Effects of the Site-Specific Nitrogen Management on Economic Feasibility and Environmental Sustainability

토양특성(土壤特性)에 따른 질소시용(窒素施用)의 환경(環境) 경제적(經濟的) 효과(效果)

The use of nitrogen fertilizer in intensive agricultural production is of major concern due to its role on agricultural productivity and water quality. Crop production inputs on farm are usually applied at a uniform rate across an entire field. However, actual input requirements often vary within fields. The field variations in yield potential, soil moisture, soil N status, and the efficiency of fertilizer use, uniform application of crop production inputs does not allow optimum efficiency or profitability. This occurs because uniform application often results in areas of over- and under-application which may affect water quality and crop yield. This study used biophysical and economic models to assess the economic feasibility and water quality benefits of site specific nitrogen management for 10 soil types and 35 sample fields in Goodwater Creek watershed located near Centralia, Missouri. Results showed that the economic feasibility and water quality benefits of variable rate application were sensitive to the distribution of soil types within a field. Variable rate(VR) application was not uniformly more profitable than uniform rate(UR) application for the four agricultural systems evaluated and the water quality benefits were insubstantial relative to uniform application of N.

질소비료는 작물의 생장에 있어서 가장 핵심적인 영양소라 할 수 있으며, 질소의 효율적 이용은 안정적인 수확량의 확보 뿐만 아니라 비용절감 및 환경오염원 감축 등 다양한 편익을 제공할 수 있을 것이다. 정밀농업은 토양의 특성에 따라 작물에 필요한 적정량의 시비로 영양분의 이용효율을 높임으로써 환경 경제적 편익을 동시에 추구하는 농법이라 할 수 있다. 본 연구는 GIS를 이용하여 구축한 455개 표본농경지의 토양 및 지형에 관한 Database에 근거하여 각 농경지내에서 토양을 세분하여 적정 시비를 할 경우(site-specific management)와 농경지별 적정 시비를 하였을 경우(uniform rate application) 비료의 사용량, 수확량, 수질오염 정도 등을 EPIC모델을 이용하여 비교분석 하였다. 전체 농경지에서의 가중평균적인 환경 경제적 효과는 큰 차이를 보이지 않지만 각각의 농경지가 다양한 토양으로 구성되어 있고 다양한 토양에 대한 최적의 질소량이 큰 차이를 나타낼 때는 정밀농업의 실천이 경제적 및 환경적 측면에서 충분한 잠재력이 있는 것으로 나타났다.