양분총량제 도입방안 연구

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(1)발 간 등 록 번 호. 2015. 3.. 11-1480000-001382-01. 양분총량제 도입방안 연구. 연구기관 한국농촌경제연구원. 환경부, 농림축산식품부.

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(3) 제 출 문. 환경부, 농림축산식품부 장관 귀하. 본 보고서를 ｢양분총량제 도입방안 연구｣의 최종보고서로 제출합니다.. 2015년 3월. 연구기관명:. 한국농촌경제연구원. 연구책임자:. 김 정 임 김. 연 구 원:. 창 학 평 태. 길 균 은 훈. 선임연구위원 연 구 위 원 연. 구. 원. 연. 구. 원.

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(5) iii. 요. 약. ◦ 농업생산성 증대를 위해 ‘고투입-고산출’의 집약적 농업 추진으로 농경지에 작물재배에 필요로 하는 양 이상의 화학비료가 사용되고, 또한 축산분야에서 전문화 및 대규모화로 가축분뇨가 대량 발생하면서 환경문제가 발생됨. ◦ 지역단위 양분총량제는 과학적 토대위에서 지역별 농경지의 양분 투입과 처 리를 종합적으로 파악하여 지역의 환경용량 범위에서 수용할 수 있는 총량 수준으로 관리하기 위한 제도로, 과잉 양분관리는 물론 친환경농축산업 시스 템 구축을 위한 유력한 정책프로그램으로 제시되고 있음. 이 연구는 양분수 지 분석을 통해 과잉 양분을 적절하게 관리하기 위한 효과적인 지역단위 양 분총량제 도입 방안 제시하기 위해 수행됨. ◦ 양분총량제 시행방안 수립을 위한 연구방법으로 관련분야 선행연구검토, 지 역별 양분수지 관련분야 이론정립, 양분수지 산정 프로그램 적용, 지역별 양 분수지 D/B 구축, 전문가협의회를 통한 의견수렴 등을 적용하였음. 특히 환 경부에서 추천한 5명과 농림축산식품부에서 추천한 5명 등 총 10명의 지역 단위 양분총량제 연구자문단을 구성하여 운용함. ◦ 지역별 양분수지지표 산정 프로그램을 이용하여 양분수지를 계산하였으며, 이 프로그램은 관련 자료를 입력하면 자동으로 분석지표가 계산될 수 있도 록 작성됨. 양분수지를 통한 양분관리 현황을 조사하고, 효과적인 양분총량 제 도입방안을 도출하고자 전문가를 대상으로 설문조사를 실시함. ◦ 우리나라의 도별 평균 양분수지 분석결과, 작물 양분요구량 대비 질소성분 초과량은 경기도가 ha당 242.1kg으로 양분요구량을 233.5% 초과하여 가장.

(6) iv 높게 나타났음. 다음으로 전북 169.9kg(154.6%), 충북 164.9kg (167.1%) 등의 순으로 높게 나타남. ◦ 전국 농경지에 대한 시·군별 양분수지 분석결과, 질소수지를 기준으로 우수 지역 12.9%, 관심지역 18.7%, 유도지역 30.3%, 특별관리지역 38.0% 등으로 특별관리지역의 비중이 높아, 보다 체계적인 양분관리가 필요한 것으로 나타남. ◦ 전문가들은 대부분(85.7%) 양분총량제 시행이 필요하다고 응답하였고, ‘지 역(시군)단위가 적당(70.0%)’하며, 대부분(100.0%) 시범지역 시행을 통하여 단계적으로 시행하는 방식을 선호하는 것으로 나타남. 또, 시범지역 선정 기 준은 ‘환경민감도가 높은 지역순위에 따라(34.3%)’와 ‘가축사육밀도가 높은 순위에 따라 (25.7%)’가 선호되었음. 양분총량제 시행 시기에 대해서는 ‘2∼ 3년 후 시행(48.6%)’ 의견이 가장 많았음. ◦ 양분총량제에 의한 초과양분을 줄이기 위한 구체적인 실행 방안에 대해 ‘다 양한 메뉴방식의 적용 프로그램을 실천할 경우 직불금 지급(28.6%)’과 ‘양분 초과 지속지역에 대한 비료 및 축산관련 보조금 중단(28.6%)’ 의견이 가장 많았음. ◦ 전문가들의 양분총량제 시행방안 관련 제언사항을 집계한 결과, 양분총량제 추진방식에 대한 의견이 44.7%로 가장 많았고, DB/정보화/연구 25.5%, 교육 및 홍보 17.0%로 나타남. ◦ 과잉양분을 관리하기 위한 지역단위 양분총량제의 추진 기본방향 기본방향 으로, 사전예방원칙을 기초로 화학비료와 가축분뇨의 종합적 관리방식으로 운영하고, 정책성과를 극대화하고 발생될 수 있는 문제점을 최소화하기 위해 ‘시범사업단계-확산단계-정착단계’의 3단계로 접근함..

(7) v ◦ 지역단위 양분총량제의 세부 추진방안으로 첫째, 양분총량의 기준을 설정할 때 1) 화학비료와 가축분뇨 퇴·액비로 설정하는 방안 2) 작물에 상관없이 농 경지 면적당 적정한 양분투입의 상한선을 설정하는 방안 3) 양분수지에 관계 없이 적절한 가축 사육밀도를 유지하는 방안 가운데 가장 적절한 방안을 선 택하여 설정하는 것이 필요함. ◦ 둘째, 지역단위 양분수지 관리대상 물질의 경우 실행 초기단계에서는 질소성 분을 관리대상 물질로 정하여 관리하고, 정착단계에 도달하면 인산성분도 관 리대상 물질에 포함시키는 것이 바람직함. ◦ 셋째, 양분수지에 따른 관리대상 지역은 질소성분 기준 양분수지지표([양분 투입량-양분반출량]kg/ha)를 기준으로 양분초과율 50% 이하 지역을 ‘양분관 리 우수지역’, 양분초과율 50~100% 지역을 양분관리 관심지역, 양분초과율 100~150% 지역을 양분관리 유도지역, 양분초과율 150% 초과 지역을 양분 특별관리 지역(Ⅰ, Ⅱ)으로 구분하여 관리할 필요가 있음. ◦ 넷째, 양분총량제가 실제로 작동되기 위해서는 환경부(또는 농림축산식품부) 의 부령으로 시행지침(또는 기본방침)이 수립되어야 하며, 양분총량제의 시 행체계는 기본방침에 따라 ‘국가전체 농경지 양분총량 관리 기본방침’, ‘지역 별 농경지 양분총량관리 시행계획’, ‘지역별 양분관리계획 이행’ 등 단계별로 진행되도록 함. ◦ 다섯째, 양분분야 전문가와 정책담당자로 양분총량제 운영위원회(가칭)를 구 성하여 지역별 양분수지 기초 자료와 산정결과 등에 대해 검토토록 하고, 양 분총량제가 제대로 작동되기 위해서는 해당지역에서 양분수지 산출을 위해 보고된 부문별 관련 자료에 대한 확인 작업이 필요함. 또, 유기질비료 등 현 재 국가단위 양분수지에서 계산에 포함되지 않거나, 양분요구량 등 파라미터 의 보완이 필요함..

(8) vi ◦ 여섯째, 농경지의 양분감축을 위해 비료 사용량 감축, 양질의 축분 퇴‧액비 공급, 가축분뇨에 포함된 유기 양분성분을 낮추거나 회수, 실용화 기술개발, 가축분뇨 내 질소와 인 자원의 회수 기술의 활용 등 다양한 방안 활용이 필 요함. ◦ 일곱째, 과잉양분 감축정도에 따른 차별적인 인센티브 부여 방식을 도입하 고, 양분총량제 시행에 따른 차별적 정책지원 프로그램에 대한 사전예고를 통해 양분관리 정책효과를 극대화할 필요가 있음. ◦ 여덟째, 지역단위 양분총량제의 효과적인 운영을 위한 전담조직 설치를 검토 하고, 축산환경관리원의 목적 달성을 위한 농림축산식품부장관 또는 환경부 장관이 인정하는 사업으로 양분총량제 관리를 포함시켜 운영하여 관리하는 방안에 대한 검토가 필요함. ◦ 아홉째, 공감대 형성을 위해 양분총량제가 기본적으로 공급과잉 상태인 양분 을 관리하자는 취지로 가축사육 두수 감축과 연계된 것이 아님을 주지시킬 필요가 있고, 양분총량제 수행 시 국내 현실을 충분히 고려해야 하며, 여론수 렴 및 홍보를 추진할 필요가 있음. ◦ 열째, 정책효과 극대화를 위한 정책연계 및 농림축산식품부, 환경부, 시‧군 지방자치단체, 농촌진흥청, 국립농업과학원, 국립축산과학원, 시‧군 농업기 술센터, 한국농촌경제연구원, 농협 등 관련주체의 적절한 역할 분담이 필요함..

(9) vii ABSTRACT. Directions for Introducing Total Maximum Nutrient Loading System of Cultivated Land. Intensive agriculture by ‘high input-high yield’ for increasing agricultural productivity has contributed to using more chemical fertilizers than required for crop cultivation in cultivated land. Specialized and large-scale livestock farming has contributed to discharging a large volume of livestock excrement to cause environmental issues. This study aims to suggest an effective Total Maximum Nutrient Loading System (TMNLS) on a regional basis for ideally managing excessive nutrient through the nutrient balance analysis. Preliminary studies carried out for establishing a policy for the TMNLS to be in force include reviewing prior studies, establishing a theory for nutrient balance on a regional basis, applying a program for calculating nutrient balance, building a nutrient balance D/B for each region, and collecting opinions through expert conferences. The nutrient balance was calculated by using the program for calculating nutrient balance indicators for each region, and a questionnaire was used for experts to establish a policy for introducing an effective TMNLS. An analysis of nutrient balance of each city and gun for cultivated land across the country reveals 12.9% in excellent regions, 18.7% in regions of interest, 30.3% in regions for guidance and 38.0% in specially managed regions with respect to nitrogen balance. The proportion of specially managed regions is the highest, which implies more systematic nutrient management is required. Most experts replied that it is necessary for the TMNLS to be in force (85.7%), ‘the unit of regions (city, gun) is ideal (70.0%)’, and they prefer step-by-step enforcement through enforcement in a model region (100.0%). A preferred scheme for selecting the model region was ‘the order of higher sensitivity to the environment (34.3%)’ and ‘the order of higher stocking densities (25.7%)’. The most replies to the period of enforcing the TMNLS were about ‘enforcement after 2 to 3 years (48.6%)’. About the scheme for enforcing the policy for reducing excessive nutrient by means of the TMNLS, the most replies were about ‘direct payment if farmers practice various menu-type application programs (28.6%)’, and suspension of subsidies.

(10) viii for fertilizers and livestock farming in the excessive nutrient regions (28.6%)’. Strategies required for enforcing the TMNLS on a regional basis include : establish a standard ideal nutrient total maximum nutrient loading; manage nutrient balance for nitrogen and phosphor; implement differential management depending on nutrient balance; establish an enforcement guide (or basic policy) in accordance of the Ministerial Ordinance of the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (or Ministry of Environment); organize an TMNLS operation committee (provisional); use various policies for reducing nutrient in cultivated land; use differential incentives depending on the level of reduced excessive nutrient; install a team for effective operation of the TMNLS on a regional basis; collect opinions for consensus and practice public relations; and share roles among involved parties. Researchers: Chang-Gil Kim, Hak-Kyun Jeong, Pyung-Eun Im and Tae-Hun Kim Research period: 2014. 7 - 2015. 3 E-mail address: [email protected].

(11) ix. 차. 례. 제1장 서 론 1. 연구배경 ········································································································ 1 2. 연구목적 ······································································································ 3 3. 선행연구 검토 ······························································································· 4 4. 연구방법과 범위 ··························································································· 8 제2장 양분총량제의 의미와 시행여건 진단 1. 양분총량제의 개념과 중요성 ···································································· 13 2. 양분수지 분석의 기초 이론 ······································································ 16 3. 양분총량제 도입을 위한 시행여건 진단 ·················································· 24 제3장 국내외 농업부문의 양분관리 실태 1. 우리나라 농경지의 양분관리 현황 ··························································· 39 2. 주요국의 양분관리 사례 검토 ··································································· 52 제4장 농업부문의 양분수지 분석 1. 도 단위 농업부문 양분수지 변화 ····························································· 91 2. 시·군 단위 양분수지 실태 ········································································· 94 3. 과다 양분지역의 농경지 토양 특성 ······················································· 104 4. 양분수지 분석결과의 종합 및 시사점 ··················································· 105 제5장 양분총량제 도입에 대한 반응분석 1. 설문조사 개요 ··························································································· 107 2. 설문조사 결과 ··························································································· 108.

(12) x. 제6장 양분총량제 추진 방안 1. 기본방향과 추진방식 ················································································ 123 2. 양분총량제의 세부 추진방안 ·································································· 126 제7장 요약 및 결론. 참고 문헌 ············································································································ 149 부 록 부록 1. 양분총량제 도입 방안에 대한 전문가/ 정책담당자 설문조사 ··· 155 부록 2. 양분총량제 보도관련 주요내용(2004-2014) ································· 162 부록 3. 시군별 양분수지 분석 결과 ··························································· 165 부록 4. 농업부문 양분산정 프로그램(AgNAS) 소개 ··································· 173.

(13) xi. 표 차 례. 제1장 표 1 -1. 연구자문단 구성 ·············································································· 9 제2장 표 2- 1. 지역단위 양분수지지표 산출을 위해 필요한 자료목록 ············ 25 표 2- 2. 주요 작물별 표준시비량 ······························································· 28 표 2- 3. 축종별 가축분뇨 배출 원단위 ······················································ 30 표 2- 4. 축종별 가축분뇨의 비료성분 함유량 ·········································· 31 제3장 표 3- 1. 연도별 농경지면적. ····································································· 40. 표 3- 2. 연도별 화학비료 감축 관련사업 현황 ······································· 43 표 3- 3. 연도별 가축사육두수 현황 ··························································· 44 표 3- 4. 연도별 가축분뇨 발생량 ······························································· 46 표 3- 5. 연차별 화학성 현황(토양별) ························································· 48 표 3- 6. 연차별 화학성 현황(토양, 도별) ·················································· 49 표 3- 7. OECD 주요국의 질소잉여 집약도 ··············································· 51 표 3- 8. 덴마크의 축사에 적용되는 질소 기준 ········································ 75 표 3- 9. 벨기에의 성분별 양분관리 기준 ·················································· 83 표 3-10. 주요국 양분관리의 시사점 ··························································· 90 제4장 표 4- 1. 도별 양분수지 분석 결과 ····························································· 92 표 4- 2. 도별 양분 공급요인별 비중 ························································· 93 표 4- 3. D도의 시군별 가축사육두수 및 분뇨발생량 ······························ 95.

(14) xii 표 4- 4. D도의 종류별 비료 소비량 ·························································· 97 표 4- 5. D도의 시군별 작물 재배면적 및 작물양분요구량 ····················· 98 표 4- 6. D도의 작물양분요구량 및 양분공급구조 ···································· 99 표 4- 7. D도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ············· 101 표 4- 8. D도의 양분 공급요인별 비중 ····················································· 103 표 4- 9. 과다 양분 시군지역 농경지 토양특성 현황 ····························· 104 표 4-10. 전국의 시군별 양분관리 유형별 비중 ······································ 106 제5장 표 5- 1. 응답자 소속기관별 총괄기관 선호도 ········································ 112 표 5- 2. 남북한 전체 대상의 양분수지 논의에 대한 견해 ···················· 114 표 5- 3. 양분총량제 시행의 필요성 여부 ················································ 115 표 5- 4. 응답자 소속기관별 시행규모 선호도 ········································ 116 표 5- 5. 응답자 소속기관별 시행시기 선호도 ·········································· 118 부록 부표 3- 1. A도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ········· 165 부표 3- 2. B도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ········· 166 부표 3- 3. C도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ········· 167 부표 3- 4. D도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ········· 168 부표 3- 5. E도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ·········· 169 부표 3- 6. F도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ·········· 170 부표 3- 7. G도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ········· 170 부표 3- 8. H도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ········· 171 부표 3- 9. I도의 시군별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ··········· 172 부표 3-10. 도별 양분수지 시산 및 양분관리지역 지정 ························· 172 부표 4- 1. AgNAS의 양분수지 값 계산 공식 ········································· 180.

(15) xiii. 그 림 차 례. 제1장 그림 1- 1.. 양분총량제 연구 수행관련 자문단 구성 체계 ······················· 10. 그림 1- 2. 연구의 흐름도 ············································································ 11 제2장 그림 2- 1. OECD 양분수지지표(질소수지) 산정의 기본 골격 ················ 17 그림 2- 2. 농업부문의 물질균형 투입-산출 양분수지의 개념도 ············· 18 그림 2- 3. 양분수지의 개념적 체계도 ························································ 20 그림 2- 4. 양분수지지표의 적용범위와 활용 ············································ 21 그림 2- 5. 지역단위 양분수지지표 산출 체계 ·········································· 22 그림 2- 6. 농업 및 축산업 지역의 질소 유입 및 유출 ··························· 23 그림 2- 7. 가축분뇨 전자인계시스템의 구조 ············································ 32 그림 2- 8 가축분뇨 전자인계시스템 구성의 기본 틀 ······························ 33 제3장 그림 3- 1. 농경지면적의 변동 추이 ··························································· 40 그림 3- 2. 화학비료 사용량 변동 추이(kg/ha) ·········································· 41 그림 3- 3. 화학비료 감축 관련사업 추진 현황 ········································ 42 그림 3- 4. 가축사육두수 변동 추이 ··························································· 44 그림 3- 5. 가축분뇨 발생량 변동 추이 ······················································ 45 그림 3- 6. OECD 주요국의 질소잉여 집약도(kg/ha) 변동 추이(1990～2010) ···· 51 그림 3- 7. 미국의 가축사육시설의 양분관리의 기본 틀 ························· 58 그림 3- 8. 양분 관리 4R의 원리 ································································ 61 그림 3- 9. EU의 정책수단 ··········································································· 66.

(16) xiv 그림 3-10. 네덜란드 양분관리정책의 단계적 발전 과정 ························· 78 그림 3-11. 무기물기장제도의 무기물 투입 및 산출 구조 ······················· 79 그림 3-12. 네덜란드의 분뇨 관리 ······························································· 81 제4장 그림 4- 1. 전국 도별 양분(질소‧인산) 초과율 ·········································· 92 그림 4- 2.. D도의 양분관리 유형별 분포도 ············································· 100. 그림 4- 3.. D도의 농업생태계 물질순환 구조(2011∼2013년) ··············· 102. 그림 4- 4. 전국의 시군별 양분수지 종합 ················································ 105 그림 4- 5. 전국 시군별 양분(질소‧인산) 초과율 분포도 ······················· 106 제5장 그림 5- 1. 양분총량제 반응조사를 위한 설문 응답자 구성비 ·············· 108 그림 5- 2. 양분수지지표에 대한 인식 ······················································ 109 그림 5- 3. 양분수지지표 활용 및 애로사항 ············································ 110 그림 5- 4. 양분수지지표 접근 경로 ························································· 110 그림 5- 5. 양분수지 지표 이해도 증대 방안 ·········································· 111 그림 5- 6. 양분수지지표 활용도 제고 방안(복수선택) ·························· 111 그림 5 -7. 정책연계 위한 추진사안 및 양분관리 총괄기관 ·················· 112 그림 5 -8. 과잉양분 관리방안 ··································································· 113 그림 5- 9. 가장 우선적으로 개발해야 할 과잉양분 감축기술 ·············· 114 그림 5-10. 양분총량제 인지도 및 적합한 양분총량의 기준 ·················· 115 그림 5-11. 적당한 양분총량제의 시행 규모 ············································ 116 그림 5-12. 시범지역 선정기준 ··································································· 117 그림 5-13. 적합한 양분총량제 시행 시기 ················································ 118 그림 5-14. 초과양분을 줄이기 위한 양분총량제 실행방안 ···················· 119 그림 5-15. 양분총량제 시행방안 관련 의견 ············································ 119.

(17) xv. 제6장 그림 6- 1. 양분총량제의 단계별 추진 방식 ············································ 125 그림 6- 2. 질소성분 양분초과량 기준 양분관리지역 지정 ···················· 127 그림 6- 3. 지역단위 양분총량관리 시스템 개념도 ································· 128 그림 6- 4. 양분과다 지역의 양분감축 방식 ············································ 129 그림 6- 5. 지역단위 양분총량제 시행절차(안) ········································ 131 그림 6- 6. 가축분뇨의 제철소 연료원 활용 사례 ··································· 137 그림 6- 7. 남북한 농경지의 잉여양분량 및 부족량 추정(2005년 기준) ·· 138 부록 부도 4- 1. AgNAS의 Home 화면 ····························································· 174 부도 4- 2. AgNAS의 데이터 입력 목록창 ·············································· 174 부도 4- 3. AgNAS의 농작물 재배면적 입력시트 ··································· 176 부도 4- 4. AgNAS의 가축 사육두수 입력시트 ······································· 176 부도 4- 5. AgNAS의 분뇨처리방법 입력시트 ········································· 177 부도 4- 6. AgNAS의 화학비료 공급량 입력시트 ··································· 177 부도 4- 7. AgNAS의 유기질비료 사용량 입력시트 ······························· 178 부도 4- 8. AgNAS의 재배면적 및 지역 양분수지 합계 ························ 179 부도 4- 9. AgNAS의 1ha 당 양분수지 값 ·············································· 180.

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(19) 1. 제. 서. 1. 장. 론. 1. 연구배경 ◦ 농업생산성 증대를 위한 ‘고투입-고산출’의 집약적 농업 추진으로 농경지에 작물재배에 필요로 하는 이상의 화학비료와 가축분뇨 퇴·액비가 투입됨. 또 한 축산분야의 전문화 및 대규모화로 인한 가축분뇨의 대량 발생 및 부적절 한 처리에 의해 지표수와 지하수 오염 등 환경문제가 발생됨. - 특히 가축분뇨의 경우 퇴‧액비화 등을 통해 자원화가 이루어지는 경우 화 학비료 대체원으로 활용이 가능하나, 농경지에서 작물이 필요로 하는 이 상으로 과다하게 투입되거나 부적절하게 처리되는 경우, 작물의 생육을 저해하거나 환경오염원으로 작용하기 때문에 농경지의 적절한 양분관리 대책 마련이 필요함. ◦ 우리나라의 경우 농경지에 투입되는 전체 비료성분 중 약 절반 정도만이 작 물생산에 활용되고, 나머지는 토양에 축적되거나 하천 등 외부로 배출되어 환경부하에 영향을 미침..

(20) 2 - 양분수지지표 가운데 질소수지의 경우 우리나라가 OECD 국가 중 1990 년대까지 네덜란드에 이어 2위, 2002년부터 2010년까지 1위를 차지하여 질소과잉투입 국가로 나타남. - 농경지의 과다양분 투입이 지속되는 상황에서 화학비료 사용량은 감소 추세이나 가축 사육두수 증가에 따른 가축분뇨를 이용한 양분투입은 지 속적으로 늘어나 양분초과율이 높아짐에 따라 적절한 양분 관리가 필요함. - 과잉 질소투입이 이루어질 경우 지하수와 지표수 등 농업환경을 오염시 키게 되고, 궁극적으로 지속가능한 농업을 저해하는 요인으로 작용함. ◦ 지역단위 양분총량제는 과학적 토대 위에서 지역별 농경지의 양분 투입과 처리를 종합적으로 파악하여 지역의 환경용량 범위에서 수용할 수 있는 총 량 수준으로 관리하기 위한 제도로 과잉 양분관리는 물론 지속가능한 농축 산업 시스템 구축을 위한 유력한 정책프로그램으로 제시되고 있음. - 2004년 농림부와 환경부가 합동으로 ｢가축분뇨의 관리ㆍ이용대책｣을 수 립하여 발표하고, 2005~2006년 준비단계를 거쳐 2007년부터 지역단위 양 분총량제를 시행하기로 함. 가축분뇨에 의한 문제가 지속되는 경우 ‘가축 사육두수 총량제’ 도입을 검토하는 내용도 함께 제시함. - 농림축산식품부는 2014년 1월 지속가능한 축산시스템 구축을 위해 준비 단계-검증단계-실행단계 등 지역단위 양분총량제의 3단계 추진방안을 제 시함. 특히 2017년 시범적용을 목표로 관계부처 합동으로 연구용역을 추 진하고, 축산농가 등 실행주체의 책임성이 중요한 만큼 이해관계자의 동 의과정을 거쳐 단계적 도입방안이 제시됨(농림축산식품부, 2014). - 환경부는 가축분뇨의 효율적 처리와 적정 자원화 방안을 체계적으로 논 의하기 위해 2013년에 관련분야 전문가와 정책담당자로 구성되는 ‘가축 분뇨관리포럼’을 운영하면서, 우리나라 농지의 양분수지 분석과 잉여양분 의 효과적인 관리를 위한 지역단위 양분총량제에 대해 심층적인 논의가 이루어짐..

(21) 3 ◦ 농경지의 잉여양분을 효과적으로 관리하기 위해서는, 지역단위 양분수지 분 석을 기초로 지역단위 양분총량제 도입방안 연구를 통해 적절한 추진방안 모색이 필요함. - 농업활동이 환경에 미치는 영향을 정확하게 평가하기 위해 지역별 물질 수지 상태 진단이 선행되어야 함. 이를 위해 지역단위의 양분수지지표를 산정하는 연구가 필요함. - 지역단위 양분수지 산정 결과를 바탕으로 농경지 양분수지지표에 따른 관리대상 지역의 구분, 관련주체의 역할분담 등 지역단위 양분총량제 도 입방안 등에 관한 체계적이고 심층적인 연구가 필요함.. 2. 연구목적 ◦ 농업활동의 환경에 미치는 영향을 진단하고 평가하기 위해, 지역단위의 양분 수지지표의 도출과 농경지의 환경부하를 분석함. - 농경지의 양분수지 산정 방법 제시 및 양분수지 산정을 위한 관련 통계 D/B를 구축함. - 농업활동이 환경에 미치는 영향을 정확하게 평가하기 위해 지역단위의 양분수지지표를 도출함. - 지역단위 양분수지를 이용한 지역별 농업환경 상태에 대해 분석함. ◦ 과잉 양분을 적절하게 관리하기 위한 효과적인 지역단위 양분총량제 도입 방안을 제시함. - 지역단위 양분수지 산정 결과를 바탕으로 농경지 양분수지지표에 따른 관리대상지역의 구분, 관련주체의 역할분담 등 지역단위 양분총량제 도입 방안 제시 - 과잉 양분을 적절하게 관리하기 위한 개선방안 및 신규과제 발굴.

(22) 4. 3. 선행연구 검토 3.1. 국내 선행연구 검토 ◦ 이연 외 2인(2006)은 농업환경지표 관련 질소수지에 관한 자료를 보완하여 질소수지를 계산함. 통계자료 입수가 가능한 대단위 지역을 도시지역과 일반 농경지가 많은 도 단위로 구분하여 양분수지를 분석함. 또, 국내 군 단위의 양분수지의 분포를 엑셀프로그램을 이용하여 계산함. ◦ 이연(2003)은 전국 농경지에서의 양분투입량과 작물에 의한 탈취량 자료를 수집하여 양분수지를 산출함. 국내의 군 단위에 대하여 비료사용량, 가축 사 육두수, 작물생산량 등을 추출하여 엑셀프로그램으로 질소 양분수지를 계산 함. 이 연구는 대단위 축산이 발달하고 경지면적이 제한된 지역들은 질소수 지가 높다는 결과를 도출함. 또, 5,000ha 이상의 경지를 가진 군의 축분 생산 과 질소수지와의 상관관계 분석을 통해 축산업이 군 단위 질소수지에 영향 을 미친다는 결과를 제시함. ◦ 김창길·김태영·신용광(2005)은 지역단위 양분총량제 세부 시행방안 연구에 서 OECD 양분수지지표 분석 방법론을 기초로 지역단위(도별, 시군별) 양분 수지지표를 산출하여 제시하고, 지역단위 양분총량제 도입 방안을 제시함. ◦ 홍성규‧송재옥(2006)은 수자원 보호구역인 충주지역의 양분종합관리 구축을 위하여 독일의 ‘지역별 농업환경정보시스템’의 질소수지 구성요소와 국내 선행연구의 양분수지 구성요소를 결합하여, 충주지역 농경지의 양분수지를 분석하고 양분 관리방안을 제시함. 충주지역의 2005년 양분수지 분석 결과 돼지 또는 닭의 사육두수가 많은 지역에서 양분 과잉량이 높게 나타남을 보임..

(23) 5 ◦ 박우균·이연·장병춘·권순익(2008)은 농림부 및 환경부로부터 시·군 행정구 역단위의 주요 축종 사육두수와 비료판매량에 근거한 자료를 제공받아, 지역 별 논밭 면적에 필요한 평균 표준시비량과 실제 지역별 양분발생량과의 비 율을 가지고 잉여정도를 추정함. ◦ 김필주·이용복·이연·윤홍배·이경동(2008)은 OECD 양분수지분석법인 Surface balance 법으로 우리나라의 질소와 인산수지를 분석하여, 1985년 이후 지속적으로 증가하여 2006년 현재 OECD 회원국 중에서 가장 높은 수준이 라는 결론을 제시함. 주요 축산 선진국의 질소와 인산수지는 강력한 가축사 육두수 및 농경지 양분사용량 제한 법률 등의 운영으로 지속적으로 감소하 고 있으나, 우리나라는 화학비료 사용량 감소에도 불구하고 가축사육두수 증 가에 의해 상대적으로 높은 수준을 유지한다고 밝힘. ◦ 박재우 외 5인(2012)은 국가 전체의 질소수지의 분석을 위해 보편타당한 정 량적 질소수지 인자 도출과 질소수지 산출 및 질소 관리 방안을 제시함. 이 연구에서는 농축산지역, 도시지역, 임야지역 등 세 지역으로 나누어서 지목 별 질소수지를 산출함. ◦ 남역현·안상우·박재우(2011)와 남역현 외 3인(2012)은 농업 및 축산업에서의 질소수지 경향을 파악하는 것을 목표로 농경지에 총 유입되는 질소량을 고 려한 아산화질소 발생량을 지자체별로 평가함. 2010년 농업과 축산업에서의 유입된 질소량을 각각 728,043 N ton/yr, 420,807 N ton/yr으로 평가함. ◦ 문영훈·안병구·정성수(2012)는 광역친환경농업단지의 경축순환자원 활용실 태를 파악하기 위해 전북 완주군 고산광역친환경농업단지의 토양특성과 축 분 퇴비 소요량 등을 조사하여 분석함. 이 연구는 모든 농경지의 중금속 함량 은 토양오염우려기준을 초과한 경우는 없었으나, 친환경농업단지의 미생물 분포는 일반농경지보다 높았고 호기성균의 경우 친환경농업단지의 밭과 과.

(24) 6 수원토양에서 가장 높았다는 결과를 제시하였음. ◦ 한대호 외(2013)는 가축분뇨 처리와 관련 환경부, 농림축산식품부의 제도와 정책을 살펴보고 문제점을 발굴하여, 선진화된 제도 개선을 위한 방향 정립 및 양분총량제와 가축사육두수 관리제, 가축분뇨인계인수제도 도입 등 새로 운 제도에 대해 다룸. 이 연구에서는 ‘가축분뇨관리 포럼’을 운영하면서 분야 별 이슈에 대한 활발한 논의와 제도 개선방안이 도출됨. ◦ 최지용(2014)은 환경이 수용할 수 있는 수준에서 경종과 축산이 공존하는 새 로운 플랜이 필요하며, 이를 위해 ‘축산업 등록 및 허가제도’와 ‘통합 가축분 뇨 정책 및 관리 체계’를 통한 환경부와 농식품부의 협업체계 구축, 가축두수 제한은 불가피하고 전문 분뇨처리기구도 필요함을 제시함. 양분총량제는 다 양한 기초자료가 필요하고 이해관계자들의 의견을 반영하여 합의가 이루어 져야 하므로, 장기적인 시각에서 추진하는 방안을 제시함. ◦ 전병준 외 7인(2014)은 전남지역 22개 시‧군을 대상으로 수질지표와 양분지 표의 상관관계를 규명하여 수질오염의 공간적 변이 해석을 시도함. 전남 지 역 하천의 총 질소(Total-nitrogen, TN) 농도는 화학비료는 물론이고 가축분 뇨에 의해 영향을 받는 반면, 총 인(Total-Phosphorus, TP) 농도는 화학비료 보다는 부적절한 가축분뇨 처리 및 퇴비 과잉 투입으로 크게 영향을 받는 것 으로 분석됨.. 3.2. 해외 선행연구 검토 ◦ 松本成夫(1998)는 농업생태계의 질소 순환에 초점을 맞추어 농지에서의 양 분수지, 분뇨, 짚 등 잔여물의 처리‧이용, 식료 및 사료의 수입 등에 따른 환 경부하 메커니즘을 종합적으로 분석함..

(25) 7 ◦ Krug and Winstanley(2002)는 미국 미시시피 지역을 대상으로 질소수지를 기초로 한 양분수지분석을 시도하였고, 이러한 분석모형을 기초로 옥수수와 대두의 윤작시스템이 질소수지에 미치는 영향을 계측하였음. ◦ 三島慎一郎・秋山博子・八木一行・神山和則(2008)은 축분퇴비에 포함된 비료성분의 평균적 경향과 퇴비화에 따른 질소손실률을 추정하였고, 일본에 서 가축분뇨퇴비로서 이용가능한 질소 자원량에 대한 추계를 시도함. ◦ 三島慎一郎・神山和則(2010)는 1085~2005년까지 5개년 간의 통계자료를 수 집하여 최근 일본 도도부현에서의 질소와 인산의 양분 흐름과 잉여 질소 및 잉여인산의 산출방법 및 데이터베이스 운용 사례를 제시함. ◦ Bassanino, et al. (2011)은 이탈리아 농경지의 양분수지지표를 산출하여 질소 잉여정도를 파악하여 지역별 환경부하 진단 및 농업분야 지속가능성을 평가 지표로 활용함. ◦ Gaj and Bellaloui(2012)는 OECD에서 개발된 질소와 인산 등 양분수지지표 를 이용하여 미국의 폴란드와 미시시피 지역의 1988~2008년까지 환경부하 를 진단을 기초로 지속가능농업을 위한 양분사용의 효율성에 미치는 요인을 분석함.. 3.3. 선행연구와의 차별성 ◦ 물질수지 분석에 관한 지금까지의 국내외 연구결과를 종합하여 최신 자료를 바탕으로 지역단위 양분실태 분석의 정확도와 신뢰도를 제고시킬 수 있는 사용자 중심의 양분수지 분석모형 제시와 양분수지 관련 데이터베이스 구축.

(26) 8 ◦ 잉여양분의 효과적인 관리를 위해 정책담당자와 전문가 및 농가(경종 및 축 산농가) 등의 의견을 수렴한 실효성 있는 지역단위 양분총량제 도입방안 제시 ◦ 양분총량제가 지속적이고 효과적으로 작동될 수 있도록 중앙정부와 시군별 모니터링 시스템과 지자체의 반응을 수렴하는 피드백 시스템 제시. 4. 연구방법과 범위 4.1. 연구방법 ◦ 국내외 양분총량제 관련문헌 검토 - 환경부, 농림축산식품부, 국립농업과학원, 국립축산과학원 등 유관기관 및 관련분야 학술지의 선행연구 결과물에 대한 검토 - 네덜란드, 독일, 덴마크 등 주요국과 OECD, FAO 등 국제기구의 양분총 량제 관련 문헌 검토 ◦ 지역단위 양분수지 산정을 위한 통계자료 분석 및 계량분석 - 정책자료, 농업센서스자료 및 관련 문헌 등을 통한 통계자료 및 관련자료 수집 - 전국 시·군의 양분수지 실태를 파악하기 위해 농림축산식품부에서 각 시 군 행정기관에 공문을 발송하여, 경지면적, 면적별 재배작목, 가축 사육두 수, 가축분뇨 처리실태, 화학비료 사용량 등에 관한 자료수집 ◦ 지역단위의 농업부문 오염물질 발생량, 배출량, 양분수지 산정 - 가축분뇨의 비료성분 환산 및 경지면적의 작물 양분요구량 산정 - 기초 자료만 입력하면 양분수지지표가 산정될 수 있도록 엑셀 매크로 프 로그램을 활용.

(27) 9 ◦ 국내외 유관기관 현지조사 - 양분총량제 도입방안 관련한 전문가(정책담당자) 대상 심층면담 조사 - 양분총량제 관련 연구 과제를 수행하는 기관을 방문하여 관련분야 자료 수집 - 지역단위 양분관리 시스템이 잘 구축된 해외 선진지역(미국, 캐나다, 네덜 란드‧덴마크‧벨기에 등 EU 지역)에 관한 관련자료 수집 및 분석을 통해 한국형 양분총량제 도입을 위한 벤치마킹 자료로 활용 ◦ 세미나 및 협의회 개최 - 지역단위 양분총량제 연구자문단은 환경부에서 추천한 5명과 농림축산식 품부에서 추천한 5명 등 총 10명으로 구성함<표 1-1> - 지역단위 양분총량제 도입과 관련 정보공유시스템 구축을 위해 전문가협의 회를 개최하고, 실효성 있는 구체적 실행 프로그램 개발을 위해 전문가, 관련 단체, 정책담당자 등으로 연구자문단을 구성하여 의견을 수렴함<그림 1-1>. 표 1-1. 연구자문단 구성 구분. 환경부. 농림축산식품부. 기관. 이름. 국립환경과학원. 김용석. 상주시. 황인수. 서울대. 최지용. 공주대. 김이형. 우송대. 어성욱. 건국대. 이상락. 식량과학원. 이상복. 논산계룡축협. 김완주. 한돈협회. 조진현. 낙농육우협회. 한지태.

(28) 10 그림 1-1. 양분총량제 연구 수행관련 자문단 구성 체계. 4.2. 연구범위 ◦ 지역단위의 범위 설정 - 지역단위는 행정적으로 사업집행이 가능한 시‧군으로 설정하고, 광역자 치단체와 농업의 비중이 적은 시 단위 지역은 제외함. ◦ 농축산부문 생산 활동의 분석대상 - 경종부문 양분수지 분석대상은 농경지(논, 밭, 과수원, 목초지, 화훼재배 지 등)에 재배되는 모든 작목을 대상으로 함 - 축산부문의 양분발생량 산정 시 대상 축종은 소(한우, 육우, 젖소), 돼지, 닭, 오리 등 4개 축종으로 한정함..