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문제 정의
- 따라서 본 연구는 2008~2010년까지 전라북도 완주군 5개면 (고산, 비봉, 화산, 경천, 동상) 광역친환경농업단지를 대상으로 농자재 투입량, 양분이용특성, 농경지 토양환경실태 등의 조사를 통하여 광역친환경농업단지의 양분관리기술을 체계화하여 자연환경에 영향을 최소화하면서 단지에서 효율적으로 활용될 수 있는 양분관리실태를 제시하고 또한 다원적 기능 평가와 문제점을 발굴하여 개선방안을 제시하고자 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 사상균은 rose bangal agar 배지 (Martin, 1950), coliform group은 chromocult coliform (Merck, Germany) 한천배지를 각각 사용하였다. 각각의 배지에 토양희석액을 도말한 후 호기성세균, 그람 음성세균, 사상균은 25℃에서 3일간 배양 후 계수하였고, coliform group은 배양 1일 후에 조사하였다. Bacillus sp.
- 광역친환경농업단지의 경축순환자원 활용실태를 파악하기 위해 전북 완주군 고산광역친환경농업단지의 토양특성과 축분퇴비 소요량 등을 조사하였다. 주요작물 재배면적은 2,353 ㏊ (벼 1,398 ha, 감 189 ha 등)이며 이 가운데 친환경 참여면적은 402.
- 토양중금속 조사는 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd, As의 경우 토양오염공정시험법 (MOE, 2009)에 따라 총량으로 측정하였다. 즉, 토양 3 g에 증류수 1 mL, HNO3 7 mL, HCl 21 mL를 넣고 환류냉각장치에 연결한 후 장치의 유리관에 0.5 N HNO3 10 mL를 넣고 30℃에서 2시간, 80℃에서 2시간 환류냉각하고 No. 6 여과지로 여과 한 후 0.5 M HNO3으로 100 mL 정용하여 유도결합플라즈마 분광광도계로 측정하였다. Cr은 총량법으로 할 경우 유기물 간섭 때문에 용출법으로 추출하였다.
- 토양 pH와 전기전도도 (electrical conductivity, EC)는 시료와 증류수를 1:5 (w/v)로 혼합하고 30분 진탕 후 pH Meter(EUTECH COND600)와 EC Meter (EUTECH ECOSCAN)로 각각 측정하였다. 유기물함량은 CN 원소분석기 (Variomax CN)를 사용하여 분석하였고, 유효인산은 Lancaster법을 이용하여 UV/Vis Spectrophotometer (HP8453 UV-VIS, Agilent)로 720 nm에서 측정하였으며, 치환성 양이온 (K+, Ca2+, Mg2+)은 1 N CH3COONH4 (pH 7.
대상 데이터
- 광역친환경농업단지의 토양화학성 변화를 조사하기 위해 2008~2010년까지 매년 수확기에 논 50, 밭 30, 과수원 15, 비가림 시설재배지 15지점과 같은 수량의 일반농경지 지점을 채취하였다.
- 경축순환자원 양분관리 실태를 조사하기 위해 2008~2010년까지 전라북도 완주군 5개면 (고산, 비봉, 화산, 경천, 동상)의 광역친환경농업단지와 친환경농업을 실시하지 않는 일반농경지 (완주군 용지면)을 대상으로 작물 수확기에 논 각각 50지점, 밭 30지점, 과수원 15지점, 비가림 시설재배지 15지점 등 총 220지점(광역친환경농업단지 110, 일반농경지 110)을 채취하여 토양화학성, 토양미생물상, 중금속함량, 축분퇴비 소요량 등을 조사하였다.
- 는 yeast glucose (YG) 배지를 사용하여 분리하였고, 그람음성균은 YG배지에 crystal violet 5 ug mL-1를 첨가 하여 사용하였다. 사상균은 rose bangal agar 배지 (Martin, 1950), coliform group은 chromocult coliform (Merck, Germany) 한천배지를 각각 사용하였다. 각각의 배지에 토양희석액을 도말한 후 호기성세균, 그람 음성세균, 사상균은 25℃에서 3일간 배양 후 계수하였고, coliform group은 배양 1일 후에 조사하였다.
- 토양채취는 표토를 1~2 cm 제거하고 augar를 이용하여 채취하고, 풍건세토 (직경 2 mm 이하)로 만들어 화학성과 중금속 분석용 시료로 사용하였다. 미생물 조사를 위한 토양시료는 채취한 토양을 4℃에 냉장보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- 분석한 토양특성의 통계적인 분석은 SPSS (12.0K)를 사용하여 Duncan 검정을 실시하였다.
이론/모형
- 토양 pH와 전기전도도 (electrical conductivity, EC)는 시료와 증류수를 1:5 (w/v)로 혼합하고 30분 진탕 후 pH Meter(EUTECH COND600)와 EC Meter (EUTECH ECOSCAN)로 각각 측정하였다. 유기물함량은 CN 원소분석기 (Variomax CN)를 사용하여 분석하였고, 유효인산은 Lancaster법을 이용하여 UV/Vis Spectrophotometer (HP8453 UV-VIS, Agilent)로 720 nm에서 측정하였으며, 치환성 양이온 (K+, Ca2+, Mg2+)은 1 N CH3COONH4 (pH 7.0)로 추출하여 유도결합플라즈마 분광광도계 (Integra, GBC)로 측정하였다. 토양중금속 조사는 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd, As의 경우 토양오염공정시험법 (MOE, 2009)에 따라 총량으로 측정하였다.
- 0)로 추출하여 유도결합플라즈마 분광광도계 (Integra, GBC)로 측정하였다. 토양중금속 조사는 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd, As의 경우 토양오염공정시험법 (MOE, 2009)에 따라 총량으로 측정하였다. 즉, 토양 3 g에 증류수 1 mL, HNO3 7 mL, HCl 21 mL를 넣고 환류냉각장치에 연결한 후 장치의 유리관에 0.
성능/효과
- 4%가 높았다. EC는 조사한 지역 전체가 2 dS m-1 이하 였으며, 적정 범위의 토양유기물 함량인 분포비율은 34.3%~37.1%수준이었고, 기준보다 높은 비율은 친환경농업단지가 일반 농경지의 약 2배 정도로 논 토양의 경우와 마찬가지로 화학비료 대신 비옥도 유지를 위해 다량의 축분퇴비를 사용하고 있는 것으로 보인다. 일반농경지에서는 유효인산, 치환성 K+, Ca2+, Mg2+의 함량이 적정기준 보다 낮은 비율이 더 높았다.
- 광역친환경농업단지의 토양화학성 변화를 조사하기 위해 2008~2010년까지 매년 수확기에 논 50, 밭 30, 과수원 15, 비가림 시설재배지 15지점과 같은 수량의 일반농경지 지점을 채취하였다. 각 농경지별로 3년간의 평균값을 비교한 결과 조사한 성분에 따라 광역친환경농업단지와 일반농경지의 재배 작물에 따라 과부족율에 차이가 있었다.
- 4%이었다. 경축자원화센터에 유입되는 축분량은 84 Mg day-1으로 우분이 전체의 71.4% 차지하고 있으며, 우분, 축분, 계분을 혼합하여 생산하는 부산물비료 양은 일일 32 Mg으로 연간 9,600 Mg year-1 수준이었다. 부산물비료의 비료성분은 T-N 1.
- 3%를 차지하고 있다. 곡류와 과수를 합한 생산면적은 유기농산물은 전체의 89.0%, 무농약농산물은 전체의 82.0%를 차지하며, 저농약농산물의 경우 과채류와 과수 생산면적이 86.3%를 차지하고 있어 벼와 감이 대부분을 차지하고 있었다.
- 과수원 토양의 경우 논·밭 토양과 달리 유효인산, 치환성 K+, Ca2+, Mg2+ 함량은 적정범위 보다 높은 비율이 월등히 많아 정밀한 토양관리가 필요할 것으로 나타났다 (Table 6).
- 광역친환경농업단지와 일반농경지의 밭 토양에서 조사한 성분 가운데 토양 pH와 유기물함량을 제외하고 과부족율 분포 비율이 비슷하였다 (Table 5). 적정 범위의 토양 pH는 친환경농업단지가 58.
- 9x104 CFU g-1 dry soil으로 가장 낮았다. 또한 대장균과 사상균은 양쪽 모두 논토양을 제외하고 높은 수준을 보였다. 호기성세균의 경우 비가림 시설재배지에서 염류가 높은 토양이 적정한 토양 보다 높았다는 보고 (Lee et al.
- 3% 수준이었다. 또한 자원화센터에서 공급하는 가축분퇴비 위주의 영농으로 유효인산과 치환성 K+ 함량이 일반농경지보다 훨씬 높았다. 하지만 친환경농업단지나 일반농경지의 치환성 Ca2+과 Mg2+는 적정범위보다 부족한 지역이 훨씬 많아 초과지역이 많은 치환성 K+의 영향으로 양분 불균형이 초래될 수 있어 적정범위를 유지할 수 있는 대책이 필요하다고 판단된다.
- 광역친환경농업단지 내의 친환경인증농가는 2008년도에 682농가로 가장 많았고, 그 이후에는 무농약인증 농가 감소로 줄어드는 경향을 보였다. 매년 유기농인증농가는 전체 친환경인증농가의 8.5~17.9% 수준이었고, 대체적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 시험기간 동안 매년 수확기에 조사한 토양화학성 변화는 친환경농업단지나 일반농경지 모두 논, 밭, 과수원 토양의 경우 변화는 크지 않았지만, 비가림시설 재배지는 시간에 따라 점차 증가하는 경향을 보였다. Figure 2에서 보는 바와 같이 친환경농업단지나 일반농경지의 토양 pH는 매년 증가하는 경향을 보였고, 유기물과 유효인산은 2년차까지는 변화가 없었지만 3년차에는 증가하는 경향을 보였다.
- 저자들이 염류장해가 심한 수박 비가림 시설재배지의 토양환경을 개선하기 위한 실험을 실시한 적이 있었다. 여러 처리 가운데 수박 정식전 토양검정에 의한 시비처방만을 3년간 실시한 시험구에서 토양화학성이 노지 수박재배지 수준으로 낮아 졌음을 확인했었다. 그 결과를 영농교육에 활용하면서 농가들이 토양검정에 의한 시비처방 활용도가 매우 낮은 것을 확인 할 수 있었는데, 이는 품질과 지속가능한 농업을 위한 토양환경보전 보다 다수확에 목적을 두고 있기 때문이었다.
- 일반농경지에 비해 친환경농업단지의 농경지에서 조사한 미생물 분포가 높은 것으로 나타났다 (Table 9). 호기성균은 친환경농업단지의 밭과 과수원토양에서 48.
- 1%수준이었고, 기준보다 높은 비율은 친환경농업단지가 일반 농경지의 약 2배 정도로 논 토양의 경우와 마찬가지로 화학비료 대신 비옥도 유지를 위해 다량의 축분퇴비를 사용하고 있는 것으로 보인다. 일반농경지에서는 유효인산, 치환성 K+, Ca2+, Mg2+의 함량이 적정기준 보다 낮은 비율이 더 높았다. Ahn et al.
- 광역친환경농업단지와 일반농경지의 밭 토양에서 조사한 성분 가운데 토양 pH와 유기물함량을 제외하고 과부족율 분포 비율이 비슷하였다 (Table 5). 적정 범위의 토양 pH는 친환경농업단지가 58.2%로 다소 높았으나, 적정범위 이하는 일반농경지가 44.2%로 친환경농업단지 보다 13.4%가 높았다. EC는 조사한 지역 전체가 2 dS m-1 이하 였으며, 적정 범위의 토양유기물 함량인 분포비율은 34.
- 하지만 친환경농업단지나 일반농경지의 치환성 Ca2+과 Mg2+는 적정범위보다 부족한 지역이 훨씬 많아 초과지역이 많은 치환성 K+의 영향으로 양분 불균형이 초래될 수 있어 적정범위를 유지할 수 있는 대책이 필요하다고 판단된다. 조사한 두 단지의 유효규산 함량의 경우 86.4~89.7%가 부족한 것으로 나타났으며, 적정범위는 6.5~8.7% 수준밖에 되지 않았다. 이는 친환경을 실천하는 농가들의 규산질비료 제품에 함유되어 있는 유해물질에 대한 오해와 노령화로 인한 취급시 중량문제 등의 영향으로 사용을 기피한 결과로 판단된다.
- 중금속 함량은 총량으로 조사하였고, Cr의 경우 토양 중 유기물 간섭 때문에 0.1 NHCl으로 추출하여 조사한 결과 모든 조사지점에서 특별한 오염원이 없어 토양오염우려기준 (MOE, 2009)을 초과한 경우는 없었다 (Table 8). 또한 친환경농업단지와 일반농경지의 차이도 없었다.
- 축분퇴비에 함유되어 있는 P2O5 (2.7%)의 영향 때문에 친환경농업단지와 일반농경지의 초과비율이 91.7%와 75.3%로 대부분이 높은 수준을 보였고, 적정비율과 부족비율은 10% 내외 수준이었다. 과수는 수령에 따라 퇴비 시용량을 달리 처방하여 논·밭 작물보다 많은 양이 투입되고, 축분퇴비에 함유되어 있는 K2O (2.
- Figure 2에서 보는 바와 같이 친환경농업단지나 일반농경지의 토양 pH는 매년 증가하는 경향을 보였고, 유기물과 유효인산은 2년차까지는 변화가 없었지만 3년차에는 증가하는 경향을 보였다. 치환성 K+, Ca2+, Mg2+도 시간 경과에 따라 점차 증가하는 경향을 보였다 (Fig. 3). 다만 친환경농업단지에서 치환성 K+은 감소하는 경향을 보였는데, 이는 조사지점 간에 편차가 컸던 결과로 판단된다.
- 비가림시설 재배지의 토양화학성은 2년차 이후에 증가폭이 컸으며, 모든 농경지의 중금속 함량은 토양오염우려기준을 초과한 경우는 없었다. 친환경농업단지의 미생물분포는 일반농경지 보다 높았고, 호기성균의 경우 친환경농업단지의 밭과 과수원토양에서 가장 높았다.
- 함량은 적정범위 보다 높은 비율이 월등히 많아 정밀한 토양관리가 필요할 것으로 나타났다 (Table 6). 토양 pH의 경우 친환경농업단지와 일반농경지의 적정비율이 각각 60.3%과 54.3%로 논 토양의 경우보다는 낮았지만, 밭 토양의 경우보다는 높았다. 양쪽 단지의 유기물 적정비율은 43.
- 일반농경지에 비해 친환경농업단지의 농경지에서 조사한 미생물 분포가 높은 것으로 나타났다 (Table 9). 호기성균은 친환경농업단지의 밭과 과수원토양에서 48.2~52.6x106 CFU g-1 dry soil 수준으로 가장 높았으며, 조사한 양쪽 단지의 논토양과 일반농경지 비가림시설 토양에서 가장 낮았다. Bacillus sp.
후속연구
- 또한 2005년부터 시 · 군 수계단위로 4~5개의 읍면을 묶어 광역친환경농업단지를 조성하기 시작하여 2011년 현재 34곳을 지정하여 운영하고 있는데 경종과 축산을 연계해 1,000ha 이상 대규모의 자원순환형 친환경농업단지 육성을 위한 사업으로 2013년까지 50곳이 조성될 예정이다.
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