 아니 생산량을 높이기 위해서 일상적으로 사용하는 농자재들입니다. 작물에 찾아오는 병해충은 작물의 수확을 방해합니다. 그래서 그러한 병해충을 죽이고 쫓아내기 위해서 사용하는 것이 농약입니다. 그리고 식물이 성장하는 데에는 필수 영양분이 필요합니다. 그걸 공급해 주는 것이 화학비료입니다. 이렇게만 보면 농약과 화학비료는 참 필요한 물질이고 좋은 역할을 하는 것 같습니다. 하지만 꼭 그렇지만은 않습니다.


문제는 농약을 뿌리게 되면 우리가 의도하는 병해충만 죽이는 것이 아니라 농사에 유용한 익충과 지렁이, 그리고 미생물들까지 죽는다는 점입니다. 엄지와 검지손가락으로 흙을 잡아서 들어올리는 걸 자밤이라고 합니다. 그 흙 한 자밤 속에는 우리 눈에 보이지 않는 수억 마리의 미생물들이 살고 있습니다. 그런 미생물들이 식물과 함께 공생하면서 식물이 살아가는 데 이로운 물질과 영양을 공급하는 역할을 합니다. 지렁이는 진화론으로 유명한 찰스 다윈이 관심을 가지고 책을 썼을 정도인데, 땅속의 농부라고도 불립니다. 지렁이가 흙을 먹고 싸는 똥인 분변토는 최고의 거름이라고 하지요. 또 지렁이가 꿈틀꿈틀거리며 흙속을 뚫고 다니는 굴은 흙에 공기와 물이 잘 통하도록 만들어주는 역할을 합니다. 그러면 당연히 식물이 더 잘 자랄 수 있지요. 익충들이야 더 말할 필요가 있을까요? 해충을 잡아먹어서 식물이 피해를 받지 않도록 지켜주는 역할을 합니다.





이렇게 농사에 도움이 되는 지렁이나 미생물, 익충들이 사라지면 어떻게 될까요? 네, 식물들은 더욱 살기 어려운 환경에 처합니다. 자신들을 도와주는 생물들이 없으니 위험에 그대로 노출이 된 상태이지요. 그런 상태의 식물들은 더욱더 병해충에 시달리게 됩니다. 그러면 사람들은 더욱더 많은 양의, 더욱더 독한 농약을 사용할 수밖에 없는 상황에 처하게 되지요.


화학비료는 식물에게 꼭 필요한 질소, 인, 칼륨을 주요 성분으로 하고 있습니다. 이걸 흙에다 주면 화학비료가 물기에 녹으면서 식물이 흡수할 수 있는 이온 형태로 변하게 됩니다. 그 효과가 얼마나 좋은지 비료를 주고 나면 금방 식물들이 쑥쑥 자라는 것이 눈에 보일 정도입니다. 그래서 농사에 큰 도움이 되었습니다. 하지만 문제는 너무 많은 양을 사용하게 되었다는 점입니다. 너무 많은 양의 화학비료가 흙속에 들어가면 흙에 사는 다양한 생물들이 살기 힘든 환경이 만들어집니다. 지렁이의 경우 화학비료 성분이 몸에 닿으면 따가워서 견딜 수 없어 몸부림을 친다고 합니다. 덩치 큰 지렁이가 이 정도인데 눈에 보이지도 않는 미생물들은 어떻게 될까요? 그래서 화학비료를 많이 사용하면 사용할수록 흙에는 생물들이 줄어들게 됩니다. 그런 흙을 우리는 척박하다고 표현합니다. 심할 경우 흙이 죽어버려 사막화가 일어나기도 합니다.


마지막으로 비닐은, 그걸 사용하면 풀이 덜 자라고 작물이 더 잘 자라는 효과가 있습니다. 그런데 비닐을 자꾸 쓰면 그걸 만드는 데 들어가는 석유가 더욱 많이 필요합니다. 석유는 점점 고갈되어 가고 있는 자원이지요. 지금은 우리가 입고 있는 옷이나 필기도구, 책상 등등 석유로 만들지 않은 물건이 없을 정도입니다. 그런데 석유가 사라지면 어떻게 될까요. 아마 상상도 할 수 없는 끔찍한 일이 벌어질 것입니다. 세계의 강대국들은 그래서 석유를 확보하기 위해 전쟁도 일으켜 사람을 죽이는 일까지 벌이기도 합니다. 그리고 비닐은 환경에도 좋지 않습니다. 흙속을 한증막처럼 만들어서 흙에 사는 생물들을 쫓아내곤 하지요. 당장은 작물이 잘 자라는 것 같아도 결국은 흙을 나쁘게 만드는 지름길이 됩니다.



그러면 농약과 비료 등이 없이 농사지을 수 있는 방법이 있을까요? 물론 있습니다. 그걸 유기농업이라고 합니다. 농사에 관심이 있는 사람이라면 들어보기는 했을 겁니다. 유기농업에서는 농약도 쓰지 않고, 화학비료도 없이 농사를 짓습니다. 그게 어떻게 가능한 것일까요?


화학물질로 만드는 농약 대신 미생물이나 은행잎, 담배 등과 같은 천연물질을 이용한 농약을 만들어서 병해충을 쫓아내는 일을 합니다. 그리고 화학비료 대신 직접 퇴비를 만들어서 사용합니다. 화학비료에는 식물이 필요로 하는 영양분만 들어 있습니다. 비유하자면 비타민 영양제 같은 것이라고 할까요. 사람이 영양제만 먹고 살 수 있나요? 밥과 반찬을 골고루 먹어야 몸을 건강하게 유지할 수 있지요. 그런데 화학비료만 주는 건 식물에게 영양제만 먹이는 것과 비슷합니다. 식물이 건강하게 잘 살려면 흙을 건강하게 만들어주어야 합니다. 그리고 그 흙을 건강하게 만드는 것이 바로 퇴비입니다.





퇴비를 만드는 방법은 어떻게 보면 간단하고 어떻게 보면 어렵습니다. 낙엽이나 풀과 같은 재료에 집에서 나오는 음식물쓰레기와 오줌, 그리고 똥이 섞이면 최고로 좋습니다. 우리가 집이나 학교에서 사용하는 양변기에 대해 생각해 본 적이 있나요? 한 번 누는 오줌의 양은 대략 1리터 정도가 됩니다. 그 1리터의 오줌을 해결하기 위해서 우린 10리터가 넘는 물을 그냥 변기에 버리고 있습니다. 물 부족이라는 말을 들어보신 적이 있겠지요. 물이 부족하다면서 물을 낭비하고 있는 겁니다. 또 똥은 어떤가요? 냄새나고 더럽다고만 생각하는 똥은 똥차가 와서 퍼가지요. 그렇게 퍼간 똥은 처리를 거쳐 바다에 버려집니다. 바다가 워낙 넓어서 티가 안 나서 그렇지, 그렇게 버리면 바다라고 오염이 안 되겠습니까.


그런데 이렇게 버려지는 똥오줌을 모아서 거름을 만들면, 물과 같은 자원도 절약하고 작물도 건강하게 잘 키우며 돈도 아낄 수 있는 여러 효과를 얻을 수 있습니다. 이런 면에서 보면, 정직하게 제대로 짓는 농사야말로 가장 환경에 유익한 일이라고 할 수도 있습니다. 모든 농사가 그렇게 이루어지면 좋겠지만, 여전히 농약과 화학비료를 많이 사용해서 환경에 나쁜 영향을 주는 일이 존재하니까 잘 구분해야겠습니다.


이렇게 농약과 화학비료를 사용하지 않고 도시에서 농사를 지으면 무엇이 좋을까요? 네, 건강한 먹을거리를 직접 재배하여 먹을 수 있다는 장점이 있습니다. 요즘은 대형마트나 시장에 가면 먹을거리가 넘쳐나서 사람들이 농사짓는 일에 별로 관심을 두지 않지요. 그런데 마트에 있는 농산물들은 어디에서 온 것들일까요? 저 멀리 제주도에서부터 올라온 것도 있는가 하면, 강원도에서 온 것들도 있을 겁니다. 그리고 어떤 것들은 바다 건너 필리핀이나 미국 등지에서 온 것들도 있지요. 이렇게 멀리서 오는 것들은 배나 비행기, 자동차를 이용해서 운송된 것입니다. 그러한 교통수단은 무엇을 사용해서 움직이나요? 바로 석유를 사용합니다. 석유는 참으로 놀라운 연료입니다. 그 덕분에 우리가 편하게 살 수 있게 되었습니다. 하지만 편리함에는 대가가 있었습니다. 그것은 바로 온실가스입니다. 석유 같은 화석연료를 사용하면 사용할수록 온실가스의 배출이 많아지고, 그로 인해서 지구가 뜨거워지고 있지요. 기후변화 문제는 이제 전 세계가 함께 노력해서 해결해야 될 문제가 되었습니다.


그런데 도시의 텃밭에서 농사를 지으면 그러한 운송거리를 줄일 수 있습니다. 즉 온실가스의 배출이 적어진다는 것입니다. 그러면 당연히 지구온난화를 막는 데에도 큰 도움이 됩니다. 좋은 농사 방법으로 건강하고 안전한 먹을거리도 먹으면서 지구의 환경도 지킬 수 있는 일이 바로 도시농업인 것이지요.


바람들이 농장은 10년 남짓한 역사를 가지고 있습니다. 그동안 많은 사람들이 이곳에서 농사를 지으며 많은 걸 배울 수 있었습니다. 이곳에서 농사짓는 회원들 모두 환경과 먹을거리, 농업의 문제를 생각하면서 어떻게 하면 그것을 해결할 수 있을까 고민하고 실천하려고 합니다. 다른 무엇보다 도시농업의 가장 큰 장점이 바로 이러한 점일지 모릅니다. 현실의 문제를 해결해 나아가려는 노력 말이죠. 물론 가장 좋은 것은 도시를 버리고 떠나는 일입니다. 하지만 현실적으로 그렇게 하기는 참 어려운 일입니다. 그럼 아무것도 할 수 없다고 손을 놓고 있어야 할까요? 그렇지 않다고 생각합니다. 그래서 사람들은 도시에서 농사를 짓기 시작했습니다. 자기가 처한 위치에서 자신이 할 수 있는 최선의 방법을 찾은 것입니다. 앞으로도 도시농업의 바람은 쉽게 가라앉지 않을 것입니다. 아니 오히려 더 크게 일어날 가능성이 높습니다. 점점 환경문제, 에너지 문제 등이 심각해지면 심각해질수록 도시에서 농사지어서 먹고 사는 일은 큰 관심을 받게 될 것입니다. 혹시 농사를 짓고 싶은 사람이 있으신가요? 손에 흙을 묻히고 퇴비를 만지는 일이 더럽고 힘들어서 싫다고 생각한다면 큰 오산입니다. 앞으로 가장 소중한 일로 대우를 받을지도 모르는 일이 바로 농부이니까요.


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흙이란? 물, 바람, 기온 등에 의한 풍화작용으로 바위가 부서져 가루가 된 것으로, 여기에 동식물에서 유래한 유기물이 합쳐져 탄생된다. 흙 1cm가 생성되는 데에 걸리는 시간은 대략 200년 정도이다. 여기에 인간의 노동력이 더해져 작물의 생육에 적합하도록 토양이 숙전화되며 농지가 만들어지고 식량을 생산하는 기능을 갖는다.


하지만 최근 들어 쓰레기, 산업폐수, PVC 비닐, 방사능 등 각종 폐기물과 산성비 등으로 토양의 오염이 날로 심각해지고 있다. 또한 토양의 유실과 악화로 인해 앞으로 겉흙을 이용할 수 있는 기간이 약 60년 밖에 남지 않았다는 보고도 있는 등 흙이 죽어가고 있다는 우려의 목소리가 커지고 있다.


그러면 지금 우리가 작물을 생산하고 있는 토양의 현주소는 어떠한가?


첫째는 항생제이다. 육류 1kg을 생산하는데 0.72g의 항생제가 쓰이고 있는 우리나라는 미국의 3배, 영국의 5배, 스웨덴의 24배가 되는 양을 가축의 사료에 또 질병 치료에 쓰고 있는 실정인데, 항생제는 축분을 통해 토양에 유입되어 흙 1g에 100억 마리 이상이 살고 있는 미생물의 숫자를 급격하게 낮추는 영향을 주고 있다. 토양에 잔류하는 항생제는 토양 미생물을 죽이거나 활동을 억제하고, 이는 유기물 분해를 지연시켜 화학비료의 사용량을 늘리는 요인이 될 수 있다.


 
 
 
둘째, 농약 사용량 역시 OECD 국가 가운데 1위를 차지할 정도이다. 전 세계 4위인 영국의 2배, 폴란드의 16, 캐나다의 21배 이상을 쓰고 있으며, 그 종류도 다양해 1,200여 종을 가지고 단위면적당 13.1kg을 쓰고 있는 실정이다.




셋째, 화학비료의 사용량도 만만치 않다. 화학비료의 사용량은 1ha당 242kg으로 세계 8위이다.


이렇게 농업에 항생제나 농약, 화학비료를 많이 쓰고 있는 실정이다. 이런 현실에서는 우리의 농산물이 세계 최고라고 소리칠 수도 없고, 외국으로 수출할 수도 없는 건 아닌지, 또 국내 소비자의 건강에 어떤 영향을 미칠지 생각해야 한다. 그리고 가장 큰 문제는 작물을 생산하는 흙이 숨쉬지 못하고 죽어가고 있다는 현실이다. 토양의 환경을 악화시키는 행위를 근절하지 못하면 고품질의  안전한 농산물을 생산하겠다는 말이 성립될 수 없다. 또 토양이 병든만큼 인간도 병들 수밖에 없다는 것도 명심해야 할 일이다.


이렇게 병들어 가는 흙을 살릴 수 있는 방법은 무엇일까?


첫째는 토양에 항생제, 농약, 화학비료 등의 투입량을 최소화하거나 중단하는 적극적인 노력이 필요하다. 박정희 정부에서 추진했던 식량자급을 위한 다수확 정책의 실천으로 밀식과 밀파(같은 면적에 종자를 많이 뿌리는 농법)를 하고 화학비료와 농약을 많이 사용하여 수확량을 높이겠다고 했던 지난 시절의 농법이 주류를 이루고 있는 현실에서, 항생제와 농약, 화학비료를 투입하지 않고 농사를 짓는다는 것은 상상할 수도 없는 일로서 그 실천을 주저하고 있는 것이다.


농약뿐만 아니라 비료나 퇴비조차 사용하지 않고 작물을 재배하는 자연농법의 창시자 일본 “기무라 아키노라” 씨는 산속의 식물들은 비료가 없어도 풍성하게 잘 자라고, 농약을 하지 않아도 가지가 휠 정도로 열매를 맺으며 해거리도 없다고 얘기한다. 또 우리나라에서 자연농법을 실천하고 있는 조영상 씨는 "도법자연(道法自然) : 자연에게 물어보고 자연을 따라야 된다." "자타일체(自他一體) : 몸과 땅(흙)은 둘이 아니라 하나"라는 뜻으로 자기가 사는 땅에서 생산되는 농산물이 좋다는 것을 의미(로컬푸드), "성속일여(聖俗一如) : 약도 과하면 독이 되고 독도 적당하면 약이 된다"는 의미로 토양 미생물 등을 잘 활용하면 좋은 역할을 기대할 수 있다는 뜻이다. "산야초 공생(山野草 共生) : 풀과 공생을 적극적으로 모색 할 때가 자연농법이 실천된다"고 주장하고 있다.


둘째, 녹비작물, 산야초와 공생공존을 통한 지구온난화 방지와 흙을 살리는 노력이 필요하다. 녹비작물을 재배하면 토양의 보습효과가 극대화되고, 토양의 비옥도가 상승하면서 병의 발생이 현저히 줄어든다는 연구결과가 많다. 이렇게 녹비작물을 이용한 초생재배를 하면 기후온난화로 새롭게 제기되고 있는 과수의 ‘조기개화’ 또는 기온 급강하로 인한 ‘동해나 냉해’ 및 여름철 초고온기에 지속적으로 발생하는 ‘토양 초고온화’로 인한 피해 등을 예방할 수 있다. 그뿐만 아니라 흙을 살릴 수 있는 일석삼조 이상의 효과를 거둘 수도 있다.


셋째, 흙(토양)을 자원 차원에서 다루는 정책의 전환이 요구된다. 흙은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있기 때문에 자원이라는 인식이 매우 부족하다. 흙은 생물과 같이 생겼다가 성숙하며 병들고 죽는 생명이 있는 자원이라는 인식이 매우 중요하다. 토양은 경관을 이루는 바탕이 될 뿐만 아니라, 생태계의 물질순환에서도 근본이 되며, 현재는 주말농장, 도시농업 등이 활발해지면서 토양에 대한 중요성을 알리고 공감대를 형성할 수 있도록 지원하고 홍보하는 정책이 필요한 때이다. 10~15cm의 겉흙에 세균, 곰팡이, 원생동물과 같은 토양 미생물과 선형동물(선충류), 땅강아지 등의 절지동물, 환형동물인 지렁이, 두더지 같은 척추동물 등 흙속에도 먹이그물이 존재한다는 사실을 잊어서는 안된다.


안전한 농산물을 소비자의 식탁위에 올려놓기 위해서, 즉 유기농업을 실천하기 위해서는 항생제, 화학농약, 비료 등을 사용하지 않아 흙속에 미생물 등을 기반으로 하는 먹이그물을 만들어 주어야 하고, 식물의 영양분을 공급해주기 위해 녹비작물을 재배해야 하며, 흙을 자원으로 보고 지원하는 정책의 전환이 필요한 시기가 지금이라고 판단된다. 




유기농업의 실천을 위해 흙을 살려야 하는데 가장 쉽게 해결할 수 있는 것은 녹비작물을 재배하여 화학비료를 대체하고 병충해나 잡초로부터 약간의 자유로움을 얻을 수 있을 것이다. 유기농업에 꼭 필요한 녹비작물이란 무엇인가?

녹비작물이란 일종의 비료식물로서, 작물이 필요로 하는 영양분을 토양에 넣어줄 목적으로 작물재배 전 또는 재배중에 심어서 이용하는 것을 말한다. 녹비작물은 코와, 화본과, 경관 겸용 작물로 나뉘며, 각자가 지닌 장점에 따라 달리 이용하고 있다. 질소비료 대체효과가 뛰어난 콩과 작물에는 우리가 잘 알고 있는 자운영, 헤어리베치, 크림손클로버, 살갈퀴, 완두콩 등이 있으며, 양분의 흡수력이나 보수력이 뛰어나 토양개량에 탁월한 화본과 작물에는 호밀, 보리, 수단그라스, 옥수수, 이탈리안 라이그라스 등이 있다. 아름다운 꽃을 즐길 수 있는 경관 겸용 녹비작물은 크림손클로버, 메밀, 황화초, 파셀리아, 꽃양귀비, 수레국화 등이 대표적인 녹비작물로 재배되고 있다.

또 다른 녹비작물의 효과를 살펴보면,

첫째 지구를 살리기 위한 온실가스 배출 감축에 대한 녹비작물의 관심이 높아지고 있습니다. 좋은 녹비작물은 생육이 왕성하고 재배가 쉬워야 하며, 뿌리가 깊어 땅 속의 양분을 잘 활용하여야 하고 또한, 양분함량이 풍부하여 화학비료를 가능한 많이 대체할 수 있고, 줄기나 잎이 부드러워 토양 중에서 분해가 빨라야합니다.

둘째 비료 그 이상의 다양한 가치를 제공하고 있습니다. 녹비작물은 기본적으로 천연비료로서 높은 가치를 가지고 있으며, 그 외에도 농업생태계 보호와 생물다양성 증진, 도시민에게 아름다움과 여유를 제공하는 농촌경관 조성, 토양유실 예방과 염류제거, 수자원 보호, 미세먼지 제거 등 공기정화, 이산화탄소 흡수능력이 높아 농업분야의 온실가스 저감, 그리고 부수적으로 친환경농산물 인증, 밀원(꿀벌 생산에 필요한 식물)식물로 이용, 종자생산 등에 따른 농가소득 증대에도 기여하고 있습니다.

그러면 유기농업에서 가장 많이 활용되고 있는 헤어리베치에 대해 살펴보도록 하겠다. 헤어리베치는 두과작물로 공기중의 질소를 고정해 작물에 필요한 질소비료를 공급하며 잡초 억제효과가 좋아 피복작물로도 활용하고 있다. 헤어리베치는 9월 상순에서 10월 상순 사이에 파종하여 다음해 6월까지 생육하는데 그 이후에

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크롬숀크로버.

크롬숀크로버 하고현상(여름에 풀이 죽는 현상)이 일어나 일생을 마감한다. 이 헤어리베치 2,000~2,500kg을 베어 토양에 넣으면 질소 20.2, 인산 5.5, 가리14.3kg/10a 함유하고 있어 인산질 비료만 조금 보충하면 화학비료를 하지 않고도 유기농업을 실천할 수 있는 천연비료라 생각하면 되겠다.



우리가 어렸을 때 자주 봐왔던 자운영은 화학비료가 없던 시절의 대표적인 비료를 공급할 수 있는 녹비작물이었다. 자운영도 두과작물로서 공기중의 질소를 고정해 10a당 15kg의 질소를 공급할 수 있어 수천년 전부터 아시아 지역에서 녹비작물로 흙과 혼합하여 거름을 만들어 썼다.



이렇게 유기농업에서 활용하고 있는 녹비작물의 기능성은 다양하다. 수단그라스, 네마장황 등은 토양선충을 방제하는 효과가 탁월해 하우스 재배농가들이 선호하고 있으며, 헤어리베치, 호맥 등은 잡초발생을 억제하는 효과가 있고, 자운영, 크롬숀크로버 등은 밀원식물 및 경관조성으로 녹비작물의 특성을 충분히 활용하면 화학비료, 농약을 대체할 수 있는 다양한 유기농업을 실천할 수 있다.



녹비작물이 흙을 살리는 이유는 무엇일까? 녹비작물은 유기물(짚, 산야초, 분뇨 등)이 주성분으로 흙 속에서 천천히 분해되면서 토양내 유기물 함량을 높인다. 흙(토양) 속에 녹비작물은 넣고 갈거나 잘게 부수면 분해과정에서 흙 입자의 결합력을 증가시켜 통기성(通氣性)과 보수성(保守性)을 향상시키며, 또한 퇴비를 분해하는데 관여하는 미생물들이 많아지면서 토양생태계를 건강하게 만드는 기능을 하게 된다.



2000년대 이후 국민들의 소득이 높아지고 건강에 대한 관심이 높아지면서 친환경농산물에 대한 선호도가 높아지고 healing, wellbeing 등 소비 트랜드 열풍과 맞물리면서 친환경농산물에 대한 수요는 계속적으로 증가하여 최근에는 곡물, 채소, 과일 중심에서 가공식품, 산업소재까지 확장되고 있어 유기농산물 생산을 위한 녹비작물에 대한 관심도 높아져 가고 있다.



선진국에서는 유기농법과 연계한 녹비작물의 효과와 이용연구를 통해 자연순환 농업 실천, 생물다양성 유지를 추구해 나가고 있고 개도국에서도 화학비료를 대체하고, 토양침식을 방지하며, 잡초의 과대한 생장을 억제하기 위한 차원에서 녹비작물의 연구와 현장적용 범위를 넓혀가고 있는 추세이다.



유기농업의 실천 차원에서 또 환경보전 및 농가경영비 절감 등의 목적으로 녹비작물을 전략적으로 육성해야 할 것으로 판단된다.



농업분야에서 온실가스 저감에 기여할 수 있어 탄소거래제 시행에 기여할 수 있으며, 토양, 수질보호 및 농업생태계 보호 등 1석 3조 이상의 효과가 내재되어 있고, 농가 입장에서는 비료구입 비용절감으로 비료용 원자재 가격상승에 따른 완충작용이 가능할 것이다.



지자체 중심으로 보급이 이루워질 경우, 경관자원 확보, 환경보전, 농촌지역의 관광농업화 등 지역경제 활성화 가능성이 매우 높아 행정당국에서는 지속적으로 관심을 갖고 지원정책을 펼쳐야 할 것으로 생각된다.



우리시에서도 전년에 친환경농업단지에 녹비작물을 심었으나 작년 겨울 이상기온과 잦은 강우로 녹비작물이 겨울에 언 피해를 입은 결과를 초래하여 생육상태가 불량한 곳이 많다. 이렇게 동사피해를 입지 않으려면 행정에서는 파종시기를 앞당겨 9월 중순까지는 파종이 완료되어야 하겠고, 농업인들도 배수구(물빠짐 도랑)을 잘 만들어 습해를 입지 않도록 노력 유기농업 인증면적 확대에 힘을 모아야 할 것으로 생각한다. 



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이미지 대체 내용을 작성합니다.작물의 생육을 촉진시키고, 병에 대한 면역력을 높여주며, 추위에도 잘 견디게 해주는 일석삼조의 친환경 미생물이 개발됐다.

 

5월 중에 기술이전을 앞둔 이 미생물이 상용화되면 앞으로 친환경 농산물 생산에 유용하게 활용될 전망이다.

 

농촌진흥청(청장 박현출)은 식물의 뿌리 주변 토양에서 작물의 생육촉진·면역력·내한성 등을 증가시키는 바실러스속의 일종인 ‘바실러스 발리스모르티스 BS07M’이란 균주를 선발했다고 밝혔다.

 

이번에 개발한 BS07M 균주는 작물의 생육을 촉진하는 ‘옥신(auxin)’과 같은 식물 생장호르몬을 분비한다. 즉, 이 균주를 작물의 뿌리에 처리하면 세포벽이 두꺼워지고 뿌리가 잘 자라며 잎의 엽록소를 증가시키는 등 작물의 생육을 도와 수확량을 증대시킨다. 실제 이 균주를 고추에 처리해 실험한 결과, 10 % 이상 고추 수량이 증가하는 효과를 나타냈다.

 

또한 BS07M 균주는 병원균을 억제하는 강력한 항균 물질인 3종의 펩타이드 성분을 생산해 작물의 면역기능을 증가시켜 역병, 탄저병, 무름병 등 9종의 주요 작물병 발생도 크게 감소시킨다. 실험에서도 이 균주를 처리한 고추는 처리하지 않은 고추보다 탄저병 발병률이 5분의 1로 줄어드는 효과를 보였다.

 

BS07M 균주는 작물이 추위에 잘 견딜 수 있는 내한성도 높여준다. 이 균주를 처리한 오이와 담배의 경우 4℃ 이하의 저온에서 12시간 이상 두어도 각각 95 %와 100 % 생존율을 나타내 이상저온에 따른 농작물 피해 예방에도 큰 효과가 있을 것으로 보인다.

 

농촌진흥청은 이번에 개발한 ‘바실러스 발리스모르티스 BS07M’에 대해 국내와 국제 특허를 출원하는 한편, 5월 중으로 국내 3개 업체에 기술이전을 할 계획이다. 또한 일본의 식품과 농약회사에서도 이 균주에 대해 큰 관심을 보이며 기술이전을 검토 중이다.

 

이에 따라 앞으로 이 균주를 이용한 미생물농약, 미생물비료, 종자코팅제, 토양개량제 등 다양한 미생물 제제가 생산·보급되면 화학농약을 쓰지 않고 친환경적으로 농작물을 생산하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

 

농촌진흥청 농업미생물팀 박경석 연구관은 “BS07M 균주는 작물의 종류에 상관없이 생육촉진·면역력·내한성 등을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.”라며 “특히 고추, 오이, 담배 등에 대해 탁월한 효과를 나타냈다.”라고 말했다.

 

[문의] 농촌진흥청 농업미생물팀장 김완규, 농업미생물팀 박경석 031-290-0424


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