Article

Korean Journal of Soil Science and Fertilizer. 30 November 2021. 391-400
https://doi.org/10.7745/KJSSF.2021.54.4.391

ABSTRACT


MAIN

  • Introduction

  • Materials and Methods

  • Results and Discussion

  •   농경지 면적 변화

  •   농경지 토양유기물 변화

  •   지역별 농경지 토양유기물저장량 변화

  •   농경지 총 토양유기물저장량 변화

  • Conclusions

Introduction

2019년 기준 우리나라의 토지 면적의 약 15.7% 가 농경지 면적 (1,581천 ha)에 속하고 있다 (KOSIS, 2020). 특히, 논과 밭은 각각 830천 ha, 519천 ha를 차지하고 있으며, 식량 공급 및 안보 유지를 위해 매우 중요하다 (KOSIS, 2020). 하지만, 계속된 도시화로 인해 농경지 면적은 2010년에 대비 2015년에 약 2.1%, 2020년에 약 8.8% 감소했으며, 이는 농경지 면적 감소로 인한 식량 공급을 해결하기 위해 비료 공급량이 증대하는 문제를 초래하고 있다 (Chung and Lee, 2008; Statistics Korea, 2020). 이에 따라, 장기간 시기별 토양 특성 변동조사는 향후 토양 관리 정책 수립을 위하여 중요한 지표가 된다.

특히, 토양유기물은 토양 내 입단 형성 및 표층 보호, 식물체 양분 공급 등의 매우 중요한 역할을 하며, 토양유기물은 토양의 질 (quality)을 간접적으로 평가하는 중요한 지표이다 (Reeves, 1997; Potter et al., 1998; Delgado and Follett, 2002; Rudrappa et al., 2006; Li et al., 2010). 최근 지구온난화가 가속화되는 시대에 토양 탄소의 주요 보고로 토양유기물 함량의 증대는 대기 중 이산화탄소 (CO2)를 토양유기탄소 풀 (SOC pool)에 안정된 상태의 격리한다는 점에서 지구 탄소수지에 상당한 영향을 가지고 있다 (VandenBygaart and Kay, 2004; Kim and Lee, 2005).

우리나라의 전체 농경지 면적의 약 52.7%를 차지하고 있는 논 토양은 담수상태인 혐기적 조건에서 벼를 재배하고 있다. 이러한 담수상태에서는 토양표면의 물리적인 방어와 호기성 미생물들의 활성 저하로 인해 토양유기물의 분해가 느리게 진행된다 (Kanwar, 2003; Lim et al., 2017). 반면에, 전 농경지 면적의 약 32.8%를 차지하고 있는 밭 토양의 경우 토양표면이 대기 중에 노출되어 있을 뿐 아니라 호기성 미생물들의 활성 증대로 인한 토양유기물의 분해가 가속화된다 (Ahn et al., 1992; Liu et al., 2019; Chen et al., 2021).

하지만, 총 토양유기물저장량은 총 재배면적에 단위 면적당 유기물 함량 변화로 추정된다. 즉, 농경지의 토양유기물저장량은 총 경지 면적의 변화에 의해 크게 좌우된다. 이에 본 연구는 2013년부터 2020년까지 8년간 전국 총 17개 지역의 농경지 면적 변화와 토양유기물 함량 변화를 논과 밭으로 구분하여 조사하였으며, 농경지 내 토양유기물저장량 변화와 향후 토양 관리 방안을 모색하기 위해 수행하였다.

Materials and Methods

우리나라 연도 간 토양유기물 변동을 조사하기 위하여 2013년도부터 2020년까지 전국 17개도에서 8년간 토양검정조사 자료를 시행하였다. 연평균 논 토양은 330,631점, 밭 토양은 156,172점의 토양시료를 조사하였다 (Supplementary Table 1). 토양 시료는 토양표면에 쌓인 식물체 잔재 및 이물질을 제거한 후 토양 채취기 (auger)를 이용하여 토양의 표토 (0 - 15 cm)를 채취하였다. 채취된 토양은 서늘한 그늘 조건에서 자연 풍건 후 2 mm 이하의 토양을 분석용 시료로 사용하였다.

토양유기물 함량 측정은 국립농업과학원 토양화학분석법 (NIAS, 2010)에 의거 Tyurin법을 이용하였다. 먼저, 200 mesh 통과시료 0.2 g을 250 mL 삼각플라스크에 평량 후 0.4 N 중크롬산칼리 황산 혼합용액을 10 mL 가하여 200°C 전열판에 가열하였다. 온도가 올라감에 따라 삼각플라스크 바닥에 기포가 발생하기 시작할 때부터 정확히 5분간 끓인 후 증류수 약 150 mL를 가했다. 마지막으로 85% H3PO4 용액 5 mL와 지시약 (0.02M Orthophenanthroline)을 넣고 0.2 N 황산제1철암모니움 용액으로 적정하였다. 토양탄소함량 (g kg-1)은 다음 Eqs. 1, 2에 따라 환산해 주었다.

(Eq. 1)
(gkg-1)=(B-T)×f×0.2×12/4000×100/W×10

여기서, B는 Blank 적정치, T는 시료 적정치, f는 적정액의 농도보정계수, 0.2는 탄소의 원자량, 4000은 탄소의 규정농도, W는 토양의 무게를 의미한다.

(Eq. 2)
양유기물(gkg-1)=SC×1.724

여기서, SC는 토양탄소함량 (g kg-1), 1.724는 토양에 있는 유기물 중에 탄소 (%)가 차지하는 비율을 의미한다.

단위 면적당 저장된 토양유기물 함량은 Eq. 3 같은 방법을 이용하여 계산하여 주었다.

(Eq. 3)
양유기물저장량(Mgha-1)=SOM×BD×D÷10

여기서, SOM은 토양유기물함량 (g kg-1), BD는 토양의 가밀도 (1.25 g cm-3), D는 토양 샘플링 깊이 (15 cm)이다.

우리나라 농경지 면적 변화를 조사하기 위하여 농림축산식품부에서 간행한 농림축산식품통계연보 (MAFRA, 2015, 2018, 2020)의 통계자료를 인용하였으며, 각 도별 토양유기물저장량 양상 변화를 조사하기 위하여 연도별 단위면적당 토양유기물함량을 농경지 면적으로 환산하여 주었다.

연차간 단위 면적당 토양유기물 함량, 총 토양유기물저장량 변화에 대한 차이의 통계적 유의성을 분석하기 위하여 SAS package (SAS 6.4 TS Level 1M4 X64_10PRO platform, SAS Institute, USA)를 이용하였다. 토양유기물함량, 지역별 토양유기물저장량, 총 토양유기물저장량 변화 그래프는 Sigmaplot (v.10.0 for Windows, Sigmaplot, USA)을 이용하여 평균 ± 표준오차로 나타내 주었다.

Results and Discussion

농경지 면적 변화

2013년부터 2020년까지 우리나라 논과 밭의 면적 변화는 Table 1과 같다. 농경지 총면적은 2013년 1,472천 ha에서 2020년까지 계속하여 약 9.1% 감소를 나타내고 있다. 특히, 논의 면적은 2013년부터 급격하게 감소하고 있는 반면에, 밭의 경우 논의 밭 전환 이용, 과수 및 시설작물 확대 등의 이유로 인해 면적의 변화가 크게 나타나지 않는다 (Statistics Korea, 2020). 논 경작 대부분은 전라도, 경상도, 충청도 순서이며 세 지역의 논 면적은 우리나라 총 논 면적의 약 81.2%를 차지하고 있다. 밭의 경우 논과 마찬가지로 경상도, 전라도, 충청도 세 지역에서 우리나라 밭 면적의 약 66.4%가 경작되고 있다. 우리나라 대부분 지역은 논의 면적이 밭의 면적보다 넓지만, 강원도, 대전광역시, 서울특별시, 제주특별자치도, 충청북도의 경우 밭 작물이 논 작물에 비해 많이 재배되는 경향을 나타낸다. 이는 지역적 특성에 맞춰 논을 경작하기에 불리한 조건을 가지고 있거나, 계속된 도시화, 경지의 건물 건축 및 유휴지 이용 등의 이유로 농경지의 면적이 감소 추이에 있기 때문이다 (Lee et al., 2012; Yang et al., 2020; Yoon et al., 2020). 가장 많은 논 면적을 차지하는 전라남도의 경우 2013년에 비해 2020년에 논 면적은 23,506 ha 감소했지만, 밭 면적의 경우 4,100 ha 증가하였는데, 우리나라의 경우 급격한 쌀 소비량 감소로 인한 논을 밭으로 전환하는 경우가 늘었기 때문이다 (Kim et al., 2018a; Statistics Korea, 2020). 전라북도의 경우 2013년에 비해 2020년에 약 10%의 밭 경작 면적이 증가하는 경향을 나타내고 있으며, 특히 특용작물 중 들깨의 재배면적 증가가 밭 경작지 면적 증가에 크게 영향을 미치고 있다 (KOSIS, 2020). 또한, 전라도의 새만금 간척사업을 통한 경지 면적의 증가로 밭 토양의 이용성이 크게 증대되었다.

Table 1.

Characteristics of field area (ha) under paddy and upland in 17 provinces (2013 - 2020).

Province 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Paddy Upland Paddy Upland Paddy Upland Paddy Upland Paddy Upland Paddy Upland Paddy Upland Paddy Upland
Gan
gwe
on
41,701 62,871 39,972 62,713 38,979 61,595 37,763 59,329 35,682 60,009 34,170 59,947 33,685 59,435 32,917 58,873
Gye
on
ggi
98,873 55,918 96,696 55,103 95,680 56,930 93,216 55,076 88,733 55,990 86,243 55,684 84,125 55,307 82,790 53,299
Gye
ong
nam
98,010 25,883 93,770 27,030 89,803 29,279 88,753 29,624 84,780 30,384 81,991 30,486 81,288 31,804 80,952 31,735
Gye
ong
buk
140,500 72,968 135,796 75,994 126,818 82,136 125,846 75,386 121,350 78,328 118,813 79,003 118,503 78,802 117,936 77,030
Gwa
ng
ju
6,958 1,283 6,764 1,673 6,615 1,550 6,167 2,095 5,931 1,787 5,792 1,931 5,758 1,796 5,724 2,102
Dae
gu
4,499 1,797 4,455 1,580 3,865 2,199 4,025 1,940 3,994 1,754 3,535 1,860 3,513 1,792 3,512 1,914
Dae
jeon
1,837 1,866 1,629 1,851 1,606 1,814 1,544 1,634 1,458 1,500 1,400 1,477 1,358 1,520 1,286 1,448
Bu
san
3,859 1,030 3,778 909 3,490 817 3,348 1,235 3,243 1,325 3,091 1,185 2,951 1,176 2,812 1,252
Seo
ul
186 250 179 69 176 97 176 169 167 158 159 103 150 112 145 111
Se
jong
5,508 4,808 4,968 3,476 4,785 3,475 4,616 2,196 4,513 2,059 4,387 2,122 4,250 2,220 4,241 2,229
Ul
san
6,887 2,869 6,508 3,227 6,125 3,272 5,926 3,480 5,636 3,327 5,485 3,052 5,281 3,244 5,238 3,203
In
che
on
13,586 5,152 13,589 5,309 13,445 5,401 12,720 5,791 12,223 5,865 11,547 5,828 11,327 5,760 11,226 5,809
Jeon
nam
191,893 90,675 187,910 92,516 185,190 93,914 183,530 88,868 177,753 91,397 173,986 92,376 169,090 94,942 168,387 94,775
Jeon
buk
141,873 48,074 137,883 50,659 134,380 52,921 132,854 50,431 130,322 51,445 128,333 51,969 124,408 53,439 123,638 53,388
Jeju 32 39,729 19 39,802 18 39,789 17 39,160 17 38,147 17 36,568 17 36,706 17 36,264
Chu
ng
nam
159,612 43,704 154,535 40,542 152,677 42,990 151,431 43,855 148,558 46,466 146,703 46,483 145,785 46,574 145,103 46,071
Chu
ng
buk
48,062 48,894 45,164 48,119 44,541 48,046 43,807 45,300 40,506 46,352 38,613 43,642 38,290 43,987 37,970 43,595
Total 963,876 507,771 933,615 510,572 908,194 526,225 895,739 505,569 864,865 516,293 844,265 513,716 829,778 518,616 823,895 513,098

농경지 토양유기물 변화

2013년도부터 2020년까지 제주도 제외한 우리나라 16개 도 지역별 연차 간 토양유기물 함량은 논 22.6 - 23.8 g kg-1과 밭 23.2 - 24.8 g kg-1의 범위를 나타낸다 (Fig. 1). 제주도 토양유기물 함량은 71.7 - 138.0 g kg-1의 범위를 나타내며, 2020년도 검정시료는 통계적으로 매우 낮은 신뢰도를 나타내고 있기 때문에 2020년 제주도 토양의 유기물 함량을 대표할 수 없다고 판단되었다. 따라서, 2020년 제주도 논 토양유기물 함량은 2013년부터 2019년까지의 제주도 토양의 유기물 함량의 평균으로 대체하여 주었다. 제주도 토양은 다른 지역에 비해 약 3 - 5배 이상의 토양유기물 함량을 가지고 있으며, 이는 제주도 토양 대부분이 화산회토로 일반 토양에 비해 높은 유기물 함량과 양이온교환용량을 보유하고 있기 때문이다 (Song, 1997; Song et al., 2010; NAAS, 2014).

우리나라 평균 토양유기물 함량은 논 토양 25.5 - 29.8 g kg-1, 밭 토양 27.3 - 29.2 g kg-1의 범위를 나타내며, 우리나라 적정 토양유기물 함량의 기준에 매우 적합하다 (Fig. 1). 논 토양은 일반적으로 물을 담수하는 혐기적인 조건으로 토양유기물 분해에 유리한 호기적 미생물들의 활성 저하로 인해 연차별 증가하는 경향을 나타낸다. 반면에, 밭 토양은 논 토양에 비해 유기물의 분해가 더 가속화되지만, 우리나라의 경우 계속된 유기물 (퇴비, 유박 등)의 투입으로 인해 2013년 기준 2016년 4.2%, 2020년 6.5%까지 유기물 함량이 증가하였다 (Kang, 2017; Heo, 2021). 특히, 논 토양유기물 저장은 유기물 분해의 잔사 및 뿌리 탄소에 의해 주로 이뤄지며, 밭에서는 상대적으로 산소의 공급이 원활하여 유기물 분해에 더 유리한 조건을 가지고 있을 뿐 아니라 유기물의 미생물 분해 대사 산물이 안정화되는 특징이 있다 (Xie et al., 2021; Liu et al., 2019). 제주를 제외한 논 토양유기물 함량의 평균은 23.1 g kg-1으로 부산광역시 32.6 g kg-1으로 가장 높고, 이 후 경상남도 (26.9 g kg-1), 대구광역시 (26.8 g kg-1), 울산광역시 (26.1 g kg-1), 전라도 (24.2 g kg-1) 순이다. 서울특별시의 경우 13.7 g kg-1으로 평균 유기물 함량의 약 51.0% 낮게 나타난다 (Table 2).

밭 토양의 경우 평균 유기물 함량은 28.5 g kg-1이며, 부산광역시 (28.5 g kg-1), 경상남도 (27.1 g kg-1), 울산광역시 (26.9 g kg-1), 서울특별시 (26.8 g kg-1), 강원도 (25.2 g kg-1), 전라남도 (25.1 g kg-1), 전라북도 (24.6 g kg-1) 순이다. 특히 경기 지역은 20.0 g kg-1로 가장 낮은 유기물 함량을 나타내며, 전국 평균 유기물 함량인 29.7% 보다 낮게 나타났다 (Table 3).

/media/sites/ksssf/2021-054-04/N0230540402/images/ksssf_54_04_02_F1.jpg
Fig. 1.

Changes in average of soil organic matter contents (g kg-1) under paddy and upland in South Korea (2013 - 2020) (mean ± SE).

Table 2.

Characteristics of soil organic matter contents (g kg-1) under paddy in 17 provinces.

Province 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Gangweon 22.4 ± 0.080 21.1 ± 0.096 21.8 ± 0.076 23.5 ± 0.084 23.0 ± 0.093 22.6 ± 0.086 22.2 ± 0.081 22.4 ± 0.097
Gyeonggi 22.0 ± 0.048 23.5 ± 0.056 22.0 ± 0.048 19.5 ± 0.060 20.7 ± 0.053 20.4 ± 0.055 20.8 ± 0.058 21.8 ± 0.063
Gyeongnam 29.5 ± 0.155 27.3 ± 0.069 27.3 ± 0.056 25.1 ± 0.057 26.5 ± 0.058 28.0 ± 0.086 26.0 ± 0.060 25.5 ± 0.051
Gyeongbuk 21.2 ± 0.067 21.8 ± 0.051 20.2 ± 0.053 21.0 ± 0.062 21.5 ± 0.061 21.2 ± 0.066 21.5 ± 0.069 21.0 ± 0.061
Gwangju 22.2 ± 0.113 21.5 ± 0.112 22.2 ± 0.115 21.9 ± 0.166 23.3 ± 0.168 23.5 ± 0.157 23.9 ± 0.164 23.1 ± 0.177
Daegu 29.3 ± 0.510 25.3 ± 0.452 28.4 ± 0.480 26.2 ± 0.459 28.2 ± 0.600 23.5 ± 0.377 28.1 ± 0.413 25.4 ± 0.342
Daejeon 25.7 ± 0.558 24.6 ± 0.428 21.4 ± 0.413 20.0 ± 0.519 22.8 ± 0.483 24.0 ± 0.693 19.1 ± 0.329 25.2 ± 0.463
Busan 40.9 ± 0.512 27.9 ± 0.304 29.5 ± 0.427 32.5 ± 0.559 35.6 ± 0.887 33.3 ± 0.850 30.3 ± 0.702 31.2 ± 0.598
Seoul 12.8 ± 1.778 9.1 ± 0.966 12.2 ± 1.283 12.5 ± 1.400 15.0 ± 0.845 12.0 ± 0.607 20.7 ± 1.810 15.4 ± 0.551
Sejong 20.5 ± 0.193 20.5 ± 0.192 19.7 ± 0.198 22.5 ± 0.225 19.9 ± 0.215 21.3 ± 0.171 21.3 ± 0.189 22.0 ± 0.246
Ulsan 24.0 ± 0.238 28.4 ± 0.333 27.2 ± 0.309 24.2 ± 0.444 25.8 ± 0.342 25.4 ± 0.365 29.6 ± 0.457 24.3 ± 0.354
Incheon 21.6 ± 0.133 23.7 ± 0.122 21.4 ± 0.139 20.1 ± 0.172 20.6 ± 0.145 20.2 ± 0.157 21.9 ± 0.157 21.6 ± 0.166
Jeonnam 24.4 ± 0.026 24.3 ± 0.037 25.0 ± 0.027 24.6 ± 0.028 24.5 ± 0.025 24.7 ± 0.025 25.1 ± 0.029 25.3 ± 0.023
Jeonbuk 23.9 ± 0.045 21.8 ± 0.042 24.7 ± 0.049 24.3 ± 0.108 22.6 ± 0.052 23.0 ± 0.053 24.1 ± 0.059 24.4 ± 0.056
Jeju 93.3 ± 22.541 71.7 ± 5.593 92.0 ± 4.010 102.2 ± 9.262 127.4 ± 8.043 138.0 ± 14.280 113.4 ± 5.717 105.4 ± 7.930
Chungnam 20.9 ± 0.036 21.8 ± 0.043 21.7 ± 0.044 22.6 ± 0.047 22.1 ± 0.048 22.0 ± 0.049 21.9 ± 0.048 22.6 ± 0.061
Chungbuk 19.2 ± 0.072 19.6 ± 0.075 19.6 ± 0.071 21.1 ± 0.069 19.0 ± 0.055 22.9 ± 0.070 23.1 ± 0.078 22.3 ± 0.086
Average 27.9 ± 1.594 25.5 ± 0.528 26.8 ± 0.459 27.3 ± 0.807 29.3 ± 0.716 29.8 ± 1.068 29.0 ± 0.613 28.2 ± 0.666
Maximum 93.3 ± 22.541 71.7 ± 5.593 92.0 ± 4.010 102.2 ± 9.262 127.4 ± 8.043 138.0 ± 14.280 113.4 ± 5.717 105.4 ± 7.930
Minimum 12.8 ± 1.778 9.1 ± 0.966 12.2 ± 1.283 12.5 ± 1.400 15.0 ± 0.845 12.0 ± 0.607 20.7 ± 1.810 15.4 ± 0.551
Table 3.

Characteristics of soil organic matter contents (g kg-1) under upland in 17 provinces.

Province 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Gang weon 22.7 ± 0.100 23.3 ± 0.115 24.3 ± 0.097 25.9 ± 0.112 25.7 ± 0.123 25.6 ± 0.127 27.0 ± 0.136 26.8 ± 0.143
Gyeong gi 20.1 ± 0.140 21.7 ± 0.130 19.6 ± 0.093 19.3 ± 0.106 19.4 ± 0.105 19.4 ± 0.106 20.1 ± 0.118 20.6 ± 0.108
Gyeong nam 28.7 ± 0.347 23.7 ± 0.116 29.5 ± 0.117 26.7 ± 0.112 28.0 ± 0.112 28.5 ± 0.126 26.3 ± 0.105 25.5 ± 0.096
Gyeong buk 24.2 ± 0.115 23.4 ± 0.096 21.7 ± 0.094 23.8 ± 0.118 22.3 ± 0.112 23.0 ± 0.112 23.3 ± 0.130 22.1 ± 0.093
Gwang ju 21.1 ± 0.382 19.0 ± 0.959 20.8 ± 0.638 20.3 ± 0.725 22.3 ± 0.486 22.0 ± 0.663 23.3 ± 0.832 24.2 ± 0.566
Daegu 23.9 ± 0.394 23.6 ± 0.321 25.7 ± 0.444 25.1 ± 0.413 24.2 ± 0.496 20.2 ± 0.416 24.1 ± 0.472 21.9 ± 0.370
Dae jeon 22.4 ± 0.699 21.1 ± 0.994 19.3 ± 0.627 20.2 ± 0.443 21.2 ± 0.525 22.3 ± 0.450 21.9 ± 0.468 24.9 ± 0.610
Busan 25.8 ± 0.471 24.0 ± 0.503 28.2 ± 0.567 28.3 ± 0.563 34.8 ± 0.586 30.6 ± 0.811 27.5 ± 0.573 29.2 ± 0.828
Seoul 26.4 ± 0.786 28.5 ± 0.501 25.2 ± 0.445 23.9 ± 0.445 24.9 ± 0.650 26.7 ± 1.161 35.4 ± 1.995 24.1 ± 0.445
Sejong 18.4 ± 0.428 21.6 ± 0.374 21.8 ± 0.673 33.0 ± 3.950 21.6 ± 0.546 23.4 ± 0.537 23.3 ± 0.599 24.3 ± 0.651
Ulsan 25.4 ± 0.596 27.1 ± 0.769 23.9 ± 0.823 24.0 ± 0.964 34.5 ± 0.960 30.3 ± 1.004 25.3 ± 0.687 25.1 ± 0.455
Incheon 20.7 ± 0.543 21.8 ± 0.388 19.4 ± 0.408 21.1 ± 0.319 20.8 ± 0.343 20.0 ± 0.478 21.5 ± 0.517 18.8 ± 0.250
Jeon nam 25.5 ± 0.110 24.3 ± 0.057 24.9 ± 0.096 24.0 ± 0.087 24.5 ± 0.085 25.6 ± 0.078 26.5 ± 0.086 25.8 ± 0.067
Jeon buk 23.1 ± 0.121 24.8 ± 0.153 26.1 ± 0.147 26.4 ± 0.242 24.2 ± 0.204 24.6 ± 0.162 24.6 ± 0.175 23.1 ± 0.123
Jeju 90.8 ± 0.586 101.5 ± 0.631 96.5 ± 0.668 96.0 ± 0.727 100.3 ± 0.781 104.8 ± 0.846 99.1 ± 1.084 113.5 ± 0.968
Chung nam 24.1 ± 0.100 23.2 ± 0.092 23.0 ± 0.095 23.2 ± 0.109 23.9 ± 0.127 23.7 ± 0.141 23.2 ± 0.156 24.2 ± 0.157
Chung buk 20.7 ± 0.139 21.4 ± 0.124 18.5 ± 0.089 22.5 ± 0.152 22.4 ± 0.141 22.9 ± 0.143 23.1 ± 0.139 22.9 ± 0.124
Avera ge 27.3 ± 0.356 27.9 ± 0.372 27.6 ± 0.360 28.5 ± 0.564 29.1 ± 0.376 29.0 ± 0.139 29.2 ± 0.487 29.2 ± 0.356
Maxi mum 90.8 ± 0.586 101.5 ± 0.631 96.5 ± 0.668 96.0 ± 0.727 100.3 ± 0.781 104.8 ± 0.846 99.1 ± 1.084 113.5 ± 0.968
Mini mum 18.4 ± 0.428 19.0 ± 0.959 18.5 ± 0.089 19.3 ± 0.106 19.4 ± 0.105 19.4 ± 0.106 20.1 ± 0.118 18.8 ± 0.250

지역별 농경지 토양유기물저장량 변화

2013년도부터 2020년까지 지역별 논 토양유기물저장량 변화는 Fig. 2와 같다. 우리나라 논 토양 평균 토양유기물저장량은 43.3 - 45.1 Mg ha-1이며, 가장 많은 토양유기물 저장하고 있는 지역은 전라남도로 약 8.3 Tg로 우리나라 토양유기물저장량의 21.8%를 차지하고 있다 (Supplementary Table 2). 가장 적은 토양유기물 저장하는 지역은 제주도로 약 0.003 Tg를 저장하고 있으며, 제주도의 경우 높은 토양유기물 함량을 보유하고 있는 반면에 논 경작 면적이 작아 매우 낮은 토양유기물저장량을 나타내고 있다 (KOSIS, 2020). 우리나라 논 토양유기물저장량의 약 80% 이상이 경상도, 전라도, 충청도에 저장되어 있다. 하지만, 1990년 이후 계속된 도시와 농업 인구 감소 등의 이유로 인한 농경지 면적의 감소는 계속된 토양유기물저장량 감소에 큰 영향을 미치고 있다 (Bren d’Amour et al., 2017; Park and Tak, 2013).

우리나라 밭 토양 평균 토양유기물저장량은 41.0 - 42.9 Mg ha-1이다 (Fig. 3). 논 토양과 상반되게 제주도 토양의 경우 36,264 - 39,802 ha의 밭 작물을 재배하고 있으며 제주도 토양의 약 25.4% 토양유기물이 밭 토양에 저장되어 있다. 제주도를 제외한 가장 많은 토양유기물 저장 지역은 경상도로 약 4.8 Tg의 토양유기물을 저장하고 있으며, 총 토양유기물저장량의 17.1%를 차지하고 있다. 경상도 밭 토양의 대부분이 콩, 고추, 참깨 작물이 재배되고 있으며, 토양유기물저장량의 약 42.9%를 차지하고 있다. 특히, 2012년 가축분뇨 해양투기 금지 정책으로 인한 가축분퇴비의 농업 사용량 증가는 밭 농경지 면적의 감소에도 불구하고 토양유기물저장량이 감소하지 않은 원인이라 할 수 있다 (Kim et al., 2018b; Lee et al., 2020).

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Fig. 2.

Changes in soil organic matter accumulation (Tg) under paddy in 17 provinces (2013 -2020).

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Fig. 3.

Changes in soil organic matter accumulation (Tg) under upland in 17 provinces (2013 - 2020).

농경지 총 토양유기물저장량 변화

2013년도부터 2020년까지 농경지 총 토양유기물저장량 변화는 Fig. 4와 같다. 농경지 내 가축분퇴비 시용의 증가에도 불구하고 농경지의 면적 감소는 우리나라 총 토양유기물저장량을 2013년 약 69.2 Tg에서 2020년 약 65.3 Tg까지 감소시켰다 (Supplementary Table 2) (Kang, 2017). 특히, 밭 토양의 총 토양유기물의 경우 8년간 27.3 - 29.1 Tg로 큰 변화를 나타내고 있지 않지만, 논 토양의 경우 2013년 41.9 Tg에 대비 2020년 약 13.7%인 36.2 Tg까지의 감소가 우리나라 토양유기물저장량의 감소를 가져왔다. 8년간 총 토양유기물의 감소 추세로 보면 현재 수준의 토양유기물 관리는 50년 후인 2070년 우리나라 토양유기물은 총 33.2 Tg가 저장될 것으로 예측된다. 향후, 고도화된 기술을 통한 토양유기물저장량 예측방법 (digital soil mapping, denitrification-decomposition model, Roth C 등)을 이용할 때 본 결과를 고려해야 된다고 생각된다 (Singh and Benbi, 2020; Lembaid et al., 2021; Park et al., 2021).

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Fig. 4.

Changes in soil organic matter accumulation (Tg) under paddy and upland in South Korea (2013 - 2020) (mean ± SE).

Conclusions

우리나라 농경지 내 토양유기물저장량 변동 조사를 위해 2013년도부터 2020년까지 8년간 17개도 매년 평균 49만개의 토양유기물 함량과 농경지 면적 변화를 조사 분석하였다. 2013년부터 농경지 총 면적은 계속하여 감소하는 반면, 논 토양유기물 함량은 27.9 g kg-1에서 2020년 28.2 g kg-1까지 약 1.1% 증가하였다. 밭 토양의 경우 유기물 함량은 27.3 g kg-1에서 2020년 29.2 g kg-1까지 약 7.0% 증가하였지만, 논 토양에 비해 적은 경지 면적으로 인한 우리나라 토양유기물저장량에는 큰 영향을 미치지 않았다. 우리나라 농경지 토양유기물저장량 변화는 2013년부터 2020년까지 계속 감소되었으며, 현재 수준의 토양유기물의 관리는 50년 후인 2070년에 농경지 내 토양유기물저장량을 지금 수준의 약 48%까지 감축될 것으로 예측된다. 결론적으로, 향후 우리나라 토양유기물저장량 관리를 위해서는 추가적인 유기물 투입 및 농경지의 확대 관리가 필요할 것으로 판단된다.

Supplementary Material

Acknowledgements

This study was conducted by support of National Institute of Agricultural Sciences (NAS) research and development project (project number: PJ01414102).

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