보고서 정보
주관연구기관 |
국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-03 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201500010263 |
과제고유번호 |
1395034959 |
사업명 |
원예특작시험연구 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010263 |
초록
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Ⅳ. 연구개발결과
제1절 고온기 파프리카 재배환경 개선을 위한 시설 온습도 조절기술 개발
1. 포그처리에 의한 냉방 및 습도조절 효과
여름철에 코이어 배지경에서 대과종 및 미니파프리카의 ‘적색’ 및 ‘황색’ 품종을 공시하여 시설 내 포그에 의한 냉방 및 습도조절에 의한 파프리카 생육을 검토코자하였다. 시설 내 포그 냉방을 처리한 구가 대조구에 비해 2~3℃ 낮았으며 최고온도를 35℃이하로, 그리고 실내습도도 80% 내외로 유지할 수가 있었다. 초장은 포그 냉방을 처리한 구가 대조구에 비해 약간 짧았으며 대과종 및 미
Ⅳ. 연구개발결과
제1절 고온기 파프리카 재배환경 개선을 위한 시설 온습도 조절기술 개발
1. 포그처리에 의한 냉방 및 습도조절 효과
여름철에 코이어 배지경에서 대과종 및 미니파프리카의 ‘적색’ 및 ‘황색’ 품종을 공시하여 시설 내 포그에 의한 냉방 및 습도조절에 의한 파프리카 생육을 검토코자하였다. 시설 내 포그 냉방을 처리한 구가 대조구에 비해 2~3℃ 낮았으며 최고온도를 35℃이하로, 그리고 실내습도도 80% 내외로 유지할 수가 있었다. 초장은 포그 냉방을 처리한 구가 대조구에 비해 약간 짧았으며 대과종 및 미니파프리카 모두 같은 경향을 보였다. 평균과중은 대과종의 ‘쿠프라’, ‘피에스타’ 모두 포그 냉방 처리구가 158~160g으로 대조구보다 무거웠으며 미니파프리카 두 품종도 같은 경향을 보였다. 수량은 냉방을 처리한 구가 대조구에 비해 많은 경향이었고 미니파프리카는 냉방효과가 적었다. 과실의 당도는 처리간에 효과는 없었으나 대과종인‘쿠프라’, ‘피에스타’는 5~6oBx, 미니파프리카의 적색품종은 8.7oBx, 그리고 황색품종은 7.7oBx 정도였다. 열과율은 포그냉방 처리구가 낮았으며 품종 간에는 차이가 없었다. 이상의 결과에서 파프리카의 여름철 수경재배시 시설 내 포그에 의한 온도의 강하와 습도조절이 가능하였으며 그 결과 생육이 양호하며 품질도 좋았다.
2. 도포제처리에 의한 차광효과
여름철 파프리카 수경재배(코코피트경)시 하우스의 외피복재(비닐)에 도포제(페인트)를 처리하여 차광(20~30%)을 해준 결과는 다음과 같다. 도포제에 의한 차광 처리구가 대조구에 비해 시설내 온도가 1~2℃ 낮았다. 초장은 경시적 변화에서 처리간에 차이가 없었다. 과실의 평균과중은 ‘쿠프라’는 144~145g, E499524’(소과종)은 35.7g 내외로 처리간에 차이가 없었다. 주당착과수는 차광처리가 무처리에 비해 쿠프라’는 6개, E499524’(소과종)은 9개정도 많았다. 상품수량은 차광처리가 쿠프라’는 8,926kg/10a, E499524’(소과종)은 5,604kg/10a로 무처리에 비해 각각 24, 32% 증가하였다. 배꼽썩음과와 줄썩음과의 발생율은 차광처리가 무처리에 비해 감소하였다. 과실의 품질에서 과육의 두께와 당도은 처리간에 차이가 없었다.
3. 포그와 도포제처리에 의한 냉방 및 차광효과
여름철 파프리카 수경재배(코코피트경)시 시설 내 냉방 및 습도조절을 위하여 포그+차광+근권냉방처리를 한 결과는 다음과 같다. 포그+차광+근권냉방 처리구가 대조구에 비해 시설내 온도가 3~5℃ 낮았다. 과실의 평균과중은 31.7g 내외로 처리간에 차이가 없었다. 주당착과수는 포그+차광+근권냉방 처리가 무처리에 비해 4개정도 많았다. 상품수량은 포그+차광처리가 E499524’(소과종)은 3,816kg/10a로 무처리에 비해 각각 16, 10% 증가하였다. 배꼽썩음과와 열과 발생율은 포그+차광+근권냉방처리가 무처리에 비해 감소하였다. 과실의 품질에서 과육의 두께와 당도은 처리간에 차이가 없었다.
제2절 고온기 시설 파프리카 생산량 증진을 위한 근권냉방 조절기술 개발
1. 냉각방식에 따른 근권부위 냉방 효율(근권온도) 분석
Air duct 주입식과 XL 파이프 냉수순환에 의한 근권 냉방은 7월과 8월 고온기 3.1~3.6℃ 근권 온도를 하강시켰고, 9월에는 AD 냉방은 2.7℃, XL냉방은 1.0℃ 온도 하강 효과가 있었다. 7월 중 고온기 근권 냉방이 처리되었을 때, AD 냉방은 평균 일평균 26.5℃를, XL 냉방은 27.2℃를 나타내어 무냉방(30℃)에 의해 배지 온도가 3.2~3.4℃ 낮았다. 하루 중 배지 온도가 하강하는 시간은 새벽 5~6시였으며, 냉방에 의한 온도 편차가 가장 낮은 시간은 오후12시~5시였다.
AD 냉방은 XL 냉방에 비해 일평균 온도가 낮았으며, 특히 오후 6시 이후 온도 하강에 효과적이였다. 냉방 방식에 따른 냉방 처리 시간으로 고온기 연속(24시간) 냉방과 야간(17시~03시 냉방) 냉방 간에는 XL 방식은 평균 0.4℃ 차이가 있었던 반면, AD냉방은 0.91℃ 차이가 있어 XL 방식은 야간 냉방, AD 방식은 연속 냉방이 효과적이였다. 배지 깊이별 근권 온도가 냉방방식에 따라 차이를 보여 XL 냉방 하부에서는 9℃, 상부는 3~4℃를 보인 반면, AD 냉방은 2℃내외로 적으며, 덕트가 설치된 상부에서 하부로 갈수록 온도 하강 효과는 적었다.
2. 냉방방식에 따른 파프리카 생리 반응, 착과 및 생리장해 분석
근권 냉방이 처리된 파프리카 잎 광합성율, 기공전도도 및 증산율은 증가하였으며, 냉방 방식에 따른 차이는 없었다. 엽수분포텐셜은 근권냉방 처리시 대조구에 비해 수분포텐셜이 증가하였다. 초장 150cm 이상인 파프리카 하루 중 엽온은 온실 내 온도 증가와 함께 증가하나, 오전과 오후5시에 측정된 엽온 차이가 AD 냉방에서는 1.9~2.3℃인 반면, XL 냉방은 6.3~8℃로 컷다. 즉 AD 냉방은 온실내 공기 유동에 의해 오후 엽온 상승을 지연하여 오후 5시 엽온은 하강하나, XL 냉방은 온실 온도 증가와 함께 증가하는 경향을 나타냈다. AD 근권 연속 냉방은 상대적으로 새뿌리의 발생이 많으면서 잘 발달한 반면, XL 냉방은 뿌리가 짤고 가늘며, 배지하단부의 뿌리 발생이 적은 경향을 보였다.
5) 근권 냉방 방식은 무처리에 비해 개화일을 5~6일 앞당겼으며, 착과수가 증가하였다. 냉방방식에 따른 과실 특성은 차이가 없으나, AD 냉방이 XL 냉방에 비해 상품과수는 많았으나, 상대적으로 비상품과 발생율이 높았다.
3. 덕트를 이용한 근권 냉방에 따른 근권부위 냉방 효율 (근권온도측정) 분석
근권냉방 시간을 달리하여 연속 냉방(24시간)과 야간냉방(17시~01시)하였을 때 고온기(6~8월) 일평균 근권온도가 연속냉방처리는 23.2℃(22.5~23.7℃, 야간냉방처리는 24.1℃(23.3~24.5℃), 냉방을 하지 않은 대조구는 27.9℃(27.5~28.4℃)였다. 덕트를 이용한 근권냉방은 일평균 배지 온도가 3.8℃(야간냉방) ~4.7℃(연속냉방) 하강하여 연속 냉방처리에서 일평균 배지온도가 0.9℃ 낮았다. 덕트를 이용한 근권냉방은 바닥으로부터 40cm(배지부위)와 180cm(식물체 150cm 부위)간에도 온도가 2.3~2.6℃(연속냉방처리), 1.2~2.2℃(야간냉방처리) 하강하였다.
4) 덕트의 위치(통로, 베드 하단)와 송풍구 방향(상향 45°, 수평 180°)에 따른 배지 온도는 덕트를 통로에 설치하고 송풍구를 상향 45°으로 했을 때 근권온도가 하강하는 경향을 보였다.
4. 덕트를 이용한 근권냉방과 급액 방식에 따른 파프리카 생리 반응, 착과 및 생리장해 근권냉방과 급액방식에 따른 파프리카 광합성, 기공전도도 및 증산율은 냉방 처리 4주 후에 차이를 보여 광합성과 기공전도도는 냉방이 처리되지 않은 대조구에서 높았고, 증산율은 연속 냉방 타이머 처리에서 높았다. 근권 냉방 11주 후 이들 요소의 측정값은 오전이 오후보다 높았으며, 광합성과 증산율은 냉방 처리에서 높은 경향을 보였다. 오전7시, 오후 2시, 오후 7시 엽온을 측정하였을 때, 냉방을 하지 않은 대조구는 시간과 위치에 관계없이 28.8~29.3℃로 높았고, 연속냉방처리구의 엽온은 오전 9시와 오후 7시는 24.7℃ ~25.2℃였으며, 오후 2시의 엽온은 29.1~30.3℃였다. 급액 방식에 따른 엽온 차이는 없었으나, 냉방처리구의 엽온은 시간과 위치에 따라 대조구에 비해 온도 하강 차이가 컸다. 타이머로 공급한 배지 함수량은 80± 5 % 범위에 있었으며, 함수량을 조절한 센서처리구의 함수량은 조절 범위(±5%) 범위에 있었다. 근권냉방과 급액 방식에 따른 파프리카 생육은 함수량을 조절한 센서Ⅱ처리에서 초장이 작았으며, 지상부(엽,줄기) 생체중은 냉방을 하지 않은 타이머 급액처리에서 가장 높아 과실로의 분배율이 냉방처리에 비해 작아 영양생장으로 전환되어 재배되었다. 타이머로 급액한 냉방처리구의 평균과중은 175~180g으로 대조구(156g)에 비해 무겁고, 센서처리에서 평균과중은 낮았으나, 당도는 높았다. 연속 냉방 > 야간냉방 > 대조구 순으로 주당 과수가 높았다. 냉방을 하지 않은 대조구의 센서Ⅱ처리에서 상품과율이 가장 낮았으며, 비상품과 중 100g 미만의 소과는 냉방처리에서, 기형과는 냉방하지 않은 대조구에서 높았다. 배꼽썩음과 발생율은 냉방을 하지 않은 대조구에서, 센서로 조절된 급액처리에서 높았다.
5. 덕트를 이용한 근권냉방에 따른 파프리카의 생육
덕트 이용한 근권냉방시 배지 온도는 24.3℃, 근권냉방에 지상부 차광을 동시에 처리하였을 때 배지 온도는 23.2℃로 무처리에 비해 배지 온도가 1.3℃(복합처리)~0.2℃ 하강하였다, 지상부 차광으로 인한 배지 온도하강 효과가 컷으며, 하루중 온도 편차도 근권냉방 단일처리보다 적었다. 근권냉방 또는 근권냉방+차광처리에서의 파프리카 평균과중, 착과수, 주당 과중이 대조구에 비해 높았으며, 근권냉방처리에서 과육두께가 가장 두껍고, 당도는 처리간 차이가 없었다.
Abstract
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1. Innovation of cultivation environment for productivity in summer paprika hydroponics
This study was conducted to evaluate the effects of a fog cooling system and shading agent treatment on growth and yield of large- and small-fruited paprika cultivars in summer season. The temperature inside t
1. Innovation of cultivation environment for productivity in summer paprika hydroponics
This study was conducted to evaluate the effects of a fog cooling system and shading agent treatment on growth and yield of large- and small-fruited paprika cultivars in summer season. The temperature inside the greenhouse was 2~3℃ lower in the treatment of a fog cooling than in the control plot, and it was possible to keep the maximum temperature of below 30℃ and relative humidity of about 80 %. In addition, the shading treatment by a coating agent on the greenhouse covering material was 1~2℃ lower in the temperature inside the greenhouse than that of the control treatment. The temperature inside the greenhouse was 3~5℃ lower in simultaneous treatment with a fog cooling and shading agent than in the control treatment. The average fresh weight of fruit was higher in the treatment of a fog cooling than in control treatment for the large fruited paprika cultivars, ‘Cupra’ and ‘Fiesta’ and similarly, for the small fruited cultivar. The yield per unit area was higher in the treatment of a fog cooling and shading agent than that in control treatment.
2. Development of Root zone cooling control technique for productivity in summer paprika hydroponics
This study was carried out to investigate the effects of root zone cooling and time on root zone temperature and growth of sweet pepper during hot season. Root zone cooling method using cold wind by supplied air duct (AD root zone cooling) and root zone cooling method using XL pipe circulating cooling water (XL root zone cooling) were used in this experiment. Cooling time was set by 24-hour cooling (all-day cooling) and only night time cooling (5p.m to 3a.m, night cooling) in each root zone cooling method.
During the cultivation period, daily root zone temperature of cooling treatments by AD root cooling method and XL root cooling method was 3.1~3.6℃ lower than control treatments of each root cooling method. As a result, all-day cooling treatments of two cooling methods maintained the optimum growth temperature. During sunny and cloudy day, the daily root zone temperature of cooling treatments was 3~5℃ lower in two root zone cooling method than in control treatments. In sunny day (600~700W m-2∙s-1), daily root zone temperature was 26.5℃ in AD cooling and 27.2℃ in XL cooling method. In AD cooling method, temperature differences between control and cooling treatments according to depth of growing media is the largest at the top of media with the value of 4℃. In XL cooling method, temperature differences between control and cooling treatments according to depth of growing media is the largest at the bottom of media with the value of 9℃.
Photosynthetic characteristics, root development, leaf temperature and leaf water potential were affected by root zone cooling methods. Difference leaf temperature between 10a.m and 5p.m was 1.9~2.3℃ in AD cooling and 6.8~8.0℃ in XL cooling method among the cooling time treatment. The first flowering date in the cooling was faster about 4 days than in the control. Also, the number and weight of fruit and thickness of pericarp were increased significantly in order of all-day > night time > control. In two different automatic irrigation methods, soluble solid in FDR sensor treatment was higher than in timer treatment. The above results demonstrate that when applied all-day cooling system, it was help to descend in temperature, and physiology and growth of paprika. However, average fruit weight and yield increased in night time cooling combined shading treatments.
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