아스팔트 포장의 유지보수는 근본적 유지보수와 예방적 유지보수로 구분되며, 일반적인 유지보수 방법 은 아스팔트 덧씌우기 공법이다. 아스팔트 덧씌우기는 기존 표층을 약 5cm 절삭 후 재포장하는 방법을 사용하고 있으며, 구조적인 검토 없이 쉽게 사용할 수 있는 장점을 가지고 있는 반면에 반복적인 덧씌우 기 시공으로 주변 구조물과의 단차를 발생시키는 단점을 내포한다. 한편, 예방적 유지보수는 구조적 성능 을 유지하고 있는 도로를 대상으로 파손의 가속화를 방지하고 도로 본연의 기능과 서비스 수준을 향상시 키는 경제적인 유지보수 처리 공법이다. 예방적 유지보수 차원에서 초박층 포장에 대한 연구가 많이 진행 되고 있으며, 특히 초박층 포장공법은 기존 노후 도로의 절삭 없이 시공할 수 있는 장점을 가지며, 공용수 명의 연장에 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 반사균열 제어용 특수 섬유를 포함하는 개질재의 개발 및 이를 적용한 아스팔트 혼합물(리 커버 아스팔트)에 대한 역학적 특성을 구명하였으며, 리커버 아스팔트를 적용하여 반사균열을 가지는 노후 아스팔트 포장층에 기존 노후 도로의 절삭 없이 2cm의 포장두께로 포장하는 초박층 포장 공법을 개발하였 다. 본 연구에서 리커버 아스팔트는 PG 76-22의 아스팔트 바인더, 5mm 이하 골재, 석분 및 채움재에 반사 균열 제어를 위한 특수 섬유가 포함된 개질재를 첨가하여 제조되며, 리커버 아스팔트의 역학적 특성을 구명 하기 위하여 마샬 안정도, 공극율, 플로우 및 동적안정도 시험 등이 수행되어졌다. 또한 리커버 아스팔트를 활용한 초박층 공법의 현장 적용성을 평가하기 위하여 아스팔트 플랜트에서 혼합물을 생산하여 현장에 적용 하였으며, 시공성 및 소음저감 효과를 비교 분석하였다. 리커버 아스팔트의 플랜트에서 생산 시 핫빈에서 5mm 이하 골재만이 사용될 수 있도록 골재를 관리하였으며, 실내배합을 기본으로 하여 현장입도를 조정하 였다. 리커버 아스팔트 혼합물의 생산 온도는 170±5℃ 였으며, PG 등급 76—22의 아스팔트에 특수 섬유 보강된 개질재를 투입하여 혼합물을 생산하였다. 리커버 아스팔트의 포설 온도는 160±5℃이며, 페이버를 이용하여 2cm 포장 두께를 확보할 수 있도록 포설하였으며, 포설 후 2cm 이내의 초박층 포장에 의해 다짐 온도가 크게 저하 될 수 있기 때문에 타이어 롤러 및 탠덤 롤러에 의해 즉시 다짐을 실시하였다. 타이어 롤 러 및 탠덤 롤러에 의한 다짐은 각각 130℃~150℃ 및 110~130℃의 범위에서 실시하였다.

겨울철 유휴 논토양에 헤어리베치를 재배 이용하여 바이오에너지 원료작물인 옥수수를 재배할 경우 화학비료와 제초제를 절감하고, 옥수수의 무경운 재배법을 개발하고자 수행하였다. 헤어리베치 피복 이용 옥수수 무경운 직파재배 시 재식밀도에 따른 옥수수의 간장, 경태 및 엽색도 등은 관행재배에비하여 감소하였으며, 착수고는 밀식할 경우 증가하는 경향이었다. 그 밖의 옥수수의 출사기는 헤어리베치를 피복한 처리구에서 관행재배구에 비하여 평균 3일 지연되었으며, 재식밀도가 높을수록 또는 시비량이 감소될수록 지연되었다. 한편 경작지에서 우점하는 잡초는 여뀌, 바랭이 및 피였으며, 헤어리베치 피복량 증가는 잡초 건물중을 감소시켰다. 바이오에탄올생산량은 헤어리베치를 피복한 처리구에서 관행과 비교하여58.9~89.8%까지 확보할 수 있었으며, 재식밀도가 낮거나 시비량이 적을수록 감소 정도가 크게 나타났다. 바이오에너지 작물인 옥수수를 친환경적으로 생산하는 방법 중의 하나로 헤어리베치를 피복하고 무경운 직파하여 시비량을 50% 감량하고, 재식밀도를 125,000 주 ha-1로 높이면 총 건물수량과 바이오에탄올량을 관행과 유사한 수준을 얻을 수 있을 것으로 판단되었다.

‘청풍보라’는 농촌진흥청 국립식량과학원에서 추위에 강하여 중, 북부 지역에서도 안정적으로 월동이 가능하며 조생이고 봄철 녹비 수량이 많아 답리작 재배에 적합한 헤어리베치 품종을 육성하고자 내한성이 강하고 중생종인 ‘Daegu2(대구 수집)’ 유전자원 집단에서 파생한 조생 개체를 선발하여 육성하였다. 월동률이 높고 개화기가 빠르며 녹비다수성인 우수계통을 선발 육성하여 ‘베치1호’로 계통명을 부여하였고 2008년부터 2009년까지 2년간 수원, 익산, 밀양, 영덕 등 4개 지역에서 지역적응시험을 실시한 결과 우수성이 인정되어 2009년 농작물 직무육성 신품종 선정위원회에서 신품종으로 선정되었다. ‘청풍보라’의 고유 특성은 중간 색조의 녹색잎, 중간 정도의 모용 밀도, 흑색 종피를 보유하였다. 개화기는 전국 평균 4월 29일로 대조 품종인 ‘웰타’보다 11일 빠르며, 내한성은 ‘웰타’보다 강하였다. 건물수량은 ha당 평균 5.2 ton으로 4.92 ton인 ‘웰타’에 비해 5.7% 많았고, 질소 수량은 ha당 평균 166 kg으로 156 kg인 ‘웰타’에 비해 6.4% 많았다. ’청풍보라’의 적응 지역은 1월 최저 평균기온이 -15℃ 이상인 지역이면 전국 어느 곳에서나 재배가 가능하다.

보리를 녹비로 이용하기 위하여 녹비보리 토양 환원시기가 후작물 벼 생육 및 수량에 마치는 영향을 구명하기 위하여 경기도 수원의 국립식량과학원 시험포장에서 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 호밀과 보리의 질소함량은 생육 초기에 1.4~2.4%, 생육후기에 0.6~1.0%를 나타냈다. 2. 보리 바이오매스량은 출수기에 421 kg/l0a, 출수 후 10일에 449 kg/10a, 출수 후 20일에 473 kg/ l0a이었고, C/N율은 출수기에 26.3, 출수 후 10 일에 38.0, 출수 후 20 일에 42.5로 출수 후 시간이 경과함에 띠라 C/N율이 높아졌다. 3. 보리의 지상부 질소함량은 출수기에 0.9~1.5%로 가장 높았고 출수 후 시간이 경과하면서 점차 낮아졌으며, 질소 총함유량은 출수기에 4.3, 출수후 20일에 6.3 kg/10a이였다. 4. 녹비보리 지상부에 함유된 질소, 인산, 칼리 총량은 출수 후 10일에 가장 높게 나타났다. 5. 후작물 벼의 생육은 녹비보리 투입구가 표준시비구에 비하여 간장이 7.2~7.7 cm 길었으며, 수장은 녹비보리 투입구와 표준시비구가 비슷한 경향이었다. 6. 후작물 벼 정조의 질소총량은 출수기 녹비보리 토양투입구 > 출수 후 10 일 녹비보리 토양투입구 > 출수 후 20일 녹비보리 토양 투입구 순으로 많았고, 볏짚의 질소 총량도 같은 경향을 나타내었다. 7. 쌀 수량은 출수기 녹비보리 토양투입구는 457 kg/l0a, 출수 후 10 일 녹비보리 토양투입구는 465 kg/10a, 출수 후 20일 녹비보리 토양투입구는 438 kg/10a로 관행시비구 515 kg/10a 에 비하여 10~15% 낮았다.

최근 친환경농업과 화학비료의 가격 상승 등으로 인하여 녹비작물의 재배면적이 증가되고 있다. 그러나 중부지역에서 동계 월동이 가능한 녹비작물은 헤어리베치, 알팔파로 그 종류가 적어 이용이 어려운 실정이다. 따라서 녹바작물의 이용확대를 위하여 다양한 종류의 녹비작물을 선발하고자 봄에 두과녹비작물 8종을 밭토양에 파종하여 녹비의 이용 가능성을 평가한 결과는 다음과 같다. 녹비작물의 수량은 크림손클로버에서 ha당 생체중으로 23.6 ton, 건물중으로 4.16 ton이 생산되어 가장 많았고, 레드클로버, 루피너스, 자운영, 알팔파 순이었다. 또한 녹비수량은 모든 두과녹비작물에서 수확시기가 늦어질수록 증가하는 경향이었다. 작물별 질소 함량은 헤어리베치에서 kg당 41.3 g으로 가장 높았고 자운영, 네마장황, 화이트클로버, 레드클로버, 알팔파 순으로 32.2, 29.5, 29.2, 25.8 및 24.2 g이었다. 인산 함량은 알팔파(4.3 g kg1)와 크림손클로버 (4.2 g kg1)에서 높았고, 자운영, 레드클로버, 헤어리베치, 루피너스 순이었다. 칼리함량은 크림손클로버에서 35.9g kg1로 가장 많았고 레드클로버, 알팔파, 헤어리베치 순이었다. C/N율은 녹비작물 8종 수확시기가 늦어질수록 C/N율은 증가하는 경향을 보였으나 25 미만이었다. 두과녹비작물별 질소생산량은 녹비작물 8종 모두 수확시기가 늦을수록 증가하여 6월 19일에 가장 많았으며 작물별로는 크림손클로버에서 ha당 71 kg이 생산되어 가장 많았고, 자운영 (51 kg), 레드클로버 (46 kg), 헤어리베치 (41 kg) 순이었다. 따라서 녹비작물의 건물수량과 C/N율, 질소 생산량을 기준으로 볼 때 수원지역에서 봄에 파종하여 녹비로 이용 가능한 두과녹비작물은 크림손클로버, 자운영, 레드클로버, 헤어리베치가 우수하였다.

두과녹비작물 헤어리베치 종자의 종피파상과 침지처리가 발아에 미치는 영향을 알아보고자 국립식량과학원 시험포장에서 2009년도에 생산된 보라 헤어리베치 종자를 종피파상과 침지처리를 하였다. 충분한 수분흡수 를 위하여 증류수 5시간 침지 처리하여 20℃ 유지되는 생장상에서 8일 경과후의 발아율을 조사한 결과 무처 리 종자의 발아율은 56%(경실비율 43%)였으나 침지처리 종자의 발아율은 65%였다. 종피파상처리 종자의 발아율은 97%로 나타나 침지 및 종자파상처리 처리에 의해 발아율 상승효과가 큰 것으로 나타났다.

녹비작물은 단순하게 푸른 식물체를 토양에 갈아 넣어 비료로 사용하는 것뿐만 아니라 농촌경관을 아름답게 가꾸어 주면서 토양보전, 잡초방제, 밀원 등 다양한 기능을 수행하는 작물이다. 그러나 녹비작물은 다양한 목적에 비하여 이용되고 있는 종류가 헤어리베치, 녹비보리, 자운영 등으로 한정되어 있다. 따라서 녹비작물 의 이용 확대를 위해서 추위에 약하기 때문에 가을에 파종하여 겨울을 나기는 어렵지만, 식물의 생리적 특성상 이른 봄에 파종하면 생육이 가능한 작물을 중심으로 선발하였다. 저온에서 생육이 가능한 황화초 등 9개 작물을 4월에 파종하여 녹비수량과 개화특성을 조사하였다. 4월 8일에 파종한 녹비작물의 개화소요일수는 메밀은 41일, 황화초는 44일, 루핀은 53일, 파셀리아 60일, 크림손클로버 63일, 해바라기 71일이었다. 작물별 꽃색을 보면 황화초, 해바라기, 네마황은 노란색, 메밀과 루핀, 화이트클로버는 흰색, 파셀리아는 연보라색, 크림손클 로버는 붉은색, 레드클로버는 분홍색을 띄어 개화시 아름다운 경관을 보여 주었다. 녹비작물의 수량은 재배기 간이 길수록 점차 증가하는 경향을 보였으며 파종 후 62일째 건조수량은 10a당 메밀은 280kg, 해바라기 280kg, 황화초 260kg, 파셀리아 173kg, 루핀 120kg, 레드클로버 113kg, 크림손클로버 100kg의 녹비가 생산되었다. 따라 서 녹비수량과 개화특성을 볼 때 봄에 파종하여 이용 가능한 경관겸용 녹비작물로는 메밀, 황화초, 파셀리아, 루핀, 크림손클로버가 우수하였다.

정부의 green korea 정책과 화학비료의 가격 상승으로 녹비작물에 대한 관심이 고조되면서 재배면적 또한 점차 늘어나고 있다. 이 중 두과녹비작물로는 질소고정력이 높은 헤어리베치가 이용되고 있고 화본과로는 녹비보리가 이용되고 있다. 이렇게 화학비료 대용 또는 토양물리적인 특성 개량을 위하여 사용되고 있는 녹비작물을 같은 농경지에 연속하여 재배하면 녹비생산량도 증가되고 토양의 물리화학적인 특성도 개선되어 벼 생육 및 수량에 좋은 영향을 미치게 된다. 따라서 두과(헤어리베치)와 화본과(녹비보리) 녹비작물을 장기재 배하여 이용 할 때 벼 생육 및 수량에 미치는 영향을 알아보고자 8개의 벼 품종을 이앙하여 시험하였다. 벼 생육은 관행시험구와 녹비보리시험구보다 헤어리베치+녹비보리시험구에서 간장, 경수가 증가하고, 출수 기가 지연되었으며, 벼도복이 발생하였다. 벼 출수기는 화영벼와 서안1호에서 관행대비 2～3일정도 지연되었 으며 등숙기 벼 도복정도는 풍미벼에서 5로 가장 심하였으며, 진부벼, 조광벼, 화영벼에서 4정도였다. 벼 수량 은 관행에 비하여 30% 증수되었으며 도복이 심했던 진부벼, 조광벼, 풍미벼, 화영벼에서 증수되는 정도가 현저히 컸다. 벼 수확 후 토양의 물리적 특성은 관행보다는 녹비재배지에서 가비중과 공극율이 더 좋아졌으며 특히, 녹비보리 재배지보다 헤어리베치+보리 재배지에서 더 양호하였다. 따라서 녹비를 연속하여 재배하는 농경지에 벼 품종을 선택할 경우 도복의 위험이 큰 진부벼, 조광벼, 풍미벼, 화영벼는 지양하는 것이 좋을 것으로 사료되었다.

저탄소 녹색성장을 위하여 친환경적인 저투입 기술의 요구가 확대되고 있어 콩과녹비작물을 이용하여 화학 비료 절감과 토양유실을 경감시키고자 녹비작물이 생육하고 있는 상태에서 옥수수를 무경운 직파하여 연구 를 수행하였다. 옥수수는 일미찰 품종을 ‘09. 4. 24일 인력 점파기로 파종하였으며, 콩과녹비작물은 헤어리베 치와 크림손클로버를 이용하였고, 질소는 표준시비량의 100, 50, 0%를 시용하였다. 연구결과를 요약하면 헤어 리베치 이용 후 질소를 표준시비량의 100, 50, 0%를 시용하고 옥수수를 재배할 경우 관행에 비하여 옥수수의 출사기는 각각 9, 11, 13일 지연되었으며, 질소 시비량이 적을수록 옥수수 출사기의 지연과 엽색도 값의 감소 정도가 컸다. 옥수수 이삭의 상품수량은 관행에 비하여 각각 9, 17, 19% 감소되었으며, 질소 시비량이 적을수 록 수량의 감소정도가 컸다. 크림손클로버 이용 후 질소를 표준시비량의 100, 50, 0%를 시용하고 옥수수를 재배할 경우 관행에 비하여 옥수수의 출사기는 각각 16, 18, 21일 지연되었으며, 질소비료의 절감량이 많을수 록 지연되었고 엽색도 값은 감소되는 경향이었다. 옥수수 이삭의 상품수량은 관행에 비하여 각각 50, 55, 57% 감소되었으며, 질소 시비량이 적을수록 수량의 감소가 컸다. 녹비작물의 종류, 시비량, 옥수수의 생육 및 수량을 종합적으로 검토해 보면 헤어리베치가 크림손클로버에 비하여 효과가 우수하였으며, 헤어리베치 이용 시 질소를 무시용할 경우 옥수수 수량은 관행 대비 81%로 무비 재배가 가능할 것으로 판단되었다.

녹비작물 재배는 작부체계상 토양의 건전성(soil quality) 향상과 농업생태계의 지속성(substantiality) 유지에 중요한 역할을 한다. 본시험의 목적은 답리작에서 녹비작물 헤어리베치 (Vicia Villosa R.)의 재배 및 벼 이용 시 안전성을 증진하기 위하여 수행하였다. 시험은 2006/2007년부터 2008/2009년까지 3개년간 포장에서 수행 하였다. 시험포장은 경기도 수원시 소재 국립식량과학원 벼 시험포장인 신흥통(식양질)에서 수행하였다. 헤어 리베치는 중국에서 수입한 H-1을 10월 상순경에 벼 부분경운파종기를 이용하여 파종하였다. 벼 품종은 중생 종인 풍미벼(‘07, ’08)와 조생종인 운광벼(‘09)로 25～30일묘를 6월 상순에 기계이앙하였다. 시험 기간 3년 모두 부분경운파종 시 헤어리베치의 biomass 및 질소 생산성은 벼 입모중파종과 유의적인 차이는 없었고 벼 수량도 차이가 없었다. 또한 2008/2009년에는 부분경운 파종 시 파종량 9 kg/10a와 6 kg/10a도 헤어리베치 biomass와 쌀수량이 유의적 차이가 없었다. 따라서 답리작에서 부분경운파종법을 이용하면 녹비작물 헤어리 베치의 재배 및 벼 이용의 안전성 뿐만아니라 녹비작물의 종자대 절약도 가능할 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 밭토양에서 녹비작물을 이용한 화학비료 대체기술을 개발하고자 2006년 가을부터 2007년 6월까지 농촌진흥청 국립식량과학원 환경포장에서 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 녹비작물 헤어리베치의 생초량은 5월 중순, 호밀은 4월 중.하순에 최대 생산성을 보였고 혼파비율에 따라서는 두과의 혼파 비율은 높은 혼파 3:1에서 전생육기간 동안 가장 높은 생산성을 보였다. 2. 건물중은 생초중과 유사한 경향으로 4월 중순부터 혼파 2:1과 3:1에서 호밀단파 수량보다 지속적으로 높았다. 3. 질소함량은 모든 처리에서 시기가 경과함에 따라서 낮아지는 경향으로 헤어리베치는 전 시험 기간 동안 3%이상을 나타내었고 호밀은 출수 후인 5월 상순부터는 급격히 감소하였으나 혼파구는 헤어리베치의 파종량이 많은 처리구에서는 5월 하순까지 2.2%이상의 질소함량을 나타내었다. 4. 헤어리베치의 질소생산성은 5월 상순경에 최대 생산성을 보였고 호밀은 4월 하순에 최대생산량을 보였다. 혼파 3 : 1에서는 4월 중순에 질소생산성을 10a 당 21.7 kg을 생산하여 옥수수 등의 후작의 화학비료 대체 가능성을 보였다. 5. 헤어리베치는 전 시험 기간동안 C/N율이 15이하였으나 호밀은 5월 상순부터 59로 급격히 높아졌다. 혼파 3:1은 높은 생산을 나타냈지만 모두 30 이하의 낮은 C/N율을 보였다. 6. 헤어리베치 단파구와 혼파구에서 유기물의 함량과 질산태질소의 함량이 증가하는 경향이었고 호밀구에서 반대경향을 나타내어 혼파는 유기물 증가와 질산태질소의 유실 경감에 기여한 것으로 생각되었다.

벼 재배 시 녹비작물 투입은 화학비료의 대체뿐만 아니라 토양 물리･화학성을 변화시킨다. 특히 두과 녹비는 토양의 내수성입단 형성 등으로 토양 물 이동 특성에 많은 영향을 미친다. 본 시험은 두과 녹비작물인 헤어리베치를 2007년부터 2008년 5월까지 재배하였다. 투입 시기는 5월 14일이었고 투입량은 2,100 kg/10a를 투입하여6월2일에 중생종인 풍미벼를 기계이앙하였다.물 소요량은7월8일부터 벼 수확기까지 시험구에 계량기를 설치하여 물소요량을 산정하였다. 조사기간의 강수량은 7월 541 mm, 8월 217 mm, 9월은 10일간 강수량이 51 mm 였다. 물관리 처리는 관행 물관리와 7일에 1회 간단관개를 처리하였다. 관행 물관리는 녹비작물 헤어리베치를 투입한 구에서 많이 소모 되었고 주1회 물관리는 관행물관리가 헤어리베치 투입구보다 많았다. 따라서 녹비작물 헤어리베치 투입 시 주1회 물관리를 할 경우 물절약이 가능할 것으로 생각되었다.

녹비작물은 농업생산의 건전성과 지속성 유지를 위하여 작부체계내의 재배기술이 중요하다. 특히 두과 녹비작물인 헤어리베치는 공중질소를 고정할 뿐만 아니라 생초 생산력과 질소함량이 높아서 생물비료로써는 높은 효과를 가지고 있다. 본시험은 이러한 효과를 가진 헤어리베치의 답리작에서 안전성을 구명하고자 파종방법별 녹비생산력 및 토양 이화학성의 변화를 구명하고 수행하였다. 시험장소는 경기도 수원시 서둔동 국립식량과학원 벼 시험포장에서 벼 수확 후 답리작으로 시험을 수행하였다. 시험토양은 신흥통으로 식양질이었고, 헤어리베치는 중국에서 도입한 H-1을 파종하였다. 파종방법은 벼 입모중 파종과 벼수확 후 부분경운파종 및 세조파를 하였다. 입모중파종과 부분경운파종이 세조파에 비하여 녹비 생산성이 우수하였고 토양물리성도 개선되는 경향이었다.

본 연구는 논에서 콩을 연속으로 재배 하였을 때 연차별 토양 특성 및 생산력 변화를 구명하여 식용콩 자급률을 높이기 위한 기초 자료를 제공하고자 시험한 결과를 하면 다음과 같다. 1. 논-밭 윤환에 따른 토양 물리성은 표토의 기상률은 매년 윤환구에서 17.4%였으나 콩 4년 재배구에서는 21.8%로 증가하였고, 액상률은 29.0%에서 24.5%로 낮아졌으며, 심토도 비슷한 경향을 나타내었다. 2. 토양 화학성분의 변동은 콩 1년 재배지에 비하여 유기물은 콩 1년 재배지 21.5gkg1보다 2년 재배지가 21.8gkg1로 약간 높아졌다가 3년부터는 떨어지는 경향이었으며, 치환성가리는 약간 감소하는 경향이었으나 그밖에 무기성분은 증가하는 경향을 보였다. 3. 콩 생육은 콩 1~2 년 재배구에 비하여 콩 3~4 년 연작구가 경장도 5~9cm 짧고 분지수도 0.5~1.0 개 적었으며, 엽색도도 3.5~7 정도 낮았는데 이는 연작기간이 길어질수록 생육이 떨어지는 것을 알 수가 있었다. 4. 콩 수량은 논밭 윤환시 255 kg/10a에 비하여 2년 연작시 222 kg/10a로 12.9%, 3년 연작시 201 kg/10a로 21% 감수하였으며, 생육시기별 뿌리혹 건물중 및 뿌리혹 착생은 1년 재배지에 비하여 재배 년수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.