(질소, 인)의 투입량을 적정수준으로 관리하기 위하여 2021년부터 지역단위 양분관리제도의 도입을 추진하고 있다. 우리나라 양분수지는 질소 212 kg/ha, 인 46 kg/ha로 보고(OECD, 2017)되고 있으며, 질소수지는 경제협력개발기구 가입국 중 1위 인수지는 2위를 나타내고 있어 국가 단위에서의 농경지 적정양분의 관리가 시급한 상황이다. 농경지로 투입되는 양분의 투입원은 크게 무기질비료(화학비료), 부숙유기질비료(가축분뇨 퇴액비), 유기질비료(유박비료 등) 부문으로 구분할 수 있으며, 지역단위 양분관리제도 시행에 따라 양분 과다지역의 경우 농경지로 투입되는 양분의 투입이 크게 제한 될 수 있다. 특히, 우리나라는 가축분뇨의 처리에 있어 약 90%를 자원화(퇴비, 액비) 처리하고 있어 가축사육 밀집지역의 경우 농경지 양분투입의 제한이 가축사육두수 규제에 영향을 줄 수 있어 적정한 양분관리 목표 지표의 설정이 중요하다. 농경지 투입양분은 토양의 비옥도를 향상시키고 작물의 생산성을 증대시키는 순기능을 가지고 있는 반면, 농경지 과다양분에서 기인하는 비점오염원 유출로 인한 수질악화의 역기능을 함께 가지고 있다. 따라서 지역단위 양분수지 관리목표를 설정하는데 있어, 농경지 투입양분 저감으로 인한 비점오염원 저감이라는 환경적인 효과 측면과 농업 생산성 감소라는 농업생산 측면을 함께 고려할 필요가 있다. 지금까지는 지역단위 양분관리를 위한 관리목표 지표는 양분초과율 지표가 제안된 바 있다(농촌경제연구원, 2015). 그러나 양분초과율 지표는 단순히 농경지에서의 양분요구량 대비 농경지로 투입되는 양분초과량의 비율로서 농경지로 투입되는 양분의 부하정도만을 나타낼 뿐, 양분의 수계유출잠재량, 농업생산성저감소 등의 농업 및 환경적인 측면에 대한 영향을 파악할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 과학적인 지역단위 양분관리를 위하여 지역의 양분부하와 양분수지, 농업생산 간의 상관관계 분석을 통해 지역단위 양분부하의 변동이 양분수지 및 농업생산성 변동에 미치는 영향을 함께 파악할 수 있는 양분수지 관리지표를 개발하고자 하였다. 이를 통해 본 연구에서는 양분부하와 작물수량반응 간의 함수식을 해석하여 양분부하 변동에 따른 농업생산 변동영향을 분석하였으며, 양분부하-작물생산-양분수지 관리지표(수계유출잠재량) 간의 상호영향을 분석할 수 있는 양분수지 관리지표 설정을 위한 방법론을 개발하였다.