Drip-cum-plastic mulch technology for high yield, cost-effectiveness, and water productivity in sustainable rice production

쌀은 매일 수십억 명의 사람들을 먹여 살리는 세계에서 가장 중요한 주식입니다. 아시아의 많은 지역, 특히 인도에서 쌀은 경제의 중추이자 농촌 가구의 주요 칼로리 공급원입니다. 수 세대 동안 농부들은 논에 물을 채워 기르는 방식인 담수 이앙 재배법으로 쌀을 재배해 왔습니다. 이 기술은 효과적이긴 하지만, 쌀 단 1kg을 생산하기 위해 종종 수천 리터의 물을 필요로 할 정도로 매우 많은 물을 소모합니다. 지하수 수위가 급격히 낮아지고 있는 지역에서 이러한 전통적인 방식은 지속 불가능해지고 있습니다. 과학자들과 농부들은 이제 훨씬 적은 양의 물을 사용하여 더 많은 쌀을 재배할 수 있는 방법을 찾고 있으며, 이는 식량 안보와 환경적 생존이 교차하는 지점의 과제입니다.

이 위기에 대응하기 위해 뉴델리에 위치한 인도 농업 연구소(Indian Agricultural Research Institute)의 연구진은 새로운 조합의 농법을 테스트하기 위해 연구를 시작했습니다. 그들은 향기와 수출 품질로 가치가 높은 바스마티(Basmati)라는 특정 종류의 쌀에 집중했습니다. 연구팀은 물을 전달하는 방식, 씨앗을 심는 방식, 그리고 토양을 덮는지 여부라는 세 가지 요소를 동시에 변화시킴으로써 이 쌀의 성장을 개선할 수 있는지 확인하고자 했습니다. 논에 물을 채우는 대신, 그들은 관을 통해 뿌리에 천천히 직접 물을 전달하는 점적 관수(drip irrigation)를 테스트했습니다. 또한 씨앗을 평평한 땅이 아닌 '고설 재배(raised beds)'라고 불리는 솟아오른 흙더미 위에 심는 실험을 했습니다. 마지막으로, 수분을 유지하고 잡초가 자라는 것을 막기 위해 토양을 얇은 플라스틱 필름으로 덮는 실험을 진행했습니다. 목표는 물을 절약할 뿐만 아니라 더 나은 수확을 얻고 농부들에게 더 많은 수익을 안겨줄 수 있는 시스템을 찾는 것이었습니다.

연구진은 2024년과 2025년 두 번의 재배 시즌에 걸쳐 실험을 수행했습니다. 그들은 넓은 밭을 여러 개의 작은 구획으로 나누었으며, 각 구획에는 세 가지 기술의 서로 다른 조합이 적용되었습니다. 어떤 구획은 점적 관수 시스템을 통해 물을 받았고, 다른 구획은 전통적인 방식처럼 물을 채웠습니다. 어떤 구획은 평평한 땅에 심겼고, 다른 구획은 고설 재배지에 심겼습니다. 어떤 구획은 플라스틱 멀칭으로 덮였고, 다른 구획은 맨땅 상태로 남겨졌습니다. 이러한 모든 변형을 통해 결과를 비교함으로써, 연구팀은 어떤 방식들이 함께 작용했을 때 가장 효과적인지를 정확히 분리해 낼 수 있었습니다.

결과는 두 해 모두 명확하고 일관되었습니다. 세 가지 현대적 기술—점적 관수, 고설 재배, 그리고 플라스틱 멀칭—을 모두 결합한 구획이 다른 모든 방식보다 뛰어난 성과를 보였습니다. 이 식물들은 더 높게 자랐고 더 큰 잎을 발달시켜 더 조밀한 캐노피(canopy)를 형성하여 더 많은 햇빛을 포착했습니다. 뿌리 체계 또한 더 튼든해졌으며, 지하에 더 많은 건조 중량(dry matter)이 축적되어 식물이 더 효율적으로 물을 마시고 영양분을 섭ot할 수 있게 되었습니다. 식물이 더 건강하고 스트레스를 덜 받게 됨에 따라 더 많은 곡물을 생산했습니다. 점적 관수를 고설 재배지에 적용하고 플라스틱 멀칭을 사용한 처리구가 가장 높은 쌀 수확량을 기록하여, 2024년에는 헥타르당 5.4톤, 2025년에는 4.9톤을 생산했습니다. 반면, 멀칭 없이 평지에서 표면 관수를 사용하는 전통적인 방식은 그 양의 절반에도 미치지 못했습니다.

단순히 곡물의 무게를 넘어, 수확물의 품질 또한 향상되었습니다. 최적의 처리를 받은 식물들은 더 긴 이삭과 이삭 하나당 더 많은 알곡을 생산했습니다. 또한 토양으로부터 더 많은 영양분을 흡수하여 식물 성장에 필수적인 질소, 인, 칼륨을 더 높은 수치로 섭취했습니다. 이러한 효율적인 자원 활용 덕분에 쌀 재배에 사용된 물의 생산성도 높아졌습니다. 연구팀은 투입된 물 1세제곱미터당 최적의 처리가 2kg 이상의 곡물을 생산한 반면, 전통적인 방식은 0.25kg 미만을 생산했다고 계산했습니다.

경제적 이익 또한 생물학적 이익만큼이나 상당했습니다. 이 첨단 처리 방식은 훨씬 더 많은 곡물을 생산했기 때문에 농부들은 실질적으로 더 높은 수익을 올렸습니다. 2024년 최적의 처리에 대한 순수익은 헥타르당 거의 120,000루피에 달했던 반-면, 가장 생산성이 낮은 방식은 고작 5,000루피였습니다. 투입된 비용 대비 수익 비율 또한 훨씬 높았는데, 이는 새로운 기술에 대한 투자가 매우 성공적이었음을 나타냅니다. 연구는 이 통합적인 접근 방식이 물 부족에 직면한 농부들에게 물을 절약하는 방법일 뿐만 아니라 실행 가능한 비즈니스 전략임을 결론지었습니다.

이 연구는 물 부족 지역의 지속 가능한 쌀 농사를 위한 구체적인 경로를 제시합니다. 정밀한 물 전달, 더 나은 토양 구조, 그리고 수분 보존을 결합함으로써 농부들은 더 적은 자원으로 더 많은 식량을 재배할 수 있습니다. 연구 결과는 전통적인 담수 방식에서 이러한 통합 시스템으로 전환하는 것이 공동체가 의존하는 지하수를 보호하면서 식량 공급을 확보하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다. 바스마티 쌀, 그리고 유사한 기후의 다른 작물들에게 있어, 점적 관수, 고설 재배, 플라스틱 멀칭의 이 조합은 농업의 미래를 위한 강력한 도구가 될 것입니다.