과제구분기본연구수행시기전반기 연구과제및세부과제명연구분야수행기간연구실책임자 딸기연중안정생산기술개발채소 딸기원통형다단재배시스템개발채소 농업기술원원예연구과 농업기술원원예연구과 정윤경 정현경 색인용어딸기, 다단재배, 수직농장, 근권부국부냉각, 분무수경,

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한울 강전
4 years ago
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1 과제구분기본연구수행시기전반기 연구과제및세부과제명연구분야수행기간연구실책임자 딸기연중안정생산기술개발채소 딸기원통형다단재배시스템개발채소 농업기술원원예연구과 농업기술원원예연구과 정윤경 정현경 색인용어딸기, 다단재배, 수직농장, 근권부국부냉각, 분무수경, 연중생산 ABSTRACT Based on the cultivation area, 97.8% of domestic strawberries are harvested in a greenhouse. June-bearing strawberries such as 'Seolhyang' and 'Akihime' are planted at September, harvested from the end of November and produced until the following May. However, in the early spring to autumn, june-bearing strawberry is not produced due to nonflowering caused by high temperature and long-day conditions. When lowering the rhizosphere temperature by 2.4 via the circulation pump, PE tube, and fan coil unit, the strawberry productivity is increased up to 11%. On the basis of these results, we introduced a local cooling system using PVC pipe, nutrient solution cooling system, and heat pump near temperature-sensitive root in strawberry plants not only to produce strawberries in summer but also to save energy for cooling. Three types of PVC pipes with 150, 200 and 250 mm in diameter were used to determine the optimal size of a cylindrical bed, which is suitable for strawberry cultivation. As results, there was no difference in growth characteristics in 200 and 250 mm diameter pipe cylinders, but in 150 mm diameter pipe, the lower part of the root was darkened to be necrotic. In addition, the effect of three types of cooling methods (frowering-zone cooling, crown-zone cooling, root-zone cooling) were compared to select the best strawberry variety with excellent yields and few malformations among the four kinds of strawberry varieties (Goha, Jangha, Yeolha and Charlotte) in the summer. When the Jangha were cultivated by the crown-zone cooling method, the yield per plant was 283g, which was about twice as much as that of the high bed method (144g). The optimal planting time of june- or ever-bearing type strawberry variety using cylindrical multi-stage cultivation system were determined for the Ⅱ. 원예연구 507

2 development of plantation model, which is capable of two harvest of strawberry each year. Introduction of root-zone and crown-zone cooling method were effective to increase crown diameter when strawberry were cultured in the high temperature condition. In spite of that the local cooling method required high level of energy, a lot of equipment cost and there was a shortage of light in the lower-parts of the multi-stage cultivation system. Further research is needed to reduce the cost of equipment in order to expand multi-stage cultivation systems for farmers. Key word : Strawberry, Multi-stage cultivation system, Vertical farm, Aeroponic system, Year-round production 1. 연구목표 딸기는재배면적 6,841ha, 생산액이 10,542 억원으로과채류중 1위를차지하는작목이다 (RDA, 2016). 국내딸기재배면적의 97.8% 가시설에서이루어지며, 설향, 장희 등일계성품종을이용하여 9월에정식한후 11월하순부터수확을시작하여이듬해 5월까지생산되고있다. 5월이후고온기시설내부의온도는실외보다높게유지되므로, 저온성작물인딸기의생육에는적합하지않아고온으로인한생육장애로생산량이감소하거나불량과비율이증가한다. 일부농가에서는냉방을위해차광, 강제환기, 포그, 팬앤드패드, 히트펌프등의냉방장치를활용하고있으나난방에비해냉방에소요되는에너지가 3배이상이라냉방을포기하고있는실정이다 ( 전종길외, 2014). 宇田川 (2000) 은딸기의근권온도가 8~25 의범위에있을때흡수량이 0.4ml/ 로직선적으로증가하며, 전등 (2014) 은딸기고설베드에순환펌프, PE관, 팬코일유닛을활용함으로써근권부지온을약 2.4 낮추면수량성이 11% 증가한다고보고하였다. 이러한결과를바탕으로온도민감부인딸기근권부국소냉각시스템을도입하여여름철에도딸기생산을가능케함과동시에냉방에소요되는에너지를절감하고자시험을진행하였다. 본과제는근권부국소냉각을위하여 PVC 원형파이프에냉각된양액을분무함으로써딸기의근권부온도를낮추어딸기재배시험을수행하였다. 2. 재료및방법 < 시험1> 원통형다단식베드적합원통형베드규격설정경기도농업기술원내 3연동비닐하우스에서수행하였다. 원통다단재배시스템의형태는플라스틱소재의원통파이프를철제프레임에고정시켜상호일직선으로연결하였다. 각원통베드상단 년도시험연구보고서

부에지름 10cm 크기의구멍을 10cm 간격으로뚫어식물체를정식한망포트를올려재배한다. 단열을위해스치로폼소재 ( 두께 10mm 내외 ) 로원통외부를감싸서마감한다 ( 그림 1). 그림 1. 딸기원통형다단재배시스템모식도 양액공급은상단부의점적관수와원통베드내부에노출된뿌리부위의양액분무를병행한다.

8-1.0-1.3-1.3dS/m) EC 변화시키며공급하였고배양액은주 1회보정하였다. 원통규격에따른딸기의생육특성을조사하기위하여생육기간동안초장, 엽장, 엽수, 엽면적, 과실수량을조사하였으며, 온실내외기온도, 재배베드형태별온도를측정하였다.

3 부에지름 10cm 크기의구멍을 10cm 간격으로뚫어식물체를정식한망포트를올려재배한다. 단열을위해스치로폼소재 ( 두께 10mm 내외 ) 로원통외부를감싸서마감한다 ( 그림 1). 그림 1. 딸기원통형다단재배시스템모식도 양액공급은상단부의점적관수와원통베드내부에노출된뿌리부위의양액분무를병행한다. 고온기에는급액하는양액의온도를 15 내외의저온으로유지하여뿌리에분무하므로써근권부의온도를낮추었고이를통해여름철딸기생산이가능하도록하는것을목적으로하였다. 딸기재배에적합한원통규격설정을위해원통의직경 150, 200, 250mm 에대해시험을진행하였다. 사계성딸기 고하 를 5월 10일정식후 9월 20일까지분무수경방식으로재배하였다. 원예연구소딸기양액을생육단계에따라 ( dS/m) EC 변화시키며공급하였고배양액은주 1회보정하였다. 원통규격에따른딸기의생육특성을조사하기위하여생육기간동안초장, 엽장, 엽수, 엽면적, 과실수량을조사하였으며, 온실내외기온도, 재배베드형태별온도를측정하였다. 1, 2단의광부족해소를위해길이 2m 바 (bar) 타입 LED(120 chips/2m, E3 solution, Korea) 를작물에서 20cm 높이에설치하였다. 통계분석은 SAS 프로그램 (SAS 9.2, SAS Institute Inc., USA) 을이용하여 ANOVA(analysis of variance) 및 Duncan multiple range test(dmrt) 를실시하여 5% 유의수준에서처리간의유의성을검정하였다. < 시험 2> 고온기적합딸기품종및국부냉각방식개발 경기도농업기술원내 3 연동비닐하우스에서수행하였다. 고온기재배에적합한딸기품종을선발 Ⅱ. 원예연구 509

하기위하여고랭지연구소에서육종한 고하, 장하, 열하 를제공받아시험하였고, 샬롯 은구입하여시험하였다.

사계성딸기를코코피트배지에 2017년 6월 1일에정식하여 9월 30일까지재배하였으며생육단계에따라 EC 를변화시키며 (0.8-1.0-1.

재배기간중온실내부의온ㆍ습도, 광량, 엽수분, 배지의 ph, EC(ZF-3023, Usem, Korea) 는

원통형다단재배시스템냉각방식모식도 < 시험3> 원통형다단재배시스템이용딸기연중생산재배작형개발본연구는경기도농업기술원내

원통형다단재배시스템을이용하여 1년 2기작으로연중재배하기위하여사계성딸기와일계성딸기의정식시기구명을위해서시험하였다.

13일정식하여생육단계에따라 EC를변화시키며 0.8-1.0-1.3-1.3dS/m 을분무수경방식으로공급하며재배하였다.

4 하기위하여고랭지연구소에서육종한 고하, 장하, 열하 를제공받아시험하였고, 샬롯 은구입하여시험하였다. 고온으로인한사계성딸기의화방출현지연과기형과발생감소를위하여양액냉각방식에추가로수냉식냉각팬을이용한관부냉각, 화방냉각방식을도입하였다. 사계성딸기를코코피트배지에 2017년 6월 1일에정식하여 9월 30일까지재배하였으며생육단계에따라 EC 를변화시키며 ( dS/m) 분무수경방식으로공급하였다. 생육기간동안초장, 엽장, 엽수, 엽면적, 기형과율, 과실수량을조사하였다. 재배기간중온실내부의온ㆍ습도, 광량, 엽수분, 배지의 ph, EC(ZF-3023, Usem, Korea) 는 10분단위로수집하여분석하였고재배베드형태별냉각종류별온도강화효과분석을위해적외선카메라 (FLIR SC660, FLIR USA) 를이용하였다. 통계분석및유의성검정은시험1과같은방법으로하였다 ( 그림 2). 그림 2. 원통형다단재배시스템냉각방식모식도 < 시험3> 원통형다단재배시스템이용딸기연중생산재배작형개발본연구는경기도농업기술원내 3연동비닐하우스에서수행하였다. 원통형다단재배시스템을이용하여 1년 2기작으로연중재배하기위하여사계성딸기와일계성딸기의정식시기구명을위해서시험하였다. 사계성품종은 플로리나 를이용하여 4월 10일과 4월 30일정식하였고, 일계성품종은 설향 을이용하여 8월 2일, 16, 30일, 9월 13일정식하여생육단계에따라 EC를변화시키며 dS/m 을분무수경방식으로공급하며재배하였다. 생육기간동안초장, 엽장, 엽수, 엽면적, 기형과율, 과실수량을조사하였다. 과실의당도측정을위해서는휴대용당산도측정기 (PAL-BXIACIP3, Atago, Japan) 를이용하였다. 재배기간중온실내부의온ㆍ습도, 광량, 엽수분, 배지의 ph, EC(ZF-3023, Usem, Korea) 는 10분단위로수집하여분석하였고통계분석은 XL STAT 프로그램 (Addinsoft, New York, NY, USA) 을이용하여 ANOVA(analysis of variance) 및 Duncan multiple range test(dmrt) 를실시하여 5% 유의수준에서처리간의유의성을검정하였다 년도시험연구보고서

5 3. 결과및고찰 < 시험1> 원통형다단식베드적합원통형베드규격설정원통형베드가수직으로고정된형태로제작되어단별로수광량, 온도가달라고온기작물의영양생장, 수확량에영향을미쳤다. 원통형다단재배시스템의단수별광량분포를확인하기위해서 1, 2, 3단에광량센서를부착하여 10분단위로실시간광량을수집하였고이를바탕으로작물에조사되는일적산광량을계산하였다 ( 그림3). 4 월 29 일광량 5 월 31 일광량그림 3. 원통형베드단수별수광상태 3단의경우기상에따른차이는있었으나맑은날기준 11.88~14.49(mol m -2 d -1 ) 의일적산광량값을나타냈고 2단은 6.43~7.83(mol m -2 d -1 ), 1단은 5.02~5.09(mol m -2 d -1 ) 의값을나타내 3단의재배베드의차광효과로인해 1, 2단의수광상태가좋지않음을알수있었으며 3단의일적산광량값은고설베드, 행잉베드와유사하게나타났다 ( 표1). 1, 2단의광부족현상해결을위하여백색 LED와혼합LED 를설치하여보광을하였다. 길이 2m 바 (bar) 타입 LED(120 chips/2m, E3 solution, Korea) 를작물에서 20cm 높이에 4라인설치하였을경우보광되는일적산광량값은백색 LED의경우 2.38~2.4 mol m -2 d -1 였고, 혼합LED 는 1.2mol m -2 d -1 정도였다 ( 표 1). 표 1. 다단베드단수별수광량 단수 일적산광량 (mol m -2 d -1 ) 백색 LED 4 라인 혼합 LED 4라인 ( 적 : 청 : 백 =3:1:1) 4월 29일 5월 31일 광량일적산광량광량 (µmol m -2 s -1 ) (mol m -2 d -1 ) (µmol m -2 s -1 ) 1단 단 단 일적산광량 (mol m -2 d -1 ) Ⅱ. 원예연구 511

6 LED 보광에따른사계성딸기의생육특성과과실특성을확인한결과, 1, 2단의광부족현상으로엽병장이길어지는현상이감소되었고잎의 C/N율이높아짐을확인하였다. 과실은과폭, 과중이증가하였고통계적으로유의하지는않았으나주당수량이높게나타났다 ( 표 2). 표 2. LED 보광에따른생육및과실특성 광처리 무처리 LED 보광 광처리 무처리 LED 보광 단수 초장 ( cm ) 초장생장율 ( mm /d) 엽병장 ( cm ) 엽병장생장율 ( mm /d) 엽장 ( cm ) 엽장생장율 ( mm /d) 관부직경 ( mm ) C/N 율 (%) NS 2.14 NS 23.1 a 1.66 a 8.7 NS 0.47 c 13.3 NS b ab 1.42 ab ab b ab 1.29 bc bc a b 1.04 c a a 단수 과폭 ( mm ) 과중 (g) 상품과율 * (%) 당도 ( Bx) 산도 (%) 주당수량 ** (g/ 주 ) c 7.0 c NS 1.10 b 21.6 b ab 9.0 ab a 43.5 a b 8.1 bc ab 38.2 ab a 9.6 a a 54.9 a DMRT at 5% * 상품과기준 : 과중 10g 이상 ** 8 월 8 일까지수확량기준 3단과저단부의수광량이다르기때문에원통내부의온도차이가발생하였다 ( 그림 4). 고설베드의표면온도에비해서는원통내부온도가낮기는하지만수광량이많은 3단의경우사계성딸기의경우광합성한계온도인 25 (Ra et al,. 1996) 를유지하기는어려웠다. 냉각양액분무방식이외에히트펌프이용하여원통형 PVC 관내부에 15~17 도정도로냉각된물을흘려주는설비를도입하였을때광합성한계온도인 25 를유지할수있었다. 과실의당 산도는생육온도가올라감에따라당도는감소하고산도는증가하는경향이있다. 외부기온이 30 이상올라가는경우광합성산물이과실로의전류되기보다는호흡에의한소모량이많아지기때문에과실의당도가낮아진다 ( 이종남, 2016). 원통형내부냉각으로인한과실의당도증가효과는없었으나엽록소함량, 엽병장일일생장율이높게나타났으며주당수확과실수가많아져서수확량이증가하였고과실의과폭, 과중이높아져상품과율이높게나타났다 ( 표 3) 년도시험연구보고서

냉각 그림 4. 원통형베드히트펌프냉각도입시지온, 3 단, 2 단원통내부온도 표 3. 사계성딸기히트펌프냉각유무별생육특성및과실특성 냉각처리 초장 ( cm ) 초장생장율 ( mm /d) 엽병장 ( cm ) 엽병장생장율 ( mm /d) 관부직경 ( mm ) 관부직경생장율 ( mm /d) 엽록소함량 (SPAD) 분무수경 29.62 NS 1.

04 b 11.92 b 6.59 NS 0.82 NS 분무수경 + 히트펌프 6.64 120.54 34.03 a 17.62 a 6.47 0.92 * t-test(p=0.

7 냉각 그림 4. 원통형베드히트펌프냉각도입시지온, 3 단, 2 단원통내부온도 표 3. 사계성딸기히트펌프냉각유무별생육특성및과실특성 냉각처리 초장 ( cm ) 초장생장율 ( mm /d) 엽병장 ( cm ) 엽병장생장율 ( mm /d) 관부직경 ( mm ) 관부직경생장율 ( mm /d) 엽록소함량 (SPAD) 분무수경 NS 1.65 NS NS 0.67 b NS 1.07 NS b 분무수경 + 히트펌프 a a 냉각처리 주당과실수 주당 ** 수량 (g/ 주 ) 과폭 ( mm ) 과중 (g) 당도 ( Bx) 산도 (%) 분무수경 6.14 NS NS b b 6.59 NS 0.82 NS 분무수경 + 히트펌프 a a * t-test(p=0.05), NS: Not significant ** 8 월 13 일까지수확량기준 2016년 6월1일 8월31일여름딸기재배기간동안비닐하우스, 실내온도, 외기온도, 고설베드의근권부온도, 원통형베드의주 야간평균온도를그래프로나타낸결과주간외기온도가 30 이상을기록하는 8월초순혹서기에실내온도는 35 이상을선회하였으나냉각기를도입한원통형베드의평균온도는 23~24 가유지되었다 ( 그림 5). 고설베드와원통형다단식베드를열화상카메라로촬영한결과실내온도가 35 일때, 딸기의뿌리부분의온도는 22 가유지되는것을확인하였다 ( 그림 6). Ⅱ. 원예연구 513

관부직경 (mm) SPAD 근장 (cm) Φ150mm 25.2±1.6 12.3±0.8 16.2±1.2 15.6±1.0 3.0±0.1 12.3±0.8 12.

5±0.9 42.2±1.6 35.4±3.4 Φ250mm 24.2±0.5 11.7±0.2 15.5±0.4 15.1±0.3 2.9±0.5 12.4±1.0 12.

8 냉각기설치시점 그림 5. 주 야간실내외온도, 고설베드근권온도, 원통형베드근권온도 고설베드 ( 대조 ) 고설베드 ( 대조 ) 원통형베드 ( 전체 ) 원통형베드 ( 내부 ) 그림 6. 고설베드와원통형베드의온도차이 표 4. 원통형다단베드와고설, 행잉베드의생육특성비교 원통형 다단베드 베드타입 초장 (cm) 엽장 (cm) 엽병장 (cm) 엽폭 (cm) 엽경 (mm) 엽수 ( 개 ) 관부직경 (mm) SPAD 근장 (cm) Φ150mm 25.2± ± ± ± ± ± ± ± ±2.2 Φ200mm 23.0± ± ± ± ± ± ± ± ±3.4 Φ250mm 24.2± ± ± ± ± ± ± ± ±3.1 고설베드 23.2± ± ± ± ± ± ± ±0.2 - 행잉베드 23.5± ± ± ± ± ± ± ±0.6 - * 정식 5.10, 수확시작 7.8, 재배기간 년도시험연구보고서

원통형다단재배시스템의베드타입및원통규격별딸기생육특성의차이는나타나지않았으나 ( 표 4), 직경 150mm의원통형베드는생육후기뿌리하단부가흑변하여괴사되는현상발생하였다 ( 그림 7).

뿌리의활력을유지시키기위하여일정한시간간격으로냉각된양액을분사하여재배하는원통형내부에잉여양액이고일경우산소부족으로뿌리가해를입게되는데, 직경 15cm으로좁았던원통은잉여양액이고여딸기뿌리가잠겨있게된것이원인으로생각된다.

원통형베드직경별생육후반기뿌리상태 φ150mm( 좌 ), φ200mm( 중 ), φ250mm( 우 ) 주당수량은원통형베드규격에상관없이 54g 내외로대등하였으며, 원통형다단재배시스템에비 해고설베드와행잉베드에서주당수량이높게나타났다 ( 표 5).

원통형다단베드와고설, 행잉베드의과실특성비교 원통형다단베드 베드타입 과종경 (mm) 과횡경 (mm) 과실특성 당도 (brix) 개체중 (g) 주당수량 (g/ 주 ) 단위길이당수량 (g/m) * 상품비율 : 상 ( 과종경 40mm 이상 ), 중

9 원통형다단재배시스템의베드타입및원통규격별딸기생육특성의차이는나타나지않았으나 ( 표 4), 직경 150mm의원통형베드는생육후기뿌리하단부가흑변하여괴사되는현상발생하였다 ( 그림 7). 딸기의뿌리는지하 30cm까지분포하는천근성작물이기는하나뿌리의산소요구도높은편이면서공기중에노출된채로 40분이지나면갈색으로변하여흡수기능을상실한다. 뿌리의활력을유지시키기위하여일정한시간간격으로냉각된양액을분사하여재배하는원통형내부에잉여양액이고일경우산소부족으로뿌리가해를입게되는데, 직경 15cm으로좁았던원통은잉여양액이고여딸기뿌리가잠겨있게된것이원인으로생각된다. 원통형베드 φ150mm 원통형베드 φ200mm 원통형베드 φ250mm 그림 7. 원통형베드직경별생육후반기뿌리상태 φ150mm( 좌 ), φ200mm( 중 ), φ250mm( 우 ) 주당수량은원통형베드규격에상관없이 54g 내외로대등하였으며, 원통형다단재배시스템에비 해고설베드와행잉베드에서주당수량이높게나타났다 ( 표 5). 과종경을기준으로한상품 ( 商品 ) 성 은원통형베드 Φ250mm 와행잉베드에서상품 ( 上品 ) 비율 % 로높게나타났다. 표 5. 원통형다단베드와고설, 행잉베드의과실특성비교 원통형다단베드 베드타입 과종경 (mm) 과횡경 (mm) 과실특성 당도 (brix) 개체중 (g) 주당수량 (g/ 주 ) 단위길이당수량 (g/m) * 상품비율 : 상 ( 과종경 40mm 이상 ), 중 ( 과종경 30 40mm), 하 ( 과종경 30mm 이하 ) 상품비율 *(%.) 상중하 Ø150mm33.1± ± ± ± ± Ø200mm34.1± ± ± ± ± Ø250mm34.5± ± ± ± ± 고설베드 32.2± ± ± ± ± 행잉베드 32.3± ± ± ± ± Ⅱ. 원예연구 515

10 원통형베드크기별생산성은원통베드규격별로단위면적 10a에정식가능한주수를산출한후재배시험에서조사한주당수량을곱하여산출하였다. 직경이 200mm인경우단위면적 (10a) 당재식주수가 17,340 주였고주당수량을근거로계산한수확가능수량은 936kg으로가장높게나타났다 ( 표 6). 베드형태별로는원통형베드의단위면적당식재본수가고설베드대비약 2배많아생산량은 1.7배높을것으로분석되어 Φ200mm 직경의원통형베드를선발하였다. 표 6. 베드형태별생산성 원통형다단베드 베드형태 설치비용 ( 천원 ) 전체식재주수 ( 주 /10a) 생산성 주당수량 (g) 전체수량 (kg/10a) Ø150mm 72,730 10,098 a Ø200mm 71,410 17,340 b Ø250mm 71,700 16,830 c 고설베드 30,000 8,525 d 행잉베드 43,000 8,525 d a : m 당 4 호망포트 ( 상단지름 12cm) 5.5 개 포트당 1 주 3 단 베드길이 17m 베드열수 36 열 = 10,098 주 b : m 당 5 호망포트 ( 상단지름 15cm) 5.0 개 포트당 2 주 3 단 베드길이 17m 베드열수 34 열 = 17,340 주 c : m 당 5 호망포트 ( 상단지름 15cm) 5.0 개 포트당 2 주 3 단 베드길이 17m 베드열수 33 열 = 16,830 주 d : 2015 년농산물소득자료 ( 딸기촉성재배기준, 농진청 ) < 시험2> 고온기적합딸기품종및국부냉각방식개발사계성딸기 고하, 장하, 열하, 샬롯 의고온기적응성을보기위해서 30, 33, 38 에서광합성율을측정하였다. 온도가높아짐에따라품종에관계없이광합성률이낮아지는경향을보였으며, 38 의고온에서 장하 와 열하 가 고하 와 샬롯 대비광합성률이 2배이상높게나타났다 ( 그림 8) 그림 8. 사계성딸기품종별온도에따른광합성율비교 년도시험연구보고서

관부냉각관부평균온도 : 33.0 화방냉각관부평균온도 : 32.8 근권냉각관부평균온도 : 37.

5 a: 온실, b: 고설베드, c: 관부냉각, d: 화방냉각, e: 근권냉각 그림 9.

냉각된양액을뿌리부분에분사해주는근권냉각방식에추가로수냉식냉각팬을적용하여생성된차가운공기를관부와, 화방에공급해줄경우,

사계성딸기를재배하는 7 월 1 일 ~9 월 30 일동안관부및화방주변부의온도변화를시계열데이터로확인한결과,

11 관부냉각관부평균온도 : 33.0 화방냉각관부평균온도 : 32.8 근권냉각관부평균온도 : 37.5 고설베드관부평균온도 : 36.5 a: 온실, b: 고설베드, c: 관부냉각, d: 화방냉각, e: 근권냉각 그림 9. 관부및화방주변부온도변화 (7 월 5 일, 오후 4 시 ) 냉각된양액을뿌리부분에분사해주는근권냉각방식에추가로수냉식냉각팬을적용하여생성된차가운공기를관부와, 화방에공급해줄경우, 적외선이미지에서도확인할수있듯이식물체주변의온도가고설베드 ( 관행 ) 대비약 3~5 정도낮게유지되었다 ( 그림 9). 사계성딸기를재배하는 7 월 1 일 ~9 월 30 일동안관부및화방주변부의온도변화를시계열데이터로확인한결과, 주야간모두에서고설베드, 근권냉각, 온실내부, 화방냉각, 관부냉각순으로온도가낮게나타났다 ( 표 7). 표 7. 냉각방법별최고온도, 최저온도, 평균온도 구분 최고온도 ( ) 최저온도 ( ) 평균온도 ( ) 주간야간주간야간주간야간 온실 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 Ⅱ. 원예연구 517

12 품종별냉각처리에따른생육특성조사결과초장, 엽장, 엽폭은고설 ( 관행 ) 과차이가없었으나 ( 표 8), 딸기의생육건전도를나타내는지표중하나인관부직경의경우고설재배에비하여냉각처리구에서모두증가하는것으로나타났으며특히관부냉각방식에서관부직경이가장높게나타났다. 고하, 열하, 장하, 샬롯네가지품종모두에서관부냉각방식의관부직경이가장높게나타났고, 고설베드의관부직경이가장낮은값을나타냈는데이는고온으로인한광합성산물의소모때문인것으로사료된다 ( 이종남, 2016). 표 8. 품종및냉각부위별생육특성 품종처리초장 (cm) 엽장 (cm) 엽폭 (cm) 고하 열하 장하 샬롯 * 정식 6.1, 조사일 8.22 관부직경 (mm) SPAD 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 고설 ( 관행 ) 대비근권냉각, 화방냉각, 관부냉각의냉각처리구에서착과율이모두증가하는것으로나타났으며, 특히관부냉각처리에서 고하, 열하, 장하 품종의착과율이 75.8~73.8% 로고설베드대비약 30% 이상향상되어관부냉각처리가고온에의한기형과발생률감소에효과가있었다 ( 표 9). 과실의당도역시관부냉각처리에서고설 ( 관행 ) 대비약 0.9~2.0brix 향상되었다 년도시험연구보고서

13 표 9. 품종및냉각부위별과실특성 품종고하열하장하샬롯 처리 주당화수 ( 화 / 주 ) 정상과수 ( 개 / 주 ) 착과율 (%) 당도 ( Brix) 산도 (%) 당산비 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 * 정식 6.1, 조사일 6.19~9.28(3 화방 ) 냉각처리에따른주당수량은착과율상승효과가높았던관부냉각에서가장높게나타났고, 시험품종중에서는 장하 의수량이주당 282.8g으로고설베드재배수량 (144g/ 주 ) 대비 2배가량높게나타났고네품종중수량이가장높게나타났다 ( 표 10). 고하, 열하, 장하 는관부냉각방식에서주당수량성증가가높았고 샬롯 은관부냉각보다화방냉각의효과가더좋은것으로나타났다. 위의결과를바탕으로원통형다단재배시스템을활용하여여름철에딸기를생산할경우 장하 품종과관부냉각방식을적용하였을때가장생산성이높을것으로기대되었다. Ⅱ. 원예연구 519

14 표 10. 품종및냉각부위별수량성 품종 고하 열하 장하 샬롯 * 정식 6.1, 조사일 6.19~9.28(3 화방 ) < 시험 3> 원통형다단재배시스템이용딸기연중생산재배작형개발 가. 사계성딸기 처리 과장 (mm) 과경 (mm) 표 11. 사계성딸기재배기간중온실온도 과중 (g) 주당수량 (g) 수량 (g/m 2 ) 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 관부냉각 화방냉각 근권냉각 고설베드 기간 생육일수 30 이상 37 이상 재배기간 (4.10~8.7) 고온기 (5.20~8.7) 118 일 78 일 26 일 80 일 70 일 25 일 사계성딸기의적정정식시기구명을위해 2018년 4월 10일과 4월 30일에사계성딸기품종 플로리나 를정식하였고 8월 7일까지재배하였다. 5월 20일 ~8월 7일까지의 80일동안평균온도가 30 이상지속된날은 70일, 35 이상지속된날은 25일이었다 ( 표 11). 이종남등 (2005) 은고온장일조건에서화아분화가진행되는사계성품종일지라도 30 이상의온도가지속될경우화아분화가지연되며수확휴식기가발생한다고하였는데이런이유로 4월 30일정식분의수확량이 4 월 10일정식수량 (1162kg/10a) 의 25% 정도인 294.8kg/10a 으로조사되었다 ( 표 12) 년도시험연구보고서

4 월 10 일정식수확량 4 월 30 일정식수확량 그림 10. 사계성딸기정식시기, 단수에따른수확량 수광량이높았던 3단의수확량이높게나타나는증상이일반적이었으나, 7월 20일이후의고온기에는 2단, 1단의수확량이 3단보다높게나타났다 ( 그림 10). 혹서기에는수광량이많고높은곳에위치한 3단의온도가 1,2단보다높아화아분화가지연된것이원인인것으로생각된다.

15 4 월 10 일정식수확량 4 월 30 일정식수확량 그림 10. 사계성딸기정식시기, 단수에따른수확량 수광량이높았던 3단의수확량이높게나타나는증상이일반적이었으나, 7월 20일이후의고온기에는 2단, 1단의수확량이 3단보다높게나타났다 ( 그림 10). 혹서기에는수광량이많고높은곳에위치한 3단의온도가 1,2단보다높아화아분화가지연된것이원인인것으로생각된다. 또한, 35 이상고온으로인한암술기능장해의가능성이있는데 ( 딸기-농업기술길라잡이, 2014) 고층단수일수록고온피해에취약하여기형과나퇴화수가높아졌다. 표 12. 사계성딸기정식시기, 단수에따른수확량 정식일자단수주당화수 주당수량 ** (g/ 주 ) 과중 (g) 건전과율 * (%) a a a a a a c b c b b b 16.9 수확량 ** ( kg /10a) DMRT at 5% * 건전과기준 : 과중 10g 이상 ** 4 월 10 일 ~ 8 월 8 일수확량기준, 10,098 주 /10a 정식기준 사계성딸기정식시기별생육특성비교결과 ( 표 13) 정식시기가빠를수록초장, 엽장, 관부직경, 생체중의영양생장이좋게나타난다고하였으나 (Ruan, 2011), 4월 30일정식한경우가 4월 10일정식한경우보다초장, 엽장, 관부직경, 생체중이높게나타났으며이는늦은정식과계속되는고온으로화아분화가억제되어영양생장에만치중한것이원인으로생각되었다. Ⅱ. 원예연구 521

16 표 13. 사계성딸기정식시기별생육특성 정식일자 단수 초장 ( cm ) 초장생장율 ( mm /d) 엽장 ( cm ) 관부직경 ( cm ) 엽록소함량 (SPAD) 근장 ( cm ) 생체중 (g) d 1.7 d 9.3 c 17.0 d 39.4 b 21.6 c 58.5 b d 1.7 d 9.7 bc 18.9 bc 39.9 b 21.3 c 59.1 b d 1.5 d 9.2 c 19.8 ab 44.0 a 22.5 bc 59.8 b a 3.2 a 11.2 ab 16.3 d 39.0 b 23.6 bc 59.9 b b 2.7 b 11.7 a 17.8 cd 39.6 b 30.4 a 75.8 ab c 2.2 c 10.8 abc 20.8 a 42.9 a 28.1 ab 89.3 a DMRT at 5% * 4 월 10 일 ~8 월 8 일생육, 8 월 8 일조사 나. 일계성딸기 일계성딸기 설향 을 8 월 2 일부터 14 일간격으로정식한후, 정식시기에따른생육특성과수 량성을조사한결과정식시기는과실생산성과영양생장에영향을준다는결과와일치했다 (Ruan, 2011). 조기정식할수록생육기간이길어져생체중과생산량이높았다. 8 월 10 일정식한경우는 영양생장과연관된생육조사항목인초장, 엽병장, 엽장, 엽수모두높게나타났고 ( 표 14), 주당평균 수확량으로부터산출한단위면적당수확량은 1840kg/10a 로 9 월 13 일정식한경우수확량 (796.57kg/10a) 보다 231% 높게나타났다 ( 표 15). 8 월 16 일정식한경우는정식시기에따른수확 량증가경향치와는다르게나타났는데, 이는정식전묘를 4 저온저장고에서보관중저온으로 휴면이유도된것이원인이다. 표 14. 일계성딸기정식시기별생육특성 정식일자 * 조사일자 2 월 14 일 초장엽병장엽장엽수관부직경엽록소단수 ( cm ) ( cm ) (cm) ( 개 ) ( mm ) 함량 (SPAD) 년도시험연구보고서

17 표 15. 일계성딸기정식시기별수확량 정식일자 단수 단별수확량 (g/ 주 ) 정식시기별평균수확량 (g/ 주 ) 단위면적당수확량 (kg/10a) m 당 4 호망포트 ( 상단지름 12cm) 5.5 개 포트당 1 주 3 단 베드길이 17m 베드열수 36 열 = 10,098 주 * 생육일자 : 정식일 ~ 2 월 18 일 설향의정식시기는 8월말부터 9월초순으로정식후고온에의해액화방의분화가늦어질가능성이있다 ( 최영준, 2017) 고하여, 묘의화아분화를검경한후 9월 10일경정식을권장한다 ( 김대영 ). 경기도화성에서진행한 설향 의정식시기시험연구결과, 조기정식할경우초기세력을왕성하게갖출수있었을뿐만아니라고온으로인한액화방분화지연또한보이지않았다 ( 그림 11). 8월 2일정식의경우 1화방은 11월 19일, 2화방은 12월 7일에 80% 개화한것으로나타났고일반적으로알려진 1화방, 2화방의출뢰간격인 30일보다짧은 18일이소요되었다. 반면에 9 월 13일정식한경우 1화방의개화시기는 11월 21일로조기정식한경우와큰차이가없었으나 2화방의개화는 12월 23일에 80% 개화하여 32일이소요되었다. 그림 11. 일계성딸기정식시기별 1 화방, 2 화방개화율 Ⅱ. 원예연구 523

18 4. 적요 고온기딸기재배를위하여근권부국부냉각이가능한원통형다단재배시스템을이용하여시험수행한결과는다음과같다. 가. 원통형다단재배시스템의원통규격별딸기생육특성의차이는나타나지않았으나, 뿌리생육의경우직경 150mm 의원통형베드는생육후기뿌리하단부가흑변하여괴사되는현상발생하였다. 주당수량은원통형베드규격에상관없이 54g 내외로대등하였으며, 원통형다단재배시스템에비해고설베드와행잉베드에서주당수량이높게나타났다. 원통형베드크기별생산성은직경이 200mm 인경우단위면적 (10a) 당재식주수가 17,340 주로가장높아주당수량을근거로계산한수확가능수량이가장높았고, 베드형태별로는원통형베드의단위면적당식재본수가고설베드대비약 2배많아생산량은 1.7배높을것으로분석되어 Φ 200mm 직경의원통형베드를선발하였다. 나. 근권냉각, 화방냉각, 관부냉각의냉각처리구에서고설 ( 관행 ) 대비착과율이모두증가하는경향을보였으며, 특히관부냉각처리에서고하열하장하품종에서 75.8~73.8% 로착과율이약 30% 이상향상되었고과실의당도역시관부냉각처리에서고설 ( 관행 ) 대비약 0.9~2.0brix 향상되었다. 품종별비교에서는 장하 의수량이 282.8g/ 주로가장높았다. 원통형다단재배시스템을활용하여여름철에딸기를생산할경우 장하 품종과관부냉각방식, 양액냉각방식을동시적용하였을때가장생산성이높을것으로기대되었다. 다. 사계성딸기를 4월 10일, 30일정식후수량성과생육특성을비교한결과 4월 30일 (294kg/10a) 대비 4월 10일정식하였을경우 (1,162kg/10a) 고온으로인한화아분화억제효과가적어수량성이 395% 가량높게나타났다. 일계성딸기 설향 을 8월 2, 16, 30일, 9 월 13일정식후수량성과화방출뢰일, 생육특성을비교한결과 8월 2일정식한경우 (1840kg/10a) 가초기세력을왕성하게갖출수있어 9월 13일정식한경우수확량 (796.57kg/10a) 보다 231% 높게나타났고조기정식으로인한 2화방의출뢰지연현상은보이지않았다. 근권부냉각과양액냉각을같이도입하여고온기딸기를재배하였을때딸기의관부직경증가에긍정적으로작용하였다. 그러나국부냉각방식이라고할지라도소요되는에너지와시설설치비용이많이소요되고다단재배시스템하단부의광부족현상이발생하는등의문제점이있었다. 농가들에게확대보급을위해서는시설부담을줄이는등의추가연구가필요한것으로판단된다. 5. 인용문헌 Lee, JN, Lee, JG., Lee, E.H, Ryu, SY, Yeoung, YR and Pak, HY Growth response on ever-bearing strawberry for off-season production in highlands. Kor. T. Hort. Sci. Technol. 23(2): 년도시험연구보고서

19 Lee, JN, Kim, HJ, Kim, KD, Kwen, KB and Suh, JT Characteristics of new ever-bearing strawberry Jangha bred for high soluble solid contents. Hor. Sci. Tech. 35(3): Yoon HK, Yoo KC Photosynthetic character at various growing stages in strawberry. J. Korean. Soc. Hortic. Sci. 33: Ra, SW, Kim, WS, Moon CS, Woo IS, Oh SH, Rho TH Yeild and quality of Samahberi ever-bearing strawberry for off-season production by cultivated area. RDA. J. Agri. Sci. 38: Jiwei R, Young RY, and Kirk DL Influence of cultivar, planting date, and planting material on yeild of day-neutral strawberry cultivars in highland areas of Korea. Hort. Environ, Biotechnol. 52(6): Udagawa, U., Ito, T., & Gomi, K Effects of root temperature on some physiological and ecological charactericstics of strawberry plants Reiko grown in nutrient solution. J. Jap. Soc. Hortic. Sci., 58: 김대영. 딸기다수확핵심기술. 농촌진흥청국립원예특작과학원. 고관달, 최근진, 김대영, 오대민, 이학동, 박서준 딸기-농업기술길라잡이 40( 개정판 ). 농촌진흥청. 전종길, 김형권 딸기고설베드근권부 PE관및팬코일유닛을이용한냉방효과. 원예연시설원예시험장. 6. 연구결과활용제목 : 없음 7. 연구원편성 세부과제구분소속직급성명수행업무 딸기원통형다단재배시스템개발 책임자 공동연구자 참여년도 농업기술원원예연구과농업연구사 정현경 세부수행총괄 농업연구관 하태문 16 세부과제총괄 농업연구사 박주현 17 세부과제총괄 이정혜 자료조사 이영석 자료조사 농업연구관 정윤경 자료조사 서명훈 결과검토 김순재 결과검토 Ⅱ. 원예연구 525

연구목표 재료및방법 년도시험연구보고서

연구목표 재료및방법 년도시험연구보고서 ABSTRACT This study was conducted to determine the optimum concentration of cactus standard nutrient solution for hydroponic culture in potted succulents, Echeveria derenbergii, Sedeveria Letizia and Cotyledon