경운기와 트랙터를 이용해 밭을 가는 모습. 우리가 흔하게 생각하는 농사짓는 대표적인 모습이다. 하지만 농가인구 감소와 고령화가 심화되고 있는 가운데 쟁기질을 하지 않는 ‘무경운농업’이 주목을 받고 있다. 특히 무경운농업은 표토의 유실을 줄이고 화석연료의 소모가 적어 환경친환적인 농업으로 평가받고 있다. 노동력과 생산비를 절감하고, 환경을 지키며, 수확량을 늘리는 무경운농업에 대해 살펴본다.

1. 무경운이란 무엇인가

무경운 농업(No till farming)은 영어로 No till, Zero till, Pasture cropping이라고도 하며, ‘경운에 의한 토양교반 없이 매년 작물을 재배하는 방법’으로 토양 중의 수분과 유기물 함량 증가, 토양 유실 감소, 생물의 다양성과 양을 증가시키는 농업이다.

경운은 잡초제거, 관수를 위한 고랑과 둑 형성을 위한 수단으로 행하여지곤 한다. 이것은 토양을 다져지게 하고, 유기물의 손실, 토양입단의 붕괴와 근균, 절지동물, 지렁이를 포함한 미생물의 사멸과 분산, 바람이나 물에 의한 표토의 유실과 같은 좋지 않은 효과를 가져 온다. 무경운농업은 경운을 배제함으로써 이런 피해를 줄일 수 있다. 작물의 잔류물이나 기타 유기적 어메니티가 토양표면에 남게 되고, 파종과 시비는 토양 교반을 최소화 하여 이루어진다. 지속적인 무경운은 수량을 증가시키거나 유지하기 위하여 매우 다르게 관리 할 필요가 있어서 작물 잔류물, 잡초, 장비, 윤작, 수분, 병해충 및 시비관리 방법도 무경운으로의 전환과 함께 바뀌어야 한다. 현대의 무경운은 Edward Faulkner에 의해 1940년대에 시작되었으나 12년 후에 몇 종의 화학농약이 개발되고 나서야 비로소 연구자와 농가에서 받아들이기 시작하였다.

2. 무경운 농업에 대한 이슈

○ 무경운농업의 장점:

- 대형농기계가 불필요하고 화석연료의 소모가 적다.

- 경운작업 등 시간과 노동력 절감이 가능하다.

- 농기계작업 등에 의한 토양의 다져짐이 감소한다.

- 강우나 강풍에 의한 토양 침식이 감소한다.

- 수분 증발 및 유출수가 감소된다.

- 토양미생물의 발달과 지렁이의 활동이 증가한다.

- 경운 및 두둑 성형작업의 수고를 줄일 수 있다.

- 토양의 물리성 개선, 병해확산 예방, 병해충 발생이 감소된다.

- 경운에 의한 토양 붕괴를 피해 토양이 안정화된다.

- 비료의 소요량이 감소된다.

- 경운작업 생략으로 연속재배가 가능하다. 노지는 일부 사질토양을 제외하고 최소 10~20일 정도 비가 오지 않아야 경운이 가능하나 무경운 재배는 강우로 인한 영농기회 상실 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.

○ 경제적인 측면: 화석연료를 사용하는 발전소와 같은 에너지 회사는 보전 경운에서 얻는 농가의 탄소 배출권을 기꺼이 구입할 것이고, 농장은 필연적으로 발전소에서 방출한 탄소를 저장하게 될 것이다. 이것은 여러가지 면에서 농가를 돕고, 대기오염 물질 배출을 줄여야하는 에너지 회사에게도 도움이 될 것이다. 무경운농업은 탄소의 압류 형태로 토양 유기물 함량을 증가 시킬 것이다.

○ 환경

- 이산화탄소 및 기타 온실가스 : 무경운농업은 토양 유기물 저장을 통하여 잠정적으로 탄소를 압류한다. 농기계에 의해서 경운된 토양은 교반에 의한 공기혼합으로 미생물의 활동이 활발해져 토양 유기물이 훨씬 더 빨리 분해되어 탄소가 토양에서 공기중으로 빠져 나가 대기중의 이산화탄소를 증가 시킨다. 대부분 지역의 작물 재배 토양은 저장된 탄소가 거의 없기 때문에 탄소 저장고로써 이상적이다. 매년 토양에 포집된 탄소 780억 톤이 경운에 의해서 방출된 것으로 평가되어지고 있다. 무경운농업은 토양에 탄소를 가두는 것 외에도 아산화질소(N2O) 가스 방출도 40~70% 감소 시킨다. 아산화질소는 대기중에서 120년간 머문다.

- 토양 및 수분 : 최근에 토양학자들은 19년간의 공동연구 끝에 무경운 토양은 경운된 토양보다 훨씬 더 안정하다는 결론을 내렸다. 토양은 더 많은 탄소를 저장하고, 유기물 형태의 탄소는 토양입자들을 서료 결합시키는 주요 인자로 작용 한다. 경운 토양의 표토 1인치는 무경운 토양보다 침식에 2~7배 더 취약하다. 무경운은 미국의 great plate 농가에 장점이 있는데 토양침식을 막아 주기 때문이다. 또한 표면에 남아있는 작물 잔류물이 수분의 증발을 억제하고, 작물생육에 필요한 수분을 보존하기 때문이다. 쟁기바닥이 형성되지 않아서 작물뿌리가 깊게 들어가 더 많은 수분을 흡수 할 수 있다. 경운 포장은 증발을 통하여 토양수분을 0.85~1.9 cm/day 감소시킨다.

3. 해외의 무경운 재배 연구

① 미국의 무경운 재배법 연구동향

USDA-ARS Central Great Plains Research Station

미국은 무경운재배법을 '경제적 면에서 가장 유효한 토양침식 방지책'이라며 보급을 장려하고 있다. 미국의 무경운 면적은 220만㏊에서 6,200만 ㏊(2000)으로 전체 농경지의 18% 정도에 이르며 점차 증가 추세로 2020년 경에는 미국 전체 농경지의 약 75%이상이 무경운으로 전환 예정이다. 무경운 경작법은 토양생태계 및 유기물 보존, 토양수분유지, 잡초 억제의 이점이 있으며 노동력 및 화석연료저감으로 경제성이 높다고 평가된다.

무경운 재배를 통하여 헤어리베치 피복은 옥수수의 천연 질소 공급원으로써 90~100㎏/㏊의 질소질 비료 사용을 줄일 수 있다고 보고되었다. 무경운 경작법은 경운 경작법에 비해 토양 탄소격리효과가 현저히 높으며 이는 주로 무경운된 경작지 토양의 대공극 내의 입자상유기물(particulate organic matter)의 형성 및 안정화 속도가 낮기 때문으로 알려져 있다.

② 일본. 자운영 초생멀칭으로 하는 무경운 직파

- 히다카 가즈오·미네타 다쿠야/에히메 대학 농학부

 

자운영을 베어 깔아주는 무경운 이앙법

일본유기농업연구회는 이바라기 현에서 자운영 초생멀칭을 이용한 이앙법을 하고 있다. 이들은 5월 상순 개화기에 자운영을 베어내고 난 다음 자운영이 마르기를 기다렸다가 물을 대고 성모를 무경운 이앙기로 한 포기씩 심는다. 이때 논에 물을 대고 나서 3주 정도 지난 다음에 이앙하는 것이 가장 중요하다. 담수 후 자운영이 고사하는 과정에서 이른바 아교질의 교상 물질이 발생한다. 이 아교는 주로 유기산 종류로 추정되는데, 이것이 잡초 발아나 발생을 억제하기도 하지만, 벼 생육에도 악영향을 미친다. 따라서 이 아교가 사라지고 물이 맑아지기를 기다렸다가 이앙하는 것이 중요하다. 그렇지 않으면 이식한 모는 모두 녹아버리고 만다. 또한 모내기 뒤에도 10cm 이상으로 심수 관리를 했더니, 멀칭과 더불어 담수 후에 발생하는 잡초를 억제하는 효과도 있는 것 같다.

논 생태계를 살리는 초생멀칭 재배

초생멀칭 농법의 장점은 제초 기능에만 있는 것이 아니다. 여러 연구에서, 초생멀칭한 논에는 멸구류 등의 해충 밀도가 녹비를 갈아엎은 논이나 관행농법의 논보다 낮았다. 이것은 초생멀칭이 토착 천적에게 서식처를 제공함으로써 천적 밀도가 농사 초기부터 높아진 것이 한 요인이 되었다고 추정된다. 초생멀칭 농법은 아직 완성된 것이 아니기 때문에 앞으로도 더 구체적인 연구를 통해 여러 사람들의 지혜를 모아야 할 것이다. 그러나 잡초로써 잡초를 억제하는, 그야말로 자연 생태계를 최대한 살리는 방법임에 분명하다.

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