현재 농촌은 고령화, 여성화로 인해 기계화가 요구되지만 잡곡류 수확기계의 기계화율은 약 20% 수준으로 확인되어진다. 소요노동력의 절감과 기계화율 제고를 위해 소규모의 경지 조건에 따라 소형 콤바인의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 메밀과 율무를 대상으로 소형 콤바인의 시작기를 제작하여 메밀과 율무 각각의 포장과 수확 작업 시험을 진행하며 작업속도에 따른 각각의 데이터 분석을 진행하였다. 1 m/s 이상의 작업속도에서 메밀의 포장, 수확 시험 결과 전체 손실 비율은 약 21.8%였다. 이 때 가장 높은 비중을 차지한 것은 탈립손실비율이 약 64.1%였고, 다음으로 배진 손실비율이 약 20.9%로 측정되었다. 데이터 분석 결과 탈립손실비율과 배진손실비율에 대해서는 작업속도에 따라 손실율이 높아지는 상관관계 분석 결과가 도출되었고 수집손실비율과 미예취손실비율에 대해서는 작업속도에 따른 각각의 손실율이 감소하는 상관관계를 나타냈다. 메밀의 수확 곡물의 완전립의 비율은 83.2~96.7%로 측정되었으며 작업속도와 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 율무의 포장, 수확작업 결과 총곡립손실비율은 전체 작업속도에 대해 평균 약 22.8%가 측정되었다. 작업속도와 손실비율간의 상관관계 분석에서 배진 손실비율을 제외한 다른 손실비율은 양의 상관관계를 나타냈다. 율무의 수확 곡물 품질 분석 결과 완전립의 비율은 작업속도 0.24 ~ 1.05 m/s에서 87.1~95.7%로 측정되었으 며, 손상립과 지경부착립의 비율에서만 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 소형 작물을 대상으로한 소형 콤바인 시작기를 제작하였고, 제작된 시작기의 메밀과 율무를 대상으로한 포장, 수확 시험 결과와 이전의 연구들과 비교했을 때 시작기의 성능이 우수한 것을 확인하였 으며 작업속도에 따라 손실에 영향을 끼칠 수 있는 항목을 규명하였다.

이 연구는 국산 농기계의 내수 및 수출 경쟁력 제고방안을 도출하고자, 최근 5년간 한국과 일본산의 핵심 농기계에 대한 가격과 시장점유율을 분석하고, 양국 종합형업체의 매출액, 연구개발비 및 특허출원 현황을 분석하고, 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격을 분석하였다. 2016년 우리나라의 4대 농기계 제조사의 연 매출 규모는 1,984-5,249억 원으로, 일본 주요 제조사의 2.7-15.7% 수준이다. 내수시장에서 일본산 농기계의 시장점유율은 트랙터 14.5%, 콤바인 31.1%, 이앙기 35.8%로 확대일로에 있는 것으로 분석되었다. 트랙터의 규격별 가격과 시장점유율을 분석한 결과, 국산 트랙터는 80 ps급 이상 대형일수록 가격경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라 시장점유률도 감소하였다. 국산 콤바인의 시장점유율은 자탈형 4조식과 6조식에서 증가하였으나, 가장 많이 공급된 5조식 콤바인(전체의 49.0%를 차지)은 지난 5년간 85.0%에서 60.7%로 감소 하였다. 이는 국산 5조식 콤바인 가격이 일본산의 90.7-108.6%로 가격경쟁력 약화에 기인한 것으로 판단된다. 6조식 이앙기(전체의 88.7%를 차지)중에서 국산이 62.6-68.0%를 유지하는 것으로 분석 되었다. 국산 6조식 가격은 일본산의 83.1-85.5% 수준으로 가격경쟁력이 있지만, 가격 차이가 3,690-4,420천원에 불과하여 시장점유율이 확대되지 못한 것으로 판단된다. 국내 종합형업체의 농기계부문 매출액은 일본 종합형업체의 2.7-15.7%로 크게 낮고, 종업원 1인당 매출액은 일본의 43.9-81.5%에 불과하여 낮은 생산성을 보이고 있다. 연구원 수는 일본의 13.2-28.1%로 낮았으나, 종업원수 대비 연구원수 비율은 145-176.5%로 오히려 더 높았다. 또한 매출액 대비 연구개발비의 비중은 일본 구보다사 보다 123.1-153.8%로 높게 나타났다. 또한, 국내 농기계 산업과 내수시장을 위협하고 있는 일본 제조사의 국내 특허등록은 2010년 이후 급속한 증가세로, 2016년 기준으로 트랙터의 58.5%, 콤바인의 79.9%, 이앙기의 69.8%를 차지하고 있어 기술권리성 확보가 심각한 상태이다. 특히 핵심 농기계에 대해 일본의 국내 특허등록은 주요 핵심기술에 집중되었는데, 트랙터는 본체·변속장치에 37%, 콤바인은 본체·탈곡장치에 54%, 이앙기는 본체에 57%가 집중된 것으로 분석되었다. 따라서 기술권리성 확보 및 내수시장 방어를 위해 제조사의 자체 연구개발비를 증액과 더불어 정부지원 R&D와 특허의 정량적인 출원·등록을 연계하는 제도적 보완 및 지원확대가 필요하다. 국내에서 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격, 가격차이(국산-수입산)/농가소득, 시장점유율을 분석한 결과, 일본산 트랙터의 가격은 국산 대비 130.8-136.3% 고가이고, 농가소득 대비 가격차이율은 37.6%, 시장점유율은 0.1-0.2%를 보였다. 콤바인은 가격 92.0-110.2%에서 가격차이율 –14.2-18.3%와 시장점유율 6.2-8.1%를, 이앙기는 각각 117.0-120.4%, 9.9-11.9%, 5.5-16.1%를 보여, 시장점유율은 농기계의 가격과 농가소득 대비 가격차이 비율에 높은 영향을 받는것으로 나타났다. 농기계의 경쟁력 강화를 위해서는 단기적으로 고장이 적어야 한다. 내수시장에서 국산 농기계는 가격대비 품질이 낮고 고장빈도가 높아 농가로부터 신뢰성과 시장점유율이 크게 감소하였다. 따라서 고장빈도가 높은 부품의 내구성 향상과 고품질 부품 개발, 부품 표준화 등을 담당하는 전문연구기관의 설립이 필요하다. 또한 중장기적으로 현재까지의 선진기술 추격과 응용기술 개발에서 탈피하여 핵심 요소기술개발에 역점을 두어야한다. 이를 위한 기술 로드맵 수립, 산학연 협력 확대와 정부의 연구개발비 증액, 산업체의 구조조정과 기술혁신이 필요하다.

농가의 핵심 농기계 이용 만족도를 조사·분석한 결과, 수입산이 국산 대비 트랙터는 1.2배, 콤바인 1.3배, 이앙기 1.4배 높은 것으로 나타났다. 즉 가격과 사후봉사를 제외한 작업성능, 조작편이성, 내구성, 고장빈도에서 높은 만족도를 보였고, 이는 전자유압제어, 파워트레인 및 변속기 설계, 신소재, 저소음 캐빈 등 기술수준의 차이가 반영된 결과로 여겨진다. 국산 농기계의 품질향상을 통한 적극적인 대응이 필요한 것으로 판단된다. 대리점을 대상으로 한 핵심 농기계의 부품 및 소모품에서 고장·수리 빈도수가 높게 나타났다. 트랙터는 주요 4개 부위에서 85.3%, 콤바인은 5개 부위에서 89.6%, 이앙기는 3개 부위에서 80.5%가 발생한 것으로 분석되었다. 그리고 제조사를 대상으로 한 수입산 대비 국산의 기술수준이 중소형 트랙터, 4조 콤바인 및 6조 이앙기는 근접하였으나, 트랙터는 60-100%, 콤바인 70-100%, 이앙기 70-95%로 평가되었다. 또한 국산의 문제점으로 트랙터는 내구성과 조작편이성, 콤바인은 내구성, 이앙기는 조작편이성을 가장 큰 문제로 인식되고 있다. 농가, 대리점 및 제조사의 조사결과를 종합해보면, 농가 및 대리점에서는 품질 개선과 내구성 향상이 시급하다고 응답하는 반면에, 제조업체는 주로 작업성능과 조작편이성 향상 기술개발에 역점을 두고 있어 현장과 괴리감을 보였다. 따라서 제조사에서는 농가와 대리점의 애로사항을 설계·생산에 적극 반영해야 할 것으로 판단된다. 특히, 수입산 농기계 대비 국산의 가장 큰 문제점은 잔고장으로 대표되는 품질 문제로 분석 되었다. 이는 제조사 입장에서 농기계 판매의 계절성에 따른 경영악화와 소량 생산으로 인한 한정적인 제품원가 절감요소가 낳은 결과로 판단된다. 제조사 입장에서는 시장의 가격경쟁력 강화를 위해 자체적으로 기종별 부품 공용화와 다량 구매 부품의 원가절감 전략을 구사하고 있는데, 이로 인해 오히려 품질 저하와 농가 불만 증가를 초래, 점진적인 시장점유율 하락을 인지하면서도 부품개발 등에 적극적으로 대응하지 못하고 있는 것으로 나타났다.

콤바인을 이용하여 수확하는 곡물은 일반적으로 저장에 용이한 적정함수율보다 높은 경우가 많다. 이것은 곡물의 수확과정에서 손실율을 최소화하기 위한 방법 중에 하나이지만, 수확 후 현장에서 자연건조를 통한 저장 시 필요로 하는 적정함수율까지 낮추는 것은 불가능하다. 따라서 곡물을 수확한 후, 저장 시 필요한 적정함수율을 맞추기 위해서 인위적으로 화석연료 등을 이용하여 건조하는 경우가 많다. 그러나, 곡물건조기 등에 사용되는 화석연료는 곡물건조 시 온실가스의 배출 등의 환경 문제뿐만 아니라, 농가에서는 경제적인 부담이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 곡물 건조를 위해서 수확과정에서 콤바인 배기열의 이용 가능성에 대한 기초자료를 활용하고자 수행하였다. 이를 위해 콤바인의 선별부와 이송부를 실제 제원과 동일하게 제작한 뒤 배기열을 이용하여서 곡물의 함수율변화를 측정하였다. 그 결과, 각각의 실험장치에서 평균 0.166, 0.126%의 곡물 함수율이 감소하였고, 전체적으로 약 0.3%의 함수율이 감소되었다. 이는 배기열을 이용한 곡물 건조방법의 가능성이 있는 것으로 판단되었다.

본 연구노트는 K-water가 고안하여 개발한 녹조수상 콤바인 장치에 대하여 소개하고자 하였다. 녹조제거장치 는 본체와 부력재, 이송호퍼, 스크린 컨베이어, 슬러지 제거기 및 수거물질 분리대 등 총 5개 모듈로 구성되어 있다. 그리고 스컴성 녹조현상 이하일 때 녹조제거제를 전처리할 수 있는 살포기가 별도로 장착되어 있다. 전반 적으로 본 장치의 모듈 시스템은 매우 간단하다. 2014 년 5월부터 7월까지 낙동강 및 대청호 현장에서 테스트 운영한 결과, 1일 처리할 수 있는 수표면적은 500,000 m2 day-1에 해당하였다. 그리고 장치 적용 전후 처리효 율은 90%를 상회하였고, 수처리량은 수질 상태에 따라 차이가 있지만 500,000m3 day-1은 가능하였다. 또한 장 치의 운영기간은 3월~11월(9개월) 동안으로써 기존 계 획보다 연장될 수 있었다. 본 장치 및 기술을 통해 상수 원과 공공수역의 녹조현상 및 사회문제로 확대된 파급 영향을 해결하는 데 기여할 수 있는 신기술로서 활용되 기를 기대한다.

본 연구는 예취시 벼 줄기의 절단 저항이 적은 콤바인 예취날 개발에 필요한 기초 자료를 제공하기위하여 예취날의 윗날 내부에 면적 의 평면 홈을 가공한 개발날과 시중에 판매되는 예취날을 사용하여 절단속도비와 볏짚의 함수율을 인자로 미예취시 예취날의 구동 마찰저항과 예취저항을 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 예취날 속도 0.37m/s에서 0.55m/s범위 내에서 단날 구동시의 예취날 구동 마찰저항은 홈 가공을 한 개발 날이 평균 로 홈 가공을 하지 않은 기존 날의 평균 에 비해 25% 낮게 나타났다. 또한 양날 구동방식에서도 홈 가공을 한 개발말이 기존날에 비해 평균 26%정도 구동 마찰저항이 낮게 나타났다. 2. 절단속도비 10.에서 1.5범위 내에서 홈을 가공한 개발날의 볏짚 예취 저항은 기존 날에 비해 볏짚의 함수율 14.2%, 55.3%, 84.2%에 대해 각각 평균 12%, 15%, 20% 낮게 나타났다. 3. 예취날 구동 방식에 따른 볏짚 예취 저항은 양날구동방식이 로 단날 구동방식의 에 비해 평균 17%정도 낮게 나타났다. 4. 예취날의 최적 속도비는 볏짚의 함수율 변화에 따라 다르게 나타났으며 함수율 14.2%, 84.2%에 대해 각각 1.2, 1.4로 나타났다.

종자순도 유지를 위한 기초자료로 활용코자 콤바인 수확시의 탈립종실이 익년 본답재배양식별 출현정도 및 생육특성을 정상재배벼와 비교검토 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 콤바인 수확시 품종별 탈립정도는 삼강벼가 49.5kg/10a로서 낙동벼의 27.8kg/10a보다 현저히 많았으나 탈립종자의 월동후 발아율은 오히려 낙동벼가 훨씬 높았다. 2. 이형주출현율 및 종자혼입율은 재배양식간에는 직파재배가 이앙재배보다, 그리고 품종별로는 일반형품종이 통일형품종보다 높은 경향이였다. 3. 이형주의 생육은 공시품종 모두 천립종을 제외한 간장, 주당수수, 수당입수 및 등숙율등 대부분의 형질들이 정상재배벼에 비하여 저하하는 경향이 었다.

최근 미곡의 수확과 건조작업서 기계화와 동력화가 빠른 속도로 진행되고 있다. 벼 품종 추청과 밀양 2003를 재래식 낫과 콤바인으로 수확하고 천일건조, 개량곳간식, 인공화력식으로 건조하고 농기계 사용에 따른 곡물의 수확손실, 작업속도, 미립의 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 1. 수확과정에서 낙립에 의한 포장손실은 콤바인을 사용하더라도 인력수확이나 차이 없었고 탈곡손실만은 콤바인 수확이 1.2% 가량 증가하였다. 소요작업시간은 콤바인 탈곡까지 완료하고도 3.5배 빨랐다. 품종간에 수확손실은 차이가 심하였는데 통일계인 밀양 2003가 일반계인 추정보다 약 2배의 손실량이 발생하였다. 2. 미곡의 건조방법별 건조속도는 수분함량 14%로 감소시키는데 인력수확후 천일건조는 10일이 소요되었으나 콤바인 수확후 천일건조는 5-9일이 걸렸고 개량곳간식은 2-3일, 화력건조는 15시간이 소요되었을 뿐이었고 계속 둘 경우 과건될 위험이 컸다. 3. 수확과 건조방법이 미립질에 미치는 영향은 완전미비율에서 화력건조가 가장 낮아 천일건조 보다 약 4% 저하하였으며 품종간에는 밀양 2003가 추청보다 낮은 경향이었다. 이것은 화력건조에서 동할미와 쇄미의 비율이 증가하였기 때문이었고 수확방법에 따른 미질의 영향은 콤바인 수확이 밀양 2003의 불완전미비율을 증가시켰으나 단립형인 추청은 영향을 받지 않았다.

답리작 맥류 재배지대에 있어서 콤바인의 적정 작업시기를 구명하고 그 성능을 향상하고저 과맥인 백동을 공시하고 건조제처리와 콤바인 수확시기를 달리하여 시험하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 곡립 수분함량은 출수후 일수가 35일에서 44일로 경과함에 따라 35.5%로부터 14.0%까지 점감되었으며, 건조제를 출수후 28일과 34일 사이에 살포하면 4일 뒤엔 25%까지 저하되므로 조기에도 콤바인 수확이 가능하였다. 2. 수확시기에 따른 미탈부비율은 출수후 35일에는는 44%, 38일에는 14%, 41일에는 7%를 보여 조기 수확할수록 급증하였고 건조제 처리시에는 무처리구>4일전>처리구>7일전처리구의 순이었으며 곡립수분함량이 많을수록 높았다(r= 0.912** ). 3. 콤바인의 수확작업시간은 출수후 35일 수확시 10a당 80-90분이었으나 38일과 41일에 수확하면 이보다 12-15분이 절감되었으며, 곡립수분함량이 높을수록 작업시간이 많이 소요되는 경향이었다(r=0.603). 4. 손실량이 적고 수량을 가장 많이 얻을 수 있는 콤바인 수확적기는 건조제를 출수후 34일경에 살포하고 4일 뒤인 38일경이었으며, 자연상태에서는 41일경이었다. 한편 곡립수분함량과 손실량간에는 r=0.679* 상관관계를 나타내었다.