[토양학] 농경지 토양관리 - 토양 유실 방지대책

토양 유실 방지대책

토양을 침식으로부터 보전하는 가장 기본적인 대책으로는 유기물 사용이 있다. 물에 견디는 토양구조의 발달을 꾀하여 빗물을 충분히 침투시키고, 빗물의 직접적인 타격을 피하는 멀칭을 하며, 유거수의 속도를 느리게 하는 방법 등이 있다. 실질적인 토양 유실방지 방법으로는 적절한 영농방법에 의한 농경적인 방법과 토목공사에 의한 토목적인 방법으로 크게 구분할 수 있다. 토양 유실을 방지하기 위한 농경적인 방법으로는 작물의 선택 및 작부체계, 작물의 재배 및 관리방법, 토양의 피복 정도를 좌우하는 적지적작과 부초 등이 중요하다.

가   등고선 재배

등고선 재배란 경사면을 가로로 같은 높이의 선을 이은 등고선(等高線)에 따라 경작하는 것을 말한다. 등고선 재배로 밭을 경작할 때에는 밭모양이 어떤 형태라도 지금까지 해온 밭이랑을 염두에 두지 말고 등고선에 따라야 하며 이때 등고선이 구부러진 모양이 되더라도 반드시 등고선에 따라 경작하여야 한다. 등고선 재배는 토양 유실을 방지할 뿐만 아니라 비가 적을 때는 빗물의 저장을 돕는다. 또한 밭갈이, 씨뿌리기, 김매기 및 수확 작업에 있어서도 노력과 시간이 절약된다.

특히 경사가 약간 심한 곳에서는 경사지 밭을 등고선에 따라 작물대(作物帶)와 초생대(草生帶)를 서로 번갈아 바꾸어 띠 모양으로 배열하는 방법이 있는데 이를 등고선 대상 재배라 한다. 그러나 경사가 심한 곳에서는 농기계 이용이 불편하여 경사면의 아래위로 고랑을 만드는 상하경 재배(上下耕裁培)를 하는 경향이 있어 토양침식이 심각 하다. 연구결과에 의하면 상하경 재배는 등고선 재배에 비하여 토양 유실량이 1.5∼2.5배 정도로 많다고 한다.

나   작물 및 작부체계

일반적으로 땅 표면 피복 정도가 좋고 작물의 지상부의 건물 함량이 많은 작물일수록 토양 유실량이 적다. 또한 단작보다 합리적인 작부체계를 도입하는 것이 유리하다. 예를 들어 옥수수, 참깨, 고추, 조 등과 같은 작물은 토양 유실이 많고, 목초, 감자, 고구마 등과 같은 작물은 토양 유실이 매우 적다. 그러므로 경사가 심한 곳에서는 목초, 감자, 고구마와 같은 피복도가 높은 작물을 선택하는 것이 좋다. 또한 단작보다 보리-콩, 보리-옥수수 등과 같은 작부가 토양 유실방지에 더욱 효과적이다.

 

다   지표면 피복

토양 유실방지 효과는 볏짚부초가 비닐멀칭보다 훨씬 좋다. 작물 혹은 비닐 위에 떨어진 빗물이 흙과 함께 고랑으로 유실되지만, 볏짚부초는 토양입자의 분리와 비산 및 운반을 막고 빗물의 땅속 침투를 좋게 하기 때문이다. 특히 비닐멀칭은 폭우가 오거나 경사가 심한 곳에서는 고랑 일부가 파괴되어 작은 골짜기를 만드는 것을 흔히 볼 수 있다.

 

상하경 재배는 등고선 재배에 비하여 2배 정도로 토양 유실량이 많다. 이는 등고선 자체가 물의 흐름을 차단하여 유속을 느리게 하는 반면 상하경 이랑은 경사하부로 물이 내려오면서 유속이 가속되어 토양입자의 운반속도가 증가된다.

라   경운방법

무경운 재배는 경운을 하지 않고 작물의 잔재가 남아 있는 상태에서 파종 하므로 생육 초기 토양침식을 크게 줄일 수 있다. 무경운 재배는 경운 재배에 비하여 1/3 정도 토양 유실을 줄일 수 있다. 무경운 재배는 작물생육 초기 표토에 피막이 형성되어 증발산을 감소시키고, 토층 내 수분 함량을 높인다. 이뿐만 아니라 빗방울의 타격력으로부터 토립의 분리 및 비산을 줄여 토양의 안전도를 높임으로써 유출수에 의한 토립의 이동을 줄여 토양 유실방지 효과가 있었다.

마   토성별 퇴비 시용에 따른 토양 유실방지 효과

퇴비 사용(15톤/ha)으로 토양 유실량을 30∼50%를 줄일 수 있었으며 퇴비 시용에 따른 토성별 토양 유실방지 효과는 식양토보다 사양토가 컸다. 토양 중 점토 함량이 35∼40%로 증가되면 토양 유실량은 감소된다. 이와 같은 현상은 토양의 응집력이 크고 내수성입단의 안정성이 크기 때문이다. 퇴비를 시용하면 퇴비가 입단구조의 발달을 촉진시키고 토양을 성글게 하여 빗방울의 타격력에 대한 저항성을 높여 토양 유실방지에 효과가 있다.

바   고랭지 채소재배 단지의 토양보전 대책

고랭지는 표고를 기준으로 하여 해발 400∼600m를 준고랭지, 600m 이상을 고랭지로 구분한다. 전국 고랭지 밭의 총면적은 32,300ha로 이 중 강원도에 총면적의 63.4%가 분포한다. 고랭지 농업은 산지농업형태의 특성상 기온이 낮아 경작이 이루어지는 6∼9월을 제외하고는 나지상태로 방치되고있다. 또한 대부분의 고랭지는 경사가 15˚이상인 지역이 많으며, 상하경 재배가 많이 행해지고 있다. 그러므로 고랭지 밭토양은 보통 밭토양에 비하여 토양 유실량이 4∼6배 정도로 많다.

 

양분은 대부분 유출수와 함께 유실되며 침투수와 유실토에서는 적은 양이 유실된다. 이와 같은 경향은 사양토, 양토, 식양토에서 비슷하게 나타났다. 토성별 양분 유실량은 점토 함량이 적은 사양토에서 적고 식양토에서 많았다. 요소나 암모니아 형태로 농경지에 사용된 질소는 대부분 질산태 질소로 변환되어 토양 내에서 유동성을 가지므로 지표 유출수나 지하 침투수와 함께 쉽게 이동된다. 인의 경우에는 토양 내 유동성이 작기 때문에 주로 유실되는 토양 입자에 흡착된 상태로 하천으로 이동하게 된다. 특히 질소와 인은 하천의 부영양화를 유발하는 주된 영양 원소로 알려져 있다. 한강 상류인 양평 지역에서는 상수원 오염을 줄이기 위해 토양 보전농법을 적용하여 토양 유실량, 물 유출량 및 양분 유실량을 5년 동안 조사한 결과 보전농업 적용으로 토양 유실량은 1/6 정도, 물 유출량은 1/2 정도, 양분 유실량은 1/3 정도 줄일 수 있었다.
이 지역에서 1994년 보전농법 실용화 재배지를 3ha 조성하여 토양 유실량을 5년 동안 조사하였다. 보전농법을 적용하지 않은 관행 재배지에서는 연간 토양 유실량이 135톤/ha로, 이는 표토 1cm 이상이 매년 유실되는 양이다. 그러나 보전 처리에서는 관행 재배에 비하여 1/6로 토양 유실량을 크게 줄여 작토의 비옥도를 유지할 수 있었다. 보전 처리의 효과는 계단전이 제일 높았으며 승수로, 초생수로, 초생대 순이었다.

○ 토양 침식방지 효과: 135톤/ha/년 ⇒ 24톤/ha/년

○ 보전 처리별 침식방지 효과: 계단전>승수로>초생수로>초생대

○ 물 유출방지 효과: 1,604톤/ha/년 ⇒ 860톤/ha/년

○ 양분 유실방지 효과: 72.8kg/ha/년 ⇒ 26.8kg/ha/년

○ 경토 1cm가 생성 발달하는 데 약 200년 소요

경사지에서 강우에 의한 토양의 침식은 비옥한 토양을 유실되게 할 뿐만 아니라 오염의 원인이 된다. 농경지에서 발생되는 비점원(Nonpoint Source) 오염은 화학 비료와 농약 및 유기질 비료 등의 사용에 주로 기인하며 지표 유출수와 지하 침수를 통하여 하천 등으로 유입된다. 특히 강우에 의한 토양 유실이 중요한 부분을 차지하고 있다. 대부분의 경우 농경지에서 배출되는 염류의 양은 비료 사용 직후 비가 와서 유출수가 발생할 때 크게 나타나고, 강우와 관개수로 인하여 침투된 염류가 기저유출수와 함께 하천으로 유입된다.

사   수변완충대로서 식생여과대 설치 효과

강이나 호수 등 수계 주변에 식생을 활용하여 완충대를 조성하면 토양 유실로 인한 질소, 인 등의 비점오염원이 수계에 들어가는 양을 줄일 수 있다. 식생여과대의 토사유출 저감비율은 58∼89%까지 보고되고 있다. 경사도별 로 권장하는 식생여과대 설치 폭은 경사도 0∼10%는 4.5m, 경사도 10∼20%는 6.0m, 경사도 20∼30%는 7.5m 이상이다. 경사장이 긴 산지 초지의 경우 경사장별로 식생여과대의 폭을 추천하는데 경사장 50m 이하는 5m, 경사장 50∼100m는 10m, 경사장 100∼200m는 20m, 경사장 200m 초과는 30m 이상이다. 식생여과대는 자연초지 또는 목초로 조성하며, 비가 많이 오는 장마기에는 예취를 하지 않아야 토사유출 저감효과를 높일 수 있다.

 

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