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문제 정의
- 본 연구는 일반적으로 이용되는 EVA필름과 비교하여 폴리올레핀(PO), 불소, 방적, 방무, 보온필름 등의기능성필름이 토마토의 품질에 어떤 영향을 미치는 가를 구명하고자 하였다. 분광투과특성에 있어 자외선은불소필름이 가장 많았고 PO필름이 가장 적었으며, PAR는 불소, 보온, PO필름 등이 많았으며, 근적외선도 EVA에 비해 기능성필름이 많은 경향이었다.
- 보급되고 있다. 이와 관련하여 본 연구는 일반적으로 이용되는 EVA필름과 비교하여 폴리올레핀 (polyolefin), 불소, 방적, 방무, 보온필름 등의 기능성필름이 토마토의 품질에 어떤 영향을 미치는 가를 구명하고자 하였다. 특히 광요구도가 높은 토마-토의 저온및 약광기 재배 시에 광투과성이 높고 광질이 우수한피복재를 선발하여 이용함으로써 토마토의 품질향상을도모하고자 하였다.
- 이와 관련하여 본 연구는 일반적으로 이용되는 EVA필름과 비교하여 폴리올레핀 (polyolefin), 불소, 방적, 방무, 보온필름 등의 기능성필름이 토마토의 품질에 어떤 영향을 미치는 가를 구명하고자 하였다. 특히 광요구도가 높은 토마-토의 저온및 약광기 재배 시에 광투과성이 높고 광질이 우수한피복재를 선발하여 이용함으로써 토마토의 품질향상을도모하고자 하였다.
제안 방법
- 측정 은가로, 세로, 높이가 각 60cm인 정사각형 철재 사각 상자를 만들어 밑면을 제외하고 각 필름을 피복한 다음, 분광측정기를 사각상자 안에 넣고 수평상태에서 12:00~13:00에 필름별로 3회 반복 측정하여 평균하였다. 광투과율은 외기의 자연광 에너지량을 100%로 보고 각 필름별 투과에너지량을 측정하여 산정하였다. 하우스 내의 기온은 서머커플 센서를 하우스 중앙의 지면으로부터 1.
- ID, IE). 비료는 기비는 사용하지 않고 생육상태를 감안하여 1~2주 간격으로 시판양액(물푸레, 대유화학)을 500배액 (300L 물통에 시판양액 A 액과 B액을 0.6L씩 희석)으로 희석하여 주당 2〜3L/회공급하였다.
- 토마토는재배단수를 4화방으로 제한하여 5월 8일에서 7월 7일까지 수확하였다. 상토는 피트모스, 산흙, 부숙퇴비를 5:4:1 비율로 혼합하여 사용하였으며, 관수는 각 화분에 에로우드리퍼 (aero dripper)를 연결하고 전자식 토양수분장력센서를 화분 내 상토에 설치한 다음, 관수모터, 여과기, 물통, 전자밸브, 콘트롤러 등을 이용해 자동화하였다(Fig. ID, IE). 비료는 기비는 사용하지 않고 생육상태를 감안하여 1~2주 간격으로 시판양액(물푸레, 대유화학)을 500배액 (300L 물통에 시판양액 A 액과 B액을 0.
- 측정 은가로, 세로, 높이가 각 60cm인 정사각형 철재 사각 상자를 만들어 밑면을 제외하고 각 필름을 피복한 다음, 분광측정기를 사각상자 안에 넣고 수평상태에서 12:00~13:00에 필름별로 3회 반복 측정하여 평균하였다. 광투과율은 외기의 자연광 에너지량을 100%로 보고 각 필름별 투과에너지량을 측정하여 산정하였다.
- 토마토의 과실 수량은 처리당 10주(반복당 5주)에대해 상품과와 비상품과로 구분하여 개수와 무게를 조사하였다. 토마토 당도는 굴절당도계 (refractometer, ATAGO, Japan)로 처리당 40개(반복당 20개) 과실을조사하였으며, 라이코펜 함량은 Gould and Gould (1988) 방법에 의거 UV-visible spectrophotometer(Caiy- 100, Varian, Australia)를 이용해 흡광도를 측정하B 정량하였다.
- 피 복재 의 분광투과특성 과 광투과율은 LI-1800 portable spectroradiometer(LI-COR, 300~l, 100nm)를이용, 파장간격을 Inm로 설정하여 측정하였다. 측정 은가로, 세로, 높이가 각 60cm인 정사각형 철재 사각 상자를 만들어 밑면을 제외하고 각 필름을 피복한 다음, 분광측정기를 사각상자 안에 넣고 수평상태에서 12:00~13:00에 필름별로 3회 반복 측정하여 평균하였다.
- 광투과율은 외기의 자연광 에너지량을 100%로 보고 각 필름별 투과에너지량을 측정하여 산정하였다. 하우스 내의 기온은 서머커플 센서를 하우스 중앙의 지면으로부터 1.5m 높이에 각각 설치하고, 23X Datalogger (Campbell)에 연결하여 측정하였다. 측정 데이타는 30 분 간격2로 저장하여 평균하여 나타내었다.
- 1A). 하우스 피복재는 시설재배농가에서 보편적으로 이용하는 EVA(ethylene vinyl acetate, 0.1mm, 영진화학)필름을 대조구로 하고 polyolefin(PO, 0.15mm, 스미모토), 불소필름(fluoric, 0.06mm, 다이킨공업), 방적필름(antidrop, 0.15mm, 일신화학), 방무필름(antifbg, 0.1mm, 일신화학)보온필름 (themal, 0.1mm, 일신화학) 5종의 기능성필름을 피복하여 버교하였다. 하우스는 온도센서와 개폐모터 및 제어기를 이용해 측면환기가 자동으로 되도록 하였으며 (Fig.
대상 데이터
- 3. Light (300〜llOOnm) transmittance of EVA and five high performance greenhouse films.
- 2. Spectral irradiance in UV (300〜400nm, A), PAR (400〜700nm, B) and NIR (700-1, lOOnm, C) of EVA and five high performance greenhouse films.
- 실험작물은 '서건, 토마토(LycQpers esculentum Mill, Seminis Korea)를 2006년 1 월 20일 파종하여 3월 8일에 가로, 세로, 높이가 각 27cm인 사각화분에정식하여 하우스 동당 10주씩 재배하였다. 토마토는재배단수를 4화방으로 제한하여 5월 8일에서 7월 7일까지 수확하였다.
- 실험하우스는 1.5m X 1.8m x 3.0m(W x H x L) 크기의 아치형 소형하우스를 12동 설치하여 6처리 2반복으로 배치하였다(Fig. 1A). 하우스 피복재는 시설재배농가에서 보편적으로 이용하는 EVA(ethylene vinyl acetate, 0.
- 토마토는재배단수를 4화방으로 제한하여 5월 8일에서 7월 7일까지 수확하였다. 상토는 피트모스, 산흙, 부숙퇴비를 5:4:1 비율로 혼합하여 사용하였으며, 관수는 각 화분에 에로우드리퍼 (aero dripper)를 연결하고 전자식 토양수분장력센서를 화분 내 상토에 설치한 다음, 관수모터, 여과기, 물통, 전자밸브, 콘트롤러 등을 이용해 자동화하였다(Fig.
이론/모형
- 토마토 당도는 굴절당도계 (refractometer, ATAGO, Japan)로 처리당 40개(반복당 20개) 과실을조사하였으며, 라이코펜 함량은 Gould and Gould (1988) 방법에 의거 UV-visible spectrophotometer(Caiy- 100, Varian, Australia)를 이용해 흡광도를 측정하B 정량하였다.
성능/효과
- 2는 피복재별 자외선, 가시광선 및 적외선의분광투과특성을 나타낸 것이다. 300〜400nm의 자외선투과량은 불소필름이 가장 많았고, EVA, 방무, 방적, 보온필름 등이 비슷한 수준이었으며, PO필름이 가장낮은 투과율을 나타내었다(Fig. 2A). 자외선 투과율은 불소필름이 76%로 가장 높았는데 , 이는 불소필름이 피복필름 중 자외선이 투과율이 가장 높다는 Shimachi (1998)의 보고와 일치하였다.
- 400〜700nm의 광합성유효광(photosynthetically active radiation, PAR)의 투과량은 EVA와 비교하여 불소필름이 10% 더 많았고, 다음으로는 보온필름이 약 6%, PO필름이 약 2% 많았으며 방무와 방적필름은 비슷하였다(Fig. 2B). 그리고 700〜l, 100nm의 근적외선(near infrared, NIR)의 투과량은 EVA와 비교하여 불소필름이 약 7%, 방무와 방적이 약 3% 많았고, PO필름과보온필름은 비슷하였다(Fig.
- 수나 무게 면에서 다소 많았다. 그 원인은 EVA필름에 비해 기능성필름이 광투과율이 다소 높고 시설내의 기온이 다소 높게 유지됨으로써 생육이 촉진되어과실수량이 많은 것으로 분석되었다. Shin 등(2007)도 PO 필름이 EVA에 비하여 보온성이 좋고 적외선 흡수율이 높아 참외의 수확소요일수가 단축되고 과실수량이 증가되었다고 보고하였다.
- 2B). 그리고 700〜l, 100nm의 근적외선(near infrared, NIR)의 투과량은 EVA와 비교하여 불소필름이 약 7%, 방무와 방적이 약 3% 많았고, PO필름과보온필름은 비슷하였다(Fig. 2C).
- 하우스 내 주간온도는 광투과율 차이에의해 불소필름이 가장 높고 EVA가 가장 낮았으며 , 야간온도는 필름이 두꺼운 방적 및 PO필름이 가장 높게유지되었다. 기능성필름은 EVA에 비해 과실 당도가 0.2~0.5°Bx 더 높았고, 과실 내 라이코펜 함량이 15〜30% 높게 나타났다. 따라서 토마토의 당도, 라이코펜 함량 등의 품질향상을 위해서는 일반필름 대신에기능성필름을 이용하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다.
- 5°Bx 더 높았고, 과실 내 라이코펜 함량이 15〜30% 높게 나타났다. 따라서 토마토의 당도, 라이코펜 함량 등의 품질향상을 위해서는 일반필름 대신에기능성필름을 이용하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다.
- 구명하고자 하였다. 분광투과특성에 있어 자외선은불소필름이 가장 많았고 PO필름이 가장 적었으며, PAR는 불소, 보온, PO필름 등이 많았으며, 근적외선도 EVA에 비해 기능성필름이 많은 경향이었다. 전체광선의 투과율은 불소, 방무, 방적, PO, 보온, EVA 순으로 높았다.
- 따라서 하우스 내 주간온도는 광투과율과 직접적인 관계가 있다고 할 수 있다(Kwon 등, 2001; Shimachi, 1998). 이러한 결과로 보아 겨울철 약광기에는 불소필름을 이용하는 것이 시설 내 온도상승에 유리할 것으로 판단되었다. 한편 야간온도는 시간대별로 필름 간에 차이를 보였는 데, 불소필름의 경우 낮동안 많은 일사량이 하우스내로투과됨으로써 밤 10시 이전까지 기온이 높게 유지되다가 그 시간 이후부터는 필름 두께가 얇아 외부로의방열량이 많아져 상대적으로 필름이 두꺼운 방적이나 PO필름에 비해 낮게 유지되었다.
- 분광투과특성에 있어 자외선은불소필름이 가장 많았고 PO필름이 가장 적었으며, PAR는 불소, 보온, PO필름 등이 많았으며, 근적외선도 EVA에 비해 기능성필름이 많은 경향이었다. 전체광선의 투과율은 불소, 방무, 방적, PO, 보온, EVA 순으로 높았다. 하우스 내 주간온도는 광투과율 차이에의해 불소필름이 가장 높고 EVA가 가장 낮았으며 , 야간온도는 필름이 두꺼운 방적 및 PO필름이 가장 높게유지되었다.
- 5°Bx 더 높았다. 토마토 과실 내 라이코펜 함량을 분석한 결과, 과실 당도와 마찬가지로 기능성필름이 EVA에 비해 15〜30% 높은 경향이었다. 이러한 결과는 Shin 등(2009>의 PO필름을 피복한 하우스에서 재배한 참외의 당도가 EVA를 피복한 하우스에서 재배한 것에 비해 높았다는 보고와 일치하였다.
- 토마토 과실수량은 Table 1에서 나타낸 바와 같이필름 간에 뚜렷한 차이가 없었으나 EWA에 비해 PO 필름, 불소, 방무, 방적 필름 등의 기능성필름에서 과실 수나 무게 면에서 다소 많았다. 그 원인은 EVA필름에 비해 기능성필름이 광투과율이 다소 높고 시설내의 기온이 다소 높게 유지됨으로써 생육이 촉진되어과실수량이 많은 것으로 분석되었다.
- 토마토 과실의 당도는 필름 간에 뚜렷한 차이가 없었으나 기능성필름이 EVA필름에 비해 다소 높았는데 특히 광투과성이 좋은 불소, 보온, PO필름 등에서 0.2~0.5°Bx 더 높았다. 토마토 과실 내 라이코펜 함량을 분석한 결과, 과실 당도와 마찬가지로 기능성필름이 EVA에 비해 15〜30% 높은 경향이었다.
- 전체광선의 투과율은 불소, 방무, 방적, PO, 보온, EVA 순으로 높았다. 하우스 내 주간온도는 광투과율 차이에의해 불소필름이 가장 높고 EVA가 가장 낮았으며 , 야간온도는 필름이 두꺼운 방적 및 PO필름이 가장 높게유지되었다. 기능성필름은 EVA에 비해 과실 당도가 0.
- 이러한 결과로 보아 겨울철 약광기에는 불소필름을 이용하는 것이 시설 내 온도상승에 유리할 것으로 판단되었다. 한편 야간온도는 시간대별로 필름 간에 차이를 보였는 데, 불소필름의 경우 낮동안 많은 일사량이 하우스내로투과됨으로써 밤 10시 이전까지 기온이 높게 유지되다가 그 시간 이후부터는 필름 두께가 얇아 외부로의방열량이 많아져 상대적으로 필름이 두꺼운 방적이나 PO필름에 비해 낮게 유지되었다. 평균 야간:온도는 방적 및 PO필름이 가장 높았고 나머지 필름은 비슷하였다(Fig.
후속연구
- Shin 등(2007)도 PO 필름이 EVA에 비하여 보온성이 좋고 적외선 흡수율이 높아 참외의 수확소요일수가 단축되고 과실수량이 증가되었다고 보고하였다. 본 실험은 일조량과 일조시간이 비교적 많은 봄철에 이루어졌기 때문에 EVA 필름과 기능성필름과의 과실수량 차이가 작았으나 겨울철 약광기에 수행된다면 필름 간 광투과율이나 광질의 차이에 의해 기능성필름에서의 과실수량이 뚜렷하게 증가될 것으로 추측된다.
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