Estimating Carbon Fixation of 14 Crops in Korea

Carbon fixation and density of crops are important to estimate carbon uptake or emission by agricultural production activities and to establish life cycle inventory of crops for assessment of climate change impact. In this study, regional carbon fixation and density in each part of 14 crops, harvest index, and ratio of aboveground to underground were investigated to estimate biomass of 14 crops in Korea by using agricultural statistics data. Biomass yield of potato was $16.5ton\;ha^{-1}$, which was the highest, and those of rice, sweet potato, and garlic were $10.5ton\;ha^{-1}$, $8.7ton\;ha^{-1}$, and $7.5ton\;ha^{-1}$ respectively. Biomass yield of Green onion was the lowest as $2.8ton\;ha^{-1}$. Carbon density of 14 crops were in the order of potato ($6.4ton\;ha^{-1}$), rice ($4.2ton\;ha^{-1}$), sweet potato ($3.4ton\;ha^{-1}$), rape ($2.9ton\;ha^{-1}$) and garlic ($2.8ton\;ha^{-1}$). Regional distribution of carbon contents for each crop mapped revealed that carbon fixation of rice, soybean, sesame, garlic, and green onion were the highest in Jeonnam province, barley, red pepper, and watermelon in Gyeongnam, perilla in Chungnam, peanut in Gyeongbuk, rape and carrot in Jeju, sweet potato in Gyeonggi, potato in Gangwon. The results can be applied for assessing life cycle inventory of crops and crop productivity using remotely sensed data.

우리나라 주요 작물의 탄소 고정량 산출

2003년부터 2007년까지 5년 동안 국립농업과학원 연구포장에서 벼 등 14개 작물의 수확지수와 작물의 지상/지하부 비율을 산출하여 바이오매스 생산량을 추정하였다. 그리고 작물 부위별 탄소 고정량을 분석하고, 농림수산식품부 농업통계의 2002~2006년 작물의 재배면적과 생산량을 5년 평균한 통계 값을 이용하여 국내 재배 작물의 탄소 고정량을 산출하였다. 이와 같이 작물의 탄소 고정량을 통해 농경지에서 탄소 수지, 토양 유기탄소 축적량 그리고 잔사 소각으로 인한 대기 오염 평가 등을 위해 농업의 탄소관리에 필요한 기초 자료를 제시하고자 하였다. 본 시험의 연구 결과, ha 당 작물별 총 바이오매스 생산량은 감자가 16.5 톤으로 가장 많았고, 벼 10.5톤, 고구마 8.7 톤, 마늘 7.5 톤 이었고, 대파가 2.8 톤으로 가장 적었다. 수확지수는 벼, 보리, 콩 등 곡류에서 0.44~0.49 정도였고, 참깨, 들깨, 땅콩과 유채 등 유료작물은 0.1~0.37이였으며, 과채류의 수박과 고추는 각각 0.85와 0.28로 차이가 크게 나타났다. 서류작물인 고구마와 감자는 0.85~0.89, 당근, 마늘 그리고 대파 등 기타채소류는 0.7 이상이었다. 농작물체의 부위별 탄소 고정량은 전반적으로 수확 대상이 되는 식용부분이 경 엽과 뿌리 부위보다 높았으며 탄소 고정량은 유지류, 곡실류, 과채류, 서류 순이었다. 작물별 ha당 탄소량은 감자가 6.4 톤으로 가장 많고, 벼는 4.2 톤, 고구마 3.4 톤, 유채 2.9 톤, 마늘 2.8 톤 순으로 나타났다. 지역별 14개 작물의 탄소량은 벼는 전라남도에서, 겉보리는 경상남도, 콩과 참깨는 전라남도, 들깨는 충청남도, 땅콩은 경북에서, 유채는 제주도, 서류인 고구마가 경기도 그리고 감자는 강원도에서 많았다. 채소류는 당근이 제주도, 그리고 마늘과 대파는 전라남도에서 많았고, 고추와 수박은 경남에서 가장 많았다.