Chemical, physical, and biological attributes of sandy soil in integrated crop-livestock- forestry systems in Matopiba, Brazil
2024년 마라냥 세하두(Maranhão Cerrado)에서 수행된 연구에 따르면, 농림축산복합경영시스템과 무경운 농법이 모래 토양의 토양 건강을 유지하는 데 있어 관리형 목초지보다 더 효과적이며, 특히 축산-임업 통합 시스템이 탄소 저장 및 생물학적 지표 측면에서 우수한 모습을 보였다.
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발밑의 토양을 단순한 흙더미가 아니라, 북적이는 살아있는 도시라고 상상해 보십시오. 이 도시에서 작은 생물들은 노동자이고, 뿌리는 마천루이며, 영양분은 모든 것을 돌아가게 하는 통화입니다. 우리가 "토양 건강"을 이야기할 때, 이는 단순히 흙이 갈색인지 회색인지를 묻는 것이 아닙니다. 우리는 이 지하 도시가 번창하고 있는지, 쓰레기를 잘 재활용하고 있는지, 그리고 건물을 튼튼하게 유지하고 있는지를 묻는 것입니다. 수십 년 동안 농부들은 이 도시를 공장 바닥처럼 취급해 왔으며, 종종 단일 작물을 재배하기 위해 땅을 벌거숭이로 만들어 토양을 지치고 다지게 만들었습니다. 하지만 최근 과학자들은 새로운 아이디어를 테스트하고 있습니다. 만약 우리가 토양 속에 "복합 용도"의 이웃을 건설할 수 있다면 어떨까요? 작물, 동물, 나무를 함께 섞음으로써, 여전히 우리를 먹여 살리면서도 땅을 치유하는 슈퍼 생태계를 만들 수 있을까요? 이것이 브라질의 마토피바(MATOPIBA) 지역, 즉 기후가 덥고 지표면이 종종 취약한 광활한 모래 토양의 전선에서 연구를 이끄는 핵심 질문입니다.
이 연구는 브라질 마라냥(Maranhão)의 세레도(Cerrado) 지역에 있는 한 농장에서 진행되었습니다. 이곳은 독특한 모래질 "황색 아르지솔(Yellow Argisol)" 토양으로 알려진 곳입니다. 연구진은 서로 다른 토지 관리 방식이 토양 건강에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 했습니다. 그들은 다섯 가지 서로 다른 "이웃"을 비교했습니다: 전통적인 관리 목초지(소들이 풀을 뜯는 곳), 무경운 대두 농장(땅을 파헤치지 않고 작물을 재배함), 두 가지 유형의 통합 시스템(작물과 소를 섞는 방식, 그리고 소와 나무를 섞는 방식), 그리고 손대지 않은 천연 식생(원래의 야생 세레도)입니다. 연구진은 토양의 성적표 역할을 하는 SMAF라는 특별한 점수 체계를 사용하여 화학적 건강(pH 및 영양분 등), 물리적 건강(토양의 밀도 및 다짐 정도), 그리고 생물학적 건강(유기 탄소 저장량)을 측정했습니다. 그들은 혜택이 깊은 지하까지 도달하는지 아니면 표면에만 머무는지 확인하기 위해 0–10 cm, 10–20 cm, 20–30 cm의 세 가지 다른 깊이에서 땅을 팠습니다.
결과는 서로 다른 관리 스타일이 어떻게 토양 도시를 형성하는지에 대한 생생한 그림을 그려냈습니다. "천연 식생"(손대지 않은 야생 지역)은 이 지역의 전형적인 모습인 표층 pH 4.28의 가장 산성도가 높은 토양을 가지고 있었습니다. 그러나 농업 시스템은 pH를 높여 토양의 산성도를 낮추는 데 성공했습니다. 통합 작물-축산 시스템(ICL)은 상층부에서 가장 높은 pH 5.42를 기록했습니다. 영양분 측면에서는 무경운(NT) 시스템이 챔피면이었는데, 상층 10 cm에서 가장 높은 가용 인(46.94 mg dm⁻³)과 칼륨(31.28 mg dm⁻³) 수치를 보유했습니다. 하지만 진정한 스타는 에너지 저장 능력이었습니다. 바로 통합 축산-임업(ILF) 시스템이었습니다. 나무, 풀, 소를 결 조합한 이 시스템은 상층부에서 가장 많은 총 유기 탄소(TOC)인 24.3 g kg⁻¹를 보유했으며, 전체 0–30 cm 층 전체에 걸쳐 98.8 Mg ha⁻¹에 달하는 가장 높은 탄소 축적량을 자랑했습니다.
물리적 건강 또한 유사한 이야기를 들려주었습니다. 소들이 지속적으로 풀을 뜯는 관리된 목초지(MP)는 상층부의 용적 밀도가 1.50 Mg m⁻³로 가장 많이 다져져 있었습니다. 이는 마치 움직일 공간이 없는 붐비는 지하철 칸을 연상시킵니다. 반면, 천연 식생과 무경운 시스템은 용적 밀도가 1.31에서 1.37 Mg m⁻³ 사이로 훨씬 더 느슨하고 건강하여, 공기와 물이 자유롭게 흐를 수 있었습니다. 연구진이 이 모든 요소를 하나의 "토양 건강 지수(SHI)"로 결합했을 때, 통합 시스템과 무경운 농법이 빛을 발했습니다. 상층 10 cm에서 무경운 시스템은 0.80점을, 통합 작물-축산 시스템은 0.74점을 기록했습니다. 더 깊은 곳인 10–20 cm에서도 무경운과 통합 작물-축산 시스템은 각각 0.73과 0.72의 높은 점수를 유지하며, 그 혜ệp이 단지 피부 표면에만 머무는 것이 아님을 증명했습니다.
이 연구는 전통적인 목초지가 다져지고 덜 건강한 토양을 초래할 수 있는 반면, 농업과 자연을 결합하는 것이 땅을 치유하는 강력한 방법임을 시사합니다. 특히 통합 축산-임업 시스템은 나무의 깊은 뿌리를 이용해 영양분을 땅에서 끌어올리고 이를 다시 잎으로 떨어뜨려, 야생 천연 식생조차 탄소 저장량 측면에서 따라잡지 못할 만큼 풍부한 유기물 층을 만드는 '마스터 빌더'처럼 보입니다. 저자들은 이러한 보존 기반 시스템이 단순히 자연을 모방하는 것에 그치지 않고, 탄소 저장과 같은 일부 측면에서는 자연을 능가했다는 점을 발견했습니다. 그러나 논문은 이것이 2024년 특정 농장에서 측정된 결과이며, 데이터는 강력하지만 이는 지구상의 모든 농장에 적용되는 보편적인 규칙이라기보다 특정 성공 사례를 강조하는 것임을 명시하고 있습니다. 궁극적으로, 이 연구는 이 지역의 모래 토양을 위해 나무, 작물, 동물을 함께 모으는 것이 토양 도시를 미래에도 살아있고 건강하며 생산적이게 유지하는 승리하는 전략임을 시사합니다.
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