Introduction
Materials and Methods
조사대상
조사방법
통계분석
Results and Discussion
비료 투입 현황
식량작물 종류 및 시기에 따른 비료사용실태 평가
Conclusions
Introduction
비료에는 질소, 인 그리고 칼륨과 같은 양분이 함유되어 있으며, 비료는 작물 생산에 필수적이고 양분 공급을 위해 사용되어지고 있다 (RDA, 2017). 우리나라의 비료사용은 1980년대 이전 생산량 증대를 위해 다비다수 농법에 의존하였다 (Kim et al., 2020). 과다한 비료사용은 토양질을 퇴화시키고 토양 내 양분의 불균형을 일으켜 지속적인 작물 생산에 부정적인 영향을 미친다고 알려져 있다 (Nguyen et al., 1995; Kim et al., 2018; Lee et al., 2024). 지속가능한 농업을 위해 농촌진흥청에서는 1990년대 이후 농경지의 토양검정결과를 통해 비료사용처방서가 발급되는 비료사용처방 프로그램을 개발하여 시 ‧ 군 농업기술센터에 보급하고 이를 통해 농경지에서 비료의 적정사용을 추천하고 있다 (Hong et al., 2009; Kong et al., 2018). 하지만 일부 농가에서 토양검정에 의해 산출된 추천량이나 작물 추천 시비량보다 경험에 의해 시비하여 과다하게 양분이 시비되는 경우가 있다 (Kim et al., 2018). 이러한 문제를 해결하기 위해 직 ‧ 간접적인 방법으로 실제 농경지에 사용되는 비료의 사용량과 종류에 대한 조사를 통해 농경지에 투입되는 비료의 양을 파악하는 것이 필요하며 (RDA, 2017; Kim et al., 2020) 조사방법으로는 비료사용실태조사가 있다.
비료사용실태조사는 농경지에서 사용되고 있는 비료의 종류 및 사용량에 대한 정보를 면접 청쥐조사 등의 방법으로 조사하고 이를 통해 농업환경의 변동과 작물의 생산을 평가하는데 목적을 두고 있다 (Kim et al., 2023). 비료사용실태조사의 조사 방법은 4년 1주기로 하여 노지채소, 과수, 식량작물, 시설작물을 연차별로 순차적으로 조사하며, 각 도별로 비료사용량, 비료종류, 성분량 등을 조사하여 국내 농경지의 양분 관리 방안 제시를 위한 기초자료로 활용되어지고 있다 (Kim et al., 2018; Kim et al., 2023).
이에 본 연구는 식량 작물 재배시 사용되는 비료의 사용방법, 종류 및 사용량에 대해 4년 주기로 조사하고 2019년과 2023년 4년 동안의 비료사용실태에 대한 평가를 통해 식량작물 재배시 사용되는 비료사용실태의 변화에 대해 평가하고자 하였다.
Materials and Methods
조사대상
본 연구에서 수행된 식량 작물 비료사용실태조사는 2019년과 2023년에 실시하였다. 조사점수는 각 도의 대표작물 생산현황에 따라 조사작물 수를 조정하되 재배면적을 고려하여 각 작물별 20 농가 이상, 도별 합계 100 농가 이상 조사하였으며 조사농가는 작물별 50 농가 이상이 되도록 도별 1 - 5 작물을 선정하였다. 경기 3작물 (벼, 콩, 고구마), 강원 3작물 (벼, 감자, 옥수수), 충북 3작물 (벼, 옥수수, 고구마), 충남 3작물 (벼, 감자, 콩), 전북 3작물 (벼, 보리, 고구마), 전남 3작물 (벼, 보리, 고구마), 경북 3작물 (벼, 콩, 감자), 경남 3작물 (벼, 보리, 콩), 제주 3작물 (보리, 콩, 감자)로, 2019년에는 총 914 농가, 2019년에는 총 825 농가를 선정하였다. 2019년도 식량작물별 농가 수는 벼 326 농가, 보리 130 농가, 콩 153 농가, 감자 125 농가, 고구마 120 농가, 옥수수 60 농가였으며, 2023년도는 벼 323 농가, 보리 130 농가, 콩 151 농가, 감자 121 농가, 고구마 120 농가, 옥수수 60 농가이었다.
조사방법
조사방법은 각 도에 위치한 농업기술원에서 선정된 농가에 직접 방문하여 면접 청취 조사를 원칙으로 조사하였다. 조사내용으로는 식량작물별 사용하는 비료 종류 (무기질비료, 유기질비료, 퇴비), 사용량 및 비료의 성분함량에 대해 조사하였다. 비료는 각 도원에서 면접 청취 조사 할 때 농가에서 사용하고 있는 비료를 채취하였으며, 투입되는 양분 함량 (N, P2O5, K2O)은 사용한 무기질비료, 유기질비료, 퇴비를 분석하여 도출하였다. 질소는 원소분석기 (Vario Max, Elementar, German)로, 인산과 칼리는 HNO3 10 mL를 첨가하여 마이크로파분해법을 통해 분해한 후 각각 자외-가시선분광광도계 (UV, Shimadzu, Japan) 및 유도결합 플라즈마 발광광도계 (ICP-OES, GBC, Malaysia)로 분석하였다. 각 비료의 양분에 대한 사용량은 농가에서 사용한 비료량과 분석을 통해 도출된 양분함량을 이용하여 산출하였다. 초과사용량은 추천사용량과 농가에서 실제 사용되는 비료량을 통해 산출하였으며, 추천사용량은 토양 검정으로 도출된 값들에 대한 평균이며 농가에서 실제 사용되는 비료량은 퇴비를 제외한 무기질비료와 유기질비료의 합이다.
통계분석
통계분석은 SPSS statistics 27을 사용하여 ANOVA 분석을 실시하였으며 DMRT (Duncan’s Multiple Range Test)로 선정된 작물별 평균차이에 대한 사후검정을 유의수준 5%에서 실시하였다.
Results and Discussion
비료 투입 현황
Fig. 1은 2019년과 2023년의 현재 시비되고 있는 총 투입량을 나타낸 것이다. 총 투입량으로 평균 질소의 경우 20.8 kg 10a-1에서 20.9 kg 10a-1, 인산의 경우 13.3 kg 10a-1에서 13.8 kg 10a-1, 칼리의 경우 15.3 kg 10a-1에서 15.2 kg 10a-1로 2019년과 2023년도의 양분 총 사용량은 비슷하였으며 통계적으로 유의적인 차이는 없었다. 총 투입량을 비료종류별 사용량 (N-P2O5-K2O)으로 나타낸 결과는 Fig. 2와 같다. 2019년 식량작물 재배시 사용되는 무기질비료 (Fig. 2a), 유기질비료 (Fig. 2b) 및 퇴비 (Fig. 2c)의 평균 사용량은 각각 12.1-6.2-7.4 kg 10a-1, 2.8-1.6-0.8 kg 10a-1 및 6.4-5.9-7.6 kg 10a-1이었으며, 2023년의 경우 각각 11.8-5.9-7.6 kg 10a-1, 2.4-1.3-1.1 kg 10a-1 및 7.3-7.2-7.1 kg 10a-1이었다. 무기질비료 및 유기질비료의 투입량은 2019년에 비해 소폭 감소하였으며, 퇴비는 증가하였다. 비료 중 퇴비의 사용량이 증가한 이유는 퇴비의 유통량이 증가하고 있을 뿐만 아니라 (Hwang et al., 2004) 과거에는 물리성 개량에 집중되고 비료영양성분이 낮았지만 최근 비료성분이 높은 가축분뇨나 음식물 부산물 등을 사용하면서 퇴비의 비료영양성분이 증가하고 있기 때문이라고 판단된다 (Lee et al., 2009; Kim et al., 2020). 이로 인해 퇴비의 사용이 지속적으로 증가하게 된다면 양분집적 등을 유발함으로써 작물 생육 저해 및 수계로의 유실로 인한 환경오염문제가 발생할 수 있을 것이라고 예상된다 (Hwang et al., 2025; Lee and Kim 2025). 따라서 퇴비의 특성 및 비료사용실태조사에 대한 조사가 추후에도 필요하다고 판단된다.
식량작물별 사용된 비료의 사용량을 조사한 결과에 따르면 질소 기준으로 2019년에 가장 많은 사용량을 보인 작물은 감자로 37.0 kg 10a-1의 질소를 사용하였으며 옥수수 (35.1 kg 10a-1) > 보리 (21.8 kg 10a-1) > 벼 (14.2 kg 10a-1) > 콩 (11.9 kg 10a-1) > 고구마 (7.5 kg 10a-1) 순으로 질소를 사용하였다 (Table 1). 2023년에 가장 많은 사용량을 보인 작물은 2019년과 다르게 옥수수에서 37.7 kg 10a-1의 질소를 사용하였으며 고구마 (30.4 kg 10a-1) > 보리 (27.0 kg 10a-1) > 감자 (25.9 kg 10a-1) > 벼 (17.9 kg 10a-1) > 콩 (9.8 kg 10a-1) 순으로 질소를 사용하였다 (Table 1). 작물별 비료사용 처방기준 (RDA, 2022)과 비교하였을 때 감자는 10a 당 양분 (N-P2O5-K2O)을 13.7-3.3-11.4 kg, 옥수수는 13.2-3.0-5.5 kg을 추천하고 있으나 현재 농가에서 사용하는 비료량은 감자 및 옥수수에서 질소, 인산 및 칼리가 각각 2.7-8.7-2.5배, 2.9-6.3-4.6배 가량 초과사용하고 있는 것으로 확인되었다. 이는 과거에 비료를 과잉사용하는 습관 때문에 아직까지 몇몇 농가에서 과다 투입을 하고 있기 때문이라고 판단된다 (Choi et al., 2009; Kim et al., 2018).
Table 1
Distribution of fertilizer usage in 2019 and 2023.
| Year | Crops | Inorganic fertilizer (kg 10a-1) | Organic fertilizer (kg 10a-1) | Compost (kg 10a-1) | ||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| 2019 | Rice | 10.2 ± 2.71 | 3.5 ± 1.0 | 4.6 ± 1.1 | 1.7 ± 1.1 | 0.7 ± 0.4 | 0.4 ± 0.3 | 2.3 ± 1.0 | 2.5 ± 1.5 | 3.0 ± 2.0 |
| Barley | 15.4 ± 3.9 | 6.5 ± 1.6 | 5.7 ± 2.2 | 1.5 ± 1.1 | 0.6 ± 0.6 | 0.4 ± 0.3 | 4.9 ± 5.0 | 6.1 ± 5.5 | 8.7 ± 7.7 | |
| Bean | 6.7 ± 3.2 | 4.4 ± 2.7 | 4.7 ± 2.6 | 1.6 ± 1.6 | 0.7 ± 0.8 | 0.4 ± 0.4 | 3.6 ± 2.2 | 2.9 ± 1.3 | 2.4 ± 1.3 | |
| Potato | 17.1 ± 6.1 | 11.3 ± 5.5 | 12.5 ± 6.0 | 6.5 ± 3.2 | 5.0 ± 4.1 | 1.9 ± 0.9 | 13.4 ± 13.3 | 12.5 ± 12.6 | 13.5 ± 12.2 | |
| Sweet potato | 2.9 ± 0.6 | 3.1 ± 0.8 | 8.2 ± 3.7 | 2.7 ± 2.2 | 1.2 ± 1.2 | 0.7 ± 0.6 | 1.9 ± 1.1 | 2.2 ± 2.1 | 2.2 ± 1.6 | |
| Corn | 20.4 ± 4.2 | 8.5 ± 2.4 | 8.7 ± 0.9 | 2.7 ± 1.6 | 1.2 ± 0.4 | 0.9 ± 0.4 | 12.0 ± 3.0 | 9.4 ± 5.3 | 15.9 ± 1.3 | |
| 2023 | Rice | 10.0 ± 3.0 | 3.4 ± 1.2 | 4.8 ± 1.7 | 1.0 ± 0.9 | 0.4 ± 0.4 | 0.3 ± 0.2 | 6.9 ± 6.5 | 6.4 ± 5.6 | 8.4 ± 8.6 |
| Barley | 16.9 ± 4.4 | 6.4 ± 3.6 | 5.9 ± 4.8 | 4.1 ± 5.7 | 2.8 ± 4.0 | 3.6 ± 5.8 | 6.0 ± 2.7 | 6.2 ± 1.6 | 8.0 ± 7.2 | |
| Bean | 5.0 ± 2.9 | 4.4 ± 2.4 | 4.7 ± 2.1 | 1.2 ± 1.1 | 0.6 ± 0.5 | 0.4 ± 0.5 | 3.6 ± 2.7 | 5.1 ± 4.3 | 1.9 ± 2.2 | |
| Potato | 14.5 ± 7.1 | 10.3 ± 6.2 | 10.8 ± 6.6 | 3.0 ± 0.6 | 1.6 ± 0.4 | 0.8 ± 0.1 | 8.4 ± 7.5 | 11.5 ± 10.4 | 4.1 ± 2.7 | |
| Sweet potato | 3.4 ± 0.3 | 3.1 ± 0.4 | 9.1 ± 1.6 | 2.2 ± 1.1 | 1.3 ± 0.9 | 0.6 ± 0.2 | 5.0 ± 5.5 | 3.8 ± 5.0 | 5.9 ± 7.3 | |
| Corn | 21.1 ± 6.1 | 7.5 ± 0.1 | 10.5 ± 1.0 | 2.6 ± 0.7 | 1.5 ± 0.2 | 0.7 ± 0.1 | 14.0 ± 16.2 | 10.0 ± 8.6 | 13.9 ± 13.5 | |
식량작물 종류 및 시기에 따른 비료사용실태 평가
Table 2는 토양검정에 의한 추천사용량과 실제 농가에서 사용한 비료량을 비교한 결과이다. 실제 농가에서 사용한 비료량은 퇴비를 제외한 무기질비료 사용량과 유기질비료 사용량 합계로 산출되었다. 2019 년 질소기준 식량작물의 비료사용은 모든 작물에서 초과사용 되고 있으며 그 중 감자의 초과량이 9.0 kg 10a-1로 가장 많았다. 인산은 보리, 고구마를 제외한 나머지 작물들에서, 칼리는 고구마를 제외한 모든 작물에서 초과사용 되고 있는 것으로 조사되었다. 2023 년 또한 질소는 모든 작물에서 초과사용 되고 있으며 보리에서 11.1 kg 10a-1로 가장 많았다. 인산은 감자, 옥수수에서만, 칼리는 고구마를 제외한 나머지 작물들에서 초과사용 되고 있는 것으로 확인하였다. 농가실제사용량을 산출할 때 퇴비를 제외한 이유는 퇴비는 양분함량 변동의 폭이 크고 양분 공급보다 토양 개량의 목적이 크기 때문이다. 만약 퇴비를 포함하여 실제 농가 사용량을 산출하게 되면 위 결과들보다 초과사용량은 더 많을 것으로 판단된다. 우리나라는 비료의 과다사용을 막기 위해 1990 년대 이후에 주요 작물의 최적 생육과 수량 달성을 위해 권장되는 비료의 사용량을 나타내는 표준사용량을 하향 조정하였으며 (RDA, 1993), 국내 작물에 대한 표준사용량을 수정하거나 재설정하였다 (RDA, 1998). 그러나 본 연구 결과는 표준사용량보다 초과사용 되고 있으며 이는 아직까지 작물 생산량을 위해 몇몇 농가에서 비료를 과다하게 사용할 뿐만 아니라 (Kim et al., 2018; Choi et al., 2009) 관행적인 비료 사용으로 인하여 비료사용량이 적합하게 이루어지지 않고 있기 때문이라고 판단된다.
Table 2
Comparison of recommended fertilizer usage and actually fertilizer usage in major food crops cultivation in 2019 and 2023.
| Year | Crops | Recommended rate1 (kg 10a-1) | Actual usage2 (kg 10a-1) | Overuse (kg 10a-1) | ||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| 2019 | Rice | 10.3 ± 0.93 | 4.1 ± 0.6 | 4.0 ± 0.4 | 11.9 ± 2.4 | 4.2 ± 0.9 | 5.0 ± 1.1 | 1.6 ± 2.5 | 0.0 ± 1.2 | 1.0 ± 1.2 |
| Barley | 9.8 ± 0.7 | 10.1 ± 1.0 | 5.9 ± 1.7 | 16.6 ± 4.7 | 6.9 ± 1.5 | 6.0 ± 2.1 | 6.7 ± 5.2 | -3.2 ± 2.0 | 0.1 ± 3.4 | |
| Bean | 4.2 ± 1.2 | 6.2 ± 3.2 | 4.1 ± 0.6 | 7.9 ± 1.9 | 5.0 ± 2.2 | 5.0 ± 2.3 | 3.8 ± 1.7 | 1.2 ± 1.3 | 1.0 ± 2.6 | |
| Potato | 14.6 ± 1.6 | 7.5 ± 5.3 | 11.1 ± 3.1 | 23.6 ± 3.5 | 16.3 ± 4.2 | 14.3 ± 5.1 | 9.0 ± 3.4 | 8.9 ± 3.4 | 3.3 ± 6.2 | |
| Sweet potato | 6.3 ± 0.3 | 17.5 ± 2.7 | 20.0 ± 2.4 | 5.6 ± 2.6 | 4.4 ± 1.8 | 8.9 ± 4.0 | 0.7 ± 2.5 | -13.1 ± 1.3 | -11.2 ± 5.0 | |
| Corn | 22.7 ± 0.1 | 9.0 ± 7.6 | 4.4 ± 2.0 | 23.1 ± 5.8 | 9.7 ± 2.0 | 9.6 ± 0.5 | 0.7 ± 5.9 | 0.7 ± 5.6 | 5.2 ± 2.5 | |
| 2023 | Rice | 10.8 ± 0.9 | 3.9 ± 0.5 | 3.9 ± 0.5 | 11.0 ± 2.6 | 3.8 ± 1.0 | 5.1 ± 1.7 | 0.2 ± 3.3 | -0.1 ± 1.4 | 1.1 ± 2.0 |
| Barley | 8.8 ± 1.7 | 9.9 ± 1.7 | 5.5 ± 1.7 | 19.9 ± 9.2 | 8.6 ± 4.8 | 8.6 ± 5.2 | 11.1 ± 9.8 | -1.4 ± 5.4 | 3.0 ± 6.2 | |
| Bean | 3.5 ± 0.7 | 8.1 ± 5.4 | 3.9 ± 0.8 | 5.9 ± 2.9 | 4.8 ± 2.4 | 5.0 ± 2.1 | 2.4 ± 2.9 | -3.3 ± 3.7 | 1.2 ± 2.4 | |
| Potato | 12.8 ± 1.8 | 7.2 ± 5.5 | 10.9 ± 2.0 | 17.6 ± 7.3 | 11.8 ± 6.6 | 11.7 ± 6.7 | 4.7 ± 8.9 | 4.6 ± 3.1 | 0.8 ± 6.7 | |
| Sweet potato | 5.1 ± 0.9 | 18.4 ± 3.2 | 19.9 ± 0.8 | 5.6 ± 1.0 | 4.4 ± 1.0 | 9.7 ± 1.5 | 0.5 ± 1.8 | -14.0 ± 2.8 | -10.2 ± 1.1 | |
| Corn | 17.7 ± 1.1 | 5.3 ± 2.8 | 7.0 ± 1.1 | 23.7 ± 5.3 | 9.0 ± 0.3 | 11.2 ± 0.9 | 6.0 ± 4.3 | 3.7 ± 3.1 | 4.3 ± 0.3 | |
Conclusions
본 연구는 각 도별 대표 식량작물을 선정하여 재배시 사용되는 비료의 종류와 사용량에 대해 2019년도와 2023년도를 비교하여 비료사용실태조사를 평가하고자 하였다. 비료의 총 사용량은 N-P2O5-K2O가 무기질비료 및 유기질비료는 2019년에 비해 2023에 소폭 감소하였으며, 퇴비는 증가하였다. 작물별로 비료사용량은 질소를 기준으로 2019년에는 감자, 2023년에는 옥수수가 각각 37.0 kg 10a-1 및 37.7 kg 10a-1로 가장 많았으며 비료사용량은 모든 작물에서 추천사용량보다 초과사용되었다. 비료의 종류는 2019년도와 2023년 모두 무기질비료에서 많이 사용되었으며 퇴비, 유기질비료 순이었다. 아직까지도 농가에서 비료를 과다사용하고 있으며 이로 인해 환경오염 및 작물생육저해 등의 피해를 일으킬 수 있다는 문제점을 농업인에게 알려 줄 필요가 있다. 지속가능한 농업을 하기 위해 비료의 적정사용에 대한 교육이 필수적이며 비료의 종류별 양분 특성 및 양분투입 특성 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다고 판단된다.
