돈사의 피상부(皮上部) 환경개선을 위한 본 연구에서는 경기도 용인군에 위치한 형제농장의 비육돈사를 실험축사로 선정하여, 외부환경에 따른 돈사환경의 변화, 실내 공기유동을 위한 팬의 유무 등이 실내환경에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 $25.7^{\circ}C$인 실험 1의 경우 측벽 윈치커튼을 통하여 유입된 공기는 용마루(ridge)의 윈치커튼를 통하여 배출되었으며, 중앙단연의 속도가 바닥부근 유속의 2~3 배에 이르는 것은 열부력(thermal buoyancy) 때문에 공기유동이 에너지를 얻어 유속이 가속되었으며, 측벽 윈칙커튼으로 유입된 공기유동은 급격히 확산되어 소산(消散)(disssipation)되었다. 그러므로 윈치커튼 돈사의 경우, 외부 바람의 속도가 거의 없거나 있어도 속도가 적다면, 돈사내 공기유동의 형태는 주로 열부력에 의하여 결정됨을 알 수 있다. 2. 실험 1에서는 비교적 균일한 온도분포를 보이고 있으나 실내온도가 외부에 비하여 전반적으로 외기온 보다 높게 나타났으며, 이는 돼지의 현열 및 배출분뇨에 의한 바닥층의 부숙열이 피상부(皮上部) 공간의 현열접적을 환기로 적절히 제거시키지 못한 결과로 판단된다. 따라서 실내에서 발생되는 열을 효과적으로 제거하기 위하여서는 강제환기 시설 또는 측벽 및 용마루 윈치커튼의 개폐정도 등을 포함한 관리논리를 개발할 필요하다. 3. 실험 2는 실험 1과 같이 외기온이 $25.7^{\circ}C$로 비슷하나 복사열의 영향여부를 실험 1과 비교검정하기 위하여 흐린 날을 선택하고 돈사내 강제환기를 위한 팬을 작동시킨 상태에서 중앙단면에서의 유속을 측정한 결과 실험 1에 비해 속도가 대체로 크나, 편차 또한 크게 나타났으며, 팬 작동시 공기유동의 정체지역(dead region)이 발생한 것을 알 수 있었다. 따라서 강제환기시에는 보다 정확한 환기율을 결정하고 설계 시공이 필요할 것으로 판단된다. 또한 바람이 없고 외기온이 매우 높은 여름철에는 열집적을 효과적으로 희석시키기 위해서 연속적인 강제환기가 필요할 것으로 판단된다. 4. 실험 2에서의 유해기체의 농도를 실험 1과 비교해 보면 전체적으로는 편차가 적게 나타났으며, 외부기상의 차이로 인해 암모니아의 농도는 실험 1에 비해서 매우 높게 나타났다. 이는 외부기상에 따른 실내공기 유동의 효율저하, 상대습도의 변화 등으로 판단되며, 외기상의 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 환기시스템의 개발도 고려해볼 필요가 있다. 5. 실험 2에서의 온도분포는 거의 편차가 없이 균일하게 나타난 것을 볼 수 있었으며, 비로 인하여 지붕이 받는 부가적인 태양복사열이 없었으며, 실험 1과는 달리 열부력에 의한 상고하저(上高下低)의 전형적인 수직분포가 나타나지 않고, 오히려 지붕을 냉각시키는 효과를 가져와 상저하고(上低下高)의 분포를 나타냈으며, 수평온도분포도 팬에 의한 강제환기에 의해 실내공기를 균일하게 분포시켜 거의 편차가 없음을 알 수 있었다. 그러므로 지붕의 단열이 축사환경제어에 중요한 변수로 작용한다는 것을 알았으며, 이를 위해서 지붕의 단열 및 높이 등의 설계가 매우 중요하다.

IT 기술의 발달과 함께 각 분야에서는 IT와 융합한 기술을 개발하고 있으며, 축산분야에서도 구제역발생 이후에 IT를 활용한 가축의 관리에 관심을 가지고 있다. 최근에는 정보통신 기술이 유비쿼터스 기술로 진보하면서 U-축산의 도입이 필요한 시점이다. U-축산의 도입을 위해서는 우선 현재 업무에 대한 분석을 통하여 서비스 모델 도출이 필요하다. 본 연구에서는 축산 부문의 서비스모델을 가축 생애주기별로 구분하여 기존의 국내외 사례들을 기반으로 하여 도출하였다. 이중에는 현재 사업으로 진행되고 있는 것도 있으며, 앞으로 진행되어야 할 것들도 있다. 향후에는 도출된 서비스 모델에 대하여 각 서비스모델별로 목표를 설정하고, 기능을 정의하며, 플랫폼을 정의하는 과정이 필요하며, 단일 서비스모델이 아닌 통합된 서비스모델로서 방향을 진행하여야 할 것이다. 이제 축산업에서도 유비쿼터스기술을 활용한 U-축산 도입을 통하여 첨단화 되고, 효율적인 방식으로 가축관리가 진행되며, 산업 경쟁력 및 생산성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

젖소를 사육하는 유우농가 마을을 대상으로 선행 국내/외 문헌자료들에 대한 고찰을 통해 탄소 유입과 배출에 따른 각 부문별 발생량 원단위에 대한 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 젖소 사육과정에서 탄소 유입에 대한 발생량 원단위는 젖소의 사료 섭취에 의한 탄소 유입(${\fallingdotseq}$ 5.9 ton C/head/year), 젖소 분뇨 퇴비를 초지로 환원시 탄소 유입(${\fallingdotseq}$ 2.3 ton C/head/year), 초지가 함유하고 있는 유기탄소(${\fallingdotseq}$ 318g C/$m^2$/year), 사료작물이 함유하고 있는 유기탄소(${\fallingdotseq}$ 145 g C/$m^2$/year) 및 광합성에의한 대기 중 $CO_2$의 초지 사료작물 흡수(${\fallingdotseq}$ 17 g C/$m^2$/year)로 정리할 수 있다. 2. 젖소 사육과정에서 탄소 배출에 대한 발생량 원단위는 젖소 호흡 및 트림에 의한 대기 중으로 $CO_2$와 $CH_4$ 배출(${\fallingdotseq}$ 2,9 ton C/head/year), 젖소 분뇨내 유기탄소 분해에 의한 대기 중으로 $CO_2$와 $CH_4$ 배출(${\fallingdotseq}$ 0.4 ton C/head/year), 초지에서 대기 중으로의 $CO_2$ 배출(${\fallingdotseq}$ 440 g C/$m^2$/year), 및 초지 내 유기탄소의 지하수 용출(${\fallingdotseq}$ 0)로 정리 할 수 있다.

1. 돈사의 유형별 시간대에 따른 공기품질의 변화패턴을 알아본 결과 돈사 실내의 온 습도, 먼지농도, 실내기체의 조성 등이 주간과 야간의 편차가 크게 나타났으며, 대부분의 돈사는 주간시간대인 12:00경의 실내 환경조건이 가장 양호하였고 00:00~06:00 사이의 공기조성이 가장 불량한 것으로 나타났다. 2. 돈사의 유형별 공기품질이 양호한 곳은 임신돈사와 분만돈사였으며, 불량한 돈사는 육성돈사와 비육돈사 이었다. 공기의 품질이 양호하였던 임신돈사의 경우, 슬러리 형태로서 분과 뇨의 분리가 잘 이루어진 결과였으며, 분만돈사의 경우는 돈사당 사육두수에 비하여 포유자돈의 배설량이 적었기 때문이었다. 반면, 공기품질이 불량한 육성돈사 및 비육돈사는 분뇨배설량이 많을 뿐 아니라 분뇨의 적체시간이 긴 구조적 특성이 작용한 결과였다. 또한 분만돈사의 경우, 심야시간대인 00:00 부터 06:00 사이에 일산화탄소와 이산화탄소의 함량이 크게 증가하는 현상을 보였는데 이것은 이 시간대의 공기품질이 자돈폐사율의 증가요인이 될 수 있음을 시사한다. 3. 그러므로 돈사의 환경을 개선하려면, 실내 악취발생을 최소화할 수 있는 시설구조, 적합한 사육밀도의 조절 및 자동감지 환기 시설 등이 매우 중요한 요소라고 하겠다.

본 조사연구는 충남의 번식돈과 비육돈 농장을 포함한 전업규모 100개 양돈장을 대상으로 경영관리 실태와 분뇨처리 시스댐을 조사 분석하여 합리적인 경영관리 지표설정과 적정 분뇨처리시스템 모델 개발에 필요한 기초척 자료를 얻고자 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째는, 양돈장 경영관리중 평균 전문컨설팅 참여는 1년에 "4.56회"를 받는 것으로 조사되었고, 농장별 및 경력층간에는 유의한 차이없이 비슷한 수준으로 교육참여횟수를 보였다. 백신예방접종프로그램은 5점 만점 중 "3.86점"으로 보통이상 수준이었다. 번식돈과 비육돈 농장간에는 유의한 차이를 보였는데, 번식돈 농장이 4.13점으로 비육돈 농장 3.63점 보다 유의하게(p<0.01) 우수한 성적을 보였다. 방역위생관리는 평균 "3.27점"으로 보통수준으로 관리되고 있으며, 농장간에는 번식돈농장이 3.50점으로 비육돈 농장 3.07점 보다 유의하게(p<0.01) 양호한 관리상태를 보였다. 자금관리는 평균 "2.82점"으로 보통 이하 수준으로 운영되고 있어 사업계획이나 자금경영관리를 연간수요에 따라 집행되어야 할 것이다. 그리고 기술력 보유수준은 평균 "3.21점"으로 보통이상의 수준으로 평가 되었는데, 장차 축산국가와의 FTA 등에 대비한 기술 경쟁력확보에 최선을 다해야 할 것으로 생각된다. 둘째는, 양돈장에서 경쟁력 강화분야로는 "돼지의 질병과 치료"를 가장 희망하였고(43.4%), 그 다음은 친환경 생산관리(37.4%) 기술을 더욱 강화해야 할 것으로 뽑고 있었다. 셋째는, 양돈장의 분뇨수거시스템은 대부분의 농장에서 "슬러리시스템(44.0%)과 스크래퍼법(43.0%)"으로 돼지분뇨를 수거하는 것으로 조사되었는데, 농장여건에 따라 적절한 수거 시스템을 설치하여 활용하는 것이 바람직 할 것으로 사료된다. 넷째는, 돼지 분뇨처리는 많은 농장에서 "수거후 경지환원"을 가장 많이 이용(32.3%)하는 것으로 나타나, 분뇨의 저장기간, 온도, 방법 등 효율적인 처리방법과 적정 작목선정을 통한 경지환원이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 앞으로는 친환경 자연순환시스템으로 경지에 환원하여 지력보전과 함께 우량 경종작물이 성장 할 수 있도록 자연순환형 분뇨처리와 이용 시스템이 구축되어야 할 것으로 생각된다.

경종과 축산의 분리에 따른 환경오염 심화, 축산분뇨의 해양투기 금지, 축분뇨 처리비용의 절감 및 자원화, 경축순환농업으로의 전환 필요성 등 시급한 과제를 해소하는 근원적임 방안은 바로 지역단위의 경축순환농업시스템을 갖추는 것이다. 지역순환농업을 위해서는 경종과 축산농업의 부산물에 대한 수급량, 그리고 그것의 비료량을 계산할 수 있는 기준이 있어야 한다. 이를 위한 기준이 바로 가죽단위와 분뇨단위이다. 본 연구에서 우리나라 실정에 적용가능 한 분뇨단위를 도출하기 위하여 우리나라 가축분뇨의 양분특성과 배출량의 연구자료를 토대로 분뇨단위 를 설정하였다. 이를 철원군 지역에 적용하여 읍면별 분뇨단위를 산출, 농경지의 N 부하량을 평가하고, 가축생산과 경작지를 연계한 경축순환농업의 적용 방안을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 질소기준으로 축종별 연간 발생량을 토대로 산출한 분뇨단위는 한우 0.36, 젖소 0.8, 돼지 0.105로 환산되었다. 또한 육계와 산란계의 분뇨단위는 각각 0.0046, 0.0079로 설정하였다. 2. 농경지의 ha 당 분뇨단위(MU/ha)는 갈말읍이 2.4, 서면이 1.92으로 다소 높은 지수를 나타내었으나 동송읍, 철원읍, 근남면은 1.0 이하로 낮게 나타났다. 분뇨단위 결과로 볼 때, 철원군의 갈말읍, 서면, 김화읍은 분뇨단위가 1.8~2.4 범위에 있으므로 가축분뇨의 공급과 농경지 수용능력이 균형지역으로 분류되며 동송읍, 철원읍, 근남면은 1.0 이하로 가축분뇨의 공급이 부족한 지역이므로 분뇨의 수급불균형을 개선하는 양분관리가 필요하다. 3. 갈말읍은 N-부하량이 2.4 MU/ha를 나타내어 EU 기준 N-부하량인 1.7 MU/ha에 비하여 0.7 MU/ha가 초과되어 2,101 MU (16,238kg)의 질소의 과다부하를 나타내었다. 따라서 이에 해당하는 분뇨를 부하량이 적은 지역인 철원읍이나 동송읍으로 분산하여 자원화하여야 할 것으로 보인다. 또한 서면의 경우 N-부하량이 1.92 MU/ha를 나타내어 0.22 MU/ha가 초과되어 203 MU/kg에 해당하는 분뇨를 부하량이 적은 읍면에 분산하여야 할 것으로 보인다. 4. 철원군 지역별 액비의 공간적 공급량과 잠재수요량을 분석한 결과 액비의 공급지역은 김화읍, 갈말읍, 동송읍이지만 액비의 가장 큰 수요지역은 동송읍이었다. 가축분뇨의 발생량과 친환경적인 액비 시용기준의 설정을 고려 할 때 김화읍과 갈말읍은 N-부하량의 농경지 수용능력을 한계지역이므로 액비 과다상태를 파악 분석하여 지역의 양분관리 정책을 시행해야 할 것이다. 5. 철원군 사례연구 결과를 종합해 보면, 시군내의 읍면단위의 지역별로 N-부하량이 상이하므로 읍면별 분뇨단위 적용을 통하여 가축생산과 경작지를 연계한 지역순환농업체계를 구축하여 지역 축산분뇨 양분관리방안을 수립하는 것이 필요하다. 따라서, 철원군내 축분뇨의 자원화를 극대화하려면 지역별 공급, 수급불균형을 해소하기 위해 농가 및 지역별로 허용 분뇨단위(MU)를 제정, 이를 기준으로 전문적인 관리를 해야 한다. 그리하여 경종농업과 축산농업에서 배출되는 각종 부산물의 수급량, 그것의 비료량 퇴비량을 계산하고, 이를 토대로 농가단위 나아가 철원지역의 읍면단위별로 양분수지가 균형을 이루는 자원순환형 농업으로 전환해 가는 것이 필요하다.