농경지에서 작물이 필요로 하는 이상으로 양분이 과다하게 투입되는 경우 작물의 생육을 저해하거나 환경오염원으로 작용하게 된다. 우리나라 농경지 양분수지는 다른 OECD 국가에 비해 월등히 높은 수준이며, 과다양분 투입 때문에 수질과 대기 등 농업환경의 오염과 생물다양성 저하가 유발되고 있다. 환경부의 ‘양분관리제’ 도입, 농특위의 ‘토양 양분관리제 도입’ 의결과 같은 정부 정책은 이러한 과다양분 투입을 개선하기 위한 노력으로서, 이러한 정책을 뒷받침하고 환경적⋅사회경제적 성과를 도출하기 위해서 농업분야 양분수지 개선에 따른 공익적 기능의 발굴과 공익가치 의 평가가 필요하다. 본 연구의 목적은 메타분석 기법을 적용하여 선행연구에서 추출한 다양한 공익적 기능에 대한 가치평가 추정치를 이용하여 양분수지 개선의 공익가치를 간접적으로 추정하는 데 있다. 공익기능에 대한 연간 가구별 한계지불의사액을 추정한 결과, 수질개선은 약 60,315원/년, 기후조절은 139,740원/년, 토양보전 및 정화는 109,179원/년, 생물다양성은 150,213원/년으로 나타났다. 추정한 한계지불의사액과 산정된 기여율을 이용하여 공익가치를 추정하면 수질개선은 7,596억 원, 기후조절은 5,715억 원, 토양보전 및 정화는 3,380억 원, 생물다양성은 8,124억 원으로 추정된다. 이러한 결과는 향후 농업 환경보전 프로그램이나 정책을 추진하는 데 있어 객관적인 자료가 될 수 있을 것이다.

2015년 현재 우리나라는 OECD 국가 중 질소기준 양분수지가 1위로 양분관리가 시급한 실정이다. 양분관리를 위해서는 축사에서 발생하는 가축분뇨의 자원화를 통하여 생산된 가축분뇨 퇴·액비를 농경지에 올바르게 살포하여 양분이 순환될 수 있는 구조를 만드는 것이 매우 중요하다. 이는 무기질 및 유기질 비료의 사용량을 줄일 수 있어 농경지에 대한 양분관리와도 연계되어 있다. 본 연구에서는 양분수지를 활용하여 연구대상지역에 대한 양분현황을 파악하였으며, 경제성과 효율성을 고려하여 조사료의 생산을 통한 가축분뇨 퇴·액비의 적절한 활용을 통하여 양분관리 효과를 검토하였다. 지역에서 발생하는 가축분뇨로 생산된 퇴·액비를 지역으로 다시 재 순환할 수 있도록 하여, 가축분뇨 액비만으로도 충분한 양의 조사료 생산이 가능함을 보여주었으며, 농경지의 토양에서의 총 질소의 농도저감을 확인할 수 있었다. 질소농도의 감소는 작물의 사용량 뿐 아니라 토양에 축적되거나 지하수 및 지표수로 유출되는 것이 포함되어 수질개선의 효과를 예상할 수 있다.

최근 농경지 투입양분으로 인한 환경영향의 우려와 함께 하천 등으로 유출되는 양분의 오염부하 관리가 요구되고 있다. 이에 정부는 국내 농지의 양분 과잉 투입 문제를 해결하기 위해 농경지의 양분관리 목표를 설정하여 관리하는 양분관리제도의 도입을 추진하고 있다. 본 연구는 국내 합리적인 양분관리제도 도입을 위한 양분관리 지표 기준을 설정하고자 도 단위의 양분부하와 양분수지 지표를 분석하고 지표별 특성을 비교 검토하였다. 도 단위 질소와 인성분의 양분부하와 양분수지 분석에서 지역별 양분 부하 순위와 양분수지 순위가 다르게 나타나, 지역의 양분 수준을 평가하는데 있어 양분부하와 양분수지의 두 지표는 서로 상이한 지표 값을 도출하는 것으로 나타났다. 양분부하와 양분수지 간의 상관관계 분석에서 질소성분의 경우 상관관계 계수 (r)는 0.2504로서 5% 유의수준에서 통계적 유의성이 없었으며, 인성분의 경우 상관관계 계수 (r) 가 0.7375로서 5% 유의수준에서 통계적 유의성이 인정되었다. 따라서 양분관리 지표활용에 있어 인성분의 경우 양분부하와 양분수지 간의 상호 호환성이 나타났으나, 질소 성분의 경우 양분부하와 양분수지 간의 상호 호환성이 없는 것으로 나타났다. 따라서 지역의 양분관리 지표로서 농업환경 특성을 반영하는 양분수지 지표의 활용이 합리적인 것으로 평가되었다.

Importance of climate change and its impact on agriculture and environment has increased with the rise in the levels of Green House Gases (GHGs) in the atmosphere. To slow down the speed of climate change, numerous efforts have been applied in industrial sectors to reduce GHGs emission and to enhance carbon storage. In the agricultural sector, several types of research have been performed with emphasis on GHGs emission reduction; however, only a few work has been done in understanding the role of carbon sink on reduction in GHGs emission. In this study, we investigated ecosystem carbon balance and soil carbon storage in an agricultural paddy field. The results obtained were as follows: 1) Evaluation of soil C sequestration in paddy field was average 3.88 Mg CO2 ha-1 following NPK+rice straw compost treatment, average 3.22 Mg C ha-1 following NPK+hairy vetch treatment, and average 1.97 Mg CO2 ha-1 following NPK treatment; and 2) Net ecosystem production (NEP) during the paddy growing season was average 14.01 Mg C ha-1 following NPK+hairy vetch treatment, average 12.60 Mg CO2 ha-1 following NPK+rice straw compost treatment, and average 11.31 Mg CO2 ha-1 following NPK treatment. Therefore, it is proposed that organic matter treatment can lead to an increase in soil organic carbon accumulation and carbon sock of crop ecosystem in fields compared to chemical fertilizers.