서론
유럽이나 일본 등 농업 선진국에서는 오래전부터 노지채소 재 배, 도시텃밭에서 불량 환경에 대처하기 위하여 간이 피복 자재를 이용한 터널재배(막덮기) 기술이 실용화되었으며, 수량 증대는 물 론 품질향상 효과가 있음을 보고하고 있다(Hemphill and Crabtree, 1988). 부직포나 한랭사 등을 이용한 터널재배를 영어권에서는 ‘row cover’라고 표기하고 있으며, 일본에서는 ‘베타가케’로 불리 고 있다. 농업용 부직포, 한랭사, 네트 등의 피복 자재를 파종, 또는 정식 후에 일정 기간 작물체 위에 피복함으로써, 강풍, 서리, 저온 등의 불량한 환경을 완화시키고 작물을 보호하여 생육을 증대시킬 수 있는 재배법이다(Okada and Ojawa, 1997).
터널용 자재는 방풍용 또는 방충용 네트, 한랭사, 가는 필름을 격 자 상태로 접착시킨 할섬유 부직포, 섬유를 접착시킨 장섬유 부직 포 등이 있는데, 일반적으로 생육 촉진과 해충 방제를 위한 자재로 는 가격이 저렴한 장섬유 부직포가 노지채소 재배에 많이 이용되고 있다.
부직포 터널 내의 환경 조건은 노지와는 많은 차이를 나타내는 데(Loy and Wells, 1985), 일반적으로 기온 및 지온의 상승, 적습 유지, 서리피해 방지, 충해 방지(Orozco-Santos et al., 1995), 강풍 방지 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 파종, 발아, 정식 및 정식 후 활착이 빨라짐으로 생육이 촉진되어 수량을 크게 증대 (Loy and Wells, 1985; Waterer, 1992)시킬 수 있음은 물론 품질 향상(Okada and Ojawa, 1997; Hemphill and Mansour, 1986)의 효과도 높은 것으로 보고되었다.
투명하거나 반투명한 자재를 작물 주변에 피복하면 기온, 지온, 광, 습도 등에서 green house와 같은 생육환경을 나타내고(Loy and Wells, 1985) 막덮기 재배로 이식 후 활착률을 향상(Hemphill and Mansour, 1986) 시킨 바 있다.
New Hampshire에서 머스크멜론 재배에 막덮기를 이용하였더 니 생육이 향상되고, 총수량도 증가하였다고 보고하였다(Loy and Wells, 1982). 또한 막덮기 재배가 양배추의 조기 수확과 수량 증 진에 효과가 있었고, 엽중은 감소하였지만 양배추의 식용 부위는 증가했다고 하였다(Gaye and Maurer, 1991).
우리나라에서도 2000년대에 들어서서 부직포를 이용한 엽채류 피복 재배에 관한 연구가 수행되었는데, 봄배추 부직포 막덮기 재 배(Kang et al., 2007)에서는 결구엽수가 증가되었으며, 브로콜리 부직포 막덮기 재배에 의해 조기수확이 가능하였고 화뢰중이 2배 이상 증가되었다는 보고가 있다(Seong et al., 2002). 또한 엽채류 재배 시 다양한 피복자재의 광투과율, 기온, 지온 및 상대습도 등 터 널 내의 미기상을 분석하고, 작물의 생육촉진 효과에 대한 자세한 데이터가 제시된 바 있다(Lee et al., 2009).
이와 같이 막덮기 재배는 주로 초장이 짧은 경엽채류 재배에 활 용되고 있으나, 과채류의 부직포 터널재배에 대한 효과에 대해서는 보고된 바가 거의 없다. 우리나라에서 재배되고 있는 대부분의 과 채류는 열대지방이 원산지이기 때문에, 늦서리의 위험이 지나고 야 간 최저기온이 10°C 이상으로 유지되는 시기에 정식을 해야 안전 하다고 알려졌음에도, 텃밭 재배 시 4월 중하순에 모종을 정식하여 해마다 서리피해나 저온장해를 입는 경우가 발생하고 있다. 일부 농가에서는 보온을 목적으로 비닐을 터널 피복하여 재배하고 있는 데, 이 경우에 공기 순환이 불량하여 터널 내부에 습기가 차거나, 산 소와 이산화탄소 공급이 원활하지 못해 광합성과 호흡작용에 지장 을 초래하고 있으며, 주간에는 터널 내의 온도가 50°C 가까이 상승 하여 오히려 작물에 해를 미치고 있다. 따라서 고추를 비롯한 과채 류를 4월 중하순, 5월 상순에 정식하여 이에 따른 활착 정도 및 초 기 생육 촉진 효과를 검토하고, 풋고추의 초기 수량성을 검토하고 자 본 시험을 수행하였다.
연구방법
본 실험은 2010년과 2011년 4월부터 2011년 7월까지 수원시 권선구 소재 국립원예특작과학원 연구포장에서 수행되었다. 2010년 에는 고추(Capsicum annuum L.) 슈퍼마니따(농우바이오), 방울 토마토(Lycopersicon esculentum Mill.) 텐텐(코레곤종묘), 수박 (Citrullus lanatus L.) 스피드꿀(농우바이오), 오이(Cucumis sativus L.) 올백다다기(세미니스 코리아), 참외(Cucumis melo L.) 슈퍼 꿀(장춘종묘) 및 단호박(Cucurbita maxima L.) 꿀단지(농우바이 오) 모종을 5월 5일에 정식하였다. 정식 후 직경 6.5mm, 길이 2m 의 FRP 프레임을 80cm 간격으로 고랑 양쪽에 꽂아서 아치형 터널 을 만든 후, 그 위에 채소용 부직포(상표명: 웰그로우)를 피복하여 재배하였으며, 무피복 재배(관행)를 대조구로 두었다(Fig. 1). 채 소용 부직포는 ilite 소재로 광투과율은 75%이고 1m2에 18g인 제품 을 사용하였다. 정식 16일 후에 터널을 제거하여 생장량을 조사하였 다. 재배기간 중 터널 내외의 미기상 환경을 data logger(Watchdog, Spectrum Technologies)를 사용하여 측정하였다. 센서는 두둑의 한가운데, 지면에서 30cm 높이에 설치하였다.
2011년에는 고추 ‘롱그린맛’ 풋고추(농우종묘)를 시험재료로 사용하였다. 4월 20일부터 5월 4일까지 1주 간격으로 3회에 걸쳐 포장에 처리당 15주씩 3반복으로 정식하였다. 고추 모종은 72공 플 러그 트레이에 바로커 상토를 충진한 후 2월 19일에 파종하여 육묘 하였으며, 4월 20일 정식 시에는 70일, 4월 27일은 77일, 5월 4일 은 84일 된 모종을 사용하였다. 정식 후 채소용 부직포를 터널 피복하 여 1개월간 재배하였으며, 무피복 재배(관행)를 대조구로 두었다.
정식 30일 후에 터널을 제거하여 처리 및 반복별로 5주씩 뽑아서 초장, 엽수, 생체중 및 엽면적을 조사하였다. 엽면적은 엽면적 측 정기(LI-3100, LI-COR Inc., USA)를 이용하여 측정하였다. 6월 18일부터 7월 26일까지 3일 간격으로 과장 20cm 내외의 풋고추를 수확하여 주당 개수와 무게를 측정하였다.
통계분석은 SAS 프로그램(SAS, 9.2, Institute Inc, USA)을 이 용하여 Duncan’s multiple range test로 분석하였다.
결과 및 고찰
1. 2010년 연구
2010년 5월 14일의 일변화를 본 결과, 야간 기온은 6~13°C로 처리 간에 차이가 없이 비슷하게 유지되었다(Fig. 2). 터널 내의 야 간기온이 외기온보다 낮아지는 현상이 발생하는 경우가 가끔 있는 데(Ikeya et al., 1975), 본 시험에서는 야간 기온이 외기온과 비슷 하게 유지되었으며, 야간의 보온 효과는 없었던 것으로 나타났다. 오전 7시부터 기온이 높아지기 시작하여 11시부터 3시까지의 온도 는 대조구 27~28°C, 부직포 처리구 36~38°C로 한낮 온도는 대조 구보다 처리구에서 10°C 정도 높았다. 지온은 기온과는 달리 오전 7~8시경에 최저, 오후 4~6시경에 최고를 나타내었으며, 일중 내내 무피복에 비해 피복 처리에서 2~3°C 높게 유지되었다.
터널 내에서 지온이 높았던 것은 야간의 방사열이 피복자재에 의해 차단되었기 때문으로 판단된다. Hamamoto(1994)는 막덮기 자재의 경우 기류 속도를 약하게 하며, 지표면으로부터의 방사열의 방출을 감소시켜 지온을 상승시킨다고 하였으며, 막덮기 자재에 의 한 방사의 차폐는 최고 지온을 저하시키고 최저 지온을 높이는 작 용을 하는데, 이는 계절 간에 차이가 있어 지온이 낮은 봄철의 경우 여름철보다 지온 상승효과가 높다고 하였다. 본 시험에서도 막덮기 피복에 의한 야간의 보온성은 없었으나 지온 상승효과가 있음을 확 인할 수 있었다.
2010년 5월 5일부터 21일까지 미기상을 비교한 결과, 무피복구 에 비해 부직포 피복구의 최고기온은 14.1°C, 최저기온이 0.4°C, 평균기온은 2.9°C 정도 높았으며, 지온의 경우 최고, 최저, 평균 모 두 부직포 터널구가 무피복구에 비해 2°C 정도 높았다. 상대습도는 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다(Table 1).
Table 1.
Comparison of air and soil temperature between row cover and control during cultivation(May 5~21, 2010).
| Treatment | Classification | Control | Row cover |
|---|---|---|---|
|
|
|||
| Air temp.(°C) | Max. | 30.3 | 44.4 |
| Min. | 4.6 | 5.0 | |
| Avg. | 16.2 | 19.1 | |
|
|
|||
| Soil temp.(°C) | Max. | 23.6 | 25.6 |
| Min. | 10.2 | 12.2 | |
| Avg. | 16.8 | 18.7 | |
부직포 터널재배에서 시험한 모든 작목에서 초장, 엽면적, 생체 중이 대조구보다 증가하였다(Table 2). 이는 부직포 피복에서는 기 온과 지온이 높아 작물의 활착이 잘 되고 생육에 유리하게 작용하 였기 때문으로 판단된다(Loy and Wells, 1982, 1985). 또한, 막덮 기 자재는 기류속도를 약화시키는데(Hamamoto, 1994) 바람에 의 한 물리적 피해를 약화시키고 과도한 증산을 억제하여 수분 스트레 스를 경감시킨 것으로 생각된다. 브로콜리의 경우에서도 봄재배 시 막덮기 재배로 기온과 지온의 상승으로 인해 생육이 촉진되어, 무 처리에 비해 2주 이상 조기수확이 가능하였으며, 250g 이상의 화 뢰중 비율이 증가하여 상품성이 향상되었음이 보고된 바 있다 (Seong et al., 2002).
Table 2.
Effect of row cover with non-woven fabric on early growth of several fruit vegetables.
부직포 터널재배를 정식 후 16일간 하였을 때, 식물체의 생체중 증가 효과는 고추와 방울토마토가 120% 정도인 데 비해, 가지와 호박, 오이가 140~160%로 더 크게 나타났다. 엽면적의 증가 폭도 고추 105%, 토마토 120%, 가지 153%, 호박 157%, 오이 162% 순 으로 증가하였다.
이처럼 작물별로 부직포 터널에 의한 생육량 증가 폭은 달랐는 데 생육 속도가 가지과 작물보다 상대적으로 빠른 박과 작물에서 그 효과가 크게 나타났다. 가지과 작물에서는 고온성인 가지가 고추 와 방울토마토보다 효과가 컸다. 가지의 주간 생육 적온은 24~29°C 로 고추와 토마토의 주간 생육 적온인 21~27°C보다 높다(Delahaut and Newenhouse. 1997). 한편, 박과 작물인 호박의 생육 적온은 21~30°C, 오이의 생육 적온은 18~24°C(McCormack, 2005)로 호박의 온도 적응 범위가 더 넓다. 16일의 짧은 기간이었지만 정식 적기로 알려진 5월 상순에도 부직포에 의한 보온 효과와 지온 상승 효과는 뚜렷하게 나타나 정식 초기의 활착과 생육촉진에 도움이 되 는 것으로 보였다(Moon et al., 2007).
한낮의 터널 내 온도가 44°C 이상의 고온임에도 불구하고 본 시 험에서는 생육기간 중 고온장해 증상은 나타나지 않았는데, 이는 차광으로 인한 증산 억제로 수분 스트레스가 경감된 것도 한 가지 원인으로 생각된다(Woo et al., 1995).
2. 2011년 연구
이들 작물 중 고추를 대상으로 2011년도에 실험을 진행하여, 초기 생육과 풋고추 수량을 조사하였다. 2010년 대비 2011년에 는 수원의 평균기온은 4월에는 1.5°C, 5월에는 1.0°C 낮아(Korea Meteorological Administration, 2011) 피복 효과는 2010년과 유사하거나 약간 높을 것으로 예측되었다. 정식기를 4월 20일, 4월 27일, 5월 4일로 달리하였을 때 생체중은 11.0g, 20.4g, 32.5g으로 증가하였다. 부직포 터널재배를 하였을 때 정식기에 따라 대조구 대비 345%, 197%, 217%로 생체중이 증가하였으 며 초기일수록 그 효과가 크게 나타났다(Fig. 3).
4월 20일 정식 1개월 후 무피복구 고추의 초장은 32cm, 주당 엽 면적은 115cm2, 주중은 11g이었다. 그에 반해 부직포 터널 피복구 는 초장 42cm, 주당 엽면적 475cm2, 주중 38g으로 무피복구에 비 해 4배 정도의 생장량을 보여, 부직포 터널 피복구의 활착이 촉진되 었음을 알 수 있었다. 4월 27일과 5월 4일 정식 시, 무피복구의 초장 은 각각 41cm, 43cm, 엽면적은 각각 169cm2, 376cm2, 주중은 20g, 33g을 나타내었으나, 부직포 터널구는 초장 57cm, 60cm, 엽 면적은 356cm2, 802cm2, 주중은 40g, 71g으로 2배 이상 생육을 보여 4월 20일 정식과 같이 활착과 초기 생육이 촉진됨을 확인할 수 있었다. 특히 4월 20일과 4월 27일 정식구에서 부직포 터널재배구 의 초기 생육이 월등히 향상된 것은 터널 내의 기온과 지온이 높아 서 생육에 유리하게 작용하였을 뿐 아니라, 늦서리의 피해를 직접 적으로 받지 않았기 때문으로 판단되는데, Hamamoto(1991)는 시금치의 야간의 엽온을 조사한 결과, 막덮기 하에서 풍속도 감소 하고 무피복에 비해 시금치의 엽온도 상승하여 작물의 생육에 유리 하게 작용하고 서리 피해도 감소하였다고 하였다.
Fig. 3.
Effect of row cover and non-cover on growth of pepper plant for one month according to transplanting date. a: plant height, b: leaf area, c:; plant fresh weight.
Lee(2003)는 양배추 막덮기 재배에서 부직포 피복 한 것이 정식 후 활착이 빨라 무피복에 비해 엽수가 5~8매 정도 많았으며, 특히 주중이 현저히 증가하였고, 결구 속도도 부직포 피복구가 빨랐다고 하였는데, 이러한 막덮기 재배에 의한 생육촉진과 수량증가의 원인 은 낮 동안의 기온 상승과 야간의 지온 확보, 터널 내의 습도 등이 작 물의 생육에 유리하게 작용했을 것으로 생각된다(Hemphill and Crabtree, 1988; Hamamoto and Nakamura, 1989). 막덮기 자재 는 기류 속도를 약하게 하여 작물의 증산을 억제한다고 하는데 (Hamamoto, 1994), 증산 억제에 의한 수분 스트레스 경감을 가져 왔을 가능성도 있을 것으로 생각되었다. 한편, 막덮기 자재에 의한 투광의 저해가 광합성에 영향을 주었다고 가정할 수도 있지만, 오 히려 지온상승이나 습도 유지 등 다른 요인에 의한 보상 효과로 생 육촉진 효과가 있었을 것으로 생각되었다.
4월 20일과 4월 27일 등 4월 하순에 조기 정식을 하더라도 부직 포 터널재배를 하면 정식 적기인 5월 상순에 관행재배한 것과 대등 하거나 더 높은 생체중을 보였다. 고추는 부직포 터널재배를 1개월 정도 할 때 그 효과가 더욱 뚜렷해졌다.
6월 18일부터 7월 26일까지의 수량성을 조사한 결과(Fig. 4), 4월 20일 정식 시 무피복구의 주당 11개에 비해 부직포 터널구는 49개, 4월 27일 정식 시에는 무피복 35개, 부직포 터널 67개로 풋고추 수 량이 월등히 증가하였다. 그러나 5월 4일 정식 시에는 부직포 피복 에 의한 수량 증대 효과를 볼 수 없었다. 5월 4일 무피복과 4월 27일 부직포 재배구를 비교해 볼 때, 전체수량은 4월 27일 부직포 재배 구가 5월 4일 무피복구에 비해 20% 정도 증가하였다. 그러나 7월 6일까지의 조기 수량은 무피복 24개, 부직포 터널 36개로 4월 27일 부직포 재배구에서 50% 더 증가한 것을 알 수 있었다. 이상의 결과, 4월 하순(4월 27일)에 풋고추를 정식할 경우에는 정식 후 1개월간 부직포 터널 피복으로 활착과 초기 생육이 촉진되어 전체 수량, 특 히 조기 수량이 월등히 증가함을 알 수 있다.
적요
본 연구는 부직포 피복이 과채류의 생육 및 수량에 미치는 영향 을 구명하고자 수행되었다. 2010년에는 고추, 방울토마토, 가지, 오이, 단호박 등 5종의 과채류 모종을 5월 5일에 정식하고 부직포 터널재배를 16일간 한 결과, 과채류 5종 모두 초장, 엽면적, 생체중 및 건물중이 월등히 증가하였다. 고추와 방울토마토의 경우, 엽면 적은 105~119%, 생체중은 119~120% 증가하였는데 비해 가지, 수박, 오이, 단호박은 엽면적이 153~162%, 생체중은 160~166% 증가하여 작물 간에 부직포 터널재배 효과의 폭이 달라짐을 알 수 있었다. 2011년에는 고추 정식시기별 부직포 피복이 생육과 수량 에 미치는 영향을 조사하였다. 4월 20일부터 5월 4일까지 1주 간격 으로 3회에 걸쳐 포장에 정식하고 1개월간 부직포를 터널 피복하여 재배하였을 때 부직포 피복구의 활착이 월등히 촉진됨을 알 수 있었 다. 7월 하순까지 재배하면서 풋고추 수량을 조사한 결과, 4월 20일 정식 시 무피복구의 주당 11개에 비해 부직포 터널구는 49개, 4월 27일 정식 시에는 무피복 35개, 부직포 터널 67개로 풋고추 수량이 크게 증가하였다. 그러나 5월 4일 정식 시에는 부직포 피복에 의한 수량 증대 효과가 나타나지 않았다. 5월 4일 무피복과 4월 27일 부 직포 재배구를 비교해 볼 때, 전체수량은 4월 27일 부직포 재배구 가 5월 4일 무피복구에 비해 20% 정도 증가하였다. 그러나 7월 6일 까지의 조기 수량은 무피복 24개, 부직포 터널 36개로 4월 27일 부 직포 재배구에서 50% 더 증가한 것을 알 수 있었다. 이상의 결과, 4월 중 ․ 하순경에 풋고추를 정식할 경우에는 정식 후 1개월간 부직 포 터널 피복으로 활착과 초기 생육이 촉진되어 전체 수량, 특히 조 기 수량이 월등히 증가함을 알 수 있다.
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