가축분뇨는 화학비료와 더불어 토양의 양분집적과 수계의 녹적조 등 환경오염의 주원인으로 지목되고 있어 배출원단위와 분뇨의 양분 농도를 근거로 한 국가적 차원의 정밀 양분관리가 요구되고 있다. 2008년에 개정 고시된 가축분뇨 배출원단위는 가축분뇨 발생량 산정의 근거로서 국가정책 입안 자료로 활용되고 있으나 주요가축(한우, 젖소, 돼지, 닭)과 기타가축 중 말만 소와 같은 배출원단위로 제시되어 있다. 승마와 경주에 이용되는 말, 녹용 및 녹혈을 채취하기 위해 길러지는 사슴은 현재 국내의 대표적인 기타축종으로 자리매김 했으며 각각 27,210, 31,495마리가 사육되어지고 있다. 국내 주요가축과 기타가축의 양분을 정밀 관리하기 위해서는 기타가축 분뇨 발생량과 분뇨 내 이화학적 성상과 같은 기초자료가 필요하며, 더 나아가 실질적으로 가축분뇨로부터 유래되어 토양에 유입되는 양분량(양분 부하량)을 산출하기 위한 양분 부하계수의 산출이 요구된다. OECD에 따르면 국내 농업 환경에 잔존하는 양분량(양분수지)이 질소와 인 각각 380,281, 79,360 ton/yr으로 보고되었으며, OECD회원국들 중 양분 수지가 가장 높은 국가로 지정되었다. 그러나 OECD의 양분수지 산정법은 국내 가축분뇨 처리현황을 전혀 반영하지 않아 국내 양분수지가 과대평가된 것으로 판단되며, 국내 축산 현실을 반영할 수 있는 양분 수지 산정법을 적용한 양분 수지 산출이 필요하다.
따라서 본 연구에서는 기타가축(말, 사슴) 분뇨의 배출원단위와 분뇨 내 이화학적 성상, 양분 배출원단위를 산정하고, 기타가축분뇨의 양분 부하계수를 확보함으로써 우리나라 농업환경으로 유입되는 주요가축 및 기타가축 분뇨 유래 양분 부하량을 정확히 산출하고자 하였다. 또한 양분수지산정법 별 국내 양분수지를 산출하고 OECD의 양분수지와 비교ㆍ분석하고자하였다. 기타가축의 배출원단위 산정을 위해 공시축은 말(더러브렛)과 사슴(엘크)을 이용하였으며 매달 3일 동안 배출되는 분과 뇨를 수거하여 배출원단위를 측정하였다. 수거된 샘플을 이용하여 분뇨 내 이화학적 성상을 비료공정 시험법 및 수질 오염 시험 공정 법에 의거하여 분석하였다. 또한 말 농가 20호와 사슴 농가 10호를 현장 조사하였으며, 농장에서 발생하는 분뇨와 퇴비를 채취하여 이화학적 성상을 분석하였다. 이를 토대로 선행 연구를 통해 제시된 중량감소율을 이용하여 VS, N, P의 부하계수를 산출하였다. 주요가축 및 기타가축의 양분부하량을 기반으로 양분수지 산정법을 이용하여 국내 농업 환경의 양분수지를 산출하였으며, OECD에서 제시한 우리나라의 양분수지와 비교하였다.
말과 사슴이 하루 동안 배출하는 분뇨 배출량은 각각 총 13.24, 4.24 kg/d으로 나타났으며, 분과 뇨 내 비료성분(N, P, K)의 농도는 말 [분 3,945.0, 1,382.4, 2,390.1 mg/L], [뇨 11,394.9, 14.5, 7,266.8 mg/L], 사슴 [분 9,138.9, 3,277.9, 3,935.0 mg/L], [뇨 5,441.6, 270.3, 4,541.1 mg/L]으로 나타났다. 이렇게 조사된 값을 이용하여 연간 가축분뇨에서 발생되는 양분량(양분 발생량)을 산출한 결과, 한 마리가 연간 배출하는 N, P, K 양은 말 [30.2, 4.4, 18.4 kg/horseㆍy], 사슴 [9.1, 2.5, 5.2 kg/deerㆍy]을 배출하는 것으로 산출되었다.
지역별 농가에서 채취한 분과 퇴비의 내 VS, N, P의 평균 농도는 말 [분 226.2, 4.2, 0.8 g/kg], [퇴비 320.5, 6.4, 0.8 g/kg], 사슴 [분 353.4, 11.2, 2.4 g/kg], [퇴비 476.6, 15.4, 4.1 g/kg]으로 나타났으며, 퇴비화시 감소하는 분 더미의 중량감소율은 선행연구에서 제시된 말 50%, 사슴 68%을 적용하여 부하계수를 산출하였다. 중량 감소율, 분과 퇴비 내 농도를 이용하여 산출한 VS, N, P의 부하계수는 말 [0.71, 0.76, 0.52], 사슴 [0.43, 0.44, 0.54]으로 나타났다. 말과 사슴의 양분 발생량에 양분부하계수를 반영하여 기타 가축의 분뇨에서 유래되어 토양에 유입되는 양분 부하량을 산출한 결과, 질소와 인 부하량이 각각 말 [546 ton-N/yr, 51 ton-P/yr], 사슴 [207 ton-N/yr, 67 ton-P/yr]으로 산출되었다. 가축단위(Livstock Unit)를 적용한 전체 가축사육두수에 말과 사슴의 사육두수는 0.79%였으며 가축분뇨에서 유래되는 전체 양분 부하량 대비 질소의 경우 0.68%, 인의 경우 0.33%를 차지하였다. 산출된 국내 기타가축의 양분 부하량과 농경지 면적 기준을 이용하여 산출한 농경지 면적당 질소와 인 부하량은 말 [0.4 kg-N/ha·yr, 0.04 kg-P/ha·yr], 사슴 [0.1 kg-N/ha·yr, 0.03 kg-P/ha·yr]으로 산출되었다. 주요가축과 기타가축을 포함한 농경지 면적 당 질소, 인 부하량은 각각 73 kg-N/ha·yr, 21 kg-P/ha·yr으로 EU 회원국 지침에 제시되어 있는 살포 권장량인 170 kg-N/ha·yr, 22 kg-P/ha·yr 보다 낮게 나타났으나, 일부 지역에서 인 부하량이 권장 수준을 초과하였다.
가축분뇨 부하량을 적용하여 산출하는 토양수지 산정법(Soil budget)을 이용하여 양분수지를 산출한 결과, 가축분뇨 유래 양분 부하량은 119,920 ton N/yr, 34,167ton P/yr으로 나타났으며, 화학비료 유입량은 246,192 ton N/yr, 40,492 ton P/yr으로 가축분뇨를 제외한 양분 유입 요인 중 70.3%, 78.5%의 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 가축분뇨 및 화학비료 이외에도 유기질비료 생물학적 질소 고정 대기 침적 파종작물을 포함한 전체 국내 양분 유입량은 총 427,225 ton N/yr, 85,749 ton P/yr으로 나타났으며, 식량작물과 사료작물 생산에 이용되어 농경지 밖으로 유출되는 양분량(양분 유출량)은 116,435 ton N/yr, 17,606 ton P/yr으로 나타났다. 토양에 유입되는 양분에서 유출량을 제외한 토양 내 양분 잔고량은 353,790 ton N/yr, 68,143 ton P/yr으로 국내 농업환경으로 양분이 과다하게 유입되고 있는 것을 파악할 수 있었다. OECD의 국내 양분수지와 국내 가축분뇨 자원화 현황을 고려한 토양수지 산정법의 양분수지를 비교한 결과 OECD에서 제시한 양분수지 수준보다 낮게 나타났으며, OECD의 양분수지가 과다산정된 것으로 판단된다.
기타가축의 발생원단위 및 분뇨 내 이화학적 성상, 양분 배출원단위와 같은 기초자료의 산정으로 주요가축 위주의 양분 관리 시스템을 개선함으로써 국내 농업환경 내 양분집적 실태를 정확히 확인하고 그에 따른 환경 문제를 해결하기 위한 기초자료로 사용 가능할 것으로 예상되며, 국가 단위의 양분 관리 정책 입안을 위한 근거 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.