해수농업의 식물재배 연구

해수농업은 가격 경쟁력을 갖추기 위해 두 가지의 요구 조건이 뒤따른다. 첫 째는 바닷물을 끌어오는 관개 비용을 넘을 만큼의 작물을 재배할 수 있어야 하며, 둘째는 농경법을 더 연구하여 해수농업이 환경을 손상시키지 않게 해야 한다. 이러한 장애요소들을 극복하는 것은 매우 어려웠지만 소기의 성과를 거 두었다.

우선 염기에 강한 식물들을 찾아야 했다. 해수농업의 발전은 두 가지 방향으 로 나아가고 있다. 일부 연구원들은 염도 한계치를 일반적인 작물로 보리나 밀 과 같은 것에서 생산량을 높이려 하고 있다. 예를 들어 U.C. Davis의 Emanuel

Epstein 연구팀은 1979년에 낮은 염도에서 수 세대 동안 경작되어 왔던 보리가 상대적으로 염도가 높은 해수로 관개되었을 때 더 적은 양이 생산되는 것을 확인했다.

불행히도 전통적인 작물들의 염분도 한계치를 선발 육종이나 유전공학, 즉 염분에 내성이 있는 유전자를 첨가하는 방법은 해수농업에 우수한 모델이 되 지 못하였다. 장기간 재배를 통해 가장 염분에 내성이 생긴 작물의 염분도 한 계치의 최대한도, 가령 대추야자의 염분 한계치는 해수의 15% 수준인 1000분 의 5ppt 정도였다. 목표는 염기에 강한 식물이라고 불리는 야생의 내염성 작물 들을 재배할 수 있게 바꾸어 식량과 마초 그리고 유지열매로 경작하는 것이다.

기존 작물들의 염감수성을 내염성으로 바꾸어 생리를 근본적으로 바꾸는 것도 고려해 보았으나 그 방법이 어렵고, 기존의 야생 식물을 새로 적응시키는 가능 성보다 못하다는 결론을 내렸다.

오늘날의 많은 작물들도 야생에서 시작되었다. 또한, 몇몇 염생 식물들은 이 미 지역 원주민들에게 식량의 수단이 되어 왔다. 대표적으로 염생초 Distichlis palmeri에서 자란 곡물들은 콜로라도강과 캘리포니아만 사이에 거주하는 Cocopah 부족민들의 식량이 되어 왔다. 연구자들은 해수농업을 위한 노력으로 수백 종류의 염기에 강한 식물들을 전세계로부터 모으는 것으로 시작했다. 그 다음 그 것들의 내염성과 영양학적인 내용물을 검사하였다. 약 2천 내지 3천 종의 염기에 강한 식물들은 다양한 지역에서 다양한 습도와 기후 등의 환경에 견디며 자라고 있다.

가장 생산량이 높은 내염성의 염기에 강한 식물들은 Salicornia, Suaeda, Atriplex 등이었다. 이들은 모든 염기에 강한 식물 중 약 20%에 해당되는 양이 다. Distichlis나 viny 같은 염생초나 다즙 조직의 잎을 가진 Batis 같은 작물 역 시 상당히 생산량이 높았다. 그러나 가격 대비 효율성을 입증하기 위해 염기에 강한 식물들이 기존의 작물들을 특정한 목적으로 대체할 수 있는지를 규명해 야 했다. 따라서 연구자들은 이러한 식물들이 가축들의 먹이로 쓰일 수 있는지 확인했다.

소, 양, 염소 등은 지구의 농업에 커다란 문제점이 되고 있다. UN환경계획에

의하면 지구의 건조지역 중 약 46%는 과도한 목축으로 발생한 것이기 때문이 다. 염기에 강한 식물들은 높은 정도의 단백질과 소화될 수 있는 탄수화물을 가졌으나, 안타깝게도 많은 양의 소금 역시 함유하고 있다.

소금은 칼로리는 없지만 공간을 차지하기 때문에 염기에 강한 식물의 높은 염분 함유량은 그것의 영양적 가치를 떨어뜨린다. 또한 염분은 염기에 강한 식 물을 먹을 수 있는 동물의 종류를 제한시킨다. 따라서 염기에 강한 식물을 기 존의 작물들과 혼합하여 가축에게 먹이는 것이 전략이었다. 연구자들은 약 30~50%의 기존 작물을 염기에 강한 식물로 대체하여 양과 염소에게 먹이는 실험에 착수하였다. Salicornia, Suaelda, Atriplex 등의 염기에 강한 식물을 혼 합적으로 먹은 동물들의 무게는 건초만을 섭취한 동물들과 동일하였다. 더 나 아가 염기에 강한 식물을 먹는 것은 동물들의 육질에도 영향을 주지 않았다.

일반적인 우려와는 달리 동물들 역시 염기에 강한 식물을 혼합해서 먹는 것 에 혐오감을 드러내지 않았다. 오히려 실험 대상 동물들은 그 짠 맛에 매혹되 는 모습이었다. 하지만 염기에 강한 식물을 먹은 동물들은 건초만을 먹은 동물 들보다 더 많은 물을 섭취했다. 또한 전통적인 사료보다 염기에 강한 식물을 혼합한 사료를 목은 동물들이 사료대비 약 10% 고기를 적게 생산하는 것으로 나타났다.

에너지원 기름을 얻기 위한 작물 재배도 시작되었다. 가장 성공적인 염기에 강한 식물은 Salicornia bigelovii이다. 그것은 잎이 없고 다육이며, 매년 해수 소류지에서 자라 새로운 진흙지대에 많은 씨앗을 통해 퍼져 나간다. 그 씨앗은 아주 높은 양의 지방(30%)과 단백질(35%)을 함유하는데, 이것은 대두와 같은 유지작물들과 비슷한 수준이다. 또한 이들 작물의 염분 함유량은 3% 미만이 다. 씨앗으로부터 기름을 추출하여 정제하는 방법은 일반적인 장비들을 이용 할 수 있으며, 성분은 올리브 오일과 흡사한 구성을 띄므로 식용으로도 이용이 가능하다.

그러나 이들의 단점은 씨앗에 사포닌이 함유되어 쓴 맛 때문에 생식용으로 는 사용하기 어렵다는 점이다. 이것은 기름을 오염시키지는 않으나, 기름 추출 이 완료된 찌꺼기(유지박)에 남아 있을 수 있다. 그러므로 사포닌의 양은 닭의

사료에 넣을 수 있는 유지박의 양을 제한하지만, 그것을 실제로 먹여본 실험 결과는 기존의 유지작물과 영양학적으로 크게 다르지 않았다. 그러므로 이 작 물들은 모든 부분이 사용 가능한 것이다.

연구자들은 Salicornia를 재배하는 모델 농장을 멕시코, 아랍에미리트, 사우 디아라비아, 인도 등에 약 250 헥타르에 걸쳐 설치했다. 6년 동안 멕시코에서 매년 약 1.7㎏의 전체 양과 약 0.2㎏의 유지종자 Salicornia를 기를 수 있었다.

이것은 대두나 다른 유지작물들이 담수 관개를 통해 자라는 양과 동일하거나 능가하는 수준이었다. 연구자들은 또한 일반적인 농장과 관개 장비를 변환시 켜 해수 피해를 방지하는데도 성공하였다. 비록 해수를 통제하는 관개 전략이 담수 작물과는 방법이 다르지만, 해결하지 못할 만큼 과학적인 문제에 당면하 지는 않았던 것이다.