바닷물에 대한 작물 내성
Crop tolerance to seawater바닷물에 대한 농작물 내성은 농업용 작물이 바닷물과 관개하거나 민물과 바닷물의 혼합물에 의해 유발되는 높은 염도를 견딜 수 있는 능력이다. 바닷물에서 자랄 수 있는 작물이 있고 실증농가가 그 타당성을 보여줬다.[1] 네덜란드 정부는 감자와 당근, 붉은 양파, 흰 양배추, 브로콜리 등 특정 품종이 소금물로 관개할 경우 번성하는 것으로 나타나 식량안보의 돌파구가 마련됐다고 보고했다.[2]
솔트팜 텍셀
네덜란드 텍셀섬에 있는 솔트팜 텍셀 농장은 통제된 밭 조건에서 농작물의 소금 내성을 시험하고 있다. 각각 160m의2 56개의 실험 플롯이 7개의 다른 염분 농도를 가진 8개의 복제본에서 처리된다. 이러한 농도는 일일 10mm 이상의 집중적인 드립 관개(즉, m당2 10리터 이상)로 얻으며, 용수는 2, 4, 8, 12, 16, 20, 35 dS/m의 염분 농도로 표현된다.[3] EC 값의 범위는 약 50 dS/m의 염도에 해당하는 적정량의 바닷물과 민물을 혼합하여 얻는다. 심은 후에, 농작물은 소금 치료가 시작되기 전에 담수 조건 하에서 발아할 수 있도록 허용되었다.
토양 염도
토양 염도는 포화 토양 페이스트 추출물(ECE in dS/m)의 전기 전도도로 표현된다.[4]
Schleiff 저자는 dS/m 단위로 ECe에 근거한 농작물의 염분 내성 분류에 대해 다음과 같이 요약할 수 있다.
| 염분 내성 ECe (dS/m) ^) | 공차구분 |
|---|---|
| < 2 | 매우 민감한 |
| 2 – 4 | 감수성이 예민한 |
| 4 – 6 | 약간 예민한 |
| 6 – 8 | 적당히 관대한. |
| 8 – 10 | 관용의 |
| > 10 | 매우 관대한 |
^) 표에 열거된 토양 염도 수준까지 작물의 성능이 양호하다(수확 감소 없음). 그 수준을 넘어서면 수확량이 줄어든다.
1954년 USDA 농업 핸드북 제60호에서 리차드가 발표한 분류와 가장 큰 차이점은 4가 아닌 2dS/m의 단계로 세분류가 좁다는 것이다.
모델링.
솔트팜 텍셀은 토양 염도에 대한 농작물 반응에 마스-호프만 모델을 사용한다.[6] 이 모델은 수평선을 하향 경사선에 더 연결한 상태에서 시작하는 반응 기능을 사용한다. 연결점을 임계값 또는 공차라고도 한다. 한계점까지 농작물은 토양 염도의 영향을 받지 않는 반면 그 너머에서는 수확량이 감소하기 시작한다. 모형은 부분적인 선형 회귀 분석을 통해 데이터에 적합된다.[7]
결과.
| 크롭 | 품종 ^) | 임계값 *) (ECE(dS/m) | 클래스 |
|---|---|---|---|
| 감자 )x | 미뇽네 #) | 4.1 | 약간 예민한 |
| 아킬레스 | 2.9 | 감수성이 예민한 | |
| 초점 | 2.1 | 감수성이 예민한 | |
| 만났다 | 1.9 | 매우 민감한 | |
| "927" | 3.4 | 감수성이 예민한 | |
| 당근 | 캐스 | 4.5 | 약간 예민한 |
| 네르 | 3.6 | 감수성이 예민한 | |
| 냇 | <1 | 매우 민감한 | |
| 벤 | <1 | 매우 민감한 | |
| "101" | 3.0 | 감수성이 예민한 | |
| "102" | 5.0 | 약간 예민한 | |
| 프리 | 2.1 | 감수성이 예민한 | |
| 양파 | 알로 | 2.4 | 감수성이 예민한 |
| 빨간색 | 5.9 | 약간 예민한 | |
| 산 | 3.2 | 감수성이 예민한 | |
| 합 | 3.4 | 감수성이 예민한 | |
| 상추 | 바타비아 H | <1 | 매우 민감한 |
| 바타비아 S | 2.3 | 감수성이 예민한 | |
| 버터헤드 L | 1.8 | 매우 민감한 | |
| 양배추 | 흰배추 #) | 4.6 | 약간 예민한 |
| 브로콜리 | 5.6 | 약간 예민한 | |
| 보리 | 2014년 퀘 | 3.3 | 민감한 )+ |
| 2015년 퀘 | 1.7 | 매우 민감한 )+ |
^) 3자로만 구성된 다양한 명칭이 많아 흔치 않다.
*) 담수조건에서 모내기를 하지 않고 식염수조건에서 모내기를 했다면 어떤 결과가 나왔을지는 알려지지 않았다.
#) 산점도가 있는 그래프는 이 두 가지 품종에 대해서만 보고서에 표시된다. Y(수율)와 X(ECE) 방향에서 모두 상당한 변동을 보인다.
x) 감자의 경우 문헌에는 단 하나의 비교 가능한 값만 알려져 있으며, 즉, 임계값이 1.7dS/m인 매우 민감한 품종인 흰 장미에 대해 알려져 있다.
+) 이와는 대조적으로 보리의 경우, 미국 염도 연구소에서는 ECe = 8 dS/m의 임계값을 언급하고 있어 내성 작물이 된다.
요약
가장 높은 허용오차는 약간 민감한 것으로 분류되는 양파 품종 "빨간색"에 대해 발견된다. 모든 작물은 민감도가 높은 것에서부터 약간 민감한 것까지 분류한다. 관용적으로 분류된 작물도 없고, 심지어 적당히 관용적이지도 않다.
S-곡선 모형
텍셀 보고서에서는 또한 반 제누치텐 굽타 모델(S-곡선을 내림)을 사용하여 90% 항복점에서 토양 염도를 찾았다. 이에 대한 근거는 제시되지 않았다.
렌즈콩
이탈리아 바리 바리 발렌자노의 지중해 아크로노믹 연구소는 염도가 다른 바닷물로 관개한 렌즈콩 5개 품종을 재배했다. 식염수는 담수(EC = 0.9dS/m)와 바닷물(EC = 48dS/m)을 혼합하여 3.0, 6.0, 9.0, 12.0dS/m의 염도 수준을 달성하여 제조하였다.[citation needed] 일부 결과는 다음 표에 나와 있다.
| 염분 (ds/m) | 상대 시드 길이(%)(제어 = 100%) 경작하여 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| IL4400 | IL5582 | IL5845 | IL5883 | IL8006 | |
| 3 | 98 | 83 | 82 | 98 | 96 |
| 6 | 70 | 43 | 78 | 90 | 83 |
| 9 | 57 | 48 | 63 | 52 | 62 |
| 12 | 36 | 40 | 38 | 30 | 43 |
할로피테스
할로피, 즉 염분을 사랑하는 식물은 사료 작물을 재배할 목적으로 순수한 바닷물로 관개할 수 있다. 양에게 먹이를 주는 데 할로피아를 이용하기 위해 글렌 외 연구진에 의해 실험이 이루어졌고, 그 동물들이 잘 번성했다는 결론이 내려졌다.[10]
민물(2 kg/m2)으로 관개한 알팔파(루케른) 사료작물의 수확량을 100%로 설정하여 바닷물로 관개한 할로피틱 작물의 수확량에 대해 다음과 같은 결과를 얻었다.
| 크롭 | 상대수익률(%) |
|---|---|
| 아트리플렉스 렌즈균류, 퀘일부시 | 90 |
| 피클위드, 터틀위드 | 89 |
| 수아게, 씨블라이트 | 88 |
| 글래스워트, 살리코르니아 | 87 |
| 세수비움, 바다 푸르슬레인 | 85 |
| Distichlis palmeri , Palmers 풀 | 65 |
| 아트리플렉스 시네리아, 코스트 소금 덤불 | 45 |
보리
가장 많은 염분 내성 균주를 선택한 후, 데이비스 캘리포니아 대학교는 순수 바닷물로 관개된 보리를 재배했고, 에이커 당 정상 수확량의 절반, 즉 전국 수준에서 에이커 당 평균 수확량의 절반을 얻었다.[11] 이 실험은 샌프란시스코 북부의 보데가 만에서 태평양의 한 실험실에서 실시되었다.
쌀
양저우대 농업학과 류시핑 교수팀은 소금물에서 재배할 수 있는 쌀 품종을 만들어 헥타르당 6.5~9.3t의 수확량을 달성했다.[12][13]
상추, 샤드, 치커리
최근 3가지 해수 및 담수 혼합물(예: 바닷물의 5%~10%~15%)을 비교한 실험에서 일부 과학자들은 상추 생산성이 바닷물의 10%, 15%에 의해 부정적인 영향을 받는 반면 샤드와 치커리의 성장은 어떤 혼합물에도 영향을 받지 않는다는 것을 발견했다. 흥미롭게도, 해수 농도가 증가함에 따라, 실험된 모든 농작물에서 물 소비량이 감소하고 WUE가 크게 상승하였다. 그들은 일정량의 바닷물이 수경재배에서 실질적으로 사용될 수 있고, 담수를 절약하고 특정 미네랄 영양소 농도를 증가시킬 수 있다고 결론지었다.[14]
참고 항목
- 알칼리 토양 – pH > 8.5의 토양 유형
- 생물학적 친화성 – 관개를 위한 소금물 사용
- 할로피테 – 소금강화식물
- 할로톨러런스 – 높은 염도에 적응
- 생물학의 나트륨
- 토양 염도 – 토양 내 염분 함량
- 토양 염도 조절
참조
- ^ 모니카 닉스, 2014년 소금에 절인 감자를 생각해 보십시오. 인: 모던 파머. 온라인: [1]
- ^ 네덜란드의 정부, 2017. 네덜란드의 식염수 농업 지식은 식량 안보에 획기적인 발전을 가져온다. 뉴스 항목 23-02-2017 12:13. 온라인: [2]
- ^ 솔트팜 텍셀, 2017년 크롭 소금 내성 브로셔. 온라인: [3]
- ^ a b L. A. Richards, Editor, 1954, 식염수 및 알칼리 토양 진단 및 개선, 농업 지침서 60호, USDA. [4]
- ^ Uwe Schleiff, 고사리 관개 하에서의 농작물 소금 내성 연구. 온라인: [5]
- ^ 마스 EV, 호프만 GJ, 1977. 작물 소금 허용 오차 전류 평가. 미국 토목학회 관수 배수 부문 저널 103: 115–134.
- ^ 펜 스테이트 에벌리 과학 대학 조각과 같은 선형 회귀 모형 온라인: [6]
- ^ Bernstein, L, Ayers, A.D. & Wadley, C.H. 1951. 흰 장미 감자의 소금 내성. Am. Soc. Hort. Sci, 57: 231–236.
- ^ 미국 염도 연구소, 미국 농무부, 농업 연구국, 섬유질, 곡물 및 특수 작물의 소금 내성. 온라인: [7][permanent dead link]
- ^ 에드워드 P. 글렌, J. 제드 브라운, 제임스 W. 1998년 오리어리 바닷물로 농작물 관개하기 In: Scientific American, 1998년 8월. 온라인: [8]
- ^ A. 로시터, 1977년 과학자들은 바닷물 관개로 보리를 재배한다. 워싱턴 포스트. 온라인: [9]
- ^ 중국 과학자들은 소금물에서 자랄 수 있는 쌀의 종류를 만들었다.
- ^ 중국 과학자들은 바닷물에서 자랄 수 있는 쌀을 개발하여 잠재적으로 2억 명이 먹을 수 있는 충분한 식량을 만들어 낸다.
- ^ G, G, Guidi Nissim W, Caparrotta S, Vignolini P, Masi E, Azzarello E, Pandolfi C, Gonnelli C, Mancuso S. (2016) 농업용수관리, 농업용수관리, 176:255-262 https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.06.016