스마트 농업을 구현하기 위해 가장 먼저 농경지에 대한 양분조사가 필요하다. 관련 변수에 대한 엄밀한 조사와 연구, 정보의 수집과 축적, 관련 요소 상호간의 관계 등의 분석이 전제되어야 한다. 다음으로 관련 기술개발과 함께 기능성물질을 활용한 다양한 무기질 비료의 개발이 중요하다.

최소의 자원을 최대한 효과적으로 이·사용하는 것은 시대와 관계없이 우리가 바라는 명제 중의 하나이다. 최소의 비료를 사용해서 최대의 생산성을 이뤄내는 것 역시 농업생산에서 바라는 중요한 지향 목표 가운데 하나이다. 이 과정에서 주변에 대한 부정적인 효과를 최소화하고 경제적으로도 상대적으로 유리하다면 더 말할 나위 없이 바라는 바가 된다. 양분총량제는 이러한 기본적인 생각의 기초 위에 있는 제도이다.
양분총량제는 농경지의 양분수지 분석 자료를 이용하여 관리해야하는, 내지는 하고 싶은 양분의 관리목표를 설정하고 이를 위해 필요한 조치를 하는 것이다. 쉽게 말하면 일정한 농경지에 함유된 농작물 성장에 필요한 양분의 량을 조사하고, 대상이 되는 작물에 필요한 과부족량을 산출한 다음, 양분수지달성 목표를 이행하도록 하는 것이다. 단위면적당 양분의 투입과 반출(사용 내지는 휘발 등) 량을 계산한 것이 바로 양분수지표가 된다. 이론적으로 이는 매우 좋은 제도이다. 원하는 작물의 최적 양분을 최적시기에 공급하여 생산성을 향상시키고 투입되는 양분의 량을 최소(최적)로 관리할 수 있기 때문이다.

양분총량제를 시행하기 위해서는 현재 농경지에 대한 식물양분(Plant nutrients, 혹은 식물영양원)에 대한 사전조사와 분석이 필요하다. 작물을 키우는 데 필요한 필수 영양원소를 말한다. 일반적으로 필수 영양원소는 다량원소(9원소)와 미량원소(9원소)로 나뉜다. 다량원소 가운데 가장 많은 관심의 대상은 질소(N)와 인산(P)이다. 미량원소의 경우에는 Cu, Zn, Ni, B 등이다. 양분총량제에서 가장 중시하는 것은 인산집적문제이다. 우리 논과 밭, 과수원과 시설재배단지 모두 적정 범위를 넘어섰다고 보는 것이 일반적인 시각이다. 과잉문제가 있다는 것이다.

토양의 이화학성을 나타내는 산도와 유기물 함량은 그런대로 적정선을 유지하고 있는 것으로 보고되고 있다. 하지만 유효인산은 적정 수준을 벗어나고 있는데, 논의 경우 약 10%내외, 밭은 약 20%내외로 많다. 시설재배지와 과수원의 경우에는 적정 수준의 무려 2배 이상인 것으로 보고 있다. 물론 조사자에 따라 약간씩 다른 결과치가 나오기는 하지만 분명한 것은 과잉이라는 점이다. 치환성양이온(칼리와 석회, 고토)의 경우에도 일부에서는 적정선을 넘는 수치를 보이고 있다. 이러한 과도한 적정선 이상의 영양성분이 집적된 것은 그동안 적정시비가 이뤄지지 못했기 때문이다. 적정시비보다는 생산성과 소득 증대에 주안점이 되어온 정책시행의 결과이기도 하다. 적정시비에 관련된 다양한 요소, 예컨대 토양 영양분석, 정보의 축적과 제공, 관련된 비료의 개발과 공급, 표준 및 지역별 차별화 적정 추천 시비량 결정, 적정 시비법의 개발과 보급 등 매우 많다. 이들 모두가 적절하게 운용되었을 때 적정한 비료살포와 관리가 가능하지만 그렇지 못해 왔다는 것이다. 결과적으로 우리 농민들의 추천시비량-이것이 최적의 시비량이라고 하더라도 시기와 토양조건 등에 따라 달라질 수 있음에도 불구하고-을 적정하다고 보더라도 농민들이 비료 시비량은 이를 넘고 있다. 

정밀농업 관련 양분총량제는 미래지향 가치
한국토양비료학회에 보고된 자료에 의할 경우 표준시비량(N, P2O5, K2O의 합계 수치)보다 실제 시비량이 평균 30% 정도 많다. 곡물의 경우 약 60%, 시설재배지는 약 40%, 과수 약 20% 등으로 많은 량을 살포하고 있다. 이를 성분별로 살펴봐도 인산이 47%, 칼리가 32%, 질소가 21% 초과하고 있다. 토양축적이 이뤄지는 인산과 칼리의 과도한 시비가 염려되는 상황이다. 평균적으로 볼 때 과도한 시비가 현장에서 발생하고 있다는 것이다.

미래 지향적으로 상정되고 있는 스마트 농업은 정밀농업과 ICT기술, 그리고 로봇기술에 의해 발전된다. 이 과정에서 정밀 농업과 밀접한 관련을 갖는 양분총량제의 시행은, 시기상조라고 하더라도, 언젠가는 해야 할 미래 지향 가치이다.

정밀농업, 나아가 스마트 농업을 구현하기 위해서 가장 먼저 사전 농경지에 대한 양분조사가 필요하다. 관련 변수에 대한 엄밀한 조사와 연구, 정보의 수집과 축적, 관련 요소 상호간의 관계 등의 분석이 전제되어야 한다.

다음으로 관련 기술개발과 함께 기능성물질을 활용한 다양한 무기질 비료의 개발이 중요하다. 요소가수분해 억제제, 질산화 억제제를 사용한다든가, 아미노산 물질인 PAA(폴리아스파트산을 함유한 부재료로서 질산태 변환을 줄이거나 질소성분 휘산을 예방하는 효과를 통해 비료이용 효율성을 높이는 매료)를 이용하는 것 등이다. 시그모이드형 용출기술개발을 통한 용출제어형 비료(CRF: Control Release Fertilizer), 관주용 비료(WSF: Water Soluble Fertilizer) 개발 등이 필요하다.

양분총량제는 축산분뇨의 발생과 처리, 축산분뇨이용 부산물 비료의 량과 성분 조사, 지역 농경지별 사용시기와 량, 시비방법에도 관련된다. 또한 액비, 화학비료, 유기부산물 비료에 따라, 토양조건과 이후조건에 따라 시비, 영양흡수, 유실, 휘발 등의 량이 달리 나타난다. 이러한 기초적인 조사와 정보 분석, 활용 등이 필요하다.

또한 양분총량제를 시행할 경우 작물의 생육에 영향을 주기 때문에 생산성과 생산의 경제성, 환경부담 정도 등에 대한 연구가 필요하다. 수량과 품질, 환경문제는 어느 정도 상호 경쟁적 관계에 있다. 미량원소이면서 유해물질 규제대상이 되는 미량원소에 대한 적정 사용량 관련 연구도 중요하다. 비료 요소별 최대와 최소량도 중요하지만, 앞으로는 토양의 전체적인 유해수준 정도를 정하여 품목이 아닌 토양중심으로 관리해야 한다.

최종적으로 양분총량제의 성공여부는 농민들의 손에 달려 있다. 이들이 적절한 수준에서 사용할 수 있는 방법을 개발하여 교육과 홍보를 해야 한다. 관련기술과 장비의 지원이 있어야 함은 물론이다. 간과하기 쉽지만 양분총량제를 이행하기 위해서는 직·간접의 상당한 고비용이 투입되어야 한다. 이를 정책당국은 인지하고 준비해야 한다.

현재 양분총량제를 시행하기에 부적절한 준비와 상황이라면 실행은 재고되어야 한다. 자칫 비용만 들고 당초의 목적은 달성되지 않을 수 있기 때문이다. 무기질 비료산업과 유기부산물 비료산업, 축산업 간에 그리고 관련된 정책부서 간 갈등만을 야기시킬 수도 있기 때문이다. 차근차근 필요한 요소들에 대한 검토와 대응책을 마련하면서 양분총량제를 준비, 시행해 나가는 것이 바람직할 것이다.