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  • 농촌진흥사업
  • 연구성과보고서
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연구성과보고서
환경변화 대응 농업기술역량 강화
  • 연구배경
    • 고온 일수의 증가로 고온기 온실 환경관리 어려움 봉착

      대부분 원예작물 고온기 생산성, 품질 저하

      한반도 기온 : 30년(1981∼2010) 동안 1.2℃ 상승

    • 열대사막기후 지역에 특성화된 한국형 스마트온실 모델의 개발을 통한 스마트온실 수출 가능성 검토 필요
    핵심기술
    • 포그 : 물과 공기를 동시 공급하는 특수 노즐로 포그를 발생시켜 냉방 효과 및 습도 조절

      일반 온실 대비 최고기온 12∼13℃ ↓, 외기 온도 대비 최대 4∼6℃ ↓

    • 차광 : 알루미늄 커튼으로 햇빛·온도조절
    • 뿌리 : 양액·산소 공급, 냉·온수로 온도 조절
    • 설치현황
      장소 : 농촌진흥청 국립원예특작과학원(전북 완주)
      규모 : 광폭 온실 2개 동(2천평)
  • 연구배경
    • 가뭄 등 기후변화에 대응하고, 농촌노동력 및 농업용수 부족 문제를 해결하기 위한 물관리 자동화 기술 개발 필요
      가뭄피해 면적 증가

      2015 - 5.8천ha   →   2016 - 16.2천ha   →   2018 - 18.4천ha

      국내 고령화율 변화

      2005 - 29.1%   →   2010 - 31.8%   →   2015 - 38.4%

    개발성과
    • ICT 기반 밭작물 자동관개시스템 개발을 통한 농업생산성 향상

      블루베리 : 수확량 34% ↑, 품질 11% ↑, 농업용수 31% ↓, 노동력 95% ↓

      노지오이 : 수확량 18% ↑, 품질 34% ↑, 농가 소득 25% ↑

    • 가뭄피해 최소화, 농업 물절약 및 부족한 노동력 문제 해소 기여

      소득증대 : 기존 대비 약 1조 7,704억 원/년

      용수절약 : 약 540만 톤/년

      물관리 노력절감 : 약 33.7억 원/년

  • 연구배경
    • 기후변화에 따른 이상기상의 상시화로 기후관련 재해발생 급증

      위기관리(사후분석과 복구)에서 위험관리(예측과 예방)로 재해관리 전환 필요 세계 : 1980년 대비 2010년의 기후관련 재해발생 2.7배 증가(UNISDR, ’13.) 국내 : 이상기상의 반발로 농작물 생산성 저하 등 농업분야 피해7,489억원(’10. ~ ’17.)

    개발성과
    • 농장규모의 작물맞춤형 기상재해 조기경보 기술 ‘세계 최초’ 개발
      농장규모의 상세한 기상정보 예측 알고리즘 개발 : 기온 등 11종

      기상청 동네예보(읍면규모, 5㎞×5㎞) 농촌진흥청 농장 예보(30m×30m)

      작물의 생육상황을 고려한 재해위험 판정 기술 개발 : 고온해 등 15종
    • 농장맞춤형 기상재해 조기경보서비스 ‘24개 시·군’으로 확대
    • 전국 확대에 따른 2,669억원/년 편익 발생 및 개별 농장의 맞춤형 농작업 실현 기대
  • 연구배경
    • 전통적 작물 육종 기술의 생산성 한계에 대한 대응 기술 요구
      디지털농업의 데이터기반 작물 특성 분석시스템 연구 활성화

      프랑스·독일(’05) → CropDesign(’10) → 몬산토·LemnaTec·PSI(현재)

    개발성과
    • 작물 및 종자의 표현형 정보 수집을 위한 측정기술 개발
      종자형태, 잎면적, 색상, 분얼각도 등 생육특성 정량화 프로그램 개발

      측정장치 특허출원 1건, 분석 프로그램 등록 2건, 기술이전 기술료 945만원

    • 종자 표현형 측정 기술의 국내 대학 및 연구기관에 보급
      콩 종자 형태, 꽃 색, 잎 형태, 종자 크기 등 측정 위한 활용방법 설명

      기술이전(무상 4건) : 한국원자력연구원 등 4기관

      기술이전 교육개최 : 16명

  • 연구배경
    • 축산의 고령화, 대형화에 따른 ICT 융복합기술의 중요성 부각(국정과제)
      낙농업 종사자 60대 이상 비율

      2011 - 16.6%    2014 - 34.8%    2016 - 36.4%    2018 - 48.6%

    • 국내 축산업은 외산 ICT 기기 의존도가 높아, 미래 기술 핵심 기반인 우리 가축 고유의 생체정보가 매우 부족한 실정임
      해외업체는 국내에서 수집한 정보를 본국으로 회수하고 공유에 매우 소극적임
      국내 낙농 산업의 외산 ICT 기기 점유율은 90% 이상임(낙농진흥회, ’19)
    개발성과
    • 먹이는 알약형 센서 개발 및 실시간 건강 관리 시스템 보급
      국내 최초 체온·활동량 복합 분석 기반 건강 예측 알고리즘 개발
      국내 가축 고유의 생체정보 빅데이터 구축, 공공 D/B 활용 기반 마련

      건강관리 노동력 20% ↓, 축산물생산비 3% ↓

      생체정보 빅데이터 부가가치 1,397백만원, 생산유발효과 2,492백만원

    • 무인 주행 사료 공급 기술 개발 및 보급을 통한 축산업 종사자 노동력 절감

      근로 시간 및 노동 강도 50% ↓

    • 기술이전 및 사업화를 통한 국내 축산 스마트팜 산업 기반 확충

      기술이전 : 동방에스앤디, 다운 등 5건, 기술 실시료(예정): 122백만원(’18~’19)

      사업화 : 신기술보급사업(’19∼’22, 30억원), 축협 IOT 지원사업(’18∼’23, 2.5억원), 농협 한우 디지털컨설팅 사업(’19∼’20, 5억원) 등

  • 연구배경
    • 악성 질병의 지속적인 발생이 우려되고 안전한 축산물에 대한 소비자 요구
    • 축산현장의 근본적 문제 해결 방안으로 동물복지 축산을 제시
    개발성과
    • 정밀한 급이관리를 통해 생산성과 관리자 삶의 질 개선
      임신한 어미돼지 : RFID를 이용한 그룹 관리

      어미돼지 재발정율 50% ↓

      새끼돼지의 분만 시 체중 20% ↑

      젖먹이 어미돼지 : 사료먹는 행동기반 센서를 활용한 정밀 사료 급여

      마리당 하루 사료 낭비량 0.3kg ↓

      관리자 노동력 하루평균 1시간 ↓

      양돈 스마트팜 효과

      어미돼지 두당 이유마리수 37.4% ↑

      연간 어미돼지 출하두수 33.1% ↑

      사료 요구율 10.9% ↓

    • 동물복지형 자동급이기 기술가치 평가액 : 약 224.4백만 원
      생산유발효과 6,650백만원 (농업기술실용화재단)

      자동급이기 사업화 : 매출액 989백만원(’18 누적)

      외화절감 효과 : 임신용 급이기 325억원, 젖먹이용 533억원(어미돼지 10% 대체 기준)

  • 연구배경
    • 닭은 타 가축에 비해 체온 조절이 어려워 고온 스트레스로 인한 폐사 증가, 산란율 저조 등의 피해 발생

      폭염기간 중 닭 폐사 505만 9천수(전체 가축 폐사 543만 9천수, ’18)

    개발성과
    • 고온기 닭 폐사 및 산란율 감소 최소화를 위한 히트펌프 이용 냉음용수 급수시스템 개발
      시스템 구성

      모니터링시스템 - 히트펌프(10RT), 음용수(5톤), 축열탱크(5톤)

      냉음용수 급수시스템으로 혹서기 산란계 산란율 증가 및 폐사율 저감

      닭 체온 2.4℃ ↓, 산란율 3.6% ↑, 폐사율 2.7% ↓

  • 연구배경
    • 표고버섯은 톱밥재배로 전환되면서 배양단계에서 배지표면을 갈변시키는 단계가 필요함
      배지의 갈변은 오염균으로부터 배지를 보호하고, 배지 내 수분 증발을 억제하여 버섯 발생을 용이하게 함
    • 갈변기간이나 비용이 많이 소요되므로 문제점을 해결하기 위한 새로운 생산시스템 확립 필요
    개발성과
    • 표고버섯 재배용 배지의 효율적 갈변 촉진법 확립

      높은 갈변효율 : 청색 LED, 200lux

      청색광 적용 배지 : 표고버섯 30% 수량 증가, 품질 우수

    • 표고버섯 재배용 배지의 갈변을 위한 환기조건

      배양중 CO₂ 1,500 ppm 적용시 명배양 기간 최대 7일 단축

    • 표고버섯 톱밥재배 농가의 재배 안정 및 소득 향상

      1천봉지 기준 83만원 소득증가(이익적 요소 1백만원 이상 증가)

  • 연구배경
    • 농어촌의 일손부족과 고령화로 노동력을 절감한 벼 재배기술 필요
    • 드문모심기는 이앙 시 사용되는 육묘상자 개수를 줄일 수 있는 재배기술로 생산비 절감에 효과적임
      육묘상자 필요개수(개/10a)
      육묘상자에 뿌리는 볍씨 양을 기존(100~150g)보다 약 2배가량 늘려 상자 당 어린모의 밀도를 높이고, 모를 논에 옮겨 심을 때 3~5포기 정도로 적게 잡고, 심는 거리를 넓게 하여 이앙시 들어가는 모판의 개수를 기존(100상자)보다 1/3가량 줄이는 기술
    개발성과
    • 드문모심기 재배기술 조기 확립을 위한 표준 재배기술 개발
      육묘안정성 확대를 위한 적정 육묘기술 개발(파종량, 육묘일수)

      드문모심기 전용 육묘상자 개발(’19) 기술이전 추진(’20)

      육묘상자 내 칸막이 추가로 뿌리의 독립적인 공간확보, 생육균일도 증가

    • 국산 전용이앙기 성능향상 및 농가신뢰도 확보를 위한 연구추진

      37주 이앙 시 결주율 개선 기존 9.5% 개선 → 1%미만

    • 농촌유관기관 협업을 위한 드문모심기의 안정적인 보급확대 추진
  • 연구배경
    • 곤충사육 농가수 증가에 따른 식용곤충의 공급 과잉으로 소비확대 방안 필요
      곤충사육농가

      2012 - 383    2016 - 1,261    2018 - 2,318

    • 식용곤충에 대한 친밀도를 높이기 위한 곤충 환자식 임상연구 추진
    개발성과
    • 갈색거저리 함유 환자식 메뉴 개발(52종) 및 단기 임상영양 실험
      고단백식 환자식 메뉴 : 고소애 고기, 어묵, 면 요리 등
      단기 임상영양(3주) 결과 : 제지방량 증가, 근육과 골격형성 증가

      근육량은 3.7%

      제지방량(근육과 골격) 4.8%

    • 갈색거저리(고소애) 이용 암수술 환자 대상 임상 실험(세계최초)
    • 췌담도 및 간질환 환자 대상 장기임상영양 실험 결과
      NK cell활성도 16.7%, Cytotoxic T cell 활성도 7.5% 증가
    • 농가반응

      고소애 사육농가 291(27억)농가 주문량 5배이상 증가

  • 연구배경
    • 치매 예방책 마련으로 국민건강 증진과 홍잠의 활용분야 창출필요

      치매환자(’18), 현재 75만명, 치매환자 중 70%이상 알츠하이머 치매

      치매관리비용 15조7천억원(’18), 1인당 관리비용 2,095만원

    개발성과
    • 홍잠의 알츠하이머 치매 예방효과(동물실험)
      공격성 감소, 사회성, 호기심, 기억력, 자세조절능력 등의 큰 폭 증가 확인
      작용기전 구명결과, 미토콘드리아를 활성화시켜 ATP와 신경연접이 증가하고, 치매단백질(베타-아밀로이드)도 미 축적

      ATP 40% 증가, 신경연접 50% 내외 증가, 베타-아밀로이드 축적 0%

    • 알츠하이머 치매의 효과적인 예방으로 치매로 인한 사회·경제적 부담 완화
    • 홍잠 생산 과정

      숙잠의 형태(견사단백질로 가득차 맑게 보임) → 숙잠 함유 견사단백질(섭취 불가) → 수증기로 익힌 숙잠(섭취 가능) → 홍잠 분말(미세 분말화 및 섭취가능)

  • 쑥부쟁이 : 이른 봄 들에서 가장 먼저 자라는 국화과 야생초(다년생)으로 부드러운 질감, 겨자향 및 나무향이 있는 우리나라 고유의 나물 동의보감, 본초강목 등에서 염증, 천식 등에 사용

    연구배경
    • 생활환경 변화에 따른 알레르기(과민면역) 급증이 사회문제로 대두
      소아·청소년 알레르기 유병률 증가 성인 2배
    • 알레르기 부작용을 저감할 수 있는 천연물 소재 발굴 필요
    개발성과
    • 국내최초, 쑥부쟁이 항염증, 알레르기 완화효능 및 작용기전 규명

      알레르기 유발물질 감소 Histamine 74% ↓, IgE 55% ↓

      아토피 피부염 44% ↓, 면역쇼크 치사율 50% ↓

    • 쑥부쟁이 건강기능식품 기능성 원료 등록(제2019-13호)

      면역과민반응에 의한 코 상태(재채기, 콧물, 코가려움증등) 개선

      지표물질 : Rutin 3.68mg/g, 표시량의 80~120%, 일일섭취량 : 추출분말 2g/일

    • 쑥부쟁이의 부가가치 향상

      원료생산(구례), 제품화(SK바이오랜드, 광동제약), 기술지원(국립농업과학원) 식품 5천원/kg, 기능성 원료 30∼50천원/kg 농가 소득 증대

  • 연구배경
    • 고혈압은 세계 1위 사망원인으로, 혈압강하제는 의약품 시장의 2위 차지

      천연물 유래 혈압조절 건강기능식품 및 신약 개발이 요구됨 특용작물 고혈압 개선 소재발굴 미흡 → 혈압조절 식품, 의약품시장 확대전망

    • 기능성 원료는 수입의존도가 높아 국내산 원료 개발이 시급함
    개발성과
    • 세계 최초 오가피열매 추출물 및 성분의 항고혈압 효능 입증

      오가피열매 추출물이 은행잎엑스(징코민:혈액순환개선제)보다 우수

    • 오가피열매 추출물의 건강기능식품 기능성 원료 식약처 승인

      오가피열매 항고혈압 기능성 물질관련 기술이전 : 10건(총 기술료 218백만원)

  • 연구배경
    • 한우고기의 저지방 부위는 생산량이 도체중량의 약 48% 차지하나 질기고 맛이 없어 소비자의 선호도가 낮음
    • 또한, 부위별 가격 차이 및 수요가 적어 이에 대한 활용방안 필요

      한우 도체 중량에서 저지방 부위는 약 48%를 차지

    개발성과
    • 원료육, 등급, 형태 및 부위별 건식숙성 최적조건 확립(특허출원 2건)

      숙성 후 고기의 부드러움 정도 약 20 ~ 40%

      풍미 미생물 처리로 숙성기간 단축(생산수율 증가)

    • 저등급·저지방 소고기 소비 확대를 위한 건식숙성 기술 보급(’19) : 6개소
      홍천, 안성, 영주, 창녕, 영동, 담양
    • 부가가치 상승효과(연 300두 판매 시)

      약 669백만 원

  • 연구배경
    • 수입산 치즈와 차별화를 위해 국내산 자연치즈의 제품 다양화 필요
      유가공 낙농가에서는 지역 특산물을 활용하는 등 제품 다양화를 시도하고 있으나, 표준화된 기술 부족으로 신제품 개발에 애로
      치즈 수입량

      2010 - 61,000톤   →   2018 - 124,000톤 ↑

      자연치즈 자급률

      2010 - 12.3%   →   2018 - 3.1% ↓

    개발성과
    • 저지 우유를 활용한 발효유 제조방법 확립(2종)

      저지 75% + 홀스타인 25% = 저지홀스타인 우유를 혼합한 농후발효유

      저지 그릭요거트(발효유 제조 후 24시간 유청배출)

    • 지역특산물에서 기능성 소재를 선발하고 자연치즈에 활용하는 기술 확립(3종)
      기능성 소재 선발

      삼채, 구기자 : 염증 및 콜레스테롤 저감, 락토바실러스 퍼멘텀 LDTM 7301 : 근 강화

      제조법 확립

      구기자 : 아시아고 치즈, 삼채, 근 강화 유산균: 고다 치즈

  • 연구배경
    • 단위면적당 소득이 가장 높은 식량작물이며, 건강식품으로서의 인지도 상승

      단위면적당 소득 1,786천원/300평, 재배면적 2만 ha

    • 유통되는 고구마의 품종 표시가 명확하지 않고, 일부 다르게 표시되어 소비자의 혼란 초래
    개발성과
    • 유전체 비교분석으로 품종 특이 정밀 분자마커(SNP) 발굴(16종)
      기존 분자마커(SSR, RAPD 등)는 6배체 고구마 품종 판별 적용에 한계
    • 품종특이 SNP 정보 이용 고구마 품종 판별기술 개발(9품종)
      국내품종 : 증미, 전미, 신건미, 주황미, 신자미, 예스미, 율미
      일본품종 : 베니하루까, 안노베니
    • 외래 품종의 국내 혼입 방지 및 국내 품종 점유율 확대
      국내 품종 점유율

      2018 - 24.1%    2019 - 27.6%    2020- 30%

  • 연구배경
    • 국내산 풀사료의 품질 불균일(수분, 이물질 혼입)로 소비·유통 활성화 정체
      품질 신뢰도 확보를 위한 현장 중심의 품질분석·평가·관리체계 구축 필요
    개발성과
    • 근적외선분광법(NIRS) 이용하여 원물(생) 풀사료의 영양가치 분석

      1회 측정으로 풀사료 영양성분 8개(단백질, 섬유소 등) 항목 동시 분석(5분 이내)

    • 국내산 풀 사료 품질평가 NIR-DB 구축(데이터베이스) 및 검량식(Calibration) 개발

      전국 풀사료 품질분석기관(54개소)에 품질분석 기술 및 DB 무상 기술이전

    • 국가단위 풀 사료 품질평가 네트워크 구축

      [중량] 평가기준 개선 → [건물량] 품질(조단백질, 섬유소, TDN 등)

    • 국내산 풀 사료의 품질향상 및 규격화로 소비 확대

      품질기반 유통체계 구축으로 농가 소득 증대 : 연간 220억원 추정 등급제 이전(6만원/톤) 풀 사료 생산비 지원액 → 등급제 적용 품질기준 차등 지원




담당자 : 연구성과관리과 백성열 063-238-0792

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