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최종보고서 제출

요약문

I. 제목 3

II. 연구개발의 목적 및 필요성 3

1. 추진목적 3

2. 필요성 4

가. 기술적 측면 4

나. 경제ㆍ산업적 측면 4

다. 사회ㆍ문화적 측면 4

III. 연구개발 내용 및 범위 5

1. 연구개발 목표 5

2. 연구개발의 내용 및 범위 5

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 7

1. 연구개발의 결과 7

2. 기대효과 및 활용에 대한 건의 18

Summary 20

목차

제1장 연구개발 과제의 개요 46

제1절 연구의 배경 및 필요성 46

1. 기술적 측면 46

2. 경제ㆍ산업적 측면 47

3. 사회ㆍ문화적 측면 47

제2절 연구의 목적 및 내용 48

1. 연구개발 목표 48

2. 연구개발의 내용 48

제2장 국내외 기술개발 현황 49

제1절 자연순환형 농업을 위한 유기경종 49

1. 이론적 고찰 49

가. 경종농업의 생태학적 위치 49

1) 농업생태계의 특징 49

2) 농업생태계의 기본적인 영양연쇄 50

3) 영양연쇄에 있어서 작물의 중요성 50

4) 작물과 경종농업 50

나. 식량생산체계 51

1) 식량생산체계의 종류와 특징 51

다. 현대농업의 문제점 52

라. 현대농업의 문제점에 대한 국내외적 대응 54

마. 유기농업 54

2. 순환형 농업을 위한 유기경종의 국내, 외 기술개발 현황 55

가. 토양비옥도 유지와 증진 55

나. 작부체계에 의한 지력증진, 수량증가와 사료가치 향상 55

다. 병충해와 잡초방제 56

라. 유기질 비료 56

제2절 자연순환형 농업을 위한 유기축산 57

1. 유기축산의 개요 57

2. 유기축산 국내ㆍ외 기술 개발현황 58

가. 유기축산의 국외 기술개발 현황 58

1) EU의 유기농업정책 58

2) EU의 유기축산 사례별 연구 59

나. 국내 유기축산 시범농장 예 (농협 안성목장) 60

제3절 경종과 축산의 연계를 통한 자연순환형 유기농업 모델개발 64

1. 이론적 배경 64

2. 자연순환형 농업의 국내ㆍ외 기술개발 현황 65

가. 자연순환형 농업의 국외 기술개발 현황 65

나. 자연순환형 농업의 국내 기술개발 현황 68

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 69

제1절 자원순환형 농업을 위한 유기경종 69

1. 토양비옥도 증진방안 69

가. 토양의 중요성 69

나. 토양비옥도(지력)의 정의와 구성요인 71

다. 논토양과 밭 토양의 특성 73

1) 논토양의 일반적 특징 73

2) 밭 토양의 일반적 특징 73

3) 논토양과 밭 토양의 특성 비교 73

라. 토양 개량 목표치의 설정 74

마. 토양에서의 유기물(작물잔사, 가축분뇨) 시용과 효과 75

1) 토양의 이화학성 개선에 기여 75

2) 토양 생물상 증대에 기여 75

3) 토양의 양분보전능력 증대 75

4) 작물수량의 증가와 품질 향상 75

바. 작부체계 75

1) 작부체계의 확립 필요성 75

2) 관행농업과 유기농업의 작부체계 비교 76

3) 지역별 작부체계 76

4) 관행농업에서의 작부체계 특징 79

5) 유기농업에서의 작부체계 특징 79

6) 윤작의 기능과 효과 80

2. 유기경종에서의 관리사항 분석 80

가. 토양보전 80

나. 병충해 및 잡초제어 관리 83

다. 유기농업에 적합한 품종 83

3. 친환경농업의 생태적 평가 85

가. 작물과 토양에서의 NO3-N의 동태 85

나. 토양 중의 NO3-N 함량 85

다. 유출 수 중의 NO3-N 함량 86

라. 생물상 86

4. 농지 이용별 유기조사료 공급을 위한 작부체계 88

가. 조사료 수급현황 88

나. 답리작에서 사료작물 재배가 가능한 논 면적 89

다. 답작 중심지역 89

1) 작부체계의 기본 개념도 89

2) 작부체계(안) 89

3) 작부체계의 현장적응성 90

4) 작부체계에서 혼파효과의 추정 90

5) 유기농업 작부체계에서 가축분의 시용 91

6) 작부체계의 실제 93

7) 유기 벼와 월동작물 작부체계에서의 활용성 109

라. 전작지역의 작부체계 110

1) 작부체계의 기본 개념도 110

2) 작부체계(안) 111

3) 작부체계의 현장 적응성 111

4) 작부체계의 실제 111

5) 밭 토양의 작부체계에서 옥수수+호밀의 단파수량에 대한 작부조합 별 상대수량 비율 121

6) 활용대책 122

5. 유기조사료 생산을 위한 작부체계의 확립 124

가. 답작지역 124

1) 답리작에 유기 조사료 생산을 위한 지역 별 작부체계 124

2) 작부체계의 특징 125

나. 전작지역 125

1) 유기 조사료 생산을 위한 지역 별 작부체계 125

2) 작부체계의 특징 125

다. 유기 조사료 생산을 위한 작부체계에서 도입할 수 있는 두과작물 종(Frame, 2004). 126

제2절 자연순환형 농업을 위한 유기축산 127

1. 유기축산을 위한 기본조건 127

가. 유기농산부산물을 이용한 유기사료원 공급방안 127

1) 유기쌀겨, 결미 및 청치의 이용 127

2) 유기볏짚의 이용 128

나. 유기축산에서의 조사료 이용방안 129

1) 반추동물 사료로서 조사료의 의미 129

2) 유기축산에서의 조사료 이용성 130

다. 축산분뇨처리 및 관리 131

1) 축산분뇨 일반관리 131

2) 고형분뇨의 처리 방법 및 시설 133

3) 액상 분뇨 저장ㆍ처리 시설 134

4) 가축분뇨의 자원화 134

2. 유기축산을 위한 낙농 및 한우 사육환경 137

가. 일반 사육환경 137

나. 우사 138

다. 방목지 및 운동장 139

라. 사육장 140

마. 축사 및 방목에 대한 세부요건 141

3. 유기낙농 사육모델 143

가. 조사료원으로서 목초 및 사일리지의 이용 143

1) 조사료의 품질 143

2) 사료 급여 전략 143

3) 농후사료의 급여 143

4) 우유 생산량 144

나. 젖소에서의 유기쌀부산물 이용성 147

다. 유기낙농에서의 질병대책 및 위생관리 148

1) 유기유우의 건강관리 148

2) 유기유우의 질병예방 및 관리 149

3) 기생충, 해충 방지를 위한 동물관리 151

라. 방목지의 기생충 관리 152

1) 방목과 기생충 조절 방법 152

2) 방목지의 기생충 관리 153

마. 농지이용별 유기낙농 사육모델 154

1) 논토양 활용방안 154

2) 밭토양 활용방안 160

4. 유기한우 사육모델 166

가. 유기농산부산물을 이용한 체중별 유기한우 사육모델 166

1) 한우 비거세우 체중 300kg, 증체량 500g/day인 경우 166

2) 한우 비거세우 체중 400kg, 증체량 800g/day인 경우 167

3) 한우 비거세우 체중 500kg, 증체량 800g/day인 경우 168

나. 농지이용별 유기한우 사육모델 169

1) 논토양 활용방안 169

2) 밭토양 활용방안 175

5. 결과 요약 180

가. 유기축산에서의 조사료 및 농산부산물 이용 180

나. 농지 이용별 유기낙농 사육모델 180

다. 유기한우 사육모델 181

제3절 경종과 축산의 연계를 통한 자연순환형 유기농업 모델개발 182

1. 물질 순환의 개념 182

가. 농업생태계에서의 물질순환 182

나. 토양에서의 질소순환 183

2. 모형의 개발 185

3. 무축 농업에 의한 자연순환 186

가. 수도작 지역에서의 순환농업 186

나. 전작 지역에서의 순환농업 188

1) 녹비작물에 의한 자연순환 188

2) 유기질 비료(돈분발효 액비)에 의한 자연순환 190

4. 유축농업에 의한 자원 순환 190

가. 수도작 지역에서의 순환농업 191

1) 수도작과 한우사육의 순환농업 모형 191

2) 수도작과 젖소사육의 순환농업 모형 198

나. 전작지역에서의 순환농업 205

1) 전작지역과 연계한 한우사육의 순환농업 모형 205

2) 전작지역에서 사료작물과 연계한 젖소사육의 모형 210

3) 전작지역과 연계한 염소사육의 순환농업 모형 216

다. 중산간(혼합)지역에서의 순환농업 217

1) 산지농업과 연계한 한우사육의 순환농업 모형 217

2) 산지농업과 연계한 염소사육의 순환농업 모형 218

5. 결론 220

제4절 자원순환농업의 경제성 분석 - 순환형 유기농업의 경제성 평가 Tool 개발 - 222

1. TCA(Total Cost Assessment) 기본이론 222

가. 미국 AIChE의 TCA의 개념 및 핵심요소 222

1) 환경원가 223

2) TCA의 비용분류 227

3) TCA의 수행절차 229

2. 농업분야에 있어서의 TCA 목록 238

가. 일반적 농업경영분석의 비용목록 238

1) TCA 비용목록 개괄 241

2) 비용목적 정의와 해설 243

나. TCA방법을 이용한 사례분석 248

1) 대상농가의 소개 248

2) 유기축산의 개념과 특징 249

3) 유기축산으로의 전환 시 비용변화 시나리오 252

4) 경영비분석에 의한 경제성비교 254

5) 유기축산으로의 전환 시 TCA방법을 이용한 경제성검토 255

다. 지역단위 영농조합의 생산비 조사ㆍ분석 263

1) 조사지역의 일반현황 263

2) 유기작물의 경영비 분석 265

3) 유기축산의 경영비 분석 272

4) 조합전체의 매출현황 279

라. 개별 유기농가와 일반농가의 작물별 경영비 비교 279

1) 작물별 비교 279

제5절 환경성평가Tool개발 - 전과정(Life Cycle Assessment: LCA)에 의한 인벤토리 분석 방법 개발 - 286

1. 평가방법의 개요와 순서 및 범위 286

1) 목표와 범위의 설정 286

2) 데이터의 수집 287

3) 환경영향평가 287

4) 해석 287

가. 본 방법의 전제조건 287

나. 평가대상의 환경영향항목에 대해서 287

2. 목적과 범위의 설정 288

가. 목표의 설정 288

나. 대상범위의 설정 288

다. 평가대상항목의 설정 289

라. 수집데이터의 결정 290

3. 데이터의 수집 290

가. 데이터속성의 결정 291

1) 개요 291

2) 각 항목의 설명 291

3) 데이터속성의 예 292

나. 흐름도 294

1) 개요 294

2) 작성 예 294

다. 데이터의 수집 및 정리 294

1) 개요 294

2) 각 항목의 설명 295

3) 데이터정리의 예 300

라. 이용한 자료 304

4. 환경영향평가 304

가. 환경영향평가에 대해서 304

나. 본 방법의 영향평가 프로세스의 개요 304

다. 각 영향평가 항목의 순서 305

1) 온난화 에너지수지 CO2 305

2) 온난화 토양면수지 305

3) 영양염류 : 질소농도 306

4) 폐기물 : 플라스틱 306

5) 농약 307

5. 해석 및 보고 (공표) 307

가. 해석 307

나. 보고 308

다. 크리티컬 리뷰 309

제4장 순환농업활성화를 위한 정책방안 310

제1절 자연순환 유기농업의 목표와 전환추진 310

1. 자연순환 유기농업의 목표 310

가. 자연순환농업의 기본 310

나. 토양 비옥도 유지 311

다. 자연자원의 보호 312

라. 토지와 연계된 가축사육 312

마. 축종에 적합한 가축사육 313

바. 자연적 조정 메커니즘의 이용 313

사. 고품질의 안전 농ㆍ식품 생산 314

2. 자연순환 유기농업 전환추진 방안 314

가. 유기농전환의 과제와 전망 314

나. 유기농 전환의 조건 317

1) 성공적 전환을 위한 전제조건 317

2) 경영조직의 호환적 운영 319

3) 전환농가의 노동력 과중부담 320

4) 전환계획 322

5) 전환진행순서 328

6) 전환촉진사업 329

다. 경제성을 고려한 경영전환조건 329

1) 입지조건 329

2) 경영규모 330

3) 건물 330

4) 외부 자본의존성과 자본유동성 331

5) 혼합경영 또는 전문경영 331

6) 가축집약도 331

7) 우유쿼타와 비육가축사육 331

8) 사료작농 332

9) 양돈경영 333

10) 전문양곡경영 333

11) 유기농가의 경제적 개선가능성 333

제2절 친환경농업정책 강화방안과 성공조건 335

1. 정책강화 방안 335

가. 신뢰성 강화 336

나. 유기인증표시 336

다. 유통촉진 337

라. 투자촉진사업 337

마. 유기농 전환촉진 337

2. 육성정책의 성공조건 338

3. 자연순환 유기농업 육성정책 목표달성을 위한 제언 341

가. 명확한 목표를 가진 친환경유기농업육성 프로그램 개발 342

나. 소비자 정보와 인증표시제도 개선 343

다. 친환경유기농조직 지원 육성 344

라. 친환경유기농사업은 계획된 프로그램 내에서 지원 육성 344

마. 친환경유기농업 유지와 전환을 위한 자극제 개발 344

바. 친환경유기농산물의 유통 및 가공 지원 344

사. 직업교육과 컨설팅 및 연구 지원 345

아. 검사와 인증의 최적화 345

제3절 자연순환농업을 위한 유기축산의 조건 347

1. 가축복지와 가축 적합성평가 347

가. 가축복지사육이란? 347

나. 가축복지실현을 위한 당면과제 349

다. 가축복지와 경제적 문제 350

라. 가축복지의 요구조건 351

2. 가축적합성 평가 354

3. 유기축산 생산조직 구축방안 357

가. 지역특성을 고려한 고품질 우량 종축 개발 357

나. 유기사료 자원개발 358

다. 축종 적합한 사육시스템 개발 358

라. 유기축산분뇨 자원화를 위한 Recycling체계 개발 (그림 4-4참조) 359

마. 유기축산농의 수평ㆍ수직적 조직화 (그림 5, 6참조) 360

제4절 지속가능한 농업을 위한 농업자원의 유효이용 방안 - 기후변화협약에 따른 영향 및 대책 - 367

1. 농업부문의 에너지 사용과 기후변화 협약과의 관련성 367

가. 농업부문의 에너지 소비와 제 현황 367

나. 기후변화협약과 농업 368

1) 농축산분야의 온난화 가스 배출량 368

2) 화석연료의 연소에 의한 배출(CO2) 요인 372

3) 이산화탄소 배출 억제 대책 372

2. 바이오매스의 자원적 특성과 농업의 현상 376

가. 바이오매스의 자원적 특성 376

1) 바이오매스의 생산과 이용 376

2) 에너지로 이용 가능한 바이오매스의 종류 377

나. 에너지 변환방법과 바이오매스와의 관계 379

1) 변환방법 379

2) 바이오매스의 에너지 이용의 잇점과 문제점 380

3. 농업자원의 유효이용 방안 380

가. 메탄발효가스의 유효이용 380

나. 메탄발효가스 유효이용의 개별기술 382

1) 기술검토 382

2) 시스템 보급요건의 검토 382

3) 연구개발의 목표 383

4) 연료전지 적용의 구체적 사례 383

5) 농업부문의 종합적 대책에 관한 제언 384

제5절 기타 387

1. 광역친환경농업단지 사업의 내용과 확대 387

가. 사업모형의 기본내용 387

나. 단지 모형 387

1) 유형별 분류 387

2) 시설배치에 따른 유형 388

다. 경축자원화 센터 388

1) 내용 388

2) 분류기준 388

3) 모형분류 388

라. 운영프로그램 개발 389

1) 개발방향 389

2) 운영프로그램 개발 389

3) 마케팅 개발 389

2. 조직활성화를 위한 리더육성 및 교육 프로그램 방안 403

가. 조직 및 리더의 유형분석 403

나. 조직리더 육성 및 교육프로그램 방안 405

1) 조직리더 육성 방안 405

2) 조직리더 육성 목표 405

3) 조직리더의 교육 408

제5장 목표달성도 및 기여도, 활용계획 412

제1절 목표달성도 412

1. 연구개발목표 412

2. 연구개발 내용 412

가. 1차년도 412

1) 유기경종 412

2) 유기축산 413

나. 2차년도 414

1) 자연순환형 농업연계방안 관련 국내ㆍ외 기본조사 414

2) 유기조사료 공급을 위한 작부체계의 확립 414

3) 가축분뇨 시용량 추정 414

4) 유기경종 농업과 축산업의 연계방안 414

5) 유기경종과 유기축산이 상호 연계하는 자연순환형 유기농업 표준모델 개발 414

다. 3차년도 414

1) 생산자와 소비자가 함께 하는 친환경 유기농업의 구현전략 414

2) 지속가능한 농업을 위한 농업자원의 유효이용방안 414

3) 농업부문의 에너지 사용과 기후변화 협약과의 관련성 조사 414

4) 바이오메스(biomass)를 이용한 바이오가스의 생산과 이용 활성화방안 개발 414

5) 농업자원의 유효이용 방안 연구 414

6) 일반유기농업과 순환형 유기농업과의 경제성 비교 평가 Tool 개발 414

7) 환경성평가Tool개발 414

3. 연구개발결과의 목표에 대한 달성도 414

제2절 기대효과 및 활용도 415

1. 기대효과 415

가. 기술적 측면 415

나. 경제ㆍ산업적 측면 415

2. 기여도 416

가. 발표 및 연구실적 416

1) 학회 및 특강 발표실적 416

2) 저서 및 연구논문 발표실적 418

제3절 활용방안 및 추가연구 필요성 420

1. 추가연구 필요성 420

가. 환경영향평가 현장적용 부문 420

나. 현장적용 실용화 부문 420

1) 셀프-수확사업 421

2. 활용계획 421

제6장 참고문헌 423