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문제 정의
- 또한 농촌진흥청 국립농업과학원(2012)에서는 전국의 정밀 토양 조사 결과를 활용한 토양 디지털 데이터베이스인 토양 환경 정보 시스템(흙토람)의 구축으로 가능하게 되었다. 본 논문은 기상청의 기후 정보와 국가농림기후센터의 농업 전자 기후도를 가공하고 농진청 흙토람의 토양 환경 정보(토양 전자 지도, 일반 작물 재배 적지 기준 등)를 이용하여 강원도에서의 IRG 재배 가능 지역을 추정하였다.
제안 방법
- 기후 요인은 농업전자기후도에서 추출 또는 산출하여 이용하였다. 1월 최저평균온도는 기본기후도에서 추출하였고, 3월에서 5월까지의 평균온도는 기본기후도에서 3~5월까지의 일최저온도 평균과 일최고온도 평균을 이용하여 산출하였다. 9월에서 12월까지 일평균온도가 5 이상인 일수는 2차기후도의 생장종료일에서 244일(9월 1일)을 감하여 산출하였다.
- IRG의 재배 적지 분포도는 토양 요인의 재배 적지 분포도와 기후 요인의 재배 적지 분포도를 중첩하여 작성하였다. IRG의 재배 적지 분포도 작성에 이용된 도구는 GIS 분석 도구인 Arcview 3.
- 또한 농촌진흥청 국립농업과학원의 토양 환경 정보 시스템 ‘흙토람’의 재배 적지 기준 자료 중 IRG와 토양에 대한 생육 반응이 유사하다고 판단되는 보리와 밭벼 등의 자료를 참고하여 IRG의 토양 요인 항목(soil characteristics)을 선정하고, 각 항목에 대한 기준값을 설정하였다. IRG의 토양 요인 항목, 등급(grade), 기준값 및 가중치(weight)는 작성된 적이 없고 기존의 연구자료를 이용해서는 도출하기 어려워 수차례의 조사료 및 재배 환경 전문가 workshop을 통해 수정, 보완 후 설정하였다. IRG의 토양 요인 항목으로는 토양 물리성인 토성, 배수 등급, 경사, 유효 토심 및 암반 노출과 토양 화학성인 토양 산도, 유기물 및 토양 염류도를 선정하였다.
- IRG의 토양 요인 항목, 등급(grade), 기준값 및 가중치(weight)는 작성된 적이 없고 기존의 연구자료를 이용해서는 도출하기 어려워 수차례의 조사료 및 재배 환경 전문가 workshop을 통해 수정, 보완 후 설정하였다. IRG의 토양 요인 항목으로는 토양 물리성인 토성, 배수 등급, 경사, 유효 토심 및 암반 노출과 토양 화학성인 토양 산도, 유기물 및 토양 염류도를 선정하였다. 각 토양 요인 항목에 대한 등급은 재배최적지(proper), 재배가능지(possible), 재배불리지(poor) 및 재배불가지(improper)의 4단계로 하였으며, 등급별 기준값을 Table 1에서와 같이 설정하였다.
- 즉 월동에 영향을 미치는 1월 최저기온, 월동 후 봄 생육에 영향을 미치는 3월에서 5월까지의 평균기온, 파종 후 생육 초기에 영향을 미치는 9월에서 12월까지의 5℃ 이상 일수, 그리고 10월에서 이듬해 5월까지의 강수일수와 강수량을 선정하였다. 각 기후 요인 항목에 대한 등급은 재배최적지(proper), 재배가능지(possible) 및 재배불리지(poor)의 3단계로 하였으며, 또한 IRG 생육에 미치는 영향이 다르므로 각 기후 요인 항목별로 가중치를 부여했다.
- 각 요인 적지분포도에서 한 요인에서 불가지(0점)일 때 재배불가지로 처리될 수 있도록 각 지점에서 토양 요인과 기후 요인을 곱하였으며, 최고점수가 100점이 나오도록 하였으며, 계산 방식은(토양 요인 점수 × 기후 요인 점수)/100으로 하였다.
- IRG의 토양 요인 항목으로는 토양 물리성인 토성, 배수 등급, 경사, 유효 토심 및 암반 노출과 토양 화학성인 토양 산도, 유기물 및 토양 염류도를 선정하였다. 각 토양 요인 항목에 대한 등급은 재배최적지(proper), 재배가능지(possible), 재배불리지(poor) 및 재배불가지(improper)의 4단계로 하였으며, 등급별 기준값을 Table 1에서와 같이 설정하였다. 특히 각 토양 요인 항목에는 IRG 생육에 미치는 영향의 정도가 다른 것을 감안하여 가중치를 부여하였다.
- 9월에서 12월까지 일평균온도가 5 이상인 일수는 2차기후도의 생장종료일에서 244일(9월 1일)을 감하여 산출하였다. 강수일수는 2차기후도의 강수일수 자료로 산출하여 사용하였고, 강수량은 기본기후도의 월별 강수량을 합산하여 산출하였다. 산출한 기후 요인 항목에 대한 강원도의 분포 비율은 Table 5와 같았으며, 항목별 산출된 자료를 기후 요인 기준인 Table 3과 비교하여 전자지도로 작성하였다.
- 각 기후 요인 항목은 농업전자기후도(electronic map)를 구성하는 기본기후도(basic climatic map), 2차기후도(secondary climatic map) 및 분석기후도(analytic climatic map)의 어느 것인가에 해당한다. 기본기후도에서는 최저온도, 최고온도 및 강수량을, 2차기후도에서는 생장개시일, 생장종료일 및 강수일수를, 분석기후도에서는 5℃ 유효적산온도를 이용하였다.
- 토양 요인 항목으로는 토양 물리성인 토성, 배수, 경사, 유효 토심 및 암반 노출 등, 토양 화학성인 토양 산도, 토양 염류도 및 유기물 함량 등을 선정하고, 이들의 기준값 및 가중치를 설정하였다. 기후 요인 항목으로는 1월 일최저평균온도, 3~5월의 평균온도, 9~12월의 5℃ 이상 일수, 10월~익년 5월의 강수일수와 강수량을 선정하고 기준값 및 가중치를 설정하였다. 토양 요인의 관점에서 강원도에서 IRG의 재배가능지 및 재배최적지는 영동지방의 경우 고성, 속초, 양양, 강릉, 동해 및 삼척이며 주로 경사가 완만한 해안 지역에 분포하고 있었다.
- 따라서 우선 조사료의 생육 및 수량에 영향을 미칠 것으로 예상되는 기후 요인 항목(climatic index)에 대한 선정이 필요하였다. 기후 요인 항목의 선정은 수차례의 조사료 및 재배 환경 전문가 workshop을 통해 수정, 보완하여 결정하였다(Table 2). 각 기후 요인 항목은 농업전자기후도(electronic map)를 구성하는 기본기후도(basic climatic map), 2차기후도(secondary climatic map) 및 분석기후도(analytic climatic map)의 어느 것인가에 해당한다.
- 기후 요인은 농업전자기후도에서 추출 또는 산출하여 이용하였다. 1월 최저평균온도는 기본기후도에서 추출하였고, 3월에서 5월까지의 평균온도는 기본기후도에서 3~5월까지의 일최저온도 평균과 일최고온도 평균을 이용하여 산출하였다.
- 또한 농촌진흥청 국립농업과학원의 토양 환경 정보 시스템 ‘흙토람’의 재배 적지 기준 자료 중 IRG와 토양에 대한 생육 반응이 유사하다고 판단되는 보리와 밭벼 등의 자료를 참고하여 IRG의 토양 요인 항목(soil characteristics)을 선정하고, 각 항목에 대한 기준값을 설정하였다.
- 토성과 유효 토심의 부적지로 강, 호수 등 기타지가 포함되었다. 암반 노출은 농가에서 판단 가능하므로 노출이 없는 것으로 설정하였고, 시기별, 시비량에 따라 변하는 토양 화학성은 흙토람의 토양 통계를 이용하였다. 토양 산도와 유기물 함량은 강원도 경작지의 평균인 pH 5.
- 작성된 IRG의 토양 요인 적지 분포도와 기후 요인 적지 분포도를 중첩하여 토양과 기후를 고려한 IRG의 재배 적지 분포도를 작성하였다.
- 조사료 재배 적지 기준 설정을 위한 연구의 일환으로, 국가적 사업으로 구축되어 있는 토양과 기후 데이터베이스를 이용하여, Italian ryegrass(Lolium multiflorum Lam., IRG)를 대상으로 강원도에서의 재배 가능 지역을 분류하였다. 토양 데이터베이스는 국립농업과학원의 흙토람에서, 기상 데이터베이스는 국립농림기상센터에서 받았다.
- Table 2로부터 조사료 및 재배 환경 전문가 workshop을 통해 선정된 IRG 재배적지 기후요인 항목은 Table 3에서와 같다. 즉 월동에 영향을 미치는 1월 최저기온, 월동 후 봄 생육에 영향을 미치는 3월에서 5월까지의 평균기온, 파종 후 생육 초기에 영향을 미치는 9월에서 12월까지의 5℃ 이상 일수, 그리고 10월에서 이듬해 5월까지의 강수일수와 강수량을 선정하였다. 각 기후 요인 항목에 대한 등급은 재배최적지(proper), 재배가능지(possible) 및 재배불리지(poor)의 3단계로 하였으며, 또한 IRG 생육에 미치는 영향이 다르므로 각 기후 요인 항목별로 가중치를 부여했다.
- 예를 들어 경사도(slope) 점수가 0점인 지역은 다른 항목의 점수가 높더라도 합산 점수가 0점이 되도록 하였다. 토양 요인 점수는 등급의 점수(0.5, 0.8 및 1)에 가중치를 곱한 후 각 항목의 합으로 산정하였다.
- 토양 데이터베이스는 국립농업과학원의 흙토람에서, 기상 데이터베이스는 국립농림기상센터에서 받았다. 토양 요인 항목으로는 토양 물리성인 토성, 배수, 경사, 유효 토심 및 암반 노출 등, 토양 화학성인 토양 산도, 토양 염류도 및 유기물 함량 등을 선정하고, 이들의 기준값 및 가중치를 설정하였다. 기후 요인 항목으로는 1월 일최저평균온도, 3~5월의 평균온도, 9~12월의 5℃ 이상 일수, 10월~익년 5월의 강수일수와 강수량을 선정하고 기준값 및 가중치를 설정하였다.
- 각 토양 요인 항목에 대한 등급은 재배최적지(proper), 재배가능지(possible), 재배불리지(poor) 및 재배불가지(improper)의 4단계로 하였으며, 등급별 기준값을 Table 1에서와 같이 설정하였다. 특히 각 토양 요인 항목에는 IRG 생육에 미치는 영향의 정도가 다른 것을 감안하여 가중치를 부여하였다.
대상 데이터
- IRG의 재배 적지 기준의 요인 항목으로는 ① 제공되고 있는 디지털화된 정보, ② 기본정보에서 가감승제로 작성되는 정보, ③ 인터넷 등에서 빠르게 제공될 수 있는 형태의 정보 및 ④ 표준화가 가능한 정보의 조건을 충족하는 것을 선정하였다.
- IRG의 재배 적지에 대한 토양전자지도의 항목 및 기준 선정을 위해 국내에서 주로 사용하는 농촌진흥청 발간 표준영농교본-25 ‘사료작물재배’(RDA, 1975)와 표준영농교본-91 ‘조사료’(RDA, 2005)의 토양 환경 자료를 참고하였다.
- 토성, 배수 등급, 경사, 유효 토심의 토양 전자 정보를 농촌진흥청 국립농업과학원에서 제공받아 사용하였다. 각 항목의 값을 Table 1의 적지 기준값에 적용하였을 때 토성은 93% 이상이 적합으로, 배수 등급은 67%가 가능지로, 경사는 60%가 급경사로 재배가 불가한 지역으로, 그리고 토심은 50%가 적합으로 분류되었다.
- , IRG)를 대상으로 강원도에서의 재배 가능 지역을 분류하였다. 토양 데이터베이스는 국립농업과학원의 흙토람에서, 기상 데이터베이스는 국립농림기상센터에서 받았다. 토양 요인 항목으로는 토양 물리성인 토성, 배수, 경사, 유효 토심 및 암반 노출 등, 토양 화학성인 토양 산도, 토양 염류도 및 유기물 함량 등을 선정하고, 이들의 기준값 및 가중치를 설정하였다.
이론/모형
- IRG의 재배 적지 분포도는 토양 요인의 재배 적지 분포도와 기후 요인의 재배 적지 분포도를 중첩하여 작성하였다. IRG의 재배 적지 분포도 작성에 이용된 도구는 GIS 분석 도구인 Arcview 3.2(ESRI, USA)를 사용하였다.
- 조사료의 종류별 재배 적지에 대한 농업 전자 기후도의 항목 및 기준 선정은 국내에서 주로 사용하는 표준영농교본-25 ‘사료작물재배’(RDA, 1975)와 표준영농교본-91 ‘조사료’(RDA, 2005)에 서술되어 있는 기후 환경의 내용을 참고하였다.
성능/효과
- 토성, 배수 등급, 경사, 유효 토심의 토양 전자 정보를 농촌진흥청 국립농업과학원에서 제공받아 사용하였다. 각 항목의 값을 Table 1의 적지 기준값에 적용하였을 때 토성은 93% 이상이 적합으로, 배수 등급은 67%가 가능지로, 경사는 60%가 급경사로 재배가 불가한 지역으로, 그리고 토심은 50%가 적합으로 분류되었다. 각 항목에 대한 분포 비율은 Table 4와 같았다.
- 기후 요인으로 볼 때, 강원도에서 IRG의 재배가능지는 영동지방의 고성, 속초, 양양, 강릉, 동해, 삼척의 해안 지역이었다. 영서지방의 경우 춘천과 원주에서 일부 60점 이상이었으나 재배불리지에 해당되었다.
- 즉 69점인 지역은 1점 차이임에도 부적지로 분류되고 있어 이에 대한 오류를 줄이고자 연속적인 재배 적지 점수로 표현하였다. 따라서 본 연구에서 IRG에 대한 토양 및 기후를 고려한 재배 적지 점수 분포는 재배 적지, 재배 가능 지역, 그리고 재배부적지로 구분했을 때 발생하는 인접 지역에서 오류를 줄일 수 있도록 재배 적지 분포를 표현하였다.
후속연구
- 조사료의 종류별 재배 적지에 대한 농업 전자 기후도의 항목 및 기준 선정은 국내에서 주로 사용하는 표준영농교본-25 ‘사료작물재배’(RDA, 1975)와 표준영농교본-91 ‘조사료’(RDA, 2005)에 서술되어 있는 기후 환경의 내용을 참고하였다. 그러나 이 자료로부터는 IRG는 물론 다른 조사료에 대해서도 생육 및 수량에 관여하는 기후 요인 항목 및 기준값을 설정을 할 수 없다는 한계가 있었다. 따라서 우선 조사료의 생육 및 수량에 영향을 미칠 것으로 예상되는 기후 요인 항목(climatic index)에 대한 선정이 필요하였다.
- 본 연구에서는 지목에 대한 정보를 추가하지 못하여 인위적인 건물, 도로 등의 경우 재배불가지로 처리되지 않는 한계가 있었다. 그러나 향후 지번도 및 지목 정보를 추가 시킨다면 농가가 필요로 하는 실제 재배 가능한 지역 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 지역별 기대 생산량 정보 제공을 위해서는 재배 적지 점수와 실제 생산량과의 관계 구명 연구가 필요하다.
- 그러나 향후 지번도 및 지목 정보를 추가 시킨다면 농가가 필요로 하는 실제 재배 가능한 지역 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 지역별 기대 생산량 정보 제공을 위해서는 재배 적지 점수와 실제 생산량과의 관계 구명 연구가 필요하다.
- 즉 IRG 재배는 주로 영동지방의 해안 지대을 중심으로 가능할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 지목에 대한 정보를 추가하지 못하여 인위적인 건물, 도로 등의 경우 재배불가지로 처리되지 않는 한계가 있었다. 그러나 향후 지번도 및 지목 정보를 추가 시킨다면 농가가 필요로 하는 실제 재배 가능한 지역 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
- 이상에서 강원도에서 IRG의 재배가능지 및 재배최적지는 고성, 속초, 양양, 강릉, 동해, 그리고 삼척의 해안 지역과 춘천 일부와 원주 일부 지역에서 가능할 것으로 생각된다. 즉 IRG 재배는 주로 영동지방의 해안 지대을 중심으로 가능할 것으로 사료된다.
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