농학자들이 현금 작물인 옥수수가 수확되고 토양 건강을 보호하기 위해 피복 작물인 무가 심어진 밭을 조사하고 있습니다. 출처: Paul Chiasson/The Canadian Press/Alamy

기후 변화로 인해 농부들의 전 세계 식량 생산 능력이 위협받고 있는 가운데 , 연구자와 환경 운동가들은 해결책이 있다고 생각합니다. 바로 흙 속에서 노는 것입니다.

 

농업이 궁극적인 기후 변화 도구가 될 수 있는 방법

실험적 증거가 축적되고 있다고 그들은 말합니다. 토양 건강을 개선하면 작물이 가뭄과 극한 날씨에 더 잘 견딜 수 있으며, 정부가 기후 변화에 대비한 농지를 위해 '재생' 관행을 사용하는 농부에게 재정적 인센티브를 제공하기를 원합니다. 이러한 농업 관행에는 같은 작물을 같은 밭에 반복적으로 심는 대신 밭 간에 작물을 순환시켜 토양 미생물군 (즉, 미생물 군집)을 강화하고 밭에 '피복 작물'을 추가하는 것이 포함됩니다. 이는 반드시 수확되지는 않지만 토양 침식을 방지하고 토양 영양소를 증가시키는 식물로 구성됩니다.

 

미주리 대학교 컬럼비아 캠퍼스 재생 농업 센터 소장인 롭 마이어스는 "기후 변화로 인한 파장 효과가 많아 식량 체계에 어려움을 겪고 있습니다."라고 말합니다. "이를 극복하는 방법은 생물학적 다양성, 토양 내 유기물 증가, 그리고 보다 통합된 접근 방식입니다."

 

하지만 이러한 관행으로 전환하려면 사전 투자가 필요합니다. Nature 와 인터뷰한 연구자와 농부들은 재생 농업이 효과가 있지만 농장에서 수익을 내기까지는 몇 년이 걸릴 수 있다고 말합니다. 미국에서는 옹호자들이 미국 의회에 농장 법안에 재생 농업에 대한 보조금을 더 많이 포함시킬 것을 요구하고 있습니다. 농장 법안은 5년마다 업데이트되고 재난 지원 및 농부 교육에 대한 자금이 포함된 방대한 법률입니다. 가장 최신 버전은 9월 30일에 만료되었습니다. 한편, 유럽 연합의 공통 농업 정책의 최신 버전은 작년에 발효되었으며 이러한 유형의 지속 가능한 관행을 사용하는 농부에게 자금을 지원했습니다.

 

토양을 키우다

산업 농업은 일반적으로 비료, 살충제 및 기계 장비에 의존하여 고수확 단일 작물(옥수수나 밀과 같은 단일 작물)을 생산합니다. 이러한 작물에 화학 물질을 과도하게 사용하면 토양의 생태적 과정이 방해를 받으며 미국에서 수질 오염의 주요 원인 중 하나입니다. 건강에 해로운 토양은 물을 흡수하거나 영양소를 유지하는 데 어려움을 겪습니다.

 

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2013년과 2017년 사이에 미국 농경지의 표토 8,505백만 톤이 침식으로 유실된 것으로 추산됩니다. 유엔 식량 농업 기구는 지구 토양의 90% 이상이 2050년까지 퇴화될 위기에 처해 있다고 경고합니다. 이는 기근 증가로 이어질 수 있습니다.

재생 농업은 공식적인 정의가 없지만 Nature 와 인터뷰한 과학자들은 재생 농업의 일반적인 목표는 건강한 토양을 재건하는 것이라고 말합니다. 그것은 토양 미생물군을 먹이고 식물의 영양소를 재활용하기 위해 살아있는 뿌리와 거름을 포함한 유기물의 비율을 늘리는 것으로 시작됩니다.

 

이 용어는 현대적이지만 재생 원리는 고대의 것입니다. 재생 원리를 구현하는 것은 "인간이 수천 년 동안 의지해 온 관행 중 일부로 돌아가는 것"을 의미한다고 더럼에 있는 뉴햄프셔 대학교의 농업 생태학자인 리치 스미스는 말합니다.

 

커버를 유지하다

재생적이라고 여겨지는 한 가지 관행은 피복 작물 재배입니다. 즉, 현금 작물이 제철이 아닐 때 토양을 맨 채로 두는 대신 크림슨 클로버와 같이 일반적으로 수확되지 않는 종을 심는 것입니다. 피복 작물의 뿌리는 침식을 방지하고 비료에서 과도한 질산염을 흡수하여 그렇지 않으면 개울과 지하수로 스며듭니다. 농부가 다음 라운드의 현금 작물 심기를 준비하기 위해 피복 작물을 베어낼 때, 그들은 토양에 섞어서 지하의 박테리아와 무척추동물에게 먹이를 주어 토양 비옥도를 개선합니다. 2022년에 미국에서 경작지의 약 5%만이 피복 작물로 재배되었지만, 그 수치는 증가하고 있습니다. 2022년에는 2017년보다 17% 더 높았습니다.

 

농부 브랜든 카우프만은 캔자스 주 마운드리지에 있는 자신의 밭에 곡물 케른자를 피복 작물로 심고, 소를 방목하여 토양을 비료로 사용합니다. 출처: 브랜든 카우프만

2012년 미국 중서부 전역에서 옥수수와 콩 작물을 파괴한 대가뭄 동안 마이어스는 농부들이 피복 작물이 있는 밭은 추가 식물이 없는 밭보다 피해가 크지 않다고 말하는 것을 들었습니다.그래서 그는 인디애나주 웨스트 라파예트에 있는 비영리 단체인 Conservation Technology Information Center와 협력하여 농업에서 보존을 촉진하고 미국 농무부(USDA)에서 자금을 지원하는 지속 가능한 농업 프로그램을 통해 National Cover Crop Survey를 시작했습니다.연구원들은 약 700명의 농부를 대상으로 설문 조사를 실시한 결과, 피복 작물을 재배한 밭에서 가뭄 동안 옥수수 수확량이 평균 9.6%, 콩 수확량이 11.6% 증가한 것을 발견했습니다.

 

마이어스는 "당시 많은 사람들이 피복 작물이 수분을 흡수하고" 현금 작물에는 수분을 남기지 않을 것이라고 생각했기 때문에 이는 놀라운 일이라고 말했습니다.

USDA는 피복 작물을 사용하는 농부에게 보조금을 제공했습니다. 2022-23년 전국 피복 작물 조사에 응답하고 피복 작물을 심기 위해 지불금을 받은 농부 중 90%는 자금 지원이 중단된 후에도 아마도 그 관행을 계속할 것이라고 말했습니다.

 

다양성을 중시하다

작물 순환이 토양 건강과 회복력을 개선할 수 있다는 증거도 있습니다. 스미스는 수년간 같은 밭에서 같은 단일 작물을 재배하는 대신 작물을 바꾸는 것이 생산성을 희생하지 않고도 토양 건강을 개선할 수 있다고 말합니다.

 

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이는 시간이 지남에 따라 같은 밭에 피복 작물을 포함한 다양한 작물을 순환 심거나, 수세기 동안 일부 아메리카 원주민 부족이 재배해 온 옥수수, 콩, 호박이라는 '세 자매' 작물을 포함하여 같은 밭에 동시에 여러 작물을 심는 방식으로 이루어질 수 있습니다.

 

토양 생물에 대한 작물 순환의 효과를 분석한 20개 연구를 검토한 결과, 다양한 종을 순환시키면 단일 재배지와 비교하여 토양 내 미생물 양이 약 15% 증가하고 미생물 다양성이 3% 이상 증가하는 것으로 나타났습니다 .1 두 가지 이상의 다른 작물을 순환시키면 단일 재배지보다 토양에 더 많은 영양소인 탄소와 질소가 생성됩니

다 .2 콩과식물과 곡물을 함께 재배하는 재배지를 평가한 33개 논문을 검토한 결과 단일 재배지와 비교하여 매년 수확량의 안정성이 증가한 것으로 나타났으며 3 , 이는 생물학적으로 다양한 농장이 식량 안보를 개선할 수 있음을 시사합니다.

"이런 유형의 시스템은 종종 날씨 변화에 더 탄력적이고 질병 저항성이 약간 더 강화될 수 있습니다." 스미스는 말합니다. "수확량을 유지하거나 증가시킨다는 증거는 비교적 강력합니다."

 

시딩 인센티브

하지만 Nature 와의 인터뷰에서 농부와 연구자들은 재생 농업으로 전환하는 데는 약 3년이 걸릴 수 있다고 말했습니다 .

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캔자스주 마운드리지의 4대째 농부인 브랜든 카우프만은 작물을 순환시키고 가을과 겨울에는 밭에서 소를 방목하여 토양을 비옥하게 합니다. 그가 물려받은 산업 운영에서 재생 농업을 시작했을 때, 그는 "기댈 안전망이 없었다"고 말합니다. 정부 보조금은 "제가 몇 가지를 시도하도록 동기를 부여했고, 그 덕분에 엄청난 양의 지식을 얻었습니다".

 

연방, 주 및 기업 프로그램은 일반적으로 농부가 전환한 후 중단됩니다. 장기적으로 이러한 관행을 도입하는 국가의 식량을 공급하는 생산자를 지원하기 위해 미국 농장 법안에는 농부의 연방 작물 보험료를 낮추는 조치가 포함되어야 한다고 Kaufman 등은 말합니다. USDA는 COVID-19 팬데믹 동안 피복 작물을 심은 농부에게 에이커당 5.00달러의 보험 할인을 제공함으로써 이 아이디어를 시험했습니다. 연방 프로그램은 현재 종료되었지만 Iowa, Wisconsin 및 Illinois를 포함한 주에서는 자체 버전을 시행했습니다.

 

농장은 산업적 농업 관행에서 벗어나 더 건강한 토양으로 이동할 수 있다고 카우프만은 말한다. 그는 생산자들이 변화하도록 하려면 "시간"과 재정적 인센티브가 필요하다고 말한다. 하지만 그는 "자녀와 손주를 생각해 보면... 100년 후에 그들의 음식은 어디에서 나올까?"라는 이유로 중요하다고 덧붙였다.