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헴프 생산국
세계 최고의 헴프 생산국은 중국으로, 전 세계 생산량의 70% 이상을 생산한다. 프랑스는 전 세계 생산량의 약 4분의 1을 차지하며 2위를 차지한다. 유럽의 나머지 지역, 칠레, 조선민주주의인민공화국에서도 소규모 생산이 이루어진다. 오스트레일리아, 오스트리아, 캐나다, 칠레, 중국, 덴마크, 이집트, 핀란드, 독일, 그리스, 헝가리, 인도, 이탈리아, 일본, 한국, 네덜란드, 뉴질랜드, 폴란드, 포르투갈, 루마니아, 러시아, 슬로베니아, 스페인, 스웨덴, 스위스, 태국, 튀르키예, 영국, 우크라이나를 포함하여 30개국 이상이 산업용 헴프를 생산한다.
영국과 독일은 1990년대에 상업 생산을 재개했다. 영국 생산량은 주로 말의 깔짚으로 사용되며, 다른 용도는 개발 중이다. 캐나다, 영국, 미국, 독일 등 여러 국가의 기업들은 헴프 씨앗을 가공하여 다양한 식품 제품과 화장품을 생산하고 있으며, 많은 전통적인 재배 국가들은 계속해서 직물 등급 섬유를 생산한다.
헴프 생산국
온타리오주의 공기 건조 줄기 수확량은 1998년부터 12% 수분 함량 기준으로 헥타르당 2.6~14.0톤의 건조, 침출 줄기(1~5.5톤/에이커) 범위에 달했다. 켄트 카운티의 수확량은 평균 헥타르당 8.75톤(3.5톤/에이커)이었다. 북부 온타리오 작물은 1998년 평균 헥타르당 6.1톤(2.5톤/에이커)이었다. 2008년부터 2010년까지 유럽 연합 통계에 따르면 헴프 짚의 평균 수확량은 헥타르당 6.3~7.3톤 사이에서 변동했다. 이 중 일부만이 인피 섬유이다. 3~4톤의 좋은 품질의 건조 침출 짚에서 약 1톤의 인피 섬유와 2~3톤의 핵심 재료를 데코르티케이트할 수 있다. 이 수준의 연간 수확량을 위해서는 온타리오주에서 질소(N): 70~110kg/ha, 인산염(P2O5): 최대 80kg/ha, 칼륨(K2O): 40~90kg/ha를 추가할 것을 권장한다.
2001년과 2002년 유럽의 건조 헴프 줄기 평균 수확량은 헥타르당 6톤(2.4톤/에이커)이었다.
FAO는 헴프 섬유의 최적 수확량은 헥타르당 2톤 이상이며, 평균 수확량은 약 650kg/ha라고 주장한다.
헴프 생산국
호주 태즈메이니아주, 빅토리아주, 퀸즐랜드주, 웨스턴오스트레일리아주, 뉴사우스웨일스주 그리고 가장 최근에는 사우스오스트레일리아주 주정부들은 산업용 헴프 재배 허가를 발급했다. 대마의 잠재력에 대한 현대 연구를 처음 시작한 주는 태즈메이니아주였으며, 1990년대 초 헴프 허가를 개척했다. 빅토리아주는 1998년에 조기 채택했으며, 2008년에 규정을 재발급했다.
퀸즐랜드는 2002년부터 허가 하에 산업 생산을 허용했으며, 이 발급은 1986년 약물 오용법에 따라 통제된다.
웨스턴오스트레일리아는 2004년 산업용 헴프법에 따라 헴프 재배, 수확 및 가공을 허용했으며, 뉴사우스웨일스는 2008년 11월 6일 발효된 2008년 헴프 산업 규제법(No 58)에 따라 허가를 발급하고 있다.
가장 최근에는 사우스오스트레일리아가 2017년 사우스오스트레일리아 산업용 헴프법에 따라 산업용 헴프를 합법화했으며, 이 법은 2017년 11월 12일부터 시행되었다.
캐나다에서 산업용 헴프의 상업적 생산(재배 포함)은 1998년부터 캐나다 보건부가 발행한 면허 및 허가 하에 허용되었다.
헴프 생산국
1990년대 초, 북미에서 산업용 헴프 농업은 매니토바 대학교의 헴프 인식 위원회에서 시작되었다. 위원회는 주정부와 협력하여 연구 개발 지원을 받았고, 캐나다 정부로부터 시험 재배 허가를 받을 수 있었다. 그들의 노력은 캐나다에서 산업용 헴프 (정신활성 물질인 테트라하이드로칸나비놀이 극미량만 함유된 헴프)의 합법화와 1998년 첫 수확으로 이어졌다.
2017년 대평원 지역의 헴프 경작 면적은 서스캐처원주가 56,000 에이커 (23,000 ha) 이상, 앨버타주가 45,000 에이커 (18,000 ha), 매니토바주가 30,000 에이커 (12,000 ha)에 달한다. 캐나다 헴프는 주로 껍질을 벗긴 헴프 씨앗, 헴프 오일, 헴프 단백질 분말과 같은 식품 가치 때문에 재배되며, 건설 및 단열재에 사용되는 헴프 섬유 생산에는 극히 일부만 사용된다.
헴프 생산국
프랑스는 재배 면적 8,000 헥타르 (20,000 ac)로 유럽 최대 생산국이자 세계에서 두 번째로 큰 생산국이다. 2003년에 생산된 헴프 섬유의 70~80%는 담배 종이 및 기술 응용 분야의 특수 펄프로 사용되었다. 약 15%는 자동차 부문에 사용되었고, 5~6%는 단열 매트에 사용되었다. 허드의 약 95%는 동물 깔짚으로 사용되었고, 거의 5%는 건설 부문에 사용되었다. 2010~2011년에는 EU에서 총 11,000 헥타르 (27,000 ac)의 헴프가 재배되었는데, 이는 전년도에 비해 감소한 수치이다.
1950년대부터 1980년대까지 소련은 세계 최대 헴프 생산국이었다(1970년에는 3,000 제곱킬로미터 (1,200 mi2)). 주요 생산 지역은 우크라이나, 러시아의 쿠르스크와 오룔 지역, 그리고 폴란드 국경 근처였다. 1931년 설립된 우크라이나 흘루히우 인피 섬유 작물 연구소의 헴프 육종과는 세계 최대의 신품종 헴프 개발 센터 중 하나였으며, 섬유 품질, 헥타르당 수확량, 낮은 THC 함량 개선에 중점을 두었다.
헴프 생산국
소련 붕괴 이후 헴프의 상업적 재배는 급격히 감소했다. 그러나 러시아 극동 및 흑해 지역에는 최소 250만 에이커의 헴프가 야생으로 자라고 있는 것으로 추정된다.
영국에서는 1971년 약물 오용법에 따라 영국 내무부에서 재배 허가를 발급한다. 마약이 아닌 목적으로 재배될 때 헴프는 산업용 헴프라고 불리며, 일반적인 제품은 다양한 제품에 사용되는 섬유와 영양학적 측면 및 기름을 위한 씨앗이다. 야생 헴프 또는 수로 잡초는 일반적으로 경작지에서 벗어나 자가 파종된 자연화된 섬유 또는 유지종자 대마 품종이다.
2019년 10월, 헴프는 연방법에 따라 46개 미국 주에서 합법적으로 재배할 수 있게 되었다. 2019년 기준으로 47개 주가 주 차원에서 헴프 재배를 합법화하는 법안을 제정했으며, 일부 주는 비정신 활성 CBD를 위해 특별히 식물을 재배하는 것에 관한 의료 조항을 시행하고 있다.
2018년 미국 농업법, 즉 2018년 헴프 농업법을 포함한 법안은 헴프를 스케줄 I 약물에서 제외하고 대신 농산물로 지정했다. 이는 연방 차원에서 헴프를 합법화하여 헴프 농부들이 생산 허가를 받고, 대출을 받으며, 연방 작물 보험을 받는 것을 더 쉽게 만들었다.
헴프 생산국
S.D. 법전 §38-35-1 등.
면허를 통한 헴프의 성장, 생산 및 운송을 승인하고, 농업부에 USDA에 주 계획을 제출하도록 지시한다.
재배자 면허 신청을 위해 최소 5에이커의 연속적인 야외 경작지를 요구하며, 모든 면허 신청자는 주 및 연방 범죄 배경 조사에 응해야 한다.
주 내 또는 주를 통과하는 모든 운송업체에 운송 허가를 요구하며, 공공안전부에서 제공하는 두 가지 유형의 산업용 헴프 운송 허가(재배자 면허 소지자 및 일반)를 생성한다.
헴프 규제 프로그램 기금을 조성한다.
헴프 재배 합법화 과정은 2009년 오리건주가 산업용 헴프 면허를 승인하기 시작하면서 시작되었다. 그리고 2013년, 마리화나 합법화 이후 콜로라도의 여러 농부들이 수 에이커의 헴프를 심고 수확하여 반세기 만에 미국 최초의 헴프 작물을 수확했다. 그 후 연방 정부는 2014년 농업법의 일부로 헴프 농업 시범 프로그램을 만들었다. 이 프로그램은 고등 교육 기관과 주 농업 부서가 마약단속국 (DEA)의 동의 없이 헴프를 재배하기 시작할 수 있도록 허용했다. 이전에 미국 최고의 생산국이었던 켄터키주의 헴프 생산은 2014년에 재개되었다. 노스캐롤라이나주의 헴프 생산은 2017년에 재개되었으며, 같은 해 워싱턴주에서도 마찬가지였다. 2017년 말까지 최소 34개 미국 주에서 산업용 헴프 프로그램을 운영하고 있었다. 2018년 뉴욕은 코넬 대학교, 빙엄턴 대학교 및 뉴욕주립대학교 모리스빌에서 헴프 연구 파일럿 프로그램과 함께 산업용 헴프 생산에 박차를 가하기 시작했다.
2017년 현재 헴프 산업은 연간 헴프 제품 판매액이 약 8억 2천만 달러에 달한다고 추정했다. 헴프 유래 CBD가 이러한 성장을 주도하는 주요 동력이었다.
이러한 발전에도 불구하고, 미국의 헴프 기업들은 전통적인 마케팅 및 판매 방식에서 어려움을 겪으면서 확장에 어려움을 겪었다. 포브스가 실시한 사례 연구에 따르면, 헴프 기업 및 스타트업들은 대부분의 온라인 광고 플랫폼과 금융 기관이 헴프와 마리화나를 구별하지 않기 때문에 비정신 활성 헴프 제품을 마케팅하고 판매하는 데 어려움을 겪었다.
헴프 역사
수확된 헴프 섬유는 농업 이전에 9천 년에서 5만 년 전부터 옷을 만드는 데 사용되었다. 또한 가장 초기에 경작된 식물 중 하나일 수 있다. 일본 오키 제도의 한 고고학 유적지에서는 기원전 8000년경의 대마 수과가 발견되었는데, 이는 식물 사용을 의미하는 것으로 보인다. 헴프 사용은 중국 신석기 시대까지 거슬러 올라가는데, 양사오 문화 도기에서 기원전 제5천년기로 거슬러 올라가는 헴프 섬유 자국이 발견되었다. 중국인들은 나중에 헴프를 사용하여 옷, 신발, 밧줄, 그리고 초기 형태의 종이를 만들었다. 고전 그리스 역사가 헤로도토스 (기원전 480년경)는 스키티아 주민들이 의식의 일환으로 그리고 즐거움을 위해 헴프 씨앗 연기 증기를 흡입했다고 보고했다.
헴프 역사
직물 전문가 엘리자베스 웨일랜드 바버는 "칸나비스 사티바는 신석기 시대부터 유럽(독일, 스위스, 오스트리아, 루마니아, 우크라이나)에서 동아시아(티베트, 중국)까지 북부 위도 전역에 걸쳐 자랐고 알려져 있었다"는 역사적 증거를 요약하면서도 "서양에서 칸나비스 사티바의 직물 사용은 비교적 늦게, 즉 철기 시대에야 확실히 나타난다"고 말한다.
"나는 남중앙아시아 어딘가에서 마약성 품종이 처음 나타난 것으로 보아, 기원전 1천년에 남쪽으로부터 급속히 서쪽으로 확산된 '포트 흡연' 습관이 헴프를 갑작스러운 명성과 부를 가져다준 경작물로 만들고 급속히 확산시킨 주된 원인이라고 강력히 추측한다. 언어학적 증거는 확산 시기와 방향, 그리고 원인 모두에서 이 이론을 강력히 지지한다."
헴프 역사
2세기에 팔레스타인에 살던 유대인들은 헴프 재배에 익숙했으며, 이는 미슈나(킬라임 (탈무드) 2:5)에서 헴프를 토란과 함께 모종에서 자라는 데 3년이나 걸리는 식물의 한 품종으로 언급한 기록으로 증명된다. 중세 후기 신성 로마 제국 (독일)과 이탈리아에서는 헴프가 조리된 요리, 파이와 토르테의 속 재료, 또는 수프에 끓여서 사용되었다. 후기 유럽에서 헴프는 주로 섬유용으로 재배되었고 크리스토퍼 콜럼버스의 배를 포함한 많은 선박의 밧줄에 사용되었다. 헴프를 천으로 사용하는 것은 주로 시골 지역에 집중되었으며, 도시에서는 더 고급 직물을 구할 수 있었다.
헴프 역사
스페인인들은 헴프를 아메리카 대륙으로 가져와 1545년경부터 칠레에서 재배했다. 페루, 콜롬비아, 멕시코에서도 비슷한 시도가 있었지만, 칠레에서만 작물 재배가 성공했다. 1605년 7월, 사무엘 드 샹플랭은 케이프 코드의 왐파노아그족과 플리머스만의 나우셋족이 잔디와 헴프 옷을 입고 있었으며, 그들의 지역에서 야생으로 4~5피트 높이로 자라는 헴프를 수확했다고 보고했다. 1607년 5월, 리치먼드가 위치한 주요 포우하탄 마을에서 가브리엘 아처는 원주민들이 재배하는 작물 중 "헴프"를 관찰했다. 그리고 1613년, 사무엘 아르갈은 상류 포토맥강 연안에 "잉글랜드보다 더 좋은" 야생 헴프가 자란다고 보고했다. 일찍이 1619년에 최초의 버지니아 식민지 의원회는 버지니아의 모든 플랜테이션 경영자에게 "잉글랜드산 및 인디언산" 헴프를 플랜테이션에 파종하도록 요구하는 법안을 통과시켰다. 청교도들은 1645년에 뉴잉글랜드에서 처음으로 헴프를 재배한 것으로 알려져 있다.
헴프 역사
조지 워싱턴은 밧줄과 직물을 만드는 데 흔히 사용되는 현금작물로서 헴프 재배를 추진했다. 1765년 5월, 그는 일기에 4월 중순까지 매일 씨앗을 파종한 사실을 기록했다. 그리고 10월에 27부셸을 수확했다고 언급했다.
워싱턴의 일기에서 "수컷 헴프와 암컷 헴프를 분리하기 시작했다—조금 늦었다"는 구절은 그가 꽃에서 발견되는 THC를 위해 암컷 식물을 재배하려고 했다는 증거로 간주되기도 한다. 그러나 일기에 첨부된 편집자 주석은 "이것은 그들(수컷)이 더 거칠고 줄기가 더 크기 때문일 수 있다"고 명시하고 있다. 며칠 후 그는 헴프를 담그고 (섬유를 사용할 수 있도록 하기 위해) 씨앗을 수확했다고 기록하여, 그가 헴프를 산업 목적으로 재배하고 있었음을 시사한다.
헴프 역사
조지 워싱턴은 또한 섬유용으로 사용되고 일부 재배자들은 환각성 수지 생산용으로 사용했던 인도산 헴프 식물을 아시아에서 수입했다. 1796년 식물을 관리하던 윌리엄 피어스에게 보낸 편지에서 워싱턴은 "지난 여름의 인도산 헴프 식물은 어떻게 되었는가? 내 목적에 충분한 씨앗을 생산하고 다른 사람들에게도 씨앗을 퍼뜨릴 수 있도록 모두 다시 심었어야 한다. 그것은 일반적인 헴프보다 더 가치가 있다"고 말했다.
다른 목적으로 헴프를 재배한 것으로 알려진 대통령으로는 토머스 제퍼슨, 제임스 매디슨, 제임스 먼로, 앤드루 잭슨, 재커리 테일러, 프랭클린 피어스 등이 있다.
역사적으로 헴프 생산은 남북 전쟁 이전 켄터키 경제의 상당 부분을 차지했다. 남북 전쟁 이전에는 많은 노예들이 헴프를 생산하는 농장에서 일했다.
1937년, 미국에서는 마리화나 세금법 1937이 통과되어 대마, 헴프, 또는 마리화나를 상업적으로 취급하는 모든 사람에게 세금을 부과했다. 이 법안이 미국의 헴프 산업을 파괴하기 위해 통과된 배경에는 사업가 앤드루 멜런, 랜돌프 허스트 및 듀폰 가문이 관련되어 있다고 알려져 있다.
헴프 역사
한 가지 주장은 허스트가 그의 광범위한 목재 보유지가 데코르티케이터의 발명으로 위협받을 것이라고 믿었으며, 그 기계가 헴프를 신문용 종이 펄프의 값싼 대체제로 만들 것이라고 우려했다는 것이다. 역사적 연구에 따르면, 1930년대 데코르티케이터 (헴프 줄기에서 섬유를 분리하는 기계)의 개선에도 불구하고 헴프 섬유가 다른 원료의 섬유보다 싸게 대체될 수 없었기 때문에 이러한 우려는 근거가 없었다. 더욱이, 데코르티케이터는 상업 생산에서 만족스러운 성능을 보이지 못했다.
또 다른 주장은 당시 미국에서 가장 부유한 재무장관이었던 멜런이 듀폰의 새로운 합성섬유인 나일론에 막대한 투자를 했으며, 전통적인 자원인 헴프의 대체가 신제품의 성공에 필수적이라고 믿었다는 것이다. 듀폰과 많은 산업 역사가들은 나일론과 헴프 사이의 연관성을 부인하는데, 나일론은 곧바로 희귀한 상품이 되었다. 나일론은 칫솔 (1938년부터 판매)에 사용될 수 있는 특성을 가졌고, 매우 가는 나일론 섬유는 일반적으로 헴프 섬유로 생산되지 않는 다양한 직물, 예를 들어 여성용 매우 가는 스타킹에서 견섬유와 레이온과 경쟁할 수 있었다.
헴프 역사
마리화나 세금법이 1937년 막 법제화되었지만, 미국 농무부는 제2차 세계 대전 동안 헴프 재배에 대한 세금을 철회했다. 제2차 세계 대전 이전에 미 해군은 필리핀과 인도네시아에서 황마포와 마닐라삼을 사용하여 선박의 밧줄을 만들었다. 전쟁 중 일본은 이러한 공급선을 차단했다. 미국은 국내로 눈을 돌려 미국 토양에서 헴프 재배를 활성화해야 했다.
헴프는 제2차 세계 대전 중 미국에서 군복, 캔버스, 밧줄을 만드는 데 광범위하게 사용되었다. 사용된 헴프의 대부분은 켄터키주와 미드웨스트에서 재배되었다. 제2차 세계 대전 중 미국은 1942년 헴프를 전쟁 승리에 필요한 작물로 홍보하는 짧은 영화 승리를 위한 헴프를 제작했다. 1980년대에 이 영화는 거의 잊혀졌고, 미국 정부는 그 존재 자체를 부인하기까지 했다. 이 영화와 미국 농업 및 상업에서 헴프의 중요한 역사적 역할은 헴프 운동가 잭 헤러의 저서 황제는 옷을 입지 않는다에서 밝혀졌다.
미국 농부들은 1942년 미국의 헴프 생산량을 3만 6천 에이커로 늘리는 캠페인에 참여했다. 이는 전쟁 노력 이전인 1941년 생산량의 20배 이상에 달하는 증가였다.
헴프 역사
미국에서는 행정명령 12919호(1994년)가 헴프를 비축해야 할 전략적 국가 생산물로 지정했다.
헴프는 수천 년 동안 아시아와 중동에서 섬유용으로 재배되었다. 서양에서 헴프의 상업적 생산은 18세기에 시작되었지만, 16세기 동잉글랜드에서 재배되었다. 당시 식민지 확장과 해군 확장으로 인해 경제는 밧줄과 토우를 위한 많은 양의 헴프를 필요로 했다. 1940년대 초, 헴프 섬유의 세계 생산량은 25만에서 35만 미터톤에 달했으며, 러시아가 가장 큰 생산국이었다.
서유럽에서는 헴프 재배가 1930년대까지 법적으로 금지되지는 않았지만, 당시에는 점점 인기를 얻는 인조 섬유에 비해 수요가 감소하여 상업적 재배가 중단되었다. 다른 섬유들의 성공적인 경쟁으로 인해 대량의 헴프 상업 재배 가능성에 대한 추측은 비판을 받았다. 헴프 섬유의 세계 생산량은 1961년 30만 미터톤 이상에서 1990년대 초 약 7만 5천 미터톤으로 떨어졌고, 그 후 그 수준에서 안정적으로 유지되었다.
일본에서는 역사적으로 헴프가 종이와 섬유 작물로 사용되었다. 일본에서 대마가 옷을 만드는 데 사용되었고 씨앗이 조몬 시대 (기원전 10,000년~300년)까지 먹혔다는 고고학적 증거가 있다. 많은 기모노 디자인에는 헴프 또는 아사(일본어: 麻)가 아름다운 식물로 묘사되어 있다. 1948년 마리화나는 마약으로 규제되었다. 미국 당국이 부과한 마리화나 금지법은 일본 문화에 생소했는데, 일본에서는 이전에 이 마약이 널리 사용된 적이 없었기 때문이다. 마리화나 사용에 대한 이러한 법률은 세계에서 가장 엄격한 편에 속하여 마약 소지 시 5년형을 선고하지만, 승려의 가운과 스모 선수의 샅바를 만드는 데 사용되는 헴프 재배자는 면제된다. 일본에서 마리화나 사용이 지난 10년 동안 두 배로 증가했기 때문에 이러한 면제 조항에 최근 의문이 제기되었다.
포르투갈 땅에서 헴프 재배는 14세기경 시작되었다. 이 원료는 포르투갈 선박용 밧줄과 마개 제조에 사용되었다. 포르투갈은 브라질 일부 지역을 포함한 식민지를 활용하여 헴프 공급을 지원하기도 했다.
1640년 독립 복원 후 침체된 포르투갈 해군 함대를 회복하기 위해 주앙 4세 국왕은 헴프 재배에 다시 강조를 두었다. 그는 생산량을 늘리고 노력을 지원하기 위해 토레 드 몬코르보 마을에 왕실 아마 및 헴프 공장을 설립하도록 명령했다.
1971년, 헴프 재배가 불법화되면서 생산량이 대폭 감소했다. EU 규정 1308-70, 619/71, 1164-89에 따라 이 법은 (일부 인증된 씨앗 품종에 대해) 폐지되었다.
녹비
농업에서 녹비(green manure)는 녹색 상태일 때 토양에 혼합하기 위해 특별히 재배되는 작물이다. 일반적으로 녹비의 바이오매스는 (갈색) 두엄에서 흔히 그렇듯이 쟁기나 원판을 이용하여 혼합된다. 주된 목적은 토양에 토양 유기물을 추가하여 이점을 얻는 것이다. 녹비는 흔히 다음 작물을 위해 토양에 질소를 추가하기 위해 협과 작물과 함께 사용되는데, 특히 유기농에서 그러하며, 집약농업에서도 사용된다.
녹비 적용 방법
농부들은 사용 가능한 식물 잔여물을 토양에 섞어 녹비를 적용한다. 농부들은 협과 식물을 재배하거나 나무/관목의 잘린 가지를 모아서 녹비 작업을 시작한다. 수확자들은 녹비 작물을 수확하여 식물 재료를 토양에 섞는다. 분해되지 않은 식물은 질소와 같은 영양분을 토양에 천천히 방출하여 현금 작물 재배를 위한 땅을 준비한다.
농부들은 현금 작물 파종 전후에 녹비를 토양에 추가할지 결정할 수 있다. 이러한 다양한 파종 일정은 벼농사에서 볼 수 있다.
녹비 기능
녹비는 일반적으로 토양 개량 및 토양 보호를 포함한 여러 기능을 수행한다.
토끼풀속 및 살갈퀴와 같은 콩과 녹비는 뿌리혹에 대기 중 질소를 식물이 사용할 수 있는 형태로 고정하는 질소 고정 공생 세균을 포함한다. 이는 비료의 중요한 기능을 수행한다.
재배되는 피복작물의 종에 따라 토양으로 방출되는 질소량은 에이커당 40~200파운드 사이이다. 녹비를 사용하면 다음 작물에 이용 가능한 질소량은 일반적으로 녹비 작물에 포함된 총 질소량의 40~60% 범위이다.
녹비는 주로 부식산과 아세트산을 생성하여 알칼리성 토양의 알칼리성/pH를 낮추는 토양산화 물질로 작용한다.
피복작물을 토양에 혼합하면 녹비에 함유된 영양분이 방출되어 다음 작물이 이용할 수 있게 된다. 이는 신선한 식물 재료의 분해를 돕는 토양 미생물의 풍부함 증가로 인해 즉시 발생한다. 이러한 추가적인 분해는 질소(N), 칼륨(K), 인(P), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 황(S)과 같은 특정 형태로 토양에서 발견되는 영양분의 재혼합을 가능하게 한다.
녹비 기능
피복작물을 토양에 혼합함으로써 미생물 활동은 균사체와 점성 물질의 형성을 유도하여 토양 토양구조를 증가시켜 (즉, 응집을 통해) 토양 건강에 이점을 제공한다. 유기물 (바이오매스) 비율 증가는 물 침투 및 보존, 통기성 및 기타 토양 특성을 개선한다. 토양은 응집되지 않은 토양보다 더 쉽게 뒤집히거나 경작된다. 녹비 작물의 많은 뿌리 시스템이 압축된 토양을 효율적으로 관통할 수 있는 능력으로 인해 토양의 추가적인 통기가 발생한다. 토양에서 발견되는 부식토의 양도 분해 속도가 빨라지면서 증가하며, 이는 녹비 작물 다음 작물의 성장에 유익하다. 비콩과 작물은 주로 바이오매스를 증가시키는 데 사용된다.
일부 녹비 품종의 뿌리 시스템은 토양 깊숙이 자라며 얕게 뿌리 내린 작물에는 이용할 수 없는 영양분을 끌어올린다.
일반적인 잡초 억제 피복작물 기능. 비콩과 작물이 주로 사용된다(예: 메밀) 많은 녹비 작물의 깊은 뿌리 특성은 잡초를 효과적으로 억제한다.
녹비 기능
일부 녹비 작물은 꽃을 피우도록 허용하면 꽃가루 매개 곤충에게 사료를 제공한다. 녹비 작물은 또한 포식성 익충의 서식지를 제공하여 피복작물이 심어진 곳에서 살충제 적용을 줄일 수 있도록 한다.
일부 녹비 작물(예: 겨울밀 및 호밀)은 방목에도 사용될 수 있다.
녹비 피복작물을 선택할 때 침식 방지 또한 종종 고려된다.
일부 녹비 작물은 식물 해충을 줄이고 질병을 줄인다. 버티실리움 시들음병은 감자 식물에서 특히 감소한다.
녹비를 농업 시스템에 통합하면 추가 비료 및 살충제와 같은 추가 제품의 필요성을 크게 줄일 수 있다.
녹비 사용 시 고려해야 할 제한 사항은 이러한 피복작물을 성공적으로 재배하고 활용하는 데 필요한 시간, 에너지 및 자원(금전적 및 자연적)이다. 따라서 피복작물의 효율적인 성장 및 사용을 보장하기 위해 재배 지역 및 연간 강수량을 기준으로 녹비 작물을 선택하는 것이 중요하다.
녹비 영양분 방출
녹비는 유기물을 소비하는 종속영양 박테리아에 의해 식물 영양분 성분으로 분해된다. 따뜻함과 습기는 이 과정에 기여하며, 퇴비 비료를 만드는 것과 유사하다. 식물 물질은 다량의 이산화탄소와 불용성 토양 광물과 반응하여 유익한 영양분을 방출하는 약산을 방출한다. 예를 들어, 칼슘 광물이 많은 토양에는 녹비를 주어 토양 내 인산염 함량을 높일 수 있으며, 이는 다시 비료 역할을 한다.
녹비 영양분 방출
식물의 탄소 대 질소 비율은 토양의 영양분 함량에 영향을 미치고, 잘못된 식물을 녹비로 사용하면 작물의 질소가 고갈될 수 있으므로 고려해야 할 중요한 요소이다. 탄소 대 질소 비율은 종에 따라, 그리고 식물의 나이에 따라 달라진다. 이 비율을 C:N이라고 한다. 질소의 값은 항상 1이며, 탄소 또는 탄수화물의 값은 약 10에서 90까지의 값으로 표현된다. 이 비율은 30:1 미만이어야 비료 박테리아가 토양에 존재하는 질소를 고갈시키는 것을 방지할 수 있다. 뿌리혹박테리아는 녹비와 상호작용하여 대기 중 질소를 토양에 보존하는 토양 유기체이다. 콩, 자주개자리, 토끼풀속 및 루핀과 같은 협과 식물은 뿌리혹박테리아가 풍부한 뿌리 시스템을 가지고 있어 종종 녹비 재료의 선호되는 공급원이 된다.
녹비 작물
많은 녹비는 봄이나 여름 파종 전에 땅을 덮기 위해 가을이나 겨울에 심는다.
녹비 역사
녹비는 고대부터 사용되어 왔다. 농부들은 화학 질소 비료가 발명되기 전에는 유기 비료만 사용할 수 있었다. 기원전 300년경 그리스인들이 넓은 콩과 누에콩을 토양에 갈아 넣었다는 증거가 있다. 로마인들도 누에콩과 루핀 같은 녹비를 사용하여 토양을 더 비옥하게 만들었다. 수백 년 전의 중국 농업 서적들은 농장 토양에 영양분을 제공하는 풀과 잡초의 중요성을 언급한다. 유럽에서 온 초기 북미 식민지 개척자들에게도 알려져 있었다. 일반적인 식민지 녹비 작물은 호밀, 메밀, 귀리였다.
전통적으로 녹비를 토양에 혼합하는 것은 윤작의 휴경 주기라고 알려져 있으며, 수확 후 토양이 비옥도를 되찾도록 하는 데 사용되었다.
녹비 녹비의 한계
녹비를 부적절하게 관리하거나 추가적인 화학 물질 투입 없이 관리하면 작물 생산이 제한될 수 있다. 작물 파종 전에 충분한 시간 없이 녹비를 토양에 섞으면 질소의 흐름이 멈출 수 있다(질소 고정). 질소 흐름이 멈추면 다음 작물 파종에 충분한 영양분이 없을 것이다. 녹비의 성장 기간이 짧은 농업 시스템은 일반적으로 효율적이지 않다. 농부들은 적합성을 결정하기 위해 녹비의 비용과 생산성을 비교해야 한다.
무경운 농업
무경운 농업(無耕耘農業, no-till farming, 무경운법 또는 직파법)은 경작을 통해 흙을 교란하지 않고 작물이나 목초지를 재배하는 농업 기술이다. 무경운 농업은 특정 토양, 특히 경사지에 있는 모래 토양과 건조 토양에서 경작으로 인한 토양 침식의 양을 줄인다. 다른 가능한 이점으로는 토양에 침투하는 물의 양 증가, 토양의 유기물 보유, 영양 순환 등이 있다. 이러한 방법들은 토양 내부와 표면의 생물 다양성을 증가시킬 수 있다. 기존의 무경운 시스템은 제초제를 사용하여 잡초를 제어하는 반면, 유기농 시스템은 잡초를 억제하기 위해 피복작물을 뿌리덮개로 심는 등 여러 전략을 조합하여 사용한다.
무경운 농업에는 세 가지 기본적인 방법이 있다. "떼 파종"(Sod seeding)은 피복작물에 제초제를 뿌려 만든 떼에 파종 기계로 작물을 파종하는 것이다. "직접 파종"(Direct seeding)은 이전 작물의 잔재 사이로 작물을 파종하는 것이다. "표면 파종"(Surface seeding) 또는 "직파"(direct seeding)는 씨앗을 흙 표면에 두는 것이다. 평지에서는 기계가 필요 없고 노동력이 최소화된다.
무경운 농업
무경운 농업은 농학적으로 유리하고 더 높은 수확량을 가져오지만, 이 시스템을 채택하려는 농부들은 여러 가지 어려움에 직면한다. 기존의 농장은 학습 곡선에 직면하고, 새로운 장비를 구매하며, 새로운 밭 환경에 대처해야 할 수 있다. 아마도 가장 큰 장애물은, 특히 곡물의 경우, 작물 잔재가 깊이 묻혔을 때 발생하는 기계적인 해충 및 잡초 방제에 더 이상 의존할 수 없다는 점이다. 무경운 농부들은 화학 물질, 생물적 방제, 피복작물 재배, 그리고 더 집중적인 밭 관리에 의존해야 한다.
오늘날 농업에서는 경작이 지배적이지만, 무경운 방법도 일부 상황에서 성공을 거둘 수 있다. 어떤 경우에는 최소 경운 또는 "저경운" 방법이 경운과 무경운 방법을 결합하기도 한다. 예를 들어, 일부 접근 방식은 얕은 경운 (예: 디스크 해로우 사용)을 사용하지만 쟁기질은 하지 않거나 스트립 경운을 사용할 수 있다.
무경운 농업 배경
경작은 일반적으로 이전 계절에 자란 잡초를 제거하기 위해 기계적 동요를 통해 흙을 농업적으로 준비하는 것이다. 경작은 평평한 묘상을 만들거나, 원하는 식물의 성장을 촉진하기 위해 줄 또는 돋움상자(raised beds)와 같은 형성된 영역을 만들 수 있다. 이는 기원전 3000년경부터 사용된 명확한 증거가 있는 고대 기술이다.
무경운 농업은 보존 경운 또는 스트립 경운과 동등하지 않다. 보존 경운은 필요한 경운량을 줄이는 일련의 관행이다. 무경운과 스트립 경운은 모두 보존 경운의 한 형태이다. 무경운은 밭을 절대 경운하지 않는 관행이다. 격년으로 경운하는 것을 윤작 경운(rotational tillage)이라고 한다.
경작의 영향에는 토양 다짐; 유기물 손실; 토양 집합체의 분해; 균근, 절지동물, 지렁이를 포함한 토양 미생물 및 기타 유기체의 죽음 또는 교란; 그리고 겉흙이 씻겨 내려가거나 바람에 날리는 토양 침식이 포함될 수 있다.
무경운 농업 기원
무경운 농업의 실천은 시간이 지남에 따라 발전된 다양한 아이디어의 조합이며, 무경운 농업에 사용되는 많은 기술과 원리는 프랑스와 같은 다양한 지역에서 발견되는 전통적인 시장 원예의 연속이다. 쟁기질에 대한 공식적인 반대는 1940년대에 "플라우맨스 폴리"(Plowman's Folly)의 저자인 에드워드 H. 포크너(Edward H. Faulkner)로부터 시작되었다. 그러나 그 책에서 포크너는 더 깊은 쟁기판 쟁기(moldboard plow)와 그 작용만을 비판했을 뿐, 표면 경운은 비판하지 않았다. 제2차 세계대전 후 파라콰트와 같은 강력한 제초제의 개발이 이루어지고 나서야 다양한 연구자와 농부들이 이 아이디어를 시도하기 시작했다. 무경운의 초기 채택자로는 클링맨(Klingman, 노스캐롤라이나), 에드워드 포크너, L. A. 포터(L. A. Porter, 뉴질랜드), 해리 영(Harry Young)과 로렌스 영(Lawrence Young, 켄터키주 허든), 그리고 허버트 바르츠(Herbert Bartz)와 함께 이스티투토 데 페스키사스 아그로페쿠아리아스 메리디오날(Instituto de Pesquisas Agropecuarias Meridional, 1971년 브라질)이 있다.
무경운 농업 전 세계적인 도입
무경운 농법이 적용된 토지 면적은 전 세계적으로 증가했다. 1999년에는 전 세계적으로 약 4,500만 헥타르의 토지가 무경운 농법으로 경작되었으며, 이는 2003년에 7200만 헥타르로, 2009년에는 1억 1100만 헥타르로 증가했다.
오스트레일리아 통계청 (ABS) 농업 자원 관리 조사 수치에 따르면, 오스트레일리아에서 무경운 농법이 적용된 농지의 비율은 2000-01년에 26%였으며, 2007-08년에는 57%로 두 배 이상 증가했다. 2017년 6월 30일 기준으로 경작된 2,000만 헥타르의 작물지 중 79% (16백만 헥타르)는 경작을 받지 않았다. 마찬가지로 경작된 3백만 헥타르의 목초지 중 70% (2백만 헥타르)는 파종 외에는 경작을 받지 않았다.
남아메리카는 전 세계에서 무경운 농법의 채택률이 가장 높았으며, 2014년에는 전 세계 무경운 농지 면적의 47%를 차지했다.
채택률이 가장 높은 나라는 아르헨티나 (80%), 브라질 (50%), 파라과이 (90%), 우루과이 (82%)이다.
아르헨티나에서는 무경운 농법 사용으로 토양 침식 손실이 80% 감소하고, 비용이 50% 이상 절감되었으며, 농장 소득이 증가했다.
무경운 농업 전 세계적인 도입
브라질에서는 무경운 농법 사용으로 토양 침식 손실이 97% 감소했고, 무경운 농법 시작 5년 후 농장 생산성이 높아지고 소득이 57% 증가했다.
파라과이에서는 무경운 농법 채택 후 순 농장 소득이 77% 증가했다.
무경운 농법은 미국에서 사용되는 토양 보존 관행으로, 비용 절감 및 토양 건강 개선 가능성 때문에 채택이 증가하고 있다. 토양 교란을 최소화함으로써 무경운 농법은 기계로 밭을 지나가는 횟수를 줄여 연료 및 노동 비용을 낮춘다. 또한, 작물 잔재의 유지는 증발을 줄이고, 물 침투를 향상시키며, 토양의 수분 보유를 개선하는 데 도움이 된다.
2017년 농업 센서스에 따르면, 미국 내 경작지 중 약 21%가 무경운 농법으로 관리되었다. 2023년에는 이 비율이 약 30%로 증가하여 보존 경운 방법으로의 지속적인 전환을 반영한다.
2020년 기준으로, 잉글랜드 경작지의 약 7%가 무경운 농법으로 재배되었다. 영국 환경식품농촌부(DEFRA)는 농부들이 무경운 농법으로 전환하도록 장려하기 위해, 이 계획에 적합한 토지 헥타르당 73파운드의 지급과 같은 인센티브를 제공한다.
무경운 농업 이점과 문제점
일부 연구에 따르면 무경운 농법이 일부 경우에 더 수익성이 높을 수 있다고 한다.
일부 경우에 노동력, 연료, 관개 및 기계 비용을 절감할 수 있다. 무경운 농법은 높은 물 침투 및 저장 능력과 적은 침식으로 인해 수확량을 증가시킬 수 있다. 또 다른 가능한 이점은 높은 수분 함량 때문에 밭을 휴경하지 않고 다른 작물을 심는 것이 경제적으로 합리적일 수 있다는 점이다.
무경운 농법의 한 가지 문제점은 봄에 흙이 더 느리게 따뜻해지고 건조되어 파종이 지연될 수 있다는 것이다. 따라서 수확은 재래식으로 경작된 밭보다 늦게 발생할 수 있다. 흙이 더 느리게 따뜻해지는 것은 작물 잔재가 재래식 경작에서 노출된 흙보다 색깔이 더 밝아서 태양 에너지를 덜 흡수하기 때문이다. 그러나 그 동안에는 파종기(planter)에 줄 청소기(row cleaner)를 사용하여 이를 관리할 수 있다.
무경운 농업 이점과 문제점
무경운 농업의 또 다른 문제점은 도입된 공정으로 인해 생산에 부정적인 영향을 미치는 경우, 유가 상승과 높은 인건비로 인해 관행의 수익성이 감소할 수 있다는 것이다. 연료 및 인건비가 계속 상승함에 따라, 농장 및 농업 생산이 무경운 작업으로 전환하는 것이 더 실용적일 수 있다. 봄에는 배수가 잘 되지 않는 점토질 토양은 춥고 습한 해로 인해 생산량이 낮아질 수 있다.
무경운 방식을 도입하는 경제적, 생태적 이점은 16~19년이 걸릴 수 있다. 무경운 도입 첫 10년 동안은 일반적으로 수익 감소 추세가 나타난다. 10년 이상 도입하면 수익성 감소보다는 수익 증가가 나타나는 경향이 있다.
무경운 농법은 기존 농업과는 다른 기술을 요구한다. 지역 조건에 따라 기술, 장비, 살충제, 윤작, 비료 및 관개의 조합을 사용해야 한다.
무경운 농업 이점과 문제점
연속 무경운 옥수수와 같은 일부 작물의 경우, 적절한 준비와 장비 없이는 밭 표면의 잔재 두께가 문제가 될 수 있다. 무경운 농법은 잔재를 뚫고 들어갈 수 있는 더 무거운 파종기와 같은 특수 파종 장비가 필요하다. 쟁기질은 더 강력한 트랙터를 필요로 하므로, 무경운 농법에서는 트랙터가 더 작을 수 있다. 비용은 쟁기와 트랙터를 판매함으로써 상쇄될 수 있지만, 농부들은 무경운 농법을 시도하는 동안 종종 기존 장비를 유지한다. 이로 인해 장비에 대한 투자가 더 높아진다.
경작의 목적 중 하나는 잡초를 제거하는 것이다. 무경운 농법에서는 전년도 작물의 잔재가 밭 표면에 남아 있어 경작 농법에 비해 다르거나 더 많거나 더 빈번한 질병 또는 잡초 문제가 발생할 수 있다. 빠르게 자라는 잡초는 결국 다년생 식물, 관목, 나무의 성장을 통해 경쟁을 증가시켜 줄일 수 있다. 글리포세이트와 같은 제초제는 묘상 준비를 위한 경작 대신 일반적으로 사용되며, 이는 기존 경작에 비해 더 많은 제초제 사용으로 이어진다. 대안으로는 겨울 피복작물, 토양 태양열 소독, 또는 소각 등이 있다.
무경운 농업 이점과 문제점
자연농법, 퍼머컬처 및 기타 지속농업 관련 실천에서 입증된 바와 같이 제초제 사용이 엄격하게 필요하지는 않다.
피복작물을 사용하여 잡초를 제어하는 것은 또한 토양의 유기 잔류물(그리고 콩과 식물을 사용할 경우 영양분)을 증가시킨다. 그런 다음 새로 심은 작물이 충분한 빛, 물, 영양분 등을 얻을 수 있도록 피복작물을 제거해야 한다. 이것은 롤러, 크림퍼, 초퍼 등 다양한 방법으로 할 수 있다. 잔재는 그 위에 파종되고 멀칭으로 남겨진다. 피복작물은 일반적으로 꽃이 피는 시기에 압착되어야 한다.
가장 일반적인 수확량 감소 요인 중 하나는 작물 잔재에 질소가 고정되는 것인데, 이는 작물의 탄소 대 질소 비율과 지역 환경에 따라 분해되는 데 몇 달에서 몇 년이 걸릴 수 있다. 비료는 더 높은 비율로 시비해야 한다. 이 문제에 대한 혁신적인 해결책은 축산을 다양한 방식으로 통합하여 분해를 돕는 것이다. 전환 기간(미국 캔자스주의 경우 4-5년) 후에는 토양에 유기물이 축적될 수 있다. 유기물 내의 영양분은 결국 토양으로 방출된다.
무경운 농업 이점과 문제점
2021년 일리노이주의 로드니 데이비스 하원 의원이 발의한 제117차 의회의 H.R.2508 법안은 NO EMITS 법이라고도 불리며, 1985년 식량 안보법을 개정하기 위해 제안되었다. 데이비스 의원은 미국 하원 농업위원회 위원이다. 이 법안은 최소 경운 또는 무경운과 같은 새로운 전략을 시행함으로써 농업적 수단을 중심으로 배출량을 상쇄하기 위한 제안을 담고 있다. H.R.2508은 현재 미국 하원 농업위원회에 회부되어 있다. H.R.2508은 또한 농업 비중이 높은 주 출신인 에릭 A. 크로포드(Eric A. Crawford) 아칸소주 하원 의원과 돈 베이컨 네브래스카주 하원 의원의 지지를 받고 있다. H.R.2508은 생산자가 위험을 줄일 수 있도록 접점을 제공하는 것은 물론, 생산 공정을 전환하는 농부와 농지에 재정적 및 기계적 지원을 제공하기 위한 인센티브 프로그램을 수립할 것을 제안하고 있다. 보존 혁신 경로(Conservation Innovation Trails)에 대한 자금 지원도 제안되었다.
무경운 농업 이점과 문제점
미국 내 농부들은 정부가 제공하는 보조금 및 기타 프로그램을 통해 특정 수준의 경작 보전을 달성하도록 장려된다. 미국 정부가 제공하는 이러한 보조금 및 프로그램에는 환경 품질 인센티브 프로그램 (EQIP)과 보존 관리 프로그램 (CSP)이 포함된다. EQIP는 자발적 프로그램으로, 농부 및 다른 참여자들이 보전을 통해 재정적 어려움을 겪지 않도록 돕는다. 농업 산업으로 인한 오염을 줄이고 토양 건강을 증진하기 위한 노력이 이루어지고 있다. CSP는 보전 노력을 실천에 옮기려는 사람들에게 그들의 상황과 필요에 맞는 방법을 제안하여 돕는다.
무경운 농업은 토양 유기물을 증가시키고, 따라서 탄소격리를 증가시킨다고 주장되어 왔다. 많은 연구에서 무경운 시스템에서 토양 유기 탄소 증가를 보고했지만, 다른 연구에서는 기후 및 표토 탄소 함량과 같은 요인에 따라 이러한 효과가 모든 시스템에서 관찰되지 않을 수 있다고 결론지었다. 2020년 연구는 무경운과 피복작물 재배의 조합이 단일 관행보다 더 많은 탄소를 격리하여 기후변화 완화에 효과적인 접근 방식이 될 수 있음을 보여주었으며, 이는 두 관행이 탄소 포집에 시너지 효과를 가지고 있음을 시사한다.
무경운 농업 이점과 문제점
때때로 감지되는 탄소 격리 증가가 실제로 발생하는 것인지, 아니면 결함 있는 테스트 방법이나 다른 요인 때문인지에 대한 논쟁이 있다. 2014년 연구는 특정 무경운 시스템이 기존 경운 시스템보다 적은 탄소를 격리할 수 있다고 주장하며, "무경운 지하층은 시간이 지남에 따라 표면층에서 얻는 것보다 더 많은 토양 유기 탄소 재고를 잃는 경우가 많다"고 말했다. 이 연구는 또한 연구자들 사이에서 토양 유기 탄소 격리에 대한 통일된 정의의 필요성을 강조했다. 이 연구는 "토양 유기 탄소(SOC) 격리율을 더 잘 이해하고, 더 많은 순 SOC 재고를 유지할 가능성이 높은 농업 관리 관행을 파악하기 위해 SOC 연구에 추가 투자가 필요하다"고 결론지었다.
무경운 농법은 윤작 방식에 따라 아산화 질소 (N2O) 배출량을 40-70% 줄인다. 아산화 질소는 CO2보다 300배 더 강력한 온실가스이며 대기 중에 120년 동안 머무른다.
무경운 농법은 토양 집합체를 개선하고 침식을 줄인다. 토양 침식은 거의 토양 생성율까지 줄어들 수 있다.
무경운 농업 이점과 문제점
미국 농무부 농업 연구 서비스에서 19년 이상 경작 연구를 통해 얻은 연구 결과에 따르면, 무경운 농법은 그레이트플레인스 지역에서 쟁기질된 토양보다 토양을 덜 침식시킨다. 무경운 토양의 첫 1인치는 더 많은 집합체를 포함하고 있으며, 쟁기질된 토양보다 2~7배 덜 취약하다. 이 층에 더 많은 유기물이 토양 입자를 함께 유지하는 데 도움이 된다고 생각된다.
유엔 유엔식량농업기구 (FAO)에 따르면, 무경운 농법은 토양 유기물을 유지하고 바람과 물 침식을 줄임으로써 사막화를 막을 수 있다.
쟁기질을 하지 않는 것은 또한 공기 중 먼지 발생을 줄인다.
무경운 농법은 수분 보유를 개선한다. 작물 잔재는 자연 강수 및 관개로부터 물이 토양에 침투하도록 돕는다. 잔재는 증발을 제한하여 물을 보존한다. 경작으로 인한 증발은 한 번 통과할 때마다 물의 양을 약 1/3에서 3/4인치(0.85에서 1.9cm) 증가시킨다.
수로 형성은 무경운 콩과 같은 일부 작물에서 토양 침식을 유발할 수 있지만, 무경운 상태의 다른 작물 모델은 기존 경작보다 침식이 적은 것으로 나타났다. 잔디 수로는 해결책이 될 수 있다. 경작되지 않은 밭에 형성되는 모든 수로는 매년 더 깊어지고, 정기적인 쟁기질로 평탄화되지 않는다.
일부 밭의 문제점은 토양의 수분 포화 상태이다. 무경운 농법으로 전환하면 연속 무경운 상태의 토양은 물 침투율이 더 높기 때문에 배수가 증가할 수 있다.
무경운 밭에는 종종 더 많은 환형동물, 무척추동물, 그리고 사슴쥐와 같은 야생 동물이 서식한다.
경운은 농경지의 반사율을 낮춘다. 무경운 농경지에서 반사율 증가로 인한 지구 냉각 잠재력은 다른 생지화학적 탄소 격리 과정과 비슷한 규모이다.
농업용 항공기
농업용 항공기(agricultural aircraft)는 농업용으로 제작되거나 개조된 항공기이다. 주로 농약을 공중 살포하거나(농약 살포기) 비료를 살포하는(공중 살포기) 데 사용된다. 이러한 역할에서 이들은 "농약 살포기" 또는 "비료 살포기"로 불린다. 농업용 항공기는 수중 파종에도 사용된다.
가장 흔한 농업용 항공기는 고정익기이며, 에어 트랙터, 세스나 애그 왜건, 기스랜드 GA200, 그루먼 애그 캣, PZL-106 KRUK, M-18 드로마더, PAC 플레처, 파이퍼 PA-36 파우니 브레이브, 엠브라에르 EMB 202 이파네마, 록웰 스러시 커맨더 등이 있다. 하지만 헬리콥터도 사용된다.
일반적으로 농업용 항공기는 피스톤 또는 터보프롭 엔진을 사용한다. 유일하게 알려진 예외는 제트 엔진을 장착한 폴란드의 PZL M-15 벨페고르이다.
농업용 항공기 농업 분야에서의 항공기 초기 사용
살충제를 이용한 농약 살포는 1920년대 미국에서 시작되었다. 최초로 널리 사용된 농업용 항공기는 De Havilland Tiger Moth와 Stearman과 같이 전쟁 잉여 복엽기를 개조한 것이었다. 1940년대에 더 효과적인 살충제와 살균제가 개발되고 뉴질랜드 정부 연구를 통해 공중 비료 살포 기술이 발전하면서, 목적에 맞게 제작된 농업용 고정익기가 보편화되었다.
농업용 항공기 설계
미국과 유럽에서 농업용 항공기는 일반적으로 작고 단순하며 견고하다. 대부분 날개 후미에 살포 시스템이 부착되어 있으며, 펌프는 보통 풍력 터빈으로 구동된다. 뉴질랜드, 오스트레일리아, 구 바르샤바 조약 기구 국가들, 개발도상국 일부 지역과 같이 농장이 더 큰 곳에서는 더 크고 강력한 항공기가 사용되었으며, 여기에는 PAC 크레스코와 같은 터보프롭 동력 항공기, Lockheed Lodestar와 같은 쌍발 엔진 유형, 그리고 터보팬 동력 복엽기인 WSK-미엘레츠 M-15 벨페고르가 포함된다. 이들 모두 단순하고 견고한 STOL 설계를 지향한다. 때로는 엔진에서 직접 동력을 얻는 대신 펌프 기계의 보조 동력원으로 램 에어 터빈이 사용되기도 한다(이는 항공기의 기계 시스템을 전혀 변경하지 않고 설치할 수 있기 때문이다). 농업용 항공기로 전용하는 것이 경제적이지 않은 곳에서는 안토노프 An-2 복엽기 및 De Havilland Canada DHC-2 비버와 같은 유틸리티 유형이 사용되었다.
농업용 항공기 설계
헬리콥터의 경우, 동체 위 또는 외부에 탱크가 배치되고, 주 로터 블레이드 아래쪽에 측면으로 뻗어나가는 살포 장치가 부착된다. 수중 파종은 종종 공중 소화에 사용되는 것과 유사한 탱크 및 투하 시스템을 사용하여 헬리콥터로 수행된다.
농업용 항공기 기술
살포 물질의 비산을 줄이기 위해 농업 조종사는 처리 중인 작물 바로 위를 비행하려고 한다. 밭은 종종 나무, 전화선, 농장 건물과 같은 장애물로 둘러싸여 있다. 특수 제작된 농업용 비행기는 사고 발생 시 조종사를 보호하기 위해 조종석이 강화되어 있다.
농업용 항공기 공중 살포에 대한 상반된 견해
공중 살포는 1960년대부터 농약 비산에 대한 환경 문제(예를 들어 레이철 카슨의 저서 침묵의 봄에서 제기됨)로 인해 논란이 되어왔다. 이제는 종종 규제를 받으며, 예를 들어 스웨덴에서는 일반적으로 농약 살포가 금지되어 있지만, 여름 동안 모기가 들끓는 지역과 같은 예외가 허용될 수 있다. 비료의 공중 살포 또한 우려를 제기했는데, 예를 들어 뉴질랜드에서는 하천으로 유입된 비료가 영양분을 더 잘 활용할 수 있는 종의 성장을 불균형적으로 촉진하여 부영양화라는 과정을 일으켰으며, 이는 수로 근처에서 비료 살포를 제한하는 결과를 낳았다.
농업용 항공기 각주
Richard Q Boyles. Advanced Materials for Agricultural Aircraft. Turbine Powered Executive Aircraft Meeting. Phoenix, Arizona. 9 to 11 April 1980. Paper 800610. Society of Automotive Engineers. Abstract
잡종 강세
잡종 강세, 헤테로시스(heterosis) 또는 교잡 활력(hybrid vigor)은 잡종 자손에서 모든 생물학적 특성의 향상 또는 증가된 기능을 말한다. 자손은 부모의 유전적 기여가 혼합된 결과로 형질이 강화되면 잡종 강세를 보인다. 잡종 강세 자손은 종종 부모의 형질을 단순히 합한 것 이상의 형질을 가지며, 멘델의 유전법칙 또는 비멘델 유전으로 설명될 수 있다. 농업에서 관심 있는 일반적인 잡종 강세/잡종 형질은 수확량 증가, 조기 성숙, 안정성, 가뭄 내성 등이다.
잡종 강세 정의
G.H. 슐은 이전 용어인 이형접합성을 대체하기 위해 용어 잡종 강세를 제안하면서 멘델 유전에서 이형접합성에 의해 설명될 수 있는 효과에 용어를 제한하는 것을 피하고자 했다.
유기체의 성장 속도, 키 및 전반적인 견고성으로 나타나는 생리적 활력은 유기체를 형성한 배우자의 이질성 정도와 양의 상관관계를 가진다... 결합하는 배우자 간의 차이가 많을수록 —적어도 특정 한도 내에서— 전반적으로 자극의 양이 더 커진다... 이러한 차이는 멘델 유전이 아닐 수 있다... 세포 분열, 성장 및 유기체의 다른 생리적 활동을 자극하는 모든 유전자형 차이가 멘델 유전에 의한 것이라는 암시를 피하고 표현의 간결성을 얻기 위해 나는 '잡종 강세'라는 단어를 채택할 것을 제안한다.
잡종 강세 정의
잡종 강세는 종종 근친교배 약세의 반대 개념으로 논의되지만, 유전적 변이의 역할이나 작은 개체군에서 유전적 부동의 영향과 같은 진화적 고려 사항에서 이 두 개념의 차이를 볼 수 있다. 근친교배 약세는 관련 없는 부모가 동형접합성으로 인해 적합도에 부정적인 영향을 미치는 형질을 가진 자녀를 가질 때 발생한다. 이러한 경우 교잡은 잡종 강세를 초래해야 한다.
모든 교잡이 잡종 강세를 초래하는 것은 아니다. 예를 들어, 잡종이 부모로부터 완전히 호환되지 않는 형질을 물려받으면 적합도가 감소할 수 있다. 이는 원거리 교배 약세의 한 형태로, 그 효과는 근친교배 약세와 유사하다.
잡종 강세 유전적 및 후성유전학적 기초
1900년대 초부터 잡종 강세를 설명하기 위해 반드시 상호 배타적이지는 않은 두 가지 경쟁적인 유전 가설이 개발되었다. 최근에는 잡종 강세의 후성유전학적 구성 요소도 확립되었다.
개체군이 작거나 근친 교배되면 유전적 다양성을 잃는 경향이 있다. 근친교배 약세는 유전적 다양성 손실로 인한 적합도 손실이다. 근친 교배 계통은 약간 해로운 열성 대립유전자에 대해 동형접합성이 되는 경향이 있다(또는 육종가의 관점에서 바람직하지 않은 형질을 생성한다). 반면에 잡종 강세 또는 교잡 활력은 이형 교배 계통이 적합도에서 두 근친 교배 부모를 모두 능가하는 경향이다.
교배를 포함한 식물 및 동물의 선택적 육종은 근본적인 과학적 원리에 대한 이해가 있기 오래 전에 시작되었다. 20세기 초, 멘델의 법칙이 이해되고 받아들여진 후, 유전학자들은 많은 식물 잡종의 우월한 활력을 설명하기 위해 착수했다. 상호 배타적이지 않은 두 가지 경쟁 가설이 개발되었다.
잡종 강세 유전적 및 후성유전학적 기초
우성 가설. 우성 가설은 잡종의 우월성을 한 부모의 바람직하지 않은 열성 대립유전자가 다른 부모의 우성 대립유전자에 의해 억제되기 때문이라고 설명한다. 근친 교배 계통의 낮은 성능은 유전적 다양성 손실로 인해 많은 유전자 자리에서 순수 동형접합성이 되기 때문이라고 설명한다. 우성 가설은 1908년 유전학자 찰스 대븐포트에 의해 처음 발표되었다. 우성 가설에 따르면, 해로운 대립유전자는 무작위 교배 개체군에서 돌연변이율, 대립유전자의 효과 및 이형접합체에서 대립유전자가 발현되는 정도에 따라 선택-돌연변이 균형을 유지할 것으로 예상된다.