곡물 생산 시스템의 생태적 집약화: 수확 잠재력, 토양 품질 및 정밀 농업

밀(Triticum aestivum L.), 쌀(Oryza sativa L.), 옥수수(Zea mays L.)는 인간 식단 내 모든 에너지의 약 2/3를 제공하며, 이 곡물이 재배되는 네 가지 주요 재배 시스템은 인간 식량 공급의 토대가 됩니다. 이러한 시스템에서 시간 및 단위 토지당 수확량은 향상된 유전자형, 증가된 비료 투입, 동일 토지에서 연간 두 개 이상의 작물 재배, 관개 등 농작물 관리를 집중화한 결과 지난 30년 동안 크게 증가했습니다. 재배 면적의 확장을 최소화하면서 미래 식량 수요를 충족하기 위해서는 이 네 가지 시스템의 지속적인 집약화가 주로 필요합니다. 그러나 추가적인 집약화 방식은 과거와 크게 달라질 것입니다. 그 이유는 평균 농장 수확량과 유전적 수확 잠재력 간의 활용 가능한 격차가 줄어들고 있기 때문입니다. 현재 수확 잠재력 증가율은 예상 수요 증가율보다 훨씬 낮습니다. 따라서 이 주요 곡물 시스템 각각에서 평균 농장 수확량이 30년 내에 수확 잠재력 최고치의 70-80%에 도달해야 합니다. 이러한 높은 수준에서 지속적 생산을 환경 피해 없이 달성하려면 토양 품질 개선과 시공간 모두에서의 모든 생산 요소에 대한 정밀 관리가 필요합니다. 이러한 목표와 관련된 과학적 도전의 범위가 논의됩니다. 식량 수요 증가에 대응하는 생태적 집약화를 달성하려면 기초 식물 생리학, 생태생리학, 농생태학 및 토양 과학 분야에서 주요 과학적 돌파구가 반드시 이루어져야 한다고 결론지었습니다.