Sachverhalt:
A. Der Regierungsrat des Kantons Luzern genehmigte am 5. Juli 2005 die im Wesentlichen heute noch geltende Bau- und Zonenordnung der Gemeinde Schötz. Eine Änderung im Gebiet Sonnrain hiess er mit Entscheid vom 16. März 2007 gut. Durch eine weitere Teilrevision der Ortsplanung Schötz soll die Bauzone im Gebiet Sonnrain nochmals erweitert werden. Beabsichtigt ist unter anderem, eine Teilfläche von 89,2 a des Grundstücks Nr. 289 vom Übrigen Gebiet in die Wohnzone W2b einzuzonen. Mit Schreiben vom 9. Juni 2008 reichte der Gemeinderat Schötz dem Bau-, Umwelt- und Wirtschaftsdepartement des Kantons Luzern (BUWD) die Änderung des Zonenplans zur Vorprüfung ein. Das BUWD erachtete die vorgesehene Planänderung als recht- und zweckmässig. In der Folge legte der Gemeinderat den Entwurf des Zonenplans vom 13. Oktober bis 11. November 2008 öffentlich auf.
Innert dieser First erhob X._, Eigentümer des Landwirtschaftsbetriebs Y._, Einsprache, welche nicht gütlich erledigt werden konnte. An der Gemeindeversammlung vom 25. Mai 2009 beschlossen die Stimmberechtigten der Gemeinde Schötz auf Antrag des Gemeinderats die Änderungen des Zonenplans im Gebiet Sonnrain (Grundstück Nr. 715 sowie Teile der Grundstücke Nrn. 289, 369, 370 und 1416, GB Schötz) sowie des Bau- und Zonenreglements (BZR) der Gemeinde Schötz vom 28. Februar 2005.
B. Gegen die Änderung des Zonenplans erhob X._ beim Regierungsrat Verwaltungsbeschwerde. Der Regierungsrat wies diese am 11. September 2009 ab, soweit er darauf eintrat, und genehmigte gleichzeitig die Änderungen des Zonenplans im Gebiet Sonnrain sowie des BZR (Anhang 8).
C. Hierauf gelangte X._ ans Verwaltungsgericht des Kantons Luzern und ersuchte um Aufhebung des Regierungsratsentscheids. Er beantragte dem Verwaltungsgericht, die massgebenden Tierplätze bzw. den massgebenden Tierbestand für seinen Betrieb festzustellen, eventuell mittels einer Erhebung auf dem Betrieb durch eine neutrale Fachstelle. Weiter forderte er, das Verwaltungsgericht solle aufgrund des festgestellten massgebenden Tierbestands den einzuhaltenden Mindestabstand gemäss der FAT-Richtlinie 476 nach der Luftreinhalte-Verordnung ermitteln. Schliesslich verlangte er, das Verwaltungsgericht solle überprüfen, ob die Grundeigentümer der Parzellen Nrn. 289 und 369 bei einer allfälligen Einzonung entsprechende bauliche Mehraufwendungen beim geplanten Neubau für einen Zuchtschweine- und Ferkelstall abzugelten hätten.
Das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern wies die Beschwerde am 11. Mai 2010 ab, soweit es darauf eintrat.
D. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 18. Juni 2010 beantragt X._ dem Bundesgericht die Aufhebung des Urteils vom 11. Mai 2010 sowie des Regierungsratsbeschlusses vom 11. September 2009. Die Einzonung der Parzellen Nrn. 289 und 369 GB Schötz sei nicht zu genehmigen. Eventuell seien die genannten Entscheide aufzuheben und die Vorinstanz anzuweisen, den massgebenden Tierbestand auf dem Betrieb des Beschwerdeführers gemäss Baugesuch vom 19. Mai 2009 festzustellen sowie den einzuhaltenden Mindestabstand gemäss Bericht Nr. 476 der FAT Tänikon (neu bezeichnet als Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART) zu ermitteln. Weiter stellt er wie im vorinstanzlichen Verfahren den Antrag, es sei festzustellen, dass die Grundeigentümer der Parzellen Nrn. 289 und 369 bei einer allfälligen Einzonung entsprechende bauliche Mehraufwendungen beim Bau des Zuchtschweine- und Ferkelstalls zu bezahlen hätten. Im Rahmen eines weiteren Eventualantrags verlangt der Beschwerdeführer die Anpassung der einzuzonenden Fläche, dergestalt, dass der Mindestabstand gemäss FAT-Bericht auf dem Betrieb des Beschwerdeführers ohne bauliche Massnahmen eingehalten werden könne. Gleichzeitig ersucht er um Gewährung der aufschiebenden Wirkung.
Der Gemeinderat Schötz und das Bau-, Umwelt- und Wirtschaftsdepartement des Kantons Luzern schliessen auf Abweisung der Beschwerde, soweit darauf eingetreten werden könne. Das kantonale Verwaltungsgericht verzichtet auf eine Vernehmlassung und stellt unter Hinweis auf die Erwägungen des angefochtenen Entscheids Antrag auf Abweisung der Beschwerde.
Das präsidierende Mitglied der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung des Bundesgerichts wies das Gesuch um Gewährung der aufschiebenden Wirkung am 26. Juli 2010 ab.
Im Rahmen des zweiten Schriftenwechsels hält der Beschwerdeführer sinngemäss an seinen Anträgen fest.
Erwägungen:
1. 1.1 Gegen den kantonal letztinstanzlichen Entscheid des Verwaltungsgerichts steht grundsätzlich die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten offen (Art. 82 ff. BGG). Der Beschwerdeführer ist Grundeigentümer in der unmittelbaren Nachbarschaft des neu einzuzonenden Landes und fürchtet um den Weiterbestand bzw. die Erweiterung seiner Tierhaltung (Schweinezucht) aufgrund der neuen Nähe zur Bauzone. Er ist damit grundsätzlich zur Beschwerde legitimiert (Art. 89 Abs. 1 BGG). Da auch die übrigen Sachurteilsvoraussetzungen erfüllt sind, ist grundsätzlich auf die Beschwerde einzutreten.
1.2 Nach Art. 42 Abs. 2 BGG ist in der Begründung in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt. Dies setzt voraus, dass sich der Beschwerdeführer wenigstens kurz mit den Erwägungen des angefochtenen Entscheids auseinandersetzt. Genügt die Beschwerdeschrift diesen Begründungsanforderungen nicht, so ist darauf nicht einzutreten. Zwar wendet das Bundesgericht das Recht grundsätzlich von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG); dies setzt aber voraus, dass auf die Beschwerde überhaupt eingetreten werden kann, diese also wenigstens die minimalen Begründungsanforderungen von Art. 42 Abs. 2 BGG erfüllt.
Strengere Anforderungen gelten, wenn die Verletzung von Grundrechten (einschliesslich der willkürlichen Anwendung von kantonalem oder kommunalem Recht und Willkür bei der Sachverhaltsfeststellung; siehe BGE 133 II 249 E. 1.4.3 S. 255) geltend gemacht wird. Dies prüft das Bundesgericht nicht von Amtes wegen, sondern nur insoweit, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden ist (Art. 106 Abs. 2 BGG). Für derartige Rügen gelten die gleichen Begründungsanforderungen, wie sie gestützt auf Art. 90 Abs. 1 lit. b OG für die staatsrechtliche Beschwerde gegolten haben (BGE 133 II 249 E. 1.4.2 S. 254 mit Hinweisen). Die Beschwerdeschrift muss die wesentlichen Tatsachen und eine kurz gefasste Darlegung darüber enthalten, welche verfassungsmässigen Rechte bzw. welche Rechtssätze inwiefern durch den angefochtenen Erlass oder Entscheid verletzt worden sind. Das Bundesgericht prüft nur klar und detailliert erhobene und, soweit möglich, belegte Rügen; auf rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid tritt es nicht ein. Wird eine Verletzung des Willkürverbots geltend gemacht, muss anhand der angefochtenen Subsumtion im Einzelnen dargelegt werden, inwiefern der Entscheid an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (BGE 130 I 258 E. 1.3 S. 261 mit Hinweisen).
1.3 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den von der Vorinstanz festgestellten Sachverhalt zugrunde (Art. 105 Abs. 1 BGG). Soweit ein Beschwerdeführer die vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellungen beanstandet und eine mangelhafte Sachverhaltsfeststellung für den Ausgang des Verfahrens entscheidend ist, kann er nur geltend machen, die Feststellungen seien offensichtlich unrichtig oder beruhten auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG (Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 2 BGG). Eine entsprechende Rüge ist substanziiert vorzubringen (E. 1.2 hiervor). Vorbehalten bleibt die Sachverhaltsberichtigung von Amtes wegen nach Art. 105 Abs. 2 BGG (vgl. BGE 133 II 249 E. 1.4.3 S. 254 f.).
1.4 Nicht zu hören ist der Beschwerdeführer mit seinem Antrag, den Zeugen einer Besprechung im Jahr 2004 auf dem Hof des Beschwerdeführers vorzuladen. Der rechtserhebliche Sachverhalt ergibt sich mit hinreichender Klarheit aus den Akten.
1.5 Zwar bringt der Beschwerdeführer die Rüge, § 35 Abs. 1 des kantonalen Planungs- und Baugesetzes vom 7. März 1989 (PBG/LU; SRL 735) sei verletzt worden, im bundesgerichtlichen Verfahren erstmals vor. Es handelt sich dabei aber nicht um eine neue Tatsache oder ein neues Beweismittel (Art. 99 Abs. 1 BGG), sondern um ein neues rechtliches Vorbringen, welches nicht unter das Novenverbot fällt (vgl. Ulrich Meyer, BSK BGG, zu Art. 99 N. 23).
2. Der Beschwerdeführer rügt zunächst eine Verletzung des Grundsatzes der Planbeständigkeit.
2.1 Nach Art. 21 Abs. 2 RPG werden die Nutzungspläne überprüft und nötigenfalls angepasst, wenn sich die Verhältnisse wesentlich geändert haben. Ein Zonenplan kann seinen Zweck nur erfüllen, wenn er eine gewisse Beständigkeit aufweist (BGE 120 Ia 227 E. 2b S. 231 mit Hinweisen). Andererseits sind Pläne revidierbar, da dem Grundeigentümer kein Anspruch auf dauernden Verbleib seines Landes in derselben Zone zukommt und Planung und Wirklichkeit bei Bedarf in Übereinstimmung gebracht werden müssen (BGE 123 I 175 E. 3a S. 182 f.).
Für die Frage, ob die Veränderung der Verhältnisse erheblich ist und damit ein öffentliches Interesse an einer Planänderung besteht, bedarf es einer Interessenabwägung unter Berücksichtigung u.a. der Geltungsdauer des anzupassenden Zonenplans, seines Inhalts, des Ausmasses der beabsichtigten Änderung und deren Begründung (vgl. BGE 128 I 190 E. 4.2 S. 198 f.). Je neuer ein Zonenplan ist, umso mehr darf mit seiner Beständigkeit gerechnet werden, und je einschneidender sich die beabsichtige Änderung auswirkt, umso gewichtiger müssen die Gründe sein, die für die Planänderung sprechen (BGE 120 Ia 227 E. 2c S. 233; 113 Ia 444 E. 5a S. 455). Nach Ablauf des Planungshorizontes, der für Bauzonen 15 Jahre beträgt (Art. 15 lit. b RPG), sind Zonenpläne grundsätzlich einer Überprüfung zu unterziehen und nötigenfalls anzupassen (Urteil 1P.293/1994 des Bundesgerichts vom 20. Dezember 1994 E. 3c, publ. in: ZBl 97/1996 S. 36). Im Rahmen dieser Gesamtrevision können auch veränderte politische Vorstellungen zum Ausdruck kommen. Je näher eine Planungsrevision dieser Frist kommt, desto geringer ist deshalb das Vertrauen auf die Beständigkeit des Plans, und umso eher können auch geänderte Anschauungen und Absichten der Planungsorgane als zulässige Begründung für eine Revision berücksichtigt werden (Urteile 1P.37/2005 vom 7. April 2005 E. 2.1; 1P.611/2001 vom 25. Januar 2002 E. 3.2, publ. in: ZBl 104/2003 S. 654).
2.2 Im Rahmen der Nutzungsplanung sind die in Betracht fallenden öffentlichen und privaten Interessen zu erfassen und im Hinblick auf die anzustrebende räumliche Entwicklung und im Lichte der Ziele und Grundsätze der Raumplanung gegeneinander abzuwägen (Art. 1 und 3 RPG; Art. 2 und 3 der Raumplanungsverordnung vom 28. Juni 2000 [RPV; SR 700.1]; Urteil 1P.297/2002 des Bundesgerichts vom 26. No-vember 2002 E. 4.2; BGE 119 Ia 362 E. 5a S. 372). Ob die Interessen vollständig erfasst worden sind, ist Rechtsfrage. Die relative Gewichtung der potenziell widerstreitenden Interessen ist jedoch weitgehend Ermessensfrage, in welche das Bundesgericht nur eingreifen kann, wenn das Planungsermessen willkürlich ausgeübt worden ist. Willkürlich ist ein Entscheid nicht schon dann, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, sondern erst dann, wenn er offensichtlich unhaltbar ist, zur tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft. Willkür liegt sodann nur vor, wenn nicht bloss die Begründung eines Entscheids, sondern auch das Ergebnis unhaltbar ist (BGE 125 I 166 E. 2a S. 168; 124 I 247 E. 5 S. 250; 123 I 1 E. 4a S. 5; je mit Hinweisen). Das Bundesgericht auferlegt sich insbesondere Zurückhaltung, soweit die Beurteilung von einer Würdigung der örtlichen Verhältnisse abhängt, wie namentlich bei der Überprüfung von Raumplänen; es ist nicht oberste Planungsinstanz, sondern hat den Beurteilungs- und Entscheidungsspielraum der kantonalen Instanzen zu beachten, soweit das Ermessen nach rechtlich zulässigen, sachlichen Kriterien ausgeübt worden ist (Art. 2 Abs. 3 RPG; BGE 119 Ia 362 E. 3a S. 366 und 5a S. 372).
2.3 Die im Wesentlichen heute noch geltende Bau- und Zonenordnung der Gemeinde Schötz genehmigte der Regierungsrat am 5. Juli 2005. Knapp zwei Jahre später, mit Regierungsratsbeschluss vom 16. März 2007, erfolgte die erste Einzonung im Gebiet Sonnrain (vom Übrigen Gebiet in die zweigeschossige Wohnzone W2b mit Gestaltungsplanpflicht) im Umfang von 10 700 m2. Weitere zwei Jahre später stimmten die Stimmberechtigten am 25. Mai 2009 einer erneuten Teiländerung des Zonenplans im Gebiet Sonnrain zu. Das Verwaltungsgericht gesteht denn dem Beschwerdeführer auch zu, dass diese Häufung von Ortsplanungsrevisionen innert kurzer Zeiträume unüblich ist und dem Grundsatz widerspricht, wonach die Gemeinde die Nutzungspläne und die Bau- und Zonenreglemente alle zehn Jahre zu überprüfen und nötigenfalls anzupassen hat. Es hält aber die Argumentation der Gemeinde für überzeugend. Danach seien im Zeitpunkt der Genehmigung der Gesamtrevision zahlreiche Erweiterungsabsichten noch nicht "spruchreif" gewesen. Das Gebiet Sonnrain sei damals als Übriges Gebiet ausgeschieden worden, womit die Erweiterung der Bauzone bereits vorbestimmt worden sei. Das Fassungsvermögen der unüberbauten Wohn- und Mischzonen werde inklusive der vorliegenden Erweiterungen nicht grösser als anlässlich der Gesamtrevision der Zonenplanung im Jahr 2005 dargelegt. Im Gebiet Sonnrain sei die erste Etappe von 106,5 a im Jahr 2007 genehmigt worden. Auf dieser Fläche seien bereits 12 von 13 Bauparzellen verkauft. Davon sollten mindestens acht innert zwei Jahren überbaut werden. Um die künftige Nachfrage befriedigen zu können, sei nun eine zweite Etappe von 89,2 a auf einer Teilfläche des Grundstücks Nr. 289 vom Übrigen Gebiet in die Wohnzone W2b eingezont worden. Diese Fläche reiche für 13 attraktive Bauparzellen oder 17 Wohnungen. Die neue Bauzone liege in vertretbarer Distanz zu den kommunalen und regionalen Arbeitsgebieten. Der Bedarf sei aufgrund der bisherigen Bautätigkeit und starken Nachfrage an Bauparzellen im Quartier Sonnrain nachgewiesen.
2.4 Die Vorinstanz hält der Gemeinde weiter zugute, dass sich im Vorfeld der ersten Einzonung die Nachfrage nach Bauland im besagten Quartier wohl nur schwer habe abschätzen lassen. Offenbar sei weder dem Eigentümer noch dem Gemeinderat bewusst gewesen, dass zusätzliche Baureserven innert kurzer Frist nötig würden. Das Bedürfnis nach Bauland bestehe jedoch unbestrittenermassen. Die Äusserungen an der Gemeindeversammlung und das entsprechende Abstimmungsergebnis würden zudem den Willen der Bevölkerung verdeutlichen, diesen zusätzlichen Baulandbedarf sicherzustellen. Das Verwaltungsgericht schliesst daraus, dass sich die Verhältnisse seit der letzten Ortsplanungsrevision respektive der ersten Einzonung verändert hätten. Ein öffentliches Interesse an neuem Bauland sei ausgewiesen. Dieses überwiege gegenüber dem Erhaltungsinteresse am Status quo. Auch der Beschwerdeführer habe aufgrund der Zonenzuweisung ins Übrige Gebiet davon ausgehen müssen, dass die umstrittene Teilfläche dereinst der Bauzone zugeschlagen werde, entspreche es doch der Praxis, Siedlungsentwicklungsgebiet dem Übrigen Gebiet zuzuteilen. Im Weiteren gehe es hier lediglich um eine Fläche von 89,2 a, die ohnehin als späteres Bauland bestimmt gewesen sei.
2.5 Als beständig ist die kommunale Planung im Gebiet Sonnrain nicht zu bezeichnen. Es fragt sich, warum diese Entwicklung nicht bereits im Jahr 2005 bzw. 2007 prognostizierbar war. Mit Blick auf die Zurückhaltung, welche sich das Bundesgericht wie gesehen im Bereich des behördlichen Planermessens auferlegt (E. 2.1 hiervor), unter Berücksichtigung, dass der Bedarf nach Bauland im fraglichen Quartier offensichtlich und unbestritten vorhanden ist, und in Anbetracht der eher bescheidenen betroffenen Flächen kann der Argumentation des Verwaltungsgerichts, wonach sich die Verhältnisse planungsrelevant geändert haben, aber gefolgt werden. Wie das Bundesgericht im Urteil 1A.162/2002 vom 10. Dezember 2002 in E. 5.3.1 festgestellt hat, kann allein aufgrund des Gesetzeswortlauts nicht gefordert werden, dass stets nur jene veränderten Verhältnisse berücksichtigt werden dürfen, die nach der letzten Planfestsetzung eingetreten sind. Eine derart restriktive Auslegung von Art. 21 Abs. 2 RPG widerspräche dem Sinn und Zweck dieser Bestimmung, Planung und Wirklichkeit bei Bedarf in Übereinstimmung zu bringen und den Zielen und Planungsgrundsätzen im Sinne von Art. 1 und 3 RPG zum Durchbruch zu verhelfen. Auch wenn sich die Verhältnisse schon vor der letzten Planfestsetzung verändert haben, ist dem in Berücksichtigung der konkreten Umstände in der umfassend vorzunehmenden Interessenabwägung Rechnung zu tragen.
2.6 Soweit sich der Beschwerdeführer auf den Vertrauensgrundsatz beruft und geltend macht, er habe seine Einsprache im Oktober 2006 u.a. nur zurückgezogen, weil ihm versichert worden sei, dass eine Zonenplanrevision eine Beständigkeit von etwa zehn Jahren habe, ist sein Einwand nicht zu hören, da Streitgegenstand heute die im Jahr 2009 beschlossene Einzonung ist. Überdies kann, wie gesehen, eine Revision angezeigt sein, wenn massgeblich veränderte Verhältnisse und das überwiegende Interesse an einer Plananpassung dies erfordern. Eine vorbehaltlose Garantie auf eine bestimmte Zonenzuweisung kann der Beschwerdeführer aus dem Grundsatz der Planbeständigkeit nicht ableiten.
Im Übrigen handelt es sich hierbei um unzulässige Vorbringen tatsächlicher Natur, welche der Beschwerdeführer erstmals im Verfahren vor Bundesgericht geltend macht, obwohl nicht erst der angefochtene Entscheid dazu Anlass gibt (Art. 99 Abs. 1 BGG). Selbst wenn auf diese Rüge einzutreten wäre, zeigt der Beschwerdeführer nicht auf, dass die Voraussetzungen für einen Anspruch aus dem Vertrauensschutz gegeben wären. Der in Art. 9 BV verankerte Grundsatz von Treu und Glauben verleiht einer Person Anspruch auf Schutz des berechtigten Vertrauens in behördliche Zusicherungen oder sonstiges, bestimmte Erwartungen begründendes Verhalten der Behörden. Vorausgesetzt ist weiter, dass die Person, die sich auf Vertrauensschutz beruft, berechtigterweise auf diese Grundlage vertrauen durfte und gestützt darauf nachteilige Dispositionen getroffen hat, die sie nicht mehr rückgängig machen kann; schliesslich scheitert die Berufung auf Treu und Glauben dann, wenn ihr überwiegende öffentliche Interessen gegenüberstehen (BGE 129 I 161 E. 4.1 S. 170; 127 I 31 E. 3a S. 36; 126 II 377 E. 3a S. 387). Sollten solche Zusicherungen gemacht worden sein, wie der Beschwerdeführer behauptet, ist nicht belegt, dass er in der Folge nachteilige, nicht mehr rückgängig machbare Dispositionen getroffen hätte. Überdies ist den kommunalen Behörden nicht vorzuwerfen, dass sie aufgrund der offensichtlichen Nachfrage nach Bauland das öffentliche Interesse an den Einzonungen höher gewichten als das private Interesse des Beschwerdeführers am Ausbau seines Betriebs. Hinzu kommt, dass ein solcher Ausbau auch künftig nicht ausgeschlossen ist, wie sogleich zu zeigen sein wird.
3. Das Hauptanliegen des Beschwerdeführers ist, zu verhindern, dass er aufgrund der neuen Bauzone in der Aufrechterhaltung und Erweiterung seines Betriebs eingeschränkt wird. In diesem Zusammenhang macht er erstmals vor Bundesgericht eine Verletzung von § 35 Abs. 1 PBG/LU geltend. Gemäss dieser Bestimmung ordnen die Gemeinden in den Zonenplänen die zulässige Nutzung ihres Gebiets. Sie scheiden dabei unter Beachtung der übergeordneten Vorschriften Bau-, Nichtbau- und Schutzzonen aus. Bei der Zonenabgrenzung berücksichtigen sie insbesondere die Anliegen der Landwirtschaft und des Gewerbes sowie die Interessen an der Erhaltung, Erneuerung und Erweiterung bestehender Betriebe.
3.1 Nach Art. 15 RPG umfassen Bauzonen Land, das sich für die Überbauung eignet und weitgehend überbaut ist oder voraussichtlich innert 15 Jahren benötigt und erschlossen wird. Hinderungsgründe, die gegen eine Eignung als Bauland sprechen, können faktischer oder rechtlicher Natur sein (siehe dazu etwa Bernhard Waldmann/Peter Hänni, Handkommentar RPG, Bern 2006, N. 15 ff. zu Art. 15). Das Verwaltungsgericht sah sich mit der Frage konfrontiert, ob sich die Parzelle Nr. 289 aufgrund ihrer Nähe zum beschwerdeführerischen Betrieb überhaupt zur Überbauung eignet. Als Hürde könnten sich dabei die Geruchsemissionen erweisen, welche insbesondere von der Schweinezucht des Beschwerdeführers ausgehen.
3.2 Das Bundesgericht hat sich verschiedene Male mit der Geruchsproblematik beim Bau bzw. Ausbau von Tierhaltungsanlagen beschäftigt. Beim Betrieb des Beschwerdeführers handelt es sich um eine stationäre Anlage im Sinne von Art. 2 Abs. 1 der Luftreinhalte-Verordnung des Bundes vom 16. Dezember 1985 (LRV; SR 814.318.142.1). Ihr Betrieb erzeugt unter anderem Geruchsstoff-Emissionen. Die von der Anlage verursachten Emissionen sind zunächst so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist (Art. 11 Abs. 2 des Umweltschutzgesetzes vom 7. Oktober 1983 [USG, SR 814.01]). Neue stationäre Anlagen müssen so ausgerüstet und betrieben werden, dass sie die im Anhang 1 LRV und allenfalls die in den Anhängen 2 bis 4 LRV festgelegten Emissionsbegrenzungen einhalten (Art. 3 LRV). Emissionen, für welche die Luftreinhalte-Verordnung keine Emissionsbegrenzung festlegt oder eine bestimmte Begrenzung als nicht anwendbar erklärt, sind von der Behörde vorsorglich so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist (Art. 4 Abs. 1 LRV). Für Tierhaltungsanlagen gelten die speziellen Anforderungen nach Anhang 2 Ziff. 512 LRV (Art. 3 Abs. 2 lit. a LRV). Bei der Errichtung derartiger Anlagen müssen die nach den anerkannten Regeln der Tierhaltung erforderlichen Mindestabstände zu bewohnten Zonen eingehalten werden. Als solche gelten nach Anhang 2 Ziff. 512 Abs. 1 LRV insbesondere die gemäss den Empfehlungen der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Betriebswirtschaft und Landtechnik (FAT, neu ART, siehe lit. D hiervor) berechneten Abstände. Die FAT-Richtlinien befassen sich mit der vorsorglichen Emissionsbegrenzung, dienen aber auch als Hilfsmittel zur Beurteilung, ob die Tierhaltungsanlage übermässige Immissionen verursacht (BGE 133 II 370 E. 6.1 S. 379; 126 II 43 E. 4a S. 45; Urteil des Bundesgerichts 1A.58/2001 in: URP 2002 S. 97 ff. E. 2d). Der Mindestabstand wird in einem dreistufigen Verfahren berechnet. In einem ersten Schritt wird die Geruchsbelastung nach der jeweiligen Tierart bestimmt. Danach wird basierend auf dieser Geruchsbelastung der Normabstand errechnet. Schliesslich wird der Normabstand durch Einflussfaktoren des Haltungssystems, der Lüftung, des Standorts und der Geruchsreduktion im Bereich der Stallluft korrigiert und auf diese Weise der Mindestabstand ermittelt. Gegenüber bewohnten Zonen, die neben der Wohnnutzung mässig störende Gewerbebetriebe zulassen, kann der Mindestabstand schliesslich um weitere 30 Prozent herabgesetzt werden (vgl. FAT-Bericht 1995, Ziff. 3.2).
3.3 Vorliegend geht es nicht in erster Linie um den Neu- oder Umbau einer Tierhaltungsanlage. Die kantonalen Instanzen haben sich aber bei der Frage der strittigen Einzonung von Ziff. 512 Anhang 2 LRV leiten lassen und dabei die FAT-Richtlinien beigezogen, um beurteilen zu können, ob die Geruchsbelästigungen gegen die Eignung als Bauzone sprechen könnten. Dieses Vorgehen scheint im Rahmen der raumplanerischen Interessenabwägung sinnvoll, dient doch die Mindestabstandsregelung der Aufrechterhaltung der Wohnqualität von an Landwirtschaftszonen angrenzenden Bauzonen (vgl. Art. 3 Abs. 3 lit. b RPG). Gleichzeitig sollte in der Landwirtschaftszone die Errichtung von Anlagen zu landwirtschaftlichen Zwecken nicht übermässig erschwert werden (BGE 126 II 43 E. 4a S. 45). Zwar hat das Bundesgericht in BGE 133 II 370 E. 6.2 S. 380 festgehalten, dass der FAT-Bericht 1995 nicht mehr für alle Stallsysteme eine störungsgerechte Beurteilung erlaubt. Die Revision des FAT-Berichts ist jedoch noch immer hängig, weshalb das Vorgehen der Vorinstanzen nicht zu beanstanden ist. Dabei hat die Dienststelle Umwelt und Energie (uwe) in ihrer Berechnung vom 22. Januar 2009 auf Tierzahlen abgestellt, welche die Dienststelle Landwirtschaft und Wald bei der Betriebsstrukturerhebung 2008 im Rahmen der Abklärungen für die Direktzahlungen ermittelt hatte. Der Bestand umfasste danach 26 Kälber, Rinder, Kühe und Pferde, 130 Ferkel zur Aufzucht, 14 säugende Sauen mit Ferkeln bis 8 kg, 41 Galtsauen und ein Eber. Demgegenüber war das damalige Amt für Umwelt bei Erteilung der Baubewilligung im Jahr 2001 von tieferen Tierzahlen ausgegangen, nämlich von 19 Kühen gemolken, drei Aufzuchtrindern über zweijährig, acht Aufzuchtrindern ein- bis zweijährig, sechs Kälbern zur Zucht vier bis zwölf Monate, zwei Kälbern zur Zucht unter vier Monaten, 49 Zuchtschweinen säugend und tragend inklusive Ferkel sowie einem abgesetzten Ferkel bis 25 kg.
Ausgehend vom grösseren Tierbestand gelangten die kantonalen Behörden bei ihren Berechnungen zum Schluss, der Abstand gemäss FAT-Richtlinien werde an zwei Ecken des neu einzuzonenden Geländes unterschritten. Mittels Gestaltungsplanpflicht sei sichergestellt, dass auf dieser Fläche keine Bauten errichtet würden, was angesichts der Grenzabstände ohnehin kaum möglich wäre. Der Beschwerdeführer habe deshalb keine Forderungen zu gewärtigen, zumindest solange er den jetzigen Betrieb aufrechterhalte. Die Erhaltung und Erneuerung des bestehenden Betriebs im Rahmen des der Berechnung zugrunde liegenden Tierbestands sei damit sichergestellt.
3.4 Das Verwaltungsgericht zieht dazu ergänzend in Erwägung, die angewandte Berechnung komme dem Beschwerdeführer zugute, da nach Gerichtspraxis eigentlich die Zahlen der rechtskräftigen Baubewilligung als Grundlage beizuziehen wären. Sodann führt es aus, ein Abweichen von den FAT-Richtlinien sei zulässig, falls die Durchsetzung des regulär ermittelten Mindestabstands wegen besonderer Umstände den Grundsatz der Verhältnismässigkeit verletzen sollte. Das kantonale Bau-, Umwelt und Wirtschaftsdepartement habe der Gemeinde im Rahmen der Vorprüfung empfohlen, im Hinblick auf eine geordnete Siedlungspolitik eine Gestaltungsplanpflicht zu prüfen. Dabei seien die sukzessive Anreihung der Neubauten an bestehende Bauten und die Überbauung des Gebiets von Süden her im Vordergrund gestanden. Dem Regierungsratsentscheid vom 11. September 2009 lässt sich der eigentliche Grund für diese Empfehlung entnehmen, nämlich der Umstand, dass die neue Bauzone sich in einem Geo-Objekt befindet und Fruchtfolgeflächen beansprucht. Das Verwaltungsgericht hält denn auch fest, die Unbebaubarkeit gewisser Teilflächen aufgrund des FAT-Kreises sei im Vorprüfungsverfahren kein Thema gewesen. Das von der Gemeinde aufgegriffene Planungsmittel der Gestaltungsplanpflicht erachtet das Verwaltungsgericht jedoch durchaus auch als geeignet, die beiden Teilflächen, welche innerhalb des FAT-Abstands zu liegen kämen, von der Bebaubarkeit auszuschliessen und die Realisierung einer geeigneten Überbauung, die sich in die bauliche und landschaftliche Umgebung einordnet, sicherzustellen. Weiter hätten die Teilflächen innerhalb des FAT-Kreises laut nachvollziehbarer Feststellung des Regierungsrats zusätzlich die Grenzabstände einzuhalten, was ebenfalls gegen eine Bebaubarkeit spreche bzw. diese zusätzlich einschränke.
3.5 Ein Blick auf den massgeblichen Plan zeigt, dass die berechnete FAT-Abstandslinie die neue Bauzonen-Parzelle wie vom Verwaltungsgericht dargelegt nur in zwei kleinen Teilflächen überschneidet. Aus dem Plan geht jedoch auch hervor, dass bereits heute eine Überschneidung mit der südwestlichen Ecke der Parzelle Nr. 1472 besteht. Die Gemeinde und die Vorinstanz halten dem Beschwerdeführer denn auch zu Recht entgegen, eine immissionsrelevante Erweiterung des Betriebs wäre schon bei der heutigen Ausgangslage nicht problemlos möglich. Insgesamt scheint die Argumentation im angefochtenen Urteil durchaus nachvollziehbar. Das Verwaltungsgericht hat sich überdies mit der kommunalen Interessenabwägung bei der Entscheidfindung befasst. Es erachtet diese als umfassend, zumal sich die Gemeinde um Alternativen bemüht habe. Die im Vorprüfungsbericht angeregte Erweiterung der Bauzone Richtung Norden auf dem Grundstück Nr. 368 sei beispielsweise nicht möglich, weil die landwirtschaftlich genutzte Parzelle nicht erhältlich sei. Mit der Einzonung der Teilfläche auf Parzelle Nr. 289 könne die Gemeinde laut dem Regierungsrat attraktive Bauplätze anbieten und zusätzliche Steuereinnahmen erwarten. Gerade für kleinere oder mittelgrosse Gemeinden bewirke die Ausscheidung von neuem Bauland bekanntlich eine Standortstärkung. Die hier zur Diskussion stehende Einzonung grenze an bestehendes Baugebiet an und biete Platz für 13 attraktive Bauparzellen oder 17 neue Wohnungen. Eine rege Nachfrage sei nicht von der Hand zu weisen und ein Interesse an Bauland scheine auch bei der Bevölkerung vorhanden. Hinsichtlich der privaten Interessen des Beschwerdeführers stellt das Verwaltungsgericht fest, dass der Landwirtschaftsbetrieb in der heutigen Form weiter bestehen könne.
3.6 Abgesehen davon, dass diese Ausführungen aus verfassungs- und bundesrechtlicher Sicht zu keinen Beanstandungen Anlass geben, gilt es, einen weiteren Punkt zu beachten: Der Ausbau und die Weiterentwicklung des landwirtschaftlichen Betriebs werden durch die Einzonung nicht automatisch ausgeschlossen, insbesondere da der nach FAT-Bericht erhobene Abstand wie gesehen bereits heute die rechtskräftig ausgeschiedene Bauzone tangiert. Die kantonalen Instanzen geben richtigerweise zu bedenken, dass bauliche Erweiterungen mittels geeigneter und verhältnismässiger technischen Massnahmen durchaus möglich wären. Zu prüfen wäre nach den Ausführungen des Verwaltungsgerichts etwa eine Verschiebung der Abluftkamine gegen Westen oder Norden. Nach dem umweltrechtlichen Vorsorgeprinzip sind die Emissionen zunächst an der Quelle zu begrenzen (siehe E. 3.2 hievor). Der Beschwerdeführer stellt in genereller Weise in Abrede, dass technische und wirtschaftlich tragbare Möglichkeiten bestehen würden, ohne sich rechtsgenüglich mit den Argumenten des Verwaltungsgerichts auseinanderzusetzen. Indes scheint die von der Gemeinde vorgenommene Interessenabwägung, wie sie das Verwaltungsgericht in Übereinstimmung mit dem Regierungsrat geschützt hat, schlüssig und nicht willkürlich. Das öffentliche Interesse an der Erhältlichkeit von Bauland ist gross. Dass das im Rahmen der Gesamtrevision der Zonenplanung vorgesehene Fassungsvermögen der unüberbauten Wohn- und Mischzonen mit der neuerlichen Einzonung zu gross würde, ist nicht ersichtlich und wurde vom Beschwerdeführer auch nicht dargetan. Demgegenüber ist es dem Beschwerdeführer mit der vorgesehenen Gestaltungsplanpflicht weiter möglich, seinen Betrieb wie bis anhin zu führen. Auch das Baugesuch vom 19. Mai 2009 für einen Ausbau des Betriebs respektive eine Umstrukturierung ist nicht per se zum Scheitern verurteilt. Der FAT-Bericht nennt in Ziff. 3 seines Anhangs verschiedene Verfahren zur Geruchsverminderung. Eine neue Bewilligung unter entsprechenden Auflagen und Bedingungen ist keineswegs ausgeschlossen. Es ist den Behörden jedenfalls nicht vorzuwerfen, dass sie im Rahmen der Planung auf den Ist-Bestand der Tierhaltung abgestellt hat (bzw. auf die für den Beschwerdeführer günstigeren Zahlen, siehe E. 3.3 und 3.4 hiervor) und nicht auf die später im Baugesuch vom 19. Mai 2009 eingereichten Zahlen.
3.7 Das Vorgehen der Gemeinde steht denn auch nicht in Widerspruch zu der vom Beschwerdeführer angerufenen Bestimmung in § 35 Abs. 1 PBG/LU. Aus dieser Norm lässt sich nicht unbesehen ein Anspruch des Beschwerdeführers auf beliebige Erweiterung seines Betriebs ableiten, erst recht nicht, da der massgebliche FAT-Abstand heute schon die Baulandparzelle Nr. 1472 tangiert. § 35 PBG/LU verlangt von der Planbehörde eine umfassende Interessenabwägung und nennt exemplarisch die Anliegen der Landwirtschaft, die zu berücksichtigen sind. Das hat aber nicht unweigerlich zur Folge, dass jegliche Einzonungen verunmöglicht werden, wenn sie allenfalls in Konflikt mit Erweiterungsabsichten eines Landwirts geraten könnten. Die Gemeinde und der Kanton haben ihre Interessenabwägung unter Bezugnahme auf die FAT-Richtlinien vorgenommen und sind zu einem Ergebnis gelangt, welches die Vorgaben von § 35 PBG/LU beachtet. Der Beschwerdeführer verkennt, dass auch er - im Sinne des von der Vorinstanz zitierten Störer- und des Vorsorgeprinzips - gewisse Leistungen erbringen muss, wenn er sein Betriebskonzept ändern oder die Tierzahlen erhöhen will. Diese Kosten kann er nicht der Allgemeinheit oder den Eigentümern der neu eingezonten Parzellen überwälzen.
4. Insgesamt ist die Beschwerde darum abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Bei diesem Verfahrensausgang hat der Beschwerdeführer für die Kosten aufzukommen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Parteientschädigungen sind in Anwendung von Art. 68 Abs. 3 BGG keine zuzusprechen.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 3'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Parteientschädigungen werden keine zugesprochen.
4. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Gemeinde Schötz sowie dem Regierungsrat und dem Verwaltungsgericht des Kantons Luzern, Verwaltungsrechtliche Abteilung, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 2. Dezember 2010
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Féraud Scherrer Reber