[논문]병재배 팽이버섯의 스마트팜 재배를 통한 생육환경 분석

이관우; 전종옥; 이경준; 김영호; 이찬중; 장명준

doi:10.14480/jm.2019.17.4.197

초록
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본 연구는 병재배 팽이버섯 '치쿠마쉬 T-011'의 정밀재배를 위한 최적 생육모델 개발하기 위하여 팽이버섯 병재배 농가를 대상으로 스마트팜 기술을 적용하여 생육환경을 분석한 결과를 보고하고자 한다. 실험농가의 균상면적은 60 ㎡ 균상형태는 4열 13단, 냉동기는 20마력, 단열은 샌드위치 판넬 100 T, 가습dms 초음파 가습기 6대, 난방은 12 kW를 사용하였고, 20,000병을 입병하여 재배하고 있었다. 팽이버섯 재배농가에서 생육환경 데이터를 수집하기 위하여 설치한 환경센서부로부터 버섯의 생육에 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, CO₂농도를 수집 분석하였다. 온도는 발이단계에서 배양이 완료된 병을 균긁기한 후 입상 시 14.5℃에서 시작하여 10일차까지 14~15℃를 유지하였고, 억제단계에서는 4℃에서 시작하여 15일차까지 2~3℃를 유지하였다. 생육단계에서는 7.5~9.5℃를 유지하면서 버섯을 수확하였다. 습도는 균긁기한 후 입상 시 거의 100%에 가까웠고, 팽이버섯 발생단계에서 습도는 88~98%의 범위를 유지하였고, 억제단계에서는 77~96%, 생육단계에서는 75~83% 범위를 유지하였다. CO₂농도는 발생단계에서 입상 시 3,500 ppm에서 시작하여 10일차까지는 3,500~6,000 ppm을 유지하였고, 억제단계에서는 6,000 ppm 수준이었으며 생육단계에서는 6,000 ppm 이상을 유지하였다. 농가에 재배하고 있는 '치쿠마쉬 티-011'의 자실체 특성은 갓 직경 7.5 mm, 갓두께 4.1 mm이며, 대 굵기 3.3 mm, 대 길이 154.2 mm였다. 병 당 유효경수는 1,048개, 개체중은 0.71 g/unit이었으며 수량은 402.8 g/1,400 ml로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, smart farm technology was used by farmers cultivating 'CHIKUMASSHU T-011' in order to develop an optimal growth model for the precision cultivation of bottle-grown winter mushroom and the results of the same are mentioned herein. Farmers participating in the experiment used 60 ㎡...

In this study, smart farm technology was used by farmers cultivating 'CHIKUMASSHU T-011' in order to develop an optimal growth model for the precision cultivation of bottle-grown winter mushroom and the results of the same are mentioned herein. Farmers participating in the experiment used 60 ㎡ of bed area with 4 rows and 13 columns of shelf shape, 20 horsepower refrigerator, 100T of sandwich panel for insulation, 6 ultrasonic humidifiers, 12 kW of heating, and 20,000 bottles of Flammulina velutipes mushroom spores. The temperature, humidity, and carbon dioxide concentrations, which directly affect the growth of the mushroom, were collected and analyzed from the environmental sensors installed at the winter mushroom cultivation area. The initial temperature was found to be 14.5℃, which was maintained at 14℃ to 15℃ until the 10th day. In the restriction phase, the initial temperature was 4℃ and was maintained between 2℃ and 3℃ until the 15th day, while during the growth phase, it was maintained between 7.5℃ to 9.5℃. Analysis of the humidity data revealed initial humidity to be 100%, which varied between 88% to 98% during primordia formation period. The humidity remained between 77% to 96% until the 15th day, in the restriction phase and between 75% to 83% during the growth phase. The initial carbon dioxide concentration was 3,500 ppm and varied between 3,500 ppm to 6,000 ppm during primordia formation period and was maintained at 6,000 ppm until the 15th day. During the growth phase, the carbon dioxide concentration was found to be over 6,000 ppm. Fruiting body characteristics of 'CHIKUMASSHU T-011' cultivated in the farmhouse were as follows: Pileus diameter of 7.5 mm and thickness of 4.1 mm, stipe thickness of 3.3 mm, and length of 154.2 mm. The number of valid fruiting bodies was 1,048 unit per 1,400 mL bottle, and the individual weight was 0.71 g per unit. The yield of fruiting bodies was 402.8 g per 1,400 mL bottle.

주제어

표/그림 (14)

표 Table 1. Status on collection device of environmental data for bottle-grown winter mushroom
그림 Fig. 1. Smart farm device installed at Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011' cultivator.
표 Table 2. Current status of cultivation facilities of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'
표 Table 3. Practical primordia formation environmental conditions of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'
그림 Fig. 2. Fruit body of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'grown on farmhouse.
표 Table 4. Practical restriction environmental conditions of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'
표 Table 5. Practical growth environmental conditions of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'
표 Table 6. Fruit body characteristics of Pleurotus ostreatus Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'
그림 Fig. 3. Temperature data of the primordia formation process of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'.
그림 Fig. 4. Temperature data of the growing process of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'.
그림 Fig. 5. Humidity data of the primordia formation process of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'.
그림 Fig. 6. Humidity data of the growing process of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'.
그림 Fig. 7. CO₂ data of the primordia formation process of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'.
그림 Fig. 8. CO₂ data of the growing process of Flammulina velutipes 'CHIKUMASSHU T-011'.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 병재배 팽이버섯 ‘치쿠마쉬 T-011’의 정밀재배를 위한 최적 생육모델 개발하기 위하여 팽이버섯 병재배 농가를 대상으로 스마트팜 기술을 적용하여 생육환경을 분석한 결과를 보고하고자 한다.
본 연구는 병재배 팽이버섯 정밀재배를 위한 최적 생육모델 개발을 위하여 팽이버섯 농가를 대상으로 스마트팜기술을 적용하여 생육환경을 분석하였으며 그 결과를 보고하고자 한다.

제안 방법

3333px;">℃의 온도를 유지하며 자실체가 균일하게 생육되도록 억제과정을 거쳤다. 가습은 타이머를 이용한 on-off로 조절하였으며, 입상 4일차까지는 8분(on)-2분(off)로 조절하였고, 5~10일차에는 5분(on)-5분(off)로 가습량을 줄였으며, 억제단계인 11~15일차에는 2분(on)-10분(off)로 가습량을 더욱 줄여주었다. 이산화탄소는 입상 10일차까지는 2,500 ppm 수준으로 유지하였으며 11~13일차까지는 3,500 ppm 수준을 유지하였고, 14~15일차에는 환기를 하지 않고 5,000 ppm 이상으로 유지하였다(Table 3, Table 4).
3333px;">℃, 상대습도 60%로 조절된 배양실에서 25∼26일간 배양하였다. 배양이 완료된 배지는 균긁기를 한 후 발이실로 옮겨 자실체 발생을 유도하였으며, 버섯 발생 후 자실체 생육을 고르게하기 위하여 2~3℃ 온도에서 억제단계를 거쳤다. 억제단계 후 생육실로 이동하여 생육하였다.
버섯 재배용 배지의 수분함량은 65% 내외로 조절하였고, PP(Polypropylene)병은 1,400 ml를 사용하였다. 배지조성은 콘코브:미강:소맥피:대두피:파옥쇄:폐화석(40:40:5:5:5:5, w/w) 이었으며, 입병된 배지는 121℃에서 90분간 고압살균 후 15~18℃ 내외로 냉각하고 종균을 접종하였다. 배양은 온도 15 억제단계 후 생육실로 이동하여 생육하였다. 생육조사는 갓 직경, 갓 두께, 대 직경, 대 길이, 개체중 등 자실체의 형태적 특성과 유효경수, 수량 등 수량성을 조사하였다.
3333px;">℃ 온도에서 억제단계를 거쳤다. 억제단계 후 생육실로 이동하여 생육하였다. 생육조사는 갓 직경, 갓 두께, 대 직경, 대 길이, 개체중 등 자실체의 형태적 특성과 유효경수, 수량 등 수량성을 조사하였다.
팽이버섯 재배농가에서 생육환경 데이터를 수집하기 위하여 설치한 환경센서부로부터 버섯의 생육에 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, CO₂농도를 수집한 결과를 분석하였다. 발이단계에서 수집한 온도자료를 분석한 자료는 그림 3과 같으며, 일반적으로 표준영농교본(RDA, 2010)에 있는 팽이버섯의 발이온도인 12~15 팽이버섯 재배농가에서 생육환경 데이터를 수집하기 위하여 설치한 환경센서부로부터 버섯의 생육에 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, CO2농도를 수집분석하였다.
팽이버섯 재배사 내 생육환경 자료를 수집하기 위하여 균긁기한 배지를 입상한 후 수확할 때까지의 환경을 매분 간격으로 측정할 수 있는 생육환경 데이터 수집 장치를 사용하여 기록하였다(Table 1). 팽이버섯 생육환경 데이터를 수집하는 장치는 환경센서 수집부, 영상장치부 및 시설제어부로 구성하였다.
선정된 농가는 3년째 팽이버섯을 재배하고 있으며, 재배 품종은 국내에서 많이 재배되고있는 ‘치쿠마쉬 T-011’ 품종을 재배하고 있고, 가락동 농수산물 시장에 출하하여 높은 가격을 수취하는 농가이다. 팽이버섯 재배에서 온도, 습도, CO₂농도는 버섯의 생육 및 품질을 위해 필수적인 요소이기 때문에 팽이버섯 재배사의 구조 및 생육환경을 조사하였다.

대상 데이터

재배시험은 충청북도 음성의 팽이버섯 ‘치쿠마쉬 T-011’품종을 재배하는 농가에서 수행하였다. 버섯 재배용 배지의 수분함량은 65% 내외로 조절하였고, PP(Polypropylene)병은 1,400 ml를 사용하였다. 배지조성은 콘코브:미강:소맥피:대두피:파옥쇄:폐화석(40:40:5:5:5:5, w/w) 이었으며, 입병된 배지는 121 병재배 팽이버섯 농가의 재배사 구조 및 생육환경을 조사하기 위하여 충청북도 음성의 팽이버섯 재배 농가를 선정하여 실험을 하였다. 선정된 농가는 3년째 팽이버섯을 재배하고 있으며, 재배 품종은 국내에서 많이 재배되고있는 ‘치쿠마쉬 T-011’ 품종을 재배하고 있고, 가락동 농수산물 시장에 출하하여 높은 가격을 수취하는 농가이다.
선정된 농가는 3년째 팽이버섯을 재배하고 있으며, 재배 품종은 국내에서 많이 재배되고있는 ‘치쿠마쉬 T-011’ 품종을 재배하고 있고, 가락동 농수산물 시장에 출하하여 높은 가격을 수취하는 농가이다.
실험 농가는 팽이버섯 ‘치쿠마쉬 T-011’를 병재배하는 농가로 재배사 규모는 균상면적이 60 m2, 균상형태는 4열 13단, 냉방기는 20마력, 단열은 샌드위치 판넬 100 T, 가습기는 초음파 가습기 6대, 난방은 12 kW를 사용하였고 20,000병을 입병하여 재배하고 있었다(Table 2).
본 연구는 병재배 팽이버섯 ‘치쿠마쉬 T-011’의 정밀재배를 위한 최적 생육모델 개발하기 위하여 팽이버섯 병재배 농가를 대상으로 스마트팜 기술을 적용하여 생육환경을 분석한 결과를 보고하고자 한다. 실험농가의 균상면적은 60 m², 균상형태는 4열 13단, 냉동기는 20마력, 단열은 샌드위치 판넬 100 T, 가습dms 초음파 가습기 6대, 난방은 12 kW를 사용하였고, 20,000병을 입병하여 재배하고 있었다. 팽이버섯 재배농가에서 생육환경 데이터를 수집하기 위하여 설치한 환경센서부로부터 버섯의 생육에 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, CO₂농도를 수집분석하였다.
재배시험은 충청북도 음성의 팽이버섯 ‘치쿠마쉬 T-011’품종을 재배하는 농가에서 수행하였다.
팽이버섯 재배사 내 생육환경 자료를 수집하기 위하여 균긁기한 배지를 입상한 후 수확할 때까지의 환경을 매분 간격으로 측정할 수 있는 생육환경 데이터 수집 장치를 사용하여 기록하였다(Table 1). 팽이버섯 생육환경 데이터를 수집하는 장치는 환경센서 수집부, 영상장치부 및 시설제어부로 구성하였다. 환경센서부는 버섯의 생육에 가장 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, CO₂농도를 수집하는 센서로 구성되어 있고, 센서로부터 측정된 환경데이터를 서버로 저장 및 공유하기 위하여 아날로그 데이터를 디지털로 변환하여 저장 및 전송하는 데이터로거 및 환경전송기로 구성되었다.

성능/효과

8). CO₂농도는 재배과정에서 대의 길이와 밀접한 관련이 있으므로 생육단계에서 팽이버섯 대의 길이를 길게 하기 위하여 거의 환기를 하지 않았고, 이후 추가 실험에서 CO₂농도 수집센서를 최대값이 10,000 ppm인 센서로 교체한 후 생육실의 CO₂농도를 측정한 결과 6,500~7,000 ppm 수준을 유지하였다.
농가 관행 생육조건은 배양이 완료된 병을 균긁기 후 발이실로 옮겨 입상 10일차까지는 14~15℃의 온도를 유지하였고, 버섯 발생 후 11일차부터 15일차까지 2~4℃의 온도를 유지하며 자실체가 균일하게 생육되도록 억제과정을 거쳤다. 가습은 타이머를 이용한 on-off로 조절하였으며, 입상 4일차까지는 8분(on)-2분(off)로 조절하였고, 5~10일차에는 5분(on)-5분(off)로 가습량을 줄였으며, 억제단계인 11~15일차에는 2분(on)-10분(off)로 가습량을 더욱 줄여주었다.
일반적으로 표준영농교본(RDA, 2010)에 있는 팽이버섯 발이 및 억제단계의 CO₂농도는1,000~1,500 ppm으로 조절하여야 한다는 내용과는 차이가 있었다. 배양이 완료된 병을 균긁기한 후 입상 시 3,500 ppm에서 시작하여 발이단계에서는 3,500~6,000 ppm 범위였고 평균적으로 4,500 ppm 수준을 유지하였다. 억제단계 11~12일차는 CO₂농도 수집센서의 오류가 발생하였으나 6,000 ppm 수준이었고, 13~15일차에는 단시간 환기를 해주어 2,000~6,000 ppm 범위였다(Fig.
일반적으로 표준영농교본(RDA, 2010)에 있는 팽이버섯의 발이습도는 발이단계에서 90~95%, 억제단계에서 80~85%로 나타났으나 실제 측정값과는 다소 차이를 보였다. 배양이 완료된 병을 균긁기한 후 입상시 습도는 거의 100%에 가까웠고, 4일차까지는 96~98%를 유지하였다. 5~10일차에는 가습량을 줄여 88~98%를 유지하였으며, 11일차 이후 억제단계에서는 가습량을 더욱 줄여 77~96% 범위로 유지하였다.
습도는 균긁 기한 후 입상 시 거의 100%에 가까웠고, 팽이버섯 발생 단계에서 습도는 88∼98%의 범위를 유지하였고, 억제단 계에서는 77~96%, 생육단계에서는 75~83% 범위를 유지 하였다.
CO₂농도 수집센서의 최대값이 6,000 ppm이었기 때문에 6,000 ppm 이상으로 올라갔을 시 수집센서의 오류가 발생하였다. 실제 생육실의 CO₂농도 값을 주기적으로 조사한 결과 생육 초반에는 4,000~5,000 ppm범위를 유지하다가 생육 후반에는 6,000 ppm 이상을 지속적으로 유지하였다(Fig. 8). CO₂농도는 재배과정에서 대의 길이와 밀접한 관련이 있으므로 생육단계에서 팽이버섯 대의 길이를 길게 하기 위하여 거의 환기를 하지 않았고, 이후 추가 실험에서 CO₂농도 수집센서를 최대값이 10,000 ppm인 센서로 교체한 후 생육실의 CO₂농도를 측정한 결과 6,500~7,000 ppm 수준을 유지하였다.

후속연구

, 2019). 이와 같이 버섯 재배에서 환경요인은 매우 중요한 요소이며, 정보통신기술을 활용해서 최적의 버섯 재배환경을 효율적으로 설정하여 누구나 쉽게 조작할 수 있다면 노동력을 감소시키는 동시에 버섯의 품질을 향상시키고 생산량을 증가시키는데 중요한 역할을 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일반적으로 버섯의 재배환경에서 중요한 요소는?	, 2003). 버섯은 품목 뿐만아니라 품종에 따라 요구되는 재배환경이 매우 다르며, 일반적으로 버섯에 적합한 생육관리를 위해서는 온도, 상대습도, CO2농도 등의 관리가 중요하다(Suh et al., 2002; Lee et al.
	효율적인 버섯 재배를 위해 정보통신기술이 필요한 이유는 무엇인가?	, 1998). 버섯의 생육은 온도, 습도, CO2농도등의 재배환경 변화에 큰 영향을 받기 때문에 효율적인 재배를 위해서는 재배사 내 환경 제어장치가 구축이 되어 있어야 하며, 실시간 환경요소 데이터 값이 중요한 요인이 되고 있다(Moon et al., 2015; Lee et al.
	팽이버섯이란 무엇인가?	팽이버섯(Flammulina velutipes)은 분류학적으로 담자균문(Basidiomycota), 담자균강(Agaricomycetes), 주름버섯목(Agaricales), 뽕나무버섯과(Physalacriaceae), 팽이버섯속(Flammulina)에 속하는 목재부후균으로 한국을 비롯한 온대에서 한대에 걸친 지역에 널리 분포한다(Im et al., 2018).

참고문헌 (19)

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