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유엔 환경계획이 위탁한 새로운 보고서는 어떻게 인간이 대량으로 질소, 인, 기타 영양소의 자연적 흐름을 바꾸어 놓았는지 보여준다. 세계의 식량과 에너지 생산에는 커다란 혜택이었지만, 인간의 건강을 해치고 독성 조류를 발생시키며 물고기를 죽이고 민감한 생태계를 위협하고 기후변화에 기여하는 수질과 대기 오염의 원인이 되었다.
세계의 질소 영양분 사용 현황 지도.
“Our Nutrient World”는 2013년 2월 18~22일 케냐의 나이로비에서 열리는 유엔 환경계획 운영회의/세계 환경장관 포럼에서 발표할 것이다. 이 연구는 14개국 약 50명의 전문가가 수행했다.
과학자들은 2020년까지 영양분 사용의 효율성을 20% 개선하면 연간 질소비료의 사용을 2000만 톤까지 줄일 수 있다고 제안한다. 그들은 이 세계적인 야심찬 목표를 “2020년을 위한 20:20”이라 표현한다. 그들의 분석은 어떻게 이것이 1년에 110억(30~260억) 파운드 가치의 순 절약을 제공할 수 있는지 보여준다. 이 수치는 실행비용과 감소된 질소 사용과 환경 및 인간 건강의 개선으로 인한 재정적 혜택을 포함한다.
보고서는 질소 사용을 통제하기 위한 지구적 입법에 대한 간단한 권고를 중지하지만, 이러한 지구적 문제가 특히 농산물의 세계무역으로 발생한다는 사실을 인정한다. 이 문제를 해결하기 위한 정부 간의 체제를 요청하고, 어떻게 그러한 협정에 대한 지침을 찾을 것인지 제안한다.
보고서를 이끈 영국의 생태&수문학 센터 Mark Sutton 교수는 “우리의 분석은 영양소의 흐름에 대한 관리를 개선함으로써 환경과 기후 및 인간의 건강을 보호하는 데 도움이 되는 한편, 식량과 에너지 안보에 대한 우려를 해결할 수 있다는 것을 보여준다.”고 말했다.
보고서에서 오염원으로 간주하는 것에는 농업과 화석연료의 산화에서 나오는 배출이 포함된다. 세계적으로 포집된 질소와 인 가운데 약 80%가 인간에 의해 직접적으로 소비되기보다는 오히려 가축에 의해 소비된다. 어떻게 세계의 영양분 공급과 오염이 축산물을 소비하는 인간의 선택에 의해 주도되는지 보여주는 것이다.
보고서는 이러한 오염의 위협을 줄이기 위한 중요한 열 가지 행동을 제안하고, 정부와 기업, 시민들이 함께할 행동에 대한 권장사항을 만든다. 핵심은 다음과 같다:
프랑스 파리의 마리퀴리 대학에 있는 공동 저자 Bruna Grizzetti 박사는 “농업 생산의 현지화 방안은 정말 중요하다. 작물과 가축 농사는 수백 킬로미터씩 떨어져 있기도 하다. 현지화는 영양분의 순환을 개선하고 영양분 손실을 줄이는 데 도움이 되는 한편, 생산에 혜택을 가져오고 오염의 부담을 서로 가깝게 한다.”고 말한다.
네덜란드 바허닝언 대학에 있는 공동 저자 Oene Oenema 교수는 "많은 국가의 농민들은 일관된 대책을 통하여 영양분 손실을 줄이고 영양분 사용의 효율성을 매우 높일 수 있다. 이 효율성의 달성은 연구, 교육, 시연, 새로운 기술과 개선된 관리기술의 결과이다."
보고서는 산화원과 폐수처리에서 배출을 줄이는 데에 몇몇 국가에서 어떻게 상당한 진전이 이루어졌는지 보여준다. 견주어 보면, 농업이나 시민 스스로의 선택으로부터 배출을 줄이는 일은 훨씬 덜 진전되었다. 그 관계는 지역의 지도자와 슈퍼마켓, 정부의 실질적 관리와 같은 몇몇 주요 개인이나 공동체가 있는 곳에서 영양 사슬의 핵심 '집적점'에 대한 작업의 중요성을 보여준다.
Sutton 교수는 “하나의 방안은 ‘세계의 육지를 기반으로 한 활동으로부터 해양환경을 보호하기 위한 행동 프로그램(Global Programme of Action for the protection of the marine environment from land-based activities)’라 불리는 기존 협약의 명령을 확장하고 강화하는 것이다. 식량, 에너지, 수질오염, 대기오염, 기후와 건강과 같은 여러 지구적 과제를 해결하기 위해 협력함으로써, 행동 동기를 부여하기 위한 훨씬 강력한 힘을 예상할 수 있다.”
유엔 환경계획 사무총장 Achim Steiner 씨는 보고서의 서문에서 “모든 사람이 영양분으로부터 혜택을 받고, 모든 이가 영양분의 지속가능한 생산과 사용을 촉진하기 위해 기여할 수 있다. 어디에 사는지, 또는 영양분이 많든지 적든지, 우리의 일상적 선택이 변화를 만들 수 있다. 신속하고 집단적인 행동 없이, 다음 세대는 수백만 명이 너무 적은 영양분으로 야기되는 식량불안으로 고통을 받는 세계를 물려받을 것이다. 어딘가에서는 지나친 영양분으로 인한 오염 위협이 더욱 극심해질 것이고, 어딘가에서는 영양분의 지속가능하지 않은 사용이 생물다양성의 상실을 심화시키고 기후변화를 가속화할 것이다. 반대로 영양분의 지속가능한 관리를 통해 경제는 지속가능한 개발과 빈곤 퇴치의 맥락에서 녹색경제로 전환하는 데에 역할을 할 수 있다. 세계적 개관은 다음 단계로 나아가기 위한 사회를 준비하기 위하여 이러한 근본적인 주제를 발전시킨다.”
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Dietary changes since the early 1960s have fueled a sharp increase in the amount of mined phosphorus used to produce the food consumed by the average person over the course of a year, according to a new study led by researchers at McGill University. Between 1961 and 2007, rising meat consumption and total calorie intake underpinned a 38% increase in the world's per capita "phosphorus footprint," the researchers conclude in a paper published online inEnvironmental Research Letters.
The findings underscore a significant challenge to efforts to sustainably manage the supply of mined phosphorus, a non-renewable resource widely used as fertilizer. When phosphorus is lost through agricultural runoff or sewage systems, it can pollute waterways downstream. In addition, because deposits are heavily concentrated in a few countries, global supplies and prices for the resource are vulnerable to geopolitical tensions.
In recent years, many researchers have explored how human activity has altered the phosphorus cycle in the environment and how management of phosphorus could be altered to ensure long-term sustainability. This new study sheds more light, in particular, on how diet choices have affected the intensity of phosphorus use around the world.
"Our results demonstrate that changes in diet can be a significant part of the strategy for enhancing sustainability of phosphorus management," says lead author Geneviève Metson, a doctoral student in McGill's Department of Natural Resource Sciences. "In particular, reduced consumption of meat, and especially beef, in countries with large phosphorus footprints could put a big dent in demand for mined phosphorus -- since it takes many kilograms of feed, which is fertilized, to produce a kilogram of meat."
Metson and her co-authors, Prof. Elena M. Bennett of the McGill School of the Environment and Arizona State University Prof. James J. Elser, computed phosphorus-footprint values based on annual country-by-country diet composition data from the Food and Agriculture Organization. They calculated the total amount of phosphorus applied to food crops for humans and animals by using fertilizer-application rates available through the International Fertilizer Association, among other sources. The authors also examined the statistical relationship between economic development and phosphorus-footprint values, and developed scenarios to consider the relative importance of diet changes.
"It is really remarkable how much influence changes in diet have had on our demand for this very limited resource," Bennett says. "As research in this area proceeds, it would also be interesting to learn how much of the phosphorus used in food production is able to be recycled and how much is currently reused. Food waste and human waste generally aren't reused today, but can be a valuable resource if turned into fertilizer or compost for use on nearby agricultural fields."
The research was supported by funding from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, Arizona State University's Sustainable P Initiative, and the U.S. National Science Foundation.
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며칠 전 <네이처>지에 Kasalath라는 벼 품종에서 인의 흡수를 담당하는 유전자를 발견하여 인도네시아, 일본, 필리핀에서 재배하는 벼에 전통육종법으로 유전자를 도입시키니 수확량이 20%나 높아졌다는 보고서가 나왔다(이에 대해서는 아래 로이터 기사를 참조할 것). 이것이 의미를 지니는 건, 세계는 점점 인광석이 고갈되어 앞으로 농업에서 인 부족이 문제가 될 것이라는 점 때문이다.
Aug 23 (Reuters) - 질이 좋지 않은 흙에서 뿌리의 성장과 영양 흡수를 강화하여 벼의 수확량을 높이는 유전자가 인도의 벼 품종에서 확인되어 다른 벼 품종에 성공적으로 도입되었다고 연구자들이 목요일에 보고했다.
과학자들과 벼 육종가들은 Kasalath 벼가 영양 흡수에 매우 효율적이라는 걸 알고 있었는데, 이제 이 중요한 특성을 담당하는 유전자를 확인하는 데 성공했다.
<네이처>에 발펴된 논문에서, 그들은 그 특성이 없는 다른 벼 품종과 비교하여 어떻게 Kasalath DNA의 부분을 분석한 뒤 그 유전자를 확인했는지 기술한다.
전통육종법을 사용하여, 그들은 인도네시아, 필리핀, 일본의 몇몇 벼 품종에 도입했고, 그것의 수확량이 20%까지 향상되었다.
"우린 인이 부족한 상황에서 인의 흡수를 강화하는 유전자를 발견했다. 우린 몇 년 동안 그걸 찾아왔다"고 마닐라 국제벼연구소의 저자 Sigrid Heuer 씨는 말한다.
Heuer 씨는 superior breeding lines이 약 2~3년 안에 인도네시아 농민들에게 배포될 수 있을 것이라 한다. 이는 벌써 전통육종법을 사용하여 개발되었다 -인도네시아 토종 벼의 꽃에 카살라스의 꽃가루를 수분시켜서.
"다른 아시아 국가에서, 우린 전통육종법을 통해 그들의 토종 벼에 유전자를 넣을 것이다"고 Heuer 씨는 말하고, 이는 약 4~5년 걸릴 것이라 한다.
이 사례에서 전통육종기술인 교차수분을 활용함으로써 유전자조작 논란도 없을 것이다. 식품안전에 대한 우려와 유전자조작에 대한 규제 -유전자가 실험실에서 식물 DNA에 물리적으로 삽입되는- 는 시장에 내놓기 전에 행하는 시험에 몇 년이나 몇 십 년이 걸릴 수 있다.
PSTOL1이란 유전자는 인이 부족한 토양에서 인의 흡수를 돕고 뿌리의 성장을 촉진하고 내한성과 조숙성을 갖도록 한다. 인이 부족한 식물은 잘 자라지 못한다.
"세계의 농경지 가운데 50%는 인이 부족한 상황이다. 이 유전자를 가지고 있다면 식물이 더 이상 인을 필요로 하지 않는다는 건 아니다"라고 Heuer 씨는 말한다.
"그들은(그 유전자를 가진 벼) 수확을 더 잘하려고 토양을 좀 착취할 수 있을 것이다. 그들은 더 효율적으로 빨아들일 수 있기 때문에 비료를 더 잘 사용할 수 있을 것이다. ... 뿌리가 더 잘 발달하면, 그 식물은 더 잘 클 수 있고 인이 있는 곳에 더 잘 접근할 수 있다." (Editing by Chris Lewis)
그런데 이러한 일이 전혀 새롭지 않은 것은 올해 초 한국에서 이미 그런 벼를 개발했기 때문이다(아래의 이야기를 참조). 하지만 둘 사이의 가장 큰 차이라면 역시 육종법에 있다. 한국에서 개발한 벼는 GM 기술을 활용한 GMO이지만, 이번에 개발한 품종은 전통육종법으로 개발한 것이다. 음, 우리도 전통육종법으로 할 수 있지 않나?
농촌진흥청은 토양 속에 존재하는 인을 효과적으로 이용해 인산비료의 추가 사용 없이도 정상적으로 자라는 형질전환벼를 농촌진흥청 신소재개발 연구팀과 동아대학교 김도훈 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 개발했다고 밝혔다.
또한 인광석은 향후 50~100년 사이 고갈될 것으로 예상돼 우리나라와 같이 인산 비료원료를 전량 수입하고 있는 나라들은 인광석이 부족해질 경우 식량생산에 차질이 빚어질 것으로 우려된다.
토양 속에 존재하는 인을 효과적으로 이용할 수 있는 벼 유전자(OsPT: Oryza sativa phosphate transporter)를 탐색해 토양에 과다하게 존재하는 인을 제거하거나 인이 부족한 토양에서도 잘 자라는 벼를 개발했으며, 현재 형질전환작물의 실용화를 위한 GMO 안전성 평가에 적합하도록 개량 중에 있다.
과인산제거벼는 토양에 축적된 인산 흡수량이 식물체 단위 무게(g) 당 9.37mg 정도로 동진벼의 2.5배가 넘지만 키가 동진벼에 비해 다소 작아 생체량 증진 등 농업적 특성 개량 후, 인산축적이 문제시 되는 국내 시설하우스지역 등에서 효과적으로 이용될 수 있다.
무인산적응벼는 인산이 부족한 토양에서 재배 시에도 비료를 주고 재배한 것과 비슷하게 자라며, 동진벼에 비해 수량 감소율이 23% 낮아 인이 부족한 경지에서도 안정적인 수량 확보가 가능할 것으로 기대된다.
농촌진흥청 신소재개발과 강항원 과장은 “토양인산 이용성 증대 형질전환벼는 개량작업이 완료 후 실용화가 가능할 것이며, 특히 무인산적응벼는 GMO 안전성 평가 후 GM작물을 상업적으로 이용하고 있는 인산부족 국가를 대상으로 수출용 종자로 개발할 것” 이라고 했다.
[문의] 농촌진흥청 신소재개발과장 강항원, 신소재개발과 황운하 055-350-1197
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일본의 고베시 등의 지자체에서 하수에서 '인'을 회수해서 거름으로 활용한다는 소식. 세계의 농업은 점점 갈수록 인 부족에 직면하고 있는데 이러한 기술로 문제의 해결에 조금이나마 도움이 된다면 멋지겠다!
神戸市は2012年3月30日、「KOBE ハーベスト(大収穫)プロジェクト」によるリン回収実証事業が、国土交通省が公募した平成24年度下水道革新的技術実証事業(B―DASHプロジェクト)に採択されたと発表した。水処理・環境エンジニア会社の水ingと肥料会社の三菱商事アグリサービスとの共同研究。
この技術は、下水から効果的に回収したリンを農地の肥料に利用するもので、消化汚泥にマグネシウムを加えることで簡単にリンを取り出すことができる。2013 年1月より神戸市東灘処理場で実施の予定。
大阪湾や瀬戸内海などの閉鎖性水域では、水質保全のために赤潮の原因となるリンを除去する必要がある。一方で、農業用の肥料として需要の多いリンは、埋蔵量に限りがあり国際的に枯渇が懸念される中、日本は全量を輸入に依存している。
今後、無限の資源宝庫である下水道から貴重資源であるリンを効率的に回収し、良質な肥料として活用することを目指すとしている。
登録日時:2012/07/13 06:00:15 AM
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