[논문]지역별 가축분뇨의 질소부하 및 자원화 용량 평가

류종원

지역별 가축분뇨의 질소부하 및 자원화 용량 평가
Assessment of Regional-Based Nitrogen Loading and Recycling Capacity of Livestock Manure 원문보기

축산시설환경학회지 = Journal of livestock housing and environment, v.18 no.3, 2012년, pp.235 - 246

초록
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현대농업의 여러 가지 폐해를 시정하고 지속가능한 농업시스템으로 전환하기 위해서는 지역단위의 경축순환농업시스템을 갖추는 것이 필요하다. 이것은 친환경농업은 물론이거니와 관행농업에서도 시급히 도입되어야 할 대안이다. 본 연구에서는 분뇨단위 설정기준을 도별 지역에 적용하여 도별 분뇨단위를 산출하여 농경지의 N-부하량과 농지의 가축분뇨 수용량을 평가하여 가축생산과 경작지를 연계한 경축순환농업의 적용 방안을 검토하였다. 1. 농경지의 ha 당 N-부하량 (MU/ha)은 경기도가 2.7 (216 kg/ha), 충청남도가 2.54 (203 kg/ha)로 높은 부하량을 나타내었으나 강원, 전남, 충북 지역은 1.6 이하로 낮게 나타났다. 분뇨단위 결과로 볼 때, 경기도, 충남지역은 가축분뇨의 농경지 부하량이 수용능력에 비하여 높은 지역으로 평가된다. 이에 비하여 전남, 전북, 경남, 충남은 가축분뇨를 시용 할 수 있는 작물재배 면적이 높아 자원화 수용능력이 높은 도로 나타났다. 2. 가축분뇨 부하량과 작물의 양분수용능력을 동시 평가한 순환수지는 전남이 1위, 전북이 2위, 경남이 3위로 남부지방 3개 군이 가축분뇨 부하량에 비하여 자원화 용량이 높아 순환수지가 양호한 것으로 나타났다. 강원, 충북의 순환수지 순위는 각각 4, 5위를 나타내었다. 충남, 경북, 경기도는 가축분뇨 부하량이 높으나 자원화 용량이 낮아 6, 7, 8 위로 평가되었다. 특히 경기도는 가축분뇨 부하량이 높고 자원화 용량은 낮아 양분 순환수지가 가장 불량한 것으로 나타났다. 3. 가축분뇨 발생량으로 추정한 N-부하량과 농경지의 수용량을 예측해 보면 우리나라 도별 농경지는 전체적으로 가축분뇨를 충분히 유입시킬 수 있는 용량인 것으로 평가되는데 가축분뇨가 지역적 시기적으로 편재되어 있어 이용이 곤란한 것이 문제이다. 따라서 경종과 축산의 연계추진이라는 정책에서 가축분뇨 액비의 자원화 환원용량을 증가시키기 위하여 여름작물 액비 살포 증대와 액비 잠재작물의 액비 살포정책 수립 및 인센티브 정책 추진이 필요하다. 결론적으로 환경보호를 고려한 가축분뇨의 자원화를 위하여 가축분뇨의 N-부하량과 농작물의 자원화 수용능력을 산출하여 순환수지 평가가 필요하며, 유기자원이용과 환경오염방지를 양립시키기 위해서는 이 개념에 따라 가축분뇨 자원화 정책을 수립, 실시하는 것이 기본이라고 할 수 있다. 따라서 축산, 경종 연계 추진을 위하여 도, 시군 지자체에서는 액비 잠재작물의 농경지 환원용량을 증대시키기 위하여 체계적이고 정밀한 정책수립과 실행이 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Reusing livestock manure have various advantages in securing soil organic resources. In this study, the N-loading and recycling capacity assessment of animal manure was analyzed by comparing between the cultivated areas of crops and the amount of manure units that are generated from livestock manure. From this assessment, the possibility of recycling resources of livestock manure was evaluated. The amount generated of livestock manure in Gyeonggi-do were evaluated by applying the manure units to the number of livestock manure. The analysis of manure unit per ha shows that the N loading by MU is quite different by region. When it comes to nitrogen loading, the MU per ha of cultivated land in excess of the N-amount was the highest in the Gyeonggi-do province with 2.70 MU/ha, which is higher than the appropriate level. The Chungcheongnam-do province came next with 2.31 MU. So the recycling capacity assessment was carried out mainly based on areas of forage crops, rice that can be provided by recycling livestock manure. The recycling capacity ware highest in Jeollanam-do and Jeollabuk-do. In order to properly apply the livestock manure into organic resources, the seasonal situation that effects the nitrogen demands of crops along with the regional effects crop cultivation should be seriously analyzed. In addition, a system that can effectively produce and manage fertilizer should be established.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 경기도 등 8개도 지역의 2011년의 가축 사육두수와 경지면적에 대한 통계청의 자료를 토대로 하여 가축분뇨의 분뇨단위를 산출하여 농경지 질소부하를 평가하였다. 또한 지역별 가축분뇨 살포작물의 재배면적을 산출하여 자원화 용량를 평가하였다.
이것은 친환경농업은 물론이거니와 관행농업에서도 시급히 도입되어야 할 대안이다. 본 연구에서는 분뇨단위 설정기준을 도별 지역에 적용하여 도별 분뇨단위를 산출하여 농경지의 N-부하량과 농지의 가축분뇨 수용량을 평가하여 가축생산과 경작지를 연계한 경축순환농업의 적용 방안을 검토하였다.

제안 방법

3. 액비시용 작목별 N-부하량 평가

가축분뇨 부하량에 액비시용 작물의 재배면적을 나누어 도별 액비시용 작목별 N-부하량을 평가하였다. 벼의 ha 당 N-부하량은 전남, 전북이 각각 2.
도별 가축분뇨 배출량인 분뇨단위와 작물재배에 의한 액비 자원화 용량을 비교 평가하여 가축분뇨의 순환수지를 산출하였다. 전남, 전북은 가축분뇨 발생량에 비하여 자원화 용량이 높은 -9%의 부족한 순환수지를 나타내었다.
지역별로 양돈분뇨의 농경지 순환이 어려움을 겪고 있으며 지역 자원순환농업의 중요한 해결과제이다. 따라서 본 논문에서는 양돈분뇨를 대상으로 돈분뇨 액비분뇨단위 (pig liquid manure unit, MU/ha)를 산출하였다 (Table 5). 돈분뇨의 농경지 ha당 N-부하량 (PLMU/ha)은 충청남도가 0.
외국과 달리 우리나라는 축종 중 한육우와 닭은 퇴비 위주로 가축분뇨를 처리하고 있다. 따라서 본 연구에서는 퇴비 위주의 가축분뇨를 처리하는 축종인 한육우, 닭을 제외하고 가축분뇨를 액비 형태로 처리하는 젖소, 양돈분뇨를 위주로 평가한 액비 분뇨단위 (liquid manure unit, LMU)를 도입하여 액비의 농경지 부하량을 평가하였다.
따라서 분뇨 단위 적용시 액비의 분뇨단위 설정이 우리나라의 지역 양분 부하량 평가에서 타당한 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 퇴비 위주의 가축분뇨를 처리하는 축종인 한육우와 닭을 제외하고 가축분뇨를 액비 형태로 처리하는 젖소, 양돈분뇨를 위주로 평가한 액비 분뇨단위 (liquid manure unit, LMU)를 도입하여 액비의 농경지 N-부하량을 평가하였다.
본 연구는 경기도 등 8개도 지역의 2011년의 가축 사육두수와 경지면적에 대한 통계청의 자료를 토대로 하여 가축분뇨의 분뇨단위를 산출하여 농경지 질소부하를 평가하였다. 또한 지역별 가축분뇨 살포작물의 재배면적을 산출하여 자원화 용량를 평가하였다. 질소 부하를 평가하기 위하여 분뇨단위 (Dungeinheit, DE)를 적용하였다.
가축분뇨를 농경지에 살포 할 수 있는 대표적인 작목이 사료작물이다. 시도별 사료작물 재배면적을 비교하여 가축분뇨의 농경지 환원용량을 평가하였다. 도별 사료작물 재배면적은 Table 6과 같다.
가축분뇨 액비를 농경지에 살포 할 수 있는 대표적인 3대 작목이 사료작물, 벼, 동계 맥류이다. 액비 시용 3대 작물의 시도별 재배면적을 비교하여 가축분뇨의 농경지 환원 용량을 평가 하였다. 도별 3대 액비시용 작물의 재배면적은 Table 8과 같다.
본 연구에서 사용한 분뇨단위 등의 이론은 류종원 · 최덕천 (2012)에서 설정한 지표를 도별 지역에 적용하였다. 즉, 분뇨단위는 도별 모든 축종의 분뇨단위 (Manure Unit, MU)를 적용한 질소부하 평가와 가축분뇨 중 액비 형태로 이용되는 분뇨를 위주로 산출한 액비분뇨단위 (Liquid Manure Unit), 양돈분뇨를 위주로 산출한 양돈분뇨 분뇨단위(Pig Liquid Manure Unit)를 도입하여 농경지 N-부하량을 평가하였고 지역별 가축분뇨를 살포 할 수 있는 농작물 재배면적을 산출하여 가축분뇨 자원화 용량를 평가하였다.

이론/모형

본 연구에서 사용한 분뇨단위 등의 이론은 류종원 · 최덕천 (2012)에서 설정한 지표를 도별 지역에 적용하였다.
또한 지역별 가축분뇨 살포작물의 재배면적을 산출하여 자원화 용량를 평가하였다. 질소 부하를 평가하기 위하여 분뇨단위 (Dungeinheit, DE)를 적용하였다. 분뇨단위를 우리나라에서 비료단위, 분뇨단위 혹은 거름단위라는 용어로 사용하고 있다.

성능/효과

1. 농경지의 ha 당 N-부하량 (MU/ha)은 경기도가 2.7 (216 kg/ha), 충청남도가 2.54 (203 kg/ha)로 높은 부하량을 나타내었으나 강원, 전남, 충북 지역은 1.6 이하로 낮게 나타났다. 분뇨단위 결과로 볼 때, 경기도, 충남지역은 가축분뇨의 농경지 부하량이 수용능력에 비하여 높은 지역으로 평가된다.
2. 가축분뇨 부하량과 작물의 양분수용능력을 동시 평가한 순환수지는 전남이 1위, 전북이 2위, 경남이 3위로 남부지방 3개 군이 가축분뇨 부하량에 비하여 자원화 용량이 높아 순환수지가 양호한 것으로 나타났다. 강원, 충북의 순환수지 순위는 각각 4, 5위를 나타내었다.
3. 가축분뇨 발생량으로 추정한 N-부하량과 농경지의 수용량을 예측해 보면 우리나라 도별 농경지는 전체적으로 가축분뇨를 충분히 유입시킬 수 있는 용량인 것으로 평가되는데 가축분뇨가 지역적·시기적으로 편재되어 있어 이용이 곤란한 것이 문제이다.
가축분뇨 부하량과 농경지의 양분 수용 즉 자원화 용량을 평가한 결과는 Table 11과 같다. 가축분뇨 양분의 순환수지 종합순위는 전남이 1위, 전북이 2위, 경남이 3위로 남부 지방 3개 도가 가축분뇨 부하량에 비하여 자원화 용량이 높아 순환수지가 양호한 것으로 나타났다. 강원, 충북의 순환수지 순위는 각각 4, 5위를 나타내었다.
밭 사료작물 재배면적은 전북이 13,466 ha로 전국에서 가장 많았다. 도별 사료작물 재배면적을 조사한 결과 전남, 전북은 15,000 ha 이상으로 높은 편이며 강원 충북이 사료작물 재배면적이 적어 가축분뇨 환원용량이 낮은 것으로 나타났다.
본 연구에서는 Table 1과 같이 질소기준 축종별 연간 질소 발생량을 토대로 산출한 분뇨단위는 한우 0.36, 젖소 0.8, 돼지 0.105로 환산되었다. 또한 육계와 산란계의 분뇨 단위는 각각 0.
사료작물의 ha 당 N부하량도 전남, 전북이 낮았다. 사료작물의 ha 당 N-부하량은 충남, 충북이 100 이상으로 매우 높았다.
08로 시도 중에서 가장 높은 수치를 보였다. 이러한 결과는 경기도와 충청남도 지역이 농경지 면적 대비 젖소, 돼지 사육두수가 다른 지역에 비하여 많아 N-부하량이 높았다. 경남, 전북의 액비 N-부하량은 각각 0.
분뇨단위 결과로 볼 때, 경기도, 충남지역은 가축분뇨의 농경지 부하량이 수용능력에 비하여 높은 지역으로 평가된다. 이에 비하여 전남, 전북, 경남, 충남은 가축분뇨를 시용 할 수 있는 작물재배 면적이 높아 자원화 수용능력이 높은 도로 나타났다.
도별 농경지 면적 대비 사료작물 재배면적의 비율은 Table 7과 같다. 전남, 전북의 사료작물 재배면적의 비율은 7%대를 나타내었고, 경남, 제주도는 6%를 나타내어 남부지방 4개 시도의 사료작물 재배면적이 높았다. 기타 도의 사료작물 재배면적의 비율은 2~3%로 매우 낮았다.

후속연구

가축분뇨의 발생량과 친환경적인 액비 시용기준의 설정을 고려 할 때 경기도와 충청남도 지역은 액비의 N-부하량이 농경지 수용능력을 한계지역이므로 액비 과다상태를 파악·분석하여 지역의 양분관리 정책을 시행해야 할 것이다.
따라서 경종과 축산의 연계추진이라는 정책에서 가축분뇨 액비의 자원화 환원용량을 증가시키기 위하여 여름작물 액비 살포 증대와 액비 잠재작물의 액비 살포정책 수립 및 인센티브 정책 추진이 필요하다. 결론적으로 환경보호를 고려한 가축분뇨의 자원화를 위하여 가축분뇨의 N-부하량과 농작물의 자원화 수용능력을 산출하여 순환수지 평가가 필요하며, 유기자원이용과 환경오염방지를 양립시키기 위해서는 이 개념에 따라 가축분뇨 자원화 정책을 수립, 실시하는 것이 기본이라고 할 수 있다. 따라서 축산, 경종 연계 추진을 위하여 도, 시군 지자체에서는 액비 잠재작물의 농경지 환원용량을 증대시키기 위하여 체계적이고 정밀한 정책수립과 실행이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현대농업의 여러 가지 폐해를 시정하고 지속가능한 농업시스템으로 전환하기 위해 필요한 것은?	현대농업의 여러 가지 폐해를 시정하고 지속가능한 농업시스템으로 전환하기 위해서는 지역단위의 경축순환농업시스템을 갖추는 것이 필요하다. 이것은 친환경농업은 물론이거니와 관행농업에서도 시급히 도입되어야 할 대안이다.
	순환농업의 목적은?	가축분뇨의 시용은 화학비료의 절감에 의한 비용 절감과 동시에 가축분뇨가 주요 양분을 함유하고 있어서 토양의 양분 순환기능을 증진한다. 순환농업의 목적은 자원절약, 집약농업의 부정적인 요인을 최소화하고 환경을 보호하는데 있다. 우리나라의 친환경농업은 농약과 화학비료를 시용하지 않는 농업이라는 인식아래 외부 농자재에 의존하는 공업형 유기농업에 의하여 농업생태계에 물질이 순환되지 않는 농업이 고착화 되어 가고 있다.
	도별 분뇨단위를 산출하였을 때 나타난 도별 수치는?	1. 농경지의 ha 당 N-부하량 (MU/ha)은 경기도가 2.7 (216 kg/ha), 충청남도가 2.54 (203 kg/ha)로 높은 부하량을 나타내었으나 강원, 전남, 충북 지역은 1.6 이하로 낮게 나타났다. 분뇨단위 결과로 볼 때, 경기도, 충남지역은 가축분뇨의 농경지 부하량이 수용능력에 비하여 높은 지역으로 평가된다.

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김원호, 신재순, 임영철. 2007. 논에서 여름 및 겨울 사료작물의 최적 작부체계에 관한 연구. 한국초지학회지, v. 25 no. 4, pp. 233-238.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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