2023년까지 채소재배농가 80% 공정육묘장 이용

형광등으로 인공광제어, 팬코일유닛으로 습도조절

활착실 환경개선으로 생산성향상에 앞장서고 있는 강동현 농촌진흥청 농업공학부 연구사

농촌고령화의 심화와 농촌일손부족 등으로 농축산기계의 필요성이 더욱 중요해지고 있다. 특히 스마트팜, 정밀농업기계 등을 통한 미래 농업으로 나아가기 위해서도 부가가치를 높일 수 있는 최첨단 농축산기계의 개발이 요구되고 있다.

본지는 이러한 시대적 요구에 부응하고 농축산기계의 새로운 패러다임을 살펴보기 위해, 농촌진흥청 농업공학부의 도움을 받아 연간기획으로 새롭게 개발되고 있는 농축산기계의 연구개발동향과 현장적응효과를 살펴본다.

◇ 모종 이용비율 지속적 증가

우리나라의 채소 재배면적은 약 24만6725ha(2014)이며, 이중 농가에서 모종을 구입해서 이용하는 비율은 2011년 23%에서 2023년까지는 80%까지 증가할 것이라고 농촌경제연구원에서 예측한 바 있다.

모종을 구입해 이용하는 비율이 증가할수록 모종을 공급하는 공정육묘온실은 계속 증가하고 있다. 공정육묘장은 1992년부터 농촌진흥청에서 연구를 목적으로 도입되어, 모종생산규모는 2014년에는 1997년 대비 6배, 면적은 10배 증가했다. 또한 공정육묘장에서 육묘되는 과채류 품종 중 시설온실에서 많이 재배되는 수박, 오이, 토마토 등 과채류의 경우 접목을 하는 경우가 약 50% 정도로 높은 비중을 차지하고 있어 접목 이후 대목(접목묘의 뿌리부)과 접수(접목묘의 윗부분)를 잘라서 붙인 접목 부위가 잘 결합되도록 환경을 조절하는 제어기술이 아주 중요하다.

작업자가 수작업으로 환경조절해야 하는 초기의 활착실

◇ 초기의 활착기술

초기 95%이상의 습도와 25℃ 내외의 온도를 조절하기 위해 육묘온실 내에 비닐터널을 설치해 습도를 유지시키고, 온도 및 광을 조절하기 위해 보온커튼을 덮어 환경을 조절해 활착이 잘 되도록 조절했다. 이러한 방법은 외부온도가 낮아 온실 내부환경 제어가 비교적 쉬운 봄, 가을, 겨울에는 큰 문제없이 활착이 가능하지만, 외부온도가 높은 여름철에는 모종이 말라버리는 경우가 많이 발생했다.

또한 접수 및 대목이 잘 붙도록 하는 활착과정과 햇빛에 대해 적응하는 기간인 순화과정에 약 10일 이상 소요돼, 초기 육묘과정 및 접목 이후 육묘일수를 고려하면 재배베드 전체면적의 약 30% 가량을 활착을 위한 공간으로 이용할 수밖에 없어 온실의 공간 이용효율도 낮은 편이다.

LED등을 이용하고 있는 최근의 활착실

◇ 최근의 활착기술

인공광인 형광등, LED등을 이용해 내부 광환경을 조절하고, 냉난방기 및 가습기를 이용해 온습도를 조절하는 시스템을 고안해 이용했다. LED등을 이용하는 경우는 운반차의 상부에 등을 매달아 활착하지 않을 때는 묘판운반차로 이용할 수 있다는 장점이 있으나, 운반차가 이동할 때 진동에 의해 반도체 소자로 구성된 LED등의 수명단축이 있을 수 있고, LED등으로 부터 모종까지 도달하는 광이 아주 약하다는 단점이 있다.

형광등을 이용하는 경우는 벽면에 광을 부착해 광을 비추기 때문에 일부 모종에는 광이 도달하지만 광이 도달하지 않는 부분도 많이 발생하고, 형광등의 안정기에서 발생하는 열로 인해 내부 온습도 환경을 제어하기 어렵다는 문제점이 있었다.

인공광을 이용한 스마트 활착실

◇ 인공광 이용 스마트 활착실

스마트 활착실의 인공광은 형광등을 이용했고, 형광등의 특성상 모든 방향으로 광을 조사하기 때문에 광을 모종의 상단에서 비추기 위해 갓을 이용했다. 등갓은 형광등에서 발생하는 열이 활착실 내부의 온도상승에 미치는 영향을 최소화하기 위해 등갓에 열을 식히기 위한 가느다란 수냉식 냉각관을 설치할 수 있도록 했다. 광조사 제어는 활착초기에는 암실조건을 일정시간 준 다음 서서히 광량을 증가시키도록 했다. 광조사 방법은 비교적 광의 영향을 많이 받는 박과류는 1~2일째 암실, 2~3일째 1개 점등, 4~5일째 2개 점등, 6~7일째 3개 점등하도록 제어해 광량을 조절했고, 광의 영향이 적은 가지과는 1일째 암실, 2~3일째 1개 점등, 4~5일째 2개 점등, 6~7 일째 3개 점등해 광량을 조절했다.

또한 광량을 높일수록 습도를 낮춰 순화과정을 최소화할 수 있도록 했다. 냉난방 장치는 냉수와 온수를 이용할 수 있는 팬코일 유닛을 설치했다. 습도제어는 활착실 환경요소 중 가장 중요한 요인 중 하나이다. 습도조절을 위한 수분 알갱이는 공기보다 무겁기 때문에 활착실 내의 기류를 형성하지 않으면 골고루 퍼지지 않는다. 활착실 내 습도환경 분포개선을 위해 팬코일유닛에 덕트를 설치하고 여기에서 발생하는 바람을 이용해 기류형성 및 습도분포 균일성을 향상시켰다.

습도제어는 접목초기에는 비교적 습도조건이 높아야 하므로 1~3일간은 95%이상을 유지하도록 하고, 이후로는 점점 습도를 내려 외부환경에 맞게 순화될 수 있도록 했다. 활착실을 이용해 토마토와 오이모종에 대한 활착시험 결과 관행 LED 활착실에서 4일간 활착한 후 관행방식으로 소형터널을 이용해 활착 및 순화시키는 방법과 연구개발된 스마트 활착실을 이용해 활착하는 방식간의 생육은 오이 및 토마토 모두에 대해 큰 차이는 없는 것으로 조사됐으나, 순화과정 및 외부환경 적응정도를 비교하면 관행의 활착실의 경우 약 10일 소요되던 것이 개발된 활착실의 경우 8∼9일 정도 소요되는 것으로 10∼20% 정도의 노력절감 및 투입에너지 절감효과가 있는 것으로 나타났다.

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