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식량안보를 위한 목재섬유를 이용한 수경 감자 생산

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식량안보를 위한 목재섬유를 이용한 수경 감자 생산

npj 식품 과학 7권,

npj Science of Food 7권, 기사 번호: 24(2023) 이 기사 인용

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글로벌 식량 안보의 탄력성은 중요한 관심사입니다. 토지에 대한 제한된 접근과 식품 시장의 잠재적 혼란에 직면하여 식품 생산 무결성을 유지하기 위한 보완적인 완충 장치로서 대안적이고 확장 가능하며 효율적인 생산 시스템이 필요합니다. 본 연구의 목적은 감자를 재배 매체로 나무 섬유를 사용하여 재배하는 대체 수경 감자 재배 시스템을 소개하는 것이었습니다. 점적 관개와 비닐봉지를 용기로 활용하는 시스템은 세 가지 다른 유형의 목재 섬유, 두 가지 품종 및 두 가지 관비 전략에 대해 테스트되었습니다. 시스템을 구현한 결과, 현지 관행농법에 비해 덩이줄기 생산량이 최대 300% 증가했습니다. 수경재배 시스템에서 얻은 괴경의 미네랄 조성은 현장에서 자란 괴경의 조성과 유사했으며 생물강화 가능성이 밝혀졌습니다. 또한 두 적용 지점이 뿌리 영역에 걸쳐 분리된 관비 전략을 통해 토양에서 자란 감자와 비슷한 건조 물질 함량을 가진 괴경이 생성되었습니다. 이 솔루션의 재활용성, 재사용성 및 단순성은 세계의 일부 지역에서 식량 생산의 보안을 향상시키고 도시 농업에서의 활용을 촉진할 수 있습니다.

앞으로 수십 년 동안 인구 증가와 시장 변동성으로 인해 글로벌 식량 시스템의 개선이 필요할 것입니다. 식량 시스템은 지속 가능한 균형을 이루고 있지 않으며 세계 인구에게 충분한 영양가 있는 식량을 제공하지 않습니다1. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 2050년까지 예상되는 세계 인구 97억 명은 현재 소비되는 것보다 70%, 개발도상국에서는 100% 더 많은 식량을 필요로 할 것입니다2. 전 세계 소비자에게 충분한 식량 공급을 확보하기 위해 현재 점점 더 많은 지역이 농지로 전환되고 있으며, 그 대가로 생물 다양성이 높은 자연 서식지가 손상되는 경우가 많습니다. 더 많은 식량을 생산하기 위해 더 많은 토지를 전환하는 것이 식량 안보에 기여하는지 여부는 의문입니다3. Godfray와 Garnett4는 식량 생산량 증가라는 목표가 지속 가능성과 균형 유지라는 똑같이 중요한 다른 목표에 의해 제한되어야 한다는 점을 지적했습니다. 즉, 생태계 파괴, 기후 변화, 토지 및 수자원 감소에 미치는 영향을 줄이면서 식량 생산을 지속 가능하게 강화해야 합니다. 반면에 환경 문제는 빠르게 증가하는 인구의 식량 안보에 도전하고 있습니다.

전례 없는 도시화 속도는 특히 사하라 사막 이남 아프리카와 남아시아6에서 전 세계적으로 식량 시스템을 변화시키고 있습니다. 도시화는 영양가가 높고 가공된 제품에 대한 식량 수요의 변화를 촉발하고, 농경지를 주거 지역이나 산업 지역으로 전환하며, 보다 복잡한 시장 연계를 형성합니다6. 도시 지역의 농업에 사용되는 토지에 대한 접근이 제한되고 운송 및 기반 시설에 대한 의존도가 높기 때문에 식품은 나머지 농경지7에서 더 집중적으로 생산되거나 농업으로 분류되지 않은 토지의 도시 및 도시 주변 지역에서 생산됩니다. 실제로 도시 및 도시 주변 농업은 대부분의 저소득 국가에서 수억 명의 도시 거주자들의 식량 및 영양 안보에 중요한 역할을 합니다. 하지만 많은 도시에서는 농업에 필요한 토지에 접근하기가 어려워졌습니다9. 따라서 토지 자원이 제한된 지역에서 식량을 생산하기 위한 대체 재배 시스템과 기술 솔루션을 도입할 필요가 있습니다.

감자는 전 세계 소비 측면에서 세 번째로 중요한 식량 작물이며, 세계가 인구 증가와 식량 공급 교란으로 인해 어려움을 겪고 있는 가운데 FAO에서 식량 안보 작물로 적극 권장했습니다10,11. FAO에 따르면 감자는 다른 주요 작물보다 짧은 시간에 농경지 단위당 더 많은 수확량을 제공합니다2. 전 세계 감자 생산 면적이 지속적으로 감소하고 있음에도 불구하고 2020년에는 전 세계적으로 3억 6천만 톤 이상이 생산되어 2010년 3억 2천 9백만 톤에 비해 상당한 증가를 보였습니다12. 수백만 명의 농부들이 식량과 현금 소득 모두를 감자에 의존하고 있습니다. 한편, 주요 곡물 상품과 달리 주요 국제 상품 거래소에는 존재하지 않습니다. 이는 투기적 시장 활동으로 인해 공급이 영향을 받지 않는다는 것을 의미합니다. 감자는 가장 다양한 분포 패턴을 보이는 세계 작물 중 하나입니다13. 감자(및 고구마) 재배는 아시아에서와 같이 곡물이 지배하는 지역 식량 시스템을 강화하고 다양화하여 위기를 견디고 회복하는 능력을 강화하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다14. 코로나19 팬데믹 중 식품 시장 상황에서 도출된 최근 의견에서 Heck 등15은 농업 혁신이 가난한 사람들의 요구를 충족하는 데 초점을 맞춰야 하며, 생물 강화 감자와 고구마를 활용하면 영양과 영양이 향상될 것이라고 지적했습니다. 그러한 위기 동안의 생계.

60 g) was noticed for conventionally cultivated cv.A, while the hydroponic system produced up to 20% of the total yield in this size class, which translated to a substantial portion of the total yield (Fig. 4a)./p>60 g), (c) deformations, (d) cracks, (e) greening, (f) internal brown spot disease, (g) dry rot disease, (h) discoloration, (i) enlarged lenticels, (j) soft rot disease./p>60 g), (Fig. 6b), which in average accounted for 16.4% of the total yield (Fig. 4a). In addition, 6% of the tuber yield was found deformed (Fig. 6c, Supplementary Table 1). Relatively high temperature and moisture amplitudes existing in the root environment of the hydroponic system led to incidental formation of growth cracks in some of the tubers (Fig. 6d), but it comprised only 1% of the total yield (Supplementary Table 1). Some tubers (1% on yield basis) of cv.A grew next to the walls of the container, and therefore were partly green during harvest (Fig. 6e, Supplementary Table 1). Some cv.B tubers were registered with purple pigment partly missing (Fig. 6h). Only single tubers of cv.A were infected by dry-conditions diseases, such as internal brown spot disease (Fig. 6f) and dry rot disease (Fig. 6g), see Supplementary Table 1. In cv.B on the other hand, overgrown lenticels (Fig. 6i) and soft rot disease, developed in ca. 5% of the total tuber yield after three months of storage (Fig. 6h, Supplementary Table 1), indicated wet growing conditions./p>60 mm, and tubers in each fraction were counted and weighed. The results were then recalculated per single plant. The dry matter content was determined by over- and under-water weight to determine the specific weight of the tubers. The following equation was used to calculate the dry matter content: dry matter = 215.73 * (x − 0.9825), where x is the specific weight calculated as weight in air * (weight in air − weight in water)−1. After three months of storage in 4 °C and relative humidity of 90–95%, the classical analysis of tuber quality was performed by trained staff at NIBIO and included visual determination of different potato diseases as described by24 as well as registration of weight of the tubers in each sample with selected diseases, i.e.: soft rot, dry rot, brown spot; and defects, i.e.: green tubers, cracks, deformations, discoloration./p>