Economic analysis of plow-type and conveyor-type sweet potato harvesters: A comparison of purchase and rental methods

Chan Young Lee; Jeong Hun Kim; Kwang Mo Kim; Ju Seok Nam

doi:10.7744/kjoas.520309

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Engineering

Korean Journal of Agricultural Science. 1 September 2025. 299-311
https://doi.org/10.7744/kjoas.520309

Economic analysis of plow-type and conveyor-type sweet potato harvesters: A comparison of purchase and rental methods

Chan Young Lee¹²

Jeong Hun Kim¹²

Kwang Mo Kim¹²

Ju Seok Nam¹²^*

¹Department of Biosystems Engineering, College of Agricultural and Life Science, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea

²Interdisciplinary Program in Smart Agriculture, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea

^{*Corresponding Author}

License (open-access, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/):

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

ABSTRACT

Harvesters used for harvesting operating in Korean sweet potato farms are generally classified into plow-type and conveyor-type. Advantages and disadvantages of each harvester type depending on the operating methods are identified, leading to differences in farm income. Therefore, this study conducted an economic analysis of plow-type and conveyor-type sweet potato harvesters under both purchase and rental methods. For this purpose, work capacity was measured, and cost analysis was conducted for each case of purchasing and renting each harvester. Field experiment was conducted on an actual sweet potato farm to measure work capacity, digging damage rate, and digging loss rate. The work capacity of rental harvesters was assumed to be equivalent to that of purchased ones. Cost analysis was conducted based on the machine cost analysis method proposed by the Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF), which sums hourly fixed and variable costs. Results showed that the plow-type harvester had higher work capacity, whereas the conveyor-type harvester showed superior digging performance in terms of lower digging damage rate. Meanwhile, there was no significant difference in digging loss rate. In terms of cost analysis, the rental method using the conveyor-type harvester resulted in the lowest total cost at 12,950 KRW·10^-1·a^-1. This is because the plow-type harvester has higher work capacity than the conveyor-type harvester, and the removal of fixed costs such as depreciation and maintenance when using the rental method. Therefore, harvesting operations using a rental plow-type harvester can contribute to reducing the total cost compared to other methods.

Keywords

conveyor type

economic analysis

plow type

sweet potato harvester

work capacity

MAIN

Introduction
Materials and Methods
공시 작업기계 선정
작업능률 측정
경제성 분석
Results and Discussion
작업능률 측정 결과
경제성 분석 결과
Conclusion

Introduction

2023년 기준 국내 고구마의 단위면적 당 소득은 2,085,187 KRW·10^-1·a^-1로 세계 7대 식량작물 중 1위를 차지하였으나 농가 순이익을 의미하는 소득률은 4위로 비교적 낮게 조사되었다(RDA, 2024). 이는 대부분의 고구마 농가에서 굴취 작업 이후 인력을 통하여 수거·수집 작업을 수행하고 있어 인건비 지출이 높기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 굴취와 수거·수집 작업을 동시에 수행할 수 있는 고구마 수확기에 대한 개발이 지속적으로 수행되고 있지만 수집부에 추가 인부가 탑승해야 한다는 한계점과 높은 굴취손상률로 인하여 농가에서는 여전히 인력으로 수거·수집 작업을 수행하고 있다(MSIT, 2021). 국내 농가에서 주로 사용되는 고구마 수확기의 유형은 쟁기형과 컨베이어형으로 구분된다. 쟁기형 수확기는 굴취 과정 중 고구마의 표피 손상이 적어 고구마 상품성 유지에 유리하며, 초기 구매 비용이 낮고, 유지보수가 용이하다는 장점이 있다(Yu et al., 2018; Shin et al., 2023). 그러나 고구마를 일렬로 배출하는 기능이 없으며 자체적인 토양 제거 기능이 없어 굴취된 고구마에 부착된 잔류물을 직접 제거해야 하므로, 수확 후 작업을 수행할 때 상대적으로 편의성이 낮다(Shen et al., 2023). 반면, 컨베이어형 수확기는 굴취 작업에서 고구마를 일렬로 배출해주며 고구마에 부착된 잔류물을 제거해주므로 편의성이 높다. 그러나 컨베이어형 수확기는 초기 구매 비용이 높으며, 유지보수에도 많은 비용이 소요된다. 이러한 수확기의 유형별 장단점으로 인하여 농가에서는 수확기 선택에 어려움을 겪고 있다(Won et al., 2024). 따라서, 쟁기형 및 컨베이어형 수확기의 작업능률 측정 및 비용 분석을 통해 수확기 선택에 따른 경제성 비교 분석을 수행할 필요가 있다.

농업기계에 대한 경제성 비교 분석 연구는 국내·외로 다수의 연구가 수행되었다. Lee 등(2023)은 조파식 마늘 파종기 개발 및 경제성 분석을 수행하였고, 관행적으로 사용되는 점파식 마늘 파종기에 비해 소요비용이 약 37.3% 절감된다는 결과를 확인하였다. Kim 등(2022)은 개발된 트랙터 부착형 다기능 작업기를 개별 작업기와 비교하여 독일 산림작업 임업기계위원회(Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V., KWF)에서 정한 기계비용분석법을 통해 경제성 분석을 수행하였다. 그 결과, 다기능 작업기 사용 시 작업시간 및 소요비용이 각각 60% 및 71% 절감된다는 결과를 확인하였다. Reza 등(2021)과 Bosrotsi 등(2017)은 각각 개발된 트랙터 부착형 4조식 배추 수집기 및 얌 수확기에 대한 경제성 분석을 수행하였으며, 관행 인력 작업에 비해 소요비용이 각각 73.9% 및 50% 절감된다는 결과를 확인하였다. 그러나 기존 연구들은 개발된 농업기계에 대한 경제성 및 성능 평가에 집중되어 있으며 실제 농가에서 사용되는 수확기 유형 및 활용 방식별 경제성을 비교 분석한 연구는 미비한 실정이다. 특히 고구마 수확기와 같이 연간 이용시간이 제한적인 농기계의 경우, 소규모 농가에서는 고가의 장비 구매 부담으로 인해 임대를 통한 활용 방식을 선호하는 경향이 뚜렷하다(Kang, 2013). 이로 인해 최근 정부 주도의 농기계 임대사업이 확대되면서 농기계 임대 수요가 꾸준히 증가하고 있다(Shin et al., 2016). 하지만 기존 연구들은 대부분 농기계 구매를 전제로 경제성 분석을 수행했기 때문에, 임대를 고려한 실제 현장 중심의 경제성 분석이 필요하다.

따라서 본 연구에서는 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 구매하는 경우와 임대하는 경우로 구분하여 각각의 경우에 대한 작업능률 및 소요비용을 측정하고 경제성 비교 분석을 수행하였다.

Materials and Methods

공시 작업기계 선정

본 연구에서는 고구마 수확 작업 시 4조식 쟁기형 수확기와 2조식 컨베이어형 수확기를 구매한 경우와 임대한 경우로 구분하여 경제성 분석을 수행하였다. 쟁기형 수확기는 굴취 날을 이용하여 토양 속의 고구마를 굴취하는 방식으로 수확 작업을 수행한다. 컨베이어형 수확기의 경우 굴취 날을 이용하여 고구마를 굴취한 후 이송 컨베이어로 굴취된 고구마의 토양을 제거하며 수확기 후방의 토양 위에 고구마를 일렬로 배출한다. 이러한 정렬 기능으로 인해 컨베이어형 수확기는 쟁기형 수확기 대비 수거·수집 작업의 편의성이 높지만 수거·수집 작업에서 소요되는 인력은 같다고 평가할 수 있다. 본 연구에서 구매한 쟁기형 수확기 및 컨베이어형 수확기의 형상 및 제원은 Fig. 1 및 Table 1에 나타내었다. 임대 수확기의 경우 여주시 농기계 임대사업소에서 임대 중인 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 대상으로 선정하였으며, 그 형상 및 제원은 Fig. 2 및 Table 2에 나타내었다.

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Fig. 1.

View of purchased plow-type and conveyor-type harvesters: (A) plow-type harvester and (B) conveyor-type harvester.

Table 1.

Specifications of the purchased plow-type and conveyor-type harvesters.

Item		Specification
Item		Plow-type	Conveyor-type
Nation / Company / Model		Korea / Seohae / SH-SP2400	Korea / Hyundai / -
Number of ridges		4	2
Total weight (kN)		2.6	8.12
Overall dimension (mm)	Length	1,100	3,030
	Width	2,400	1,880
	Height	1,330	1,200
Working width (mm)		2,800	1,500
Required power (kW)		41 - 59.7	≥ 44.7

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Fig. 2.

View of the rental plow-type and conveyor-type harvesters: (A) plow-type harvester and (B) conveyor-type harvester.

Table 2.

Specifications of the rental plow-type and conveyor-type harvesters.

Item		Specification
Item		Plow-type	Conveyor-type
Nation / Company / Model		Korea / WECANGLOBAL / WD-04RC	Korea / Dooroo / DR-1300CA
Number of ridges		4	2
Total weight (kN)		4.82	6.96
Overall dimension (mm)	Length	950	2,310
	Width	1,870	1,640
	Height	1,385	1,320
Working width (mm)		255 × 4	1,300
Required power (kW)		≥ 41	≥ 37.3

고구마 수확 작업에 사용되는 작업기들(구매 및 임대한 쟁기형 수확기와 컨베이어형 수확기)을 장착할 수 있는 트랙터를 선정하였다. 최근 국내에 보급되는 트랙터의 출력은 최소 37.3 kW 이상인 것으로 조사되었다(Lee, 2015). 본 연구에서는 작업기의 요구 마력 수준을 고려하여, 정격 출력 54.5 kW인 트랙터(RX730, Daedong, Korea)를 선정하고 이를 활용하여 수확 작업을 수행하였다. 선정된 트랙터의 형상 및 주요 제원은 Fig. 3 및 Table 3에 제시하였다.

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Fig. 3.

View of the 54.5 kW class tractor used is this study.

Table 3.

Specifications of the 54.5 kW class tractor used in this study.

Item		Specification
Nation / Company / Model		Korea / Daedong / RX730
Overall dimension (mm)	Length	3,715
	Width	1,960
	Height	2,655
Total weight (kN)		27.41
Engine	Rated power (kW)	54.5
Transmission	Forward/reverse	24/24
	Driving shift	4 stages
	Range shift	6 stages
Tire	Front	11.2 - 24
Tire	Rear	16.9 - 30

작업능률 측정

쟁기형 및 컨베이어형 수확기의 작업능률을 측정하기 위하여 Fig. 4에서와 같이 경기도 여주시에 위치한 시험 필지에서 고구마 굴취 작업을 수행하였다. 시험 필지에서의 고구마 재배양식은 Fig. 5에서와 같이 필지의 단면도를 기준으로 조사하였으며, Table 4에 나타내었다. 경제성 분석을 위하여 굴취 작업을 통해 작업능률, 굴취손상률 및 굴취손실률을 조사하였다. 작업능률은 기준면적에서 수확 작업을 수행했을 때 소요된 작업시간을 측정하였으며, 식(1)을 통하여 도출하였다. 이때 기준면적은 10a로 설정하였다. 굴취손상률과 굴취손실률은 수확 과정에서 파손된 고구마와 미굴취된 고구마의 비율로 각각 식(2)와 (3)을 이용하여 산출하였다. 본 연구에서는 작업능률 측정에 사용된 구매 수확기와 동일한 작업 방식 및 유사한 요구 마력을 지닌 임대 수확기를 선정하였으며, 동일한 작업 조건 하에서 굴취 작업을 수행하였다. 따라서 임대 수확기 및 구매 수확기의 작업능률이 동일하다고 가정하였다.

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Fig. 4.

View of the test field.

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Fig. 5.

A cross-sectional view of sweet potato cultivation pattern in the test field (Kim et al., 2024).

Table 4.

Cultivation pattern of the test field.

Cultivation pattern	Ridge width (mm)	Furrow width (mm)	Ridge height (mm)	Spacing in the row (mm)	Planting distance (mm)
Single-row	400	300	300	700	200

(1)

K = \frac{t}{a}

where, $K$ : work capacity (h·10^-1·a^-1)

$t$ : total working time (h)

$a$ : total working area (10a)

(2)

D_{d r} = \frac{W_{d d}}{W_{d}} \times 100

where, $D_{d r}$ : digging damaged rate (%)

$W_{d d}$ : total weight of damaged sweet potatoes among digging operation (kg)

$W_{d}$ : total weight of digging sweet potatoes (kg)

(3)

D_{l r} = \frac{W_{u d}}{W_{d} + W_{u d}} \times 100

where, $D_{l r}$ : digging loss rate (%)

$W_{u d}$ : total weight of undigging sweet potatoes (kg)

경제성 분석

고구마 수확 작업은 수확기를 통한 굴취 작업과 인력을 통한 수거·수집 작업으로 분류된다. 굴취 작업에 대한 비용 분석은 독일 산림작업 임업기계위원회(KWF)에서 정한 기계비용분석법을 적용하여 수행되었다. 굴취 작업 시 발생하는 소요비용은 작업능률과 시간당 굴취 작업 소요비용을 통해 식(4)로 계산하였다. 시간당 굴취 작업 소요비용은 시간당 고정비와 변동비의 합으로 식(5)로 산출하였다.

(4)

C_{D} = C_{h} \times K

where, $C_{D}$ : cost for digging operation (KRW·10^-1·a^-1)

$C_{h}$ : hourly cost for digging operation (KRW·h^-1)

(5)

C_{h} = C_{h f} + C_{h v}

where, $C_{h f}$ : hourly fixed cost (KRW·h^-1)

$C_{h v}$ : hourly variable cost (KRW·h^-1)

시간당 고정비는 농작업기계 사용 시 시간당 소요되는 비용으로 일반적으로 트랙터와 부착용 작업기에 대한 비용을 함께 고려한다. 그러나 트랙터가 대부분의 농가에서 보편적으로 보유하고 있는 장비임을 고려하여 본 연구에서는 트랙터를 기계비용 산정 대상에서 제외하고 부착용 작업기 운용에 소요되는 비용만을 고려하였다(Jang et al., 2024). 고구마 수확기를 구매하였을 때의 시간당 고정비는 구입가격, 연간 감가상각비, 연간 이자, 수리비 및 연간 사용시간을 통해 식(6)으로 산출하였다(Table 5). 수확기를 임대하였을 때의 시간당 고정비는 단기 임대료를 기준으로 1일 임대하였을 때의 임대료로 설정하였으며 식(7)로 산출하였다. 쟁기형 및 컨베이어형 수확기의 구입가격은 제조사에서 정한 판매 금액으로 설정하였다. 수확기의 연간 사용시간은 문헌조사를 통해 50시간으로 설정하였다(Koo and Kim, 2018; Kim et al., 2022). 연간 감가상각비는 구입가격에서 직선법을 적용하여 식(8)로 산출하였다. 수확기 내구연수의 경우 농촌진흥청 국립농업과학원에서 수행한 농업기계 내구연수 기준설정에 관한 연구를 참고하여 10년으로 설정하였으며(NAS, 2017), 폐기가치는 구입가격의 5%로 설정하였다(Koo and Kim, 2018). 이자 및 수리비는 각각 2.5% 및 6%로 설정하였다(Kim et al., 2022).

(6)

C_{h f} = \frac{C_{d} + C_{r} + C_{i}}{T_{a o}}

where, $C_{d}$ : depreciation cost (KRW·yr^-1)

$C_{r}$ : repair cost (KRW·yr^-1)

$C_{i}$ : interest cost (KRW·yr^-1)

$T_{a o}$ : annual operating time (h·yr^-1)

(7)

C_{Rent} = \frac{C_{d r}}{T_{Rent}}

where, $C_{Rent}$ : rental cost (KRW·h^-1)

$C_{d r}$ : daily rental cost (KRW·day^-1)

$C_{d r}$ : rental time per day (h·day^-1)

(8)

C_{d} = \frac{C_{p} - C_{d p}}{E}

where, $C_{p}$ : purchase cost (KRW)

$C_{d p}$ : disposal cost (KRW)

$E$ : endurance period (yr)

Table 5.

Parameters for calculating hourly fixed cost of the plow-type and conveyor-type harvesters.

Item			Content
Purchased harvester	Purchase cost (KRW)	Plow-type	3,180,000
		Conveyor-type	12,000,000
	Annual operating time (h·yr^-1)		50
	Endurance period (yr)		10
	Disposal cost (%)		5
	Interest rate (%)		2.5
	Coefficient of repair (%)		6
Rental harvester	Rental cost (KRW·day^-1)		20,000

시간당 변동비는 수확기를 구매한 경우와 임대한 경우에서 동일하게 적용하였으며, 식(9)에서와 같이 시간당 유류비와 시간당 인건비의 합으로 계산하였다(Table 6). 시간당 유류비는 식(10)에서와 같이 시간당 연료비 및 윤활유비 계수를 통해 산출하였으며, 시간당 연료비는 식(11)에서와 같이 시간당 연료 소모량과 면세유 가격을 통해 산출하였다. 시간당 연료 소모량은 농업용 면세유류 공급요령에 의거하여 설정하였으며, 면세유 가격은 한국석유공사에서 공시한 면세유 평균가격을 참고하여 수확 작업을 수행한 당일인 2024년 11월 6일을 기준으로 설정하였다. 윤활유비는 시간당 연료비에 윤활유비 계수를 곱한 값으로, 윤활유비 계수는 참고문헌을 통해 0.3으로 설정하였다(Reza et al., 2021). 시간당 인건비는 남성 일일 노동임금, 하루 평균 작업시간 및 작업자 수를 활용하여 식(12)를 이용하여 산출하였다. 이때 남성 일일 노동임금은 통계청의 24년 2분기 농가구입가격지수를 참고하여 152,475원으로 설정하였으며, 하루 평균 작업시간은 9시간으로 설정하였다(Kim et al., 2022).

(9)

C_{h v} = C_{o} + C_{l}

where, $C_{o}$ : hourly oil cost (KRW·h^-1)

$C_{l}$ : hourly labor cost (KRW·h^-1)

(10)

C_{o} = C_{f} + C_{f} \times L

where, $C_{f}$ : hourly fuel cost (KRW·h^-1)

$L$ : lubrication cost rates

(11)

C_{f} = F C \times P_{f}

where, $F C$ : fuel consumption (L·h^-1)

$P_{f}$ : fuel price (KRW·L^-1)

(12)

C_{l} = \frac{W_{male} \times N_{l}}{T_{w}}

where, $C_{l}$ : hourly labor cost (KRW·h^-1)

$W_{male}$ : male daily labor wage (KRW)

$N_{l}$ : number of laborers

$T_{w}$ : times of work per day (h)

Table 6.

Parameters for calculating hourly variable cost of the plow-type and conveyor-type harvesters.

Item	Specification
Fuel price (diesel) (KRW·L^-1)	1,077.36
Fuel consumption (L·h^-1)	12
Lubrication cost rates (% of fuel cost)	30
Daily labor cost (male) (KRW·day^-1)	152,475
Daily working time (h)	9
Hourly labor cost (KRW·h^-1)	16,942

수거·수집 작업 시 발생하는 소요비용은 시간당 수거·수집 작업 소요비용과 수거·수집 작업 시 기준 면적당 소요되는 작업시간을 통해 식(13)으로 도출하였다. 수거·수집 작업은 인력을 통해 수행되므로 시간당 수거·수집 작업 소요비용은 굴취 작업의 시간당 인건비와 동일하게 식(12)를 통해 산출하였다. 수거·수집 작업 시 기준 면적당 소요되는 작업시간은 노동자 1명이 수거·수집 작업을 수행할 때 일반적으로 소요되는 시간으로 참고문헌 조사를 통해 24 h·10^-1·a^-1로 선정하였다(NAS, 2016).

(13)

C_{C} = C_{l} \times T_{C}

where, $C_{c}$ : cost for collecting operation (KRW·10^-1·a^-1)

$T_{c}$ : working time for collecting operation (h·10^-1·a^-1)

본 연구에서 굴취 작업 시 발생하는 소요비용과 수거·수집 작업 시 발생하는 소요비용을 통해 고구마 수확 작업 시 발생하는 총 소요비용을 식(14)로 도출하였다.

(14)

C_{T} = C_{D} + C_{C}

where, $C_{T}$ : total cost for harvesting operation (KRW·10^-1·a^-1)

Results and Discussion

작업능률 측정 결과

Table 7은 고구마 수확 작업 시 측정된 작업능률, 굴취손상률 및 굴취손실률을 나타낸 것이다. 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 통한 수확 작업의 작업능률은 각각 0.36 h·10^-1·a^-1 및 0.53 h·10^-1·a^-1로 나타났다. 따라서 동일 면적 작업 시 소요시간이 낮은 쟁기형 수확기가 컨베이어형 수확기보다 작업능률이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 쟁기형 및 컨베이어형 수확기의 굴취손상률은 각각 7.0%와 1.7%, 굴취손실률은 각각 2.8%와 3.6%로 나타났다. 굴취손실률은 두 수확기에서 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 굴취손상률의 경우 컨베이어형 수확기에서 5.3% 더 낮게 나타났다. 수확 작업 시 고구마에 발생한 손상은 상품성 저하로 인해 수익 창출에 직접적인 영향을 미친다(Zhang et al., 2025). 따라서, 굴취손상률이 더 낮게 도출된 컨베이어형 수확기의 굴취 성능이 쟁기형 수확기 보다 우수한 것으로 판단된다.

Table 7.

Work capacity, digging damaged rate, and digging loss rate of the sweet potato digging operation.

Item	Digging
Item	Plow-type	Conveyor-type
Total working area (m²)	117.6	58.8
Total work time (h)	0.043	0.031
Work capacity (h·10^-1·a^-1)	0.36	0.53
Digging damaged rate (%)	7.0	1.7
Digging loss rate (%)	2.8	3.6

경제성 분석 결과

수확기 유형별 고구마 굴취 작업 시 산출된 시간당 고정비, 시간당 변동비 및 시간당 굴취 작업 소요비용은 Table 8에 나타내었다. 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 구매할 경우 시간당 고정비가 각각 11,448 KRW·h^-1과 43,200 KRW·h^-1로 도출되었으며, 임대할 경우의 시간당 고정비는 두 수확기에서 동일하게 2,222 KRW·h^-1의 비용이 발생하는 것으로 나타났다. 시간당 변동비는 모든 작업기에서 33,749 KRW·h^-1의 비용이 발생하였다. 시간당 굴취 작업 소요비용은 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 구매할 경우 각각 45,197 KRW·h^-1 및 76,949 KRW·h^-1로 나타났으며, 임대할 경우는 두 수확기에서 동일하게 35,971 KRW·h^-1으로 나타났다. 쟁기형 및 컨베이어형 수확기 구매를 통한 고구마 굴취 작업 시 발생하는 소요비용은 각각 16,271 KRW·10^-1·a^-1와 40,783 KRW·10^-1·a^-1로 나타났다. 이는 두 수확기를 통한 작업 시 발생하는 시간당 변동비는 동일하지만, 쟁기형 수확기의 구매 가격이 컨베이어형 수확기 대비 73.5% 저렴하기 때문으로 판단된다. 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 임대할 경우 발생하는 소요비용은 각각 12,950 KRW·10^-1·a^-1 및 19,065 KRW·10^-1·a^-1로 나타났다(Table 9). 이는 수확기를 임대할 경우, 두 수확기의 시간당 굴취 작업 소요비용이 동일하지만 쟁기형 수확기의 작업능률이 우수하기 때문에 컨베이어형 수확기 대비 소요비용이 낮게 나타난 것으로 판단된다. 수거·수집 작업 시 발생하는 소요비용은 406,608 KRW·10^-1·a^-1로 나타났으며, 이를 고려한 각 유형별 수확기를 임대 또는 구매해서 수확 작업을 수행했을 때 발생하는 총 소요비용은 Table 9에 나타내었다. 고구마 수확 작업 시 발생하는 총 소요비용 또한 쟁기형 수확기를 임대하여 사용한 경우 가장 낮게 나타났다.

Table 8.

Hourly fixed cost, hourly variable cost, and hourly total cost of the sweet potato digging operation.

Item	Purchased harvester		Rental harvester
Item	Plow-type	Conveyor-type	Plow-type	Conveyor-type
Hourly fixed cost (KRW·h^-1)	11,448	43,200	2,222	2,222
Hourly variable cost (KRW·h^-1)	33,749	33,749	33,749	33,749
Hourly cost for digging operation (KRW·h^-1)	45,197	76,949	35,791	35,791

Table 9.

Total cost of the sweet potato harvesting operation.

Item		Purchased harvester		Rental harvester
Item		Plow-type	Conveyor-type	Plow-type	Conveyor-type
Purchase cost (KRW)		3,180,000	12,000,000	-	-
Endurance period (yr)		10	10	-	-
Annual operating time (h)		50	50	-	-
Annual fixed cost (KRW·yr^-1)	Depreciation cost	302,100	1,140,000	-	-
	Repair cost	190,800	720,000	-	-
	Interest cost	79,500	300,000	-	-
	Sum	572,400	2,160,000	-	-
Hourly fixed cost (KRW·h^-1)		11,448	43,200	2,222	2,222
Hourly variable cost (KRW·h^-1)	Fuel cost	16,807	16,807	16,807	16,807
	Labor cost	16,942	16,942	16,942	16,942
	Number of laborers	1	1	1	1
	Sum	33,749	33,749	33,749	33,749
Hourly cost for digging operation (KRW·h^-1)		45,197	76,949	35,971	35,971
Work capacity (h·10^-1·a^-1)		0.36	0.53	0.36	0.53
Cost for digging operation (KRW·10^-1·a^-1)		16,271	40,783	12,950	19,065
Cost for collecting operation (KRW·10^-1·a^-1)		406,608	406,608	406,608	406,608
Total cost for harvesting operation (KRW·10^-1·a^-1)		422,879	447,391	419,558	425,673

Conclusion

본 연구에서는 쟁기형 및 컨베이어형 고구마 수확기를 구매 및 임대할 경우로 구분하여 고구마 수확 작업에서의 경제성을 비교 분석하였다. 수확기 유형 선택에 따른 작업능률을 측정하여 비교하고, 구매 및 임대 방식이 수확 작업의 경제성에 미치는 영향을 평가하였다. 작업능률은 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 이용하여 수확 작업을 수행했을 때의 단위 면적당 작업시간으로 산출하였다. 수확기를 임대할 경우는 측정한 각각의 수확기 유형별 작업능률과 동일하게 적용하였다. 쟁기형 및 컨베이어형 수확기의 작업능률은 각각 0.36 h·10^-1·a^-1 및 0.53 h ·10^-1·a^-1로 나타났다. 굴취 성능의 경우, 쟁기형 및 컨베이어형 수확기의 굴취손상률은 각각 7.0% 및 1.7%로 나타났다. 고구마의 수익성은 굴취 시 발생한 손상에 의해 직접적인 영향을 받기 때문에, 굴취 손상률이 5.3% 더 낮게 나타난 컨베이어형 수확기가 쟁기형 수확기보다 굴취 성능이 우수한 것으로 판단된다. 경제성 분석 결과, 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 구매하여 사용한 작업에 대한 시간당 고정비는 각각 11,448 KRW·h^-1 및 43,200 KRW·h^-1으로 나타났으며, 임대할 경우의 작업에 대한 시간당 고정비는 두 수확기에서 동일하게 2,222 KRW·h^-1로 나타났다. 시간당 변동비의 경우 모든 경우에서 33,749 KRW·h^-1로 나타났다. 시간당 굴취 작업 소요비용은 쟁기형 및 컨베이어형 수확기를 구매할 경우 각각 45,197 KRW·h^-1 및 76,949 KRW·h^-1로 나타났으며, 임대할 경우는 두 수확기에서 동일하게 나타났다. 작업능률을 고려한 굴취 작업 시 발생하는 소요비용은 쟁기형 수확기를 임대할 경우에 가장 낮게 나타났다. 이는 쟁기형 수확기의 작업능률이 컨베이어형 수확기보다 높고, 임대 시 유지보수에 따른 고정비 부담이 발생하지 않기 때문에 소요비용이 절감된 것으로 나타났다. 수거·수집 작업을 포함한 수확 작업에 대한 총 소요비용 또한 쟁기형 수확기 임대를 통한 수확 작업 시 가장 낮게 나타났다.

향후 연구를 통해 다양한 작업 조건 및 토양조건에서 추가 실험을 수행할 예정이다. 또한, 수거·수집 작업 시 소요되는 시간, 연료 소비량 등 경제성에 반영되는 데이터를 추가적으로 계측하여 경제성 분석에 반영할 필요가 있다.

Conflict of Interests

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Acknowledgements

본 연구는 농림축산식품부 농림식품기술기획평가원(Korea Institute of Planning and Evaluation for Technology in Food, Agriculture and Forestry) 밭농업 기계화 촉진기술개발사업(RS-2023-00236201, 50%)과 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원(Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation) 지역지능화혁신인재양성사업(IITP-2025-RS-2023-00260267, 50%)의 지원을 받아 수행되었습니다.

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Korean Journal of Agricultural Science ISSN:2466-2402(Print) 2466-2410(Online) 농업과학연구

Preview

Economic analysis of plow-type and conveyor-type sweet potato harvesters: A comparison of purchase and rental methods

ABSTRACT

MAIN

Fig. 1.

View of purchased plow-type and conveyor-type harvesters: (A) plow-type harvester and (B) conveyor-type harvester.

Table 1.

Specifications of the purchased plow-type and conveyor-type harvesters.

Fig. 2.

View of the rental plow-type and conveyor-type harvesters: (A) plow-type harvester and (B) conveyor-type harvester.

Table 2.

Specifications of the rental plow-type and conveyor-type harvesters.

Fig. 3.

View of the 54.5 kW class tractor used is this study.

Table 3.

Specifications of the 54.5 kW class tractor used in this study.

Fig. 4.

View of the test field.

Fig. 5.

A cross-sectional view of sweet potato cultivation pattern in the test field (Kim et al., 2024).

Table 4.

Cultivation pattern of the test field.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Table 5.

Parameters for calculating hourly fixed cost of the plow-type and conveyor-type harvesters.

(9)

(10)

(11)

(12)

Table 6.

Parameters for calculating hourly variable cost of the plow-type and conveyor-type harvesters.

(13)

(14)

Table 7.

Work capacity, digging damaged rate, and digging loss rate of the sweet potato digging operation.

Table 8.

Hourly fixed cost, hourly variable cost, and hourly total cost of the sweet potato digging operation.

Table 9.

Total cost of the sweet potato harvesting operation.

Conflict of Interests

Acknowledgements

References