초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
유기농 논과 밭에서의 양분 수지 등 환경부하 저감 요인과 중금속 등 유해물질, 생물다양성 등에 대한 평가를 통해 유기농과 관행농의 환경영향을 비교하고 유기농경지 최적환경관리방안 도출하는데 목적이 있다. 밭에서는 양분수지 관리 방안과 토양유실 저감 방법을 제시하기 위하여 실내실험과 현장실증시험을 통해 양분 수지 비교 평가, 토양 침식 및 유실량 산정과 특성 인자 도출 연구를 수행하였고, 논에서는 토양, 수질 특성 분석과 물수지 및 양분수지 분석, 원단위 부하량 산정 등을 수행하였으며 비점오염원별 수질환경

□ 연구의 목적 및 내용
유기농 논과 밭에서의 양분 수지 등 환경부하 저감 요인과 중금속 등 유해물질, 생물다양성 등에 대한 평가를 통해 유기농과 관행농의 환경영향을 비교하고 유기농경지 최적환경관리방안 도출하는데 목적이 있다. 밭에서는 양분수지 관리 방안과 토양유실 저감 방법을 제시하기 위하여 실내실험과 현장실증시험을 통해 양분 수지 비교 평가, 토양 침식 및 유실량 산정과 특성 인자 도출 연구를 수행하였고, 논에서는 토양, 수질 특성 분석과 물수지 및 양분수지 분석, 원단위 부하량 산정 등을 수행하였으며 비점오염원별 수질환경 특성 분석 등 모델링을 통한 BMPs 도출 기초자료를 확보하고자 하였다. 논과 밭에서 발생될 수 있는 오염물질에 대한 특성 및 비점오염원 관리 방안을 제시하기 위해 국내 유기농업 재배에 사용되고 있는 농자재 특성 분석관행농업과 유기농업에서 발생되는 오염물질에 대한 연구를 실시하였다. 또한 동일 포장에서 연차별 곤충, 수서동물, 식생변화 등을 파악하고 재배방식별 해충, 천적, 잡초 식생 등을 조사하였다. 한편 유기농 밭에 최적환경관리 방안을 적용하여 환경부하를 저감하는지에 대한 평가도 진행하였다. 이러한 종합적인 평가를 통해 국내 유기농환경에 적합한 기술을 적용하여 유기농경지 최적환경관리방안 매뉴얼을 제시하고자 한다.

□ 연구개발성과
- 유기농 재배에서 사용가능한 최적환경관리방안으로 볏짚피복과 바이오차 시용 기술을 선정함 : 유거수중 수질부하량은 관행농 대비 유기농업자재+바이오차 및 유기농자재+볏짚피복 모두 TN과 TP는 40%, 29% 씩 감소하였고, SS는 바이오차 처리구에서 87%와 볏짚피복구에서 80%씩 각각 감소하는 것으로 나타남
- 유기농경지에서 최적환경관리방안 매뉴얼을 발간함
- 국내 유기농업 형태에 적합한 유기농자재 기준, 유기재배 밭의 양분 수지 분석을 통하여 양분관리별 물관리 방안, 유기농경지에서 강우에 의한 침식을 방지하기 위하여 이랑과 고랑 구조와 개선 방안을 제시하였다.
- 유기논 및 관행논에서 농법, 지역, 시비 시기에 따른 토양 및 수질 특성 변화 모니터링 및 영향 규명
- 유기논 및 관행논에서 양분의 이동 및 유출 특성 규명
- 관행농과 유기농의 유해물질 발생 모니터링을 통해 유기농자재의 연속적 시행에 따른 유해물질(중금속, 항생물질)의 발생 모니터링과 유해물질의 작물전이를 평가하여 토양질 평가 시스템을 통해 관행농과 유기농 토양질 평가 인자를 추출하고, 이를 통해 관행농과 유기농의 토양 특성 및 토양질 비교를 평가함
- 오염물질의 이동 특성(수용성, 비수용성)에 따른 비점오염원 저감 관리 방안을 제시하고 농경지 토양 유실 저감 및 관리방안과 연계한 BMP를 제시함.
- 모니터링 분석결과를 통하여 강우사상에 따른 강우-유출 특성 분석과 강우계급에 따른 유량가중평균농도(EMC)를 산정함 : 수질 환경 특성 분석 및 다양한 원단위 산정방법에 따른 원단위를 비교·평가함.
- 유기밭에서 관행농 보다 T-N 23%, T-P 55% 수준으로 부하량이 낮게 나타났다. 관측방법에서는 NIER 방법이 실측치에 가장 근접한 것으로 나타났다. 유기농경지의 경우 적정 잡초의 관리(지표피복 효과)가 비점오염 저감의 중요한 인자로 평가되었다.
- 유기농경지에 적용 가능한 BMP 검토를 위하여 밭 및 논에서의 비점오염 저감을 위한 BMP 사례 및 농경지의 환경영향과 BMP를 고려할 수 있는 모델링 기반의 관리방안을 조사하였다.
- 유기밭에 적용 가능한 대표 BMP로 지표피복 방법을 선정하여 APEX 모형을 이용하여 그 적용성을 평가하였다. 30년 과거 기상자료를 바탕으로 APEX 모형을 이용한 유기밭에 적용 가능한 BMP 효과를 검토한 결과 유기농법 적용 밭 대비 지표피복율 60%, 40%, 20% 및 관행밭(0%) 수준으로 감소할 경우 연평균 총 질소 부하량이 각각 2.9배, 4.4배, 6.2배, 8.9배 수준으로 증가하였다. 유기농법 적용 논에 적용 가능한 BMP로 물꼬높이 조절을 선정하였으며, 120 mm의 물꼬 높이를 유지할 경우 관행적인 논의 물꼬높이(70-80mm)에 비하여 약 15% 정도의 질소 부하량이 저감되는 효과를 보였다.
- 유기농경지 및 관행농경지의 생물 다양성 데이터 구축 및 특성 비교
- 유기농경지의 최적관리방안 도출을 위한 데이터 구축

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
- 유기농경지에서의 원단위 부하량 저감 방안을 확립을 통한 BMP 매뉴얼 작성으로 지속적으로 증가하는 유기농경지에서의 적정 유기농법의 제시
- 폭우 등 기상이변에 따른 유기농경지 관리를 위한 정책 수립
- 친환경 농산물 생산을 위한 기반 조성 지원
- 이랑/고랑관리 기술을 이용하여 유기농 농경지 비점오염 경감 기술개발로 수질 개선
- 유기농자재 투입 절감 및 수질개선 효과 구명으로 재배면적 확대 기여
- 양분수지 평가를 통한 효율적인 양분관리 시스템 구축
- 비점오염 경감으로 국민정서 함양
- 관행농 대비 유기농경지에서의 오염물질 배출 현황을 비교 평가하여 유기농 생산농가에 대한 환경직불제의 기초 자료 제시
- 유기농과 관행농의 오염물질 비교 평가
- 유기농에서의 환경오염물질 분석방법 확립
- 토양질 평가를 통한 유기농과 관행농의 토양질 비교평가
- 유기농업의 환경적 기능의 올바른 인지를 통한 효율적 유기농업 환경 조성
- 유기농법 활성화를 통한 친환경 및 안전농산물 생산에 기여
- 유기농자재 유래 오염물질 저감 방안 제시
- 유기농업 유래 비점오염원 최적관리를 위한 기초자료 확보
- 유기농법 적용에 따른 수질오염원의 계량화를 바탕으로 합리적인 관리방안 및 제도개선안의 제시 및 농업정책에 반영 가능
- 유기농업 유형별 농업비점오염원 부하량 산정 방법 개선 및 원단위의 제시
- 친환경 유기농업 연구결과의 “메뉴얼”화 또는 “가이드라인”화를 통해 현장 사용자 중심 실용화 활용가능
- 유기농경지의 발생하는 해충 및 잡초의 방제를 위한 기초데이터 제공
- 유기농경지에 발생하는 해충 및 천적의 종 목록 작성
- 유기농경지의 환경지표 생물종 파악 및 선정
- 문제 및 외래잡초의 확산정도를 분석하여 관리대책 수립
- 유기농경지에 발생하는 잡초관리 가이드라인 작성 및 관리방안 제시

(출처 : 국 문 요 약 문 7p)

Abstract ▼

□ Purpose& Contents
To explore the best management practices(BMPs) in organically managed soils through the comparison of organic and conventional farming, we investigate and analyzed the exist BMPs. We applied these technologies on the field. In order to propose the strategies and methods to pro

□ Purpose& Contents
To explore the best management practices(BMPs) in organically managed soils through the comparison of organic and conventional farming, we investigate and analyzed the exist BMPs. We applied these technologies on the field. In order to propose the strategies and methods to protect soil erosion and nutrient management practices based on the types and application of organic fertilizer. To achieve this goal. we conducted the practical experiment in the field installing the devices to measure soil water distribution and nutrient transport and balance. Also, we figured out the soil erosion factors including erodibility. Throughout these investigations, we suggested the guideline to control and manage nutrient and soil erosion based on the types of organic farming. In paddy field, we compared environmental characteristics of organic and conventional paddy and suggested best management practices for farming methods in paddy through comparison of soil characteristics and water quality of organic and conventional paddy soil and analyzed water and nutrient balances, and unit load. And we assessed water quality changes and unit load in farmland of organic farming system using APEX model such as hydrology and water quality monitoring, assessing water quality changes and unit load in farmland, and evaluating applicable BMP effects based on modeling technique in organic farming areas. Finally in the view of biodiversity, we investigated Best Management Practices (BMPs) for organic farming based on comparison and evaluation of biodiversity between organic and conventional farmings and constructed databases of biodiversity (insects, acuatic animals and plants) based on continuous investication for 3 years and understanding changing biodiversity including investigation of groups of predator and pest, and weeds of organic and conventional farming. With these results and given data, we published the BMPs manual.

□ Results
- Select the BMPs applicable to the organic farming : soil cover with rice straw and biochar application
- Using those technologies to the organic field could reduce the environmental load compared to conventional and organic farming : T-N and T-P in runoff water were reduced in biochar application and straw coverage by 40% and 29%, respectively. SS content was reduced 87% in biochar application and 805 in rice straw coverage.
- Publish the BMPs manual in organically managed soil
- Suggest that criteria of organic fertilizer that can be used in organic farming, as well as the methods to control and manage nutrient balance. Also, we developed the typical structure of furrow/ridge to protect and reduce soil erosion and increase water use efficiency in organic farming.
- Characteristics of soil and water quality depending on farming method, region, and fertilization timing in paddy
- Nutrient transport and runoff in organic and conventional paddy
- Assessing water quality changes and unit load in farmland by analyzing rainfall-runoff characteristics of storm events, estimating and evaluating EMC according to rainfall classes
- Assessing water quality changes and unit load with different estimation methods
- Evaluating applicable BMP effects based on modeling technique in organic farming areas
- Application of APEX model in upland of organic farming system
- Assessing BMPs effects in organic farming fields using field-scale model and long-term climate data
- Constructing data of biodiversity of organic and conventional farming and comparison of characteristics of each farming
- Constructing data of analyses of biodiversity between farms for conclusions

□ Expected Contribution
- Recommend guideline in organically managed soil through the published BMPs manual.
- Development of government policies and strategy to promote organic farming in case of climatic changes
- Basic establishment for environmentally-sound agriculture
- Reduction of soil erosion using the modified furrow/ridge structure
- Improvement of application of organic fertilizer based on the nutrient balance
- Improve soicio-economic concern for citizens
- Quantification of the influence of farming method on environment
- Suggestion of best management practices for organic paddy by collecting BMP database for NPS of organic farming system and making present improvement plan and reasonable management measures based on the quantification of NPS from organic farming system and it can be reflected in agricultural policy
- Present new unit load based various agricultural types and calculating method improvement
- Contributing to practical use centered on site by “manual” or “guideline’ based on developed BMPs for organic farming system
- Providing database for management of pests and weeds in organic farm
- Making lists for predators and/or insect pests in organic farm
- Understanding and selecting indicators for organic farm
- Establishment managements against invasive species based on analyses of damages and distributional data
- Making guideline for managements of pests and weeds and suggestion for Best Management Practices (BMPs)

(출처 : Summary 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 6
• 국 문 요 약 문 ... 7
• Summary ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 14
• 제1절 연구 개발 목적 ... 14
• 제2절 연구 개발의 필요성 ... 14
• 제3절 연구 개발 범위 ... 18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 제1절 국내 기술 개발 현황 ... 20
• 제2절 국외 기술 개발 현황 ... 26
• 제3절 연구결과의 위치 ... 31
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 33
• 제1절 연구 수행 내용 ... 33
• 제2절 결과 ... 77
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 467
• 제1절 목표대비 달성도 ... 467
• 제2절 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타) ... 467
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 468
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 469
• 제 7 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 470
• 제 8 장 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 471
• 제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 472
• 제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 473
• 제 11 장 기타사항 ... 477
• 제 12 장 참고문헌 ... 478
• 끝페이지 ... 491