관행대비 잿빛곰팡이 72% 저감, 수확량 29% 증수효과
온습도 관리 필요한 타 작물의 재배온실에도 적용예정

온습도 환경제어시스템 개발로 시설농가 소득에 앞장서고 있는 강금춘 농촌진흥청 농업공학부 연구관

◇ 시설딸기재배 핵심은 습도관리
딸기는 저온에서도 생육이 양호해 겨울철 재배기간 동안 난방비 부담이 적어 경영비 부담이 비교적 적게 들어가는 작목 중 하나이다. 최근 수년 동안 다수확 품종의 보급과 수경재배의 확대 등으로 생산성이 높아져 딸기의 연간 생산액은 2012년을 기준으로 1조1888억 원에 이르고 있으며, 우리나라 전체 채소생산액의 11.7%를 차지하는 중요한 원예작물이 됐다.
딸기의 생육에 있어 지상부 환경요인으로는 광·온도·습도·CO₂ 등이 있는데 이들 모두가 중요하지만 아직도 습도환경에 대한 제어기술은 뒤떨어져 있는 실정이다. 습도는 기공의 개폐를 통해 광합성과 증산에 영향을 미치는 인자로서 건조한 조건에서는 증산에 의한 수분손실을 막기 위해 기공이 폐쇄되어 광합성 속도가 낮아지며, 다습한 상태에서는 증산이 억제되기 때문에 작물뿌리로부터의 양분흡수가 저해된다. 또한 시설내부가 다습하면서 온도가 내려가게 되면 잿빛곰팡이병, 노균병, 균핵병, 흑성병, 만고병 등이, 잎에 물방울이 맺히면 세균병, 역병 등이 발생하기 쉬워진다. 이처럼 저온다습한 조건에서 줄기나 잎에 물방울이 장시간 맺혀 있으면 병이 만연하게 된다.

◇ 원예시설 습도조절 관행방법
무가온 온실의 경우 주간에는 내부기온의 상승에 따라 습도는 낮아지는데 충분한 환기를 하게 되면 외부습도와 거의 같아지게 된다. 그러나 야간에 온실이 밀폐되면서 외부기온이 내려감에 따라 내부기온도 급격히 떨어져 습도가 급상승하게 되며, 안개가 끼기 시작하고 그 후 안개는 응결하여 물방울 형태로 필름 내측에 부착하면서 안개는 사라지게 된다.
겨울철 온실내부의 습도조절 방법을 실내 수분이동면에서 살펴보면 ①실내로의 증발산하는 수분량 억제, ②피복자재의 표면에서 결로시켜 실내로 흘러내리게 하거나 흡습시켜 상대습도를 하강, ③온도를 높여 상대습도를 하강,  ④온습도가 일정한 기류를 이용해 잎에서의 결로 방지, ⑤실외로 수증기의 방출, ⑥수증기를 응결시켜 물방울로 처리하는 방법 등으로 분류할 수 있다. 이들 방법은 부분적인 효과는 있으나 근본적인 제습법은 아니기 때문에 단독으로 운용하는 것보다는 종합적으로 병용하는 것이 효과를 높일 수 있다.

◇ 시설딸기 온습도 환경제어시스템 특성
원예시설은 면적 및 실내공간이 크기 때문에 위의 여러 가지 습도조절 방법 중에서 가장 빠르게 대응이 가능한 방법으로는 실외로 수증기를 신속하게 방출하는 환기방식이다. 환기방식은 오염되고 다습한 내부공기를 신선하고 건조한 외부공기로 대체하는 방식으로 환기시에는 다습한 공기와 함께 내부의 열도 외부로 빠져나가기 때문에 열손실로 인한 에너지비용을 가중시키는 문제가 있어 저온기 야간에는 활용이 불가능한 실정이다. 이를 해결하기 위해 농촌진흥청에서 개발된 것이 시설딸기재배용 온습도 환경제어시스템이다.
온습도 환경제어시스템은 열회수 환기를 통해 다습한 공기를 외부로 배출하고 건조한 공기를 유입하도록 작동하는데, 실내로 공급되는 공기온도가 설정 값 보다 낮아지는 경우에는 실내공기를 비례적으로 혼합해주고 온실내부의 공기온도가 딸기생육 적온이상으로 높아지는 주간에는 열교환기를 거치지 않고 온실외부의 공기와 바이패스로 환기시킬 수 있으며, 이러한 4가지의 운전모드를 시스템 스스로 판단해 24시간 자동운전되는 것을 특징으로 한다.

◇ 시설딸기 온습도 환경제어시스템 적용효과
온습도 환경제어시스템은 열회수 환기모드로 작동되며, 할 때 실내의 오염된 공기가 외부로 배출될 때 열교환기에서 열이 회수돼 5.5℃ 정도 낮게 배출되며, 이 열은 다시 신선한 공급공기에 전달돼 실외공기보다 8.2℃ 높은 온도로 실내로 공급됐다. 이때의 온도효율은 온실 내외부 온도차가 7∼14℃로 변화할 때 93∼81%로 높게 나타났다. 딸기재배 온실내부의 온도와 습도를 각각 8℃와 85%로 설정하고 온습도 환경제어시스템을 운전한 결과 17시부터 다음날 08시까지의 실내 공기온도는 난방기의 작동으로 인해 설정 값인 8℃로 잘 유지가 됐으며, 상대습도는 평균 84.6%로서 관행온실 96.7%에 비해 평균 12.1% 포인트 낮게 유지가 가능했다. 이와 같은 딸기온실 내부의 습도조절로 재배온실 내부의 공기환경이 개선돼 잿빛곰팡이 병 발생율이 71.9% 포인트 저감됐으며, 병 발생 저감에 따라 딸기의 수확량은 28.6%가 증가하는 효과가 발생했다.
농촌진흥청에서 개발한 온습도 환경제어시스템을 시설딸기 재배온실에 적용해 병해발생 억제를 통한 고품질 농산물의 생산과 농업인의 소득증대가 가능하리라 판단되며, 이 기술은 습도조절이 불가피한 다른 시설원예 작목에 적용해도 효과가 클 것으로 기대된다.

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