지속농업은 환경의 건전성과 균형을 유지하는 것에 좌우된다. 본 연구는 농촌진흥청과 전국 도 농업기술원이 공동으로 전국 논토양의 화학성분 함량의 현황과 장기적인 변화양상을 파악하기 위하여 1999년부터 4년 1주기로 모니터링한 결과, 토양 화학성 변동 해석과 그에 따른 토양의 질 지표의 변화정도를 예측하고자 수행하였다. 2007년에 조사한 전국 논토양 2,070 지점의 평균 화학성은 pH 5.8, 유기물 24 g $kg^{-1}$, 유효인산 132 mg $kg^{-1}$, 유효규산 126 mg $kg^{-1}$이었고, 치환성 칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 0.32, 4.7, 1.3 $cmol_c\;kg^{-1}$이었다. 장기적인 변화에서는 pH는 약간 증가하였으나 치환성 칼륨은 다소 감소하였다. 그러나, 치환성 칼슘과 유효규산 함량은 지속적으로 가장 많이 증가하였다. 그리고 논토양의 화학성 질 지표는 2007년까지 점점 향상되고 있었으며 유효규산의 질 지표 변화량이 가장 높아 전체 질 지표에 미치는 영향이 가장 컸음을 알 수 있었다.
지속농업은 환경의 건전성과 균형을 유지하는 것에 좌우된다. 본 연구는 농촌진흥청과 전국 도 농업기술원이 공동으로 전국 논토양의 화학성분 함량의 현황과 장기적인 변화양상을 파악하기 위하여 1999년부터 4년 1주기로 모니터링한 결과, 토양 화학성 변동 해석과 그에 따른 토양의 질 지표의 변화정도를 예측하고자 수행하였다. 2007년에 조사한 전국 논토양 2,070 지점의 평균 화학성은 pH 5.8, 유기물 24 g $kg^{-1}$, 유효인산 132 mg $kg^{-1}$, 유효규산 126 mg $kg^{-1}$이었고, 치환성 칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 0.32, 4.7, 1.3 $cmol_c\;kg^{-1}$이었다. 장기적인 변화에서는 pH는 약간 증가하였으나 치환성 칼륨은 다소 감소하였다. 그러나, 치환성 칼슘과 유효규산 함량은 지속적으로 가장 많이 증가하였다. 그리고 논토양의 화학성 질 지표는 2007년까지 점점 향상되고 있었으며 유효규산의 질 지표 변화량이 가장 높아 전체 질 지표에 미치는 영향이 가장 컸음을 알 수 있었다.
There is very important to investigate long-term trend of soil chemical properties and quality index for sustainable agriculture and production of agricultural safety products. Monitoring on soil chemical properties in paddy soils was conducted as one cycle with 4 years from 1999 to 2007. Paddy soil...
There is very important to investigate long-term trend of soil chemical properties and quality index for sustainable agriculture and production of agricultural safety products. Monitoring on soil chemical properties in paddy soils was conducted as one cycle with 4 years from 1999 to 2007. Paddy soil samples were taken from 4,007, 1,970, 2,070 sites in 1999, 2003 and 2007, respectively. With these data, soil quality index (SQI) was evaluated by method that Yoon et al suggested in 2004. Chemical properties of paddy soils were 5.8 for pH, 24 g $kg^{-1}$ for organic matter, 132 mg $kg^{-1}$ for available phosphate, 0.29 cmol_c\; kg-1 for exchangeable potassium, 4.7 $cmol_c\;kg^{-1}$ for exchangeable calcium, 1.3 $cmol_c\;kg^{-1}$ for exchangeable magnesium and 126 mg $kg^{-1}$ for available silicate in 2007. Long-term change was shown that pH has increased gradually whereas exchangeable potassium has decreased. However, reasonably large changes were found. Exchangeable calcium and available silicate level in 1999 was 4.0 $cmol_c\;kg^{-1}$, 86 mg $kg^{-1}$, but had risen to 4.7 $cmol_c\;kg^{-1}$, 126 mg $kg^{-1}$ in 2007, respectively. The change of paddy soils quality index was increased gradually and increasement of silicate quality index was higher than other quality indicators.
There is very important to investigate long-term trend of soil chemical properties and quality index for sustainable agriculture and production of agricultural safety products. Monitoring on soil chemical properties in paddy soils was conducted as one cycle with 4 years from 1999 to 2007. Paddy soil samples were taken from 4,007, 1,970, 2,070 sites in 1999, 2003 and 2007, respectively. With these data, soil quality index (SQI) was evaluated by method that Yoon et al suggested in 2004. Chemical properties of paddy soils were 5.8 for pH, 24 g $kg^{-1}$ for organic matter, 132 mg $kg^{-1}$ for available phosphate, 0.29 cmol_c\; kg-1 for exchangeable potassium, 4.7 $cmol_c\;kg^{-1}$ for exchangeable calcium, 1.3 $cmol_c\;kg^{-1}$ for exchangeable magnesium and 126 mg $kg^{-1}$ for available silicate in 2007. Long-term change was shown that pH has increased gradually whereas exchangeable potassium has decreased. However, reasonably large changes were found. Exchangeable calcium and available silicate level in 1999 was 4.0 $cmol_c\;kg^{-1}$, 86 mg $kg^{-1}$, but had risen to 4.7 $cmol_c\;kg^{-1}$, 126 mg $kg^{-1}$ in 2007, respectively. The change of paddy soils quality index was increased gradually and increasement of silicate quality index was higher than other quality indicators.
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문제 정의
지속농업은 환경의 건전성과 균형을 유지하는 것에 좌우된다. 본 연구는 농촌진흥청과 전국 도 농업기술원이 공동으로 전국 논토양의 화학성분 함량의 현황과 장기적인 변화양상을 파악하기 위하여 1999년부터 4년 1주기로 모니터링한 결과, 토양 화학성 변동 해석과 그에 따른 토양의 질 지표의 변화정도를 예측하고자 수행하였다. 2007년에 조사한 전국 논토양 2,070 지점의 평균 화학성은 pH 5.
이 연구는 1999년부터 4년 1주기로 농촌진흥청에서 전국 도 농업기술원과 공동으로 전국 논토양의 화학성 함량의 현황과 장기적인 변화양상을 파악하고 이를 바탕으로 토양의 화학성 질의 변동을 평가하고자 수행하였다.
제안 방법
이러한 자료를 바탕으로 토양의 화학성 질은 Yoon (2004) 이 제안한 방법을 이용하였다. 이것은 논토양의 화학성 질을 나타내는 중요한 인자로 pH, 유기물함량, 치환성 칼륨, 유효인산, 유효규산 등을 주성분분석을 통해 선정하였고 화학성 각 인자 당 수준에 따라 점수화하였으며 이 값들을 평균하여 토양의 화학성 질을 지수화하는 방법으로 Table 1과 같다.
대상 데이터
우리나라 논토양의 일반 화학성의 변동을 주기적으로 파악하기 위하여 1999년도에 각 도별, 지대별 (19개 농업 기후지대: Choi and Yun, 1989) 및 지형별 (하성평탄지, 하해혼성평탄지, 홍적대지, 곡간 및 선상지, 산록경사지) 분포 면적비율을 고려하여 선정된 4,047지점의 정점에서 토양시료를 채취하였고, 2003년도에는 1999년의 정점지점 중 2,010지점만을 선택하여 채취하였으며, 2007년도에는 해발 400 m 지점의 고령권 100지점을 추가하여 2,110 지점에서 토양시료를 채취하였다. 각 도 농업기술원과 고령지농업연구센터에서 수도 이앙전인 3월부터 5월 사이에 표토를 0~15 cm 깊이로 토양을 채취하였다. 이러한 방법으로 채취된 토양의 화학성 분석방법은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 및 식물체 분석법 (2000)에 준하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 pH meter로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법으로, 유효인산은 Lancaster법으로, 유효규산은 1M NaOAc (pH 4.
0)의 가용규산으로, 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 양이온은 1M NH4OAc로 추출하여 AAS 및 ICP로 측정하는 방법으로 분석하였다. 분석된 자료들 중 화산 회토로 구성된 제주도 토양은 제외하였으며, 1999년 4,007점, 2003년 1,970점, 2007년에 2,070점의 분석 자료를 이용하였다.
우리나라 논토양의 일반 화학성의 변동을 주기적으로 파악하기 위하여 1999년도에 각 도별, 지대별 (19개 농업 기후지대: Choi and Yun, 1989) 및 지형별 (하성평탄지, 하해혼성평탄지, 홍적대지, 곡간 및 선상지, 산록경사지) 분포 면적비율을 고려하여 선정된 4,047지점의 정점에서 토양시료를 채취하였고, 2003년도에는 1999년의 정점지점 중 2,010지점만을 선택하여 채취하였으며, 2007년도에는 해발 400 m 지점의 고령권 100지점을 추가하여 2,110 지점에서 토양시료를 채취하였다. 각 도 농업기술원과 고령지농업연구센터에서 수도 이앙전인 3월부터 5월 사이에 표토를 0~15 cm 깊이로 토양을 채취하였다.
이에 관하여 국제경제협력개발기구 (OECD)에서 1994년에 토양의 질을 농업환경지표의 하나로 설정하였으며 (OECD, 1999), 국내에서는 Yoon et al (2004)이 2004년에 화학성에 관한 질 평가방법을 제안하였다. 토양의 질은 물리, 화학, 생물학적 요인 등 여러 가지 측면에서 고려되어야 하지만, 본고에서는 화학성에 관한 부분만을 대상으로 평가하였다.
이론/모형
각 도 농업기술원과 고령지농업연구센터에서 수도 이앙전인 3월부터 5월 사이에 표토를 0~15 cm 깊이로 토양을 채취하였다. 이러한 방법으로 채취된 토양의 화학성 분석방법은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 및 식물체 분석법 (2000)에 준하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 pH meter로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법으로, 유효인산은 Lancaster법으로, 유효규산은 1M NaOAc (pH 4.0)의 가용규산으로, 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 양이온은 1M NH4OAc로 추출하여 AAS 및 ICP로 측정하는 방법으로 분석하였다. 분석된 자료들 중 화산 회토로 구성된 제주도 토양은 제외하였으며, 1999년 4,007점, 2003년 1,970점, 2007년에 2,070점의 분석 자료를 이용하였다.
이러한 자료를 바탕으로 토양의 화학성 질은 Yoon (2004) 이 제안한 방법을 이용하였다. 이것은 논토양의 화학성 질을 나타내는 중요한 인자로 pH, 유기물함량, 치환성 칼륨, 유효인산, 유효규산 등을 주성분분석을 통해 선정하였고 화학성 각 인자 당 수준에 따라 점수화하였으며 이 값들을 평균하여 토양의 화학성 질을 지수화하는 방법으로 Table 1과 같다.
성능/효과
이상의 결과를 종합하여 보면 조사기간내의 논토양 화학성분 함량은 pH는 조금씩 증가하고 있었지만 치환성 칼륨 함량은 약간씩 감소하고 있었다. 그러나, 치환성 칼슘과 유효규산 함량은 가장 크게 증가하였으며 이에 힘입어 논토양의 화학성 질도 함께 향상되었다.
그러나, 치환성 칼슘과 유효규산 함량은 지속적으로 가장 많이 증가하였다. 그리고 논토양의 화학성 질 지표는 2007년까지 점점 향상되고 있었으며 유효규산의 질 지표 변화량이 가장 높아 전체 질 지표에 미치는 영향이 가장 컸음을 알 수 있었다.
이를 1995년, 1999년 (RDA, 1999), 2003년 (RDA, 2003a)의 토양화학성분 함량과 비교해 보면 pH는 약간씩 점진적으로 증가하였고, 유효인산은 1995년에 128 mg kg-1에서 2003년에 141 mg kg-1까지 증가하다가 2007년에 약간 감소하였다. 그리고 유기물함량과 치환성 마그네슘 함량은 약간의 증감이 있었지만 일정한 수준을 유지하였으나 치환성 칼륨 함량은 감소하는 경향이었다. 그러나 치환성 칼슘 함량과 유효규산 함량은 매우 큰 폭으로 증가하였다.
4%로 1999년, 2003년과 비교해서 적정범위보다 낮은 곳의 비율은 증가하였고 반대로 적정범위보다 높은 비율은 감소하였다. 유효인산과 같이 환경으로 유출되면 수계의 부영양화를 초래할 수 있는 성분이 적정범위보다 높은 분포율이 점차 감소하는 분포양상은 친환경농업이 중요하게 되면서 토양에서 바람직한 방향으로 관리되고 있음을 알 수 있었다.
유효인산의 경우 2007년에 적정범위 (80~120 mg kg-1)에 속하는 비율은 16.7%이고, 적정범위보다 낮은 비율은 47.0%, 적정범위보다 높은 비율은 36.4%로 1999년, 2003년과 비교해서 적정범위보다 낮은 곳의 비율은 증가하였고 반대로 적정범위보다 높은 비율은 감소하였다. 유효인산과 같이 환경으로 유출되면 수계의 부영양화를 초래할 수 있는 성분이 적정범위보다 높은 분포율이 점차 감소하는 분포양상은 친환경농업이 중요하게 되면서 토양에서 바람직한 방향으로 관리되고 있음을 알 수 있었다.
이상의 결과를 종합하여 보면 조사기간내의 논토양 화학성분 함량은 pH는 조금씩 증가하고 있었지만 치환성 칼륨 함량은 약간씩 감소하고 있었다. 그러나, 치환성 칼슘과 유효규산 함량은 가장 크게 증가하였으며 이에 힘입어 논토양의 화학성 질도 함께 향상되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지속농업은 무엇에 좌우되는가?
지속농업은 환경의 건전성과 균형을 유지하는 것에 좌우된다. 본 연구는 농촌진흥청과 전국 도 농업기술원이 공동으로 전국 논토양의 화학성분 함량의 현황과 장기적인 변화양상을 파악하기 위하여 1999년부터 4년 1주기로 모니터링한 결과, 토양 화학성 변동 해석과 그에 따른 토양의 질 지표의 변화정도를 예측하고자 수행하였다.
농경지의 화학성 변동을 모니터링 하는 목적이 어떻게 변했는가?
최근에는 자연보전에 대한 관심이 고조되면서 지속적인 농업생산과 환경의 건전성과의 균형을 유지하는 것이 세계적으로 큰 관심사가 되었다. 과거에는 농경지의 화학성 변동을 모니터링 하는 목적이 토양의 화학성 비옥도를 증진하여 작물의 생산성을 높이는데 중점을 두었지만 (Jung et al, 1998; Peters, 2000) 최근에는 양분의 과잉투입으로 농경지내 인산, 칼리 등 양분의 집적과 환경으로 유출될 수 있는 양분을 평가하는 목적이 중요하게 되었다. 각 나라마다 일정한 지역에서의 작물생산에 필요한 화학비료, 중금속, 농약 등 외부자재의 투입으로 생긴 토양 내 물질의 대한 지속적인 모니터링을 실시하고 있고 (European Environment Agency, 2001) 미국에서는 토양중의 인산이 환경으로 유출되어 수계의 부영영화의 원인이 됨에 따라 토양중의 인산 함량 기준을 설정하여 법령화하려고 하고 있다 (Sharpley, 2003).
농경지의 화학성 변동 각 나라에서는 어떻게 하고 있는가?
과거에는 농경지의 화학성 변동을 모니터링 하는 목적이 토양의 화학성 비옥도를 증진하여 작물의 생산성을 높이는데 중점을 두었지만 (Jung et al, 1998; Peters, 2000) 최근에는 양분의 과잉투입으로 농경지내 인산, 칼리 등 양분의 집적과 환경으로 유출될 수 있는 양분을 평가하는 목적이 중요하게 되었다. 각 나라마다 일정한 지역에서의 작물생산에 필요한 화학비료, 중금속, 농약 등 외부자재의 투입으로 생긴 토양 내 물질의 대한 지속적인 모니터링을 실시하고 있고 (European Environment Agency, 2001) 미국에서는 토양중의 인산이 환경으로 유출되어 수계의 부영영화의 원인이 됨에 따라 토양중의 인산 함량 기준을 설정하여 법령화하려고 하고 있다 (Sharpley, 2003).
참고문헌 (18)
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Sharpley, A.N., J.L. Weld, D. B. Beegle, P. J. A. Kleinman, W. J. Gburek, P. A. Moore, Jr., and G. Mullings. 2003. Development of phosphorus indices for nutrient management plannings strategies in the United States.
Yoon, J.H. 2004. Review and Discussion on Development of Soil Quality Indicators, Korean J. Soil Sci. Fert., 37: 192-198.
Yoon, J.H., B.G. Jung, H.J. Jun, and H.G. Kwak. 2004. Soil quality assessment method of paddy and upland. Korean J. Soil Sci. Fert. 37:357-364.
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