혼식
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1. 개요
혼식은 작물 생산성을 높이기 위해 작물을 함께 재배하는 농업 방식이다. 역사적으로 아메리카 원주민들은 옥수수, 콩, 호박을 함께 심는 삼 자매 농법을 사용했으며, 고대 그리스와 로마 시대에는 식물의 상호 작용에 대한 기록이 있었다. 혼식은 수분, 잡초 방제, 해충 방제 등 다양한 메커니즘을 통해 작물 생산성을 향상시키며, 콩과 식물은 질소 고정을 통해 영양을 공급하고, 함정 작물은 해충을 유인하는 데 사용된다. 또한, 숲 가꾸기 및 스퀘어 풋 가드닝과 같은 접근 방식이 혼식에 활용된다. 토마토와 바질, 금잔화와 토마토 등과 같이 좋은 조합이 존재하지만, 모든 조합이 효과적인 것은 아니며, 과학적으로 명확히 밝혀지지 않은 경우도 많으므로 주의가 필요하다.
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혼식 | |
---|---|
개요 | |
이름 | 영어: Companion planting (컴패니언 플랜팅) 일본어: コンパニオンプランツ (Konpanionpurantsu, 콘파니온푸란츠) 한국어: 혼식 (混植) |
정의 | 함께 심으면 서로에게 이로운 영향을 주는 식물을 짝지어 심는 농업 기술 |
목적 | 병충해 방지 생육 촉진 토양 개선 수확량 증대 공간 효율성 향상 |
원리 | |
상호 작용 | 식물 간의 allelopathy 작용 방충 효과 유인 효과 질소 고정 미생물 활동 촉진 |
효과 | |
병충해 관리 | 특정 식물이 다른 식물의 병충해를 막아준다. |
생육 촉진 | 함께 심은 식물이 서로의 생장을 돕는다. 해바라기는 다른 작물의 생장을 촉진한다. |
공간 활용 | 키가 큰 식물과 작은 식물을 함께 심어 공간을 효율적으로 사용한다. 옥수수와 콩을 함께 심는 것이 예시이다. |
맛과 향 개선 | 함께 심은 식물이 서로의 맛과 향을 좋게 한다. |
잡초 억제 | 특정 식물이 잡초의 생장을 억제한다. |
식물 조합 | |
일반적인 조합 | 토마토와 바질 양배추와 딜 당근과 양파 콩과 식물과 옥수수 |
마리골드 | 선충 방지에 효과적이다. 토마토, 가지, 오이 등과 함께 심으면 좋다. |
주의사항 | |
궁합 | 모든 식물 조합이 긍정적인 효과를 내는 것은 아니다. |
사전 조사 | 심기 전에 식물 간의 상호 작용에 대한 충분한 조사가 필요하다. |
환경 조건 | 식물의 생육 조건 (햇빛, 물, 토양 등)을 고려해야 한다. |
2. 역사적 배경
동반 식물 재배는 전 세계적으로 오랜 역사를 가지고 있다.
아메리카 원주민들은 유럽인들이 도착하기 전 삼 자매 농법을 활용했다.[7] 이 농법은 8,000년에서 10,000년 전 호박을 시작으로, 옥수수, 강낭콩을 순차적으로 재배하는 방식이다.
고대 그리스와 고대 로마 작가들은 약 2000년 전에 이미 일부 식물이 주변 식물에 독성(알레로파시)을 가질 수 있다는 것을 인지했다.[7]
중국에서는 최소 천 년 이상 벼농사에 물고사리를 동반 식물로 활용해 왔다.[11]
1920년대부터 유기 농업과 원예에서는 비료 사용, 잡초 감소, 해충 방제 등 여러 수단이 제한되면서 혼식이 자주 사용되었다.[12]
2. 1. 아메리카 원주민
아메리카 원주민들은 유럽인들이 도착하기 전에 다양한 형태로 동반 식물 재배를 했다. 이들은 8,000년에서 10,000년 전에 호박을, 그 다음 옥수수를, 그 다음 강낭콩을 재배하여 삼 자매 농법을 형성했다. 옥수수 줄기는 콩이 타고 올라갈 트렐리스 역할을 했고, 콩은 질소 고정을 하여 옥수수에 이점을 주었으며, 호박 식물의 넓은 잎은 토양에 충분한 그늘을 제공하여 촉촉하고 비옥하게 유지했다.[7]2. 2. 고대 그리스와 로마
약 2000년 전 고대 그리스와 고대 로마 작가들은 일부 식물이 근처의 다른 식물에 독성(알레로파시)을 가지고 있다는 것을 알았다.[7] 테오프라스토스는 월계수와 양배추가 포도나무를 약하게 한다고 기록했다.[8][10] 대 플리니우스는 호두나무(''Juglans regia'')의 "그늘"이 다른 식물을 독살한다고 썼다.[9][10]2. 3. 중국
중국에서는 최소 천 년 이상 벼농사에 물고사리를 동반 식물로 사용해 왔다. 물고사리는 대기 중에서 질소를 고정하는 시아노박테리아를 숙주로 삼고, 벼와 경쟁하는 식물로부터 빛을 차단한다.[11]2. 4. 20세기 이후
1920년대부터 유기 농업과 원예에서 혼식이 자주 사용되었는데, 이는 비료 사용, 잡초 감소, 해충 방제와 같은 다른 많은 수단이 금지되었기 때문이다.[12] 퍼머컬처는 유사한 방법을 옹호한다.[13]이러한 시스템에 사용되는 공생 식물 목록은 방대하며 채소, 과일 나무, 주방 허브, 정원 꽃, 사료 작물 등을 포함한다. 긍정적 상호 작용(두 종이 서로 돕는 것)과 부정적 상호 작용(식물을 함께 재배하지 않는 것이 가장 좋음)의 쌍별 상호 작용 수는 더 많지만, 이러한 상호 작용에 대한 증거는 통제된 실험에서 구전까지 다양하다. 예를 들어, 배추과 식물(배추과)은 전통적으로 샐러리, 양파과 식물(''Allium'') 및 방향성 허브와 잘 자란다고 주장되지만, 딸기 또는 토마토와 함께 재배하지 않는 것이 가장 좋다고 생각된다.[14][15]
2022년, 농학자들은 작물의 식물 질병 저항성, 천적 보존(기생자 및 포식자)을 포함한 여러 도구를 권장하여 생물학적 해충 방제를 제공하고, 해충을 퇴치하기 위한 방향성 초본과의 혼식과 같은 방법을 사용하여 작물의 "지속 가능한" 보호를 달성해야 한다고 권고했다. 그들은 작물, 공생 식물, 초식 해충 및 그들의 천적 간의 많은 상호 작용을 고려하는 다영양 접근 방식이 필수적이라고 간주했다.[16] 많은 연구에서 작물이 작물 해충에 미치는 영향을 조사했지만, 비교적 소수의 상호 작용이 심층적으로 또는 현장 시험을 사용하여 연구되었다.[30]
3. 작동 메커니즘
혼식은 수분, 잡초 방제, 해충 방제를 포함하여 유익한 곤충을 위한 서식지를 제공하는 등 여러 메커니즘을 통해 작물 생산성을 높인다.[17]
혼식은 해충이 시각으로 작물을 찾는 능력을 방해하거나, 물리적으로 해충을 차단하여 작물에 대한 곤충 피해를 줄인다. 희생 함정 작물로 목표 작물에서 해충을 유인하거나, 휘발성 화합물을 방출하는 향기로운 동반 작물을 사용하여 작물의 냄새를 가릴 수도 있다.[18] 사용되는 동반 종에 따라 질소 고정, 유익한 곤충 유인, 잡초 억제, 뿌리에 피해를 주는 선충 감소, 토양 수분 유지 등 다른 이점도 있다.[18]
채소류와 허브 등을 잘 조합하여 함께 심으면 병해충을 방지하거나[49], 성장을 촉진하거나, 수확량을 늘리거나, 풍미나 방향을 좋게 하는 등 다양한 효과를 낼 수 있다. 예를 들어 금잔화는 선충에 대한 살충 효과가 있어 작물 병해 억제에 사용된다.
식물 조합에 따라 서로에게 좋은 효과를 주는 조합과, 어떤 식물이 근처의 다른 식물에게 좋은 효과를 일방적으로 주는 조합이 있다. 또한, 동반 식물과 반대로 서로 생육이 나빠지는 식물 조합도 존재한다. 동반 식물을 잘 이용하면 농약이나 비료가 필요 없어질 것이라는 주장도 있다.
동반 식물은 대부분 경험적으로 알려진 것이며, 과학적으로 해명된 예는 적다. 다만 배추과 식물과 상추, 옥수수와 콩과 식물, 박과 쪽파 등 효과가 확인된 예도 소수나마 있으며[50], 작물에 기생하지 않는 종류의 진딧물의 숙주가 되는 식물을 심거나, 비슷한 성질을 가진 잡초를 보존함으로써, 진딧물의 천적을 농지에 늘리는 등, 과학적인 근거가 확인된 예도 있다고 한다.[51]
하지만 과학적인 근거가 반드시 입증된 것은 아니며, 일반적으로 알려진 것이라도 기대했던 효과를 얻지 못하는 경우도 있을 수 있다.
3. 1. 영양 공급
콩과 식물(예: 클로버)은 뿌리혹 내의 공생 박테리아를 통해 공기 중의 질소 고정을 하여 인접한 식물(예: 풀)에 질소 화합물을 제공한다.[19][20][21][22] 이는 풀 또는 다른 인접 식물들이 더 많은 단백질을 생산(인공 비료 투입 감소)하고, 더 잘 자라도록 돕는다.3. 2. 함정 작물
함정 작물은 주요 작물에서 해충을 멀리하기 위해 대체 작물을 사용하는 방법이다. 예를 들어, 금련화(''Tropaeolum majus'')는 배추과 식물을 주로 먹는 일부 애벌레의 먹이 식물이다.[23] 일부 정원사들은 금련화를 배추과 작물 주변에 심으면 해충의 알이 금련화에 우선적으로 낳아지기 때문에 작물을 해충으로부터 보호할 수 있다고 주장한다.[24] 그러나 여러 함정 작물들이 소규모 온실, 정원, 포장 실험에서 해충을 쫓아내는 효과를 보였지만, 상업적 규모에서 해충 피해를 줄이는 경우는 드물다.[25]3. 3. 숙주 찾기 방해
S. 핀치와 R. H. 콜리어는 "곤충이 이제 잡초가 사라진 것을 분명히 볼 수 있다"라는 논문에서 비행 해충이 숙주 식물 주위에 다른 식물이나 심지어 녹색 "미끼 식물"이 있으면 숙주를 찾는데 훨씬 덜 성공적이라는 것을 실험적으로 보여주었다.[26] 해충은 여러 단계로 숙주를 찾는데, 먼저 식물 냄새를 감지하여 숙주 식물에 착륙하려 하고, 흙이 드러난 곳은 피한다. 식물이 고립되어 있으면 곤충은 냄새 근처의 녹색 지대에 착륙하여 "적절한 착륙"을 한다. 만약 잘못된 식물에 착륙하는 경우, "부적절한 착륙"을 하게 되며, 다시 날아 다른 식물로 이동한다. "부적절한" 착륙이 너무 많으면 해당 지역을 떠난다.[26] 토끼풀을 덮개 식물로 함께 심는 것은 4개의 다른 곤충 목에서 온 8종의 해충에게 똑같이 방해를 주었다. 실험에서, 36%의 배추뿌리파리가 흙이 드러난 곳에서 자라는 배추 옆에 알을 낳아 작물을 파괴했지만, 토끼풀에서 자라는 배추 옆에서는 단 7%만이 알을 낳아 작물을 잘 수확할 수 있었다. 녹색 판지 미끼는 살아있는 덮개 식물만큼 효과가 좋았다.[26]3. 4. 잡초 억제
여러 식물들은 타감작용을 통해 다른 종의 성장을 억제하는 화학 물질을 생성한다. 예를 들어 호밀은 곡물 작물로 유용하며, 함께 심는 작물에서 잡초를 억제하기 위한 덮개 작물로 사용하거나, 베어내어 잡초 억제 멀칭으로 사용할 수 있다.[27][28] 호밀은 두 가지 식물독성 물질인 [2,4-디히드록시-1,4(2H)-벤족사진-3-온(DIBOA)과 2(3H)-벤족사졸리논(BOA)]을 생성한다. 이 물질들은 발아와 쌍떡잎식물 식물과 벼과 식물의 묘목 성장을 억제한다.[29]3. 5. 해충 억제
일부 작물 간의 상호작용은 방향족 휘발성 화학 물질을 생성하여 해충이나 병원성 곰팡이를 막는 데 도움을 준다.[30] 예를 들어, 금잔화 잎에서 나는 냄새는 주변 식물에 진딧물이 접근하는 것을 막는다고 알려져 있다.[31] 2005년 연구에 따르면 멕시코 금잔화(Tagetes minuta)에서 추출한 오일 휘발성 물질은 노출 후 5일 만에 세 종의 진딧물(완두 진딧물, 복숭아혹진딧물, 온실 및 감자 진딧물)의 번식을 최대 100%까지 억제할 수 있었다.[32] 양파와 당근을 함께 심으면 서로의 해충을 막아주는 효과가 있는데, 양파 냄새는 당근뿌리파리를 쫓고 당근 냄새는 양파파리를 쫓는 것으로 알려져 있다.[18][1]
유익한 곤충을 유인하여 해충을 억제하기도 한다. 예를 들어, 배추는 배추흰나비에 의해 큰 피해를 입을 수 있는데, 배추흰나비의 천적인 기생벌 ''Microplitis mediator''가 있다. 수레국화를 배추와 함께 심으면 기생벌의 개체 수가 늘어나 나비를 방제할 수 있다. 이는 살충제 사용을 줄이면서 자연적인 방제가 가능하며, 농부와 지역 생물 다양성에 도움이 될 수 있음을 보여준다.[33] 원예에서는 금잔화가 생산하는 방향족 리모넨을 통해 온실가루이(진딧물)로부터 토마토를 잘 보호한다.[34]
하지만 모든 대상과 동반 식물의 조합이 효과적인 것은 아니다. 예를 들어, 많은 작물에 유용한 동반 식물인 클로버는 ''배추'' 작물을 가리지 않는다.[35] 또한, 프랑스 금잔화(Tagetes patula)는 유충이 사과를 파괴하는 심각한 해충인 사과애벌레나방을 억제하지만, 동시에 나방의 천적인 ''Ascogaster quadridentata'' 고치벌류와 같은 곤충 또한 억제하여 결과적으로 사과의 피해를 줄이는 데 실패한다.[36]
3. 6. 포식자 유인
채소밭에서 꿀이나 꽃가루를 많이 생산하는 동반 식물(곤충 유인 식물)은 해충을 제어하는 유익한 곤충의 개체 수를 늘리는 데 도움이 될 수 있다.[37]일부 동반 허브는 방향성 휘발성 물질을 생성하여 천적을 유인, 해충을 억제하는 데 도움이 될 수 있다. 민트, 바질, 금잔화는 모두 초식 곤충의 천적, 예를 들어 일반 포식자를 유인한다. 예를 들어, 스피어민트는 mirid 벌레 ''Nesidiocoris tenuis''를 유인하는 반면, 바질은 풀잠자리 ''Ceraeochrysa cubana''를 유인한다.[38]

3. 7. 보호 덮개
일부 작물은 방풍림이나 그늘을 위해 다른 종류의 식물 보호 덮개 아래에서 재배된다. 예를 들어, 그늘 재배 커피는 전통적으로 드문드문 있는 나무가 얇은 수관을 형성하여 빛은 커피 덤불에 통과시키면서 과열로부터 보호하는 옅은 그늘에서 재배되어 왔다.[40] 특히 ''아라비카 커피''가 이에 해당한다. 적합한 아시아 나무에는 ''에리트리나 서브움브란스''(톤 통 또는 다답), ''글리리시디아 세피움''(카에 팔랑), ''카시아 시아메아''(키 렉), ''멜리아 아제다라크''(카오 다오 상), 그리고 유용한 목재용 나무인 ''파울로니아 토멘토사''가 있다.[41]
4. 접근 방식
혼식에서 동반 식물 재배에 사용되거나 시도되는 접근 방식은 다음과 같다.
- 스퀘어 풋 가드닝: 식물을 빽빽하게 심어 잡초 침해와 같은 문제로부터 보호하는 방법이다.
- 숲 가꾸기: 숲에서 최대 7가지 다른 높이의 식물 간 상호작용을 모방하기 위해 생태계를 모방하여 동반 식물을 섞어 심는 방법이다.
4. 1. 스퀘어 풋 가드닝
스퀘어 풋 가드닝은 식물을 가능한 한 빽빽하게 심어 잡초 침해와 같은 문제로부터 보호하는 방법이다. 이는 혼식 식물을 사용하여 용이하게 이루어지며, 혼식 식물은 일반적인 경우보다 더 가깝게 심을 수 있다.[42]4. 2. 숲 가꾸기
숲 가꾸기는 생태계를 모방하기 위해 동반 식물을 섞어 심어 숲에서 최대 7가지 다른 높이의 식물 간 상호작용을 모방한다.[43]5. 동반 식물의 예시
식물 조합에 따라 서로에게 좋은 효과를 주거나, 한쪽 식물이 다른 식물에게 좋은 효과를 주는 경우가 있다. 반대로 서로 생육이 나빠지는 조합도 존재한다. 채소류와 허브류 등을 잘 조합하여 함께 심으면 병해충을 방지하거나,[49] 성장을 촉진하거나, 수확량을 늘리거나, 풍미나 방향을 좋게 하는 등 다양한 효과를 낼 수 있다. 예를 들어 금잔화는 선충에 대한 살충 효과가 있어 작물 병해를 억제하는 데 사용된다.
혼식은 수분, 잡초 방제, 해충 방제를 돕고, 유익한 곤충을 위한 서식지를 제공하여 작물 생산성을 높이는 데 기여한다.[17] 혼식은 해충이 작물을 찾는 것을 방해하거나, 물리적으로 차단하여 곤충 피해를 줄일 수 있다. 또한 희생 함정 작물로 해충을 유인하거나, 향기로운 동반 식물을 사용하여 작물 냄새를 가릴 수도 있다.[18] 동반 식물에 따라 질소 고정, 유익한 곤충 유인, 잡초 억제, 뿌리 피해를 주는 선충 감소, 토양 수분 유지 등 다른 이점도 있다.[18]
목적에 맞춰 동반 식물을 잘 활용하면 농약이나 비료가 필요 없어질 수 있다는 주장도 있다. 하지만 동반 식물을 사용했음에도 농약이나 비료를 사용하면 오히려 익충(益蟲)이 사라질 수 있다는 주장도 제기된다.
동반 식물의 효과는 대부분 경험적으로 알려진 것이며, 과학적으로 명확히 밝혀진 사례는 많지 않다. 그러나 배추과 식물과 상추, 옥수수와 콩과 식물, 박과 쪽파 등 효과가 확인된 예도 일부 존재하며,[50] 작물에 기생하지 않는 진딧물의 숙주 식물을 심거나, 비슷한 성질의 잡초를 보존하여 진딧물의 천적을 늘리는 등 과학적 근거가 확인된 사례도 있다.[51]
하지만 반드시 과학적 근거가 입증된 것은 아니며, 일반적으로 알려진 것이라도 기대했던 효과를 얻지 못하는 경우도 있을 수 있다는 점을 유의해야 한다.
5. 1. 좋은 조합의 예
다음은 좋은 혼식 조합의 예시이다.
- 금잔화 + 토마토, 감자, 콩과 식물, 오이
- 수박, 오이, 멜론 + 파 종류, 마늘 - 박과의 토양병해인 푸사리움균이 파를 기피한다. 단, 마늘은 재배 시기가 달라 서로의 생육 피크가 맞지 않도록 주의한다.
- 캐모마일 + 양배추, 양파
- 무 + 토마토, 시금치, 상추, 당근
- 상추 + 양배추, 갓, 청경채, 미즈나 - 배추과 작물의 해충인 배추흰나비, 벼룩잎벌레가 국화과의 상추를 좋아하지 않는다.
- 상추 + 양파, 당근, 실파, 무
- 로즈마리 + 콩과 식물, 당근
- 가지 + 수수 (고량)
- 바질 + 토마토
- 옥수수, 콩, 겨울 호박 - 아메리카 원주민이 행했던 세 자매 농법. 콩은 옥수수를 지지대로 덩굴을 뻗고, 질소 고정을 통해 토지를 비옥하게 하며, 겨울 호박은 땅을 덮어 수분을 유지하는 역할을 한다.
- 당근, 리크 - 서로의 해충을 방해하는 화학 물질을 낸다. 리크는 당근파리, 당근은 부추좀나방을 방해한다.
- 벼농사 - 6세기 중국 농업서 '제민요술'에 개구리밥속(아졸라)이 효과가 있다고 기록됨. 공중 질소 고정 능력이 있어 녹비로도, 수면 아래의 잡초 억제에도 효과가 있다.
예를 들어, 토마토에 메리골드나 바질을 함께 심으면 담배가루이 등의 해충을 쫓아내 토마토의 생육을 돕고 맛을 좋게 한다[52]。 컨테이너에서 기르는 경우에는 모아심기를 하면 시각적으로도 즐거움이 더해지고, 토마토와 바질은 요리 궁합도 좋기 때문에 함께 기르면 편리하다.
6. 한계 및 주의점
동반 식물의 효과는 대부분 경험적으로 알려진 것이며, 과학적으로 명확히 밝혀지지 않은 경우가 많다. 모든 조합이 효과적인 것은 아니며, 기대했던 효과를 얻지 못할 수도 있다.[50][51] 농약이나 비료 사용은 오히려 익충을 없앨 수 있다는 주장도 있다.
다영양 접근 방식이 필요하며, 작물, 동반 식물, 초식 해충, 천적 간의 복잡한 상호 작용을 고려해야 한다.[16]
다음은 동반 식물로서의 효과가 명확하게 나타나지 않은 예시들이다.
- Crotalaria juncea|크로탈라리아|산해프영어 (코부토리풀): 뿌리혹병을 예방하고 뿌리혹선충을 구제한다.
- 컴프리: 꿀벌 등을 불러 모아 수분을 돕는다.
- 한련: 선충이나 가루이, 진딧물, 개미를 멀리한다.
- 파류 (파, 부추, 차이브, 마늘, 달래, 산마늘, 원예 알리움, 양파 등 수선화과 파아과 파속으로 분류되는 식물): 박과의 덩굴쪼김병이나 입고병 등을 방지한다. 가지과의 연작 장해의 주요 원인인 병원균을 방지하는 효과도 있다고 한다.
- 셀러리: 배추흰나비를 접근하기 어렵게 한다.
- 바질: 가루이와 진딧물을 멀리한다.
- 금잔화: 가루이와 선충을 멀리한다.
- 민트: 진딧물과 벌레를 멀리한다.
- 결명자: 썩음뿌리선충(Pratylenchus penetrans|북부썩음뿌리선충|북부썩음뿌리영어, Tylenchorhynchus claytoni|나미이숙|나미이숙영어, 활모양선충 등)을 구제한다. 콩과 특유의 뿌리혹에 의한 토양 개선 효과와 토양 경반 분쇄 효과도 가진다.
- 비단풀: 결명자와 동속의 근연종. 고구마뿌리혹선충, 북부썩음뿌리선충 등에 대한 방제 효과가 있다. 경반 분쇄 및 질소 고정 효과도 기대할 수 있다.
- 도깨비콩: 뿌리혹선충을 구제한다. 콩과 특유의 뿌리혹에 의한 토양 개선 효과도 가진다.
- 귀리류: 썩음뿌리선충을 구제한다. 녹비 작물로서 토양 개선 효과도 가진다.
- Megathyrsus maximus|기니 잔디|기니아키비프랑스어: 썩음뿌리선충을 구제한다.
- 헤어리 베치 (나요쿠사후지): 토마토 등 궁합이 좋은 식물과 함께 심으면 잡초를 제거하거나 성장을 촉진한다. 토양 경반 분쇄, 뿌리혹균과 균근균과의 공생에 의한 질소 고정, 인산 고정에도 기대를 걸 수 있다. 녹비로서도 우수하다고 평가되지만, 알레로파시 보고도 있으므로 후작 작물에 따라서는 주의해야 한다.
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