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1 최종연구보고서 휴경농지의친환경적관리와복원기술및농업경영연구 Environmental Friendly Managements, Restoration Technology, and Farming Economy in Fallow Farmland 주관연구기관 : 서울대학교 협동연구기관 : 전북대학교 농림부

2 제출문 농림부장관귀하 본보고서를 휴경농지의친환경적관리와복원기술및농업경영연구 과제 의최종보고서로제출합니다 년 5 월 24 일 주관연구기관명 : 서울대학교 총괄연구책임자 : 이 호 진 연 구 원 : 정 지 훈 연 구 원 : 안 수 진 연 구 원 : 이 수 경 협동연구기관명 : 전북대학교 협동연구책임자 : 박 정 근 연 구 원 : 강 창 식 연 구 원 : 황 정 욱 연 구 원 : 장 동 헌

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4 요약문 Ⅰ. 제목 휴경농지의친환경적관리와복원기술및농업경영연구 Ⅱ. 연구개발의목적및필요성 우리나라의농업정책은농업생산중심에서환경보전, 지역, 주민복지, 새로운수요개발, 직접지불의확대등으로전환하고있다. 이러한농정의변화와더불어그동안우리농업의중심역할을해온쌀의지위하락에따른농업의축소, 농지의휴경화, 농업인구의감소와농업노동력의고령화등으로심각한문제에부딪히고있다. 최근에는쌀소비축소와생산의과잉으로인한농업정책의변화로논의휴경면적이증가하고있고 FTA에따른농산물시장개방은국내농업생산에심각한영향을끼칠것으로예상되고있다. 논휴경지를어떠한관리도하지않고방치하였을경우토양환경이변화하여비옥도가저하되고, 잡초발생량이크게증가하여각종병해충의서식지의역할을하여인접논까지피해를주며불실유휴지로변화하게된다. 우리국토의평탄지를활용한논이농경지로서의기능을상실하게되면앞으로국가유사시식량확보에결정적난관요인으로작용하고식량생산기지의회복할수없는상실을초래할것이다. 선진국으로도약하려면국가의식량자급률을어느수준이상유지하여야하고농업의다원적기능이발휘되어져야한다. 일정규모이상의농업생산을위한우량한농지면적이유지되어야하며, 유사시에대비하여휴경농지유휴지의방지와재활용대책이요청된다

5 본연구는농업 농촌의기초기반이되는논의휴경화가농업의다원적기능을저하시키고, 농업보호에필요한납세자와소비자의인식을저하시킬수있다는관점에서논휴경후발생하는식생및토양의연차적변화를조사하여, 논으로복원시기존쌀생산능력의회복에필요한자료를제공하고, 벼대체밭작물의작부체계를활용한적절한휴경지관리방법을제시하고자포장시험을통하여실증연구를실시하였다. 아울러휴경농가조사를실시하고선진국의사례와정책연구를통하여효과적인휴경지관리정책입안을위한방안과적정보상대책제안하였다. Ⅲ. 연구개발내용및범위 전국 5개지역에서논휴경에따라연차별잡초식생변화, 토양변화를조사하였다. 서울대학교연구농장에논휴경시험포장을조성하였고밭전환대체작물재배를시험하였다. 전환밭에콩과보리의식량작물을재배하여논에서밭작물생산능력을평가하였고사료녹비작물을재배하여조사료생산능력을평가하였으며경관작물을도입하여농촌경관개선효과를조사하였다. 아울러논휴경지에사료녹비작물및경관작물재배하여농경지의계절별적정작물의작부체계를시험하였다. 논에암거배수시설을설치하여우량농지화하고필요시전작물, 특수작물, 또는논으로전환하여필요한작물을재배, 생산할수있는시설을만들고운용상태를평가하였다. 또휴경연수에따라벼재배를복원시키고벼의생산성을평가하였고, 복원시휴경에따른토양영향을평가하며휴경영향을최소화하는기술을검토하였다. 효과적인휴경지관리를위해먼저매년증가하고있는휴경지현황과우리나라와외국에서의휴경지 유휴지관련제도와정책을검토하였다. 논을평야지와산간지로구분하여휴경농가를대상으로실태조사를하였다. 앞에서실시한휴경시험포장에서얻어진밭전환작부체계별생산량변화를토대로경영평가를하여적정보상기준을찾고자하였다. 끝으로연구내용을종합하여휴경지관리제도, 보상기준, 활용방안으로정리하였다

6 Ⅳ. 연구개발결과및활용에대한건의 1. 휴경후식생및토양변화 : 논을휴경하여밭상태로유지하면토성, 토양의비옥도가변화하고관수를하지않더라도저지대에위치하므로강수조건에따라토양수분이크게영향을받게된다. 휴경논의잡초발생은건답으로유지된경우습답으로유지된논보다많았고, 토양수분함량이낮은곳에서밭잡초초종들이우점하는경향을나타내었다. 또휴경이진행될수록식생중다년생밭잡초의비율이높아졌다. 토양의특성은 2년차논으로복원하였을때토양비옥도가가장높게나타났으며토양물리성개량에도효과적인것으로나타났다. 그러나휴경을더이상지속한경우휴경 2년차부터는휴경에따른건답의효과가감소하는경향을보이며장기화되면논으로복원이불리하여지는것으로판단되었다. 이러한휴경논의변화는복원논의시비관리와잡초의경종적방제나화학적방제, 제초제선택에영향을미친다. 논의토성은점토의비율이높으며, 밭에비해지대가낮아휴경후에도습한상태가유지되고, 강우량이많을경우침수되는기간이길어져밭작물재배에어려움이있다. 2. 휴경농지에서대체작물재배와논복원 : 휴경논에벼대체작물을재배할경우복원후벼를재경작하였을때벼수량의증가에효과가있었으며, 휴경지의잡초다발생을방지하고, 비경작으로인한농지의유휴지화를방지하여휴경에의해발생하는여러가지문제점을개선하는효과가있었다. 휴경 1년차에두과작물인콩을재배하였을때, 휴경 2년차에는경관작물인메밀이나유채를재배한후복원시가장벼수량을증가시키는효과가크게나타났다. 논을휴경하고대체작물로밭작물을재배할경우가장문제되는것은습해이었다. 휴경논에대체작물을재배하였을때휴경 1년차에는휴경논이침수되는기간이길었고배수가불량하여대체작물중콩, 메밀, 보리등의피해가컸으나휴경년차가연장될수록토양의배수상태가개선되어대체작물재배에어려움이없었으며수량도양호하였다. 휴경 1년차에는대체작물의작물선정은습해에강하며수익성이있는사료작물을재배하는것이유리하다고판단되었다. 또한경관작물의재배는농촌경관을아름답게하는공익적기능이있으며관광자원, 밀원식물로의이용등재배시활용범위가 - 5 -

7 커대체작물로서경관작물의재배가추천되었다. 3. 논휴경지의우량농지조성과대체작물재배 : 우리나라의논은대체로배수가불량하고주변의경지보다지대가낮아서대체작물로서밭작물재배에적합하지않은경우가많고이러한농지는점차유휴지로전락하게된다. 이러한유휴지화를방지하고농가의수익을증대하기위해서는논-밭전환이용이한우량농지의조성이필요하다. 우량농지란관수로와배수로를분리하고지하에암거배수시설을갖춘농지로서작물종류에따라논밭전환이용이한농지이다. 본연구에서는우량농지를조성하기위해이렇게관수와배수를자유롭게하기위해서는논에관수로와암거배수를설치하였고, 논으로이용할때에는누수를차단하고, 밭으로전환할시에는빠르게배수가되어단기간내에밭작물이경작이가능한상태로회복될수있도록하였다. 우량농지에서밭으로이용하였을때배수가원활하였고콩과보리, 사료작물등과습해에약한원예작물고추와가을배추를재배하여기존밭전환보다생육과수량이증수되었다. 우량농지에서는또한관개수를순환하여재활용함으로써농업용수의낭비와비료시용의과용을방지할수있으며, 부족한농업용수를효과적으로이용할수있을것이다. 4. 휴경지의실태분석과관리방안, 보상 : 벼감산정책으로발생한휴경지는농지기능을유지하면서언제라도복원가능하도록관리되어야한다. 이를위해서는적절한보상제도와함께관리책임을명확히할필요가있다. 휴경지는위치와토성에따라관리상식을달리할필요성이있으나현재는평야지논이나산간한계농지나구별없이동일하게보상하여주고휴경이 2년지나면농지기능을잃고복원불가능한유휴지로규정하고있다. 그러나농가실태조사에서나타나듯이그활용가능성은매우부정적으로나타났다. 현재휴경지의상태가농지여건이열악한산간한계농지중심으로이곳저곳에산재되어있고, 오랜방치로복원하는데비용이많이소요되어경제성이없기때문이었다. 외국사례에서는시민공원이나소방목, 경관작물식재등으로활용되기도하며, 일부복원을시도하기도한다. 현재산재되어관리가제대로되고있지않는한계지성격의휴경지에대한개별적이고산별적인휴경보상이아니라적절한보상을통하여중 대규모로 휴경지구 를조성하고, 책임있는관리를위해서위탁관리제도를도입하 - 6 -

8 는등의노력이필요하다. 자연발생적휴경지는현황파악과함께가급적제도적관리의틀안으로흡수하는것이필요하다. 휴경지의효과적인관리를위해서는현재전국적으로일괄적으로적용되는휴경지관리제도를자연발생적휴경과정책적휴경, 산간지와평야지, 복원가능한농지와복원불가능한농지등으로구분하여각조건에맞도록휴경지관리제도, 보상기준, 활용방안을다양하게모색해야한다는것이다. 현재휴경지에대한보상제도는지난쌀생산조정제이후중단된상태이며, 쌀생산조정제의보상수준역시농가에서는한계지에대한보상수준으로받아들이고있고이조차도적절하다와적절하지않다는의견이비슷하게나타나고있다. 또한시험포장에서의경영평가를통해서알수있듯이한계지이외의농지에서쌀생산조정이나농지기능의유지등을달성하기위해서는지난쌀생산조정제기간의보상수준보다약 70% 상승된수준에서보상기준이정해져야한다. 이러한휴경보상기준의현실화를통해서한계지뿐만아니라그주변에서농업생산이이루어지는농지까지를포함하여휴경지의효과적인관리를위한구역화를이룰수있다. 현단계에서휴경지활용은 어떻게활용할것인가 보다는 어떻게활용기반을만들것인가 가되어야한다. 즉농가수익성을우선하는평탄지논의휴경시에는배수시설을확충하여우량농지화하고국내수급상필요한콩, 고소득원예작물, 청예사료작물재배들을재배하고, 한계농지휴경지는중, 대규모의 휴경지구 로의전환이필요하며이를기반으로지역농업구조에맞는경관지구라든지시민공원이라든지효과적인활용을도입해야한다

9 SUMMARY I. Title Environmental Friendly Managements, Restoration Technology, and Farming Economy in Fallow Farmland Ⅱ. Objectives and Significance The agricultural policy in Korea has been shifted toward environmental protection, welfare for farmers, development of new agricultural demands, and enlargement of direct payments for farming. As rice farming has been shrunken from its major role in Korean agriculture, we are facing new problems such as decreasing farm population, increasing uncultivated farmland, and aging of farm labor. Recently, the rate of uncultivated rice field has been rapidly increased after the changes of agricultural policies caused from overabundance of rice production. Since the abandoned uncultivated rice fields have changed soil condition and fertility, and overly increased growth of weedy plants, those fields were deprived of the function of farmland and became the habitat of pest and harmful insects, which make damages to the adjacent farmland. To maintain the multilateral functions of agriculture, such as raise of food self-sufficiency rate, farmland should be preserved for maintaining a certain level of agricultural production. In this viewpoint, the uncultivated lands should be prevented from being idle land and reutilized within a time periods. This study is conducted to offer the basic data required for the restoration of the uncultivated paddy field, by surveying the vegetation of uncultivated lands and annual changes of its soil characteristics, and to suggest the proper management of the uncultivated land with development upland cropping system substituted for rice

10 Ⅲ. Contents and Scope 1. This study surveys the yearly changes of vegetation and soil of uncultivated paddy in different regions of South Korea. 2. The field study investigates the forage productivity and the public value of the uncultivated farmland by growing forage and green manure crops and landscape crops. Moreover, the cropping system of the seasonable crops based on above investigations will be developed. 3. To improve the paddy soil condition for cultivating upland crops, the underground drainage facilities were equipped and testified in the effects on growth and yield of upland crops. 4. The study restores rice cultivation according to the number of uncultivated years and evaluated crop productivity and suggests the techniques to minimize the soil influence due to fallow periods after restoration to paddy. 5. The economical evaluation of crop yield was conducted in various cropping systems to find adequate management for upland transformed paddy. Furthermore, the survey on fallow paddy land was reported in various regions of Korea and recommended the standards to decide the economic compensation for uncultivated paddy farmers. Ⅳ. Results and Strategies for Application of the study 1. vegetation and soil changes after transforming paddy to upland: In short term, transforming paddy to upland appeared to increase the soil fertility controlling the crop productivity in the various types of uncultivated farmlands. This is a effect of drying paddy caused a change in the soil environment and vegetation on according to the management type such as water drain system, and cultivation of substitute crops. The changes of soil moisture condition in uncultivated rice fields induced vegetation changes such as aspects of weed species and growth. The weed biomass preserved as uncultivated dry field was higher than that of uncultivated wet land. When - 9 -

11 the soil moisture was low, a certain species such as upland weed appeared to have the predominance. Furthermore, as the fallow continued, the rate of perennial dry field weed increased among all. When the uncultivated farmland was restored to rice paddy after one year, the soil fertility and physical characteristics was better than two or three years fallow. However, in case that the fallow was extended, the improvement effects were disappeared to be after the third year. Such changes of uncultivated rice paddy affects on the fertilization management choice of herbicide, and the method of weed control. 2. Cropping system in fallow paddy: The restoration to paddy rice after the alternative crops instead of rice was cultivated was effective in rice yield increase, prevention of weed, and the improvement of soil conditions. It was the most effective in increasing rice yield in case of restoring after one year-culturing the pulse family such as soybean. The two years with landscape cropping such as a rape - buckwheat was effective in increasing rice yield. The biggest problem, when the upland crops are cultivated as a substitute in the uncultivated rice paddy was wet injury from excessive soil moisture. It is difficult to cultivate upland crops in the uncultivated rice paddy because the soil contains high rate of clay and the area isolated lower than the upland field. In first year after fallow paddy, when the rainfall was heavy, there was long flooded and water logging period. That was why it was difficult to cultivate beans, rape or buckwheat among the alternative crops in the fallow rice paddy. However, as the uncultivated period goes longer than two years, the soil moisture condition was improved and there was not much difficulty in growing the upland crops. It is concluded that in the second year of uncultivated rice paddy it is beneficial to choose forage crops which was tolerant to wet injury occurring in the upland alternative crops. Also, it is recommended to cultivate landscape crops because of providing beautiful scenery. 3. The effect of paddy field equipped with underground drainage facility: Most rice paddy field in Korea has inferior water drain condition as they is

12 located at lower regions than adjacent farmland. There was high possibility being abandoned as idle land because of its inconsequent for dry field crop cultivation. To prevent such problems and increase the income of farming households, it is required to create the well drained farmland that was ready to convert to dry upland field. This kind of farmland has high advantage in efficient water supply and drain system, so when it is used as rice field it can block the leakage of water and the other case, the draining of the water can be quick enough to maintain the appropriate level of soil moisture. In this study, to make the well-drained farmland one of experimental plot was equipped with underground drainage system. The study proved the effectiveness of well drained farmland in cultivating bean, barley, forage crops and garden products such as pepper and autumn cabbage which are generally susceptible to wet injury in the low land of rice paddy. Also, this kind of farmland can have other merits such as the prevention of excessive use of fertilizer and contamination of agricultural water by circulation and recycle of irrigation water, and efficient use of insufficient water. The evaluation of the quality of recycled water in the low paddy field and fertilizer management system requires additional study. 4. Survey for management of fallow paddy, policy study, and compensation for farmer: The focus of agricultural policies is, nowadays, moving from its production to environmental issue, regional and residential welfare, enhancing agricultural product demand, and direct payment etc. The transition has undercut the importance of rice production which has been the center of agricultural industry in Korea. This is followed by some serious problems such as reduction of agricultural industry, increasing uncultivated land, decreasing farm population, and increasing aged farmers. This study attempts to find the effective strategies for compensation and management of uncultivated farmland as it depresses multilateral functions of agriculture and deteriorates the perception of consumers and taxpayers toward

13 the protective policies in agriculture. First, the study examines the current increasing rate of uncultivated farmland and reviews both domestic and foreign uncultivated farmland management system and policies. Second, the study conducts farm survey for farmers who have the uncultivated farmland. Finally, in order to measure and compare the productivity as farmland becomes uncultivated, experiments were set in similar uncultivated environment. This approach sets the basis to evaluate the uncultivated farmland management and finds the standard for direct compensation. It is summarized in management system, standard for compensation and strategies for practical application to farm policy. 1) Uncultivated Farmland Management System : The effective uncultivated farmland management suggests that the current system applied uniformly over the nation has to be differentiated in uncultivated farmland resulted by spontaneous generation area and policy objectives area, by mountain area and plain area, and by restorable area and unrestorable area. Specially, uncultivated farmland that arises spontaneously should maintain its capacity as land so it can be converted back as its demand. This requires proper compensation system and management responsibility. It means that instead of managing uncultivated farmland with individual and scattered basis, more systematic control through compensation system can form uncultivated zone and introduce entrust management system. It is necessary to systemize spontaneous generation uncultivated farmland based on the current situation as it emerged at a certain degree during the last rice production adjustment policy periods. 2) Standard for Compensation : The current standard for compensation has been interrupted since the last rice production adjustment policy period. The standard for compensation at the rice production adjustment period is yet treated as the standard to marginal farmland and even there are disagreement in level of the standard. Also as we can infer from farm management evaluation at the experimental plots in order to achieve rice production

14 adjustment or to maintain the farmland function, the standard for compensation has to be tuned upward as 70 percent higher than previous level. 3) Strategies for Application to Farm Policy : The utilization of uncultivated farmland is subjected to long-run uncultivated land and unrestorable idle land. However, the farm survey results show the possibility of utilization is thin. This is because currently some of uncultivated farmland are abandoned and neglected as marginal land which will be costly to recover. There are some examples and attempts of restoration for uncultivated farmland in foreign countries as public park, grazing land, and cultivation of crops for scenery. At this point, the challenge is not how to utilize it but what foundation can be made to utilize. That is, the transformation of marginal uncultivated farmland which is scattered into uncultivated farmland zone will enable the scenery district or civil park suitable for regional structure and will utilize it effectively

15 CONTENTS Summary 8 Contents 14 Chapter 1. Outline of the report on development of research 21 Chapter 2. Statues of research in Korea and other countries 24 Section 1. The present condition and problems of related technology in Korea and other countries 24 Section 2. The present condition and problem of relation technology and other countries 25 Chapter 3. Contents and products of the development of research 26 Section 1. Research of soil quality change in fallow paddy fields Change of soil character and soil chemical quality in fallow paddy fields Materials and methods Results and discussion 30 가. Change of soil character and soil chemical quality during fallow period in paddy fields 30 나. Change of soil moisture during fallow period in paddy fields 39 Section 2. Research of vegetation change in fallow paddy fields Character of vegetation change in paddy fields Materials and methods Results and discussion

16 가. Phase of vegetation change of vegetation in farmer s paddy field classified by research area 47 나. Phase of vegetation change of vegetation in fallow research paddy field 58 Section 3. Cultivation of alternative crops for fallow paddy and restoration to paddy field Cultivation of alternative crops for rice and productivity of rice in recovery field after fallow Materials and methods Results and discussion 65 가. Food crop cropping system using fallow paddy field 나. Forage crop cropping system using fallow paddy field 다. Landscape crop cropping system using fallow paddy field 라. Restoration of fallow paddy field Section 4. The study on paddy field equipped with underground drainage facility Research in paddy field equipped with underground drainage facility Materials and methods Results and discussion 80 가. Moisture capacity change comparison between paddy field equipped with underground drainage facility and alternative crops in paddy upland plot during cropping season 80 나. Crop yield capacity comparison between paddy field equipped with underground drainage facility and alternative crops in paddy upland plot 83 Section 5. Change in Agricultural Context and Farmland Policy

17 Section 6. Current Situation and Management System of Uncultivated Farmland 101 Section 7. Fact-Finding Survey for Uncultivated Farmland 114 Section 8. Uncultivated Farmland Management System and Policy Implications in Foreign Countries 131 Section 9. Improvement Strategies for Uncultivated Farmland Management 139 Chapter 4. Achievements and contribution of the studies to related fields 142 Section 1. Objective of research 142 Chapter 5. Plan for the application of the research 148 Section 1. Applicable field and plans 148 Chapter 6. References

18 목 차 요약문 3 목차 17 제 1 장연구개발과제의개요 21 제 2 장국내외기술개발현황 24 제 1 절국내외관련기술의현황과문제점 국내관련기술의현황과문제점 2. 외국의휴경지관리제도와시사점 제 3 장연구개발수행내용및결과 26 제1절 휴경논의토양특성변화조사 휴경논의토양특성변화 2. 재료및방법 3. 결과및고찰 가. 휴경논의토성및토양화학성의변화 나. 휴경논의토양수분변화 제2절 휴경논의식생변화조사 휴경논의식생변화특성 2. 재료및방법 3. 결과및고찰 가. 농가휴경논에서의지점별식생변화양상 나. 휴경논시험포장에서의식생변화

19 제3절 휴경논에서의벼대체작물의재배와복원 휴경논에서의벼대체작물의재배와 논으로복원후벼의생산성 2. 재료및방법 3. 결과및고찰 가. 휴경논을이용한식량작물작부체계 나. 휴경논을이용한사료작물작부체계 다. 휴경논을이용한경관작물작부체계 라. 휴경논의복원 제4절 논-밭전환이용이한우량농경지의조성 논-밭전환이용이한우량농경지조성연구 2. 재료및방법 3. 결과및고찰 가. 우량농경지와대체작물재배구의재배기간중 수분변화비교 나. 우량농경지와대체작물재배구에서의작물의수량성비교 제5절 농업여건및농지정책변화 농업여건의변화 2. 농지정책의변화 제 6 절휴경지현황및관리제도 휴경지현황 2. 휴경지 유휴지관련제도와정책 제 7 절휴경지실태분석 휴경지관리유형 2. 관리유형별휴경이유와관리실태 3. 관리유형별경영수지평가 제 8 절외국의휴경관리제도와시사점

20 1. 일본의휴경농지추이 2. 일본의휴경농지활용사례와유형 3. 농지제도개정과휴경농지대책의정비 4. 일본의쌀생산조정정책과휴경지관리 제 9 절휴경지관리의개선방안 휴경지관리제도 2. 휴경지보상기준 3. 휴경지의활용 제 4 장목표달성도및관련분야에의기여도 142 제 1 절연구개발목표와내용 연구개발목표와내용 2. 연차별연구개발목표와내용 3. 연구평가의착안점및달성도 4. 기술도입의타당성 5. 앞으로의전망 제 5 장연구개발결과의활용계획 148 제 1 절기대효과및활용방안 기술적측면 2. 경제 산업적측면 3. 활용방안 제 6 장참고문헌

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22 제 1 장 연구개발과제의개요 휴경지는노동력의부족과영농조건불량으로인해발생하며, 최근에는쌀생산의과잉축적으로인한농업정책의변화로논의휴경이급격히증가하였다. FTA 협상에따른농산물시장의개방추세는확대될것으로전망되고국내농산물생산과판매에서크게영향을받아휴경하는농가는지속적으로증가할것이예상된다. 농업경영에서불리하고생산조건이나쁜논과밭의휴경을법적으로보장할필요가있고선진국예와같이휴경보상정책의수립이요청된다. 휴경지를어떠한관리도하지않고방치하였을경우경작지의토양환경이변화하여비옥도가저하되고, 식생의발생량이크게증가하여농경지로서의기능을상실하게되며, 각종병해충의서식지의역할을하여인접논에피해를주게된다. 식량자급률제고등농업의다원적기능을유지시키기위해서는일정규모이상의농업생산과농지가유지되어야하며, 따라서농업경영에서불리하고생산조건이나쁜논과밭의휴경을법적으로보장할필요가있고선진국예와같이휴경보상정책의수립이요청된다. 또한최근빈발하고있는가축전염병들은반추성초식동물에과도한곡물사료와특수동물성사료공급에따른것으로국내에서생산된조사료공급위주의축산정책수립이필요하며이에따라막대한도입사료곡물에크게의존하고있는국내축산에서양질조사료생산이요청되고있다. 휴경논에대체작물로서사료작물을재배하여국내축산농가에필요한조사료를충당할수있으며휴경논에서의사료작물의재배기술의연구가요구된다. 휴경농지에경관작물과겨울철사료작물을재배하는것은농촌경관을개선시키고, 지역적으로특화하여관광자원으로서농가소득을높이게될것이다. 본연구에서는휴경지의식생및토양의연차적변화를조사하여, 논의복원시필요한관리를위한기초자료를제공하고, 벼대체작물의작부체계를활용한적절한휴경지관리방법을제시하고자수행되었다. 본연구는휴경지화에따라연차별식생변화, 토양변화를조사하고유휴지화상황을파악하였다. 논휴경지에사료녹비작물을재배하여조사료생산능력을평가하였고, 경관작물을도입하여환경개선을도모하여, 휴경지에사료녹비작물및경관작물재배시의공익적기능에대해서조사하였으며, 이에

23 따른농경지의계절별적정작물의작부체계를개발하였다. 또한농경지를우량농지화하여필요시전작물, 특수작물, 또는논으로개조하여필요한작물을재배농산물을생산할수있는시설을만들고운용상태를평가하였다. 휴경연수에따라벼재배를복원시키고작물의생산성을평가하고, 복원시휴경에따른토양영향을평가하며휴경영향을최소화하는기술을제시하였다. 우리농업정책의방향은농업내 외부적여건변화에따라농업생산중심에서환경보전, 지역, 주민복지, 직접지불의확대등으로전환하고있다. 이러한농정의변화는우리농업의중심역할을해온쌀의지위하락과이에따른농업의축소, 농지의휴경화, 농업인구의감소와농업노동력의고령화등으로심각한문제에부딪히고있다. 우리나라경지면적의변화추이를보면, 1985년 2,144.4천ha, 2000년 1,888.8천 ha, 2006년 1,800.5천ha로매년감소추세다. 이러한경지면적추세와더불어휴경농지면적은전반적으로증가추세를보이고있다. 1985년-2002년 20.0천 ha로유지되던휴경농지면적은 2003년이후 40천ha 이상을유지하고있다. 휴경률은 2003년평균 2.5% 를보이고있다. 특히 년은정부의쌀생산과잉조절을위한쌀생산조정제기간으로휴경면적의증가와상당한관련성을갖는다고볼수있다. 결국휴경지면적의증가는농업노동력의탈농화, 고령화에의한노동력부족과이로인한경지의방치등으로영농조건의불량화가지속된결과라할수있다. 그러나휴경의주된사유가무엇이든지간에대부분의휴경지는영농조건이불리한불량한농지라고할수있다. 본연구는농업 농촌의기초기반이되는농지가휴경되어농업의다원적기능을저하시키고, 농업보호에필요한국민의인식을저하시킬수있다고보고, 효과적인휴경지관리를위한보상과관리방안을찾고자하였다. 본연구는먼저매년증가하는휴경과관련된농업의내 외부적여건변화를파악하였다. 경지이용과전용, 쌀산업동향, 농업노동력추이등휴경에영향을미칠수있는요인에대해분석하고, 휴경지 유휴지관련제도와정책을검토하였다. 둘째로휴경지의관리유형을구분하고, 발생원인과관리실태, 복원및활용가능성등에대하여지역 연령별로실태조사를하였다. 셋째로

24 시험포장에서휴경에따른생산량변화를실험한결과를이용하여휴경에따른경영평가를하였다. 그리고실태조사와경영평가의결과를종합하여휴경지관리의효과적인방안과적정보상기준을찾고자하였다. 이를휴경지관리제도, 보상기준, 활용방안으로정리하였다

25 제 2 장 국내외기술개발현황 제 1 절국내외관련기술의현황과문제점 1. 국내관련기술의현황과문제점 미국을비롯한선진국에서이미휴경보상을실시하여농민의생계를보장하여주고있고과다한곡물생산량을조절하고있으며, 우리나라에서는 2003년부터시범실시된쌀생산조정제가 3년동안시행되었으며, 약정면적은 27,510 ha ( 필지수 169,062, 농가호수는 76,542 ) 에달하였다. 그러나, 국토가좁고농토가충분하지못한한국의실정에서쌀의재배를중단하고휴경을하는것은비생산적이고관리측면에서오랜기간방치는농경지로복원하는데어려움이크게된다. 휴경을하면식생변화는빠르게진행되며 1년차에는초본류잡초가다양하게발생하지만휴경기간이길어지면아가시아, 버드나무등목본류의잠입이늘고종다양성이감소하며곤충상과토양미생물상에서다양화가일어난다. 이렇듯방치된농경지는매우급속하게잡초지화하여경관을악화시키고필요시농경지회복이어렵게된다. 외국의농경지에서무경운, 최소경운대체작물재배가실시되었고휴경지대책으로열대지역에서는 slash mulch system 이추천되고여러지역에서피복재배가연구되었다. 휴경지에국내절대적으로부족되는사료작물의재배한다면매우바람직할것이고, 녹비작물재배는잡초발생을억제하며지력유지에효과적이다. 일제점령기간과해방초기에식량자급을위하여보리, 밀등답리작재배가적극추진되었고절대적으로부족하였던금비공급대체수단으로녹비작물재배가장려되었다. 휴경후토양은수용성무기성분들이난용성으로변화하고치환성양이온들이감소되지만토양유기물은늘어나게된다. 특히휴경지두과사료녹비작물재배는토양질소확보와양질사료공급차원에서매우유익하고동절기대기오염방지대비효과가크다는보고가있었다. 또한쌀생산

26 과다로벼재배면적이축소되고있는상황에서논에조사료를재배하여생산비를절감하는한다면낙농가의순익을증가시키고, 국제경쟁력을향상시키는계기기될수있다. 논을이용한사료작물재배에는여름동안사료용벼, 풋베기콩, 겨울동안자운영, 헤어리벳치, 호밀재배가검토되었다. 볏짚, 건초등조사료의공급비율을늘리기위해축산사료를논에심는 쌀대체작물재배 를 2006부터추진하였다. 2005년 3월이후 3년간경관보전직접지불제를시범시행한다. 경관보전직접지불제는소득이낮은경관작물의재배확대를위해정부에서소득차액을보전해주는제도로유채, 메밀, 해바라기, 코스모스, 목화, 야생화등이대상작물이다. 경관작물재배에따른소득손실액을겉보리재배시의소득을기준으로 10a당 170천원을보전해주기로하였다. 05 사업량은 470ha의규모였다. 2. 외국의휴경지관리제도와시사점 외국의휴경지관리제도는환경적목적과경제적목적으로실시하고있다. 환경적목적의휴경지관리제도는미국과영국에서, 경제적목적은 EU에서실시되고있다. 일본은복합적인형태를띠고있다. 미국은침식성이큰농지에대해침식억제라는환경적목적을위해 CRP(Conservation Reserve Program) 를실시하고있다. 영국도환경적목적을위해질소민감지역에휴경보상제를실시하고있다. 일본의휴경보상제는휴경지발생현황과이유가우리나라와유사한점이많다. 일본의휴경지현황은 1995년 24만 5천ha 에서 10년간약 50% 가증가하여 2005 년에는 38만ha 에이르고있다. 휴경지의지역별분포는우리나라와비슷하게평야지대보다는준산간이나산간지대에많이분포하고있다. 이는경작이어렵거나생산이떨어지는조건불리지역을휴경하는경우가많기때문이다. 일본의휴경농지관리특징중하나는휴경농지의발생을억제하기위한정책을들수있다. 이를위해안정적인농업경영체의육성이나기반정비사업을실시하고있으며, 기존휴경지의복구에대해서도교부금을지급한다는것이다. 또하나의특징은발생한휴경지의활용을지역적접근과농촌관광측면에관심을두고있다는것이다

27 제 3 장 연구개발수행내용및결과 제 1 절 휴경논의토양특성변화조사 1. 휴경논의토양특성변화 휴경지는노동력의부족과영농조건불량으로인해발생하며, 최근에는쌀생산의과잉축적으로인한농업정책의변화로논의휴경이급격히증가하였다. 이러한휴경지를어떠한관리도하지않고방치하였을경우토양환경이변화하여비옥도가저하되고, 토양물리성의악화되고, 침식에의해토양의유실되어농경지로서의기능을상실하게된다. 식량자급률제고등농업의다원적기능을유지시키기위해서는일정규모이상의농업생산과농지가유지되어야하며, 이를위해서휴경농지의유휴지화를방지하고재활용이요청된다. 휴경은토양비옥도증진또는농업생산량조절을위해서작물을재배하지않는유휴지의형태나답전윤환의형태로실시되고있다. 논을휴경하여대체작물로서밭작물을재배할경우농지이용구조가바뀌게되어배수기반시설이나토성, 대체작물의재배방식등관리방법에따라토양환경이특이하게변화하게된다. 답전윤환토양의암모니아태질소생성률은벼단작구보다현저하게많으며답전윤환의효과는 2~3년까지지속되나그후에는감소되며또한작부형태별토양질소의변화는논보다밭상태에서증가되는경향을보였다는보고가있었으며휴경논의경우유기물함량이증가하였으나재경작시벼의양분흡수량이휴경기간이오래될수록낮게나타났다 ( 김세근, 1998) 는보고가있었다. 본연구는휴경논에서의토양화학성의연차적변화를조사하여, 복원한논의벼시비량결정등, 휴경논의재경작시에필요한기초자료를제공하고, 벼대체작물의작부체계를활용한적절한휴경논의관리방법을제시하고자수행되었다. 우리나라에서는휴경농지를계속방치하여유휴지로변화되는것을억제하기위해서논을휴경하는대신에벼의대체작물을재배하도록하고있는

28 데이렇게논에밭작물을재배할때가장문제가되는것이습해이다. 논은대체로점토비율이높으며밭에비해지대가낮아휴경후에도습한상태로유지된다. 때문에휴경논에적합한대체작물의선정시토양수분조건이반드시고려되어야한다. 또한휴경논의토양수분조건의변화는잡초발생의양상등식생의변화와토성이나토양유기물등토양의물리화학성변화를유도한다. 논에서의휴경이진행되면가장먼저논의토양수분상태가변화하며휴경년수가경과됨에따라논은점차밭의특성을나타내게된다. 이러한논의토양수분조건에따른식생과토양특성의변화를예측한다면휴경논을재경작할때에비료의시용량결정이나잡초의적절한방제법선택에도움이될것이다. 이처럼휴경의지속기간과휴경기간동안의토양수분과토양화학성의변화는휴경이후복원시농기계의사용이나제초, 시비방법결정등노동력소요와생산비용의측면에서중요하게고려된다. 본연구는휴경년수에따른토양수분변화와토양화학성의변화를파악하고휴경논을재경작할시벼생육및수량에미치는영향을밝혀합리적인복원관리방법을수립하기위한기초자료를제공하고자수행되었다. 2. 재료및방법 본연구는경기도수원소재의서울대학교농장에서진행되었으며 2003년 10월벼수확후논의휴경을시작하여 2007년 5월까지휴경을유지하였다. 휴경논은경작을하지않는나지와사료작물, 식량작물, 경관작물등의대체작물을재배하는논 밭전환구로나누어각각의시험구를연차적으로논으로복원하며토양수분의변화와토성 T-N, NO 3, 유기물함량, CEC 등의토양의이화학적인변화를조사하였다. ( 표 1-1) 포장규모는 400m 55m 로서토양시료는매년작물의재배전과재배후 2회에걸쳐시험구당 5지점의토양을 10~20cm 깊이로채취하여기초토성분석과토양화학성분석을실시하였다. 토양시료의유기물함량은 Walkley-Black 법으로정량하였다. 0.5mm체에통과시킨풍건시료 0.5g을 500ml삼각 flask 에취하고 1N-K 2 Cr 2 O 7 용액 10ml와

29 진한황산 20ml를차례로가한후서서히흔들어준다음 30분간방치하였다. 증류수 200ml를가하고지시약 (0.025M o-phenanthroline-ferrous Complex) 을넣은후 0.5N-FeSO 4 로적정하여유기물함량을구하였으며계산방법은아래와같다. 유기탄소 (%) = ( B - T ) ( FeSO4 농도 ) S B : blank 적정시소모된 FeSO 4 의양 ( ml ) T : 시료적정시소모된 FeSO 4 의양 ( ml ) S : 토양시료무게 (g) 100 유기물함량 (%) = 유기탄소 (%) 1.724(Van Bemmelem factor) 토양시료의전질소함량은 Micro Kjeldahl 법으로정량하였다. 유기태질소를진한황산과촉매로분해아여암모니아태질소로변환시킨후알칼리조건에서이를증류에의하여정량하는방법으로 0.5mm 체를통과한풍건시료 1g 을 Micro Kjeldahl flask 에취하고 1.1g의 K 2 SO 4 혼합촉매와진한황산 5ml 를차례로가한후약 4시간동안가열분해시켰다. 분해액을증류수로희석한후증류플라스크에취하고증류한후표준황산용액으로적정하여질소함량을구했다. N(%) = ( T - B ) H2SO4 농도 S T : 시료적정에소모된황산의양 ( ml ) B : blank 적정에소모된황산의양 ( ml ) S : 토양시료무게 (g) 100 양이온치환용량은 ammonium acetate법 (1N CH 3COONH 4, ph=7.0) 으로정량하였다. 양이온치환용량분석용침출관에 2mm체를통과한풍건세토 5g을취하고 100ml의 1N CH 3 COOH 4 용액으로시료를 NH + 4 로포화시킨다음 Isoprppyl alcohol 100ml로흡착되지않은 NH + 4 를세척제거하고, 10% acidic NaCl 용액 100ml로써흡착된 NH + 4 를치환하고이용액 10ml의 NH + 4 를

30 Kjeldahl 증류하여 0.01N H 2SO 4 용액으로적정하여정량하였다. 따로증류수 를써서같은조건에서바탕시험을행하고, 다음식으로계산하였다. CEC(meq/100g) = ( T - B) N( 황산농도 ) 100 S T : 적정에소모된황산의양 ( ml ) B : blank 의적정에소모된황산의양 ( ml ) S : 토양시료 (g) F : 희석배수 F 토양수분의측정은각시험구에토양수분측정기를설치하거나휴대용측정기를이용하여매년 7월부터 10월사이의작물의재배기간에주기적으로측정하였다. 측정기기로는 pf meter( DIK-8332 / 8342 ), TDR-100(Field Scout), ECHO Soil Moisture Meter 등을이용하였다. 표 1-1 휴경시험구의경작체계 경작체계 년도 비휴경논 P P P 1년휴경논 U P P 2년휴경논 U U P 3년휴경논 U U U P : Paddy U : Upland R : rice F : food crop Fr : forage crop L : landscape crop N : non-cropping 휴경시험구의설계는경작을하지않는나지와대체작물을재배하는논 밭전환구로나누어유지하였고, 대체작물은식량작물과사료작물, 경관작물세종목으로나누어각각하계에재배할작물과동계에재배할작물을선정하였다. 식량작물에는콩 ( 하계 ) - 보리 ( 동계 ), 사료작물에는수수 수단그라스 ( 하계 ) - 호밀 ( 동계 ), 경관작물에는양절메밀 ( 하계 ) - 유채 ( 동계 ) 를지정

31 하였다. 식량작물로서콩의공시품종은초기습해에비교적강한것으로알려진태광콩이었으며, 보리는중부수원지방에서월동이가능한서둔찰보리를사용하였다. 사료작물은불출수형으로예취횟수가많으며습해에강한수수 수단그라스의점보품종을사용하였고, 동계작물로서는팔당호밀을청예용으로재배하였다. 경관작물은습하고서늘한곳에잘적응하는양절메밀과꽃색이진하며경장이짧고분지수가많아경관효과가높은탐미유채를재배하였다. 비휴경구의공시재료는추청벼였으며작물의재배관리는농진청주요작목영농표준재배법에따랐다. 표 1-2 논-밭전환 포장시험의 3 년간경작체계 3 년밭전환 2 년밭전환 1 년밭전환대조구논 U-U-U U-U-P U-P-P P-P-P F-F-F F-F-R F-R-R R-R-R 재배작물의종류 Fr-Fr-Fr Fr-Fr-R Fr-R-R R-R-R L-L-L L-L-R L-R-R R-R-R W-W-W W-W-R W-R-R R-R-R P : Paddy U : Upland R : rice F : food crop Fr : forage crop L : landscape crop N : non-cropping 3. 결과및고찰 가. 휴경논의토성및토양화학성의변화 1) 휴경논의연차에따른토성의변화 대체작물을재배하는논 밭전환구와작물을재배하지않고휴경한나지구 의토성은휴경전인 2004 년에비하여휴경 3 년차인 2006 년에는 Sand 함량 이 49.72% 에서 56.29% 로증가하였고 Clay 함량이 22.6% 에서 19.68% 로낮아

32 져 sandy loam의특성을나타내었다. 그러나이러한차이는휴경에의해포장의토성이크게변화되었다기보다는작물의재배특성상논상태보다는밭의상태에서점토의손실이크기때문인것으로판단되었다. ( 표 1-3) 표 1-3 논의휴경후의토성변화 년도 Sand (%) Silt (%) Clay (%) Soil texture sandy clay loam sandy loam 2) 휴경논의연차에따른토양화학성변화비교 휴경을하지않은비휴경구와 1년간대체작물을재배한후복원한논, 2 년간대체작물을재배한후복원한논, 그리고 3년동안대체작물을재배한논의토양화학성변화를비교하였을때, 대체작물을재배한논 밭전환구의전질소, NO 3 -N, 유기물, CEC 함량은휴경을하지않은논에비하여전체적으로높게나타났다. 대체작물의재배기간에따른시험구의토양화학성변화의경향을살펴보면, 논으로복원을하지않고 3년간밭작물을재배한 U-U-U구에서는전질소와유기물의함량은꾸준히증가하였으며, NO 3 -N은재배를 2년차에급격히떨어졌다. 이와같은경향은 2년간밭작물을재배한후논으로복원한 U-U-P구에서도나타났으며복원을하기전까지는전질소와유기물함량은비슷하게유지되거나증가하였고 NO 3 -N함량은대체작물재배 2년차에크게감소하였고, 논으로복원하여벼를재경작한이후에는전질소함량과유기물함량은감소하였고. NO 3 -N함량은다시증가하였다. 대체작물을 1년간재배한후복원한 U-P-P구는전질소함량은밭전환전과후는거의비슷하였고, 복원 1년차에는감소하다가복원후 2년차에는다시증가하였다. U-P-P구에서 CEC는대체작물재배기간증가하다가복원후 1 년차에는감소하였고복원후 2년차에는증가하였다

33 표 1-4 논의휴경후토양성분의변화 년도 재배 관리 T-N (%) NO 3 -N 유기물 CEC (mg/kg) (%) (cmol/kg) 2004 전 P-P-P 후 P-P-P 전 P-P-P 후 P-P-P 전 P-P-P 후 P-P-P 전 U-P-P 후 U-P-P 전 U-P-P 후 U-P-P 전 U-P-P 후 U-P-P 전 U-U-P 후 U-U-P 전 U-U-P 후 U-U-P 전 U-U-P 후 U-U-P 전 U-U-U 후 U-U-U 전 U-U-U 후 U-U-U 전 U-U-U 후 U-U-U P : Paddy U : Upland

34 계속논으로유지한비휴경구인 P-P-P구의전질소, NO 3-N, 유기물, CEC 수치는벼를재배전과후의차이가컸는데, 대체로벼를재배한후부터다음해에벼를재배할때까지는감소하였다가, 벼를재배한직후에는증가한것으로나타났다. 이는벼수확후볏짚의등잔여물의제거여부에따라영향이있는것으로생각되며, U-P-P구와 U-U-P구의경우복원시점에서전질소와 CEC 수치가낮아졌다가복원후 2년차에증가한것도이와같은이유일것이라고판단되었다 % T-N(%) % OM(%) P-P-P U-P-P U-U-P U-U-U P-P-P U-P-P U-U-P U-U-U ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) 재배기간 재배기간 cmol/kg mg/kg P-P-P NO 3 (mg/kg) U-P-P U-U-P U-U-U P-P-P U-P-P U-U-P CEC(cmol/kg) U-U-U ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) 재배기간 재배기간 그림 1-1 논의휴경후토양성분변화

35 전체적으로 NO 3-N를제외한전질소, 유기물, CEC의함량은대체작물의재배를시작하면서증가하다가논으로복원하면서수치가감소되었다. 따라서논을밭으로전환하여대체작물을재배하였을때토양의물리성과비옥도가증가논으로복원했을때시비절감이나토양개량의효과가있을것으로예상된다. 논을휴경한후경작을하지않고방임한나지구는다양한잡초식생들이심토에있는질소성분을흡수하고시간이지남에따라고사하고부식되어표토에축적이되면서토양환경에많은변화를주게된다. 이러한토양환경의변화가복원에미치는영향을알아보기위해시험구의휴경기간과휴경후복원했을때의토양화학성의변화를비교해보았다. 휴경을 3년동안지속한시험구의경우전질소, CEC의함량은휴경후 2년까지계속증가하다가 2년후반기부터감소하였고, 토양내 NO 3 -N의함량은휴경에따른특별한경향을보이지않았다 U-U-U ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) 유기물 (%) NO3(mg/kg) CEC(cmol/kg) T-N(%) 그림 년간휴경을지속한휴경구의토양화학성변화

36 U-P-P ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) 유기물 (%) NO3(mg/kg) CEC(cmol/kg) T-N(%) 그림 년간휴경후복원한논의토양화학성변화 유기물함량은휴경 1년차에비해휴경 2년차초기에는약간감소하였으나휴경 2년차후기부터는증가하는것으로나타났다. 휴경을 1년간한후논으로복원한시험구는전질소함량과 CEC 수치가휴경기간에는증가하다가복원후부터감소는경향을보여휴경의효과가있다고생각되었다. 반면유기물함량과 NO 3-N는휴경을했을때보다복원을한후증가하였는데, 이는벼를재배한후볏짚등잔여물과질소비료시비로인한영향인것으로판단된다. 2년동안지속해서휴경한후복원한시험구는휴경이진행되는기간동안전질소, 유기물, CEC 수치가증가하였으며복원후감소하였다. 토양내 NO 3 -N의함량은휴경기간동안계속감소하였으며복원후증가하 였는데. 이는휴경이지속되면서 논토양의특성에서밭토양의특성으로 변화하면서 NO 3-N 의함량이감소하기때문인것으로판단되었다. 휴경기간동안과복원후의토양변화를보았을때휴경을하면토양의비옥도를높이고토양개량에도움을주며복원후벼재배시시비경감의효과가있을것으로판단되며더욱정밀한토양변화를예측하고시비량결정에이용하기위해서이부분에대한추가적인연구가필요하다고생각된다

37 U-U-P ( 전 ) 2004( 후 ) 2005( 전 ) 2005( 후 ) 2006( 전 ) 2006( 후 ) 유기물 (%) NO3(mg/kg) CEC(cmol/kg) T-N(%) 그림 년간휴경후복원한논의토양화학성변화 3) 대체작물재배에따른휴경논토양의화학성변화 대체작물재배구에서의전질소, NO 3-N, 유기물, CEC 은전체적으로비휴경구논에비하여높게나타났으며, 나지상태로지속하였을때와도증감에다른경향을보였다. 논을휴경한후재배한대체작물의종류와비휴경논, 나지구의토양성분을연차적으로조사하여벼대체작물의종류에따른토양화학성의변화양상을비교해보았다. 토양내전질소의함량은식량작물재배구에서대체적으로높게나타났으며꾸준히증가하는경향을보였다. 사료작물재배구는재배 2년차까지증가하는경향을보였으나 2년차재배후전질소의함량이감소하였고이후에는비슷한수준을유지하였다. 경관작물재배구는대체작물을재배한첫해에는급격히약간감소하였다가재배후다시증가하였다. 작물을재배하지않고방임한나지구는변화의폭이크지않았다. 전질소는재배 2년차까지는식량

38 작물재배구와경관작물재배구에서높은수치를보였다. NO 3-N는식량작물재배구에서재배기간중꾸준히증가하였고, 53.18(mg/kg) 의높은수치를보였다. 사료작물재배구에서는휴경 2년후에서가장높은수치를보였으며, 경작을하지않은나지구에서는큰변화가없었다. 유기물의함량은식량작물재배구에서는재배기간동안감소하였고, 사료작물재배구에서는재배 2년차까지지속적으로증가하였다. 사료작물재배구에서유기물함량이증가한이유는상대적으로사료작물의식물체가크고부숙이느린지하부가토양에많이잔존하였기때문으로보여진다. 사료작물인수수는청예사료용으로지상부는전량수거되지만지하부가많이남아있게되어토양유기물증가에영향을주는것으로생각되었다. 유기물함량의증가는유효질소함량변화에는직접적인영향을미치지않는것으로보여지나, 토양물리성개량에효과적일것으로판단되어진다. T-N (%) 벼재배 식량작물재배 사료작물재배 경관작물재배 비경작 2004( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) 그림 1-5 대체작물재배에따른휴경논토양의 T-N (%) 함량의변화

39 NO 3 (mg/kg) 벼재배 식량작물재배 사료작물재배 경관작물재배 비경작 2004( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) 그림 1-6 대체작물재배에따른휴경논토양의 NO 3 -N(mg/kg) 함량의변화 OM(%) 벼재배 식량작물재배 사료작물재배 경관작물재배 비경작 2004( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) 그림 1-7 대체작물재배에따른휴경논토양의유기물 (%) 함량의변화

40 CEC(cmol/kg) 벼재배 식량작물재배 사료작물재배 경관작물재배 비경작 2004( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) 그림 1-8 대체작물재배에따른휴경논토양의 CEC(cmol/kg) 함량의변화 CEC수치는전체적으로대체작물재배기간에지속적으로증가하는경향을보였으며대체작물의재배가토양의비옥도향상에효과가있는것으로판단되었다. 휴경의목적이토양지력향상과토양개량에있다면전질소, NO 3 -N, CEC, 유기물함량의증가폭으로볼때, 휴경논에대체작물로서밭작물을재배하는것은효과적이었으며나지상태로비경작휴경을하는것보다는식량작물이나사료작물을재배하는것이토양증진에더욱효과적이었다. 나. 휴경논의토양수분변화 논을휴경하고대체작물로밭작물을재배할경우가장문제되는것은습해이다. 논의토성은 clay비율이높으며, 밭에비해지대가낮아휴경후에도습한상태가유지되고, 강우량이많을경우침수되는기간이길어져밭작물재배에치명적이다. 본연구에서는휴경논의토양내의수분변화가밭작물

41 생육에미치는영향을알아보기위한기초자료로서작물재배기간중토양의수분함량의변화를조사하였다. pf meter 수치는토양수분장력으로포장용수량은 1.8정도이고 1.5 ~ 2.7 정도가적습조건이며 1.5보다낮을때는과습조건이며 2.7보다높으면매우건조한상태이다. 휴경 1년차인 2004년도는작물재배기간중 7월에는밭토양상태의수분조건을유지하였으나, 8,9월중의잦은강우로토양수분과다상태가몇일씩지속되는경우가많았다. 밭작물의생육초기에토양이침수된상태로배수가불량하여작물의습해가심각하였다. 또한식생의수분요구도가토양수분상태에영향을미치기도하였는데, 콩이나수수 수단그라스와같이식생밀도가높은경우기상요건변화에따른토양수분변화가크지않았으며, 적정토양수분상태로빠르게복구되었다. 나지구와경관작물구에서과습할때와건조할때의 pf값의차이가크게나타났고, 경관작물구는과습한상태로지속되는기간이길어피해가있었다. mm 년 강우량기온 /15 07/30 08/14 08/29 09/13 09/28 10/13 그림 년도대체작물재배기간중강우량과기온변화

42 그림 년도휴경 1 년차대체작물재배구의토양수분변화 2005은평년에비해강우일수가많았으며강우량도많았으며휴경논의수분상태는약간과습한상태로유지되었다. 그러나전년도에비하여침수되는기간이줄었으며배수가잘되어작물의생육도양호하였다. 토양수분측정은 TDR100을이용하였고 TDR로측정하였을때토양수분의적정범위는 15 ~ 35% 이다. 작물재배기간중 7월에는적정조건을유지하였으나, 7 월하순과 9월중잦은강수로토양상태는과습한조건이었다. 작물을재배할때와작물을재배하지않을때의토양수분을비교해보면나지 ( 연평균 36%) 에비해재배지 ( 연평균 32%) 는수분수준이낮았다. 재배작물별토양수분은사료작물재배구-식량작물재배구-경관작물재배구순으로높았다. 사료작물구가가장건조하였으나예취기에는가장습하게나타났다. 나지구는전년도에이어가장습한것으로나타났는데이렇듯휴경논이습답으로유지되는경우논잡초의발생량이줄지않아복원시제초에어려움을겪을것으로생각된다. 식량작물구와경관작물구는적정한수분상태를유지하였고작물생육도우수하였다

43 mm 강우량기온 2005 년 /04 07/19 08/03 08/18 09/02 09/17 10/02 0 그림 년도대체작물재배기간중강우량과기온변화 그림 년도휴경 2 년차대체작물재배구의토양수분변화

44 2006년은평년에비해강우일수가적었으며집중호우도적어휴경논에서의습해가거의발생하지않았다. 토양수분의측정은 ECHO Soil Moisture Meter 하였으며적정토양수분의범위는 15% ~ 35% 이다. 작물의재배하지않은나지구는여전히가장습한것으로나타났으며배수가불량하여비가오며침수되는경우가많았다. 경작을지속적으로해온대체작물재배구에서는대체로적정수분상태를유지하였고과습한상태에서지속되는기간이짦았다. 그러나 8월말부터 10월까지강우량이적어포장이매우건조하였으며콩의경우한낮에는잎이시들었다. 재배작물별토양수분은식량작물재배구-사료작물재배구-경관작물재배구의순으로높았다. 휴경논의토양수분특성은밭에비해과습한조건으로유지되며배수가불량하여강수량이많을경우침수가쉽게된다. 휴경논에대체작물로서밭작물을재배할때는내습성이강한작물과품종을선택하여야하며작물의생육초기식생의밀도가조성되기이전에는침수가되지않도록하여야한다. mm 년 강우량기온 /07 07/22 08/06 08/21 09/05 09/20 10/05 10/20 11/04 0 그림 년도대체작물재배기간중강우량과기온변화

45 그림 년도휴경 3 년차대체작물재배구의토양수분변화

46 제 2 절 휴경논의식생변화조사 1. 휴경논의식생변화특성 담수로경작하던논을휴경하면재배시토양이나식생은기존의환경과는다른상태에서새로운식생종과경합을하고자연상태로의천이가진행이된다. 휴경이지속되면서휴경조건에따라다른형태의생태적천이가일어나게되는데, 습답상태로휴경이유지될경우식생의천이는늦추어지나논잡초의우점이지속될것이고, 건답휴경지일경우식생의천이가빠르게일어나며다양한잡초가침입을하게된다. 또한휴경시잡초의침입은초기에주변의식생에의해서우연적으로시작되며천이의진행은이렇게우연히침입된우점종에의해결정이된다. 우리나라휴경지의경우대부분경사지등영농조건이불리한지역에서많이발생하므로대부분재경작시문제가되는것은논잡초가아닌목본류의침입일것이다. 목본류가한번발생하면제초가어렵고재경작시중장비의동원이요구되어논으로의복원이힘들다. 최근에는쌀생산조정제로인해평탄지휴경논이많아지게되었고, 이러한휴경논에서논잡초의발생이크게증가하며각종병해충의온상이될가능성이크게되었다. 논을휴경할때에는이러한피해를줄이기위한적절한관리가요구되며, 휴경지를재경작할시를고려할때제초나토양보전측면에서지속적으로경작을하던농경지와는다른관리가필요할것이다. 따라서휴경지의생태적조건과휴경년수에따른잡초식생의천이과정을규명하고, 농지기반의붕괴에관한조사분석으로재경작시단기간에토지의생산성을복원할수있는기초자료가필요하다. 기존에보고된바에의하면휴경년수가다른경기도내 16개지역의조사에서휴경후재경작된논에서의수량은인근농가논에비하여약 11~28% 감수되였다고 ( 김 1997) 보고되었고, 또다른연구에서는휴경이지속된논을재경작할경우질소시비량을표준량보다다소낮추어도벼의수량에는영향이없다고하였다. ( 권 2003) 이는휴경후재경작시잡초발생량이많아지고, 또한제초제로방제가어려운잡초가많이우점화되었거나

47 재배상의차이때문으로추정이되며, 따라서휴경후잡초방제관리만제 대로이행된다면휴경에의한벼생산성향상을기대할수있을것으로생 각된다. 2. 재료및방법 본연구는휴경이지속된평야지논에서의연차적인잡초종조성및우점도등의변화를파악하여휴경논의합리적인관리와이용대책수립을위하여수행하였다. 본연구의수행하기위하여휴경을실시하는쌀생산조정지를대상으로조사포장을선정하였다. 쌀생산조정지는 2003년도부터휴경을시작하여 2005년에만료되었으며, 약정농지관리방법에따라생산조정지에다른작물을심거나부득이휴경하는경우에는년 1회이상논갈이를하도록되어잡초완전방임지는많지않았다. 식생조사지점은잡초완전방임을하는충남공주 2곳과충남홍성의 1곳, 경북김천의 1곳을선정하여 2004년 5월부터 2005년가을까지매년봄과가을 2회식생조사를실시하였다. 조사지점의형태및휴경관리방법은표 5 와같다. 충남공주시운암면주봉리의관리형태는습답상태로경운을하지않고 4년간유지한곳으로 2004년 6월부터 2년간조사하였으며 2006년도복원되었다. 충남공주시이인면의조사지점은건답상태로유지되었고 3년간무경운방임한후 2006년도에밭으로전환하였다. 이지점은 2004년 6월부터 2년간조사하였다. 경북김천시개령면의조사지점은습답으로유지되었고경운을하지않고 2년간휴경한후주변논들과같이비농업용도로개발되어변경되었다. 이지점은 2004년 1년간조사하였다. 충남홍성군갈산면의조사지점은 2005년 1년간조사되었으며건답상태로 3년동안무경운휴경을한후역시비농업용도로개발되었다. 경기도수원지역의서울대학농장의시험포에대체작물시험구에대비되는나지시험구를조성하여 2004년 5월부터 2006년 10월까지매년봄과가을 2회에걸쳐서조사하였다. 식생조사시 sampling 방법은측구법 (plot sampling method) 으로서채집조사지점을임으로선정하여방형구 (1m 1m) 로각각논휴경연수 1년, 2년, 3년차에침입한일년생, 다년생잡초의종류, 밀도, 생체량을조사하였고, 다

48 음의식을사용하여식생특성분포를작성하였다. 밀도 = 개체수 / 단위면적, 빈도 = 어떤종이출현한방형구수 / 전체방형구수, 우점도 = 어느한종의개체수 ( 건물량 )/ 총개체수 ( 총건물량 )*100 우점도지수 = (ni/n) 2 다양성지수 = (ni/n) 2 ln(ni/n) (ni= 각종의개체군이갖는중요도의수치 ( 개체수, 생체량등 ), N= 각종의중요도총합, 낮음 (0) 우점도 높음(1)) 표 2-1 조사지점위치및관리형태 번호 주소 관리형태 휴경기간 1 충남공주시운암면주봉리 습답, 무경운, 방치 4년 2 충남공주시이인면초봉리 건답, 무경운, 방치 3년 3 경북김천시개령면강천 1리 습답, 무경운, 방치 1년 4 충남홍성군갈산면상촌리 건답, 무경운, 방치 3년 5 경기도수원시서울대학교농장내 건답, 무경운, 방치 3년 3. 결과및고찰 가. 농가휴경논에서의지점별식생변화양상 충남지역과경북지역의쌀생산조정지를대상으로휴경논의식생변화양상을살펴본결과습답상태로경운을하지않고, 4년간휴경을지속한충남공주의시험포장에서는발생한초종은 2004년에는봄과가을에걸쳐총

49 29종이었으며, 2005년에는 19종이발견되어초종의분포는전년도에비하여단순해졌다. 방제가어려운논잡초인방동사니류가 2년에걸쳐여전히나타났으며, 전년도에는사마귀풀이나벼등의습생의논잡초가대부분이었으나휴경 4년차가되면서돌콩, 부들, 줄, 버드나무등의경작지가아닌곳에흔히나타나는초장이큰초종들이출현하였다. 구성하고있는초종은습지에서발생하는초종으로특히부들, 자귀풀등의초장이크고제거가어려운잡초종이대부분이었으며특히버드나무물버들과같은습생목본류의발생량이연차적으로현저하게증가하였다. 버드나무의발생량은 2004년 6월 4.08(g/m 2 ) 에서 2005년 10월 (g/m 2 ) 으로증가하였으며, 부들은 2004 년 6월 31.88(g/m 2 ) 에서 2005년 10월에는 (g/m 2 ) 로증가하여우점도도가장높았다. 이러한잡초종은대부분제초제살포나인력으로제거가불가능하며복원시큰어려움으로우려된다. 특히주로비경지에서발생하는나도겨풀, 부들, 고마리등은매년경작을하더라도토양중에오랫동안존재할수있고, 논에사용하고있는제초제에상당한내성을가지고있다고알려져있어재경작시에효과적인방제가요구된다. 다년생의비율은전년도에비하여크게증가하였으며, 평균적으로봄철에비해가을철에다년생비율이높았다. 잡초발생우점도를 Simson Index 로나타낸결과우점도지수의계절별변화를보면봄철증가하였다가가을철낮아지는양상을보였으며연차적으로 2004 년에비하여 2005년는약간줄어들었다. 다양성지수는 2004년도 1.64에서 2005년도 0.35로높아져휴경이지속될수록식생의다양성이줄어든다고판단되었으며이와같은양상기존의연구결과들과유사한경향이다. 휴경이경과함에따라초종의수는적어진반면다년생비율이증가하였고, 건물중도크게증가하였다. 우점도지수는낮아져식생천이의단계상자연상태에가까워졌다고판단되었다

50 표 2-2 충남공주시운암면조사시기별식생분포 2004 년 ( 휴경 3 년차 ) 2005 년 ( 휴경 4 년차 ) 6 월 10 월 6 월 10 월 우점종 건물우점중도우점종 (g/m 2 ) 건물우점중도 (g/m 2 ) 우점종 건물우점중도우점종 (g/m 2 ) 건물중 (g/m 2 ) 우점도 사마귀풀 나도겨풀 개피 부들 부들 방동사니 나도겨풀 나도겨풀 물버들 벼 부들 버드나무 강피 너도방동사니 돌콩 고마리 나도겨풀 강피 버드나무 바보여뀌 방동사니 버드나무 알방동사니 여뀌 너도방동 사니 속속이 고마리 자귀풀 벼 미국가막미국가막사리 사리 줄 버드나무 부들 자귀풀 나도방동사니 미국가막사리 개기장 매듭풀 우점도지수 0.34 우점도지수 0.16 우점도지수 0.35 우점도지수 0.28 다양성지수 1.64 다양성지수 2.00 다양성지수 1.43 다양성지수 0.35 다년생다년생다년생다년생 비율 (%) 비율 (%) 비율 (%) 비율 (%) 89 논잡초논잡초논잡초논잡초 비율 (%) 비율 (%) 비율 (%) 비율 (%)

51 위의시험포장과비슷한곳에위치한충남공주시이인면의시험포장은건답상태로경운을하지않고 3년간유지되었으며 2004년도부터 4차례에걸쳐조사하였다. 이인면초봉리의조사시기별식생분포를보면습한상태로유지된운암면의시험포장에비해다년생비율이적고, 계절에따른우점도지수의변화가거의없어식생의분포가다양한것으로나타났다. 잡초의생활사로구분하여볼때연차적으로다년생의비율이높아졌으며이다년생잡초들은버드나무, 바랭이, 미국쑥부쟁이등밭에서발생하는잡초들이었다. 다양성지수는계절적으로봄철에비하여가을철에약간낮게나타났는데이는올챙이고랭이, 사마귀풀, 여뀌등에비해생육량이좋고초장이크며면적을넓게차지하는강피등이식생이경합에서살아남아가을에우점하기때문인것으로생각된다. 잡초초종의다양성지수가낮고, 한초종이우점을하는경우제초의방식도단순해지기때문에제초에필요한노력이경감되는효과가있다. 휴경 2년차인 2004년의식생은종자로번식하는일년생잡초인올챙이고랭이, 방동사니류, 사마귀풀등의발생이현저하였고, 우점잡초는모두논에서주로볼수있는초종이었다. 3년차에는목본류인버드나무가발생하였고, 비경작지나밭에서주로발생되는미국쑥부쟁이바랭이등의발생량이많았으며, 배암차즈기, 개망초, 강아지풀이출현하였다

52 표 2-3 충남공주시이인면조사시기별식생분포 2004 ( 휴경 2 년차 ) 2005 ( 휴경 3 년차 ) 6 월 10 월 6 월 10 월 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 올챙이고랭이 강피 여뀌 바랭이 방동사니 방동사니 미국쑥부쟁이 미국쑥부쟁이 올챙이고강피 랭이 골풀 파대가리 사마귀풀 큰고랭이 버드나무 흰여뀌 쇠털골 고랭이 올방개 파대가리 가락지나물참방동사니 버드나무 돌피 여뀌 올방개 날개골풀 여뀌 미국쑥부쟁이 바랭이 돌콩 강아지풀 바랭이 개기장 참명아주 잔디바랭이 좀고추나미국쑥부 물쟁이 우점도우점도 지수 0.21 지수 다양성 다양성 지수 1.75 지수 다년생다년생 3 비율 (%) 비율 (%) 논잡초논잡초 93 비율 (%) 비율 (%) 부들 물꼬챙이골 우점도우점도지수 0.25 지수 다양성다양성지수 1.82 지수 다년생다년생 49 비율 (%) 비율 (%) 논잡초논잡초 62 비율 (%) 비율 (%)

53 경북김천의조사지점은 2004년에휴경을시작하여 1년동안 2회의조사를하였다. 휴경이시작되면서피방동사니류의논잡초와명아주바랭이등밭잡초가같이발생하였고, 전년도에재배되었던벼의우점도가가장높게나타났다. 이조사지점은전년도에벼를수확한수경운을하지않아벼의뿌리가그대로남아있는상태였고, 남아있는뿌리에서재생이되어계속자라고있었다. 10월 2차조사시에는벼의우점도가 71.93으로식생의대부분을차지하고있었다. 논을휴경할때경운을하지않고완전방임을하게되면자연발생벼의밀도가높아이를방치할경우재경작시잡초성벼의다량발생이우려된다. 우점도지수는 6월조사시점에는 0.02로서매우낮았고, 휴경이시작되면서기존의논잡초와변이된환경에적응하는외부잡초의침입으로포장내에경합이이루어짐을알수있다. 그러나 10월조사시벼의밀도가매우높아져우점도지수는 0.52로높아졌으며다양성지수는 1.63에서 1.14로낮아졌다. 휴경 1년차임에도불구하고, 6월조사시이미명아주, 바랭이등의밭잡초의우점도가높았고, 10월조사시목본류인버드나무가발견이되었는데, 이조사지점은주변에논이없어야산의밑에위치하고있어식생의천이가속도가빠른것으로판단되었다. 다년생비율은 34% 에서 74% 로크게증가하였는데이는다년생잡초의증가했다기보다는벼의밀도가높기때문인것으로판단되었다

54 표 2-4 경북김천조사시기별식생분포 2004 ( 휴경 1 년차 ) 6 월 10 월 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 벼 벼 물피 물피 명아주 속속이 속속이풀 강피 바랭이 방동사니 방동사니 미국가막사리 미국가막사리 개기장 벼룩나물 버드나무 한련초 바랭이 여뀌 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율 (%) 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율 (%)

55 충남홍성의조사지점은건답상태로경운을하지않았으며 3년간유지되었다. 조사지점의식생은우점도지수가 6월 0.10에서 0.18로약간증가하였으나큰차이는없었으며다양성지수는약간감소하였다. 초종의분포를보면 6월에는벼, 자귀풀나도겨풀등논잡초가우점하였으나 10월에는논잡초를거의볼수없었다. 바랭이, 참새귀리, 개망초, 달맞이꽃, 토끼풀, 들깨풀, 질경이, 쑥등대부분경작지가아닌야산이나들에서볼수있는초종이주를이루었으며, 건생목본류인아까시가출현하였다. 그러나일부논과근접한지점에서는잡초성벼의빈도도높았다. 습답으로유지되었던충남공주의운암면조사지점에비해식생은크게군락을이루지않았으며대부분의초종은다양하게분포하였다

56 표 2-5 충남홍성조사시기별식생분포 2005 ( 휴경 3 년차 ) 6 월 10 월 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 매듭풀 매듭풀 나도겨풀 달맞이꽃 골풀 갈대 참새귀리 참쑥 자귀풀 바랭이 벼 아까시 망초 달뿌리풀 질경이 자귀풀 강아지풀 미국개기장 달맞이꽃 돌콩 우점도우점도 0.10 지수지수 0.18 다양성다양성 2.46 지수지수 2.13 다년생다년생 37 비율 (%) 비율 (%) 28 논잡초논잡초 44 비율 (%) 비율 (%)

57 전체적으로조사지점휴경논의주요우점초종은습답으로유지된경우사마귀풀, 나도겨풀, 올챙이고랭이, 방동사니류의경지잡초가휴경후 1~2년에발생량이많다가 3년부터는급격히줄어들었다. 휴경이지속될수록부들, 버드나무와같은초장이큰다년생식생의밀도가높아졌다. 건답으로유지된경우많은종이다양하게발생하며천이단계가빠르게진행되는것을볼수있다. 잡초건물량을비교해보면습답으로유지한휴경논이건답으로유지했을때보다월등히높았고밀도도높았다. 건답휴경지의발생잡초의유형은바랭이, 질경이, 강아지풀과같은논에서보기힘든식생의우점도가높았고, 방동사니류와같은방제가어려운다년생논잡초도지속적으로많이나타났다. 습답이나건답으로유지한휴경논모두연차가지날수록다년생의비율이높아지는경향을보였다. 이와같이휴경초기에일시적으로일년생잡초의발생이증가하는것은제초제를사용하지않아일년생경지잡초가우점하게되기때문이고, 휴경연차가지나면서다년생외부잡초의유입이증가하게되고다년생잡초의밀도증가로일년생잡초는경합에서밀리게된다. 그러나이렇게경지잡초가아닌다년생잡초가우점하게되면휴경후복원을할때에제초제나일반경운으로는제초가쉽지않고, 복원을한뒤에도오랫동안잡초의종자생존력이유지되어지속적인관리가요구된다. 습답으로유지된휴경논은연차가지날수록다양성지수는빠르게낮아졌고우점도지수는계절적인차이가있었으나연차에다라높아졌다. 건답의식생변화특성은우점도지수와다양성지수의변화가계절적인차이는있으나연차적으로변이가크지않아식생의천이가습답으로유지된경우보다복잡하게진행이되는것으로판단되었다. 쌀생산조정제약정농지는대체작물을제배하거나부득이휴경을할경우년 1회논갈이를하도록하고있으나이를지키지못하는경우가있는데, 논을재경작할것을고려하고휴경을할경우목본류와생체량이큰잡초가발생하는 2년차후기에는반드시경운을해주어천이가진행되는것을방지하는것이좋다. 습답으로유지할경우식생이단순해지는효과는있으나잡초의생체량이크게증가하고논잡초가감소하지않아휴경을오래지속할경우에는주기적으로휴경논의물의유입을막아논을건조시키고생체량이큰수생잡초나일년생논의잡초의생육을저지하도록해야한다

58 우점도지수 다양성지수 다년생비율 (%) 습답 그림 2-1 건답 휴경논의입지조건별식생발생량의변화

59 나. 휴경논시험포장에서의식생변화 휴경논의식생발생의특성은지역적차이, 경지관리형태, 토양조건, 휴경기간에따른차이가크고비교가용이하지않아별도로시험포에서대체작물시험구에대비되는나지시험구를조성하여 2004년 5월부터 2006년 10월까지 3년간무경운방임휴경을진행하였다. 논의휴경년수에따른일년생다년생의잡초의종류와밀도, 생체량을조사하여, 그에따른잡초군락의변화를알아보고, 연차적으로복원을하여나지로방치하였을때재경작시미치는영향을알아보았다. 시험구에서 3년간발생한초종 ( 표 10, 11) 을보면휴경 1년차에는우점종의대부분이방동사니류와피, 자귀풀등논에서흔히발생하는잡초류가대부분이었다. 이중제초가어려운사초과와화본과의비율이높았고광엽잡초의발생은드물었다. 휴경 2년차에는방동사니나도겨풀등의논잡초도발생하였으나전년도에많이발생했던사마귀풀도현저히줄어들었고, 대신에바랭이, 보리뺑이, 지칭개등밭잡초가출현하였다. 시험구의토양의침수되는일수가전년도에비해줄어들어논에서밭에가까운환경으로변이하였기때문이라고판단되었다. 식생의건물량이급증하였고봄에는둑새풀이우점한후초장이대체로작은질경이, 바랭이등이나타났으나가을로접어들면서자귀풀, 개망초, 지칭개등초장이큰잡초들이군락을이루어우점하였다. 봄에비하여질경이쑥부쟁이등풀숲이나길가에서빈번한비경지잡초와건생목본류인아까시가나타났다. 주변이논인시험구에서휴경 2년차에이미목본류가나타났다는것은특이할만한일이다

60 표 2-6 휴경연차별논의식생발생량 ( ) 2004 년 ( 휴경 1 년차 ) 2005 년 ( 휴경 2 년차 ) 8 월 6 월 10 월 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 알방동사니 둑새풀 자귀풀 방동사니 돌피 개망초 강피 지칭개 지칭개 참비녀골풀 속속이풀 바랭이 벼 개망초 나도겨풀 바람하늘지기 쑥부쟁이 돌피 자귀풀 질경이 아까시 속속이 바랭이 방동사니 물피 아까시 누운주름잎 개기장 자귀풀 뽀리뺑이 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율 (%) 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율

61 표 2-7 휴경연차별논의식생발생량 ( 2006 ) 2006 ( 휴경 3 년차 ) 6 월 10 월 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 우점종 건물중 (g/m 2 ) 우점도 둑새풀 개망초 개망초 자귀풀 아까시 아까시 돌피 나도겨풀 지칭개 지칭개 바랭이 바랭이 여뀌 여뀌 자귀풀 질경이 사마귀풀 개기장 질경이 돌피 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율 (%) 우점도지수다양성지수다년생비율 (%) 논잡초비율 (%)

62 아까시는생육을볼때 6월에는건물중이 10.61(g/m 2 ) 에서 10월에는 (g/m 2 ) 로약 3.9배증가하였고, 굵기는 16mm, 높이는 128cm에달하였다. 휴경 3년차에는 6월에는역시둑새풀이우점하였으나 1년차에우점하였던방동사니류와골풀등은거의찾아볼수없었고대부분의밭잡초들이우점을하였다. 특히자귀풀과개망초의우점이눈에띄었고가을에는나도겨풀이자귀풀과개망초군락과더불어높은우점도를보였다. 목본류의아까시의개체수와생체량이증가하여, 건물중이 (g/m 2 ) 로크게증가하였다. 위의변화양상은휴경논이휴경년차가경과하여점점비경지화가되어감에따라경지잡초이외의목본류와비경지잡초의발생이증가한다는기존의보고들과부합한다 논잡초비율 (%) 다년생비율 (%) 건물중 (g/m2) 그림 2-2 휴경연차에따른식생발생변화

63 휴경기간에따라다년생비율은봄철에비해가을철에높았고, 첫해에높게나타났다가휴경이지속되면서점차다시증가하는추세를보였다. 이는휴경을시작할때우점을하였던다년생의논잡초들이점차로식생환경이변화함에따라빠르게자리잡은일년생밭잡초들과의경합에밀려났기때문인것으로생각된다. 다양성지수와우점도지수는계절에따라증감을반복하였고, 연차변이는크지않았다. 건답상태에서의휴경은식생의형성에제한요소가습답에비해적고경합이심해짧은휴경기간동안에서는소수의식생군락이우점하는천이단계까지도달하지못한다고생각된다. 따라서복원시제초노력을경감하기위해서는휴경지를관리할때에는휴경기간은목본류가발생하는 2년에서 3년간만진행을하며그이상진행할경우경운을연 1회정도해주는것이필요하고, 논잡초의제거와식생의천이를지연시키기위해서건답상태로유지하여야한다

64 제 3 절 휴경논의벼대체작물재배와복원 1. 휴경논에서의벼대체작물재배와논으로복원후벼의생산성휴경농지를 2년이상계속휴경하면경지로서의형태와기능을상실하고농지로재이용하려면개간에준하는작업이필요하게된다. 또한휴경논에서발생하는잡초군락은잡초종자의이동과병해충과조수의서식지및월동지로서인접논에피해를줄수있다. 또한잡초군락이발달하게되면경관상으로도좋지않아서독특하고깨끗한농촌의이미지를잃게한다. 휴경지의발생원인별면적비율을보면과거에는노동력부족 41.9%, 영농조건불량 28.2% 등의순으로 ( 박석두 2005 ) 대부분열등농지가휴경농지나유휴지로방치되었다. 최근에는쌀생산량조정의일환으로논을휴경하도록하는쌀생산조정제가실시되어휴경이급증하였다. 휴경지의입지조건에맞은벼대체작물을재배하면이러한휴경으로인해발생되는여러가지문제점들을예방하고농지를보전하며휴경논의활용도를높일수있을것이다. 재배관리가쉬운녹비작물을재배하여지력증진의효과를높이고, 축산농가인근에사료작물을재배하여양질의조사료를자체생산해축산농가의소득증대기여할수있다. 벼대체작물로서경관작물을재배하면농촌경관을아름답게하는동시에밀원식물로서이용될수있으며, 지역특산으로인식이되어농촌관광자원이될수도있다. 또한월동이가능한사료작물들도겨울철경관효과를기대할수있다. 본연구에서는중부지방휴경논에재배될수있는식량작물, 사료작물, 경관작물의하계작물과동계작물을각각지정하고휴경지대체작물재배의적정성과문제점파악하고적정작부체계를제시하고자수행되었다. 2. 재료및방법벼재배대체작물의계절별적정작물의작부체계의개발을위해식량작물과사료작물, 경관작물, 세종목으로나누어각각하계작물과동계작물을선정하였다. 식량작물에는하계작물로서논에서의재배가이루어지고있는콩, 동계작물로서보리를선정하였다. 사료작물은논뒷그루로서예취횟수가많

65 은하계에는수수 수단그라스, 동계에는호밀을선정하였다. 경관작물에는하계작물메밀과동계작물유채를지정하였다. 식량작물로서콩의공시품종은초기습해에비교적강한것으로알려진태광콩이었으며, 보리는중부수원지방에서월동이가능한서둔찰보리를사용하였다. 사료작물은수수 수단그라스 JUMBO 품종을이용하였고, 동계작물로서는팔당호밀을사용하였다. 경관작물은습하고서늘한곳에잘적응하는양절메밀과관상종실겸용다수성인육성탐미유채를재배하였다. 작물의재배관리는농진청주요작목영농표준재배법에따랐다. 휴경년수와휴경시재배한대체작물에따른복원논의생산성을알아보기위하여각각의대체작물재배구는휴경 1년차, 2년차, 3년차에논으로복원이되었으며휴경기간과복원후의토양환경변화를조사하여대체작물재배가복원후벼재배에미치는영향을조사하였다. 복원시트렉터를이용하여경운을 2회실시하였고, 제초는일반벼재배와동일하게하였다. 복원한논에재배한공시품종은추청벼를사용하였다. 표 3-1 논-밭전환 포장시험의 3 년간경작체계 3 년밭전환 2 년밭전환 1 년밭전환논대조구 U-U-U U-U-P U-P-P P-P-P F-F-F F-F-R F-R-R R-R-R 재배작물의종류 Fr-Fr-Fr Fr-Fr-R Fr-R-R R-R-R L-L-L L-L-R L-R-R R-R-R W-W-W W-W-R W-R-R R-R-R P : Paddy U : Upland R : rice F : food crop Fr : forage crop L : landscape crop N : non-cropping

66 3. 결과및고찰 가. 휴경논을이용한식량작물작부체계 1) 휴경논에서의벼대체작물콩의재배국내에서는적정벼재배면적유지와쌀수급안정을위한정책으로논에콩을재배하는농가의소득보전정책으로논에서의콩의재배가이루어지고있으며, 논콩재배는지력유지와윤작에의한잡초및병해충피해를경감시키는효과가있다. 콩은뿌리에서질소를고정하여이용하므로지력회복에도도움을준다. 그러나논토양은수분이많고비옥하여, 습해와도복의발생이우려되므로수량이떨어질것으로예상되었고, 본실험에서는논에서의콩의생육과생산성을조사하여벼대체작물로서콩을평가하였다. 표 3-2 휴경논의대체작물재배구의콩의생산성 재배백립중 (g) 종실수량 (kg/10a) 수량지수 (%) 휴경 1 년 25.3± ± 휴경 2 년 27.3± ± 휴경 3 년 27.1± ± 휴경논에서의콩재배기간중토양수분은평균 33% 수준으로강우량이많은시기에는시험구가침수되어 50% 수준의수분과다상태가 2~3일지속되어콩의생육이불량하였다. 특히콩의생육초기에습해를받으면수량이급감하는요인이되었다. 여름철집중호우시침수우려가없고, 비가그친후 1~2일내에배수가되는토양에서재배하는것이좋을것으로판단되었다. 종실수량은재배가 2년차에는크게줄었으나일반적인밭재배수량에비해크게떨어지지않는수준이었다. 재배 1년차에는토양중전질소,