영양 관리의 목적과 효과

질소비료의 문제점

질소비료는 지난 세기 동안 농업 시스템의 생산 능력을 크게 향상시켰지만, 동시에 생태계에 유리활성질소의 양을 증가시켰다. 합성질소의 일부는 농작물에 의해 흡수되어 작물의 성장과 수확량을 증가시켰지만, 식물이 이용하지 않는 질소는 실로 엄청난 문제를 일으킨다. 대부분의 질소비료는 논란의 소지가 많으며, 화학적으로 토양의 유기물을 파괴한다. 질소는 지하수로 스며들거나 지표류로 이동하다가 결국 하천과 강으로 흘러 들어가 조류 대증식 현상을 야기하거나 산소가 부족한 해양 데드존을 발생시킨다. 이런 데드존이 전 세계적으로 500개나 된다. 수계의 높아진 질소 수치가 어류 떼죽음의 주요 원인으로 밝혀진 바 잇다. 토양 박테리아에 의해 질산비료로 만들어진 아산화질소는 대기 온난화 효과에서 이산화탄소보다 298배 더 강력하다.

 

영양 관리의 목적

농경 방식에서 적절한 영양 관리를 하면 비료의 효율성을 향상시킬 수 있다. 농작물이 비료보다 훨씬 많은 비율을 차지할 수 있도록 하고, 토양의 질소비료가 식물에 흡수되지 않도록 하여 이후 아산화질소로 변환될 가능성을 줄일 수 있다. 효과적인 영양 관리는 적절한 공급, 적절한 시기, 적절한 장소, 적절한 비율의 네 가지로 요약할 수 있다. 이들 원리는 질소 사용 효율을 향상시키는 것을 목표로 하는데, 질소 사용 효율은 토양에 뿌려지는 질소 또는 잔류하는 질소에 대한 식물 생산성의 비율로 정의한다.

 

적절한 공급이란 주로 비료 선택을 식물의 필요조건 또는 장비 제한에 맞추는 것이다. 비료는 다양한 고체 또는 액체 형태로 제공되며, 각기 다른 전달 메커니즘을 갖는 다양한 질소 화합물로 구성된다. 비료 제조업체들은 도포 후 분해 속도를 늦추는 중합체로 코팅된 완효성 과립형 제품을 만들기 시작했다. 이들 제품에서 나오는 질소의 전달은 식물의 요구 조건과 잘 맞아떨어지고, 아산화질소로 바뀌어 식물에서 손실되는 질소의 양을 줄인다. 이들은 시장에서 비교적 새로운 제품이며, 비용 때문에 널리 사용되지는 않는다. 그럼에도 불구하고 초기 연구에 따르면, 이들 제품은 아산화질소 배출을 감소시키는 데 잠재적인 효과가 있을 것이라고 한다.

 

적절한 시기와 적절한 장소는 농작물 수요가 가장 높은 시기와 장소에 질소를 공급하기 위해 비료 적용을 관리하는 데 초점을 맞춘다. 농작물의 질소에 대한 수요는 성장기 내내 일정하지 않다. 식물은 일반적으로 성장 단계에 가까워질수록 훨씬 더 많은 영양분을 필요로 한다. 질소 공급 시기를 이렇게 수요가 증가할 때에 맞추면 식물이 흡수하는 양은 빠르게 늘고 과잉은 줄어든다. 생산을 단순화하고 식물을 손상시키는 장비의 가능성을 줄이기 위해 생산자는 종종 식물의 질소 수요가 적은 시기인 재식 또는 그 직후에 비료를 뿌린다. 연간 도포해야 할 총 비료를 두 가지 용도로 나누어 쓰면 비료가 사용되지 않을 가능성이 줄어든다.

 

논쟁이 있기는 하짐나 비료로 인한 아산화질소 배출물을 처리하는 데 가장 중요한 결정은 적절한 비율을 선택하는 것이다. 생산자들은 종종 잠재적으로 열악한 재배 환경에 대한 완충장치로서 권장량보다 더 많은 비료를 사용한다. 그 결과 보통 최적의 비율을 훨씬 초과해 비료가 도포되기 때문에 아산화질소 배출에 더 취약해진다.

 

적절한 영양 관리를 택하려면 교육과 지원뿐 아니라 생산자에 대한 인센티브와 비료 공급량을 제한하는 규제 강화가 필요하다. 이런 방법들의 균형을 어떻게 맞출지는 지역적 맥락과 그것의 정치적 타당성에 달려 있다. 예를 들어 미국에서는 일부 생산자가 규제보다 인센티브와 교육 프로그램을 더 잘 받아들이는 것으로 나타났다. 미국탄소등록부와 같은 단체들은 연구자들과 협력하여 비료율 감소에 초점을 맞춘 탄소배출량 방법론을 개발하고, 궁극적으로 탄소중립 시장으로부터의 금액을 생산자에게 제공하는 프로젝트에 생산자들이 참여하도록 했다.

 

영양 관리의 효과

현재 대략 1763만 헥타르의 농지에서 2050년까지 총 8억5000만 헥타르의 농지에 대한 비료 남용을 줄임으로써 피할 수 있는 아산화질소 배출량은 1.8기가톤의 이산화탄소에 상당하는 규모다. 투자가 필요 없으며, 생산자는 1020억 달러의 비료 값을 절감할 수 있다. 이 분석은 농부들이 두 가지 방식을 모두 따를 가능성이 있기 때문에 보존농업과 병행하는 채택을 가정한다.