The Wheat Field That Could Change the World | Guntur V. Subbarao | TED

번역: Ryu Jin Jeong 검토: DK Kim

What you see over there is

화면에 보이는 것은 현대 우량 밀들입니다.

elite modern-day wheat lines

that have a special ability to produce

항생 물질을 많이 만들어내는

large amounts of antibiotics

특별한 뿌리가 있죠.

from the root systems.

You may be wondering,

아마 궁금하실 겁니다.

why do we need antibiotics from the wheat root systems?

‘밀의 뿌리에 항생 물질이 왜 필요할까?’

You only take antibiotics when you are sick, isn't it?

항생제는 아플 때나 필요한데 말이죠.

The agricultural systems,

농업 시스템, 현대 영농 시스템은

the modern farming systems have become

최근 점점 병들어가고 있습니다.

increasingly sick lately.

They are so sick that nearly 70 percent of the nitrogen fertilizers

이들 시스템은 너무 부실해져서

농지에 쓰는 질소 비료의

that are being applied to farmlands

거의 70%가 유실되고 있습니다.

are being leaked out.

They're leaking nitrogen uncontrollably.

질소가 걷잡을 수 없이 유출되고 있죠.

If you look at the nitrogen fertilizer consumption

질소 비료 소비량을 보면

from the beginning of the Green Revolution,

녹색 혁명 초기에 비해

it has grown nearly 30 fold.

거의 30배로 늘어났습니다.

From five million metric tons

녹색 혁명 초기의 5백만 톤에서

at the beginning of the Green Revolution,

to 150 million metric tons,

1억 5천만 톤으로 늘어난 양을 현재 우리가 사용하고 있죠.

what we are currently using.

A 30-fold increase in nitrogen fertilizer consumption

질소 비료 소비량이 30배 증가하면서

has resulted in a four-fold increase in global food grain production.

전 세계 곡물 생산량은 4배 증가했습니다.

Of course, we all know

물론 모두 알다시피

that the Green Revolution has transformed the global food grain production,

녹색 혁명은 전 세계의 곡물 생산량을 바꿔놨습니다.

saved us from famine,

기근과 식량 부족에서 우리를 구했고

food scarcities,

and provided the global food security.

전 지구적인 식량 안전성에 기여했죠.

But you have to ask yourself.

하지만 자문해보셔야 합니다.

A 30-fold increase in nitrogen fertilizer consumption

질소 비료 소비량이 30배나 증가했는데

is supporting only four-fold increase in food grain production.

곡물 생산량은 겨우 4배 증가했습니다.

What's happening?

무슨 일이 일어난 걸까요?

When you apply nitrogen fertilizers,

질소 비료는 대부분 암모늄 형태입니다.

it is mostly in ammonium form.

Ammonium form binds the soil, doesn't move.

암모늄은 토양에 엉겨서 움직이지 않습니다.

Doesn't create any harmful nitrogen byproducts.

그 어떤 유해한 질소 부산물도 생성하지 않죠.

There's no problem with ammonium nitrogen.

암모늄 형태 질소는 아무 문제가 없습니다.

But there is a little bacteria, lives in the soil,

하지만 토양 속에 살고 있는 작은 세균들이

that started eating away this fertilizer, nitrogen ammonium,

비료, 즉, 암모늄 형태 질소를 먹어치우고

and spitting it out into nitrate.

질산염을 뱉어내기 시작합니다.

And also it's making many other

다른 유해한 질소 부산물도

harmful nitrogen byproducts.

많이 만들어내죠.

The problem with the nitrates is,

질산염의 문제는,

though many plants can use nitrates as a nitrogen source,

많은 식물들이 질산염을 질소원으로 사용할 수 있긴 하지만

but nitrogen cannot bind to the soil.

질소가 토양에 엉겨붙지 못한다는 점입니다.

It washes out.

그냥 쓸려나가 버리죠.

If you have rain, if you have irrigation,

비가 오거나 물을 주면 농지에서 씻겨나갑니다.

it washes out from the farmlands.

That is the problem.

바로 이게 문제죠.

This little bacteria [that] used to be a small,

토양 전체의 생물학적 활동 가운데

subdued microbial activity in the soil biological activity,

소규모로 억제된 활동을 했던 작은 세균들이

has grown now into a monster.

이제 괴물처럼 커져버렸습니다.

It's consuming nearly 95 to 99 percent of the fertilizer nitrogen

질소 비료의 거의 95-99%를 소비하고

and splitting it out into nitrates.

그것을 질산염으로 뱉어내고 있죠.

We should be asking,

우리는 비료를 농작물에 주고 있는 걸까요?

are we fertilizing our crops,

or are we fertilizing this little bacteria

아니면 이 작은 세균에 먹이를 줘서

which we have helped to grow into a big monster?

거대한 괴물로 키우고 있는 걸까요?

This is what happens when the nitrogen moves into water streams,

질소가 물로 흘러들어가면 이런 일이 일어납니다.

pollutes lakes,

호수가 오염되고 조류가 폭발적으로 늘어납니다.

triggers algal blooms

and creates another Green Revolution.

그래서 다른 의미로 녹색 혁명이 일어납니다.

If you don't keep the nitrogen in farmlands,

만약 농지에 질소를 잡아두지 않고

if you allow it to move into the water bodies,

질소가 수역으로 흘러가게 놔둬서

to the larger ecosystem,

더 큰 생태계로 유입된다면

it creates another Green Revolution in a ecologically destructive way.

생태학적으로 파괴적인 방식의 또다른 녹색 혁명이 일어날 겁니다.

If you look at the soil,

흙은 잘 들여다보면 살아있는 생물학적 시스템입니다.

it's a living biological system.

An invisible microbial world.

보이지 않는 미생물의 세계입니다.

There's a large microbial universe operating in these soil systems.

토양 안에서 활동하는 거대한 미생물 우주가 있죠.

They are involved in numerous functions,

미생물은 많은 일을 하고 있습니다.

breaking down everything into individual components,

모든 것을 낱낱이 분해하고

nourishing our crops to grow and produce food.

농작물이 자라 식량을 생산할 수 있게 영양을 공급하죠.

It's so complex.

미생물의 세계는 정말 복잡합니다.

It's much, much bigger than the ecosystem that we know,

우리가 알고 있는 생태계보다 훨씬 더 크죠.

the ecosystem above the ground that we know.

우리는 지상의 생태계만 아는데

이보다 훨씬 더 복잡합니다.

It's much more complex.

Just to give you an example,

예를 하나 들어보죠.

a gram of soil would have about 10 billion microbial cells.

흙 1그램에는 미생물 세포가 약 100억 개 있습니다.

Ten billion microbes in a gram of soil, doing various functions.

흙 1그램에 있는 미생물 백억 마리는 다양한 기능을 수행하죠.

It's much larger than the entire human population,

지구 상에서 불 수 있는 전체 인구보다 더 많습니다.

what you see on Earth.

This microbial universe is affected,

이런 미생물의 세계가 심각하게 영향을 받고 있습니다.

affected so severely,

from the last seven decades of the Green Revolution.

지난 70년 동안의 녹색 혁명으로 인해서요.

Particularly,

특히 질소 비료를 엄청나게 사용함으로써

the infusion of large amounts of nitrogen fertilizers

caused disruption to this microbial activity

미생물 활동에 혼란을 야기하고

and changed the population dynamics.

개채수의 역학을 바꾸었습니다.

As I said, what used to be a small,

앞서 말씀드린 것처럼

insignificant microbial activity in the soil

토양 속 작고 하찮았던 미생물 활동이

has grown into a monstrous proportion,

가공할 만한 비율로 늘어나면서

sucking up all the fertilizer nitrogen [that] we are applying.

우리가 사용한 질소 비료를 모두 빨아들이고 있습니다.

Nature has evolved many solutions

자연은 많은 해법을 내놓았습니다.

to some of the problems we are facing in agriculture

현재 우리가 농업에서 직면하고 있는 문제들이나

and some of the problems we are going to create

장차 미래에 일어나서 마주하게 될 문제들에 대해서요.

and face in the future.

What you see over there is a Brachiaria tropical pasture grass.

제 뒤로 보이는 것 브라키아리아 열대 목초입니다.

It grows extensively in South America.

남아메리카에서 광범위하게 자라죠.

It has a unique ability.

이 풀은 특별한 능력이 있는데

It produces large amounts of antibiotics from the root systems.

뿌리에서 항생 물질을 많이 만들어냅니다.

These antibiotics are specifically directed to this little bacteria,

이 항생 물질은 특히 이 작은 세균들에 작용합니다.

we say the nitrifying bacteria.

질화 세균이 표적이죠.

Because of that, it tightly controls

그래서 이 풀은 질화 세균이

this nitrifying bacteria function in the soil.

토양에서 활동하는 것을 엄격하게 통제합니다.

It doesn't allow it to function.

활동하지 못하게 하죠.

It doesn't kill that bacteria,

세균을 죽이지는 않지만 활동을 못 하게 합니다.

but it doesn’t allow it to function,

just [keeps] them in a kind of coma state.

일종의 혼수상태에 빠지게 하죠.

Because of that,

그렇기 때문에

you don't see any kind of nitrate formation

이 열대 목초지에서는 그 어떤 형태의 질산염도

in these tropical pastures.

볼 수 없습니다.

In particular, this tropical pasture grass.

특히 이 열대 목초지에서는요.

And also, you don’t see any nitrogen gas emitted from these pastures.

또한 이 목초지에서는 질소 기체도 방출되지 않습니다.

이 목초지에서는 아산화 질소가 방출되지 않습니다.

No nitrous oxide is emitted from these pastures

because it controls these bacteria so tightly

뿌리에서 항생 물질이 많이 생성되어

by producing large amounts of antibiotics from the root systems.

세균을 아주 엄격하게 통제하고 있기 때문이죠.

The question is,

남은 문제는 이런 능력을 어떻게 경작지로 가져 오느냐입니다.

how do we bring this kind of ability into our crop lands?

Most of our food production comes from four crops:

대부분의 식량은 네 가지 작물에서 나옵니다.

Wheat, maize, rice and sorghum.

밀, 옥수수, 쌀, 수수입니다.

These are the four crop that provide the global food security.

이 네 가지 작물이 전 세계의 식량 안전을 책임집니다.

Almost 80 to 90 percent of the food grains are produced from these four crops.

곡물의 거의 80~90%가 이 네 작물로부터 생산되죠.

And also ... more than 90 percent

또한 이 네 가지 작물은

농업에 사용되는 공장 생산된 전체 질소 비료의

of the entire nitrogen fertilizer produced industrially

goes to these four production systems.

90% 이상을 사용합니다.

These food crops, the staple crops,

이 양곡들, 주요 곡물들은 딱히 이런 능력이 없습니다.

don't have much ability.

That's the reason they are leaking.

그래서 질소를 유출하고 있죠.

So, if you look at this, you see the wild wheat.

이 사진은 야생 밀입니다.

It has the ability to produce 20 to 30 times antibiotics

뿌리에서 항생 물질을 20~30배 만들어내는 능력이 있죠.

from the root systems.

Our group has worked for the last 15 years

저희는 지난 15년 동안

to try and locate the genomic region

이런 항생 물질을 만들어 내는 유전자 영역을 찾아내어

responsible for producing these antibiotics

and transfer to the cultivated wheat.

재배종 밀에 이식하기 위해 노력해왔습니다.

We have done it.

저희는 해냈습니다.

You see that the orange,

화면에서 오렌지 색 부분은

orange is here part of the chromosome that is coming from the wild wheat,

야생 밀에서 가져온 염색체입니다.

which is coding the antibiotics.

항생 물질을 암호화하는 부분이죠.

We have got that integrated to the wheat genome

저희는 항생 물질을 밀의 유전자에 통합했습니다.

without disrupting the elite [agronomic] architecture of the wheat system,

밀의 우수한 구조를 해치지도 않고

and also without disrupting the yield potential

생산량에 지장을 주지도 않고

and without interfering with the bread-making quality of the wheat.

밀로 만든 빵의 품질에 영향도 주지 않는 방식으로요.

This new category of wheats we call BNI-wheats,

저희가 ‘BNI 밀’이라고 부르는 이 새로운 범주의 밀은

the wheats that can produce large amounts of antibiotics

뿌리에서 항생 물질을 많이 생성해서 세균을 통제합니다.

from the root systems

to control this bacteria

so that they can control the nitrate production in the root systems.

그렇게 하여 뿌리에서 질산염 생성을 통제할 수 있죠.

Because of this,

이렇게 해서 어떤 질소 비료를 주든 간에

the nitrogen fertilizer, whatever we are applying,

would stay in the [root-zone], doesn’t leak.

뿌리 부분에 머무르고 씻겨 내려가지 않습니다.

Look at the the BNI wheats, well, it looks quite healthy and green.

BNI 밀을 보면 꽤 건강하고 파릇파릇합니다.

You see the right side,

오른쪽은 현대 밀인데요,

that is the current modern wheats,

which leaks out all the nitrogen, whatever we have applied.

어떤 질소를 주든 모든 질소가 빠져나갑니다.

Both the plants were applied the same amount of nitrogen

양쪽 모두 정확히 같은 시기에 질소를 같은 양 주었습니다.

at exactly the same time.

In one case, it leaked out.

한쪽은 질소가 빠져나갔고,

In the other case, it remained in the farmland.

다른 쪽에는 농지에 남아 있었습니다.

These are the BNI wheats.

이 BNI 밀은 현재 개발 중인 다음 세대의 밀이죠.

These are the next generation wheats under development.

So in a few years from now,

지금부터 몇 년 안에 농부들이 실제로 경작하게 될 겁니다.

they will be available to the farmers.

So our hope is, in the next 10 years,

저희의 목표는 앞으로 10년 안에

most of the wheats that are grown in different parts of the world

세계 각지에서 자라는 밀들 대부분이

would have this kind of ability

이런 능력을 갖게 되어서,

so that the nitrogen leakage can be stopped

질소 유출을 멈추는 것입니다.

by infusing these large amounts of antibiotics

뿌리에서 대량으로 나온 항생 물질 덕분에요.

from the root systems.

That’s what is going to control --

이렇게 밀 뿌리에서 억제를 하게 되고

that’s what is going to reduce the amount of nitrogen fertilizer in future ...

미래에 질소 비료 사용을 줄일 것입니다.

in wheat root systems.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)