보고서 정보
주관연구기관 |
청운대학교 Chungwoon University |
연구책임자 |
정만철
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2022-12 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
과제관리전문기관 |
농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 |
TRKO202300028133 |
과제고유번호 |
1395072306 |
사업명 |
신농업기후변화대응체계구축 |
DB 구축일자 |
2023-11-15
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키워드 |
유기농업.기후변화.온실가스.논.생태환경.Climate change.Organic farming.Greenhouse gas.Paddy fields.Ecological environment.
|
초록
▼
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
현장 적용 온실가스 저감 및 생물다양성 증진 유기농업기술 개발
전체 내용
○ 저탄소 유기농업 기술의 경제성 분석 및 농업환경 정책 개선방안 도출
- 기후변화 완화를 위한 유기농업기술의 현장 적용 체계 구명
- 기후변화 완화를 위한 저탄소 유기농업기술의 경제성 도출
- 기후변화 대응을 위한 농업환경 정책사업의 현장 평가·분석 및 시사점 도출
=>현장 적용 온실가스 저감 및 생물다양성 증진 유기농업 기술체계 개발
○ 기후변화 완화를 위한
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
현장 적용 온실가스 저감 및 생물다양성 증진 유기농업기술 개발
전체 내용
○ 저탄소 유기농업 기술의 경제성 분석 및 농업환경 정책 개선방안 도출
- 기후변화 완화를 위한 유기농업기술의 현장 적용 체계 구명
- 기후변화 완화를 위한 저탄소 유기농업기술의 경제성 도출
- 기후변화 대응을 위한 농업환경 정책사업의 현장 평가·분석 및 시사점 도출
=>현장 적용 온실가스 저감 및 생물다양성 증진 유기농업 기술체계 개발
○ 기후변화 완화를 위한 유기농업의 생태환경 증진 기술 효과 구명
- 유기농 생태환경 증진을 위한 유기논의 경운관리 기술개발
- 유기농 생태환경 증진을 위한 유기논농업의 투입 유기자재 관리기술 개발
- 유기농 생태환경 증진을 위한 유기논농업의 물 관리 기술개발
○ 유기농업 형태에 따른 토양탄소 격리 및 온실가스 저감효과 구명
- 유기농업의 작물, 투입자재, 동계담수 처리에 따른 토양탄소 축적 및 온실가스 발생량 평가
- 작물별, 투입자재별, 동계담수 처리에 따른 토양탄소 축적 및 온실가스 발생량 2년차 평가와 새로운 유기농자재 연구개발·우수성 평가
- 작물별, 투입자재별, 동계담수 처리(3년차 평가) 및 재배년수별 토양탄소 격리와 온실가스 발생량 평가
연구개발성과
<세부목표 1> 저탄소 유기농업 기술의 경제성 분석 및 농업환경 정책 개선방안 도출(1주관)
1) (1차 년도) 기후변화 완화를 위한 유기농업기술의 현장 기술체계 구명
ㅇ저탄소 농업기술 적용 농가에 대한 기술체계 분석
-저탄소 인증과 유기인증을 병행 취득하고 있는 수도작 농가 10농가를 대상으로 기술체계 분석:
-지력관리기술, 제초 및 병해충 관리기술, 종자관리, 물관리 등 기술체계를 분석
ㅇ 유기농업 실증포장에 대한 온실가스 배출량 분석
- 2, 3공동 과제의 6개 실증시험구(충남 홍성군 홍동면 금평리 일대)에 대해 저탄소 농축산물 인증제도의 공통지침 및 개별지침에서 제시한 온실가스 배출량 평가방법을 기초로 각 시험구별로 직접 및 간접 배출하는 온실가스 배출량을 산정하였으며, 1시험구는 밑거름으로 우분만 사용하고, 2~5시험구에서는 우분퇴비(밑거름)와 유기농자재(이삭거름)를 사용하고, 6번 시험구에서는 유박과 유기농자재를 사용함
- 각 시험구별 온실가스 배출량을 산정한 결과, 6개 유기농업기술이 적용된 실증시험구의 온실가스 배출량((kgCO2eq/1000㎡·1기작)은 평균 1,228(.SD±61.3)으로 나타나 국가 평균 온실가스배출량 1,108보다 높은 것으로 나타났으며, 다만 6시험구(1,108)만 전국 평균 온실가스배출량(1,108)보다 낮은 것으로 관찰됨
- 6시험구는 녹비작물(밀7.5kg/10a)과 밑거름(유박,질소4%, 200kg/10a) 및 이삭거름(유기농자재 질소7%)를 사용한 시험구로서 온실가스 배출량은 1,106 kgCO2eq/1000㎡로 유기재배 시험구 중에서 가장 낮은 배출량을 보였음. 이는 전국평균 1,108 kgCO2eq/1000㎡보다 다소 낮은 것으로 관찰됨
- 이밖의 시험구에서는 온실가스 배출량이 1,235 ~1,277kgCO2eq/1000㎡로 나타나 전국평균보다 높은 것으로 나타났는데, 그 원인은 주로 농기계사용량에서 유기재배농가와 전국 관행농가 간의 차이에 따른 것으로 농기계사용에 따른 온실가스 배출량은 전국 평균배출량은 157kgCO2eq/1000㎡에 비해 조사대상 유기농가의 평균배출량은 252kgCO2eq/1000㎡로 약 1.6배정도 배출량이 많은 것으로 나타남
2) (2차년도) 기후변화 완화를 위한 저탄소 유기농업기술의 경제성 도출
- 유기농가의 경제성 분석을 위하여 전남 영암지역 6개 농가와 충남 논산지역 5개 농가를 포함하여 11개 유기농가의 생산량, 소득과 생산비를 조사하여 전국관행 농가와 비교 분석하였음
- 분석결과, 농업 산출측면에서 유기농가는 10a당 생산량, 총수입, 소득에 있어서 관행농가보다 낮은 것으로 분석되었으며, 10a당 생산량, 소득 및 순수익의 차이는 통계적으로 유의한 것으로 나타남. 농업 투입측면에서 유기농가와 관행농업의 총생산비는 유기농업이 관행농업보다 유의하게 높은 것으로 관찰됨
- 농업 산출측면에서 10a당 생산량은 유기농업보다 관행농업이 높으며, 판매단가는 유기농업보다 관행농업이 낮으며, 총수입은 관행농업이 유기농업보다 높음
- 농업 투입측면에서 유기농가는 감가상각비, 비료비 및 인건비 등 직접 생산비와 총생산비는 유기농업이 관행농업보다 유의하게 높은 것으로 나타남
- 그 결과, 유기농가와 관행농가의 소득은 10a당 71,520원와 743,122원으로 유기농가의 소득이 상대적으로 매우 낮은 것으로 분석돼 관행농업과 유기농업 간의 소득격차 보전을 위한 농업직불금의 현실화를 위한 정책 개선방안을 제시
3) (3차년도) 기후변화 대응을 위한 농업환경 정책사업의 현장 평가·분석 및 시사점 도출
- 저탄소 친환경농업인 120명을 대상으로 저탄소 친환경 농업의 생산-인증-유통 등 전 과정에 대한 농가의 인식과 태도를 조사하여 저탄소 유기농업에 관한 주요 이슈와 정책적 시사점을 도출
- 조사결과, 저탄소 인증농산물의 중복적인 사전인증제에 대해서는 유지, 철폐, 통폐합 의견이 팽팽하게 맞선 것으로 나타남
- 저탄소 인증농산물에 대한 공공기관 우선구매에 관한 입법 불비로 저탄소인증 농산물이 공공기관 우선구매대상인 녹색제품 리스트에서 배제된바, 관련 법령 개정을 통한 저탄소인증 농산물의 소비 촉진을 위해 법령의 개정 필요성을 제기함
- 유기농자재의 적정사용량 기술, 잡초 및 병충해통제 기술, 저탄소 농업기술의 표준화를 포함한 저탄소 농업분야의 신기술개발 수요를 분석하여 제시
- 벼 수도작에서 무경운 또는 부분 경운 기술에 의한 저탄소인증 운영의 개선 필요성을 제기
- 농업분야의 어젠더가 탄소중립 쪽으로 쏠리면서 생물다양성의 가치와 중요성이 소외되고 있는 바, 생물다양성과 탄소중립의 가치가 양립하거나, 두 가치를 통합할 수 있는 연구개발과 농업환경정책 프레임워크의 개발 필요성을 제기
<세부목표 2> 기후변화 완화를 위한 유기농업의 생태환경 증진 기술 효과 구명(2공동)
1) (1차 년도) 유기농 생태환경 증진을 위한 유기논 토양관리 기술 개발
- 유기농업의 생물다양성과 생태환경증진 기술개발을 위하여 토양관리(경운횟수)에 따른 유기농업(7개 시험구)과 관행농업(3개 시험구)의 토양생물, 수서생물 식물상 및 육상생물 상의 분포의 차이를 분석
- 분석결과, 이앙전 경운작업을 2회 실시한 논의 수서생물과 토양생물이 관행농업보다 유기농업에서 증가한 것으로 관찰됨
2) (2차년도) 유기농 생태환경 증진을 위한 유기논농업의 투입 유기자재 관리기술 개발
- 유기농업의 생물다양성과 생태환경증진 기술개발을 위하여 투입 유기자재의 종류에 따른 유기농업(6개 시험구)과 관행농업(2개 시험구)의 토양생물, 수서생물 식물상 및 육상생물 상의 분포 차이를 관찰
- 분석결과, 수서생물상은 생육초기인 분얼기까지는 볏짚 투입구가 가장 높았으나 생육후기에는 볏짚≦보리<밀의 순으로 높게 관찰돼 지역관리를 위한 유기자재로서 볏짚 또는 보리보다는 밀을 사용한 경우 수서생물의 밀도를 증가시킨 것으로 관찰됨
3) (3차년도) 유기농 생태환경 증진을 위한 유기논의 논물관리 기술 개발
- 유기농업의 생물다양성과 생태환경증진 기술개발을 위하여 논물관리(둠벙 및 겨울철 무논관리)유형에 따른 유기농업(7개 시험구)과 관행농업(3개 시험구)의 토양생물, 수서생물 식물상 및 육상생물상의 분포 차이를 관찰
- 고찰결과, 둠벙이나 동계담수가 모두 논생물상 증진에 효과적이었으며, 생육초기에는 동계담수가 후기에는 동계담수보다는 둠벙이 지속적으로 토양생물의 밀도를 높여줌
- 유수형성기 이후 중간낙수 지연에 의해 개구리 서식밀도가 증가됨
<세부목표 3> 유기농업 형태에 따른 토양탄소 격리 및 온실가스 저감효과 분석 (3공동)
1) 1차년도 연구 계속수행을 통한 3년간 토양탄소 및 온실가스 발생량 분석
- 작물별 탄소 및 온실가스 발생량
· 총유기탄소(TOC, total organic C): 유기≒관행,
토양유기탄소(SOC, soil organic C): 유기>관행,
활성탄소(POXC, permanganate oxidizable C): 유기<관행
· 토마토>마늘>상추, 배추, 딸기
- 투입유기자재별 탄소 및 온실가스 발생량
· TOC, SOC: 우분+왕겨, POXC: 우분 시험지에서 각각 제일 높음
· 퇴비+바이오차: POXC 농도 상승효과
· 지구온난화 지수(GWP, global warming potential): 유박+왕겨>유박>우분+왕겨>우분
· 바이오차 추가 투입량이 많을수록 GWP 감소 효과
- 토양관리별 탄소 및 온실가스 발생량
· TOC, SOC: 유기>관행, POXC: 유기<관행
· 멀칭유무 - TOC, SOC: 멀칭 無, POXC: 멀칭 有
· GWP는 유기재배와 관행재배와 상관없이 밭작물별로 CO2가 높은 시험지의 값이 높게 나타남. 다만, 유기재배시 멀칭을 하지 않은 시험지보다 멀칭을 한 시험지의 값이 더 높음.
2) 정량·정성적 토양탄소 pool에 의한 토양탄소 축적 분석
- 밭의 경우에도 일부 예외가 있지만, 1년차와 2년차, 3년차에 모두 유기농업 시험지에서 관행시험지보다 토양탄소 축적과 저장이 더 많이 이루어지고 있음을 확인함.
- 논에서 재배년수에 따른 토양탄소 축적 및 저장여부는 확인되지 않았으나, 우분과 녹비를 동시에 처리한 시험지의 탄소함량이 가장 높은 것으로 확인되었음. 또한, 웅덩이가 있는 곳이 없는 것보다 토양탄소 농도가 높았음.
3) 온실가스 발생량 측정
- 밭작물에서 GWP는 유기재배지의 발생량이 관행농업 시험지보다 높았음. 종류별로는 계분과 우분 처리구가 돈분이나 유박 처리구보다 높게 나타났으며, 우분이나 유박에 왕겨를 처리하면 온실가스 발생량 및 GWP가 증가함.
- 그러나 여러 결과를 종합해보면, 가축퇴비를 사용할 때는 부숙정도를 파악한 후에 적절한 양을 시용하는 것이 온실가스 발생을 저감하는 1차적 방법일 것임.
- 밭 토양에서 배출되는 CH4, CO2, N2O flux값은 전반적으로 퇴비처리 후 가장 높게 나타났으며 시간이 흐름에 따라 점차 감소함. - 논에서는 웅덩이가 있는 곳에서 없는 곳보다 GWP와 온실가스 발생량이 감소함.
- 유기농 논토양 중 온실가스 배출량과 GWP는 우분을 처리하고 녹비를 환원한 유기논에서 가장 많았음.
연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◦ 연구개발 성과활용 계획
- 유기농업 활동의 경제성 평가를 통해 농업의 공익적 기능을 기반으로 한 농어민 기본소득의 기초자료로 활용할 수 있을 것이며, 반복적인 추가검증을 위한 기초자료로 활용
- 저탄소 유기농업 기술의 현장 보급을 위한 농자재 및 토양관리 방안 자료로 활용
- 현재 농식품부가 추진하고 있는 농업환경프로그램의 추진 방향을 온실가스 저감 및 생물다양성 보전에 기여하는 유기농업 실천에 지원할 수 있는 정책적 근거로 활용
- 유기농업의 온실가스 저감 및 생태환경 증진 등 공익적 기능에 대한 경제성 분석을 통해 유기재배실천농가에 대한 친환경농업 직불금의 추가 지불에 대한 근거자료로 활용
- 저탄소 유기농업 기술로 향상된 토양탄소 pool이 생물다양성·풍부함에 미치는 영향에 대한 연구 자료로 활용
◦ 기대효과
- 본 연구의 결과를 바탕으로 환경보전 프로그램 사업대상을 유기농업실천 농가 및 단지로 확대함으로써 유기농업 실천농가의 소득증대에 기여
- 토앙탄소 pool 및 생태환경 건전성 측정을 위한 토양 indicator개발의 기틀을 마련에 기여 - 토양탄소 증대 효과가 높은 유기농자재 선발 및 현장적용 가능성 제시
- 저탄소 유기농업 기술개발을 위한 효율적 농경지 토양 관리방안 기틀 마련
- 토양탄소 증대로 인한 토양기능성 및 생태계서비스 향상은 작물생산성 뿐만 아니라 환경문제로 인한 경제적 손실 저감에 기여
- 토양탄소 축적 및 온실가스 저감에 효율성이 높은 유기농자재 개발을 통해 농자재 산업 활성화
- 유기농경지 관리기술에 의한 온실가스 저감을 통해 향후 기후변화에 따른 농업피해 감소 및 이에 따른 경제적 손실 감소에 기여
(출처: 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 요 약 문 ... 2
- 목차 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 1) 연구배경 및 필요성 ... 7
- 2) 연구대상 기술의 국내외 현황 및 선행연구 ... 8
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 13
- 1) 연구과제 추진체계 ... 13
- 2) 단계별 연구목표 및 수행내용 ... 15
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 28
- 1) 연구 수행 결과 ... 28
- (1) 정성적 연구개발성과 ... 28
- (2) 정량적 연구개발성과 ... 144
- (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 144
- 2) 목표 달성 수준 ... 147
- 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 148
- 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 148
- 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 149
- 7. 참고문헌 ... 150
- 끝페이지 ... 154
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