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IV. 연구개발결과

1. 수출용 및 국내보급용 파프리카 품종개발(제 1-1 세부과제)

1) 파프리카 세대진전을 통한 계통선발
계통을 조기에 고정하여 순계를 만들기 위해서 세대단축을 하였다. 국내에서는 경남지역의 농가 유리온실을 임차하여 매년 2세대를 재배하여 계통선발하였고 동계기간에는 태국 켄콘에 농가포장을 임차하여 계통선발하였다. 매세대 원예적형질 및 내병성 검정을 하여 100계통 이상을 선발하여 형질을 고정시켰다. 육종재료를 확보하기 위해 매년 새로운 신품종에 대해서는 추가하여 계통분리하였다. 현재

IV. 연구개발결과

1. 수출용 및 국내보급용 파프리카 품종개발(제 1-1 세부과제)

1) 파프리카 세대진전을 통한 계통선발
계통을 조기에 고정하여 순계를 만들기 위해서 세대단축을 하였다. 국내에서는 경남지역의 농가 유리온실을 임차하여 매년 2세대를 재배하여 계통선발하였고 동계기간에는 태국 켄콘에 농가포장을 임차하여 계통선발하였다. 매세대 원예적형질 및 내병성 검정을 하여 100계통 이상을 선발하여 형질을 고정시켰다. 육종재료를 확보하기 위해 매년 새로운 신품종에 대해서는 추가하여 계통분리하였다. 현재까지 F₃~F₁₂세대 179계통을 확보하였고 완전히 고정된 계통은 품종육성을 위한 F₁교배조합 작성에 활용하였다.

2) 분자 마커를 이용한 계통선발
경제성 있는 종자생산을 위해 파프리카에서는 웅성불임성을 이용한다. 웅성불임 분자 마커를 제1-3세부과제 (주)고추와 육종에서 개발하였고 개발된 분자마커는 웅성불임 계통을 선발하는데 활용하였다. 바이러스 내병성 계통을 육성하고자 제1-4세부과제 서울대학교에서 CMV, TMV, Potivirus, PMMoV, 세균성점무늬병 저항성 분자마커를 개발하여 내병성 계통선발에 활용하였다.

3) 약배양을 이용한 순계육성
반수체 육종법을 활용한 약배양은 순계를 조기에 육성하고자 할 때 이용한다. TSWV 병 저항성과 CMV 및 Potivirus 병 저항성 품종육성을 위해 저항성이 들어간 품종간 교배를 하여 후대에서 분리 시킨 후 개발된 분자마커를 이용하여 저항성을 검정하고 저항성을 가진 개체만을 선발하여 약배양을 실시하였다. 약배양에서 얻은 개체는 포장에 전개하여 특성조사를 하고 원예적형질이 우수한 계통은 품종육성에 필요한 양친으로 활용하였다.

4) F₁조합능력 검정 및 품종등록
계통분리와 약배양에서 고정된 순계를 이용하여 F₁교배조합을 작성하였다. F₁ 조합의 조합능력 검정을 위해 과일특성 및 생육특성을 대조품종과 비교하여 조사하였다. 조합능력이 우수한 조합은 품종등록 예비조합으로 정하고 다음 작기에 재 시험하여 우수한 조합을 품종등록하였다. 국내 양액재배용 4개 품종과 중국 수출용 3개 품종을 등록출원하였다. 등록한 품종은 전국 11개 농가에서 실증시험중에 있으며 농가반응을 조사,중에 있다. 농가 실증시험에서 우수한 품종은 판매를 위해 원종증식중에 있다.

5) F₁조합능력 검정 및 품종등록
계통분리와 약배양에서 고정된 순계를 이용하여 F₁교배조합을 작성하였다. F₁ 조합의 조합능력 검정을 위해 과일특성 및 생육특성을 대조품종과 비교하여 조사하였다. 조합능력이 우수한 조합은 품종등록 예비조합으로 정하고 다음 작기에 재시험하여 우수한 조합을 품종등록하였다. 국내 양액재배용 4개 품종과 중국 수출용 3개 품종을 등록출원하였다. 등록한 품종은 전국 11개 농가에서 실증시험중에 있으며 농가반응을 조사,중에 있다. 농가 실증시험에서 우수한 품종은 판매를 위해 원종증식중에 있다.

2. 중국 종자수출용 토경재배용 파프리카 품종 개발(제 1-2세부과제)

1) 성능검정시험에서 우수한 성적을 보인 적색계의 MRG분리계/CPR분리계 조합을 “하나-알1호” 로 품종보호출원(출원번호: 출원2012-497)을 신청하였다. 상기 품종은 중국 현지시험에서 대비종인 “스페샬” 에 비하여 토경재배에서 대비종에 비해 대과이며 저온착과력 및 연속착과력이 우수하고 과형변이가 적어 이후 중국 토경재배 지역의 지출이 가능할 것으로 기대된다.

2) 성능검정시험에서 우수한 성적을 보인 주황색계의 VLTI분리계/PRSDT분리계 조합을 “하나-오1호” 라 명하고 품종보호출원(출원번호: 출원2012-496)을 신청하였다. 상기 품종은 대비종인 “오렌지글로리” 에 비해 초세가 강하여 후기까지 수량이 많으며 저온착과력 및 연속착과력이 우수하고 과형변이가 적어 현재까지 황색과 적색의 파프리카가 주류인 중국시장에 진출할 경우 새로운 시장의 개척이 가능할 것으로 생각된다.

3) 한국, 태국, 중국현지 포장을 이용한 계통선발 --> 조합작성 -->현지시험 --> 결과feedback --> 계통선발의 shuttle breeding system을 구축하여 품종개발 연한 단축 및 효율성을 높였다.

3. 웅성불임을 이용한 파프리카 F₁ 종자 생산 체계 확립 (제 1-3세부과제)
본 연구에서는 파프리카 웅성불임성과 연관된 분자표지를 개발하기 위하여 BSA-AFLP 방법을 사용하였는데, 최종적으로 5개의 AFLP 다형성 밴드를 찾을 수 있었다. 그 중 하나인 Egat/Mcgg 조합의 AFLP 다형성 밴드를 CAPS 분자표지 (codominant cleavage amplified polymorphic sequence)로 전환하여 이 분자표지를 PmsM1-CAPS라 명명하였다. 이 분자표지는 파프리카 웅성불임 유전자(msp gene) 과 2-3cM 정도 떨어져 있는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 개발된 PmsM1-CAPS 분자 표지는 다양한 상용 파프리카 ( ‘Derby’ ‘Fiesta’ ‘Helsinky’ 및 ‘Mirage’ ) F2 집단에 이용될 수 있었다.
또한 본 연구에서는 시판되고 있는 8개의 파프리카 품종 ( ‘Special’, ‘Debla’, ‘Plenty’, ‘Fiero’, ‘Boogie’, ‘Fiesta’, ‘Derby’ 및 ‘Minibell’)을 사용하여 이들의 유전자적 웅성불임 유전자가 같은 것인지 다른 것인지를 확인하기 위하여 반이면교잡(half diallel cross)를 수행하였는데, ‘Minibell’ 을 제외한 나머지 7개의 파프리카 품종은 같은 유전자적 웅성불임을 사용하였다는 것을 알아냈다. 또한 어떤 종류의 유전자적 웅성불임 유전자인지를 확인하기 위하여 세 종류의 유전자적 웅성불임 계통 (GMS3, GMSP 및 GMSK)에 교배하여 대립유전자 검정을 수행하였는데, ‘Minibell’ 은 msk 유전자를 사용하였고, 나머지 7개의 품종은 msp 유전자를 사용하였다는 것을 알아냈다. ‘Minibell’ 품종에서는 기 개발된 GMSK-CAPS 분자표지를 사용할 수 있음을 확인하였고, 'Fiesta’ 및 'Derby’ 품종에서는 PmsM1-CAPS 분자표지가 사용될 수 있음을 확인하였다. 또한 ‘Plenty’, ‘Fiero’ 및 'Boogie’ 품종 등에 사용할 수 있는 새로운 분자표지 PmsM2-CAPS를 개발하였다. 이들 분자표지는 새로운 파프리카 웅성불임 (모계) 계통 및 품종 개발에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

4. 분자육종 기술을 이용한 복합 내병성 파프리카 계통 육성 (제 1-4세부과제)

1) 병 저항성 분자표지 체계 구축
PMMoV, TSWV, Potyvirus, CMV, 세균성 점무늬병 분자표지를 개발하거나 기개발 된 분자표지의 분석기술을 확립했다. agarose gel based 분자표지인 경우는 real-time based 분자표지로 전환했고, 매 연차마다 보다 가까운 분자표지를 수집하거나 개발했다.

2) CMV&Potyvirus 복합 저항성 계통 육성
ZHC로부터 CMV 저항성 유전자 Cmr1을 도입하고, Dempsey로부터 Potyvirus 저항성 유전자 pvr12를 도입했다. 분자표지를 이용하여 BC2F2 세대에서 병 저항성을 고정했고, 그 이후 세대 진전을 통해 원예적 형질이 우수한 4개의 계통을 선발했다. 이 가운데 2개의 계통은 품종보호출원을 신청했다.

3) 타 세부과제 분자표지 분석 지원
타 세부과제에서 육성중인 계통의 TSWV, PMMoV, 세균성 점무늬병 병 저항성을 구축한 분자표지를 이용하여 유전형을 분석하고, 그 결과를 타 세부과제 전달해 선발에 이용하도록 했다.

5. 선발계통과 신품종의 특성평가 및 병 저항성 검정 (제 1-5세부과제)
1) 시판 F1 품종의 과실특성과 선발계통의 생육특성 : 시판 F1 품종은 Special, Cupra, Fiesta, Maserrati, President, Valentain (Enza Zaden Co.), Plenty, Derby, Mirage(De Ruiter Co.), Debla, Jirisan, Helsinky, Boogie(Rijk Zwaan Co.), FieroCSingenta Co.) 과 시교종자인 9253 (Seminis Co.) 등에 대해 숙과색, 광택, 모양, 꼭지, 깊이, 골깊이, 배꼽깊이, 꼭지색, 과중, 꼭지길이, 꼭지굵기, 과장, 과경, 과육 두께, 심실수 등을 조사하였다. 선발 우량계통에 대한 생육조사는 F3~F5세대까지 세대진전과 우수계통 선발이 순조롭게 진행되었고 기존품종 특성 검정은 품종비교를 위한 자료로 활용 가능하였다.

2) 파프리카 F1 계통을 대상으로 PepMoV에 대한 저항성 검정을 실시하였다. 바이러스 조사는 접종 1주일 후부터 최종 30일까지 조사한 후 ELISA법으로 검정하였다. 거의 대부분 품종에서 PepMoV에 감수성을 보였으나, Jirisan 품종에서는 저항성을 보였다. PepMoV에 저항성은 Capsicum annuum L. cv. Avelar에서 보고되었다 (Zitter와 Cook, 1973; ) 또한 저항성 유전자는 pvr3로 밝혀졌다 (Murphy 등, 1998). 따라서 저항성으로 검정된 Jirisan 품종에 대한 육종원으로의 가능성에 대한 지속적인 연구를 추진해야 할 것이다.

6. 네덜란드와 우리나라의 생산성 차이 원인 극복 기술 개발 (제2-1 세부과제)
1) 네덜란드와 우리나라의 생산성 차이 원인분석
〇 시설내부의 광투과율이 우리나라가 네덜란드 비해서 낮아, 동일한 외부광도, 광량이더라도 단위면적당 생장률이 우리나라 파프리카 농가들이 낮다.
〇 네덜란드보다 한국의 연평균 광량은 30% 높고, 네덜란드는 한국에 비해 일출 후 광도증가율이 낮아 시설내부의 온도증가율 한국보다 낮았다.
〇 한국의 파프리카 재배는 지상부 및 근권부 환경 요인들에 대한 균일한 관리, 외적환경요인(광도, 광량, 온도, 풍속, 풍향, 강우)들의 변화에 대한 능동적 대응이 필요하다.
〇 한국의 온실에서의 급격한 온도, 습도, CO₂ 농도, 내부의 공기유동 및 온실내외부의 공기 교환 등 재배안정화를 위한 시설내부 안정적 환경관리가 잘되고 있지 않고 있다.
〇 한국의 경우 엽면적지수 확보를 위한 정지작업을 늦추는 일이 많고, 주당 줄기와 측지 수가 많고 첫 정지를 늦게 하여 초기의 도장과 고온과 저광환경 하에서 낙화률이 매우 높아져 수량도 감소된다.
〇 네덜란드의 경우 작물관리가 작물의 생육속도에 맞게 일정한 관리가 되고 있는 반면 대부분의 국내 파프리카 농가의 경우 숙기에 따른 수확 지연도 종종 발생되고 있다.
〇 지상부 환경변화에 대한 적극적인 근권환경 관리가 필요하며, 한국의 경우 외적인 환경변화에 상관없이 근권부 함수율 낮춰 EC를 높이고, 높은 급액 EC, 급격한 급액량과 폐액량의 감소, 급액시간과 종료시간의 연장과 단축 등 근권부 극심한 환경변화를 초래하여 착과율이 감소되며, 그룹간의 수확량의 차이가 많다.
〇 불균일한 온도 관리는 불균일한 작물생육 결과를 초래하기 때문에 계절적인 과실 숙기와 과실의 건물함량의 편차가 크게 나타났다.

3) 파프리카의 각 기관별 동화산물 분배 모듈을 이용한 생산량 예측 프로그램 개발
〇 국내 파프리카의 재배 기간동안 동적 건물생산량 조사를 위한 주기적인 파괴조사 및 결과 분석
- 저광기에 인공광원의 추가 조사는 생산성은 2배 정도 높였으며, 착과율 및 착과량과 단위면적당 수확량을 높이는 효과가 매우 컸다. 단위면적당 착과율은 각 기관의 동화산물의 분배 패턴을 다르게 하였으며, 고압나트륨 등의 처리에서의 과실로의 분배된 동화산물의 비율이 거의 78%까지 유지할 수 있었다.
- 단위면적당 LED의 처리가 엽면적지수가 대조구에 비해 높게 나타났으나, 단위면적 당 건물생산성은 LED처리구에 비해 낮았다. LED 처리구의 단위광량당 건물생산 성은 대조구에 비해 12.5%가 낮았기 때문이라 사료된다.
- 단위면적당 엽면적의 증가는 생산성의 증가에 기인하였으며, 조사된 결과값과 기상 자료는 시뮬레이션 모델 검증에 주요한 자료로 활용이 가능할 것이다.
- 외줄기 재배에서는 둘 주기 재배 보다는 상대적으로 일찍 착과를 시킬 수 있었다. 반면 파르리카의 외줄기 재배는 단위면적당 육묘용큐브 및 종자 비용과 육묘관리 비용이 두줄기 보다 더 많이 소요된다.
〇 파프리카 생장량 예측 시뮬레이션 모델 검증
어져스트 모델의 경우 건물의 증가량에 따라 유지호흡량이 비례적이지 않고 작물의 신진대사 작용이 건물중 당 호흡량이 증가하는 것이 아니라 지수 함수적으로 감소 한 것으로 가정한 모듈을 이용하면 측정값과 시뮬레이션 한 결과 값과 근사치를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 표준 모델보다는 어져스트 모델의 결과값이 측정값에 더 맞는 모델이라 정의 할 수 있었다.
〇 파프리카 생과중 예측을 위한 건물함량 모듈개발
고압나트륨등을 착과 이후부터 외부 광도에 관계없이 하루 16시간 조사한것과 보광등을 사용하지 않았던 대조구의 생과중과 건과중의 회귀분석한 후 회귀식의 기울기를 건물함량으로 추정하였다. 고압나트륨등 하에서 수확된 과실의 건물함량은 8.57%, 대조구도 유사한 8.56%로 처리간의 유의성은 나타나지 않았다.
〇 파프리카의 각 기관별 동화산물 분배 모듈을 이용한 생산량 예측 프로그램 개발
측정한 건물생산량과 시뮬레이션한 단위면적당 총건물생산량과 과의 건물생산량의 비교에서 표준 모델의 경우 측정값을 과소평가 하였으며 작물의 무게에 유지호흡량은 비례하지 않고 기존의 건물생산량이 높은 경우 작물의 신진대사작용이 낮아져 상대생장율이 낮은 조건에서는 유지호흡이 더 이상 비례하지 않고 작물의 무게에 대한 포화도를 나타내기 때문에 유지호흡량과 부의 지수함수를 이용하여 보정한 Adjusted model의 경우 (Huevelink, 1996) 주정된 총 건물생산량과 거의 일치하였다. 또한 건물분배 모듈을 이용한 계산된 각 기관별 건물분배율을 입력하여 시뮬이션 결과도 측정값과 추정값이 거의 동일 하였다

4) 파프리카 과실의 포텐셜 생산량 추정을 위한 컴퓨터 시뮬레이션
〇 산란광 투광율에 따른 파프리카의 생산량 차이 분석: 산란광 투과율 10-80%
〇 주간 이산화탄소 농도에 따른 생산량 차이 분석: CO2 ：200-950ppm
〇 조도와 생산성은 비례관계를 가지는 것과 마찬가지로 1ha 필요한 조도에 도달하기 위해 600W 램프의 설치개수는 원하는 lux에 계수값 0.1281 을 곱하면 1ha 당 필요한 개수를 산출 할 수 있었다.

5) 우리나라와 네덜란드의 생산량 차이 극복기술
〇 지상부 및 근권환경개선을 통한 선도농가의 생산성 증대
2009년 작기보다는 2010년도 작기에 비해 액화탄산가스의 사용량을 감소시켰으며 탄산가스 비용 절감효과를 얻었다. 2009년 1ha 당 평균 일일 액화탄산가스 공급량은 437.94kg이며, 2010년 평균 공급량은 393.66kg으로 2010년 액화탄산가스 사용량을 10% 감소시킬 수 있었다. 생산비는 1ha당 7.7백만원의 감소시킬 수 있었다.
〇 초저녁 온도 관리가 파프리카 생육 및 생산성에 미치는 영향
초저녁의 저온처리는 주야간온도 편차를 증가시켰으나, 파프리카의 초장에 영향을 미비하게 주었다. 반면 과실의 건물중은 초저녁 온도처리구에서는 대조구에 비해 26.5%를 증가하였기 때문에 과실로의 동화산물의 분배가 대조구에 비해 더 높은 것을 알 수 있었다.

7. 파프리카의 시설별 지상부 최적 생육환경 조건 개발(제2-2세부과제)
1) 파프리카 재배 현장(농가)의 환경 관리 수준 및 생산성 조사 분석
파프리카 재배 농가별 온실에서는 모두 광량에 의한 내부 온도 차이와 생산량 차이를 나타내었다. 농가 간 동일한 광량에 따라 생산량은 최고값에 대비 최소값은 60% 차이를 보였다. 이는 광이용효율의 차이에서 오는 것으로 나타났다. 그리고 농가들 중 피복재 종류(유리, 플라스틱필름) 에 따라 투광율, 일몰전후 온도 증감, 광이용효율, 그리고 이에 따른 건물생산량 등에서 차이를 나타내었다. 특히 플라스틱필름온실 농가와 유리온실 농가 간 생산량의 차이는 투광율, 호흡량 등에서 기인한 것으로 판단된다.

2) 파프리카 생산성 증대를 위한 온실 최적 환경 관리 모델 개발
일출 직후 3시간 동안 시간당 온실 내부의 상승 온도는 플라스틱필름 온실에서 2배나 높았으나, 일몰 직전 3시간 동안에는 두 온실에서 유사한 수준이었다. 일평균온도, 주야간온도차, 일평균수분부족분 등은 유리 온실에서 낮았고 그 편차도 작았다. 단위면적당 CO₂ 공급량도 유리 온실에서 1.5배나 많았다. 단위면적당 배양액 공급량은 유리 온실에서 36% 정도 적었으나 작물로의 배양액 흡수율은 큰 차이를 나타내지 않았다. 암면 배지의 pH 및 EC는 유리 온실에서 다소 높았으나, 공급 배양액 EC와 암면 배지 EC 간 차이는 크지 않았다.
외부광량에 대한 작물의 배양액 흡수율은 유리 온실에서 크게 영향을 받았으나 수분부족분은 적게 받았다. 두 온실 모두 일평균온도에 대하여 야간온도보다는 주간온도의 영향이 컸고, 일평균온도는 야간수분부족분에 영향을 주었다. 주간온도 및 일평균온도는 작물의 배양액 흡수율에 영향을 주었는데 온도가 증가할수록 유리 온실에서는 상승하였으나 플라스틱 필름 온실 에서는 감소하는 경향을 나타내었다.
주간 평균 잎의 면적이 유리 온실에서 많았던 것을 제외하고는 잎의 생체중, 건물중, 건물률 등은 두 온실 간 차이를 나타내지 않았으나, 그 편차는 유리 온실에서 작았다. 잎의 호흡량, 최대 광합성률, 광 이용 효율 등은 유리 온실에서 높은 경향이었다. 주간 평균 줄기 직경은 유리 온실에서 적었던 반면 과실 직경과 단위면적당 생산량은 높게 나타났다. 특히, 잎의 면적이 증가할수록 과실 직경은 유리 온실에서 3배나 높게 증가하는 것으로 나타났다.
내부 온도가 증가할수록 잎의 온도는 유리 온실에서 더 높게 증가하였으나, 야간온도가 증가할수록 잎의 면적은 두 온실 모두 감소하는 경향이었다. 야간수분부족분이 증가할수록 과실 직경은 유리 온실에서 더 많이 증가하였다.
줄기 직경의 누적량은 외부광량의 단위 누적량에 따라 유리 온실에서 적었으나, 과실 직경과 생산량은 각각 1.7배와 1.3배 정도 많았다. 주간온도, 주야간온도차, 잎의 온도 등에 따라 누적 생산량은 유리 온실에서 각각 1.7배, 1.7배 및 1.5배 정도 많았다. 일평균 및 주간 수분부족분에 따라 생산량은 유리 온실에서 각각 1.8배와 2.2배 정도 많았다. 또한 잎의 건물률에 따라 생산량은 유리 온실에서 많았다. 그러나 작물의 배양액 흡수율에 따라 생산량은 차이를 나타내지 않았다.

3) 파프리카 재배 온실의 외부 환경 변화에 따른 내부 환경 변화
착색단고추가 재배되고 있는 유리 온실과 플라스틱필름 온실을 대상으로 내부 온•습도 변화 및 식물체 생육의 차이를 알아보고자 수행하였다.
재배 기간 동안 일평균 내부온도는 두 온실 간 차이를 나타내지 않았으나, 그 변화폭은 플라스틱필름 온실에서 심하였다. 그리고 온실 내 수분부족분은 유리 온실에서 4.3g·m^-2, 플라스틱필름 온실에서 5.6g.m^-2로 플라스틱필름 온실에서 더 많았다. 외부 광 1w에 대한 내부 온도 변화는 유리온실보다 플라스틱필름 온실에서 2배정도 빨리 증가하는 경향이었다. 특히, 이러한 차이에는 일몰 전•후보다 일출 후 초기의 온도 차이가 가장 크게 영향을 주었다. 이에 따라 플라스틱필름 온실보다 유리 온실에서 잎의 생육 및 광합성 산물 생산율이 더 높았고, 생산성도 80% 정도 더 높았다. 이로 보아 유리 온실 대비 플라스틱필름 온실의 생산성을 다소 높이기 위해서는 일출 직후에 내부 환경의 집중적인 관리가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

4) 온실 내 위치에 따른 내부 환경 차이 및 파프리카 생산성 차이
과채류의 생산에 있어 온실 내 생육환경의 최적화는 매우 중요하다. 국내에서 파프리카는 연중 시설에서 재배되고 있으며 수출주요 작물로서 자리 매김하고 있다. 한편, 파프리카의 연중 재배생산량은 그 재배시스템이 비슷한 네덜란드의 생산량에 비해 여전히 낮은 실정이다. 본 연구에서는 온실 내부의 생육환경 차이가 파프리카의 생육과 과실의 생산에 미치는 영향을 알아보고자 파프리카 적색계 품종인 ‘Cupla’를 공시하여 동일한 재배조건으로 관리된 유리온실에서 12주 동안 시험 재배하였다. 온실내부의 위치별 중앙과 북측으로 나누어 지상부 온도와 근권부의 온도를 비교한 결과 지상부의 온도는 일평균 1.6 °C 정도가 중앙이 높게 관측되었으며, 근권부의 온도도 중앙이 북측부보다 2.21 정도 높게 유지됨을 확인하였다. 이러한 온실 내 위치별 온도편차는 파프리카의 생육에 영향을 미쳤으며 초장, 절간수, 경경 등의 생육이 중앙이 유의성 있게 높게 나타났다. 정식 12주 후 초장은 중앙에서 153cm로 북측 127.2cm보다 약 26cm길었으며, 절간수는 2개 많은 것으로 나타났다. 분지아래의 경경 또한 1.5mm 두꺼운 것으로 나타났다. 온실의 위치별 누적온도의 편차는 시간의경과에 따라 더 커졌으며 이는 초기의 생육보다 중기의 생육의 차이를 더 크게한 원인으로 해석되었다. 또한 광합성효율도 생육중기에서 더 높게 나타나 당의 축적과 분배에 영향을 미친 것으로 사료되었다. 수확된 상품과의 수량도 중앙에서 49.1개로 북측의 40.5개에 비해 20% 정도가 증대되었다.

5) 온실 내 온습도 관리 차이에 따른 파프리카 생육 변화
DIF 관리의 차이를 갖고 있는 농가 간에 정식 후 초기 건물중에서 차이를 뚜렷히 나타내었다. 또한 엽면적과 과실 비대에 있어 DIF 관리 차이가 영향을 주었다. 생장상을 이용한 DIF 처리 시험에서 정식 후 초기 DIF -6 °C 처리에서 엽면적 저조, 엽색 열음, 화아 형성 저조가 나타났다. 후기 (11 주 후)에도 DIF -6과 0°C처리에서 초장 및 절간장이 짧았고, 화아형성이 낮았다. 처리 13주 동안 DIF -6°C에서 초장, 엽면 적, 건물중이 저조하였고, DIF 3°C처리에서 높은 경향이었다. 생장속도 및 상대생장율도 DIF -6 처리에서 낮았고, DIF 0°C처리에서 상대생장율이 가장 높게 상승하는 경향을 보였다. 특히, 엽면적에 대한 주야간온도차의 회귀모형을 그려본 결과, DIF 21： 기준으로 1°C 상승시 마다 엽면적 20cm²/plant의 배수로 감소하였다.
일평균 습도 관리 수준이 다른 두 농가간에는 주간습도 수준이 크게 차이를 나타내었고, 엽면적, 과실비대에서도 습도 관리 차이가 영향을 주었다. 3처리의 습도 수준을 처리한 시험에서 정식 후 초기 RH 63% 처리에서 RH75%와 RH 83%에 비해 엽면적 및 분지발생이 늦은 경향이었다. 정식 후 후기 (13주째)에는 가장 높은 RH 83% 처리에서 화아형성 및 이후 과실 생장 및 착색이 늦었고, RH 75% 처리에서 착과력이 가장 좋았다. 그리고 초장은 높은 습도일수록 높았고, 엽면적은 RH 75% 처리에서 급변하지 않고 일정하게 증가하였다. 또한 RH 75% 처리에서 영양 및 생식 생장의 패턴이 뚜렷하였고, 조사기간 동안 75% 처리에서 생장(건물생산) 속도가 빨랐다. 과실로 이동되는 건물은 RH 75%에서 가장 잘 분배가 되었지만, 다습 조건인 RH 83% 처리에서는 과실로의 건물분배가 적었다. 습도 관리 차이와 이에 따른 엽면적에 대한 회귀 모형은 RH 1% 상승 마다 30cm²/plant 증가하는 경향이었다. 그리고 건물중은 RH 72%를 기준으로 1% 증감 시 평균 0.3g/plant 감소하는 경향이었다.

6) 온실의 현대화(측고 개량)에 따른 내부 환경 변화
일평균 외부누적광량은 4.0m 벤로형 유리온실과 5.5m 벤로형 유리온실에서 각각 1,400J·cm^-2와 1,340J·cm^-2로 두 온실의 일평균 외부누적광량의 차이는 적었다. 측고 4.0m 및 5.5m 벤로형 유리온실에서 각각 일평균 온도는 23.1°C 와 23.3°C, 주간평균 온도는 25.0°C와 25.1°C로 나타났다. 대부분의 내부 온도 요인들은 큰 차이를 나타내지 않았으나 야간 설정온도 대비 야간 온도차는 4.0m 벤로형 온실에서 컸다. 측고 4.0m 및 5.5m 벤로형 유리온실에서 일평균 수분부족분은 3.4g·m^-3, 4.5g·m^-3로 5.5m 벤로형 유리온실의 시설 내부 평균 수분부족분이 높게 관리 되었다. 주간평균 수분부족분과 야간 평균 수분부족분은 각각 4.3g·m^-3 와 5.2g·m^-3, 2.5g·m^-3와 1.3g·m^-3로 5.5m 벤로형 온실에서 컸다.
측고 4.0m 및 5.5m 벤로형 유리온실에서 주간 생장 길이는 광량 1MJ·m^-2 상승시 각각 0.403cm와 0.553cm로 측고가 높은 온실이 1.37배 높았으나 일평균 적산온도에 의해서는 차이를 나타내지 않았다. 누적생산량은 광량 lMJ.nT2 상승시 각각 0.031kg·m^-2와 0.04kg·m^-2로 5.5m 벤로형 유리온실이 약 1.3배 높았다. 일평균 적산온도 1°C 상승시에는 각각 0.022kg·m^-2, 0.020kg·m^-2로 4.0m 벤로형 유리온실이 조금 높게 나타났다.

8. 우리나라 환경에 적합한 온실 환경제어 시스템 및 프로그램 개발(제2-3세부과제)
1) 비닐 온실에서 주로 이용되는 권취식 환기창 제어를 위한 다량의 개폐모터를 개별 제어함으로써 정밀제어 실현이 가능하도록 하였으며 이에 필요한 모터 개별제어 알고리즘을 개발하였다.
2) 차광, 보온스크린 제어를 위한 알고리즘 개발
: 외기온도, 광도, 실내온도, 습도를 고려하여 스크린의 개폐방법, 개폐시기, 개폐범위를 제어하여 최적의 보온과 차광이 가능하도록 구현하였다.
3) 환기온도 및 난방온도 설정을 위한 제어 알고리즘 개발
: 일사와 누적일사량, 실내습도를 실시간으로 모니터링하여 환기 및 난방온도 설정값을 반영함으로써 최적의 생육환경을 제공할 수 있도록 제어 알고리즘을 개발하였다.
4) CO₂ 사용을 위한 제어 알고리즘 개발
： 일사량에 따라 CO₂ 공급량을 조절함으로써 CO₂ 낭비를 줄이고 생육속도에 적합한 CO₂ 농도를 제어할 수 있도록 알고리즘을 개발하였다.
5) 온실환경 제어센서 계측값과 작동기기의 개도값 모니터링
: 각 구역별 센서 계측값과 작동기기의 개도값을 통합하여 모니터링할 수 있는 데이터베이스를 구축하였다.
6) 공급양액의 EC, pH 변화 모니터링
: 공급양액, 배액의 EC센서, pH센서 모니터링을 위한 모듈을 개발하였고 이를 통한 모니터링을 구현하였다.
7) 설정값 저장 프로그램 개발
: 설정값 변경시마다 일별 데이터 저장 및 불러오기가 가능하도록 하였으며 사용자의 이용 효율성을 증대하였다.

9. 파프리카 근권환경 최적화를 위한 함수율 조절 장치 개발(제2-4세부과제)
1) 실시간 배지 (슬라브) 함수율 변화 및 작물 증산량 측정 시스템 구축
2) 광 및 온습도 변화에 따른 배지 함수율 및 작물의 증산량 분석
3) 배지 함수율 처리에 따른 파프리카 작물의 생육 영향 분석
4) 배지 함수율 조절개념 정립과 배지의 배액 특성 및 중량법과 TDR법의 수분함량 특성 분석
5) 적산 일사량 제어시 환경조건 및 급배액 특성에 따른 생육단계별 증산량 추정
6) 파프리카 생육 정보 추정 및 생육 파악
7) 생육환경 정보를 이용한 관수 시스템 배지 함수율 및 증산량 추정 모듈 개발
8) 관수 제어 모듈을 이용하여 중량 변화 측정을 통한 식물체의 증산량 추정
9) 생육환경 변화와 생육단계에 따른 관수량 주정
10) 환경요인, 관수정보, 배지특성에 따른 배지 함수율 측정 및 작물 증산량 추정
11) 배지 함수율, 배액율과 증산량을 고려한 관수 제어 알고리즘 개발
12) 환경정보, 배지특성, 생육단계를 고려한 관수, 배지 함수율 조절 기술 개발 및 모듈 제작
13) 실시간 배지 함수율 (슬라브수분) 변화와 작물의 증산량 정보 획득을 위한 시스템 개발
14) 외부 광도 및 내부 온습도 변화에 따른 배지 함수율 변화와 작물의 증산량 추정 모듈 개발
15) 작물의 생체 정보와 근권환경 정보를 이용한 함수율 조절 장치 및 운영 소프트웨어 개발

10. 파프리카 주요 병해충 방제 농약의 안전사용 및 잔류농약 클레임해소방안 (제 3-1 세부과제)
1) 파프리카에 등록된 140여종의 농약 품목 중 설문을 통해 현재 농민들이 주로 사용하는 단제, 합제 (21 성분 43품목) 살포한 후 과실에 잔류하는 농약을 생산단계에서 잔류 분석하여 그중 살충제 14성분, 살균제 7성분의 초기 부착량 분석, 생물학적 반감기 산출 및 생산단계 잔류허용 기준을 설정 [그림 3-1, 2], [표 3-2, 4].하여 수확 전 잔류문제 발생을 미연에 방지할 수 있는 근거 자료 수립.
2) 여름철과 겨울철 잔류특성 구명을 위해 살균제 2성분 3품목, 계절별 살포처리 횟수별 살균제 3성분, 살충제 3성분에 대해 계절별 잔류시험을 한 결과 일사량이 적고 온도가 낮은 겨울철에 잔류농도가 높고 잔류지속기간이 긴 것을 확인하여 계절별 농약 사용량/빈도를 조절하는 기초적 살포방법 근거제공 및 추천[그림 3-3], [그림 3-11, 12].
3) 8성분 12종의 살균제를 살포한 파프리카 잎에 잿빛곰팡이병을 비롯한 5종의 병원균에 대하여 생물활성 검증을 통한 약효 지속기간을 확인하여 살포간격 및 농도조절 기초자료 수립, 추천 [표 3-1 이, [그림 3-12, 13].
4) 육묘 및 정식초기 해충방제를 위한 근부캡슐처리 연구를 통하여 처리 후 60일 이상담배가루이, 총채벌레, 진딧물에 대한 약효지속기간 확인, 천적에 대한 독성 및 약해 시험을 통한 적용 가능성과 우수성을 검증[그림 3-15, 16].
5) 해충 밀도가 높은 파프리카 온실에 입제제형의 네오니코티노이드 살충제를 근부 캡슐처리하여 엽면살포, 관주살포, 관행살포 등과 비교하여 잔류농도가 낮으면서 진딧물에 대한 약효가 우수함을 확인 [그림 3-5, 6, 7, 8, 9],
6) 흰가루병 방제를 위해 개선된 난황유 제조 방법의 사용으로 악취 및 얼룩발생 등을 보완하고 유황수와의 혼용으로 보다 더 효과적인 흰가루병 방제방법 개선/효과 증진법 개발[그림 3-21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28]
7) 병해충 진단키를 개발하여 재배시기별 주요발생 병해충 사진 자료 수집을 통하여 Fact Sheet를 database화를 통한 보급으로 농가발생 병해중 판단 가능.
8) 농약안전사용 교육(10회) 및 5종의 책자제작(2권 ISBN 번호 등록)/보급, 1종의 e-book을 파프리카 생산자자조회 홈페이지 (www.paperika.or.kr) 게재를 통하여 안전한 농약사용과 병해충 방제의 중요성을 교육, 홍보 [그림 3-29].
9) 콜레마니진디벌을 비롯한 주요 사용 천적 8종에 대하여 안전한 농약을 선발하여 화학농약과 사용 병행한 효율적인 천적 사용방법 적용이 가능[표. 3-10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17].

11. 파프리카 작물의 천적 (생물적)방제 프로그램 개발 및 천적에 사용 가능한 선택적 농약선발 안전사용 설정 (제3-2세부과제)
1) 가루이류, 총채벌레류, 진딧물류 해충에 대하여 온실 내 해충밀도에 따른 방제 천적 (지중해이리응애, 황온좀벌, 미끌애노린재, 콜레마니진디벌, 호랑풀잠자리)의 방사량 및 방사시기를 설정하여 천적사용 농가 적용 [표 3-18, 21, 22].
2) 가루이류, 총채벌레류, 진딧물류 천적 8종에 대하여 안전한 살충제(급성 독성 및 잔효독성)를 선발하여 천적과 화학농약의 조화로운 사용이 가능 [표. 3-10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17].
3) 안전한 농약의 선발을 통한 leaf-disk 실험 및 foliar spray 실험을 통한 포장 안전성 검증

(출처 : 본보고서(TRKO201800001069) 요약문 17p )

Abstract ▼

IV. Results and conclusion of the research

1-1. Development of paprika cultivar for export and domestic supply.

1) Line selection using advanced generation of paprika
we carried out shorting of generation to make pure-line early.
In korea, we selected lines in leased glasshouse o

IV. Results and conclusion of the research

1-1. Development of paprika cultivar for export and domestic supply.

1) Line selection using advanced generation of paprika
we carried out shorting of generation to make pure-line early.
In korea, we selected lines in leased glasshouse of Gyeongnam area, performing double cropping every year. In the winter, we also selected the lines taking on lease field of farmhouse in khonkaen, Thailand. So, we selected more than 100 lines through evaluation of horticultural characters and disease-enduring of the lines every generation and fixed characters of the lines. To secure materials of breeding, we carried out line separation with new varieties every year. So far, we obtained the 179 lines (F₃ 〜 F₁₂ generation). Among the rest, the completely fixed lines were used for F₁ cross combination.

2) Line selection using molecular marker
On paprika, male sterile is required for economical efficiency of seed production. 고추와 육종 Co., Ltd. developed male sterile molecular marker in sub-project 1-3. This molecular marker was used as selecting male sterile lines. Seoul National University developed resistance molecular markers for CMV, TMV, Potivirus and PMMoV and utilized them for selecting disease-enduring lines.

3) Breeding of pure lines using anthur culture
Anthur culture, haploid method of breeding, can be used as breeding of pure-lines in a short period of time. To breed resistant variety for TSWV, CMV and Potivirus, cross between varieties with resistant character was carried out. After the lines was separated, the individuals with disease resistance were selected using molecular markers and performed for anthur culture. The individuals through anthur culture were evaluated in field. The lines with excellent characters were used as parent for variety breeding.

4) Test of F₁ combining ability and variety registration
We made F₁ cross combination using pure-lines, which were from line separation and anthur culture. We evaluated the cross combination, compared with check variety, for testing of the F₁ combining ability. We decided the excellent F₁ cross combination as preliminary variety registration. As these varieties were reinvestigated, the excellent F₁ cross combinations were registered. We registered 4 varieties for domestic nutrient solution culture and 3 varieties for exporting to China. The registered varieties are testing in the 11 farmhouse of the country. For the excellent varieties in farmhouse test, foundation seed of the varieties are being increased for sale.

1-2 Devdcpment of sweet pepper varieties for soil culture in Chinese and South Asian market

1) MRG/CPR combination (red color) showed high performance in local test, so this F1 was applied for PVP with "Hana-R No.1". This variety is expected to be launched to soil culture market in China with big sized fruit, good cold setting, and high fruit shape stability compared to control variety "Mandy".

2) VLTI/PRSDT (orange color) combination showed high performance in local test, so this F1 was applied for PVP with “Hana-O No.1". This variety is expected to be launched to soil culture market in China with big sized fruit, good cold setting, and high fruit shape stability

3) Shuttle breeding system was built through "line selection --> combination --> local test --> result feedback --> line selection". This system will contribute to make shorten breeding cycle and enhance breeding efficiency.

1-3. Development of F₁ seed production technology in paprika using male sterility

In result of marker development, among five reproducible polymorphic primer combinations, an AFLP marker Egat/Mcgg was converted to a codominant cleavage amplified polymorphic sequence (CAPS) marker. This marker, named PmsM1-CAPS, is located about 2 to 3 cM from the ms locus. Although PmsM1-CAPS was not correlated with GMS in ‘MiniBell’ because it was a different GMS gene, the marker was found to be useful in screening for male sterility, as tested in F₂ progenies from ‘Helsinki’ and F₃ families derived from the F₁ varieties used in this study.
The result of allelism tests demonstrated that the most of the GMS in paprika cultivars except for ‘Minibell’ were same allele. To identify which GMS gene(s) were used for paprika F! cultivars, top crosses between previously known GMS lines and the Fi cultivars were performed. As a result, we found that the msk and the msp genes were alleles for the GMS of ‘Minibell’ and for the other cultivars, respectively. We also confirmed that the GMS gene identification using GMSK-CAPS marker linked to the msk gene and the PmsM1-CAPS marker linked to the msp gene in F₂ progenies of ‘Minibell’ and ‘Fiesta’ and ‘Derby’ cultivars, respectively. In addition, we developed the PmsM2-CAPS marker for ‘Plenty’ , ‘Fiero’, and ‘Boogie’ cultivars. We expect that these markers will be very useful for breeding new maternal (male sterile) line of paprika.

1-4. Development of multiple virus resistant paprika by molecular breeding

1) Establishment of molecular marker screening system
Molecular markers screening system of PMMoV, TSWV, Potyvirus, CMV, and bacterial spot resistance was established by development new markers or surveying developed markers. Agarose gel based markers were converted to real time based marker. Rather close molecular marker to target disease resistance gene were developed or surveyed every year.
2) Breeding CMV & Potyvirus resistant paprika lines
CMV resistance gene "Cmr1” was introduced from ZHC and Potyvirus resistance gene “pvr1²" was introduced from Dempsey. Two disease resistance genes were fixed in BC2F2 generation by using molecular markers. Generation had been advanced by shuttle breeding and four lines of which horticultural traits were superior were selected. Two lines among four were registered in variety protection
3) Molecular marker screening support for other research group
Breeding lines of other research group were analyzed by TSWV, PMMoV, and bacterial spot disease resistance markers. Screening results were sent to the other research group and were used for other research group’ s lines .

1-5. Characteristics evaluation and disease resistance test of selection lines and new varieties

Qulities which were the fruit color, weight, length, width and locule of the commercial varieties ('Special', ’Cupra', ’Fiesta’, ’Maserrati’, 'President', 'Valentain' (Enza Zaden Co.), 'Plenty', 'Derby', 'Mirage' (De Ruiter Co.), 'Debla', ’Jirisan’, 'Helsinky', ’Boogie’(Rijk Zwaan Co.), ’Fiero’(Singenta Co.), '9253'(Seminis Co.)) and growth of F3~F5 generation were surveied to apply selection of a new line and variety. The PeMV resistance of 19 commercial vatieties were tested and Jirisan was selected by resistance variety. The resistance gene was confirmed by PVR3 and this will be use to breed new line of PeMV resistance.

2-1. Technology development to overcome the cause of the difference in productivity between Netherlands and Korea

1) Analysing the reason of the difference in productivity between Netherlands and Korea
〇 Low light transmissivity of glasshouse and plastic greenhouse in Korea compare to the Netherlands and hence low growth rate of crop
〇 30 year annual light sum in Korea is 30% higher than The Netherlands, and potential production could be much higher than The Netherlands, due to the higher latitude the increment of light intensity in The Netherlands was lower than Korea. In Korea, increment of light intensity was 100W/m²/h whereas 50-60W/m² in The netherlands and hence the greenhouse temperature was past increment in Korea.
〇 A big variation of greenhouse climate factors (temperature and humidity) and no relation between radiation and CO₂ concentration in Korea. The sweet pepper grower need more attention to find right greenhouse climate control strategy.
〇 Often sweet pepper grower in Korea delayed a management of stem after planting in order to obtain the right leaf area index, and hence too vegetative crop in summer season. Too vegetative crop showed a easy abortion of flower and young fruit at low light condition.
〇 In case of the Netherlands crop management was showed stable crop growth rate, wereass the domestic paprika grower showed varied crop growth due to delaying the harvest of the Maturity fruit and varied environment, sepcill daily temperature and increment of temperature during the morning.
〇 Under a dynamical changing the environment in shoot by the crop and outside weather condition root zoon should be harmonized with right electronic conductivity and moisture content in slab. Paprika grower in the Netherlands managed supply EC with daily light integral wherease in Korea, controlling supply EC by crop stage. In Korea supply EC controlled with stage of setting the fruit with high EC and lowering water content in slab at the period of high light intensity. Therefore abortion of flower and young fruit occurred with water stressed plants.
〇 With hight EC and lowering water content provided high dry matter content of fruit compared to the Netherlands one.

2) Validation of the dry mass production model using dry matter partitioning
〇 Comparison of crop growth with destructive measurement under Lighting sources
- At the low light condition artificial lighting with 16hrs was improved fruit production by 100%. There was less difference in vegetative mass whereas higher frut mass with increased fruit sets. Specially dry matter partitioning to the fruit was remained with 78% under high pressure sodium lamps.
- Under LED (RB mixed) leaf area index was higher then control, wehreas dry mass production was lower by 12.5%. Under LED light condition dry matter paritioning to fruit was lower than control.
〇 With same stem density, the plants were treat with one stem or two stem per plant, at beginning the leaf area index was double with single stem, and fruit set was early then two stems.
〇 Validation of growth model for Paprika
- For model validation, standard and adjusted models were used as input of greenhouse temperature, [CO₂], dry matter partitioning to leaf, stem, and fruit, leaf area index, initial dry mass of leaf, stem, fruit and root. Standard model showed under estimation of measurement dry mass. Due to the decreasing metabolic activity with dry mass relative growth rate was combined at maintenance respiration module, called adjusted model. The adjusted model showed well described the measured data of each organ dry mass.
〇 Development of a module for fruit dry matter content for estimating fruit fresh weight
- At the same compartment dry matter content of fruit varied 8 to 10% at different rows, however the harvest fruit from the plants grown under the HPS no significant different dry matter content of fruit harvested under without HPS lighting.
- Periodically harvested fruit from the paprika growers, the fruit dry matter content was varied 8% to 10% with different season and between plastic and glass house.
- It was difficult making a moduel of dry matter content of the fruit some ignoring root environment SIN function was used for generating dry matter content of 打uit as function of days of year.
〇 Development of dry matter partitioning model and model validation with computed dry matter partitioning to each organ
- With periodically measurement data dry matter partitioning (DMP) rate was computed with growth rate of to leaf, stem or fruit devuided by total growth rate. DMP to leaf and stem was almost constant before first fruit set, thereafter drastically decreased with increasement of DMP to fruit. Gomperzt growth function could described the DMP to leaf and fruit, and DMP to stem computed one minus sum of DMP to leaf and fruit. With computed DMP to ogran as input data into simulation program, the estimated dry matter production was well fitted with measurement data.

3) Validation of the model for estimation of the potential production at different conditions
〇 Changed diffused light transmissivity from 10 to 80% into greenhouse dry matter production and fruit production was compared. Dry matter prodcion and fruit production of Paprika was increased with incresment of diffused light transmissivity. Total dry matter production was increased 7.6% and fruit dry matter production increased by 7.6% with each 10%.
〇 The factor of total dry matter production ranged from 0.715 to 1.294 with a changed CO₂ concentration from 200 to 950ppm. there was negative relationship was found with CO₂ concentration (total dry matter = 1.338 (1 -exp (-0.004x) and fruit = 1.342(1-exp(-0.004x)).
〇 At low global radiation artificail lighting is need for improving fruit production. When the grower decide the amount of light intensity, there many considerations such as number of lamp and light intensity is require. The condition of lamps turn on under 300 W/m² and turn off at 400W/m². Every 1000lux of HPS dry matter prodiction increased by 3% and fruit production increased by 4%. Number of lamps every 1000lux increment was needed 128 lamps with 600W HPS per 1 ha. Factor of number of lamps (600W) per ha was 0.1281 * lux.

4) Techniques of improving production in Korea
〇 Controlling environments (transmissivity, dry matter content of fruit, water content in slab, [CO₂])
- Improving methode of supply CO₂ by radiation reduced CO₂ used by 10% and production cost without loss of production.
- Improving irrigation strategies with more frequence of irrigation per day and reduce quantity of irrigation per dripper water content in slab was more stable. Using data of irrigation from the Dutch grower, the gompertz function well fitted the drain percentage as function of daily radiation.
〇 Controlling early night temperature by air condition system
- At low night temperature fruit production imprved by 26.5% during the summer.
- It was important result while the grower considered heat pump system for heating. The combination of cooling system in heat pump system could improved productivity of paprika.

2-2. Development of aboveground optimum environments for sweet pepper culture
1) Research and analysis of environmental management and productivity at fields growing sweet pepper.
Internal temperature and yield, at fields (greenhouses) growing sweet pepper, were affected by intensity of radiation. Under the same conditions (intensity of radiation), these were a grate difference between fields in yield. Between different covering materials, light transmission ratio, increase and decrease of internal temperature before and after sundown, efficiency for sunlight utilization of sweet pepper, and its dry matter production were different. Especially, difference of yield between plasticfilm and glass greenhouses was caused by light transmission ratio and rate of respiration.

2) Development of optimum environmental management per covering materials for productivity improvement of sweet pepper
Hourly increased temperature for three hours after sunrise was lower in glass house than in plasticfilm house. Hourly decreased temperature for three hours before sundown was not different in two houses. Daily
temperature, difference between daytime and nighttime temperature, daily humidity deficit, and those’s standard deviation were lower in glass house than in plasticfilm house. Amount of applied CO₂ per square meter in glass house was half times more than in plasticfilm house. Amount of applied nutrient solution per square meter in glass house was 36 percentage higher than in plasticfilm house, but the uptaken percentage was not different in two houses. The pH and EC of rockwool substrates were higher in glass house, but the difference compared with those of the applied nutrient solution were lower than in plasticfilm house. Effect of external solar radiation on the uptaken percentage of applied nutrient solution in two houses was heaver in glass house, but effect of that on humidity deficit was lower. Daily temperature was heavily affected by daytime temperature and influenced night humidity deficit in all houses. Daily and daytime temperature influenced the uptaken percentage of applied nutrient solution as there were the positive and negative correlation in two houses, respectively.
The levels of weekly increased leaf area, fruit diameter, and yield per square meter in glass house were more than in plasticfilm house, and the levels of weekly increased leaf fresh weight, dry weight, and dry matter were not different in two houses. Respirating rate, maximum photosynthesis and light use efficient of leaf in glass house were higher than in plasticfilm house. Especially, the increasing levels of fruit diameter depending on leaf area in glass house was three times more than in plasticfilm house.
Leaf temperature depending on temperature factors, the increasing fruit diameter depending on nighttime humidity deficit increased in glass house more than in plasticfilm house. But leaf area depending on nighttime temperature decreased in two houses.
The accumulative levels of stem diameter depending on accumulative external solar radiation in glass house was fewer than in plasticfilm house, but the accumulative levels of fruit diameter and fruit yield depending on that were in plasticfilm house more than in glass house. Also, the accumulative levels of fruit yield depending on accumulative daytime temperature, daily humidity deficit, daytime humidity deficit, difference between daytime and nighttime humidity deficit, leaf temperature, leaf dry matter were in glass house more than in plasticfilm house. However, that depending on accumulative the uptaken percentage of applied nutrient solution was not different in two houses.

3) Change of internal environments by change of external environments in greenhouse
This research was conducted to investigate the effect of difference of internal temperature, humidity, and plant growth according to covering materials in sweet pepper's greenhouse. For growing period, daily mean internal temperature was not different between glass (GH) and plastic film house (PH), but the changed volume was more PH than GH. Internal humidity deficit was more PH than GH as that was 4.3 g·m^-2 and 5.6 g·m^-2, respectively. In change of internal temperature effected by different intensity of external light, that of PH was fasted twice that of GH, and that's tendency was effected by difference of internal temperature for several hours after sunrise. Leaf growth and photosynthetic product were more GH than PH, productivity of GH was better 80 percents than PH. As results, To improve productivity in PG compared with productivity in GH need to be the detailed managements of internal environmental factors in early period after sunrise.

4) Analysis of relationship between temperature and sweet pepper growth by different location in glasshouse
In terms of greenhouse production, the optimization of identical growth environments is a most important thing. Paprika is cultivated year-round in high-system greenhouses in Korea. However, the annual production yields of paprika in Korea are lower than that of the Netherlands, even though growth environmental control systems follow an identical way. Therefore, in this study it was investigated that the differences in inside growth temperature depending on internal location and the effect of differences in temperature on plant growth and physiology of paprika ‘Cupla’. Strikingly the average temperatures were different depending on location. The air temperature of north part area (NA) was 1.6°C lower than central part area (CA) and the medium temperature of NA was 2.2°C lower than CA. The vegetative growths such as plant height, internode numbers, and stem diameter were greater in plants grown for CA than that of NA. On 12th weeks after planting, plant height under CA was 153 cm whereas it under NA was 127.2 cm, thus the plant height of paprika grown under CA was greater than that of paprika under NA. Number of internodes and stem diameter under CA were 2 internodes and 1.5 mm grater that those of paprika under NA. Net photosynthesis in leaves of CA was significantly higher than that of NA. Increasingly, there was difference in the contents of glucose and sucrose in fruit, whereas there were not significantly difference in fructose, water content, and ascorbic acid. The total fruit yield was 20% higher in plants grown for CA than that of NA. In conclusion, It was observed that the differences in temperature depending on local parts. These different temperature influenced the plant growth and photosynthesis rate and induced the difference in fruit yields.

5) Sweet pepper growth by difference of internal temperature and humidity levels
In sweet pepper was treated with DIF -6, 0, 3, -6°C after planting, early and late of plant growth (plant height, internode length) degree was low in DIF -6°C compared with DIF 0, 3, -6°C. During experiment period, plant height, leaf area, dry matter, relative growth rate, crop growth rate were low in DIF -6°C compared with DIF 0, 3, -6°C. Especially, results of regression analysis between DIF and leaf area appeared as leaf area per increase and decrease of DIF It； from DIF 2°C (standard) was increased and decreased two times of 20cm²/plant.
In sweet pepper was treated with RH 63%, 75%, 83% after planting, early of plant growth (leaf area, offshoot development) degree was low in RH 63% compared with RH 75% and 83%. DIF -6V. After 13 weeks from planting date, fruit enlargement and coloring degree was low in RH 83%, No. of fruit setting was many in RH 75%. During experiment priod, leaf area, pattern of vegetative growth and reproductive growth, and production of dry matter and its partitioning ratio into fruits was high in RH 75%. Especially, results of regression analysis between humidity and leaf area appeared as leaf area per increase of RH 1% was increased 30cm²/plant dry matter per increase and decrease of RH 1% (standard of 72%) was increased and decreased 0.3g/plant.

6) Change of internal environments by improvement (higher eaves) of greenhouse
The daily solar radiation was 1,400 J·cm^-2 in 4.0 m eaves glasshouse (4.0 m GH) and 1,340 J·cm^-2 in 5.5 m eaves venlo type glasshouse (5.5 m GH), the difference was small. Daily mean temperature and day temperature in 4.0 m GH and 5.5 m GH were similar as 23.1 °C and 25.0°C, 23.3°C and 25.1 °C, respectively. Most internal temperatures were not different in two glasshouse, but between night temperature and night design temperature in 4.0 m GH was higher than in 5.5 m GH.
In 4.0 m GH and 5.5 m GH daily humidity deficit was 3.4 g·m^-3 and 4.5 g·m^-3 in as 5.5 m GH’s internal daily humidity deficit managed high. Day and night humidity deficit were 4.3 g·m^-3 and 5.2 g·m^-3, 2.5 g·m^-3 and 3.8 gm^-3 in 4.0 m GH and 5.5 m GH, respectively as in 5.5 m GH was higher than in 4.0 m GH.
Increase of plant hieght per solar radiation sum 1 MJ·m^-2 in 4.0 m GH and 5.5 m GH were 0.403 cm and 0.553 cm 5.5 m GH was 1.37 times the 4.0 m GH but there was no difference by cumulative daily mean temperature. Increase of sweet pepper yield per solar radiation sum 1 MJ·m^-2 in 4.0 m GH and 5.5 m GH were 0.031 kg·m^-2 and 0.04 kg·m^-2 5.5 m GH was 1.3 times the 4.0 m GH. Increase of sweet pepper yield per cumulative daily mean temperature 1°C in 4.0 m GH and 5.5 m GH were 0.022 kg·m^-2and 0.020 k·m^-2 4.0 m GH was slightly higher.

2-3. Development of optimal climate control system and software program in korea
1) Controlling individual motors for ventilation of multi roof plastic greenhouse made precise control algorithm for rewind open and close vent system.

2) Development of control algorithm for shading and energy screen
: In order to optimizing use of screens in the greenhouse the algorithm consist of the opening and closing the screens, rage of open/close, timing, method of open/close based on outside temperature, light intensity,
greenhouse temperature, humidity.

3) Development of control algorithm for set point ventilation temperature and heating temperature
: With monitoring radiation, radiation integral, greenhouse humidity set point of heating and ventilation temperature could change for optimizing greenhouse environment in order to growing crops

4) Development of algorithm for controlling CO₂
: In order to control supplied CO2 concentration the set point of the [CO₂] varied with radiation, wind speed, rate of vent open, wind direction. The main purpose was reduce the production cost.

5) Monitoring the sensor and rate of systems of vent/screen/3way valves position
: Data base for the integrated all sensing data from each compartments

6) Monitoring supplied EC and pH
: Combined the supplied nutrient, EC and pH with greenhouse environment control system.

7) Saving program of set point which changed by user
: By user set-point of the all module could change with different developmetal stage of crop or promoting fruit set by lowering temperature or anything could made. It can be easily forget the last set point or past set-point, and hence the development of the saving program for this set-point improved the use efficient of envirometal computer system

2-4. Development of moisture controller of growing media for optimizing root-zone environment of paprika.
Transpiration efficiency calculated from the relationship between accumulated radiation and transpiration was shown as a negative exponential regression. Reduction of transpiration efficiency was observed under higher light intensity. This result indicated that the compensation for the loss of transpiration efficiency is required for establishing an adequate irrigation strategy under higher light intensities considering growth stage. Also, when drainage rate increased in every irrigation event, basically substrate EC decreased. The increase in drainage rate showed sigmoid characteristic with the decrease in substrate EC. The results will provide useful data for EC management of growing medium by using drainage rate in the precise irrigation system. Irrigation could be controlled by irrigation control software with environmental and plant growth data. By adjusting the priority of control items, the root-zone environment factors were well controlled as defined. Water consumption by plants and the root-zone environment factors could be successively monitored and stored at defined intervals. Continuous estimation of transpiration and monitoring of root-zone environments were available by the developed system. This system will be applicabe to commercial forms and improve the yields and quality of the plants.

3-1. Establishment of guidelines for safe use of pesticides and reduction of residues on paprika through IPM
〇 Initial deposit amount of pesticide residues and time course dissipation curve during pre-harvest days from more than 21 ingredients with 43 formulations predicted biological half-life and established pre-harvest residue limits.
〇 Seasonal variations of pesticide residues using 2 ingredients of 3 items revealed the reason for the high frequency of residue claims during the winter season.
〇 Residue analyses after spray in leaves and concurrent biological activity assay against pathogens such as B. cinerea, C. gleosporoides, Fusarium spp., P, capsid) on detached leaves provided more useful spray program to prevent over-dosage application and frequent spray schedule.
〇 A new formulation using 1-2 g of granule in a capsule made of neo-nicotinoid insecticides embedded into next to a plug performed not only excellent control of pests such as aphids, thrips, B. tabaci, whiteflies for more than 60 days but safe to natural enemy. This new treatment provided prevention of early infestation of pests in green house resulting in unusual burst of pests during winter season and residue claims after insecticide spray and brought labor saving.
〇 Various treatments, that are, foliar spray (W.P), capsule (G), drench delivery through nutrient solution (W.P), and granule (G) deposit on a cube were compared with their persistence of insecticides in leaves. The capsule treatment embedded into a plug performed far most persistence of insecticides upto 60 days but far below MRL levels of residues.
〇 Improved formulation manufacturing cooking oil and yolk mixture to mitigate bad odor and stain problems was developed to control powdery mildew. Mixed formulation with 1000x dilution sulfur(W.P) provided better control for more than two weeks.
〇 Distribution of Fact Sheet database developed helped farmers to identify the key pest diagnostic tools.
〇 Education and workshops and publishing books and e-book disseminate safe use of pesticide and application of IPM.
〇 Five natural enemies compatible with chemical pesticides were screened and recommended.

3-2. Development of biocontrol program on insect pest in paprika and selection of pesticides safe to biocontrol agents
〇 Natural enemies according to the density of pests and time intervals in the greenhouse to manage whiteflies, thrips, aphids, were developed.
〇 Toxicities of pesticides (acute toxicity and residual toxicity) on natural enemies to manage whiteflies, thrips, aphids were assayed and selection of safe pesticides compatible to the individual natural enemy was carried out.
〇 Verification of safety through the selection of safe pesticide after leaf-disk experiments and foliar spray experiments

(출처 : 본보고서(TRKO201800001069) SUMMARY 65p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• CONTENTS ... 4
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 6
• 제2-1절 네덜란드와 우리나라의 생산성 차이 원인 극복 기술 개발 ... 7
• 1. 1차년도 연구개발 수행내용 및 결과 ... 7
• 2. 2차년도 연구개발 수행내용 및 결과 ... 16
• 3. 3차년도 연구개발 수행내용 및 결과 ... 47
• 4. 4차년도 연구개발 수행내용 및 결과 ... 61
• 5. 5차년도 연구개발 수행내용 및 결과 ... 109
• 제2-2절 파프리카 시설별 지상부 최적 생육환경 조건 개발 ... 131
• 1. 파프리카 재배 현장(농가)의 환경 관리 수준 및 생산성 조사 분석 ... 131
• 2. 파프리카 재배 온실의 피복재 종류에 따른 내부 환경 요인 차이와 수확량 차이 분석 ... 150
• 3. 파프리카 재배 온실의 피복재 종류에 따른 외부 환경 변화에 대한 내부환경 변화 ... 188
• 4. 온실 내 위치에 따른 환경 차이 및 파프리카 생산성 차이 구명 ... 193
• 5. 온실 내 온습도 관리 차이에 따른 파프리카 생육 변화 ... 210
• 6. 온실의 현대화(측고 개량, 4m →5.5m)에 따른 내부 환경 변화 ... 219
• 제2-3절 우리나라 환경에 적합한 온실 환경제어 시스템 및 제어프로그램 개발 ... 233
• 1. 권취식 환기창 제어를 위한 환기창 모터 개별 제어 알고리즘 작성 및 시험연구 ... 233
• 2. 피복제(유리, 비닐)에 따른 온도 변화 패턴 모니터링 ... 238
• 3. 외부온도와 일사가 온실 내 온도 변화에 미치는 영향 분석 ... 242
• 4. 일출, 일몰시 온도와 습도변화에 따른 환경조절 프로그램 개발 ... 247
• 5. CO₂ 사용을 위한 제어 알고리즘 개발 ... 250
• 6. 난방수 PID 제어프로그램 개발 ... 254
• 7. 권취식 천창 환기 방법에 적합한 감우센서 개발 ... 258
• 8. 천창 개도값 확인 장치 및 피드백 제어 프로그램 개발 ... 263
• 9. 유동팬 프로그램 개발 ... 267
• 10. 보광등 프로그램 개발 ... 271
• 11. 온실복합환경제어시스템 보급에 따른 농가 경영 분석 ... 273
• 12. 온실환경 제어센서 계측값과 작동기기의 개도값 모니터링 ... 280
• 13. 공급양액의 EC, pH 변화 모니터링 ... 283
• 14. 설정값 저장 프로그램 개발 ... 285
• 15. ... 287
• 제2-4절 파프리카 근권환경 최적화를 위한 함수율 조절 장치 개발 ... 288
• 1. 실시간 배지 (슬라브) 함수율 변화 및 작물 증산량 측정 시스템 구축 ... 288
• 2. 광 및 온습도 변화에 따른 배지 함수율 및 작물의 증산량 분석 ... 291
• 3. 배지 함수율 처리에 따른 파프리카 작물의 생육 영향 분석 ... 293
• 4. 배지 함수율 조절개념 정립과 배지의 배액 특성 및 중량법과 TDR법의 수분함량 특성 분석 ... 295
• 5. 적산 일사량 제어시 환경조건 및 급배액 특성에 따른 생육단계별 증산량 추정 연구 ... 301
• 6. 파프리카 생육 정보 추정 및 생육 실험 ... 310
• 7. 생육환경 정보를 이용한 관수 시스템, 배지 함수율 및 증산량 추정 모듈 개발 ... 311
• 8. 관수 제어 모듈을 이용하여 중량 변화 측정을 통한 식물체의 증산량 추정 ... 318
• 9. 생육환경 변화와 생육단계에 따른 관수량 추정 ... 320
• 10. 환경요인, 관수정보, 배지특성에 따른 함수율 측정 및 작물의 증산량 추정 ... 323
• 11. 배지 함수율, 배액율과 증산량을 고려한 관수제어 알고리즘 개발 ... 332
• 12. 환경정보, 배지특성, 생육단계를 고려한 관수, 배지함수율 조절기술 개발 및 모듈 제작 ... 335
• 제3-1절 파프리카 주요 병해충 방제 농약의 안전사용 및 잔류농약 클레임해소방안 ... 337
• 가. 생산단계 잔류시험을 통한 잔류특성 구명 ... 337
• 나. 병해충 방제를 위한 농약의 약효 연구 ... 361
• 다. 천적에 안전한 농약 선발 ... 374
• 라. 농약안전사용 교육 및 홍보 ... 380
• 제3-2절 파프리카 작물의 천적(생물적) 방제 프로그램 개발 및 천적에 사용가능한 선택적 농약선발 안전사용 설정 ... 382
• 가. 생육단계별 천적 방사기기 규명 ... 382
• 나. 선발된 가루이 농약의 가루이류 천적에 대한 포장안전 사용법 규명 ... 388
• 다. 총채벌레류(꽃노랑총채벌레) 천적의 방사기기 규명 ... 391
• 라. 선발된 총채벌레 농약의 총채벌레류 천적에 대한 포장안전 사용법 규명 ... 396
• 마. 진딧물류(복숭아흑진딧물, 목화진딧물) 천적의 방사기기 규명 ... 399
• 바. 선발된 진딧물 농약의 진딧물류 천적에 대한 포장안전 사용법 규명 ... 404
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 406
• 제1절 목표달성도 ... 407
• 1. 연차별 연구 목표 및 내용 ... 407
• 2. 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 평가 ... 425
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 450
• 1. 기술적 측면 ... 450
• 2. 경제적·산업적 측면 ... 454
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 458
• 제1절 연구개발 성과 ... 459
• 1. 연도별 목표 ... 459
• 2. 연차별 연구성과 목표 및 달성 ... 463
• 3. 논문게재 성과 ... 464
• 4. 학술발표 ... 467
• 5. 특허 성과 ... 473
• 6. 품종등록 ... 475
• 7. 사업화 현황 ... 476
• 8. 인력활용 / 양성성과 ... 477
• 9. 홍보실적 ... 479
• 10. 책자 발간 ... 481
• 11. 컨설팅 및 교육 ... 482
• 제2절 성과활용계획 ... 483
• 가. 수출용 및 국내보급용 파프리카 품종개발(제1-1세부과제) ... 483
• 나. 중국 종자수출용 토경재배용 파프리카 품종 개발(제1-2세부과제) ... 483
• 다. 웅성불임을 이용한 파프리카 F₁ 종자 생산 체계 확립(제1-3세부과제) ... 483
• 라. 분자육종 기술을 이용한 복합 바이러스 내병성 파프리카 계통육성(제1-4세부과제) ... 484
• 마. 선발계통과 신품종의 특성평가 및 병 저항성 검정(제1-5세부과제) ... 485
• 바. 네덜란드와 우리나라의 생산성 차이 원인 극복 기술 개발(제2-1세부과제) ... 485
• 사. 파프리카의 시설별 지상부 최적 생육환경 조건 개발(제2-2세부과제) ... 485
• 아. 우리나라 환경에 적합한 온실환경 제어시스템 및 제어프로그램 개발(제2-3세부과제) ... 485
• 자. 파프리카 근권환경 최적화를 위한 함수율 조절 장치 개발(제2-4세부과제) ... 485
• 차. 파프리카 주요 병해충 방제 농약의 안전사용 및 잔류농약 클레임해소방안(제3-1세부과제) ... 486
• 카. 파프리카 작물의 천적 (생물적)방제 프로그램 개발 및 천적에 사용 가능한 선택적 농약선발 안전사용 설정 (제3-2 세부과제) ... 486
• 제6장 참고문헌 ... 487
• 끝페이지 ... 504