Evaluating the effects of different anaerobic digestate rates on the growth, yield, and chlorophyll content of finger millet (Eleusine coracana) grown in biochar treated soil under semi-arid ecosystems of Zimbabwe
이 연구는 짐바브웨의 반건조 생태계에서 바이오차 처리된 토양에 4000ml의 혐기성 소화액을 적용하는 것이 핑거 밀릿의 줄기 높이, 엽록소 함량 및 곡물 수확량을 유의미하게 향상시킨다는 것을 입증한다.
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짐바브웨 남부의 건조하고 햇볕에 그을린 풍경 속에서, 소농들은 충분한 식량을 재배하기 위해 끊임없는 투쟁을 벌이고 있습니다. 토양은 종종 얇고 영양분이 부족하며, 강우량은 적고 예측 불가능합니다. 수 세대 동안 농부들은 '핑거 밀렛(finger millet)'이라 불리는 강인한 곡물에 의지해 왔습니다. 이 작물은 생명줄과 같습니다. 다른 식물들을 죽게 만들 법한 가뭄에서도 살아남을 수 있고, 몇 년 동안 상하지 않고 잘 저장되며, 칼슘과 철분 같은 필수 미네랄이 가득 차 있기 때문입니다. 그러나 이러한 회복력에도 불구하고, 토양에 이 작물이 번성하는 데 필요한 특정 영양분이 부족하여 종종 낮은 수확량을 기록하곤 합니다. 농부들은 이를 해결하기 위해 종종 옥수수용으로 설계된 화학 비료를 사용하려 시도하지만, 이러한 일반적인 혼합물은 핑거 밀렛에 필요한 영서 균형을 제대로 제공하지 못할 뿐만 아니라, 토양을 너무 짜게 만들어 시간이 흐름에 따라 토양을 손상시킬 수도 있습니다.
더 나은 해결책을 찾기 위해, 연구자들은 두 가지 천연 자원인 바이오차(biochar)와 혐기성 소화액(anaerobic digestate)의 조합에 주목하고 있습니다. 바이오차는 산소가 없는 환경에서 식물성 물질을 가열하여 만든 숯과 같은 물질로, 토양에서 스펀지처럼 작용하여 수분과 영양분이 씻겨 내려가지 않도록 붙잡아 둡니다. 혐기로 소화액은 동물 분뇨나 음식물 쓰레기와 같은 유기 폐기물이 산소 없이 분해될 때 생성되는 영양분이 풍부한 액체 비료입니다. 이 두 가지를 함께 사용하면, 합성 화학 물질의 가혹한 부작용 없이 토양과 작물에 영양을 공급하는 방법이 됩니다. 연구자들이 답을 얻고자 했던 질문은 간단했습니다. 만약 이 천연 액체 비료를 바이오차와 섞는다면, 이처럼 척박한 반건조 조건에서 더 많은 핑거 밀렛을 재배할 수 있을 것인가 하는 점이었습니다.
그완다 주립대학교(Gwanda State University)의 과학자 팀은 짐바브웨의 건조한 농경 지역의 전형적인 모습인 필라부시(Filabusi) 지역에서 이 아이디어를 테스트하기 위해 나섰습니다. 그들은 모든 구획(plot)에 특정 양의 바이오차를 추가하여 토양이 수분을 더 잘 머금도록 토양 구조를 준비했습니다. 이렇게 처리된 토양에 핑거 밀렛 씨앗을 심고 다양한 양의 액체 소화액을 살포했습니다. 어떤 구획에는 대조군 역할을 하기 위해 액체를 전혀 주지 않았고, 다른 구획에는 소량, 중량 또는 대량의 영양분이 풍부한 물을 주었습니다. 목표는 이 천연 액체 비료를 더 많이 추가했을 때 식물이 더 높고, 더 푸르게, 그리고 더 생산적으로 자라는지 확인하는 것이었습니다.
결과는 씨앗이 액체 비료를 얼마나 넣었는지와 상관없이 모든 구획에서 똑같이 잘 발아했다는 것을 보여주었습니다. 이는 액체 비료가 높은 농도에서도 씨앗에 해를 끼치거나 성장을 방ك하지 않았다는 점에서 중요한 발견이었습니다. 그러나 일단 식물이 자라기 시작하자 차이가 분명해졌습니다. 가장 많은 양의 소화액을 받은 구획이 가장 높게 자랐습니다. 성장 시즌이 끝날 무렵, 고농도 구획의 식물들은 비료를 받지 않은 대조군보다 눈에 띄게 높게 자랐습니다. 이 추가적인 높이는 식물이 영양분을 사용하여 튼튼한 줄기와 잎을 만드는 데 사용했음을 나타냅니다.
햇빛으로부터 양분을 만드는 능력을 나타내는 잎의 녹색 정도 또한 비료가 많아질수록 개선되었습니다. 연구진은 휴대용 기기를 사용하여 잎의 색 강도를 측정함으로써 이를 측정했습니다. 가장 많은 양의 소화액을 받은 식물은 가장 짙은 녹색 잎을 가졌으며, 이는 질소와 기타 영양분을 매우 효율적으로 흡수하고 있음을 시사했습니다. 이 녹색은 최종 수확량으로 직결되었습니다. 가장 많은 소화액을 투입한 구획이 가장 많은 곡물을 생산했습니다. 최고 수확량은 헥타르당 거의 2,369kg에 달했는데, 이는 비료를 전혀 받지 않은 구획이 생산한 1,772kg을 훨씬 상회하는 수치입니다. 적은 양의 액체라도 도움이 되었지만, 가장 큰 이득은 더 많은 양을 투입했을 때 나타났습니다.
이 연구는 바이och와 이 특정 유형의 유기 비료를 결합하는 것이 건조 지역에서 핑거 밀렛 생산을 촉진하는 강력한 방법임을 시사합니다. 바이오차는 아마도 액체 비료의 영양분이 토양에서 손실되지 않도록 식물 뿌리 근처에 머물게 함으로써 도움을 주었을 것입니다. 이를 통해 핑거 밀렛은 성장 주기 내내 꾸준한 영양 공급을 받을 수 있었습니다. 연구진은 이 지역의 농부들이 비싸거나 잠재적으로 해로울 수 있는 화학 비료에 의존하지 않고도 더 많은 식량을 재배할 수 있다고 결론지었습니다. 현지에서 구할 수 있는 폐기물을 영양이 풍부한 액체로 혼합하고 이를 바이오차로 처리된 토양에 적용함으로써, 소규모 농부들은 더 나은 수확을 향한 실질적이고 지속 가능한 길을 가질 수 있게 되었습니다.
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