[논문]병재배 느타리버섯 '춘추 2호'의 스마트팜 재배를 통한 생육환경 분석

이찬중; 박혜성; 이은지; 공원식; 유병기

doi:10.14480/jm.2019.17.3.119

초록
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본 연구를 통해 병 재배 느타리버섯 '춘추2호'의 정밀 재배를 위한 최적 생육모델 개발하기 위하여 느타리 농가를 대상으로 스마트팜 기술을 적용하여 생육환경을 분석한 결과를 보고하고자 한다. 실험 농가의 균상면적은 $114m^2$, 균상형태는 2열 5단, 냉동기는 10마력, 단열은 샌드위치 판넬 100T, 가습기는 초음파 가습기 2대, 난방은 10KW를 사용하였고, 5,500병을 입병하여 재배하고 있었다. 느타리버섯 재배농가에서 생육환경 데이터를 수집하기 위하여 설치한 환경센서부로 부터 버섯의 생육에 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 조도 등을 수집 분석하였다. 온도는 균 긁기한 후 입상시 $19.5^{\circ}C$에서 시작하여 버섯이 발생되어 병을 뒤집기 후 5일차까지 거의 $21^{\circ}C$를 유지하고 자실체가 자라서 수확기에 가까워지면 $18^{\circ}C$에서 $14^{\circ}C$를 유지하면서 버섯을 수확하였다. 습도는 균 긁기한 후 입상시 거의 100%에 가까웠고, 버섯 발생 및 생육과정 중에도 습도는 거의 95~100%를 유지하였다. 이산화탄소농도는 입상후 5일까지는 최고 5,500 ppm까지 증가하였고, 6일차부터는 환기를 통해 단계적으로 농도를 낮추어 수확기에는 1,600 ppm을 유지하였다. 조도는 입상후 6일차까지는 8 lux의 빛을 조사하였고, 그 이후 주기적으로 4 lux의 빛을 조사하면서 생육을 진행하였다. 농가에 재배하고 있는 '춘추2호'의 자실체 특성은 갓 직경은 26.5 mm, 갓 두께는 4.9 mm이며, 대 굵기는 8.9 mm, 대 길이는 68.7 mm였다. 대 경도는 3.9 g/mm, 갓 경도는 0.9 g/mm였고, 대와 갓의 L값은 78.2와 60.5이였다. 자실체 수량은 166.8 g/850 ml였고, 개체중은 12.8 g/10 unit였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to report the results for the analysis of the growth environment by applying smart farm technology to "Chunchu No 2" farmers in order to develop an optimal growth model for precision cultivation of bottle-grown oyster mushrooms. The temperature, humidity, carbon dioxide concentration...

This study aims to report the results for the analysis of the growth environment by applying smart farm technology to "Chunchu No 2" farmers in order to develop an optimal growth model for precision cultivation of bottle-grown oyster mushrooms. The temperature, humidity, carbon dioxide concentration, and illumination data were collected and analyzed using an environmental sensor installed to obtain growth environment data from the oyster mushroom cultivator. Analysis of the collected temperature data revealed that the temperature at the time of granulation was $19.5^{\circ}C$ after scraping, and the mushroom was generated and maintained at about $21^{\circ}C$ until the bottle was flipped. When the fruiting body grew and approached harvest time, mushrooms were harvested while maintaining the temperature between $14^{\circ}C$ and $18^{\circ}C$. The humidity was maintained at almost 100% during the complete growth stage. Carbon dioxide concentration gradually increased until 3 days after the beginning of cultivation, and then increased rapidly to almost 5,500 ppm. From the 6th day, carbon dioxide concentration was gradually decreased through ventilation and was maintained at 1,600 ppm during harvest. Light intensity of 8 lux was irradiated up to day 6 after seeding, and growth was then continued while periodically irradiating 4 lux light. The fruiting body characteristics of "Chunchu No 2" cultivated in the farmhouse were as follows: pileus diameter of 26.5 mm and thickness of 4.9 mm, stipe thickness of 8.9 mm, and length of 68.7 mm. The fruiting body yield was 166.8 g/850 ml, and the individual weight was 12.8 g/10 units.

주제어

표/그림 (11)

표 Table 1. Status on collection device of environmental data for bottle-grown oyster mushroom
그림 Fig. 1. Smart farm device installed at Pleurotus ostreatus 'Chunchu No. 2' cultivator.
표 Table 2. Current status of cultivation facilities of Pleurotus ostreatus 'Chunchu No. 2'
표 Table 3. Practical cultivation environmental conditions of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’
그림 Fig. 2. Fruit body of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’grow on farmhouse.
그림 Fig. 3. Cultivation environment data of the whole growing process of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’.
그림 Fig. 4. Temperature data of the growing process of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’.
표 Table 4. Fruit body characteristics of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’
그림 Fig. 5. Humidity data of the growing process of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’.
그림 Fig. 6. CO₂ data of the growing process of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’.
그림 Fig. 7. Illuminance data of the growing process of Pleurotus ostreatus ‘Chunchu No. 2’.

AI 본문요약
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문제 정의

느타리버섯 재배에서 온도, 습도, 이산화탄소 농도 및 조도는 버섯의 생육 및 품질을 위해 필수적인 요소이다. 따라서 느타리 재배사의 구조 및 관행재배를 위한 생육환경을 조사하였다.
본 연구는 병 재배 느타리버섯 정밀재배를 위한 최적 생육모델 개발을 위하여 느타리‘춘추 2호’농가를 대상으로 스마트팜 기술을 적용하여 생육환경을 분석한 결과를 보고하고자 한다.

제안 방법

농가관행 생육조건은 배양병을 균긁기 후 입상부터 6일 차까지 20°C의 온도를 유지하면서 재배를 하였고, 수확전인 7일차에는 18°C로 유지하고 수확기인 8일차에는 12°C를 유지하였다. 가습과 광 그리고 환기는 on-off로 조절하였으며, 가습의 경우 1일부터 4일차까지 1분(on)-40분(off), 5일과 6일차에는 가습을 하지 않았으며, 7일차에는 8분-25분, 8일차에는 1분-40분으로 가습하였다. 광은 1일부터 4일차까지는 2정도의 약한 광을 주고 5일부터 8일차까지는 1정도의 아주 약한 광처리를 하였다.
일반적으로 표준영농교본(RDA, 2010)에는 청색광이 가장 좋고, 광 8시간과 암16시간이, 광량은 12~200 lux가 적당하다고 하였다. 그러나 농가재배에서는 느타리버섯 입상후 6일차까지는 8 lux의 빛을 조사하였고, 그 이후 주기적으로 4 lux의 빛을 조사하면서 생육을 진행하였다 (Fig. 7). Lee 등(2017)은 느타리버섯 ‘수한’재배에서 초기에는 거의 빛을 주지 않았고 3~4일차에 17 lux, 이후로는 115~120 lux의 빛을 조사하면서 생육을 진행하였다는 보고와는 많은 차이를 보였다.
느타리 재배사내 생육환경 자료를 수집하기 위하여 균 긁기한 배지를 입상한 후 수확할 때까지의 환경을 매분 간격으로 측정할 수 있는 생육환경 데이터 수집 장치를 사용하여 기록을 하였다(Table 1). 느타리 생육환경 데이터를 수집하는 장치는 환경센서 수집부, 영상장치부 및 시설제어부로 구성하였다.
이러한 결과는 Lee 등(2017)은 느타리버섯 ‘수한’재배에서 이산화탄소농도가 입상 3일 이후 급격히 증가하여 거의 2,600 ppm까지 증가하였고, 수확기에는 1,000 ppm을 유지하였다는 보고와는 약간의 차이를 보였다. 이산화탄소농도는 재배과정에서 대의 길이와 밀접한 관련이 있으므로 초기에는 대의 길이를 길게 하기 위하여 거의 환기를 하지 않았고,다음단계로 갓을 일정한 크기로 조절하기 위하여 환기를 실시하였다.수집한 조도 자료를 분석한 자료는 그림 7과 같다.
생육조사는 수량, 유효경수, 갓직경 등 자실체의 형태적 특성 등은 농촌진흥청 표준조사법(2003)에 준하여 실시하였다. 자실체의 표면색은 색차계(Minolta CR-200)로 측정하여 L, a, b값으로 나타내었으며, 경도는 Affri Analyser(IT/MRS-FRU, Italy)를 이용하여 측정하였다.
광은 1일부터 4일차까지는 2정도의 약한 광을 주고 5일부터 8일차까지는 1정도의 아주 약한 광처리를 하였다. 환기는 1일부터 5일까지는 환기를 주지 않았고, 6일과 7일차에는 2,200에서 1,500 ppm으로 농도를 서서히 줄였고, 8일차에는 1,000 ppm의 농도를 유지하였다 (Table 3).

대상 데이터

농가에서 재배하고 있는 느타리버섯 ‘춘추 2호’의 자실체 특성을 조사한 결과는 표 8과 같다. 갓 직경은26.5 mm, 갓 두께는 4.9 mm이며, 대 굵기는 8.9 mm, 대길이는 68.7 mm였다. 대 경도는 3.
느타리 재배사내 생육환경 자료를 수집하기 위하여 균 긁기한 배지를 입상한 후 수확할 때까지의 환경을 매분 간격으로 측정할 수 있는 생육환경 데이터 수집 장치를 사용하여 기록을 하였다(Table 1). 느타리 생육환경 데이터를 수집하는 장치는 환경센서 수집부, 영상장치부 및 시설제어부로 구성하였다. 환경센서부는 버섯의 생육에 가장 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, 이산화탄소농도, 조도를 수집하는 센서로 구성되어 있고, 센서로부터 측정된 환경데이터를 서버로 저장 및 공유하기 위하여 아날로그 데이터를 디지털로 변환하여 저장 및 전송하는 데이터로거 및 환경전송기로 구성되었다.
병재배 느타리버섯 농가의 재배사 구조 및 생육환경을 조사하기 위하여 강원도 홍천의 느타리 ‘춘추 2호’재배 농가를 선정하여 실험을 하였다.
선정된 농가는 15년 이상 느타리버섯을 재배하고 있으며, 국내 ‘춘추 2호’ 재배 농가 중 재배를 잘 하는 농가를 선정하였습니다.
실험 농가는 느타리 ‘춘추 2호’를 재배하는 농가로 재배사 규모는 균상면적이 114m2, 균상형태는 2열 5단, 냉동기는 10마력, 단열은 샌드위치 판넬 100T, 가습기는 초음파 가습기 2대, 난방은 10KW를 사용하였고, 5,500병을입병하여 재배하고 있었다 (Table 2).
재배시험은 경기도 홍천의 느타리‘춘추 2호’재배 농가에서 수행하였다.

이론/모형

배양이 완료된 배지는 균긁기를 한 후 생육실로 옮겨 발이 및 자실체 발생을 유도하였다. 생육조사는 수량, 유효경수, 갓직경 등 자실체의 형태적 특성 등은 농촌진흥청 표준조사법(2003)에 준하여 실시하였다. 자실체의 표면색은 색차계(Minolta CR-200)로 측정하여 L, a, b값으로 나타내었으며, 경도는 Affri Analyser(IT/MRS-FRU, Italy)를 이용하여 측정하였다.

성능/효과

일반적으로 표준영농교본(RDA, 2010)에 있는 느타리버섯의 재배습도와 초기에는 비슷하였으나, 후기에는 차이를 보였다. 균 긁기한 후 입상시 습도는 거의 100%에 가까웠고, 버섯 발생 및 생육과정 중에도 습도는 거의 95~100%를 유지하였다. 실제도 농가에서는 가습을 on-off로 조절하고 있었지만 습도센서로 수집한 결과는 전과정이 거의 95~100%의 습도를 유지하였다 (Fig.

후속연구

Lee 등(2017)은 느타리버섯 ‘수한’재배에서 초기에는 거의 빛을 주지 않았고 3~4일차에 17 lux, 이후로는 115~120 lux의 빛을 조사하면서 생육을 진행하였다는 보고와는 많은 차이를 보였다. 이러한 결과는 느타리 품종에 따라 반응하는 광량이 다르다는 것을 알 수 있으며 정확한 자료를 분석하여 스마트팜 생육모델에 적용하면 고품질의 버섯을 생산 할 수 있을 것으로 생각된다.
이러한 결과는 Lee 등(2017)이 느타리버섯 ‘수한’재배에서 입상시 온도는 22°C에서 시작하여 병을 뒤집기 할 때까지 거의 25°C를 유지하고 자실체가 자라서 수확기에 가까워지면 13°C에서15°C를 유지하면서 버섯을 수확하였다는 보고와는 약간의 차이가 있었다. 이와 같이 느타리버섯이라도 품종에 따라 생육환경이 다르므로 고품질의 버섯을 생산하기 위해서는 품종에 따른 정확한 재배환경의 분석이 필요할 것으로 판단된다.
, 2015). 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
	버섯의 생육관리에서 유의해야하는 요소는?	, 2003). 버섯은 품목뿐 아니라 품종에 따라 요구되는 재배환경이 매우 다르며, 일반적으로 버섯에 적합한 생육관리를 위해서는 온도, 상대습도, 이산화탄소농도, 광 등의 관리가 중요하다(Suh et al., 2002; Lee et al.
	스마트팜이란 무엇인가?	스마트팜은 정보통신기술(ICT, IoT)을 이용하여 작물의 파종부터 수확까지 온습도, 이산화탄소, 일조량, 지온 등 생육환경관련 정보와 작물의 초장, 수량, 당도, 엽면적 등 생육특성관련 정보를 데이터베이스화 및 분석을 통하여 작물의 최적 생육관리 모델을 설정하므로 작물의 수량과 품질을 향상시키며, 동시에 에너지, 노동력, 경영비 등을 절감하고 편리한 영농을 할 수 있는 농업경영 방식을 말한다(Choi, 2000; Park, 2000; Carlos et al., 2001; Kim,2002; Kong et al.
	느타리버섯에 적합한 생육관리에서 온도분포와 생산성 요인의 특징은?	, 2016). 느타리버섯 재배사내 온도분포는 위치에 따라 2~5ºC의 편차를 보여 버섯 생육의 균일성에 영향을 미치고, 버섯 생산성에 영향을 미치는 요인으로는 재배사 내부의 온도, 상대습도, 공기흐름, 이산화탄소농도 등 매우 다양하며 이들 요인 중 하나라도 적절하게 조절되지 않을 경우 버섯의 생육 및 품질에 큰 영향을 준다(Yoon et al, 2006). 버섯의 생육과 품질에 절대적인 영향을 미치는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 광 등의 환경을 인위적으로 조절 할 수 있는 버섯 재배사 환경제어장치가 구축되어야 한다.

참고문헌 (13)

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