Evaluation of Furrow Mulching Methods for Controlling Non-Point Source Pollution Load from a Sloped Upland

경사밭 고랑멀칭 방법에 따른 비점오염 저감효과 평가

Abstract

South Korea's agricultural nitrogen balance and phosphorus balance rank first and second, respectively, among OECD countries, and proper nutrient management is required to preserve the water quality of rivers and lakes. This study evaluates the effects of furrow mulching on the reduction of non-point source pollution (NPS) load from a sloped upland. The study site was Wanju-gun, Jeollabuk-do, and the survey period was from 2018 to 2019. The slope of the testbed was 13%, and the soil type was sandy loam. The cropping system consisted of maize-autumn Chinese cabbage rotation. The testbed was composed of bare soil (bare), control (Cont.), furrow vegetation mulching (FVM), and furrow nonwoven fabric mulching (FFM) plots. Runoff was collected for each rainfall event with a 1/100 sampler, and the NPS load was calculated by measuring the concentrations of SS, T-N, and T-P. The NPS load was then analyzed for the entire monitoring and crop cultivation periods. During the monitoring period, the effect of reducing the NPS load was 1.5%~44.5% for FVM and 13.1%~55.2% for FFM. During the crop cultivation period, it was 1.2%~80.5% for FVM and 27.0%~65.1% for FFM, indicating that FFM was more effective than FVM. As the NPS load was fairly high during the crop conversion period, an appropriate management method needs to be implemented during this period.

Ⅰ. 서론

질소와 인은 작물 생장에 필요한 필수 양분으로서 질소는 광합성에, 인은 탄수화물 대사와 단백질 합성에 중요한 성분이다. 따라서 농업인은 생산량을 극대화하기 위하여 농경지에 비료를 과도하게 투입하는 경우가 많다. OECD (2022)에 따르면 2015년을 기준으로 우리나라 농경지 질소 수지가 209.1 kg-N/ha로 OECD 국가 중 1위, 인 수지가 42.4 kg-P/ha로 2위를 차지하였다.

과도하게 투입된 비료 성분은 강우에 의해 수계로 유입될 경우 하천 및 호소 부영양화의 원인이 되는 등 수계의 측면에서 비점오염원 (NPS, Non-Point Source pollution)이 된다 (Shin and Kwun, 1990; Lee et al., 2013, Choi et al., 2020). 비점오염은 점오염과 달리 강우에 의해 농경지, 도로, 대지, 임야 등 넓은 면적으로부터 대량으로 배출되는 특징이 있어 오염물질의 배출 위치를 명확하게 파악하기 어렵고 배출 경로가 분명하지 않아 관리가 매우 어렵다 (Choi and Jang, 2014). 또한 배출이 된 후에는 처리가 어려워 비점오염원의 유출 특성 평가와 발생단계에서의 선제적 저감 기술 개발이 필요하다(Chung et al., 2004, Kim et al., 2016).

농경지에서의 비점오염 부하에 대한 선제적인 관리방법을 최적관리방법 (BMP, Best Management Practices)이라 한다. 밭의 최적관리방법은 주로 완충식생대, 등고선 재배, 멀칭, 지표피복 등 해외에서 적용된 기술을 국내에 도입하려는 시도가 주를 이루었다. Choi and Jang (2014)는 초생대의 국내 적용을 위해 적합한 초종 선택을 위해 초종 별 비점오염 저감 및 유지관리 측면에서의 효율을 평가하였으며 Lee et al. (2015)는 콩 재배지 잔디초생대 적용에 따른 비점오염 저감효과와 함께 비용편익을 분석하였다. Shin et al. (2012)는 멀칭재료로서 볏짚과 볏짚거적 피복을 적용하였으며 Kim et al. (2012)는 실트펜스와 식생밭두렁을 적용하여 토사, 질소, 인 부하량 저감효과를 평가하였다. 또한 Won et al. (2014)는 경사도 9% 이상의 고랭지 밭에서 볏짚피복 및 토양개량제 (Polyacryl amide, Gypsum) 처리에 따른 비점오염 부하량 저감효과를 평가하였다. Lee et al. (2015)는 3%, 8% 경사 밭에 대하여 무경운이 관행에 비하여 유출율과 비점오염 부하량이 감소하였다고 평가하였으나 3% 경사지의 경우는 작물이 습해를 받았다고 보고하였다. 이는 BMP의 선택시 농경지의 특성을 반영해야 함을 시사한다.

그러나 기존의 연구는 주로 5° 이하의 평탄지에 대한 연구가 대부분이며 비점오염 부하량이 높은 경사지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 또한, 볏짚피복의 경우 피복재의 가격이 높아 비점오염 저감 목적만으로는 현장 보급이 잘 이루어지지 않고 있으며 초생대의 경우는 초생대 설치로 인해 농경지가 축소되며 초생대 관리에 인력이 투입되기 때문에 우리나라 농업 구조상 적용하기 어렵다.

따라서 본 연구에서는 상대적으로 비료 투입량과 유실량이 높은 경사지 옥수수-가을배추 재배에 대하여 강우-유출에 따른 비점오염 부하량을 평가하고 비점오염 저감기술로서 투입 비용이 적은 고랑 식생 멀칭과 고랑 부직포 멀칭의 효과를 평가하고자 하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 시험포 선정

밭 비점오염 데이터 수집을 위해 국립농업과학원 관내 경사라이시미터 시험포장 (35°49´28´´N, 127°02´50´´E)에 시험구를 조성하였다. 시험구 별 너비는 2 m, 경사 길이는 24 m이며, 작물재배 및 시비관리를 적용하지 않은 나지 (Bare), 작물 재배 및 시비관리를 적용한 대조구 (Cont.), 대조구에 식생멀칭을 적용한 고랑식생멀칭 (Furrow Vegetation Mulching, FVM), 대조구에 부직포멀칭을 적용한 고랑부직포멀칭 (Furrow nonwoven Fabric Mulching, FFM) 시험구를 구성하고, 나지를 제외한 시험구는 각각 2반복으로 구성하였다 (Fig. 1). 시험구의 경사도는 13% 이며 표토 토성은 사양토이다. 시험포장의 기상자료는 국립농업과학원 관내에 위치한 농업기상관측소 내 자동기상관측시스템 (Automatic Weather System, AWS)으로 수집된 농업기상정보서비스 자료를 이용하였다.

Fig. 1 Map of study site Wanju-gun, Jeollabuk-do, South Korea

2. 고랑멀칭 적용에 따른 비점오염 부하량 측정

유출량 측정 및 유출수 수질 샘플 수집을 위해 상부의 동력부 (Fig. 2 (A))와 하부의 수집부 (Fig. 2 (B))로 구성된 유출수 분취기 (공개특허 10-2013-0050011)를 Fig. 2 (C)와 같이 설치하였다. 유출수 분취기는 유출수의 흐름 동력을 이용하여 샘플링 디스크를 회전시킴으로서 유출수의 일부 (1/100)를 채수하는 기구로서 유출수 수량, 수질에 관한 준전수 조사가 가능하게 한다 (Choi et al., 2021). 수질시료는 강우이벤트 종료 후 채수통의 물을 진탕 한 후 상등액을 취하여 무균채수병에 담아 분석실로 운반하였으며, 분석실에서 2시간 가라앉힌 후, 상등액을 이용하여 종합검정실 분석 매뉴얼 (RDA, 2017)에 따라 분석하였다 (Fig. 2 (D)).

Fig. 2 Sampling process

재배작물은 옥수수와 배추의 윤작을 적용하였으며, 정식한 옥수수 및 배추의 품종은 2018, 2019년 모두 연농1호 (Zea mays L. cv. Yeonnong 1 ho)와 천고마비 (Brassica rapa subsp. pekinensis (Lour.) Hanelt cv. Cheongomabi)로 동일하다. 시험포장 운영 전 토양분석 결과 유기물 함량이 매우 낮은 것으로 나타나 토양 유기물 증진을 위하여 재배 전 상용 퇴구비를 투입하였다. 퇴구비 투입은 ‘작물별 시비처방기준’ (NAS, 2010)을 참고하여 시중 판매되고 있는 우분퇴비를 정량 산정하여 투입하였다. 퇴구비 투입은 다음 작기를 대비하여 수확 후 수행되었다. 화학비료 투입량 역시 ‘작물별 시비처방기준’(NAS, 2010)을 참고하였다.

농경지 관리 일정은 Table 1, 2와 같다. 2018년은 4월 17일 퇴구비를 투입한 후 4월 25일 질소-인-칼륨 비료를 투입하여 4월 30일 두둑형성 및 비닐멀칭을 하고 5월 4일에 옥수수를 정식하였다. 5월 18일 질소 비료를 추가로 투입하고, 7월 17일 옥수수를 수확하였다. 8월 10일에 비닐멀칭을 제거 한 후 퇴구비를 투입하였으며 8월 16일 질소-인-칼륨 비료를 투입하여. 8월 29일 두둑형성 및 비닐멀칭을 하고 9월 5일 배추를 정식하였다. 10월 4일 질소-칼륨, 10월 18일 질소 비료를 추가로 투입하고, 11월 7일 배추를 수확하였다. 2019년에는 2018년 11월 14일 퇴구비를 투입한 후 2019년 4월 24일 질소-인-칼륨 비료를 투입하여 5월 1일 두둑형성 및 비닐멀칭을 하고 5월 9일 옥수수를 정식하여, 7월 29일 옥수수를 수확하였다. 8월 16일에 비닐멀칭을 제거 한 후 퇴구비를 투입하였으며 8월 20일 질소-인-칼륨 비료를 투입하여, 8월 26일 두둑형성 및 비닐멀칭을 하고 8월 29일 배추를 정식하였다. 9월 17일, 10월 2일, 10월 17일에 질소-칼륨 비료를 세 차례 추가 투입했으며 11월 8일에 배추를 수확하였다. 고랑의 깊이는 20 cm이며, 이랑간격은 100 cm이다 (Fig. 3). 옥수수와 배추의 재식 간격은 45 cm로 하였다.

Table 1 Management schedule at the study site (’18)

Table 2 Management schedule at the study site (‘19)

Fig. 3 Cultivation characteristics - furrow shape and crop row spacing (ex. maize)

고랑멀칭 자재는 식생과 부직포로 하였고, 각 고랑멀칭방법의 특징으로 식생멀칭은 강우 유출 및 토양 유실 감소, 토양 구조형성으로 인한 물의 수직이동을 향상시켜 지하수 함양 등의 장점을 가지고 있지만 주 작물과의 양분 및 수분 경합, 적용 식생의 계절성을 고려해야하는 한계가 있고 (Lee et al., 2011), 부직포 멀칭은 비점오염 유출 저감 효과 및 광차단으로 인한 잡초발생 억제 등의 장점을 가지고 있지만 적용 비용 및 노동력이 투입된다는 한계를 가지고 있다 (Kim et al., 2014; Hong et al., 2015).

고랑식생멀칭은 2018년 알팔파, 2019년 헤어리베치로 적용하였으며, 1차 옥수수 정식 후 파종하고, 2차 배추 정식 후 파종하여 관리하였다. Fig. 4는 2018년 알팔파 파종 후 경과일수에 따른 알팔파 고랑식생멀칭의 피복정도를 보여준다. 알팔파와 헤어리베치는 모두 콩과작물로 작물과의 양분경합을 피하기 위하여 선정하였다. 헤어리베치는 경사지 밭 재배 시 동계휴한 및 경운재배에 비하여 토양 유실억제 및 질소비료 절감의 효과가 보고된 바 있다 (Seo et al., 2005). 고랑부직포 멀칭은 옥수수 정식 후 적용하여 옥수수 수확 후 제거하였고, 배추 정식 후 적용하여, 배추 수확 후 제거하였다 (Fig. 5).

Fig. 4 Soil surface coverage change of furrow vegetation (Alfalfa) mulching

Fig. 5 Type of furrow mulching applied in study field

모니터링은 옥수수 정식 및 수확, 재배작물전환기, 배추 정식 및 수확 기간 동안 유출이 발생한 모든 강우사상에 대하여 실시하였으며, 비점오염 부하량은 강우사상 종료 후 유출량과 유출수 수질을 고려하여 산정하였다. 또한 고랑멀칭의 종류에 따른 비점오염 부하량 저감 효과를 평가하기 위해 모니터링 전 기간을 옥수수 정식 및 수확기, 재배작물전환기, 배추 정식 및 수확기로, 작물재배기간을 옥수수 정식 및 수확기, 배추 정식 및 수확기로 구분하여 평가하였다. 모니터링 전 기간은 2018년 5월 7일∼10월 26일, 2019년은 4월 29일∼10월 7일의 기간으로 하였고, 작물재배기간은 2018년은 5월 7일∼ 7월 2일, 9월 21일∼10월 26일, 2019년은 5월 27일∼7월 27일, 9월 2일∼10월 2일의 기간으로 하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 유출 특성 평가 결과

2018년 모니터링 전 기간의 강수량은 810.5 mm이며, 작물재배기간의 강수량은 459.0 mm이다. 2019년 모니터링 전 기간의 강수량은 682.0 mm, 작물재배기간의 강수량은 539.5 mm이다 (Fig. 6, 7).

Fig. 6 Result of precipitation and runoff during the entire monitoring period according to the furrow mulching method

Fig. 7 Result of precipitation and runoff during the crop cultivation period according to the furrow mulching method

2018년 모니터링 전 기간의 유출량은 나지에서 653.6 mm, 대조구에서 569.4 mm, 고랑식생멀칭구에서 569.3 mm, 고랑부직포멀칭구에서 476.4 mm이고, 작물재배기간의 유출량은 나지에서 346.6 mm, 대조구에서 328.7 mm, 고랑식생멀칭구에서 322.3 mm, 고랑부직포멀칭구에서 279.4 mm이다. 2019년 모니터링 전 기간의 유출량은 나지에서 342.5 mm, 대조구에서 424.8 mm, 고랑식생멀칭구에서 403.7 mm, 고랑부직포멀칭구에서 350.5 mm이며, 작물재배기간의 유출량은 나지에서 277.7 mm, 대조구에서 364.6 mm, 고랑식생멀칭구에서 345.5 mm, 고랑부직포멀칭에서 290.7 mm이다 (Fig. 6, 7). 2019년 나지의 유출량이 적은 이유는 나지를 제외한 시험구의 고랑이 상하경으로 이루어져 직접 유출의 속도가 빠르다는 특성과 2018년에 비해 많았던 강우 이벤트가 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.

고랑식생멀칭을 적용했을 때, 2018년 모니터링 전 기간의 유출저감효과는 없었고, 작물재배기간의 유출저감효과는 1.9%이다. 2019년 모니터링 전 기간의 유출저감효과는 5.0%, 작물재배기간의 유출저감효과는 5.2%이다. 고랑부직포멀칭을 적용했을 때, 2018년 모니터링 전 기간의 유출저감효과는 16.3%이고, 작물재배기간의 유출저감효과는 15.0%이다. 2019년 모니터링 전 기간의 유출저감효과는 17.5%, 작물재배 기간의 유출저감효과는 20.3%이다 (Fig. 6, 7). 유출 저감효과는 기간으로는 모니터링 전 기간보다 작물재배기간이, 멀칭 방법으로는 고랑식생멀칭보다 고랑부직포멀칭이 높은 것을 확인할 수 있었다.

2. SS (Suspended Solid) 부하량 저감효과 평가 결과

SS 부하량은 2018년 모니터링 전 기간 나지에서 12.4 ton/ha, 대조구에서 4.6 ton/ha, 식생멀칭구에서 2.5 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 2.1 ton/ha이며, 작물재배기간 나지에서 9.0 ton/ha, 대조구에서 2.3 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 0.4 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 0.8 ton/ha이다. 2019년 모니터링 전 기간 나지에서 2.0 ton/ha, 대조구에서 1.6 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 1.3 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 1.1 ton/ha이며, 작물 재배기간 나지에서 1.2 ton/ha, 대조구에서 1.0 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 0.7 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 0.4 ton/ha이다 (Fig. 8, 9). 2018년도의 경우 모든 처리구에서 퇴구비 및 기비를 투입하고, 구획을 구분하였기 때문에 나지의 SS 부하량이 상당히 고 평가된 것으로 보인다. 2019년의 나지 시험구에는 비료 및 퇴구비 투입이 없어 2018년도에 비하여 비점오염 부하량이 상당히 줄어든 것을 확인할 수 있다.

Fig. 8 Result of SS load during the entire monitoring period according to the furrow mulching method

Fig. 9 Result of SS load during the crop cultivation period according to the furrow mulching method

고랑식생멀칭을 적용했을 때, 2018년 모니터링 전 기간의 SS 부하량 저감효과는 44.5%, 작물재배기간의 저감효과는 80.5%이고, 2019년 모니터링 전 기간의 저감효과는 19.6%, 작물재배기간의 저감효과는 30.1%이다. 고랑부직포멀칭을 적용했을 때, 2018년 모니터링 전 기간의 SS 부하량 저감효과는 55.2%, 작물재배기간의 저감효과는 63.5%이고, 2019년 모니터링 전 기간의 저감효과는 32.0%, 작물재배기간의 저감효과는 65.1%이다 (Fig. 8, 9). SS 부하량 저감효과도 기간으로는 모니터링 전 기간보다 작물재배기간이, 멀칭방법으로는 고랑식생멀칭보다 고랑부직포멀칭이 높은 것을 확인할 수 있었다. 다만, 2018년의 작물재배기간의 저감효과는 고랑식생멀칭이 고랑부직포멀칭구보다 높게 나타났는데, 이는 작물재배기간 중 발생한 특정 강우이벤트 및 고랑식생멀칭의 식생활착정도의 영향인 것으로 판단된다. 작물재배기간 중 2018년 6월 27일에 발생한 강우이벤트의 강수량은 99 mm, 유출률은 대조구에서 0.71, 고랑식생멀칭구에서 0.74, 고랑부직포멀칭구에서 0.61로 강우강도가 높았고, SS 부하량은 대조구에서 1.71 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 0.26 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 0.67 ton/ha으로 작물재배기간 부하량의 66.0%∼83.4%를 차지했다. 또한 이때 고랑식생멀칭구의 저감효과는 84.5%, 고랑부직포멀칭구의 저감효과는 60.7%를 나타냈는데, 고랑식생멀칭에서의 알팔파가 정식 후 50일 경과로 잘 활착되어 작물재배기간의 저감효과 결과에 영향을 준 것으로 판단된다. 결과적으로 고랑식생멀칭이 잘 형성됐을 때, 강우강도가 높은 강우이벤트에서는 고랑부직포멀칭구보다 고랑식생멀칭구의 효과가 높다는 것을 확인 할 수 있었다.

3. T-N (Total-Nitrogen, 총 질소) 부하량 저감효과 평가

T-N (총 질소) 부하량은 2018년 모니터링 전 기간 나지에서 27.2 ton/ha, 대조구에서 34.3 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 25.9 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 24.3 ton/ha이며, 작물재배기간 나지에서 13.3 ton/ha, 대조구에서 16.2 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 10.2 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 11.1 ton/ha이다. 2019년 모니터링 전 기간 나지에서 10.5 ton/ha, 대조구에서 18.9 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 16.9 ton/ha 고랑부직포멀칭구에서 16.4 ton/ha이며, 작물재배기간 나지에서 6.4 ton/ha, 대조구에서 11.6 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 10.2 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 8.4 ton/ha이다 (Fig. 10, 11).

Fig. 10 Result of nitrogen load during the entire monitoring period according to the furrow mulching method

Fig. 11 Result of nitrogen load during the crop cultivation period according to the furrow mulching method

고랑식생멀칭을 적용했을 때 2018년 모니터링 전 기간 T-N 부하량 저감효과는 24.4%, 작물재배기간 37.2%이며, 2019년 모니터링 전 기간 저감효과는 10.3%, 작물재배기간 11.4%이다. 고랑부직포멀칭을 적용했을 때 2018년 모니터링전 기간 T-N 부하량 저감효과는 29.1%, 작물재배기간 31.5%이며, 2019년 모니터링 전 기간 부하량 저감효과는 모니터링 전 기간 13.1%, 작물재배기간 27.0%이다. T-N 부하량 저감효과도 기간으로는 모니터링 전 기간보다 작물재배기간이, 멀칭방법으로는 고랑식생멀칭보다 고랑부직포멀칭이 높은 것을 확인할 수 있었다.

4. T-P (Total-Phosphorous, 총 인) 부하량 저감 효과 평가

T-P (총 인) 부하량은 2018년 모니터링 전 기간 나지에서 30.5 ton/ha, 대조구에서 33.0 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 31.4 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 24.6 ton/ha이며, 작물재배기간 나지에서 15.7 ton/ha, 대조구에서 14.7 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 11.8 ton/ha, 부직포멀칭구에서 9.8 ton/ha이다. 2019년 모니터링 전 기간 나지에서 10.1 ton/ha, 대조구에서 19.1 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 18.8 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 14.0 ton/ha이며, 작물재배기간 나지에서 6.9 ton/ha, 대조구에서 14.7 ton/ha, 고랑식생멀칭구에서 14.5 ton/ha, 고랑부직포멀칭구에서 9.3 ton/ha이다 (Fig. 12, 13).

Fig. 12 Result of phosphorous load during the entire monitoring period according to the furrow mulching method

Fig. 13 Result of phosphorous load during the crop cultivation period according to the furrow mulching method

고랑식생멀칭을 적용했을 때, 2018년 모니터링 전 기간 T-P 부하량 저감효과는 4.8%, 작물재배기간 19.8%이며, 2019년 모니터링 전 기간 저감효과는 1.5%, 작물재배기간 1.2%이다. 고랑부직포멀칭을 적용했을 때, 2018년 모니터링 전 기간 T-P 부하량 저감효과는 25.3%, 작물재배기간 33.0%이며, 2019년 모니터링 전 기간 저감효과는 26.9%, 작물재배기간 36.8%이다. T-P 부하량 저감효과도 기간으로는 모니터링 전기간보다 작물재배기간이, 멀칭방법으로는 고랑식생멀칭보다 고랑부직포멀칭이 높은 것을 확인할 수 있었다.

모니터링 전 기간보다 작물재배기간의 저감효과가 높은 이유는 재배작물전환기에 두둑의 비닐멀칭 제거, 고랑식생 훼손, 고랑부직포멀칭 제거로 인한 유출이 영향을 미친 것으로 판단되며, 작물재배기에 유실되지 않고 남아있던 양분이 일시에 유출되었기 때문인 것으로 보인다. 한편 고랑식생멀칭구에서 2019년이 2018년보다 저감효과가 작은 이유로는 2019년 고랑식생멀칭으로 적용한 헤어리베치가 동계식생으로 작물전환기 이후 2차 파종 시 현장에서 발아 및 활착이 잘 안됐기 때문이다. 따라서 고랑식생멀칭 재료로서 봄에는 알팔파, 가을에는 헤어리베치를 파종 한다면 고랑식생멀칭 적용에 따른 비점오염 부하량 저감효과가 높을 것으로 생각된다.

Ⅳ. 요약 및 결론

본 연구에서는 경사밭의 비점오염 저감을 위해 고랑멀칭을 적용하여 고랑멀칭종류에 따른 저감효과를 평가하고자 하였다. 작물재배는 옥수수-가을배추 윤작을 적용하였고, 모니터링기간동안 유출이 발생한 강우이벤트의 비점오염 부하량을 시료분취기를 이용하여 준 전수 조사하였다. 고랑멀칭은 고랑식생멀칭과 고랑부직포멀칭을 적용하였다.

고랑멀칭 적용 시 비점오염 부하량 저감효과는 모니터링 전 기간 고랑식생멀칭에서 SS의 경우 32.1% (19.6%∼44.5%), T-N의 경우 17.4% (10.3%∼24.4%), T-P의 경우 3.1% (1.5%∼4.8%), 고랑부직포멀칭에서 SS의 경우 43.6% (32.0%∼55.2%), T-N의 경우 21.1% (13.1%∼29.1%), T-P의 경우 26.1% (25.3%∼26.9%)이며, 작물재배전환기를 제외한 작물 재배기간 고랑식생멀칭에서 SS의 경우 55.3% (30.1%∼80.5%), T-N의 경우 24.3% (11.4%∼37.2%), T-P의 경우 10.5% (1.2%∼19.8%), 고랑부직포멀칭에서 SS의 경우 64.3% (63.5%∼65.1%), T-N의 경우 29.3% (27.0%∼31.5%), T-P의 경우 34.9% (33.0%∼36.8%)로 고랑부직포멀칭이 고랑식생멀칭에 비하여 비점오염 부하량 저감효과가 대채로 높은 것으로 나타났다. 2018년과 2019년 모두 모니터링 전 기간에 비해 작물재배기간의 저감효과가 높은 것을 확인할 수 있었는데, 이는 재배작물전환기의 두둑 비닐멀칭 제거, 고랑멀칭 훼손등으로 인한 작물재배기에 유실되지 않고 남아있던 양분의 일시에 유출되어 영향을 미친 것으로 판단된다. 따라서 본 연구와 같은 옥수수-가을배추 윤작 적용시 비점오염 부하량 저감방법으로는 고랑부직포멀칭이 고랑식생멀칭보다 효과적인 것으로 나타났으며, 모니터링 기간 중 비점오염 배출의 많은 부분을 차지하는 재배작물전환기의 비점오염 관리가 중요하다는 것을 알 수 있다. 또한 고랑식생멀칭이 잘 형성된 경우 높은 강우이벤트에서 비점오염 부하량 저감효과가 높은 결과를 보여 경사밭의 비점오염 저감효율을 높이기 위해서는 고랑멀칭 자재의 선택과 적용방법이 중요하며, 특히 재배작물전환기가 비점오염 유출에 취약한 것으로 나타나 향후 재배작물전환기 비점오염 유출 저감에 대한 연구가 추가로 수행되어야 할 것이다.

본 연구의 결과는 고랑멀칭 방법에 따른 비점오염 저감효과를 평가한 것으로 경사밭의 비점오염 관리를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

감사의 글

본 연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업과학기술 연구개발사업(과제번호: PJ015010)의 지원으로 수행되었습니다.