작물·환경에 적합한 녹색

[스마트에프엔=박찬식 기자] 좋은 일을 너무 많이 하는 것은 나쁜 일이 될 수 있다. 그것은 확실히 질소 비료에 해당된다. 질소가 충분하지 않으면 농작물이 잘 자라지 않는다. 수율이 현저히 감소한다.

반면에 질소 비료를 너무 많이 바르면 환경을 해칠 수 있다. 질소는 수생 생태계를 오염시키면서 이 분수령으로 진입할 수 있다. 미생물은 또한 과잉 질소를 기후변화에 관련된 온실 가스인 아산화질소로 바꿀 수 있다.

미네소타 대학의 농업학자 유신 미오는 "질소를 관리하는 것은 세계 식량 안보를 위해 필수적이다"라고 말한다. "공해와 기후변화를 줄이는데에도 중요하다."

Miao와 그의 동료들은 농업에서 질소를 효율적으로 관리하는 방법을 연구해왔다. 그들은 몇 가지 접근법을 비교했다. 연구원들은 능동 캐노피 센서 기반의 질소 관리가 가장 효율적이라는 것을 발견했다.

센서 기반의 질소 관리는 광센서를 이용하여 농작물의 건강과 활력을 적극적으로 감시한다. 이 센서는 작물 잎에서 나오는 다른 빛의 파장을 측정한다. 이러한 측정은 농작물 건강을 위한 대용물 역할을 한다.

현장 측정에 기초하여, 센서의 소프트웨어는 얼마나 많은 질소 작물이 필요한지 계산할 수 있다. 농부들은 이 자료를 농작물에 최적의 양의 질소를 적용하는데 사용할 수 있다.

먀오씨는 "질소 공급을 농작물 질소 수요와 일치시키는 것이 목표"라고 말한다. 그것은 농작물이 질소 비료를 필요로 할 때 정확히 접근할 수 있게 해준다. 결국, 그것은 수확량을 증가시킬 수 있다.

이 접근방식은 다른 질소 관리 전략에 비해 몇 가지 장점이 있다. "이것은 전반적인 질소 비료 사용을 줄였습니다."라고 Miao는 말한다. "또한 환경으로의 질소 손실을 줄이고 아산화질소 배출을 줄였다."

캐노피 센서 기반 시스템도 여러 가지 장점이 있다. "센서를 사용하는 것은 빠르고 파괴적이지 않습니다,"라고 Miao는 말한다. "센서 구입 외에 추가 비용은 없다."

또한, 최신형 센서들은 환경 조명의 영향을 받지 않는다. 이는 재배자들이 날씨에 상관없이 정확한 측정치를 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 구름이 걷힐 필요가 없다.

금전적 이득도 있을 수 있다. "이 기술은 질소 비료의 사용을 줄일 수 있습니다,"라고 Miao는 말한다. "농가는 생산비를 낮추고 경제적 수익을 높일 수 있다."

다양한 질소 관리 전략을 테스트하기 위해 먀오( M)와 그의 동료들은 2008년부터 2012년까지 현장 실험을 실시했다. 연구 장소는 중국 북부의 허베이성에 있었다. 연구원들은 겨울 밀과 여름 옥수수 순환 시스템에 대한 다양한 전략을 실험했다.

먀오에 의해 시험된 다른 질소 관리 전략들 중 일부도 비료 사용을 줄였다. 하지만 그들은 모두 단점이 있었다. 예를 들어, 한 시스템은 질소 농도의 토양을 시험해야 했다. "하지만, 이 시스템은 노동력, 시간, 비용의 한계를 가지고 있습니다,"라고 Miao는 말한다.

마오는 지금 개선 작업을 하고 있다. 새로운 시스템 중 일부는 고수익 절단 시스템에 더 적합할 것이다. 다른 것들은 현재의 핸드헬드보다 더 효율적일 수 있다.

마오는 이 센서 시스템이 전세계에 도달하기를 희망한다. "이런 질소 관리 전략은 여러 나라의 주요 작물들과도 통할 것이다."

그러나 먀오는 농부들만이 그것을 할 수 없다고 생각한다. 농부, 연구원, 그리고 서비스 제공업체들이 함께 일해야 할 것이다. 그는 "이는 특히 개발도상국에서 이 제도의 광범위한 채택을 촉진할 수 있다"고 말했다.



박찬식 기자 park@thekpm.com