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부모들은 자식이 둘 이상 있을 때 이런 이야기를 잘한다. "둘이 딱 반만 섞어 놓으면 좋겠다"고. 

남쪽은 질소질이 너무 넘쳐서 문제인데, 북쪽은 반대로 너무 부족해서 문제가 되고 있다.


딱 반씩만 섞으면 좋겠구만.





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"2013년 기준, 경종 부문 실제 질소 투입량은 약 43.1만 톤으로 화학 질소와 축분 질소가 각각 25만 톤(60.1%), 17.2만 톤(39.9%)을 차지하고 있다. 작물별 표준 시비량에 근거한 경종 부문 양분 필요량이 21.5만 톤이므로 화학 질소만으로도 이미 양분이 과잉 투입되고 있는 상태인 것이다." 


"축산 부문에서 발생하는 축분 질소의 양은 약 32.2만 톤이며, 이중 약 53.5%의 질소가 축산분뇨 자원화 및 정화공정에서 보존되어 최종적으로 약 17.2만 톤의 축분 질소가 경종 부문으로 투입된다."


"농업 부문의 사회적 환경비용은 4조9726억 원으로, 이중 대부분을 차지하는 4조8968억 원이 경종 부문의 초과 질소 수계 배출에 의한 것으로 나타났다. 경종 부문의 질소 분해에 따른 온실가스 배출비용은 289억 원, 축산 부문의 축분 처리에 따른 온실가스 배출비용은 469억 원 수준으로 산정되었다."


-<사회적 환경비용을 고려한 최적 농업생산규모>, 임송택 에서


사회적 환경비용을 고려한 최적 농업생산규모(고려대학교 임송택 양승룡) - 농식품정책학회 발표자료.pdf


사회적 환경비용을 고려한 최적 농업생산규모(고려대학교 임송택 양승룡) - 농식품정책학회 발표자료.pdf
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2017년에 발표된 이런 논문도 잘 읽으면 도움이 많이 되겠다.

<식물의 무기 양분에 대한 토양 미생물의 역할 -현행 지식과 앞으로의 방향>  


The Role of Soil Microorganisms in Plant Mineral Nutrition—Current Knowledge and Future Directions.pdf

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5610682/


요약; 토양의 수많은 다양한 미생물들을 포함하여 식물도 자연 환경 안에서 풍부한 생태계의 일원이다. 균근균과 질소 고정 공생 박테리아 같은 일부 미생물은 무기 양분을 향상시켜 식물의 성과에 중요한 역할을 수행한다는 사실이 오랫동안 인정되어 왔다. 그러나 식물과 연관된 모든 미생물과 합성 농자재를 대체할 수 있는 그들의 잠재력은 최근에야 밝혀지기 시작했다. 지난 몇 년 동안 근권의 미생물 구성과 그들의 역학에 대한 지식이 매우 발전했다. 식물이 아마도 뿌리 분비물로 미생물의 구조를 형성하고, 또 박테리아는 근권의 생태적 지위 안에서 번성하기 위한 다양한 적응법을 개발해 왔다는 명백한 증거가 있다. 그러나 이러한 상호작용의 메커니즘과 미생물에게서 변화를 추동하는 과정에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 이번 검토에서 우리는 이러한 현상을 뒷받침하는 분자 수준의 메커니즘에 대한 이해를 향상시키기 위해 수렴할 수 있는 여러 연구 분야의 현행 지식을 요약하여, 식물의 무기 양분을 향상시키는 뿌리와 관련된 박테리아와 식물의 상호작용에 초점을 맞춘다. 




독일의 유스투스 폰 리비히가 1830년대에 식물의 성장에는 질소 성분이 중요하다는 사실을 발견하고, 그로부터 70여 년 뒤에는 하버와 보슈가 대기 중의 질소를 암모니아로 전환시키는 방법을 개발했다. 이렇게 하여 인간은 인공적으로 질소비료를 생산하면서 100년 가까이 주로 그에 의존해 농업을 운영해 왔고, 몇몇 중요한 발견이 이어지며 크게 성공하여 현재 80억 명에 가까운 인구를 부양하고 있다. 


하지만 그 과정에서 이외의 여러 요소들의 존재와 역할이 무시되거나 간과되었고, 그로 인해 농업 생산기반마저 위협을 받게 되었다. 하지만 이제는 그렇게 무시되고 간과되었던 존재들이 재조명을 받고 있다. 토양과 그 생태계 안에 살고 있는 미생물들이 그러한 존재들 같다.


뭐 그렇다고 질소의 역할과 질소비료의 힘을 깡그리 무시하거나 부정할 필요는 없을 것 같고, 이 모든 복잡한 요소들의 조합과 그 상호작용을 어떻게 하면 더욱 잘 이해하고 활용할지를 고민하는 편이 좋을 것 같다. 그렇지 않다면, 현재 인구 가운데 수많은 사람들이 사라진 상태에서야 부양할 여력이 생길 테니 말이다. 그런 일은 또 너무 극단적이지 않은가?


The Role of Soil Microorganisms in Plant Mineral Nutrition—Current Knowledge and Future Directions.pdf
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과다한 질소 비료의 사용, 또는 축산 분뇨 등으로 토양에 지나치게 투입된 암모니아 성분이 미생물에 의해 질산으로 전환되면 토양이 산성화된다. 그런데 이렇게 과다한 토양 속의 암모니아가 온실가스인 아산화질소로 바뀌면서 대기로 방출된다는 사실이 국내 연구진에 의해 처음으로 밝혀졌다고 한다.

산업형 농업이 지구의 기후 위기를 부채질하는 작동 방식 가운데 하나가 규명된 것인가.


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정말 끝내주는 연구가 아닐 수 없다.

미국의 오하이오주 남부에 Acton 호수라는 곳이 있다고 한다. 구글 지도에서 찾으면 사진처럼 있는데, 미국 땅은 워낙 커서 기별도 안 가네.




아무튼 이 호수에 주변 농경지에서 흘러들어오는 퇴적물이 너무 많아져서 1990년대 초반 심한 환경 문제를 야기했다. 그래서 미국 농무부에서 인근 농경지의 농민들에게 장려금을 주며 보존농업을 행하도록 했다. 최대한 맨흙을 그대로 노출시키지 않도록 하는 것이었다.

그리고 연구진에게는 1994년부터 2014년까지 호수로 흘러들어오는 부유물과 질소, 인의 비율이 어떻게 변하는지 측정하도록 했다.

그 결과가 아래의 논문이다.
측정 기간을 크게 1994-2003년과 2004-2014년으로 크게 둘로 나누어 상반기와 하반기라고 하자.

먼저 부유물의 농도는 전체 조사 기간 내내 감소하는 추세를 보였는데, 특히 처음 10년 동안에 훨씬 많이 줄어들었다고 한다.
그리고 인은 상반기에는 감소했는데, 하반기에는 다시 증가했다.
마지막으로 질소는 상반기에는 큰 변화를 보이지 않았으나 하반기에 들어서면서 급감했다고 한다.

이 연구가 시사하는 바는 많다고 생각한다.
현재 한국도 여름이면 하천과 바다에서 녹조와 적조가 연례행사처럼 일어나고 있다. 그만큼 농경지와 축산시설에서 양분의 유출 등이 심하기 때문일 것이다. 녹조와 적조가 발생하면 당연히 어업이나 수중과 수변 생태계에 치명적인 손상을 입힌다. 이를 방지하기 위해서는 어떻게 해야 할까?





장기적 계획을 세워 정확한 원인을 규명하고, 그걸 제거하려면 어떻게 해야 할지 차근차근 대처해 나가는 모습을 기대해 본다. 그래도 되겠지?



그나저나 이런 논문을 공짜로 풀어주니 정말 고마울 따름이다.


액튼 호수 조사 논문.pdf
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시에라 믹스 지역의 실험용 옥수수밭을 살펴보는 공동 저자 Javier Lopez 씨.


 


멕시코에서 공기 중의 질소를 고정하는 토종 옥수수가 발견되었답니다. 100년 이상 재배된 것으로 추정되는 이 토종 옥수수가 지닌 특성을 미국의  연구진이 규명했다네요. 다비성 작물로 알려진 옥수수에게 이런 능력이 있다니, 놀랍네요.

미국 위스콘신 대학의 앨런 반 데인즈Allen Van Deynze 씨 외의 연구진은 최근 발표한 논문에서, 멕시코 시에라믹스Sierra Mixe 지역의 한 외딴 마을에서 재배되는 토종 옥수수가 발뿌리에서 끈끈한 점액질을 분비해 공기 중의 질소를 고정시킨다는 사실을 밝혔다고 합니다. 옥수수의 조상이라 하는 테오신트에서 진화해 온 이 옥수수는 아마도 양분이 부족한 환경에서 자라다 보니 그런 특성이 발달했을 것이라 추정한답니다. 연구진은 이 토종 옥수수가 생육에 필요한 질소의 약 30~80% 공기 중에서 흡수한다고 이야기합니다.  

연구진은 10년 전 이 토종 옥수수를 처음 발견한 뒤 최근까지 연구를 진행했습니다. 논문에 의하면, 이 옥수수는 최대 5m까지도 자라며, 파종을 하고 3개월이 지나면 줄기의 마디에서 손가락처럼 가는 발뿌리가 뻗어 나옵니다. 그리고 이 뿌리의 끝부분에서 점액질이 분비되는데, 여기에는 많은 당분이 포함되어 미생물이 서식하기 좋은 환경이 조성된다네요. 그리고 이 점액질에 공생하는 미생물들이 공기 중에 있는 질소를 고정시켜 옥수수가 이용하기 좋은 형태로 변형시킨다는 것입니다.







그러니까 수수나 옥수수, 사탕수수는 줄기를 쭉쭉 빨면 달달한 물이 나오지 않습니까? 그걸 발뿌리를 통해 점액질의 액체로 내보내 미생물에게 먹이를 제공하고,  그 대가로 양분을 공급받는 원리라고 할 수 있겠네요.


그러나, 이 옥수수 품종은 열매가 커다랗게 달리지는 않는 것 같습니다. 여러 갈래의 길 중 척박한 환경에서 스스로 살아남는 법을 발달시키는 쪽으로 진화했지 열매를 커다랗게 맺는 쪽으로 가지는 않았나 봅니다.


하지만 이렇게 척박한 환경에서도 살아남는 방법을, 다른 열매가 크게 달리는 품종과의 교배 육종 등을 통해 전해주게 된다면 옥수수 농사에 큰 변화가 일어날 것임이 틀림없습니다. 언젠가 그런 날이 올 수도 있고, 실패할 수도 있겠지요. 아무튼 재미납니다.




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합성 질소비료가 얼마나 많은 사람들을 먹여살렸는지 보여주는 그래프.

아직도 약 38억의 사람들이 합성 질소비료 없이도 먹고 살고 있으며, 약 35억의 사람들이 합성 질소비료의 도움으로 재배된 농산물을 먹으며 살고 있다. 




합성 질소비료의 사용량은 정확히 녹색혁명의 시기와 맞물려 있음을 확인할 수 있다. 흥미롭다.



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

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


요약

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

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

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

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


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뉴욕타임즈에 농업이 녹조 발생에 미치는 영향에 관련된 기사가 실려서, 내용에도 나오듯이 한국도 이 문제에서 자유로울 수 없는 현실이니 옮겨 보았다. 해마다 반복되는 녹조 문제, 해결할 방안은 없는 것인가?



2014년 비료 유실로 인해 이리호에서 발생한 녹조.  오하이오 주의 톨레도 시는 그 독성 때문에 상수도를 폐쇄했다.



2차대전 이후 널리 쓰이게 된 질소 기반의 화학비료는 70억이 넘는 인구를 부양할 만큼 농업에 혁명을 일으켰다.  하지만 그 혁명에는 비용이 따랐다.  작물을 성장시키는 데 필요한 양을 초과하여 살포된 인공화학비료는 농지에서 유실되어 하천과 호수, 바다로 흘러들었다. 새로운 연구에서는 기후변화가 이러한 형태의 오염을 매우 증가시켜, 미국 연안 해역의 녹조와 죽음의 구역으로 피해를 입힐 것이라 한다. 


사이언스 지에 지난 목요일 발표된 연구에서는  과도한 양분으로 인한 부영양화가 기후변화로 인한 강수 양식의 변화 때문에 미국 대륙에서 더욱 증가할 것으로 예측했다. 따뜻해진 기온으로 인한 폭우가 농경지에서 유실을 촉발하고, 더 많은 양분이 강과 호수, 바다로 흘러간다. 


저자들은 앞으로 기후변화에 의해 미국의 강수량이 증가하여 이번 세기 말까지 질소 유실을 20%까지 증가시킬 것이란 사실을 밝혔다. 


저자 가운데 한 명인 스탠포드의 카네기과학연구소 지구생태학 교수 Anna Michalak 씨는 “기후변화라고 하면 가뭄과 홍수, 폭우 등과 같은 물의 양만 생각하곤 합니다.”라고  말한다.  “기후변화는 수질과도 밀접한 연관이 있으며, 현재 거기에 있는 물만으로는 충분하지 않고 지속가능해야 한다.”


화학비료의 과도한 질소는 바다에서 부영양화를 일으켜 해로운 해조류가 번성하게 하거나 생물이 생존할 수 없는 상태로 산소의 양을 감소시키는 저산소증을 유발할 수 있다. 


이 연구의 저자들은 미국 대륙 2100곳 이상의 소유역과 분수계에서 가까운 미래와 먼 미래에 일어날 3가지 배출 시나리오 -높아짐, 변동없음, 낮아짐- 를 조사했다.



옥수수밭에 화학비료를 살포하고 있는 트랙터. 질소에 기반한 화학비료는 농지에서 유실되어 수계로 흘러 들어간다. 새로운 연구에 의하면, 미국에서는 이러한 현상이 기후변화와 맞물려 녹조를 증가시키는 결과를 낳고 있다. 



그들의 결론은, 미래의 온실가스 배출 추세가 과거와 같은 증가세라고 가정할 때 높아지는 배출 시나리오에서 강수량만 증가해도 특히 미시시피 주 아차팔라야강 상류와 북동부와 5대호 연안의 분수계에서는질소의 양이 “대단히 많이 증가”할 것이란 사실을 밝혔다. 


산업화 이전 시기로부터 지구 표면의 온도가 2도씨 상승한 변동없는 배출 모델에서 북동부는 질소의 부하가 여전히 증가할 가능성이 높았다. 


연구에서는 이 지역에서 이미 질소가 집적되는 일이 발생하고 있으며, 질소로 오염된 연안 지역으로 흘러가는 북동부와 다른 곳의 분수계가 이미 수질에 영향을 주고 있기 때문이라고 한다. 


예를 들어, 체서피크만Chesapeake Bay은  1950년 이후 저산소증의 결과인 “죽음의 구역”이 주기적으로 발생하고 있다.  올해 여름 초에 국립해양대기국은 유실되는 양분을 저감하려는 노력에도 불구하고 죽음의 구역이 평균 이상으로 발생할 것이라 예측했다.


루이지애나 주립대학에 의하면, 미국에서 가장 악명 높은 죽음의 구역인 미시시피강 하구의 멕시코만에서는 버몬트 주 크기만 한 죽음의구역이 발생할 것으로 예측되었다. 


연구진은 질소 부하에 기후변화의 지구적 영향을 구체적으로 연관시키지 않는 세계의 다른 지역에도 이 모델을 적용시켜 살펴보았다. 그들은 동아시아와 남아시아, 동남아시아의 대규모 지역에서 미국과 유사한 수준으로 질소가 증가할 수 있다는 사실을 밝혔다.  


저자들은 이들 지역에는 세계 인구의 절반 이상이 살고 있고 표층수에 크게 의존하기 때문에 녹색혁명이 갈색으로 뒤바뀔 가능성이 뚜렷하다고 지적한다. 


농민과 농업 당국은 기후변화와 강수량이 증가할 가능성을 고려하여 양분 오염의 영향을 완화시키는 방향으로 전략을 수립해야 한다. Michalak 씨는 그렇지 않으면 “그들은 실패할 것입니다.”라고 한다. 


출처 https://www.nytimes.com/2017/07/27/climate/nitrogen-fertilizers-climate-change-pollution-waterways-global-warming.html

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매우 흥미로운 인터뷰가 있어서 우리말로 옮겼다.

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건강한 토양 운동은 최근 뉴스에 실렸는데, 미국 농무부의 연구자 Rick Haney 씨는 그 주요 지지자 가운데 한 명이다. 정부기관과 농산업은 오랫동안 작물의 최대수확량이란 성배를 추구해 왔지만, Haney 씨는 그와는 좀 다른 이야기를 피력한다. 화학비료와 제초제, 살충제 및 기타 화학물질을 사용하여 역대 최고의 생산성을 추구하는 건 우리의 토양을 죽이고 농장을 위협한다는 것이다.



미국 농무부 토양학자 Rick Haney 씨.



텍사스의 미국 농무부 농업연구서비스에서 근무하는 Haney 씨는 인터넷 세미나를 열고, 농민들에게 건강한 토양을 만드는 방법을 가르치며 다닌다.  그의 이야기는 간단하다. 미국은 세계에서 가장 풍요로운 토양을 가지고 있지만, 수십 년에 걸친 농업 학대로 인해 식물에 필수적인 유기물을 만드는 박테리아와 균류를 죽이고 토양의 양분을 고갈시켰다는 것이다. “현재 우리의 사고방식은 화학비료를 주지 않으면 아무것도 자라지 않는다고 생각한다."고 건강한 토양을 검증하는 방법을 개발한 Haney 씨는 말한다. “그러나 그건 사실이 아니며, 결코 그렇지 않다.” 

Yale Environment 360와의 인터뷰에서, Haney 씨는 경운을 덜 하고, 덮개작물을 재배하며, 생물학적 통제로 해충을 억제하는 등의 자연농법을 검증한 연구방법을 설명한다. 트럼프 행정부가 미국 농무부의 예산을 21% 삭감할 것으로 결정한 이때, Haney 씨는 화학비료와 화학물질의 남용으로 이익을 보는 기업들이 지배하는 분야에서 정부 연구의 공평성이 중요하다고 강조했다. 그는 “우린 더 많은 독립적 연구가 필요하다”고 주장한다. “우리가 토양의 기능과 그 생물학에 대해 아는 건 빙산의 일각일 뿐이다.”


Yale Environment 360(이하 문): 토양을 향상시키기 위해 농민들과 일해 왔는가?

Rick Haney(이하 답): 그렇다. 우린 지난 50년 동안 유기물 수치 -토양의 건강과 비옥도 측정의 기준가 줄어들어 왔음을 밝혔다.  그건 시급한 일이다. 일부 농지에서는 1% 이하로 나타나기도 하는데, 바로 옆의 목초지에서는 유기물 수치가 5-6%에 이르기도 한다. 이건 우리가 이 체계를 얼마나 급격하게 변경시켰는지 보여준다. 우리가 토양의 유기물을 파괴하고 있으며, 이 지구상에 생명을 유지하려면 이를 되돌려야 한다.  

좋은 소식은, 기회가 주어지면 토양이 회복된다는 점이다. 토양은 매우 활기차고 탄력적이다. 우리가 고칠 수 없는 지점까지 파괴한 것 같지만 그렇지 않다. 건강한 토양 운동은 그러한 유기물 수치를 회복하여 토양을 더 건강한 상태로 만들고자 한다.

: 토양의 질이 이렇게 나빠진 건 왜인가

답: 많은 경운에 덮개작물도 없고, 집약적(화학물질 의존적) 농법으로 토양이 제대로 기능하지 못하는 것이라 생각한다. 생물학이 별로 할일이 없다. 우리가 필요로 하는 만큼 이행되지 않는다. 우린 근본적으로 토양의 기능을 파괴하고 있어서, 이 작물을 계속 재배하려면 점점 더 많은 합성비료를 주어야만 한다.  


문: 그럼 그건 마치 마약중독 같아서 해마다 더 많은 양이 필요한가?

답: 바로 그렇다. 지난 50년 동안 수확량이 많이 늘었지만, 그건 점점 더 많은 외부투입재를 사용해서이다. 그건 지속가능하지 않으며, 장기적으로는 효과가 없을 것이다.  

: 농민들은 토양이 고갈되어 화학비료가 필요하다고 한다. 

: 우리가 화학비료를 살포하여 이러한 많은 수확량을 올리고 있기에 체계가 작동하는 것처럼 보였다. 우리가 멕시코만의 죽음의 구역을 목격하면서부터, 그것이 정말 제대로 작동하고 있는 건지 의심하기 시작했다.  우리가 너무 많은 화학비료를 주는 게 아닐까? 그 답은 “그렇다”이다. 그건 마치 아이들에게 균형 잡힌 식단을 제공하는 대신 비타민만 먹이는 것과 같다. 그게 효과가 있을까?

현재 우리의 사고방식은 화학비료를 주지 않으면 아무것도 자라지 않는다는 것이다. 그러나 그건 사실이 아니다. 결코 그렇지 않다. 이들 가운데 가장 큰 문제는 계속해서 더 많은 수확량을 바란다는 점이다. 그러나 현실은 자기 무덤을 파고 있다는 것이다.  

: 왜 그런가?

: 자, 만약 우리가 가격을 보며 옥수수, 밀, 대두, 수수 등을 과잉생산한다고 하자. 왜 가격이떨어지는가? 지금 당장, 이 주변의 사람들이 옥수수를 재배하고 있어, 내가 그들 몇 명과 이야기를 나누었더니 올해는 수익이 별로 없을 거라 한다. 그들은 손해를 보고 있다. 말도 안 된다.농산물을 과잉생산하면 가격이 하락한다. 그래서 우린 무얼 하고 있는가? 

지난주에 이야기를 나눈 사람이 있는데, “건강한 토양의 원리를 적용하면 수확량이 떨어질 것이다”라고 하더라. 그래서 내가 “그래요, 그렇겠죠. 난 모든 사람들의 수확량이 떨어지길 바라요.” 했다. 수확량을 높이고, 높이고, 높여야 한다고만 생각한다. 계속 그렇게 할 수는 없다.  

문: 그럼 수확량 증가에 대한 집착이 농민의 수익을 파괴했으며, 궁극적으로 농업이 의존하는토양을 고갈시켰다는 것인가?

: 두말하면 잔소리다. 이런 농상품을 적당히 생산했다고 치자. 그럼 가격이 오를 것이고, 농민들은 실제로 이를 통해 수익을 낼 수 있다. 농민들은 매출 가운데 수익이 적다. 그래서 우리가 화학비료를 더 효율적으로 사용해 똑같은 양의 농산물을 생산할 수 있다면, 모두에게 이롭다. 화학비료를 많이 뿌릴 필요가 없는 건강한 토양을 회복시켜 자연에 맞서는 대신 그와 함께일해야 한다. 


: 농약은 어떤가. 토양의 생물학적 활성에 해가 되는가?

: 그렇다. 그건 마치 항암요법 같다. 그건 대상이 있는 게 아니라 모조리 죽인다. 우리가 살균제와 살충제를 사용하면 토양에서도 비슷한 일이 발생한다. 살충제는 해충만이 아니라 익충도 죽인다. 살균제는 유익한 미생물을 포함해 모든 균류를 죽인다. 그러나 균류는 매우 중요하다. 우린 균류를 다시 데려와야 한다. 우리가 전에 보지 못한 가장 비옥한 숲에 들어가면, 낙엽들을 걷어내면 어디에서는 균류를 볼 수 있다.

: 자연을 통제하려는 노력이 종종 역효과를 낸다.

: 우리의 접근방식은 많은 화학물질을 넣고 경운하여 그곳에서 일어나는 일을 조작하는 것이다.  자연은 언제나 결국엔 승리한다. 우리는 풀이나 곤충을 죽이기 위한 방안을 생각해 낼 수 있지만, 자연은 그 주변에서 방법을 찾아내기에 결국 무언가 다른 걸 찾아야만 한다.  요즘 글리포세이트 계통 제초제에 내성을 개발한 풀들이 나타나는 걸 보라. 

일반적인 프로그램에서는 “우리가 바라는 걸 더 효율적으로 재배하도록 돕는 많은 다양한 것을 기르자.”고 하는 대신, “모든 걸 죽이고 우리가 원하는 걸 재배하자”고 한다. 그건 매우 다른 사고방식이다. 우린 자연계와 맞서 싸우지 말고 그와 협력해야 한다.  

: 너무 많은 화학비료가 토양의 생물을 교란시키는가?

: 난 그렇다고 믿는다. 우린 그걸 본다. 그러한 농지에서 미생물의 활성은 떨어지고, 유기물은 적다. 많은 질소 투입재가 토양의 탄소를 파괴한다는 걸 밝힌 연구가 있다. 미생물은 여분의 질소를 활용하여 탄소를 뜯어내기에, 토양에 탄소를 격리시키기보단 많은 양의 이산화탄소를 방출시킨다.  그래서 과도한 질소가 실제로 더 많은 탄소를 체계 밖으로 방출시킨다는 증거가 있다. 하지만 우린 토양에 더 많은 탄소가 필요하다. 

: 파리 기후협약은 토양의 탄소를 매년 0.4%씩 증가시킬 것을 요구했다. 그러면 우린 어떻게 해야 하는가?

: 우린 열대우림을 베어내지 말고 나무를 심어야 한다는 이야기를 많이 들었다. 그건 중요하다. 그러나 우린 -전 세계에- 아무것도 놓여 있지 않은 흙이란 거대한 자원을 가지고 있다. 우리가 거기에 식물을 심으면, 그들이 대기에서 탄소를 빨아들여 토양에 넣기 시작한다. 그건자연적인 과정이다. 

우린 토양을 절대로 벌거벗겨 놓으면 안 된다. 당장 농민들은 자신의 농지를 일 년 중 대부분 벌거벗겨 놓는다. 그들이 다양한 작물만이 아니라 많은 종류의 덮개작물 등을 심는다면, 미국에서 옥수수와 밀을 재배하는 1억5000만 에이커의 토양에다 대기에서 탄소를 격리시켜 넣을 수 있다. 우린 엄청난 양의 탄소를 토양에 되돌릴 수 있을 것이다. 

: 덮개작물도 많은 양분을 토양에 되돌려준다. 예를 들어, 콩과식물은 토양에 질소를 풍부하게 만든다. 

: 그렇다. 그리고 탄소도 마찬가지다. 이는 농민들이 화학비료를 갖기 전에 하던 일이다. 내가 박사학위를 받을 때, 1910-1930년대 논문을 많이 인용했다. 그때 이미 토양의 생물학적 구성을 연구했고, 그것이 얼마나 중요한지 알고 있었다. 그 이후 합성비료가 나왔고, 우린 그 모든 것을 잊어버렸다. 그냥 무시했다. 

현재 우린 농민들이 농작물 생산에서 제외시키도록 하여 그대로 보존하면 보조금을 지불하는 체계가 있다. 수확한 뒤 덮개작물과 함께 이를 재배하여 모든 것이 얼 때까지 그걸 자라게 두어 겨울을 나도록 해야 한다. 그리고 다른 농민들이 그 땅에서 방목을 하도록 계약할 수 있는데, 그곳에 덮개작물을 심고 가축을 넣으면 예전 버팔로가 살던 대초원이었을 때처럼 중서부 지역이 재생되기 때문이다. 가축을 거기에 넣으면 실제로 토양의 건강이 증진된다. 


: 토양을 검증하는 새로운 방식을 개발하는 일을 도왔다. 왜 그게 필요한가?

: 지금까지 우린 올바른 구성요소들을 검증하지 않았다. 우린 기본적으로, 예를 들어 질소와 인산의 생물학적 기여를 무시해 왔다. 문헌의 추산에 따르면, 1그램의 흙에는 600-1000만개의 유기체가 있다. 그들 없이는 아무것도 자라지 않을 것이다. 미생물은 탄소 이후이다. 식물의 뿌리는 미생물을 끌어당기는 탄소화합물을 유출할 것이다. 그와 함께 미생물은 식물이 이용할 수 있는 형태의 질소와 인산을 제공하는 유기물을 분해한다. 그래서 식물 뿌리의 주변에 이상적인 양분 순환이 일어난다. 그걸 우리가 새로운 검증 방식으로 실험실에서 재현하려고 시도한 것이다.   

우린 토양을 건조시키고 난 뒤 그걸 다시 적시어 24시간 동안 나오는 이산화탄소(박테리아의 활동으로 생산됨)의 양을 측정한다. 그 이산화탄소의 양이 건강한 토양의 상태와 직접적으로 비례한다.아주 아주 간단하다. 

: 농민들이 자기 농지의 생물학적 기능이 저조한 걸 본다면, 당신이 말한 농법을 실천하도록 할 수 있겠는가? 

: 우리의 일은 농민들이 이러한 변화를 만들도록 자신감을 주는 것이다. 우린 “12만 평만 실험해 보라고 한다. 이걸 240만 평 전체에 하라고 권하지 않는다. 걸음마 단계를 활용한다. 그리고 그게 효과가 있으면 채택하라고 이야기한다.” 나에게 이렇게 말한 사람들이 있다. 당신 덕에 작년에 6만 달러의 비료값을 절약했다고 말이다. 그래서 난 이렇게 답했다. “아니요, 당신이 자료를 믿고 선택했기에 돈을 절약했지요.” 우린 그런 전화를 많이 받는다. 그 사람들은 충격을 받는다.  

: 결과가 빨리 나타나는가?

: 늘 그렇지는 않다. 건강한 토양 운동은 이제 막 시작되었는데, 사람들은 2-3년 안에 토양을 변형시킬 것이라 말하고 있다. 음, 기본적으로 토양을 파괴하는 데 50년 걸렸으니 그걸 회복시키는 데에는 2-3년 이상 걸릴 것이다. 그래서 우린 길게 보며 이 일을 해야 한다. 그러나 방향은 분명하다.

: 우린 어디로 가야 하는가?

: 우린 더 독립적인 연구가 필요하다. 우리가 토양의 기능과 생물학에 대해 이해하는 건 빙산의 일각일 뿐이다. 이제 시작단계이며, 토양에서 일어나는 일이 무엇인지 안다고 말하는 사람이 있다면 거짓말이거나 무언가를 판매하려는 사람일 것이다. 토양은 역동적인 살아 있는 체계이기 때문에 그 모든 상호작용을 이해하는 건 매우 복잡하다. 

: 새로운 정부는 여러 기관에서 과학연구 예산을 대폭 삭감하겠다고 했다. 이 프로그램에 영향을 줄 것이라 보는가? 

: 나의 연구 예산은 삭감, 삭감, 또 삭감되었다. 정부에게 엄청난 돈을 달라고 하는 게 아니다. 단지 우리가 제대로 일할 수 있도록 해달라. 우리가 민간기업에서 하는 모든 연구를 할 수는 없다. 기업의 자금을 지원받는 연구는 공평성을 보장할 수 없기에 정부에서 그 간극을 메워야 한다.

: 농업계는 살충제와 화학비료를 판매하는 데 큰 관심이 있다. 그들이 그 제품을 덜 사용하는 방법을 연구하는 일에 자금을 투입할 가능성은 없다. 

: 바로 그렇다. 나의 우려는, 요즘 정치가 진보적이지 않다는 것이다. 모두 즉각적 만족이다. 장기적인 정책 목표가 없다. 그건 현명하지 않다. 그건 미국 창립자들의 사고방식이 아니다. 그들은 길을 내려다보았다. 어떻게 된 것인가? 


http://e360.yale.edu/features/why-its-time-to-stop-punishing-our-soils-with-fertilizers-and-chemicals

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