지붕 환기팬이 설치된 단동 플라스틱 온실에서 개선된 측창형태가 하우스 내 온도 및 참외 수량에 미치는 영향 Effects of an Improved Side Vent on Yield of Oriental Melon and Temperature in Single-span Plastic Greenhouse with Roof Ventilation Fans원문보기
본 연구에서는 저온기에 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 지붕 환기팬을 이용하여 환기할 때 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥 공기를 하우스 내부로 균일하게 유입할 수 있는 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 측창 개선에 의한 온실 환경 개선 및 참외 수량증대 효과를 검증하기 위하여 개선 측창형태와 관행의 측창형태를 비교하였다. 2017년 2월 25일 까지는 두 시험구 모두 환기를 하지 않았는데, 2월 중순 하우스 내 기온이 $40^{\circ}C$를 넘어섰다. 따라서 2월 중순부터는 하우스 환기를 시작해야 할 것으로 판단된다. 대조구에서의 기온이 4월 하순부터 $30^{\circ}C$를 넘어섰다. 그러므로 측창 안쪽에 부착한 비닐을 4월 하순, 늦어도 5월 상순에는 제거해야 할 것으로 판단된다. 4월 중순에 처리구에서의 지온은 생육 적온 범위인 $20^{\circ}C$를 넘어선데 비해 대조구에서는 여전히 $20^{\circ}C$보다 낮게 나타났다. 4월 하순이 되어서야 대조구의 지온도 $20^{\circ}C$를 넘어서는 것으로 나타났다. 전기사용량은 처리구 47.2kWh, 대조구 48.3kWh로 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 처리구에서의 참외 상품수량은 5,094kg으로 대조구 4,113kg에 비해 23.9% 많았다. 상품과율은 처리구 73.5%, 대조구 73.9%로 차이가 없었다.
본 연구에서는 저온기에 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 지붕 환기팬을 이용하여 환기할 때 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥 공기를 하우스 내부로 균일하게 유입할 수 있는 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 측창 개선에 의한 온실 환경 개선 및 참외 수량증대 효과를 검증하기 위하여 개선 측창형태와 관행의 측창형태를 비교하였다. 2017년 2월 25일 까지는 두 시험구 모두 환기를 하지 않았는데, 2월 중순 하우스 내 기온이 $40^{\circ}C$를 넘어섰다. 따라서 2월 중순부터는 하우스 환기를 시작해야 할 것으로 판단된다. 대조구에서의 기온이 4월 하순부터 $30^{\circ}C$를 넘어섰다. 그러므로 측창 안쪽에 부착한 비닐을 4월 하순, 늦어도 5월 상순에는 제거해야 할 것으로 판단된다. 4월 중순에 처리구에서의 지온은 생육 적온 범위인 $20^{\circ}C$를 넘어선데 비해 대조구에서는 여전히 $20^{\circ}C$보다 낮게 나타났다. 4월 하순이 되어서야 대조구의 지온도 $20^{\circ}C$를 넘어서는 것으로 나타났다. 전기사용량은 처리구 47.2kWh, 대조구 48.3kWh로 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 처리구에서의 참외 상품수량은 5,094kg으로 대조구 4,113kg에 비해 23.9% 많았다. 상품과율은 처리구 73.5%, 대조구 73.9%로 차이가 없었다.
In this study, the method to attach plastic film on the side vent from inside of greenhouse for the entire length was developed as the way to make crops less stressful while uniformly getting outside air into the greenhouse when ventilating using roof ventilation fans at single-span plastic greenhou...
In this study, the method to attach plastic film on the side vent from inside of greenhouse for the entire length was developed as the way to make crops less stressful while uniformly getting outside air into the greenhouse when ventilating using roof ventilation fans at single-span plastic greenhouse for oriental melon in a low-temperature period. The plastic film was installed from ground to 10cm below from the height where side vent is fully opened. In order to verify that the improved side vent can improve greenhouse environment and fruit yield, it was compared with the control plot of conventional side vent. Both greenhouses were not ventilated until February 25th, 2017. Air temperature in both greenhouses exceeded $40^{\circ}C$ in mid February. Therefore, it is judged that the greenhouse should be ventilated from mid February. Air temperature in the control plot exceeded $30^{\circ}C$ from late April. Therefore, it is judged that the plastic film attached to the inside of side vent should be removed in late April, or in early May at the latest. Soil temperature in the treatment plot in the mid Aril exceeded $20^{\circ}C$, which is suitable for growth, while that in the control plot was still below $20^{\circ}C$. Soil temperature in the control plot finally exceeded $20^{\circ}C$ in late April. The consumption of electricity was 47.2 kWh in the treatment plot, and 48.3 kWh in the control plot, which was no significant difference. The marketable yield of oriental melon in the treatment plot was 5,094kg, which was 23.9% more than that in the control plot, 4,113kg. The marketable fruit ratio was 73.5% in the treatment plot, and that in the control plot was 73.9%, which was no significant difference.
In this study, the method to attach plastic film on the side vent from inside of greenhouse for the entire length was developed as the way to make crops less stressful while uniformly getting outside air into the greenhouse when ventilating using roof ventilation fans at single-span plastic greenhouse for oriental melon in a low-temperature period. The plastic film was installed from ground to 10cm below from the height where side vent is fully opened. In order to verify that the improved side vent can improve greenhouse environment and fruit yield, it was compared with the control plot of conventional side vent. Both greenhouses were not ventilated until February 25th, 2017. Air temperature in both greenhouses exceeded $40^{\circ}C$ in mid February. Therefore, it is judged that the greenhouse should be ventilated from mid February. Air temperature in the control plot exceeded $30^{\circ}C$ from late April. Therefore, it is judged that the plastic film attached to the inside of side vent should be removed in late April, or in early May at the latest. Soil temperature in the treatment plot in the mid Aril exceeded $20^{\circ}C$, which is suitable for growth, while that in the control plot was still below $20^{\circ}C$. Soil temperature in the control plot finally exceeded $20^{\circ}C$ in late April. The consumption of electricity was 47.2 kWh in the treatment plot, and 48.3 kWh in the control plot, which was no significant difference. The marketable yield of oriental melon in the treatment plot was 5,094kg, which was 23.9% more than that in the control plot, 4,113kg. The marketable fruit ratio was 73.5% in the treatment plot, and that in the control plot was 73.9%, which was no significant difference.
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문제 정의
본 연구에서는 이를 위한 경제적인 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창 안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다.
본 연구에서는 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥공기를 하우스 내부로 균일하게 유입하기 위하여 측창부분을 개선하여 하우스 전체길이에 대해 측창 안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. Yu 등(2017)은 측창이 최대한 열렸을 때의 높이 아래로 10cm, 20cm, 30cm 폭의 공기 유입구를 가진 각각의 단동 하우스에 대해 기온분포를 시뮬레이션한 결과, 폭 10cm 처리에서 하우스 내로 유입된 바깥 공기가 작물에 직접 닿지 않고 지붕 환기팬을 통해 하우스 밖으로 빠져나가는 것으로 보고하였다.
본 연구에서는 저온기에 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 지붕 환기팬을 이용하여 환기할 때 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥 공기를 하우스 내부로 균일하게 유입할 수 있는 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창 안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다.
제안 방법
1). 개선된 측창형태가 하우스 내 환경과 참외 수량에 미치는 영향을 분석하기 위하여 개선 측창형태와 관행 측창형태의 2가지 시험구를 두고 실험을 수행하였다(Fig. 2).
개선된 측창형태와 관행의 측창형태를 가진 하우스에서 참외를 재배하고 측창 개선 여부에 따른 하우스 내 환경과 참외 수량을 비교·분석하였다.
, USA)를 이용하여 측정하였다. 기온 및 상대습도는 데이터로거(#3688 WD1, Spectrum Technologies Inc., USA)에 내장된 센서를 이용하였으며, 30분 간격으로 데이터를 저장하였다. 측창형태별 전기사용량의 차이를 알아보기 위하여 각 하우스마다 전기 계량기를 설치하여 매달 1일에 계량기 값을 읽어 한 달 동안의 전기사용량을 조사하였다.
측창형태별 참외 수량 및 상품과율을 분석하기 위해 매주 1회 과실 중량과 과실 수를 조사하였다. 상품과는 한 개당 과중이 140~550g으로서 생리장해가 없고 병충해 피해가 없는 과실로 분류하고 전체 조사과실 수에 대한 상품과실 수의 비율로 상품과율(%)을 계산하였다.
3). 일사량은 퀀텀센서(#3668I, Spectrum Technologies Inc., USA)를, 지온은 온도센서(#3667-20, Spectrum Technologies Inc., USA)를 이용하여 측정하였다. 기온 및 상대습도는 데이터로거(#3688 WD1, Spectrum Technologies Inc.
03mm의 터널용 플라스틱 필름과 15온스의 다겹보온덮개를 3월 31일까지 덮어서 무가온 재배하였다. 저온기에는 낙과방지 및 착과 촉진을 위해 토마토톤(4-CPA)을 100배로 희석하고, 지베렐린(GA3, Gibberellic acid 3.1%, 동부팜한농) 50ppm(1.6g/1L)을 혼용하여 개화당일 자방에 1회 분무 처리하였고, 3월 중순부터는 벌을 방사하여 과실의 착과에 이용하였다. 참외는 세력이 비슷한 2개의 아들덩굴을 유인하여 대칭적으로 배치하고 16~17마디에서 적심한 후 아들덩굴 5마디 이상에서 나온 손자덩굴에 착과시켰다.
지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 즉, 하우스 측면 높은 위치에 폭 10cm의 공기 유입구를 만들어줌으로써 하우스 내로 유입된 찬 바깥 공기가 작물에 직접 닿지 않고 지붕 환기팬을 통해 하우스 밖으로 빠져나가도록 하였다. 개선된 측창형태와 관행의 측창형태를 가진 하우스에서 참외를 재배하고 측창 개선 여부에 따른 하우스 내 환경과 참외 수량을 비교·분석하였다.
지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 측창 개선에 의한 온실 환경 개선 및 참외 수량증대 효과를 검증하기 위하여 개선 측창형태와 관행의 측창형태를 비교하였다. 2017년 2월 25일까지는 두 시험구 모두 환기를 하지 않았는데, 2월 중순 하우스 내 기온이 40°C를 넘어섰다.
측창 및 지붕 환기팬 제어를 위해 자동 개폐기(SJHM012-T01, STM, Korea)를 설치하여 개폐온도를 32°C로 설정하여 자동제어(ON/OFF제어) 되도록 하였다.
, USA)에 내장된 센서를 이용하였으며, 30분 간격으로 데이터를 저장하였다. 측창형태별 전기사용량의 차이를 알아보기 위하여 각 하우스마다 전기 계량기를 설치하여 매달 1일에 계량기 값을 읽어 한 달 동안의 전기사용량을 조사하였다.
측창형태별 참외 수량 및 상품과율을 분석하기 위해 매주 1회 과실 중량과 과실 수를 조사하였다. 상품과는 한 개당 과중이 140~550g으로서 생리장해가 없고 병충해 피해가 없는 과실로 분류하고 전체 조사과실 수에 대한 상품과실 수의 비율로 상품과율(%)을 계산하였다.
측창형태별 하우스 내부 기상환경을 분석하기 위해 2017년 1월 26일부터 2017년 6월 30일까지 하우스 내·외부 기온 및 상대습도, 지온, 일사량(광합성광량자속밀도, PPFD)을 측정하였다.
측창형태에 따른 하우스 내 기상환경을 분석하기 위해 기온 및 상대습도, 지온, 일사량 등을 측정하였다. 측정데이터를 순별(10일 간격)로 시간대별 평균값을 구하여두 시험구의 기상환경을 비교·분석하였다.
대상 데이터
공시품종은 ‘해맑은’을 ‘천하장사’ 대목에 접목하여 사용하였으며, 45cm 간격으로 2016년 12월 26일에 정식하였다.
본 실험은 2016년 12월 26일부터 2017년 6월 30일까지 경북 고령군 운수면에 위치한 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 수행되었다. 하우스는 동서방향(E-W)으로 폭 5.
025mm)로 멀칭하였다. 야간의 보온을 위하여 하우스 내에 소형터널을 설치하고 두께 0.03mm의 터널용 플라스틱 필름과 15온스의 다겹보온덮개를 3월 31일까지 덮어서 무가온 재배하였다. 저온기에는 낙과방지 및 착과 촉진을 위해 토마토톤(4-CPA)을 100배로 희석하고, 지베렐린(GA3, Gibberellic acid 3.
측창형태별 하우스 내부 기상환경을 분석하기 위해 2017년 1월 26일부터 2017년 6월 30일까지 하우스 내·외부 기온 및 상대습도, 지온, 일사량(광합성광량자속밀도, PPFD)을 측정하였다. 작물 부근의 기상환경을 측정하기 위하여 보온터널 내부인 지상 30cm 높이에 기온 및 상대습도 계측 센서를 설치하였다. 지온을 측정하기 위해 지하 10cm 깊이에 지온센서를, 일사량 계측을 위해 지상 20cm 높이에 센서를 설치하였다(Fig.
5(b)에 나와있는 바와 같이 하우스 내부기온이 10시부터 급격하게 상승하면서 상대습도는 급격하게 낮아지기 시작했다. 대조구에서의 상대습도가 처리 구에 비해 낮게 유지되었으며, 최대 14%까지 차이가 나타났다. 이는 대조구에서는 공기 유입구 높이가 낮아서 습도가 낮은 바깥 공기가 작물 부근으로 바로 유입되었기 때문으로 판단된다.
7은 5월 중순과 하순의 평균 기온 변화를 나타내고 있다. 본 실험에서는 5월 16일에 비닐을 제거하였는데, 5월 중순에 비닐을 제거함으로써 공기가 유입되는 높이가 같아졌기 때문에 두 시험구 간에 기온차가 거의 없는 것으로 나타났다. 5월 하순에는 두 시험구 모두에서 낮 기온이 36°C까지 상승하는 것으로 나타나 이후부터는 지붕 환기팬과 측창환기만으로 하우스 내 기온을 참외 생육 적온으로 유지하는 것은 불가능한 것으로 판단된다.
3kWh로 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 처리구에서의 참외 상품수량은 5,094kg으로 대조구 4,113kg에 비해 23.9% 많았다. 상품과율은 처리구 73.
측창 개선 여부에 따른 참외 상품수량과 상품과율을 조사한 결과(Table 1), 상품수량은 처리구 5,094kg, 대조구 4,113kg으로 대조구에 비해 처리구에서 23.9% 많았으나 상품과율은 처리구 73.5%, 대조구 73.9%로 차이가 없는 것으로 조사되었다.
후속연구
따라서 환기가 이루어지더라도 지온을 20°C 이상으로 확보할 수 있는 대책이 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라의 참외 재배면적은?
우리나라의 참외 재배면적은 2015년 현재 5,438ha이며, 생산량은 161,100톤이다. 노지재배 면적은 133ha, 시설재배 면적은 5,305ha로 참외 재배면적의 98%가 시설재배 형태를 띠고 있다. 지역별 시설재배 면적을 살펴보면 경북 4,639ha, 대구 316ha로 참외 시설재배 면적의 93%가 대구·경북지역에 집중되어 있다(MAFRA, 2016).
지역별 시설재배 면적은?
노지재배 면적은 133ha, 시설재배 면적은 5,305ha로 참외 재배면적의 98%가 시설재배 형태를 띠고 있다. 지역별 시설재배 면적을 살펴보면 경북 4,639ha, 대구 316ha로 참외 시설재배 면적의 93%가 대구·경북지역에 집중되어 있다(MAFRA, 2016). 일반적인 참외 하우스는 길이 100m, 동고 2.
자연환기 성능을 극대화하기 위해 환기 장치를 설치한 사례는?
가장 경제적인 환기방법인 자연 환기 성능을 극대화하기 위해서는 측창과 함께 지붕 환기시설의 설치가 필요하나 단동 비닐하우스의 경우 천창의 설치가 어려운 구조로 되어 있고 조립, 해체, 이동시 지붕 환기장치의 설치가 용이하지 않아 측창만을 설치하여 운영하는 농가가 많다(Nam and Kim, 2011). 최근 단동하우스의 지붕 환기장치를 설치하는 농가가 증가하는 추세로 충남지역의 토마토 재배 온실에서 천창을 설치한 농가가 전체 단동 온실의 32%에 이르고 1996년 성주지역의 참외재배농가의 경우 84%가 하우스 측창 환기와 하우스 중앙 상부에 환기통을 설치하여 일찍부터 지붕 환기를 사용한 것으로 조사되었다(Nam 등, 2012).
참고문헌 (9)
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Lee, J.E., Y.S. Shin, H.W. Do, H.R. Sohn, J.D. Cheung, and M.K. Kim. 2015. Changing environment of plastic film house by light interruption materials in korean melon during summertime. Kor. J. Hort. Sci. Thchnol. 33(Suppl. II):102 (in Korean).
Ministry for Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA). 2016. The status of the greenhouse and production records for vegetable crops in 2015. ed. MAFRA, Sejong, Korea (in Korean).
Nam, S.W. and Y.S. Kim. 2011. Analysis on the ventilation performance of single-span tomato greenhouse with roof windows. J. Bio-Env. Con. 20(2):78-82 (in Korean).
Nam, S.W., Y.S. Kim, G.H. Ko, and I.M. Sung. 2012. Analysis on the installation criteria and ventilation effect for round root windows in single-span plastic greenhouses. CNU J. Agr. Sci. 39(2):271-277 (Korean).
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Yeo, K.H., I.H. Yu, G.L. Choi, S.C. Lee, J.H. Lee, K.S. Park, J.S. Lee, and Khoshimkhujaev Bekhzod. 2016. Effects of modified installation methods of roof ventilation devices in the single-span plastic greenhouses on yield and fruit quality of oriental melon. Protected Horticulture and Plant Factory. 25(4):334-342 (in Korean).
Yu, I.H., M.W. Cho, H.R. Ryu, and Y.A. Shin. 2017. Development of technology for improving the utilization efficiency of roof ventilation fan in single-span plastic greenhouse during low temperature season. RDA Annual report. ed. RDA, Jeonju, Korea (in Korean).
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