2010년도 대한민국 농업 및 축산업지역의 질소 유입 및 유출 수지 = Nitrogen Budgets of Agriculture and Livestock in South Korea at 2010

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 농업 및 축산업에서의 질소수지 경향을 파악하며 총 유입되는 질소량을 고려한 아산화질소(N2O) 발생량을 지자체별로 평가하였다. 농업지역은 경작이 이뤄지는 논과 밭으로 세분화 하였으며 축산업지역은 축산업종을 대상으로 구분하였다. 질소의 주요 유입으로는 작물생산을 위한 질소질 화학비료에 의한 토양 내 유입량, 건식 및 습식을 포함한 대기로부터의 질소 침착량, 질소고정 박테리아에 의한 생물학적 질소 고정량, 미처리된 가축분뇨에 의한 유입 및 퇴비로의 재사용량, 관개용수에 의한 토양으로 질소 유입, 가축사료를 통한 유입이 있으며, 유출된 양은 연간 생산된 농작물 내의 질소함유량, 농경지 작물 질소 흡수량, 질소질 화학비료 사용량에 따른 토양에서의 탈질량과 휘발량, 지하수 유출량, 가축 분뇨 발생량 중 휘발되거나 탈질되는 양, 퇴비로 재사용된 양, 가축분뇨 해양투기에 의한 유출로 결정하고 그 양을 추정하였다. 연간 질소의 총 유입량은 1,148,848 N ton/yr이며, 총 유출량은 610,380 N ton/yr이었다. 2005, 2008, 2010년 질소 수지를 비교 및 분석한 결과, 2010년 총 유입된 질소는 2005년 질소유입 보다 238,654 N ton/yr이 저감된 것으로 조사되었다. 총 유입 질소의 감소는 질소질 화학 비료, 논의 밭 전환, 경지면적의 도로건설 및 도시확장 등으로 인한 결과이며 총 유출 질소는 237,407 N ton/yr이 감소하였다. 총 유입되는 질소량을 고려한 N2O발생량 지자체별 평가에서 전라남도가 2,574 ton/yr로 N2O 배출량이 가장 높으며, 서울이 7 ton/yr로 가장 낮다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objectives of this research were to estimate nitrogen budgets in agriculture and livestock in 2010, and to evaluate nitrous oxide (N2O) emission by a local government. Input-output budgets for nitrogen were categorized into two sections including agriculture and livestock. Fertilizer, deposition, fixation, compost, irrigation, and feed were used as the nitrogen inputs while crop production, crop uptake, denitrification, volatilization, leaching, compost, and ocean disposal were used as the nitrogen outputs. Annual nitrogen input and output for agriculture and livestock were 1,148,848 N ton/yr and 610,380 N ton/yr respectively indicating the decrease of the nitrogen input and output, compared to our previous researches in 2005 and 2008. Total nitrogen input in 16 local government was estimated resulting that N2O emission was the highest for Jeonnam (2,574 ton/yr) and the lowest for Seoul (7 ton/yr).

참고문헌 (Reference)

1 이영희, "한반도에서의 질소침착량 추정" 서울대학교 대학원 2001

2 "한국사료협회 포털사이트"

3 이연, "한국농경지의 양분수지와 문제점" 35-59, 2003

4 "통계청포털사이트"

5 김창길, "친환경농업체제로의 전환을 위한 전략과 추진방안" 한국농촌경제연구원 2004

6 강필구, "충주호 퇴적물에서의 인과 질소 용출에 관한 연구" 한국물환경학회 1231-1241, 2006

7 김민경, "충남 고성천 유역의 하천 수질 평가를 이용한 유역단위 질소와 인 수지 분석" 한국환경농학회 28 (28): 32-37, 2009

8 노기안, "질소수지에 의한 환경특성과 영농방법별 벼농사의 수질영향 평가" 한국토양비료학회 42 (42): 439-446, 2009

9 최의소, "질소수지 분석을 통한 질소 배출량의 추정" 3 (3): 95-117, 2004

10 김창길, "지역단위 농업환경모형의 체계화에 관한연구" 한국농촌경제연구원 2002

11 김창길, "지역단위 농업생태계의 물질균형 분석" 한국농업경제학회 45 (45): 191-221, 2004

12 이연, "작물재배시 대기중으로의 질소손실에 관한 연구" 농업과학기술원 477-498, 2004

13 농촌진흥청, "온실가스 저감을 위한 밭작물 재배 기술"

14 신동석, "비점오염원 원단위 개정을 위한 조사연구 방향" 한국물환경학회 23 (23): 429-434, 2007

15 고지연, "배수 개선처리에 따른 토양 투수속도 변화가 논에서 CH4 및 N2O배출에 미치는 영향" 한국토양비료학회 40 (40): 214-220, 2007

16 "물환경정보시스템 포털사이트"

17 김진수, "농촌지역에서의 유기물 흐름의 평가" 42 (42): 114-124, 2000

18 농촌진흥청, "농업환경변동조사사업" 국립농업과학원 120-146, 2008

19 "농림수산식품부포털사이트"

20 김현수, "논의 영양물질 배출부하특성과 수질정화 기능 분석" 11 (11): 34-44, 2004

21 "국토해양부포털사이트"

22 최진규, "관개용 저수지 및 양수장의 농업용수 공급량 및 수질" 34 (34): 205-212, 2004

23 김건엽, "고추와 콩 재배에서 토양온도, 토양수분과 무기태질소 변화에 따른 아산화질소 배출 평가" 한국토양비료학회 43 (43): 880-885, 2010

24 농림수산부, "가축분뇨 관리․이용종합대책" 농림수산부 2011

25 "e-나라지표 포털사이트"

26 Ortiz-zayas, J. R., "Urban influences on the nitrogen cycle in Puerto Rico" 79 : 109-133, 2006

27 Zessner, M., "The use of regional balances in water quality management" 4 : 73-83, 2002

28 Krug, E. C., "The need for comprehensive and consistent treatment of the nitrogen cycle in nitrogen cycling and mass balance studies" 293 : 1-9, 2002

29 Ko, J. Y., "The effects of cultural practices on methane emission from rice paddy field" 58 : 311-314, 2000

30 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), "Revised IPCC guideline for national greenhouse gas inventories: Reference manual" IPCC 1996

31 Takeda, I., "Pollutants balance of a paddy field area and its loadings inthe water system- Studies on pollution loadings from a paddyfield area(II)" 153 : 63-72, 1991

32 Mosier, A. R., "Nitrous oxide emissions from agricultural fields: Assessment, measurement and mitigation" 1995

33 Scolow, R. H., "Nitrogen management and the future of food : Lessons from management of energy and carbon" 96 : 6001-6008, 1999

34 Cai, G. X., "Nitrogen loss from fertilizers applied to maize, wheat and rice in the North China Plain" 63 : 187-195, 2002

35 Parfitt, R. L., "Nitrogen inputs and outputs for New Zealand in 2001 at national and regional scales" 80 : 71-88, 2006

36 Goolsby, D. A., "Nitrogen input to the Gulf of Mexico" 30 (30): 329-336, 2001

37 Bashkin, V. N., "Nitrogen budgets for the Republic of Korea and the YellowSea region" 57 (57): 387-403, 2002

38 Bashkin, V. N., "Nitrogen budgets for the Republic of Korea and the YellowSea region" 57 (57): 387-403, 2002

39 Mosier, A. R., "Mitigation agricultural emissions of nitrous oxide"

40 Yuyama Y., "Material balance in model paddy fields with irrigation fromeutrophied lake" 3 : 12-25, 2003

41 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), "Intergovernmental Panel on Climate Change for national greenhouse gas inventories"

42 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), "Greenhouse gas emissions from agricultural soils. In: Greenhouse gas inventory reference manual; Revised 1996 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories"

43 Inventory of U.S, "Greenhouse gas emissions and sinks:1990-2005" EPA 1990

44 Leip, A., "Farm, land, and soil nitrogen budgets for agriculture in Europe calculated with CAPRI" 1-11, 2011

45 Pacini, C., "Evaluation of sustainability of organic, integrated and conventional farming systems: a farm and field-scale analysis" 95 : 273-288, 2003

46 Kim, S. D., "Effects of nitrogen fertilizer application on greenhouse gas emissions and economics of corn production" 42 : 6028-6033, 2008

47 Bouwman, A. F., "Direct emissions of nitrous oxide from argricultural soils" 46 : 53-70, 1996

48 Cao, B., "Denitrification losses and N2O emissions from nitrogenfertilizer applied to a vegetable field" 16 (16): 390-397, 2006

49 Kallenbach, C. M., "Cover cropping affects soil N2O and CO2 emissions differently depending on type of irrigation" 132 : 251-260, 2010

50 Harrison, E. Z., "Considerations for dairy farms regarding use of sewage sludges sludge products and septage" Cornell Waste Management Institute 2003

51 Vries, W., "Comparison of land nitrogen budgets for European agriculture by various modeling approaches" 1-15, 2011

52 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), "Climate Change 2001: The scientific basis" Cambridge University PRESS 2001

53 Ammann, C., "Assessment of the nitrogen and carbon budget of two managed temperate grassland fields" 133 : 150-162, 2009

54 Cole, V., "Agriculture options for mitigation of greenhouse gas emissions, In Climate change 1995-Impacts, Adaptations and Mitigations of Climate Change: Scientific-Technical analyses: The Send Assessment Report of the intergovernmental Panel on Climate change" Cambridge University Press 1995

55 해양경찰청, "2011 해양경찰백서" 해양경찰청 2011

56 국토해양부, "2011 지적통계연보"

57 환경부, "2010 환경통계연감"

58 한국농어촌공사, "2010 농업생산기반정비사업통계연보"

59 남역현, "2008년도 대한민국 질소수지 연구: 비점오염증가 및 N2O발생량산정" 대한환경공학회 33 (33): 103-112, 2011

60 윤동민, "2005년 대한민국 질소 유입 및 유출 수지" 대한환경공학회 30 (30): 97-105, 2008