• Journal of Biosystems Engineering
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• 제3권2호
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• pp.69-87
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• 1978

우리나라 벼 수확작업에 적용되고 있거나 적용될 것으로 전망되고 있는 관행건탈곡 및 생탈곡수확체계, 바인다 건탈곡 및 생탈곡체계 와 콤바인 수확체계등 5 종의 수확작업체계에 대해 일본품종인 아끼바레 품종과 통일계품종인 수원 251호를 공시하여 수확시의 곡물함수율에 다른 수확손실량을 분석하여 수확시의 곡물함수율에 따른 수확손실량을 분석하여 우리나라 실정에 맞는 수확작업체계를 설정하기 위하여 종합적으로 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 아끼바레 품종의 수확손실은 5 종의 체계 가운데 콤바인체계에서 가장 큰 값을 보였으며 대체적으로 곡물함수율이 감소함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한 관행건탈곡 및 생탈곡, 바인다 건탈곡 및 생탈곡과 콤바인 체계에서의 평균 총손실율은 0.80, 0.59. 0.68, 0.69, 및 1.51% 였으며 통계분석결과 손실량은 곡물함수율, 수확체계 및 이 두 처리간의 상호작용에 있어서도 고도의 유의성이 인정되었다. 2. 수원 251 호품종의 경우 관행건탈곡, 관행생탈곡 및 콤바인 수확체계에 있어서의 평균손실율은 각각 2.72, 0.91 및 2.64%로서 아끼바레 품종의 경우와는 약간 다른 경향을 보이고 있다. 3. 바인다의 건탈곡 및 생탈곡체계에서의 방출손실은 각각의 총손실율의 27-40% 및 40-64%였다. 이러한 손실율은 각체계에 있어서 충분히 고려해야 할 량이며 , 바인다를 수확작업에 이용하기 위하여서는 볏단에 가해지는 충격량을 줄일 수 있도록 바인다의 방출장치개선이 요망된다. 4. 생탈곡 체계에서는 건탈곡 체계에서보다 손실량이 많았는데 이것은 재래의 탈곡기의 선별장치가 생탈곡에서는 적합치 못하기 때문인 것으로 판단되었다. 5. 관행건탈곡 체계에서 발생하는 손실량을 줄이기 위해서는 관행탈곡체계 또는 바인다 탈곡체계로의 기술적 전환이 강력히 요망된다. 수확적기내에 수확작업이 완료된다고 가정할 경우, 관행생탈곡체계에서는 관행건탈곡체계에서 발생하는 손실량을 55-63% 정도 줄일 수있으며 바인다 생탈곡체계에서는 관행 건탈곡체계에서 발생하는 손실량의 10-17% 정도를 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권4호
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• pp.363-370
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• 2014

온난화가 진행되면, 우리나라에서 재배되고 있는 주요 벼의 생육과 생산량이 어떻게 변화되는지를 알아보기 위해, 북부지방과 중부지방에 각각 가장 많이 재배되는 오대벼와 새추청벼의 유식물을 각각 대조구, 온도 상승구 및 $CO_2$+온도 상승구에서 재배하여 그 결과를 비교하였다. 새추청벼의 지상부생물량, 지하부생물량, 총 생물량, 개체당 이삭무게 그리고 낟알의 숙성 비율은 온도 상승구에서, 오대벼는 $CO_2$+온도 상승구에서 가장 높았다. 새추청벼와 오대벼의 개체당 이삭수는 환경구배 간 차이가 없었다. 새추청벼의 이삭당 낟알수는 환경구배 간 차이가 없었고, 오대벼의 것은 $CO_2$+온도 상승구에서 가장 많았다. 새추청벼의 낟알 한 개의 무게는 $CO_2$+온도 상승구, 오대벼의 것은 온도 상승구와 $CO_2$+온도 상승구에서 가장 무거웠다. 새추청벼의 분얼수는 대조구와 온도 상승구, 오대벼의 것은 대조구에서 가장 많았다. 본 연구를 종합적으로 정리해보면 새추청벼는 대조구보다 온도만 상승했을 때 잘 자랐고 곡물 생산량이 증가했지만 $CO_2$ 농도와 온도가 같이 상승했을 때는 차이가 없었다. 그리고 오대벼는 대조구보다 $CO_2$ 농도와 온도가 같이 상승했을 때 잘 자랐고 생산량이 증가했다. 앞으로 지구온난화의 영향으로 $CO_2$ 농도와 온도가 높아진다면, 새추청벼는 현재와 곡물수확량의 차이는 없겠지만 그에 반해 오대벼는 곡물수확량은 높아질 것이다. 따라서 지구온난화로 인한 기후변화가 지속된다면 곡물수확량을 고려한 종에 따른 벼 재배적지의 선정이 신중히 결정되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.529-538
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• 2002

콤바인 곡물 포대 자동화장치개발은 콤바인 운전자 및 작업자의 피로경감과 안전보호 및 작업성능의 향상을 기하기 위하여 행하여 졌으며, 본 연구의 개발은 기존의 콤바인 작업이 2명이 소요되는 것을 운전자 1명이 수확작업을 할 수 있도록 하며, 노동력의 절감과 작업의 편리성을 도모하고자 하였다. 이러한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 곡물 포대의 정 위치화를 위해서 용량형 근접위치센서를 설치하였으며, 포대의 과다이송에 따른 모터의 부하를 최소화 하기위해 선단부와 슈트부에 각각 위치센서를 설치하여 포대의 위치를 제어하였다. 2) 곡물 투입장치부의 작동은 공기압축기와 공압실린더를 이용한 공압시스템을 사용하였으며, 곡물의 투입량제어는 슈트부 게이트의 열림시간을 제어하여, 곡물의 투입량을 제어하였다. 3) 포대 배출장치는 이송장치로부터 이송되어진 충진된 포대를 제 2의 포대가 충진하는 영역 밖으로 밸트 컨베이어를 이용 이송하도록 하였다. 4) 포대는 B3 포대의 경우가 가장 투입량이 많은 것으로 나타났으며, 가진을 한 경우가 하지 않은 경우보다 비교적 투입량이 많은 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 포대 자동화장치에서는 포대의 가진 장치를 장착하지 않았으며, 실험은 인위적으로 가진을 하여 실행하였으며, 향후 전체적인 장치의 성능 향상을 위해서 포대의 가진 장치가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.165-170
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• 1999

정밀농업의 기본개념은, 작물 생육상태를 포함한 포장정보가 위치마다 다르므로 포장정보에 따라 위치별로 적합한 농자재 투입과 생육관리를 통하여 수확량은 극대화하면서도 불필요한 농자재의 투입을 최소화해서 농자재 낭비와 환경오염을 줄이는 것이다. 이러한 정밀농업을 위해서는 무엇보다도 다양한 위치별 포장정보를 정확하고 빠르게 수집하는 기술이 선행되어야 한다 포장정보는 일반적으로 비교적 장기간에 걸쳐 변화가 일어나는 정보와 단기간에 변화가 일어나는 정보 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 장기간에 걸쳐 변화가 일어나는 정보는 포장의 크기 및 형태, 진입로, 수로, 토성, 토양 유기물 함량 등이고, 단기간에 변화가 일어나는 정보는 병충해, 성장중인 작물의 건강상태 등을 예로 들 수 있다. 이러한 정보 중 단기간에 변화가 일어나는 정보는 빠른 시간 내에 적절한 처리를 해 주어야만 수확량 및 수확된 곡물의 질에 미치는 나쁜 영향을 최소화할 수 있으며, 실시간으로 분석이 되어야만 작업기를 이용한 정밀한 포장관리가 가능하다. (중략)

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제15권4호
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• pp.339-345
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• 1990

공기통풍 건조시 공기흐름(airflow)에 대한 곡물저항(grain resistance)은 송풍시스템에서 fan의 선정시 매우 중요하다. 지금까지는 공기흐름에 대한 곡물저항은 주로 Shedd의 curve에 준하여 정해졌다. 그러나 실제의 경우 곡물수확 또는 건조시 기계적 원인에 의하여 미세립자(fine material)가 생성된다. 이에 본 연구에서 밀(red hard winter wheat)을 대상으로 송풍량, 함수율, 미세립자량이 정압강하(static pressure drop)에 미치는 영향을 규명하였고, 이러한 변수가 포함된 수학적 모델을 개발하였다. 독립변수는 0.051로부터 $0.203m^3/m^2.sec$에 이르는 7단계의 각각 다른 송풍량과 3단계의 함수율 (11, 13, 15%w.b), 4단계의 미세립자량(0, 2, 4, 8%)이고, 종속변수는 정압강하이다. 정압강하와 test bed에서의 송풍량은 micromanometer를 사용하여 측정하였다. 결과는 독립변수(송풍량, 함수율, 미세립자량)는 모두 정압강하에 significant하게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 규정된 범위내에서 함수율이 증가함에 따라 정압강하는 최고 45% 까지 감소되었고, 반면 미세립자량이 증가함에 따라 정압강하는 최고 195%까지 증가되었다. 수집된 data로서 다음과 같은 regression equation이 개발되었다($P=AV+BV^2+C(MO)V+D(FM)V$). 본 연구의 결과는 공기송풍시스팀에서 송풍량, 함수율, 미세립자량이 정압강하에 미치는 영향을 규명하였고, 에너지 절약적 송풍시스템을 설계하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제11권2호
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• pp.263-268
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• 2004

곡물냉각기를 이용하여 벼의 냉각특성을 구명하기 위하여 RPC의 원형빈에서 2회의 냉각실험을 실시하였다. 1차 냉각 실험은 하절기에 200 톤 규모의 원형빈에서, 2차 냉각실험은 수확기에 300 톤 규모의 원형빈에 저장된 벼를 대상으로 실시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1차 냉각실험에서 초기곡온 23.6$^{\circ}C$, 함수율 19.3%인 벼180.3 톤을 14$^{\circ}C$까지 냉각시키는데 52.5시간이 소요되었으며, 냉각을 통해 함수율은 약 0.6% 감소하였다. 또한, 2차 냉각실험에서 초기곡온 16.1$^{\circ}C$, 함수율 19.2%인 벼 272.2 톤을 5.5$^{\circ}C$까지 냉각시키는데 78.0시간이 소요되었다. 1, 2차 냉각실험에서 냉각공기온도를 각각 8.0, 5.5$^{\circ}C$로 설정하였을 때, 곡물냉각기출구의 냉각공기온도는 각각 8.0$\pm$0.48$^{\circ}C$, 5.7$\pm$0.84$^{\circ}C$로서 정밀하게 제어되고 있음을 알 수 있었으며, 2차 냉각실험에서의 온도편차가 1차 냉각실험에서보다 높게 나타난 것은 냉각부하가 적었고, 외기조건이 급격하기 변화하여 압축기 무부하전자변, 재열기 및 증발기에 공급되는 고온고압 냉매가스량, 응축기 송풍기가 제어되었기 때문으로 판단되었다. 1차 냉각실험에서 곡물냉각기에서 냉각된 공기량은 평균77.5㎥/min인데 비해 곡물층을 통과한 냉각공기량은 42.5㎥/min에 불과해 약 45%의 냉각공기가 누설되어 이에 대한 방지책이 필요하였다. 냉각부하가 큰 하절기에 실시한 1차 냉각실험에서는 댐퍼만이 제어되었으며, 소요전력은 평균 22.1㎾를 나타낸 반면, 냉각부하가 적은 수확기에 실시한 2차 냉각실험에서는 압축기의 무부하전자변, 응축기 송풍기 등이 제어되었으며, 소요전력은 평균 17.4㎾로 나타나 하절기에 비하여 약 27%정도의 에너지가 절감된 것으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제54권2호
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• pp.203-209
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• 2009

수확량 모니터링 시스템의 개발은 미국에서부터 시작되어 점차 발전되어 왔으며, 현 시점에서 가장 활발하게 이용되고 있는 정밀농업 기술 중 하나이다. 수확량 모니터링 시스템 개발과 함께 이루어져야 할 것이 수확량 정보의 공간변이성 해석이다. 본 실험은 논 포장에서의 수확량의 공간변이성과 한계수확량 및 수분함량이 수확량에 미치는 영향을 알아보기 위하며 수행되었다. 2002년 10월 서울대학교 부속 실험농장 소재의 두 기계 이앙 재배 답작 포장(0.2 ha)과, 전북 김제 만경평야 소재의 두 직파재배 포장(0.4 ha)에서 구획별 수확량 정보를 획득한후 각 포장별로 통계분석을 통해서 포장 내의 수량변이를 조사 및 해석하였다. 그리고 각 포장의 수확작업 시 구획별로 샘플을 획득하여 수분함량을 측정한 후 수분함량 보정전과 보정후의 수량을 비교 분석하고, 수분함량과 수확량에 대한 비교 분석과, 수분함량 지도를 작성하여 수확량 지도와의 비교를 통해 수분함량과 수확량간의 관계를 조사하였다. 정확한 수확량 지도 작성을 위해서는 샘플링 간격을 최소화하는 것이 효과적일 것이나 콤바인의 예취 폭과 포장면적을 고려하여 조절해야 할 것이다. 수확량 정보를 얻을 때 한 구획의 넓이는 포장 면적에 따라서 조절이 가능하겠지만 가로 세로 길이로 봤을 때 5 m이상 15 m이하가 적당할 것으로 판단되었다. 변량시비 처리가 실시된 포장의 경우 같은 조건에서 일반시비로 재배된 포장에 비해서 수량은 비슷하나 변이는 적게나타남을 알 수 있었다. 각 포장내의 변이의 크기는 일반적으로 평균 수확량의 절반이상의 편차를 보이고 있으므로 포장내의 지점별 수획량의 변이는 상당하다고 판단할 수 있다. Sensor를 이용한 수확량 측정에서는 위에서 나타난 값으로 보았을 때 최소 300 kg/10a 이하에서 최대 1000 kg/10a 이상까지 측정이 가능하도록 설계되어야 할 것이다. 수분함량은 한 포장 내에서의 변이가 큰 편은 아니었고 공간의존성도 크게 나타나지 않았다. 그러나 포장간의 변이는 수확 전의 기상상황에 따라서 차이가 나타나게 된다. 수분함량 자체의 포장 내 변이가 크지 않으므로 수확량의 공간의존도에 대한 변화는 크지 않았다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제8권1호
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• pp.47-60
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• 1983

상온통풍(常溫通風)을 이용(利用)한 In-bin drying에 대(對)한 많은 실험결과(實驗結果)에 의(依)하면 우리나라 10월(月)의 기상조건(氣象條件)은 저온건조(低溫乾燥) system에 적합(適合)한 건조능력(乾燥能力)을 가지고 있는 것으로 나타났다. 최근(最近) Computer를 이용(利用)한 Simulation model이 개발(開發)되어 건조현상(乾操現象)에 관(關)한 경제적(經濟的)이고 효율적(效率的)인 분석(分析)이 가능(可能)하게 되었다. 이러한 분석결과(分析結果)에 의(依)하면 초기함수율(初期含水率)이 높은 벼를 Full-bin을 이용(利用)한 상온통풍건조(常溫通風乾操)를 할 경우(境遇) 건조기간(乾燥期間)이 길어지며 bin내(內)의 상층부(上層部) 곡물(穀物)이 변질(變質)되는 문제점(問題點)이 발생(發生)하였다. 또한 벼의 수확작업체계(收穫作業體系)가 관행(慣行) 및 Binder작업체계(作業體系)에서 점차(漸次) Combine작업체계(作業體系)로 전환(轉換)되어감에 따라 포장(圃場)에서의 건조(乾燥)가 어려우며 예취(刈取), 탈곡작업과정(脫穀作業過程)에서의 기계적(機械的)인 곡물(穀物) 손실(損失)을 줄이기 위(爲)하여 함수율(含水率)이 비교적(比較的) 높은 벼를 수확(收穫)하여야 한다. 본(本) 연구(硏究)의 목적(目的)은 상온통풍건조(常溫通風乾燥)에 있어서 건조능력(乾燥能力)을 증가(增加)시키기 위(爲)하여 곡물(穀物)을 일정기간(一定期間) 나누어서 bin에 넣고 건조(乾燥)를 하는 Layer drying의 Simulation model을 개발(開發)하고 이 Model에 수원지방(水原地方)의 7년간(年間) 평균(平均) 기상자료(氣象資料)를 입력(入力)시켜 곡물(穀物)의 초기함수율(初期含水率), 투입량(投入量), 투입기간(投入期間)의 변화(變化)에 따른 Layer drying현상(現象)을 규명(糾明)하는데 있다. Simulation에 사용(使用)된 bin의 크기는 직경(直徑) 2m, 깊이 1.5m이며 송풍(送風)팬의 용량(容量)은 0.5HP이었다. Simulation분석(分析) 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. (1) Layer drying의 Simulation model을 개발(開發)하였으며 이 Model은 벼의 상온통풍건조(常溫通風乾燥) 실험(實驗)에서 함수량(含水量) 변화(變化)의 이론치(理論値)와 실제실험치(實際實驗値)가 잘 일치(一致)하였다. (2) 곡물투입기간(穀物投入期間) 1일(日)을 Full-bin drying으로 간주(看做)할 때 Layer drying의 건조성능(乾燥性能)은 Full-bin보다 높은 것으로 나타났다. (3) 연속송풍(連續送風)(24시간(時間))을 할 경우(境遇) 곡물투입기간(穀物投入期間)이 증가(增加)함에 따라 건조기간(乾燥期間)의 감소경향(減少傾向)은 단속송풍(斷續送風)인 경우(境遇)보다 적었지만 건조기간(乾燥期間)은 단축(短縮)되었다. 그러나 건조(乾燥)에너지의 소모(消耗)는 단속송풍(斷續送風)일 때보다 크게 나타났다. (4) 단속송풍(斷續送風)(9 : 00AM~6 : 00PM)일 경우(境遇) 곡물투입기간(穀物投入期間)을 증가(增加)시키면 건조기간(乾燥期間)이 크게 줄어 들었다. (5) 곡물(穀物)의 초기함수율(初期含水率)이 21% 이하(以下)일 경우(境遇) 연속(連續) 및 단속송풍(斷續送風)에서 건조기간(乾燥期間)의 차이(差異)가 별로 없었다. (6) 곡물(穀物)의 초기함수율(初期含水率)이 높으면 Full-bin drying에서는 상부층(上部層)에 곡물(穀物)이 변질(變質)될 우려(憂慮)가 있으나 Layer drying에서는 곡물투입량(穀物投入量)을 조절(調節)하면 이것을 방지(防止)할 수 있었다. (7) 건조(乾燥)가 완료(完了)된 후(後) 층별(層別) 최종곡물(最終穀物) 함수율(含水率)은 모든 건조조건(乾燥條件)에서 동일(同一)하였으나 bin의 하부층(下部層)은 과건조(過乾燥) 물상(物象)을 일으켰다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.883-893
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• 2023

2020년 기준 한국의 곡물자급률은 20.2%에 불과하지만 곡물수출국에서 발생하는 가뭄이 국내에 미치는 영향은 아직 면밀히 분석되지 않았다. 본 연구에서는 증발산 기반 가뭄지수인 Evaporative Stress Index (ESI)를 이용해 세계 주요 곡물생산지역의 농업가뭄의 발생빈도, 장기추세, 자연진동과의 상관성을 분석하였다. 또한 국제 곡물거래가격과 작물생산지역의 가뭄면적을 비교하여 해외에서 발생한 가뭄이 한국 경제에 미치는 영향을 정성적으로 평가하였다. ERA5 기후재분석자료로 산정된 ESI는 전지구적으로 토양수분과 강한 상관성을 보였으며 특히 작물재배 지역에서의 둘의 상관성이 매우 강하게 나타났다. 작물재배지역에서의 높은 상관성은 강한 지면-대기결합을 의미하며, 이 때문에 작은 토양수분 부족이 상대적으로 큰 수확량 손실로 연결될 가능성이 크다. 1991-2022 기간 작물재배지역에서 ESI는 뚜렷한 감소추세를 보였으며 지구온난화와 함께 가뭄면적이 증가할 가능성이 있다. 2012년과 2022년에 급격히 상승한 국제곡물가격은 수출국에서 발생한 대규모 가뭄과 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었으며 한국의 생산자물가지수를 상승시킨 주요 원인 중 하나로 판단된다. 본 연구는 해외지역에서 일어나는 가뭄의 영향을 줄이기 위해 감시와 위험관리 전략이 필요함을 시사한다.

• 한국작물학회지
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• 제29권3호
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• pp.261-266
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• 1984

보리 수확의 기계화를 위한 작업기술체계를 확립하고자 대맥 강보리를 공시품종으로 1982∼'83 2개년에 걸쳐 기종 및 수확시기에 따른 작업능률, 종실손실정도 및 곡물품위 등을 대상으로 일련의 시험을 수행한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 출수 30일후 종실의 수분함량은 54.3％ 줄기는 59.5％로 이들은 일수가 경과함에 따라 직선적인 감소를 보였는데 특히 출수후 35∼40일 사이에서 일당 감소율이 각각 3.1％, 3.9％로 가장 컸다. 2. 관행(인력)에 비해 수확 및 탈곡작업시간은 평균 콤바인 93％, 바인다 81％, 초예기 44％를 절감시킬 수 있었고, 소요경비도 콤바인 44.5％, 바인다 36.5％, 초예기 20.0％를 각각 절약할 수 있었다. 3. 수량에 대한 10a당 평균 손실률은 인력이 5.8％로 가장 적었고 다음이 바인다로 7.0％, 콤바인 9.1％, 초예기가 13.8％로 가장 많았으며 수확시기별로는 출수후 일수가 더함에 따라 다소 증가하는 경향이었다. 4. 수확시기에 있어서 출수후 30일을 제외하고는 종실이 지녀야 할 일반적인 품위에 대한 차이가 미미한 점으로 볼 때 기계를 이용한 수확작업은 출수후 35일이 경과한 시기로서 작업능률 즉 소요시간, 경비 및 손실량 등의 관련요인들을 가장 유리하게 발현시킬 수 있었다.