로봇 기술과 접목한 첨단농기계 연구를 통해 노지 디지털농업 기반기술 구축
- 국립농업과학원 스마트팜개발과 김국환
최근 세계적으로 기후변화와 고령화, 식량문제 해결 및 지속 가능한 농업을 위한 대안으로 디지털 농업이 부상되고 있다. 그러나 아직 시설원예 중심으로 기술이
개발되다 보니 전체 농경지 면적의 85.6%를 차지하는 노지 작물에 대한 데이터는 절대적으로 부족한 상황이었다. 이에 따라 농촌진흥청은 로봇 기술과 접목한
첨단농기계를 연구·개발하여 노지 디지털농업 기반기술을 구축하였다.
개발 성과
세계 최초로 과수에만 농약살포가 가능한 지능형 방제로봇 개발
- 과수형상인식 기반의 지능형 방제기와 고정밀 GPS 기반 자율주행체의 융합으로
로봇 농작업 실현
- 선택적 방제와 자율주행이 가능하여 기존 대비 30% 가량 농약살포량 절감
인공지능 기반의 트랙터 자율주행 기술을 개발하여 무인 농작업 기반 확보
- 작업환경 영상정보의 딥러닝 분석을 통해 경로오차 감소
(로터리 작업 속도 3km/h 시 경로오차 ±9.5cm(운전자 경우 ±21.2cm) 감소)
- 산업체와 공동연구, 국립농업과학원-산업체간 업무협약 체결을 통해 노지 디지털농업 활성화
생산-소비 연계 식량작물과 토종발효주의
융복합 기능성 강화 기술 산업화 성공
- 국립식량과학원 수확후이용과 최혜선
최근 만성질환을 보유한 국내 인구는 지속적인 증가 추세를 보이고 있다. 그 해결책으로 식물성 식품과 장 건강이 대두되고 있지만 장 건강 개선용 프로바이오틱스
시장은 주로 수입 균주에 의존하고 있으며, 대표적인 식물성 조미 소재인 장류는 시장 정체로 인해 새로운 활로개척과 기술개발이 시급한 실정이다. 이에
농촌진흥청은 식량작물에 기능성 균주를 접목해 새로운 식물성 식품 시장 창출을 위한 발효 신(新)소재를 개발하여 식량 작물을 이용한 산업적 확장에 성공하게
되었다.
개발 성과
국내육성 쌀 중심 발효 新소재 개발 및 산업적 확장
- 식물성 토종균주와 쌀(쌀배아 포함)을 적용해 Lysine 강화 기능성 소재 개발
- 음료 < 제과·제빵 < 펫푸드 < 화장품 확대 적용으로 시장경쟁력 확보
- 쌀 발효 소재를 접목하여 빵 저장성 1.5배 향상, 고품질·안전 엿기름 제조기술 확보
국산콩과 토종 발효균주를 이용한 장류·제조세트 사업화 기반 구축
- 청국장 간편제조 세트 『I can 豆(콩)』를 개발하여 청년·치유농업 아이템으로 활용
- 원료(콩) 생산·소비 연계 기공기술을 투입하여 장류 사업체 소득 290% 향상
딸기 신품종 개발·보급으로 종자 독립 및 수출 확대
- 충청남도농업기술원 딸기연구소 이인하
- 국립식량과학원 고령지농업연구소 이종남
- 경상북도농업기술원 성주참외과채류연구소 정종도
2005년까지 국산 딸기 재배 면적의 80%는 외국 품종이 차지하고 있었다. 이에 국산 딸기 신품종을 개발 보급하기 위해 노력한 결과, 국제 경쟁력 있는 딸기
품종을 보급하여 농가소득 증대에 기여하였다
개발 성과
외국 품종을 대체할 수 있는 국산 딸기품종 개발로 로열티 절감 및 종자주권 확립
- 내수 및 수출 확대를 위한 딸기 신품종 15품종 육성
- 외국 품종 대체 딸기 로열티 절감 (2016~2020 142억원)
- 국산 품종의 신속한 보급으로 종자주권 확립 (2020년 국내 품종 점유율 96%)
국내 육성 신품종 우랑묘 확대 보급 및 통상실시 추진
- 국내 육성 품종 우량묘를 보급하여 농가소득 증대
(일반묘 대비 수량 16%, 소득 20% 증가)
- 우량묘 보급에 의한 국내 바이러스 발생률 1%의 청정국가 실현
국내 신품종 해외 로열티 계약 및 신선딸기 수출로 새로운 시장 개척
우수 연구성과 현장실용화 및 연구개발을 위한 학술활동
- 딸기 조직배양묘 증식기술 및 고품질 재배기술 개발 (영농활용 10건)
- 특허등록 4건, 논문게재 6건, 학술발표 13건, 자료발간 4건
신품종 현장평가회 등 농가현장 컨설팅 및 교육 실시
이상기상 대응 채소 생리기작 해석 및 피해경감기술 개발
- 국립원예특작과학원 채소과 이희주, 충북대학교 농생대 현태경
최근 기후변화에 따른 이상기상이 빈번하게 발생하며 생산 수량 감소에 대한 불안감이 커지고 있다. 특히, 주로 노지에서 재배하는 배추는 작물의 특성상 외부환경에
노출되어 직접적인 영향을 받기 쉬운 만큼 이상기상에 대응하는 방법을 연구함으로써 피해를 줄이고자 하였다.
개발 성과
환경스트레스가 채소 생육 및 수량에 미치는 영향을 평가하고 피해기준 제시
- 건조한 조건에서 세포벽 합성 및 광합성 대사경로에 관여하는 유전자가
발현 감소하는 것을 확인
- 배추는 glucosinolate 축적으로 기공을 닫아 수분손실을 억제함을 구명
- IncRNA-mRNA, trehalose, cell wall modification pathway 등
관여 유전자의 이상 발현을 감지
이상기상 조건 시 주요 채소의 피해를 줄일 수 있는 생리활성물질 탐색
- 고온·건조 시 배추 생리활성제 처리 효과 및 적정 농도 구명
- 고랭지 배추의 고온기 안정생산을 위한 패키지 기술 실증
- 배추 글루탐산 10ppm 살포 시 15% 증수 및 비료 약해가 없음을 확인
- 여름배추의 고온피해 경감을 위한 생리활성제 엽면 살포기술 정립
채소 유통 중 저온장해 발생 원인 구명 및 억제 기술 개발
- 국립원예특작과학원 저장유통과 박미희
고추와 토마토 등 국내에서 재배되는 주요 신선채소는 아열대성이 적지 않다. 이런 작목들은 낮은 온도에 약하기 때문에 장시간 저온에 보관하면 갈색이나 검정색으로
변하고 괴사하는 등의 문제가 발생한다. 농촌진흥청 연구진은 이 문제를 해결하고 신선채소 수출을 확대하고자 저온장해 작물의 기작을 구명하였다.
개발 성과
세계 최초로 저온장해 작물의 기작을 구명하고 억제기술 탐색(IF 24.3,mrnIF939)
- (참외) 큐티클층 붕괴 → MA포장 및 열수처리로 골갈변 장해 제어
- (토마토) 호흡과 에틸렌 인자의 변화 → CO2+4℃ 저장으로 과피함몰 경감
- (풋고추) 미구명된 비급등형 작물의 저온장해 → 에틸렌인자 관여 세계최초 구명
- (기타) 마늘 자외선 처리 등 채소류 부패 억제 및 항산화물질 향상법 개발(상위10%)
신선 농산물 저장 유통 시 저온장해 경감 기술 보급
- 고추 수확기 판정차트, 토마토 CO2 처리 등 8개의 작목에 대한 기술이전
- 참외 열수처리기술 적용 시범 수출로 선박수출 애로사항 해결
(저온장해 경감기술을 이용하여 물류비 1/6, 부패율 18~22% 감소)
수확 후 관리부터 보급까지 산학연 협업 체계 구축
꿀벌 우수 품종 육성 및 관리 기술 개발
: 토종벌 멸종 위기 바이러스병 저항성품종 세계 최초 개발 및 사업화
- 국립농업과학원 잠사양봉소재과 최용수
‘낭충봉아부패병’은 토종벌 AIDS라고 불릴 만큼 강력한 바이러스로 인해 발병한다. 2010년 이후 이 병이 전국에 확산하면서 토종벌의 70%가 폐사 위기에
직면한 만큼 질병저항성 계통을 개발하고 우수 품종을 육성·보급하고자 노력하였다.
개발 성과
세계 최초 토종벌 낭충봉아부패병 저항성 품종 개발 (한라벌, 백두벌)
- 바이러스 감염 시혐 경과 : 기존 봉군 100% 폐사, 저항성 품종 0%
- 세계 최고 기술(유충 실내 사육, 인공수정) 개발로 육종 기간 단축 (15년→7년)
- 신품종 보급 기반 마련을 위한 현장 실증 및 지역적응시험 실시
품종 보급 및 확산 기반 구축
- 토종벌 신품종 보급 정책 마련 (2019~)
- 토종벌 보급 확대 신기술 시범 사업 8개소(도별 1개소) 확보
(2019년 신품종 토종벌 원종 3,992 봉군 증식 보급 → 2020년 누적 5,131봉군 보급)
- 꿀벌우수품종 지정 및 공급요령 고시(안) 제정으로 국가보급체계 마련
동물 오믹스 기반 기후변화 대응기술 및 경제형질 관련 표지인자 개발
- 국립축산과학원 동물유전체과 박종은
지구 온난화에 따른 기후변화에 대응하고자 고온 스트레스를 받은 가금류의 유전자 특성을 구명하였다. 또한, 돼지의 육질과 번식에 관여하는 유전자의 특성을
구명하는 등 동물 오믹스 데이터 DB를 구축하기 위해 노력하였다.
개발 성과
가축의 고온 스트레스 및 환경 적응 관련 유전자 동정 및 기작 구명
- 가금 동물의 고온 스트레스 특이 반응 유전자와 대사 경로를 파악하여
마이크로바이옴 특성 구명
- 돼지의 성별에 따른 고온 특이반응 유전자 20종 및 대사물질 발굴
돼지 경제형질 관련 변이마커, 후성요인, 마이크로바이옴 특성 구명
- 돼지의 육질 관련 유전자(LEPR)·번식 형질 연관 변이(18종) 발굴 및 유전력 측정
- 발정주기에 따라 발현이 변하는 유전자 6종(SGPP1/2, FXYD4 등)
- 성장단계별 후성유전(IncRNA)에 의한 유전자 조절인자 및 장내미생물 특성 구명
전사체, 미생물체, 표현체 등 오믹스 데이터의 DB 및 국제협력 체계
- 가축의 조직별 시료, 서열정보, 유전자 발현, 장내미생물, 표현형/환경 정보 DB
- 국제협력 및 국제공동연구를 통한 동물 유전체 분야 협력 연구 (ILRI, WUR)
어려웠던 가축 관리, 이제 모바일로 스마트하게!
- 국립축산과학원 낙농과 박성민
낙농업 종사자 중 60대 이상의 비율이 늘어나면서 축산의 고령화가 빠르게 이뤄지고 있다. 따라서 노동력 절감과 생산성을 향상하기 위해서는 스마트팜 기술 개발의
보급이 필요하므로 본 연구를 통해 젖소 무인화 사육기반을 구축하게 되었다.
개발 성과
실시간 생체정보 센싱장치 및 복합분석 기술개발 실용화
- 가축 생체정보 수집장치 3종 및 무인사료급이 기술개발
(위체류형 건강관리 센서, 분만관리 센서 등 산업재산권 6건 출원 및 등록)
- 민간업체 기술이전을 통한 축산분야 스마트팜 산업기반 조성
- 코로나, 구제역 상황을 포함하여 연중 상시 비대면 기술지원 서비스 제공
첨단기술 국산화 보급을 통해 농가소득증대 및 경제 활성화
- 질병 관리 노동력 및 비 임신기간 단축으로 사료비 6.4% 절감
(국내 사육 젖소 20% 적용 시 연간 약 224억원의 농가소득 증가)
- 수입제품 대비 1/2 가격으로 가성비 우위 경쟁력 확보
(국내 한우, 젖소 20% 적용 시 약 612억원의 구매비용 절감)
- 가축 ICT 제품 국산화로 수입제품의 판매단가 인하
돈분악취 가스 감소 미생물제 현장 실용화 및 산업화
: 김치에서 분리한 효모와 잣 수확 후 부산물 활용
- 국립농업과학원 농업미생물과 유재홍
양돈농가에서 발생하는 악취를 줄이고 사료 절감에 도움을 주고자, 미생물(효모)와 잣송이 부산물을 이용한 고효율 친환경 악취가스 감소제를 개발하여 사육환경
개선에 기여하였다.
개발 성과
가축 사료용 생균제 및 악취감소 효과 미생물 분리
- 우리나라 토착 식품인 김치에서 신규 미생물인 ‘피치아 파리노사(효모)’와
균주(세균)인 ‘바실러스 아밀로리퀴파시엔스’를 분리
(분리한 미생물은 극한 환경인 돼지 돈분뇨, 돼지 장 기관에서도 생존)
효모와 잣송이 부산물의 복합 효과를 활용하여 ‘고효율 친환경 악취가스 감소제’ 개발
- ‘사료첨가제 및 악취감소 처리제’ 기술 이전
- 기술 이전한 5개 업체에서 제품으로 판매 (2015~2018 매출액 2,892백만원)
- 사료첨가효과와 돈분뇨 발생 악취가스 감소효과 → 고객 맞춤형 제품 생산
기술 이전하여 개발한 제품의 현장적용 효과 (전국 30개소 양돈농가 적용)
- 바이오 프로 알파(사료첨가제) 생균제 : 가축의 소화율 증가 효과
- 바이오 프로 에프2 (돈분뇨처리제) : 돈분뇨 저장소 및 돈사에 직접 처리
새로운 쌀 소비 트렌드 대응 가공용 쌀 개발 및 산업화
- 국립식량과학원 논이용작물과 조준현
혈당 관리에 영향을 끼치는 아밀로스 함량을 다양화한 쌀을 개발함으로써 쌀 가공 산업의 한계를 극복하고 가격 경쟁력을 강화하였다.
개발 성과
쌀 가공 한계성 극복 및 가격 경쟁력 강화
- 아밀로스 함량 다양화 및 원료곡 원가 절감 : ‘미호’ 등 6건
- 아밀로스 함량 ~43%, 수량성 7MT/ha (~40% ↑)
산업체·농업인 경제적 이익 공유를 통해 대량소비용 쌀 가공산업 활성화
- 영농기술 : 가공용·기능성 품종 재배기술 및 정보제공
- 정책제안 : 제면 및 제빵용 쌀가루 분류 및 공급
- 산업재산권 : 쌀파스타, 쌀쌈, 쌀크레페 제조방법
- 기술이전 : 쌀파스타 제조기술 및 가공전용품종 전용 실시
- 원료곡 단지조성 및 홍보 : ‘한아름찰’ 등 원료곡 단지 602ha 조성
토종 유산균 활용으로 부가가치 창출 및 융복합산업 활성화
- 국립축산과학원 축산물이용과 함준상
한국인 신생아의 변에서 분리한 토종 유산균이 아토피 피부염 완화에 효과적이라는 사실을 확인하고 향후 화장품, 프로바이오틱스, 발효 소시지 등으로 활용될 수
있도록 기술을 개발·이전하였다.
개발 성과
알레르기 저감 비피더스 롱검균(KACC 91563) 선발 및 활용 기술개발
- 한국인 신생아 유래 비피더스균 분리
- 알레르기 저감 기작 구명 (롱검균이 생산한 ESBP 활성 면역세포가 사멸할 수 있도록 유도)
- 논문게재 (IF 11.4)
- 아토피 저감효과 구명 (아토피성 피부염 증상 50%이하 감소)
- 기술이전 (화장품 등 22건)
프로바이오틱 발효소시지 스타터(KACC 92189) 선발 및 활용 기술개발
- 자연발효 소시지에서 프로바이오틱 유산균 분리
- 제조법 확립 (108 CFU/g 이상, 건강기능식품 규격 만족, 상업용 균주보다 관능적 우수)
- 기술이전
한우 개량사업이 성과
기관
국립축산과학원 부서
영양생리팀
일자
2021/1/7 매체
SBS-TV-12시뉴스
