2.1. 생물종 보존 등 생물다양성유지
○ 관행농업에 의해 축산분뇨, 화학비료, 농약으로 토질 및 수질이 오염될 경우 생태계가 파괴되고 생물다양성이 감소하게 됨.
표 3-2. 유기농업과 관행농업의 생물다양성 차이 비교
8 앞서 설정한 가치항목들 가운데 ‘폐기물 발생하지 않음’의 기능은 관련된 선행연구 가 제한적이어서 제시하지 않음.
구
표 3-3. 유기농업이 관행농업에 비해 개별 종에 미치는 영향 요약
분류
긍정적 부정적 복합적/차이없음
1981-2003
2004-2009 합계 1981-2003
2004-2009 합계 1981-2003
2004-2009 합계
새 7 3 10 - - 0 2 2 4
포유류 2 1 3 - - 0 - - 0
나비 1 3 4 - - 0 1 2 3
거미 7 1 8 - - 0 3 - 3
지렁이 7 1 8 2 - 2 4 2 6
딱정벌레 13 3 16 5 - 5 3 2 5
기타 절지동물 7 3 10 1 - 1 2 2 4
식물 13 10 23 - - 0 2 1 3
토양 미생물 9 9 18 - 1 1 8 3 11
합계 66 34 100 8 1 9 25 14 39
자료: Tuomisto et al.(2012).
○ 또한 184개 연구데이터를 분석한 결과, 유기농업의 종 풍부도가 관행농업보 다 평균적으로 34% 높은 것으로 나타남(Tuck et al. 2014).
○ 유기농업에 의한 생물다양성 유지는 대체비용법으로 공익적 가치를 평가할 수 있음. 예를 들어 해충을 잡아먹는 제비, 참새 등의 개체수가 줄어들어 늘 어나는 해충에 대한 방제비용, 벌, 나비 등의 감소로 늘어나는 인공수정 비 용, 지렁이 개체수 감소에 의한 토질저하로 늘어나는 토양개량비용 등이 있 음. 또, 인간의 병을 치료하는 약의 재료를 얻을 수 없는 비용도 포함됨.
○ 포식성 응애류와 화분매개곤충의 경제적 가치를 평가하였고, 농법에 따라 약간의 차이는 있으나 환경이 조성된다면 농약사용 감소, 생태계 균형 유지, 품질 향상 등의 긍정적 측면이 있을 것으로 평가됨(이민호 외 2014).
(계속)
표 3-4. 사과 과수원 300평당 포식성 응애류의 경제적 가치
○ 유기농업에 의한 수질 보호는 대체비용법으로 공익적 가치를 평가할 수 있 음. 예를 들어 상수원 수질 정화 비용, 오염된 물고기 섭취에 따른 의료비용 등이 대체 비용에 포함될 수 있음.
○ 팔당지역의 8개 시군9의 친환경농업 비중이 30%가 되면 질소와 생화학적 산소요구량(biochemical oxygen demand, BOD) 부하량이 9%이상 감소하고, 인은 5.8%, 농약사용량은 36%정도 줄어들어 팔당호 수질개선에 기여할 것 으로 밝힘(권오상 외 2009).
○ 유기농업과 관행농업의 수질특성은 BOD, COD, TOC 등의 항목으로 비교 하였으며, 퇴비사용량, 강우량 등의 변수에 따라 수질에 차이가 있는 것으로 나타남. 영산강·섬진강수계관리위원회(2008)에서는 유기농업이 수질개선에 대체로 긍정적인 결과를 보였고, 최동호 외(2012)은 비강우시는 긍정적, 강 우시는 부정적으로 나타났고, 이경숙(2013)은 퇴비1배구에서 BOD는 낮으 나, COD, TOC가 높게 나타남.
표 3-6. 유기농업과 관행농업의 수질특성 비교
자료 농법 BOD COD TOC T-N T-P
영산강
·섬진강 수계관리 위원회 (2008)
유기(담수) 3.5 5.03 4.4 0.60 0.05
관행(담수) 3.1 6.48 5.3 1.83 0.08
유기(유출수) 1.8 3.6 3.8 1.05 0.05
관행(유출수) 2.8 4.9 3.4 0.55 0.06
최동호 외(2012)
유기(비강우) 3.59 9.24 6.74 1.84 0.37
관행(비강우) 3.72 10.53 11.47 1.14 0.66
유기(강우) 4.28 12.85 8.39 1.58 0.58
관행(강우) 2.18 11.60 8.28 1.19 0.30
이경숙 (2013)
유기(퇴비1배구) 3.40 12.03 3.64
관행(화학비료) 4.61 9.05 2.57
9 8개 시군은 용인, 남양주, 광주, 이천, 여주, 안성, 양평, 가평을 말함.
○ 미국 중서부에서 수질항목 중에서 질산성질소(NO-N)를 3년간(2012-2014) 비교한 결과, 농도와 지표배수 모두 유기농(옥수수-콩-귀리/알팔파-알팔파 윤작)이 관행농(옥수수-콩 윤작)보다 평균 두 배 가량 적게 나타났음 (Cambardell et al. 2015).
표 3-7. 연간 지표배수의 질산염질소 농도와 손실
질산염질소 농도(mgN liter ) 질산염질소 손실(kgN ha )
2012 2013 2014 2012 2013 2014
유기농 8.8(2.2) 8.8(4.2) 7.2(5.0) 7.7(0.9) 17.7(6.3) 14.5(5.7) 관행농 10.9(2.8) 19.4(10.1) 18.1(7.8) 10.1(2.2) 34.7(14.0) 34.4(9.6) 주: 5개 지역 평균(표준 편차)
자료: Cambardella et al.(2015).
2.3. 토양 비옥도 증진
○ 관행농업에 의한 화학비료 사용으로 토양이 산성화되고 유기물함량이 감소 하며, 염류농도가 상승함. 이렇게 토양비옥도가 낮아지면 작물의 생산성이 떨어지고 비옥한 토양을 후손에게 물려줄 수 없게 되며, 결국 식량안보 문제 를 초래할 수 있음.
○ 유기농업은 유기질 비료 시용, 피복작물 재배 등으로 토양비옥도를 유지할 수 있게 함.
○ 유기농업에 의한 토양비옥도 유지는 대체비용법으로 공익적 가치를 평가할 수 있음. 예를 들어 토양비옥도 회복을 위해 투입되는 토양개량비용 등임.
○ 유기농업과 관행농업의 토양 화학성을 비교한 결과, 토양의 질을 평가할 수 있는 지표인 유기물(OM) 함량이 유기농에서 대체로 높았으며 pH도 상대적
으로 높게 나타남. 그러나 유기물 함량이 과도하면 유실에 따른 환경문제가
○ 유기농 논, 밭 및 시설재배지에서 단지 중심으로 유기농 실태와 토양물리적 특성을 조사하고 분석한 결과, 유기농은 토양물리성 개선에 효과가 있음(조 현준 외 2008).
표 3-9. 유기농과 관행농의 토양성분 분석
농법
용적밀도 (Mg m )
공극률 (%)
경도 (MPa)
통기성 (cm s )
내수 성 입단 (%)
소형판 침하량 (cm/50 표토 심토 표토 심토 표토 심토 0-10 0N)
cm
0-15 cm
논
유기 1.26 1.52 52.6 42.5 0.18 0.60 - - 58.2 2.1 관행 1.29 1.56 51.5 41.1 0.23 0.70 - - 54.0 1.9 상대지수 1.02 1.03 1.02 1.03 1.23 1.17 - - 1.08 1.11
밭
유기 1.01 1.29 60.8 51.4 0.10 0.41 3.68 2.14 42.1 4.3 관행 1.12 1.36 57.8 59.0 0.15 0.62 2.08 1.26 43.0 2.9 상대지수 1.07 1.06 1.05 1.05 1.48 1.53 1.77 1.66 0.98 1.47 자료: 조현준 외(2008).
2.4. 온실가스 감축
○ 관행농업은 화학비료와 농약제조를 위해 화석연료를 사용하고 그에 따라 온 실가스를 배출함. 경운재배도 온실가스를 배출하는 원인임.
○ 합성농약과 화학비료를 생산하는 데에는 많은 에너지가 소비되면서 온실가 스를 배출하기 때문에 기후변화를 가속화시킴. 이로써 온난화로 인한 이상 기상으로 미래 우리 인류의 식량공급은 그 불안전성이 증가하게 될 것임.
○ 녹비작물(Green Manure crops)은 화학비료를 대체하기 위하여 거름용으로 사용함. 녹비작물은 비료 효과 외에 토양침식 방지, 선충억제 효과, 잡초 발 생경감 효과 등과 탄소배출을 줄이는 효과 등 다원적 효과를 가지고 있음.
푸를 때(Green stage) 베고 토양에 넣어 작물 양분을 공급해주는 작물이며, 콩·볏과 등의 식물비료 자원을 말함. 두과 녹비작물로 헤어리베치, 자운영, 클로버, 알파파 등이 있음.
○ 유기농업은 헤어리베치10 등의 피복작물 재배 및 생물농약 등 유기농자재 사용으로 화석연료의 사용을 감소시키고 온실가스 배출량을 완화시킴. 또 무경운 재배는 온실가스를 고정시키는 효과를 나타냄.
○ 전체적으로 녹비 이용 측면에서는 온실가스 감축 효과가 없으나 전과정평가 (LCA) 측면에서 비료 생산 시 소요되는 CO2를 고려해보면 벼 재배시 헤어 리베치는 97kg CO2/10a, 자운영은 77kg CO2/10a의 감축효과가 있음.
표 3-10. 헤어리베치와 자운영을 통한 CO2 감축량
녹비작물 화학비료
대체율(%)
CO2 감축량(kg/10a)
N P2O5 K2O 계
헤어리베치 100 85.3 6.58 5.09 97.0
자운영 70 68.3 4.39 4.65 77.3
○ 무경운 재배는 일련의 포장작업 중에서 경운, 정지과정을 생략하는 재배법 임. 무경운은 원활한 양분공급, 노동시간 절감, 토양 내 유기물 함유량 증가, 온실가스 감축 등의 긍정적인 효과가 있는 반면 수량이 감소할 수 있음. 벼 무경운 재배의 단위당 CO2 감축량은 ha당 3.827톤임.
○ 경운농법과 무경운농법의 온실가스 배출을 2010년 이후에 발표된 21개 연 구데이터로 비교해본 결과, 19개 연구데이터에서 무경운농법의 온실가스 배 출이 경운농법보다 적으며 평균적으로 27.2%를 저감하는 것으로 나타남.
10 콩과의 덩굴성 1∼2년 초로 녹비작물로 재배함.
표 3-11. 경운과 무경운의 온실가스 배출비교(면적기준)
자료 품목 국가 연구수치(CO2-eq) 경운/
경운 무경운 무경운
김건엽 외(2014) 쌀 한국 8365.0 5110.3 61.1%
김건엽 외(2011) 배추 한국
3.8 2.8 73.6%
2.3 0.9 38.8%
5.6 3.7 67.0%
이길재 외(2012) 고추 한국 5896.0 2449.0 41.5%
서종호 외(2012) 옥수수, 콩 한국 3458.4 2812.8 81.3%
Tuomisto et
al(2012) 밀 영국 1550.0 1367.0 88.2%
Gryze et al(2010)
토마토, 콩
미국
1081.0 1182.0 109.3%
토마토, 목화 1866.0 1487.0 79.7%
곡류 윤작 700.0 150.0 21.4%
Gelfand et al(2010) 곡류 윤작 미국 7.1 4.9 69.0%
Nemeck et al(2011) 곡류, 녹비
윤작 스위스 2141.0 2070.0 96.7%
Ryan et al(2010) 곡류 윤작 미국 1572.0 1498.0 95.3%
Baptista et al(2013) 곡류 윤작 포르
투갈 536.0 431.7 80.5%
Maraseni et al(2011) 보리
호주
251.8 226.6 90.0%
병아리콩 279.6 208.5 74.6%
밀 577.6 546.4 94.6%
듀럼밀 633.7 587.5 92.7%
Li et al(2011) 쌀 중국 194.9 199.7 102.5%
140.0 63.8 45.6%
Ruan et al(2013) 콩 미국 11.5 2.9 25.0%
○ 유기농업과 관행농업의 온실가스 배출을 2010년 이후에 발표된 24개 연구 데이터로 비교해본 결과, 20개 연구데이터에서 유기농업의 온실가스 배출이 관행농업보다 적으며 평균적으로 25.1%를 저감하는 것으로 나타남.
표 3-12. 유기농업과 관행농업온실가스 배출비교(면적기준)
al(2012) 밀 영국 3030.0 1550.0 51.2%
Kontopoulou et
al(2015) 콩 그리스 455.0 363.0 79.8%
Qin et al(2010) 쌀 중국 2656.0 3252.0 122.4%
Chirinda et al(2010) 곡류 윤작 덴마크 285.2 210.8 73.9%
Hokazono et
al(2012) 쌀 일본 6300.0 7000.0 111.1%
Nemecek et al(2011)
곡류, 녹비
윤작 스위스 4474.0 2920.0 65.3%
Gomiero et al(2011) 밀
독일 2333.0 1669.0 71.5%
곡류 윤작 2717.0 887.0 32.6%
Johnson et al(2012)
옥수수(2006)
미국
21.0 10.9 50.2%
옥수수(2007) 17.0 17.5 98.9%
옥수수(2008) 26.6 16.6 62.4%
콩(2007) 9.6 7.1 73.8%
콩(2008) 10.30 7.1 69.0%
과 일
Astier et al(2014) 아보카도 멕시코 3572.0 3308.0 92.6%
Michos et al(2012) 복숭아 그리스 40.7 14.0 34.4%
Litskas et al(2011) 앵두 그리스 4748.7 2506.2 52.8%
Alaphilippe et al(2013)
Johnson et al(2012)
밀+알팔파 (2006)
미국
13.5 7.9 58.5%
알팔파(2007) 16.8 12.5 74.4%
알팔파(2008) 19.2 12.6 65.6%
○ 유기농과 관행농의 에너지 사용과 온실가스 배출에 관한 비교연구가 수행된 107편의 선행연구, 360개의 관측치에 대해 메타분석을 실시한 결과, 유기농 이 에너지 효율성과 온실가스배출에 있어서 관행농보다 더 효율적임(이기송 2013).
표 3-13. 유기농과 관행농의 에너지 효율과 온실가스배출에 대한 선행연구 메타분석
온실가스 관행농
〈유기농
관행농
≥유기농 비고
에너지 효율성
(논문 65, 사례 165) 67.3% 23.7% 유기농이 28.5%우월 온실가스배출
(논문 66, 사례 195) 67.7% 23.3%
유기농이 11.8%저감
면적당 유기농이 69.2%수준 생산량당 유기농이 96.5%수준 자료: 이기송(2013).
○ 유기농업에 의한 온실가스 감축은 대체비용법으로 공익적 가치를 평가할 수 있음. 예를 들어 온실가스 감축 비용, 에너지 안보 확보 비용 등이 있음.
2.5. 토양유실 방지
○ 관행농업에 의해 경운재배를 하면 비가 내릴 경우 토사가 쓸려 내려가면서 토양이 유실되게 됨. 유기농업은 무경운재배와 녹비재배로 이러한 토양유실 을 방지할 수 있음.
○ 유기농업에 의한 토양보전은 대체비용법으로 공익적 가치를 평가할 수 있 음. 예를 들어 객토비용을 환산하여 도출할 수 있음. 관행농업은 경운, 제초 제 사용으로 피복이 사라지면서 토양유실이 발생하게 되는데, 양질의 토양
을 논에 넣어주면 이에 따라 객토비용이 증가함.
○ 고랭지 배추 재배지에 녹비작물인 헤어리베치를 재배한 결과, 무처리 대비 70% 이상의 토양유실 경감효과가 있었으며, 녹비로 반전 투입할 경우 표준 시비량(320kg ha )의 61-78%의 질소질 화학비료 대체가 가능한 것으로 평
○ 고랭지 배추 재배지에 녹비작물인 헤어리베치를 재배한 결과, 무처리 대비 70% 이상의 토양유실 경감효과가 있었으며, 녹비로 반전 투입할 경우 표준 시비량(320kg ha )의 61-78%의 질소질 화학비료 대체가 가능한 것으로 평