농업:식품경쟁

농업:식품경쟁

어떤 종에 있어서 환경 수용력은 고정할 수 있는 에너지량에 달려 있다. 먹이그물(food web)을 거쳐 에너지가 유전(流轉)한다는 것과 먹이연쇄 (food chain)에서 한 단계로부터 다음 단계로 옮겨갈 때마다 많은 양의 에너지가 소실된다는 것을 알았다. 이러한 소실로 인하여 각 영양단계에서 개체군의 생체량은 제한을 받는다. 인구 증가와 더불어 인간에게 유용한 에너지를 많이 고정할 수 있는 방법은 아직도 문제점으로 남아 있다. 다수확품종의 육성과 같은 농업기술의 향상과 효율적인 농업장비의 발달 또는 비료와 관개수로, 살충제의 효과적인 사용 등은 모두 식량 생산량을 증가시키는 데 중요한 역할을 하였다. 그러나 이러한 발달로 인하여 단기적인 이익은 가져왔지만 장기적으로 볼 때 부영양화(富營養化), 지하수의 오염, 토양의 침식 등 생물권에 피해를 입게 했다. 에너지 문제에 있어서 인간과 경쟁을 하는 생물체들이 인간에게 미치는 영향을 최소한으로 줄일 수 있는 방법에 대해서 논하고자 한다.

인간과의 먹이 경쟁자로는 옥수수 이삭을 먹고 사는 너구리(raccoon)에서부터 옥수수 뿌리를 먹고 사는 선충류에 이르기까지 수없이 많지만, 그 중 많은 피해를 가져다 주는 경쟁자로는 곤충(insect), 균류(fungi) 및 잡초(weed)를 들 수 있으며, 농부들은 살충제(insecticide), 살균제(fungicide), 제초제(herbicide)를 사용하여 그들과 싸우고 있다.

 

 

단종재배의 위험

우리가 농작물의 수확을 높이기 위해서 많은 힘을 기울여 왔듯이 농작물에 피해를 주는 경쟁자의 활동을 억제하는 데에도 노력을 기울여야 할 것이다. 한 종류의 식물만을 재배하는 단종재배(單種栽培, monoculture)는 농작물의 수확을 높일 수 있는 효과적인 방법이다. 이것은 농경지의 준비에서부터 농작물의 수확에 이르기까지의 모든 단계에서 재배기술과 농업장비의 효율을 최대화할 수 있기 때문이다. 그러나 단종재배를 하면 그 작물에 대한 경쟁자도 역시 환경 수용력을 증가시켜 나간다. 방대한 면적에서 재배되는 목화는 그곳에서 서식하고 있는 목화삭과벌레(bollworm)에게 많은 양의 먹이를 제공하게 되며, 이 해충은 짧은 기간내에 목화밭에 퍼져서 지수 개체군 생장(指數 個體群生長)을 한다. 단종재배에서는 한 종류의 식물만이 밀집되어 생육하고 있기 때문에 밭 전체에 특정의 해충이 쉽게 퍼진다.

뉴기니아에 있는 샘바가 농장의 혼작(混作)재배는 단종재배와 좋은 대조를 보여 주고 있다. 작은 포장에 여러 종류의 작물(고구마, 카사바, 바나나, 콩, 사탕수수 등 20여종)을 섞어서 재배할 때 두 가지 유리한 점을 발견할 수 있다. 첫째는 여러 작물들의 근계(根系)와 엽계(系)가 토양층과 수광층(受光層)에 여러 층으로 배치되기 때문에 작물 사이의 경쟁 정도가 완화되고 생산량이 극대화된다. 둘째는 작물 개체의 상태가 서로 다르기 때문에 해충의 발생과 번식이 줄어든다. 따라서 샘바가 농장에서는 각 작물의 생산성을 높게 유지하기 위해서 살충제를 사용할 필요가 없게 된다. 농장관리에 노동력이 많이 투입되어야 한다면 이것은 비실용적일 뿐만 아니라 무익한 것에 지나지 않는다.

 

 

초창기의 해충방제기술

과거 농장의 노동력이 풍부하고 작물의 피해가 심하지 않던 때에는 해충을 박멸하기 위한 노력이란 단지 각 식물체로부터 해충을 잡아내는 정도이었다. S. W. Cole은 1849년 American Fruit Book이란 책에서 서양 자두의 바구미를 제거하는 방법을 언급하면서 나무밑에 천을 깔고 헝겊으로 싼 나무망치로 이 나무를 내려치면 해충이 천 위에 떨어지므로 제거할 수 있다고 하였다. 화학약품으로는 고래지방의 용액이나 담배잎에서 추출한 용액과 같이 무해한 물질을 사용하는 정도이었다(요즈음도 니코틴이 살충제로 사용되고 있다).

그러나 19세기 말에는 살충제가 널리 사용되기 시작하였다. 해충들은 비산연(砒酸鉛)과 같은 무기(inorganic)농약이나 제충국(除蟲菊)과 같은 유기농약으로 퇴치하였으며, 식물체에 질병을 일으키는 균류는 황산동, 염화 제2수은, 유황제와 같은 무기농약으로 방제하였다. 보통 잡초는 괭이나 제초기와 같은 기계적 방법으로 제거하였으나 때로는 유기비소제가 사용되기도 하였다.

그러나 무기살충제는 목적하는 해충뿐만 아니라 다른 생물체에도 강한 독성을 나타내며, 그 독성이 오래 지속되는 단점이 있다. 사과재배 농가에서는 수년 전에 비산연 살충제의 사용을 중지하였지만 지금도 많은 양의 납 성분이 과수원 토양에서 검출되고 있다.

제충국(pyrethrin)과 같은 유기 살충제는 식물체에서 추출해 낸 것으로 오늘날 매우 호평을 받고 있다. 이것은 곤충에게는 독성이 강하나 어류를 제외한 다른 생물체에는 비교적 무해하며 쉽게 분해되기 때문에 그 잔류성분(殘留成分)이 농작물에나 토양에 누적되지 않는 장점이 있는 반면 매우 비싼 단점도 있다. 그러나 어떤 목적하에서는 piperonyl butoxide와 같은 상조제(相助劑, synergist)를 제충국 또는 이의 유사제품과 섞어 쓰면 경제성이 유리하고 약효도 크게 증가한다.