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 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.

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.

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.{{https://archive.org/details/frenchmarketgard00weatrich/mode/2up/|title= French market-gardening: including practical details of "intensive cultivation" for English growers 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.

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
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.

남아메리카
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.

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.

미국
섬네일|미국 인디애나주의 무경운 농법.
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. 

잉글랜드
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.

이점과 문제점
수익, 경제, 수확량
일부 연구에 따르면 무경운 농법이 일부 경우에 더 수익성이 높을 수 있다고 한다.D.L. Beck, J.L. Miller, and M.P. Hagny "Successful No-Till on the Central and Northern Plains"

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 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.

비용 및 관리
무경운 농법은 기존 농업과는 다른 기술을 요구한다. 지역 조건에 따라 기술, 장비, 살충제, 윤작, 비료 및 관개의 조합을 사용해야 한다.

장비
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.Casady, William W. "G1236 Farming With One Tractor"  비용은 쟁기와 트랙터를 판매함으로써 상쇄될 수 있지만, 농부들은 무경운 농법을 시도하는 동안 종종 기존 장비를 유지한다. 이로 인해 장비에 대한 투자가 더 높아진다.

제초제 사용 증가
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.

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.

 비료 
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.

 환경 정책 
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.

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.

환경
섬네일|305x305px|사용 후 흙을 경작하면 토양 침식, 유기물 손실, 이산화 탄소 배출량 증가로 이어진다.

온실가스
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.

때때로 감지되는 탄소 격리 증가가 실제로 발생하는 것인지, 아니면 결함 있는 테스트 방법이나 다른 요인 때문인지에 대한 논쟁이 있다.Baker et al. (2007) Tillage and soil carbon sequestration—What do we really know?. Journal of Agriculture, Ecosystems & Environment. Volume 118, Issues 1–4 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. April 18, 2014. 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.Olson K.R., Al-Kaisi M.M., Lal R., Lowery B. (2014). Experimental Consideration, Treatments, and Methods in Determining Soil Organic Carbon Sequestration Rates . Soil Sci. Soc. Am. J.  78:2:pp.348-360. (Open access).

무경운 농법은 윤작 방식에 따라 아산화 질소 (N2O) 배출량을 40-70% 줄인다.Study: No-till farming reduces greenhouse gas San-Francisco Chronicle 아산화 질소는 CO2보다 300배 더 강력한 온실가스이며 대기 중에 120년 동안 머무른다.

흙과 사막화
무경운 농법은 토양 집합체를 개선하고 침식을 줄인다. 토양 침식은 거의 토양 생성율까지 줄어들 수 있다.

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.

물
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.

생물상 및 야생 동물
무경운 밭에는 종종 더 많은 환형동물, 무척추동물, 그리고 사슴쥐와 같은 야생 동물이 서식한다.

반사율
경운은 농경지의 반사율을 낮춘다. 무경운 농경지에서 반사율 증가로 인한 지구 냉각 잠재력은 다른 생지화학적 탄소 격리 과정과 비슷한 규모이다.

 같이 보기 
 , 뒤집지 않고 흙을 통기시키는 도구



 , 무경운 곡물 재배의 선구자 중 한 명



 재생 농업

 경운 침식

 각주 

 추가 자료 

 몬비오, 조지 (2022). "Regenesis: Feeding the World without Devouring the Planet". London: Penguin Books. 




 외부 링크 
 텍사스 A&M 농업생명 연구 및 확장 센터 루벅; 뉴멕시코 대학교 확장 서비스와 함께. 텍사스와 뉴멕시코를 위한 무경운 및 피복작물.
 호샴, 빅토리아의 VicNoTill. 무경운 재생 농업 시스템 오스트레일리아.

분류:지속 가능한 농업
분류:농학
분류:에너지 절약