연구목적: 국내 과일 산업의 한 단계 도약과 대외 경쟁력을 높이기 위해서는 수확작업의 기계화가 시급함. 이 연구는 국내외 과일 수확 기계화 현황과 문제점을 분석하고, 향후 수확작업 기계화 방향을 제시하고자 수행 수확기계 실용화 현황 및 고찰 (국내) 과일을 직접 수확이 아닌 수확 작업을 보조해주는 고지 작업기(수동형, 모터 진동형)와 고소 작업차가 대부분임. 수동형은 사과 감 등을 수확하지만, 작업능률이 낮고 작업자가 쉽게 피로하여 장시간 작업이 불가능하므로 실질적인 대안이 되지 못함. 진동형은 자체 동력을 이용하여 나무에 진동을 가하여 주로 대추 매실 등 소과류 수확에 이용되고, 수확능률은 우수하나 충격 손상이 많아 개선이 요구됨. 고소작업차는 동력원에 따라 충전식과 엔진식으로 구분되고, 충전식은 엔진식에 비해 진동 소음이 적어 쾌적하지만, 작업시간이 배터리 용량에 제한을 받음. 또한 작업대 작동방식에 따라 리프트형과 붐형으로 구분함. 리프트형은 리프트를 이용하여 작업대를 상하로 구동하는 방식으로 높은 위치의 과실 수확이 어렵고, 작업대 넓이 만큼의 작업 공간(과수간의 거리)이 필요함. 붐형은 필요한 곳으로 접근성이 우수하나 무거운 무게를 지탱하기 어렵기 때문에 본체를 무겁게 하거나 수시로 수확된 과일을 하차시켜야 함. (국외) 수확 후 가공되는 과일류와 포도 올리브 오렌지 매실 등 소과류 수확이 기계화되었지만, 사과 복숭아 등 신선과일은 아직도 외국의 값싼 노동자들에 의존하여 수확되고 있음. 현재 실용화된 수확 기계는 진동식 수확기계와 터널식 수확기계가 대표적임. 진동식은 집게형의 부착기를 나무 줄기에 고정한 후 트랙터 동력원으로 나무에 진동을 가하여 수확하고, 올리브 대추 등과 같은 소과류와 과피가 두꺼운 오렌지 등에 적용되고, 수확 작업능률이 매우 높으나 과일의 낙하 상처를 피할 수 없는 단점이 있음. 터널형은 규격화(과수 크기 및 형태, 재식거리)된 과수원에 잘 적응하도록 설계 제작되어, 과수 위를 지나가면서 내부에 설치된 진동장치와 컨테이너로 과일을 수확하고, 와인용 포도 수확기가 대표적임. 기계수확이 가능하도록 과수원 조성단계에서부터 재배양식(과수 좌우 및 전후 거리)을 기계의 제원(바퀴 간격, 작업부 간격 등)에 맞추어 재배함. 과일 수확로봇에 관한 연구는 활발하고 일부에서 실증시험단계에 있음. 결론: 구체적인 추진방향을 제시하면, 단기적으로는 과일 수확작업자의 작업편이성과 노동강도를 줄일 수 있도록 소형 저가 범용성이 우수한 보조기구/기계의 보급을 확대하고, 중장기적으로는 수확기계/수확로봇 개발을 위한 연구개발비 투자를 늘리는 동시에, 기계/로봇이 과수원에 잘 적응할 수 있도록 수형 재식거리 등 재배양식의 표준화가 추진되어야 함.
마늘은 국내 조미 채소의 생산액 3.7조 원 중 30 %, 약 1.1조 원을 차지하고 있는 중요한 작물이다. 하지만 농업 노동력의 부족 및 고령화와 미흡한 기계화로 인해 재배면적과 생산량이 지속적으로 감소하고 있는 추세이다. 특히 마늘 파종의 기계화는 경운, 정지 및 방제 등의 타 작업에 비하여 거의 이루어지지 않아 많은 노동 투하량이 발생하고 있다. 따라서 마늘 파종의 기계화에 관한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 마늘의 기계 파종을 위한 최적의 작업조건을 구명하기 위해 파종 시 마늘의 파종 각도 및 깊이에 따른 수확량 비교 실험을 진행하였다. 또한 최적 조건으로 설정된 파종기를 사용하여 파종 후, 관행 작업과 기계 파종의 수확량을 비교 하였으며, 마늘 파종기에 대한 경제성 분석을 실시하여 관행 작업과 비교분석 하였다. 실험 결과 마늘의 파종 각도는 45° 혹은 90°, 깊이는 2~4 cm로 파종 하는 것이 가장 적절한 것으로 나타났으며, 파종기로 파종했을 때와 관행작업의 수확량에는 유의차가 없는 것으로 나타났다. 마늘 파종기의 손익분기 년 수로는 트랙터 보유농가 1년, 미 보유 농가 5.4년으로 보급에 긍정적인 것으로 판단된다.
집재기계의 사용시간을 고려하지 않은 작업경비의 비교는, 국내에서와 같이 기계화 작업의 비율이 낮은 경우에서는 적합하지 않다. 기계 및 장비의 활용도를 극대화 시킬 수 있는 작업량은 각 집재기계마다 다르며, 이에 따라 수확 경영규모에 따른 적정 집재기계의 선택이 중요하다. 본 연구에서는 임목수확 기계의 효율적 이용 관리를 위하여, 작업량에 따른 경제적으로 최적의 집재기계 선택방법을 제시하였다. 우리나라의 임업기계화를 추진하는데 있어서, 기계의 이용률을 극대화시킬 수 있는 시업단위는 기계 장비간의 경제적 우위를 비교하는데 반드시 고려할 사항이며, 인건비 상승에 따른 경제성의 변화도 작업시스템의 선정에 있어 함께 고려하여야 할 것이다.
당근은 미나리과에 속하는 직근성 채소로서 비타민A가 다량 함유된 건강식품으로 우리나라에 6,000㏊ 내외로 재배되고 있다. 재배지역은 우리나라 전체 재배면적 중에서 남제주군 지역이 44.5%, 경남 김해, 양산지역이 16.1%, 강원 평창지역이 11.1%를 점유하고 있으며 총 재배면적의 70% 이상이 주산단지 화되어 있어 기계화가 용이한 작목이다. 당근재배에 있어서 10a당 작업단계별 노동투하시간을 보면 전체 100.2시간으로 경운정지, 방제작업만 기계화가 이루어지고 대부분 인력에 의존하고 있는 실정이다. (중략)
인류의 과학기술이 천체 외계에 까지 미치게 되었다. 천체역학의 역사적 배경을 살펴보면 1600년초기 Johannes Kepler(독1571~1630)가 그의 스승 Tycho Brahe(덴마크 1546~1601)의 천체 위치관측(특히 화성)자료를 분석하면서 천체역학의 세 법칙을 발견함에서 비롯되었다. 그후 거의 3세기반이 지난 20세기 후반에 와서 천체역학 혹은 궤도역학을 이용하여 인공위성을 띄우게 되는 실용기를 맞이한 것이다. 다른 공학을 보게되면 이론이 정립되고 그것이 하나의 기계화로서 실용화 되는 것이 수년내에 여러사람에게 혜택을 주게되지만 천문학의 일분야인 천체역학은 인공위성을 띄워서 과학연구를 비롯하여, 통신, 기상예보, 자원개발, 농사수확예보등 인류전체에게 혜택을 주기까지 무려 3세기반이 걸린 것이다.
남부지역 논 토양에 적합하면서 기계화 작업이 용이한 콩 품종을 선발하고자, 수종의 품종을 논에서 재배하여 생육 및 수확량을 확인하고 콩 종실의 영양학적 가치를 평가하였다. 경장은 청자3호, 대원과 선풍이 55 cm 이상으로 길고, 착협고는 대원, 선풍, 선유2호가 12 cm이상으로 높았다. 종실 수량은 대찬, 선풍, 대원이 280 kg/10a 이상으로 높았다. 종실의 단백질 함량은 대찬이 40.7%로 가장 높았고, 이소플라본은 선풍, 청자3호, 대찬, 대원이 200 ㎍·g-1 이상으로 높았다. 이러한 결과들은 종실 수량이 많은 대찬, 선풍, 대원이 남부지역 논토양에 적합하고, 경장이 비교적 길고 착협고가 높은 대원과 선풍은 수확 시 콤바인과 같은 기계화 작업을 위해서 유리한 것으로 나타났다. 그리고, 대찬과 선풍은 다른 품종들에 비하여 종실 수확량이 많을 뿐만 아니라 단백질과 이소플라본 함량이 높아 여러 가지 식품 생산에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.
본 연구는 임업기계화(林業機械化)의 전제조건인 지역별(地域別) 산림수종체계(山林收種體系)를 수립하기 위한 기초연구로 시도되었다. 이를 위하여 산림수확방법(山林收穫方法)과 집재방법(集材方法)들을 제어(制御)하는 인자들이 무엇인가를 특히 지형적(地形的)인 관점에서 조사하고 분석하였다. 주요한 산림수확방법은 단재수확법(短材收穫法), 장재수확법(長材收穫法) 및 전목수확법(全木收穫法)이다. 단재수확법은 지형조건(地形條件)이 열악(劣惡)한 산림(山林)에, 전목수확법은 양호(良好)한 산림(山林)에, 그리고 장재수확법은 중간조건(中間條件)의 산림(山林)에 적용됨이 조사되었다. 집재방법(集材方法)에 대해서는 육상집재법(陸上集材法)을 중심으로 검토하고 주요 집재법으로는 축력집재(畜力集材), 인력(人力) 및 중력(重力) 집재(集材), 차량집재(車輛集材), 그리고 강선집재(鋼線集材) 등이다. 강선집재 중 케이블 크레인에 의한 집재는 집촌거리(集村距離)에 따라 단거리(短距離)(300 혹은 400m까지), 중거리(中距離)(700 혹은 800m까지) 및 장거리(長距離)(700 혹은 800m 이상) 등으로 구분한다. 집재작업범위(集材作業範圍)를 제어하는 인자는 경사(傾斜)와 집재거리(集材距離)이다. 차량집재(車輛集材)는 산림에 큰 부하(負荷)를 주며, 중력집재(重力集材) 중 log-line과 강선집재(鋼線集材) 중 케이블 크레인에 의한 집재법은 산림훼손(山林毁損)을 최소화(最小化)한다. 차량집재는 경사가 급할수록 어려워지고 케이블 크레인 집재는 120%까지 가능하다(상향집재(上向集材)).
밭작물 기계화를 위한 키작은 수수의 수요가 높음에 따라 찰성 갈색종피 '황금찰'과 단간 흰색 종피 메성 '중모4001'를 인공교배하여 육성한 '소담찰'의 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. '소담찰'의 개화기는 '황금찰'에 비해 8일 늦고, 키는 91cm로 '황금찰'에 비해 55cm 작은 단간 품종이다. '소담찰'의 주당이삭수(1.1개)가 적고 이삭중(48.9 g), 이삭당 종실중(32.5 g), 천립중(21.1 g) 등 수량구성요소는 유사한 수준이었다. 이삭은 역삼각형이며 영과색이 짙은 갈색이며, 배유의 아밀로스 함량이 5.98%로 찰수수에 해당하며, DPPH, ABTS 소거 항산화 활성이 '황금찰'에 비해 높은 것으로 나타났다. 종실수량은 지역 적응시험 평균 2.95 MT/ha로서 표준품종과 비슷한 수준이다. 소담찰은 단간으로 도복에 강한 특성을 가져 특히 기계수확에 적합한 품종이다(Fig. 2).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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