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문제 정의
- 따라서 본 실험은 고온기 파프리카 수경재배에서 작물과 작물 사이에 공기 순환 덕트를 이용하여 야간시간 냉방하였을 때 근권의 배지 온도 변화와 파프리카 생육에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다.
- 본 실험은 고온기 근권냉방이 파프리카의 배지온도 하강과 파프리카의 생리적 반응에 미치는 영향을 알아보고자 7월 16일부터 10월 15일까지 코이어 배지에서 재배하였다. 냉방방식은 공기순환 덕트(지름 12cm, 미세구멍 (0.
제안 방법
- 냉방방식은 공기순환 덕트(지름 12cm, 미세구멍 (0.1mm)으로 찬 공기(7월~8월; 20 ± 2℃, 9월; 23 ± 2℃)를 야간시간(오후 5시~오전 3시) 공급하였다.
- 배양액은 네덜란드 파프리카 배양액을 사용하였고, 양액공급은 타이머를 사용하여 1 회 100~200ml, 일출 후 2시간부터 일몰 1시간 전까지 하루 8~9회씩 생육단계에 따라 일일 급액량과 공급 EC 2.7~3.5dS · m−1를 조정하였고, 근권 pH 5.7 ± 0.2로 조절 하면서 재배하였다.
- 온실 내 온도는 대기온습도센서(SHT-110, Miraesensor Co., Korea)로 10분마다 계측하였고, 배지 온도는 FDR 센서(CoCo Sensor, Miraesensor Co., Korea)를 이용하여 작물과 작물 사이에 센서를 상부에서 5~7cm 깊이에 꽂아 10분 간격으로 계측한 후 Data logger(WP700, Miraesensor Co., Korea)에 자료를 수집하여 배지의 일평균온도, 최고온도, 최저온도에 활용하였다.
- 재배 방식은 비순환식 수경재배시스템으로 칩이 50% 함유된 코코넛슬라브(chip : dust = 5 : 5(v/v), 20(W) × 100(L) × 12(H)cm, Shinsung Minerals Co., SriLanka)에 파프리카를 3주씩 심고, 두 줄기 유인하면서 10월 15일까지 재배하였다.
- 처리 15일 째 파프리카 상부로부터 3번째 전개된 잎을 휴대용 광합성 측정기(Li6400xt, Licor, USA)로 증산율 기공전도도를 측정하였다. 측정조건으로는 공기 유량 500±2m · s−1, CO2 농도 400ppm, 광합성유효광양자밀도 700µmol · m−2 · s−1으로 설정하였다.
- 측정조건으로는 공기 유량 500±2m · s−1, CO2 농도 400ppm, 광합성유효광양자밀도 700µmol · m−2 · s−1으로 설정하였다. 처리 43일 째 오전 9시부터 3시간 간격으로 다음날 오전 6시까지 상부에서 3번째 마디의 전개 잎을 채취하여 휴대용 잎 수분퍼텐셜 측정기(SKPM 1400, SKYE, UK)로 질소 가스 압력에 의해 수액이 엽병 밖으로 나오는 시점의 값으로 잎 수분포텐셜을 측정하였다. 처리 기간 중 첫 개화시기와 착과수(처리 63일, 77일) 및 처리 81일째 초장, 경경, 마디 수, 엽장, 엽폭 등의 생육조사를 하였다.
- 처리 43일 째 오전 9시부터 3시간 간격으로 다음날 오전 6시까지 상부에서 3번째 마디의 전개 잎을 채취하여 휴대용 잎 수분퍼텐셜 측정기(SKPM 1400, SKYE, UK)로 질소 가스 압력에 의해 수액이 엽병 밖으로 나오는 시점의 값으로 잎 수분포텐셜을 측정하였다. 처리 기간 중 첫 개화시기와 착과수(처리 63일, 77일) 및 처리 81일째 초장, 경경, 마디 수, 엽장, 엽폭 등의 생육조사를 하였다.
- 측정조건으로는 공기 유량 500±2m · s−1, CO2 농도 400ppm, 광합성유효광양자밀도 700µmol · m−2 · s−1으로 설정하였다.
- 하루 중 배지 온도는 8월 1일(일사량 600~700W · m−2) 수집 자료 중에서 주간(오전 5시~오후 8시)과 야간(오후 8시~오전 5시)으로 나눠 분석하였으며, 배지 깊이에 따른 온도 차이를 알아보고자 CR10X data logger(Campbell Scientific, USA)로 같은 날의 배지 온도를 하부와 상부로부터 각각 2cm 떨어질 부분의 배지 온도를 10분 간격으로 수집한 후 배지온도차[(냉방처리-대조구)배지온도)]로 분석하였다.
대상 데이터
- 공시품종은 파프리카(Capsicum annum. L) ‘Orange glory’(Seminis Vegetable Seed Inc. USA)이며, 서울시립대 유리온실에 2012년 7월 16일 초장이 40cm인 묘를 정식하였다.
데이터처리
- 통계분석은 SAS version 9.1(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하였으며, 평균과 표준오차를 구하여 P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.
성능/효과
- 3℃ 낮아졌다. 그러나 대조구의 배지온도는 주간/야간 온도가 차이가 없었으며, 오후 8시까지 배지 온도가 상승하여, 일몰 이후의 야간시간인 오후 8시~오전 7시 사이의 배지온도는 온실 온도보다 높았다(자료미제시). 하루 중 냉방처리구의 배지 온도는 야간 냉방으로 야간 시간 배지 온도가 하강하였고, 다음 날 주간 배지 온도에 영향을 줌으로써 주간/야간 온도가 대조구보다 낮아져 일평균 배지 온도가 대조구보다 2.
- 그러나 주간 온도가 ≥ 32℃ 고온인 경우는 착과가 감소(Rylski 와 Spigelman, 1982; Khan과 Passam, 1992)한다는 결과와 같이, 본 실험은 에어덕트의 낮은 풍속(평균 0.26m/ s), 송풍 온도 20 ± 2℃로 조절하여 야간에 근권냉방함으로써 일평균 배지온도 3.0~5.6℃를 낮추었으나, 고온기 온실 내 일평균 온도가 28.7℃, 최고 40.4℃을 보여 주간 온도를 낮추지는 못하여 파프리카 착과를 위한 적정 온도(21℃)보다 높음에 따라 낙화율이 많아짐으로써 착과 시기가 늦어졌다.
- 냉방처리구의 파프리카 광합성, 증산율 및 수분포텐셜 은 대조구보다 높았다. 첫 개화시기도 대조구보다 4일 앞당겨지고, 착과수도 증가하였다.
- 4℃였다. 대조구의 온실 일평균 온도는 31.6℃, 배지 일평균 온도는 30.1℃, 주간/야간 온도는 30.3/29.7℃를 보였다. 근권냉방으로 냉방처리구의 일평균, 주간/야간 온도는 대조구보다 각각 2.
- 배지 위치에서의 대조구 대비 처리구의 배지 온도의 차를 측정한 결과 AD와 가까운 배지의 상부가 하부보다 온도차가 컸다(Fig. 2). 상부의 하루 평균 온도차는 상부 1.
- 처리 15일 째 파프리카의 광합성, 증산율 및 기공전도도는 대조구에 비해 유의(p = 0.05)하게 높았다(Table 2). 처리 43일 째 3시간 간격으로 측정한 파프리카 잎 수분 포텐셜은 오후 3시부터 1.
- 05)하게 높았다(Table 2). 처리 43일 째 3시간 간격으로 측정한 파프리카 잎 수분 포텐셜은 오후 3시부터 1.0MPa 차이를 보이면서 자정까지 0.5MPa 이상 높은 수분포텐셜을 유지하였다(Fig. 4). 파프리카 잎 수분포텐셜이 급격하게 낮아진 시간이 냉방 처리구는 오전 9시 이후, 대조구는 정오 이후였다.
- 파프리카 첫 개화일은 냉방처리구에서 4일 빨리 개화하였으며, 과수도 대조구보다 유의하게(p < 0.05) 많아 근권냉방으로 인한 배지 온도 하강이 개화 일을 앞당기고 식물체당 착과 수에도 영향을 주었다(Table 3).
- 그러나 대조구의 배지온도는 주간/야간 온도가 차이가 없었으며, 오후 8시까지 배지 온도가 상승하여, 일몰 이후의 야간시간인 오후 8시~오전 7시 사이의 배지온도는 온실 온도보다 높았다(자료미제시). 하루 중 냉방처리구의 배지 온도는 야간 냉방으로 야간 시간 배지 온도가 하강하였고, 다음 날 주간 배지 온도에 영향을 줌으로써 주간/야간 온도가 대조구보다 낮아져 일평균 배지 온도가 대조구보다 2.3℃ 낮아졌다. 야간 시간 시간당 배지온도 평균 하강속도는 대조구 0.
- 하루 중 맑은 날(650~700W · m−2 ) 주간(오전 5시~ 오후 8시)/야간(오후8시~오전5시) 냉방처리구 배지 온도는 대조구보다 1.7℃/3.3℃ 낮아졌다.
- 28℃/h 였다. 한편 오후 6시에서 8시까지 2시간 동안의 시간당 배지 온도 하강속도는 냉방처리구에서는 평균 0.5℃/h로 대조구(0℃/hr)에 비해 초저녁 배지 온도를 하강시키는 효과가 컸다. 그러나 오전 9시에서 11시까지 2시간 동안 시간당 배지 온도 상승 속도 또한 냉방처리구에서 1.
후속연구
- 따라서 근권 냉방으로 배지 온도를 낮추어 뿌리 활력, 수분 포텐셜 등 생리적 반응에 유의하더라도 지상부 고온(> 28℃)으로 파프리카 개화가 늦어짐에 따라 고온기 근권 냉방은 차광, 환기 면적 확대 등 주간 온도를 낮추면서 근권냉방이 병행했을 때 냉방효과를 더 기대할 수 있으리라 본다.
- 파프리카의 생육은 엽장을 제외한 초장, 주경경, 분지수, 엽폭, 엽형비(엽장/엽폭)에서 처리에 따른 차이가 없었다(Table 4). 본 실험은 고온으로 영양 생장이 우세하였지만, 냉방처리 49일 이후 파프리카 엽장과 엽폭이 짧아지는 경향을 보여(자료 미제시), 근권냉방에 의한 배지 온도 하강이 파프리카 엽형 변화, 생장패턴에 영향을 줄 수 있으리라 생각되어 추후 이에 대한 연구가 필요하리라 본다.
- 특히 AD냉방방식은 덕트의 방향과 위치, 천공의 크기에 따른 풍속이 배지 온도, 기류 변화에 영향을 줄 수 있으므로, 식물의 양·수분 흡수, 생리적 반응 뿐 아니라 생육과 수량에 미치는 요인을 추후 검토 ㅇ해야 하리라 생각한다.
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