해수 농업의 작물 재배 과정
글쓴이 관리자 등록일 2011/11/10
해수 농업의 작물 재배 과정 -사료 작물의 예-
 
해수 농업은 가격 경쟁력을 갖추기 위해 두 가지의 요구 조건이 뒤따른다.
첫째, 바닷물을 끌어오는 관개 비용을 넘을 만큼의 작물을 재배할 수 있어야 하며,
둘째, 연구원들은 농경법을 더욱 연구하여 해수 농업이 환경을 손상시키지 않게 해야 한다.
이러한 장애 요소들을 뛰어넘는 것은 매우 어려웠지만 소기의 성과를 거두었다.
우선 염기에 강한 식물들을 찾아야 했다. 해수 농업의 발전은 두 가지 방향으로 나아가고 있다. 일부 연구원들은 염도 한계치를 전통적인, 일반적인 작물, 보리나 밀과 같은 것에서 높이려고 하고 있다.
예를 들어, Emanuel Epstein의 U.C Davis 대학 연구팀은 1979년에 낮은 염도에서 수 세대 동안 경작 되어 왔던 보리가 상대적으로 더 염도가 높은 해수로 관개되었을 때 더 적은 양을 생산해 내는 것을 확인했다.
불행히도, 전통적인 작물들의 염분도 한계치를 선발육종이나 유전공학 즉 염분에 내성이 있는 유전자를 첨가하는 방법을 통해 증가시키려는 노력은 해수농업에 우수한 모델들이 되지 못하였다.
장기간 재배를 통해 가장 염분에 내성이 생긴 작물의 염분도 한계치의 최대한도, 가령 대추야자의 염분 한계치는 해수의 15% 수준인 1000분의 5ppt 정도였다. 보통의 바닷물은 약 35ppt의 소금을 함유하며, 홍해나 캘리포니아만의 북부 만 지역 즉 멕시코의 소노라와 캘리포니아의 바자 부근의 해안가 그리고 페르시아만 부근은 대개 40ppt의 소금을 포함하고 있다.
염화나트륨, 즉 우리가 식생활에 쓰는 소금은 바다 어디에나 풍부하며 농작물 경작에 가장 큰 방해물이다. 목표는 염기에 강한 식물이라고 불리는 야생의 내염성의 작물들을 재배할 수 있게 바꾸어 식량과 마초, 그리고 지방종자로 경작하는 것이다. 우리는 기존 작물들의 염감수성을 내염성으로 바꾸어 생리를 근본적으로 바꾸는 것 역시 고려해 보았으나 그 방법이 어렵고 기존의 야생 식물을 새로 길들이는 것의 가능성만 못하다는 결론을 내렸다.
현재의 작물들도 야생에서 시작되었다. 또한, 몇몇 염생 식물들은 이미 지역 원주민들에게 식량의 수단이 되어 왔다. 대표적으로 염생초 Distichlis palmeri에서 자란 곡물들은 콜로라도 강과 캘리포니아만 사이에 거주하는 Cocopah 부족민들의 식량이 되어 왔다.
 
우리는 우리의 해수 농업을 위한 노력들을 수백 종류의 염기에 강한 식물들을 전세계로부터 모으는 것으로 시작했다. 그 다음 그것들의 내염성과 영양학적인 내용물을 검사하였다. 약 2천에서 3천 종의 염기에 강한 식물들은 다양한 지역에서 다양한 습도와 기후 등의 환경에서 자란다.
Dov Pastemak의 이스라엘, Negev에 위치한 Ben Gurion 대학의 연구팀, 그리고 민족 식물학자인 Arizona 대학의 Richard S. Felger와 Nicholas P.Yensen과의 협동을 통해 우리는 대략적으로 12종류의 염기에 강한 식물들이 성공적으로 재배될 가능성을 보여주었다.
 
1978년도에 우리는 가장 성공할 확률이 높은 작물들을 멕시코의 서부 해안가 Puerto Penasco에 위치한 사막에서 실험해보았다. 우리는 식물들을 매일 40ppt의 걸프만으로부터 범람시킨 고염도 바닷물로 관개했다. 그 지역의 강수량이 일년에 겨우 90mm 수준이었기에, 우리는 일년에 약 20m 정도의 깊이가 되는 양의 바닷물이 되도록 범람시켰다. 그 작물들은 거의 바닷물에만 의존하는 상태였다. 강수량과 관개에 필요한 물의 양을 mm보다는 최종적으로 그 지역을 덮을 양인 깊이를 나타내는 세제곱 미터로 계산했다.
비록 수확이 작물에 따라 달랐지만, 가장 성공적인 염생초들은 약 1제곱미터 마다 1~2 kg의 대략적인 수확을 거두게 해주었다. 이것은 대략 자주개자리 작물이 담수에서 자라나는 수확량과 비슷한 수준이다.
가장 생산량이 높은 내염성의 염기에 강한 식물들은 Salicornia, Suaeda, 그리고 Atriplex 등이었다. 이들은 모든 염기에 강한 식물들 중 약 20%에 해당되는 양이다. Distichlis나 viny 같은 염생초들이나, 다즙 조직의 잎을 가진 Batis 같은 작물 역시 상당히 생산량이 높았다. 그러나 가격 대비 효율성을 입증하기 위해 우리는 이러한 염기에 강한 식물들이 기존의 작물들을 특정한 목적으로 대체할 수 있는 것을 보여야 했다.
 
따라서 우리는 이러한 식물들이 가축들의 먹이로 쓰일 수 있는지 확인했다. 소, 양, 그리고 염소 떼 등은 지구의 농업에 커다란 문제점이 되고 있다. 국제연합의 환경 계획에 의하면 지구의 건조지역중 약 46%는 과도한 목축으로 인한 것이기 때문이다. 몇몇 염기에 강한 식물들은 높은 정도의 단백질과 소화될 수 있는 탄수화물을 가졌으나, 안타깝게도 많은 양의 소금 역시 함유하고 있다. 소금은 칼로리는 없지만 공간은 차지하기에, 염기에 강한 식물의 높은 염분 함유량은 그것의 영양적인 가치를 떨어뜨린다. 또한, 그러한 염분은 염기에 강한 식물을 먹을 수 있는 동물의 종류 역시 제한시킨다.
열린 목축 환경에서, 염생 식물은 주로 대체제로 여겨질 뿐이다. 염기에 강한 식물을 기존의 작물들과 혼합하여 가축에게 먹이는 것이 전략이었다.
약 30~ 50%의 기존 작물을 염기에 강한 식물로 대체하여 양과 염소에게 먹여 보자, Salicornia, Suaelda, Atriplex와 같은 염기에 강한 식물을 혼합적으로 먹은 동물들의 무게는 건초만을 섭취한 동물들과 동일하였다.
더 나아가 염기에 강한 식물을 먹는 것은 실험 대상이 된 동물들의 육질에 영향을 주지 않았다. 일반이 가지고 있던 걱정들과는 다르게 동물들 역시 염기에 강한 식물을 혼합해서 먹는 것에 혐오감을 드러내지 않았다. 실상은 도리어 그들이 그 짠 맛에 매혹된 모습이었다. 하지만, 염기에 강한 식물을 먹은 동물들은 건초만을 먹은 동물들보다 더 많은 물을 섭취했다. 또한, 전통적인 식단보다 염기에 강한 식물을 혼합한 식단의 경우에 실험 대상의 동물이 사료 대비 약 10% 고기를 적게 생산한 것으로 드러났다.
 
 
 
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